資源簡介

題型整合練　氧化還原反應滴定
1.用稀硫酸酸化的0.01 mol·L-1 KMnO4標準溶液滴定某未知濃度的H2C2O4溶液,下列說法正確的是(　　)
A.KMnO4標準溶液裝入堿式滴定管中
B.滴定過程中,加入KMnO4標準溶液應先快后慢
C.滴定反應離子方程式為2Mn+5C2+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.滴定終點時,溶液顏色由紫紅色變為無色,并在半分鐘內不變色
2.“84”消毒液是一種以次氯酸鈉(NaClO)為有效成分的高效消毒劑,它的滅菌消毒能力用有效氯(HClO與ClO-的總量)來衡量,有效氯含量越高,消毒能力越強。間接碘量法是測定有效氯的經典方法,實驗步驟如下:
ⅰ.取5.00 mL“84”消毒液,置于磨口具塞錐形瓶中,加入200 mL碘化鉀溶液(過量,易被空氣氧化)和適量稀硫酸,塞上瓶塞;在暗處振蕩5分鐘。
ⅱ.加入幾滴指示劑,用0.1 mol·L-1硫代硫酸鈉(Na2S2O3)標準溶液(pH>7)滴定至終點,記下消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積,重復上述操作3次。
已知:①ClO-+2H++2I- Cl-+I2+H2O;2Na2S2O3+I2 2NaI+Na2S4O6。
②實驗所得數據如表所示:
實驗次數 1 2 3 4
標準溶液初始讀數/mL 0.00 0.00 4.40 0.50
滴定終點時標準 溶液讀數/mL 31.80 31.95 31.95 32.25
回答下列問題:
(1)使用磨口具塞錐形瓶的原因是　　　　　　　　　　　　;使用硫酸而不使用鹽酸酸化的原因是　　　　　　　　　　。
(2)滴定時,盛裝標準液的滴定管在使用前需要　　　　　　,水洗之后需要進行的操作是　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)步驟ⅱ選用的指示劑為　　　　　　,滴定終點的現象為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)該“84”消毒液中ClO-與HClO的總濃度為　　　　mol·L-1,測得的結果小于該“84”消毒液標簽上的濃度,可能原因為　　　　(填字母)。
a.滴定終點讀數時仰視刻度線
b.該“84”消毒液在光照下放置時間過長
c.滴定振蕩時,有少量待測液濺出
d.滴定前,盛裝標準溶液的滴定管下端有氣泡未趕出,滴定后氣泡 消失
3.利用草酸(H2C2O4)及草酸鹽的性質可測定人體血液中鈣離子的濃度。
實驗流程:取血樣10.00 mL,加適量的草酸銨[(NH4)2C2O4]溶液,析出草酸鈣(CaC2O4)沉淀,將此沉淀洗滌后溶于強酸得草酸(H2C2O4),配成100 mL溶液,用硫酸酸化的0.001 0 mol/L KMnO4標準液平行滴定三次,每次取待測液的體積為20 mL,平均消耗KMnO4溶液15.00 mL,即可計算出血液中鈣離子的濃度。
(1)KMnO4標準溶液應用　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管盛裝,注入KMnO4標準溶液之前,滴定管需要檢查是否漏水、洗滌和　　　　。
(2)①滴定前,裝有KMnO4標準液的滴定管排氣泡時,應選擇下圖中的　　　　。
②若用25.00 mL滴定管進行實驗,當滴定管中的液面在刻度“8.00”處,則管內液體的體積　　　　。
A.=8.00 mL　　　　　　 B.=17.00 mL
C.>17.00 mL　　　　　　D.<17.00 mL
(3)請寫出滴定過程中發生反應的離子方程式:　　　　　　　　　　　　。
(4)判斷達到滴定終點的現象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(5)血液樣品中Ca2+濃度為　　　　mg/mL(保留2位有效數字)。
(6)判斷下列操作對血液中鈣離子的濃度測定結果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
①滴定前盛裝酸性KMnO4標準溶液的滴定管未潤洗,使測定結果　　　　。
②滴定結束時俯視讀數,使測定結果　　　　。
③用蒸餾水洗凈錐形瓶后盛入待測液進行滴定,使測定結果　　　　 。
