2025届高考化学一轮复习微专题15滴定原理的拓展应用学案

PAGE6-滴定原理的拓展应用一、氧化还原滴定法1.原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，干脆滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。2.试剂：常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。3.指示剂：氧化还原滴定法的指示剂有三类。a.氧化还原指示剂；b.专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝；c.自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。[例1]聚合硫酸铁[Fe2（OH）6－2n（SO4）n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。（1）将肯定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70℃下边搅拌边缓慢加入肯定量的H2O2溶液，接着反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为；水解聚合反应会导致溶液的pH。（2）测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：精确称取液态样品3.000g，置于250mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液（Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋），充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2mol·L－1K2Cr2O7溶液滴定至终点（滴定过程中Cr2O72-与Fe2＋反应生成Cr3＋和Fe3＋），消耗K2Cr2O①上述试验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将（填“偏大”或“偏小”或“无影响”）。②计算该样品中铁的质量分数（写出计算过程）。[练1]铝锰合金可作炼钢脱氧剂。某课外小组欲测定铝锰合金中锰的含量。Ⅰ.硫酸亚铁铵[（NH4）2Fe（SO4）2]溶液的浓度标定步骤1：取20.00mL0.015mol·L－1K2Cr2O7标准液于250mL锥形瓶中，加入20mL稀硫酸和5mL浓磷酸，用硫酸亚铁铵溶液滴定，接近终点时加2滴R溶液作指示剂，接着滴定至终点，消耗的体积为V1mL。步骤2：重复步骤1试验，接近终点时加4滴R溶液，消耗的体积为V2mL。Ⅱ.过硫酸铵[（NH4）2S2O8]催化氧化滴定法测定锰含量。取mg铝锰合金于锥形瓶中，加入适量的浓磷酸，加热至完全溶解，稀释冷却摇匀，再加入少量的硝酸银溶液、过量的过硫酸铵溶液，加热煮沸至无大量