4.(1)以綠礬(FeSO4·7H2O)為原料,可以制取鐵鉻氧體Cr2Fe20O27(Cr為+3價)。制取的方法如下:向含1 mol Cr的溶液中,加入10 mol FeSO4·7H2O,充分反應后向溶液中邊通入空氣邊滴加NaOH溶液,反應后過濾得到鐵鉻氧體。反應共消耗O2的物質的量為　　　　。
(2)某TiO2樣品可以采用如下實驗測定其純度:稱取2.000 g TiO2樣品,加酸溶解,向所得溶液中加入足量鋁粉,充分反應后過濾,將濾液稀釋定容至250 mL,取25.00 mL于錐形瓶中,加入指示劑,用 0.100 0 mol·L-1 NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定,平行滴定三次,平均消耗NH4Fe(SO4)2標準溶液的體積為23.00 mL。實驗過程中發生的反應如下:
Al+3TiO2++6H+ Al3++3Ti3++3H2O
Fe3++Ti3++H2O Fe2++TiO2++2H+
計算TiO2樣品的純度,并寫出計算過程。
5.為了測定KIO3產品的純度,可采用碘量法滴定。準確稱取1.000 g產品,配制成250 mL溶液,用移液管移取25.00 mL溶液于錐形瓶中,加稀硫酸酸化,再加入足量KI溶液充分反應,加淀粉指示劑,用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3標準溶液滴定,平行滴定3次,平均消耗標準溶液的體積為29.40 mL。已知:I2+2S2 2I-+S4。
(1)滴定管需要用標準溶液潤洗,潤洗滴定管的具體操作為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)KIO3在酸性條件下氧化KI的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)產品的質量分數為　　　　(保留4位有效數字)。
在確認滴定操作無誤的情況下,質量分數異常的原因可能是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
題型整合練　氧化還原反應滴定
1.B　稀硫酸酸化的0.01 mol·L-1 KMnO4標準溶液有酸性和強氧化性,應用酸式滴定管盛裝,A項錯誤;滴定起始階段,H2C2O4溶液濃度相對較大,應快速加入KMnO4標準溶液,但接近滴定終點時應該緩慢加入 KMnO4標準溶液,便于觀察溶液顏色變化,判斷滴定終點,B項正確;草酸是弱酸,在離子方程式中應寫化學式,滴定反應的離子方程式為 2Mn+5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O,C項錯誤;H2C2O4溶液無色,滴定終點時溶液由無色變為淺紅色,并且半分鐘內不變色,D項錯誤。
2.答案　(1)防止I-被空氣氧化干擾實驗　鹽酸會與ClO-反應生成氯氣,干擾實驗
(2)檢驗是否漏液　用0.1 mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液潤洗
(3)淀粉溶液　加入最后半滴標準溶液時,溶液藍色消失且30 s內不恢復原來的顏色
(4)0.318　bc
解析　(1)使用磨口具塞錐形瓶的原因是防止I-被空氣氧化干擾實驗;Cl-能與ClO-在酸性溶液中發生歸中反應生成氯氣和水干擾實驗,故酸化時使用稀硫酸而不使用鹽酸。(2)盛裝標準液的滴定管在使用前需要檢驗是否漏液,水洗之后,需要用標準液潤洗,進行的操作是用 0.1 mol·L-1硫代硫酸鈉標準溶液潤洗。(3)步驟ⅱ用硫代硫酸鈉標準溶液滴定碘單質,實驗中用淀粉溶液作指示劑,當滴入最后半滴硫代硫酸鈉溶液時,錐形瓶中溶液藍色褪去,且30 s內不恢復原來的顏色說明達到滴定終點。(4)根據題表中數據可得4次實驗消耗標準溶液的體積分別為31.80 mL、31.95 mL、27.55 mL、31.75 mL,第3次實驗數據誤差太大應舍去,平均消耗V(Na2S2O3溶液)=≈31.8 mL,根據題意可得該“84”消毒液中n(HClO)+n(ClO-)=×n(Na2S2O3),則ClO-與HClO的總濃度為=0.318 mol·L-1。滴定終點讀數時仰視刻度線會使得出的硫代硫酸鈉溶液的體積偏大,導致所測溶液濃度偏高,a不符合題意;該“84”消毒液在光照下放置時間過長,次氯酸分解生成HCl和氧氣,消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積偏小,所測溶液濃度偏低,b符合題意;滴定振蕩時,有少量待測液濺出,消耗標準液的體積偏小,所測溶液濃度偏低,c符合題意;滴定前,盛裝標準溶液的滴定管下端有氣泡未趕出,滴定后氣泡消失會使得出的硫代硫酸鈉溶液的體積偏大,導致所測溶液濃度偏高,d不符合題意。
3.答案　(1)酸式　潤洗
(2)①b?、贑
(3)2Mn+5H2C2O4+6H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O
(4)當滴入最后半滴標準液,溶液由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色
(5)0.75
(6)①偏高?、谄汀、蹮o影響
解析　(1)酸性高錳酸鉀溶液具有強氧化性,能夠腐蝕堿式滴定管下端的橡膠管,故標準溶液應用酸式滴定管盛裝,注入標準溶液之前,滴定管需要檢查是否漏水、洗滌和潤洗。(2)①酸式滴定管排氣泡時應用左手跨過滴定管下端,用拇指、食指和中指轉動活塞,圖a操作錯誤,圖b操作正確,圖c、d為堿式滴定管。②滴定管的“0”刻度線在上端且滴定管下端沒有刻度線,故若用25.00 mL滴定管進行實驗,當滴定管中的液面在刻度“8.00”處,則管內液體的體積大于 25.00 mL-8.00 mL=17.00 mL。(3)滴定過程中H2C2O4和酸性高錳酸鉀溶液反應的離子方程式為2Mn+5H2C2O4+6H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O。(4)待測溶液為無色溶液,酸性高錳酸鉀溶液呈紫紅色,故判斷達到滴定終點的依據是當滴入最后半滴標準液,溶液由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色。(5)根據離子方程式2Mn+5H2C2O4+6H+ 10CO2↑+2Mn2++8H2O,結合Ca2+~CaC2O4~H2C2O4可知,血液樣品中Ca2+濃度為=0.75 mg/mL。(6)①滴定前盛裝標準液的滴定管未潤洗,使得標準液用量增大,使測定結果偏高;②滴定結束時俯視讀數,標準液體積偏小,使測定結果偏低;③用蒸餾水洗凈錐形瓶后盛入待測液進行滴定,不影響標準液用量,對測定結果無影響。
4.答案　(1)0.25 mol
(2)消耗NH4Fe(SO4)2物質的量:0.100 0 mol·L-1×0.023 L=2.3× 10-3 mol;根據Al+3TiO2++6H+ Al3++3Ti3++3H2O、Fe3++Ti3++H2O Fe2++TiO2++2H+得以下關系:TiO2~TiO2+~Ti3+~Fe3+,樣品中含n(TiO2)= 2.3×10-3× mol=0.023 mol,則2 g樣品中,含m(TiO2)=0.023 mol×80 g/mol=1.84 g,其純度為×100%=92%。
解析　(1)根據化合物中各元素化合價代數和為0,計算出Cr2Fe20O27中Fe元素的平均化合價為+2.4價,1 mol Cr與10 mol FeSO4·7H2O混合,充分反應后可得到Cr2Fe20O27的物質的量為0.5 mol,10 mol FeSO4·7H2O失去(2.4-2)×10 mol=4 mol電子,1 mol Cr得到 3 mol電子,則O2得到1 mol電子,O2~4 e-,反應共消耗O2的物質的量為0.25 mol。
5.答案　(1)從滴定管上口加入少量標準溶液,傾斜著轉動滴定管,使液體潤濕內壁,然后從下部放出,重復2~3次
(2)I+5I-+6H+ 3I2+3H2O　
(3)104.9%　滴定搖動錐形瓶時,過量I-被空氣氧化成I2(合理即可)
解析　(2)KIO3在酸性條件下氧化KI的離子方程式為I+5I-+6H+ 3I2+3H2O。(3)用碘量法測定KIO3產品的純度,反應原理為I+5I-+6H+ 3I2+3H2O和I2+2S22I-+S4,則得到關系式:KIO3~3I2~6S2,n(KIO3)=×0.100 0 mol·L-1×0.0294 L=4.9×10-4 mol,產品中KIO3的質量分數=×100%=×100%≈104.9%;由于滴定操作無誤,則實驗過程中有其他途徑生成了碘單質或有其他能消耗Na2S2O3的雜質存在,原因可能是滴定搖動錐形瓶時,過量I-被空氣氧化成I2。
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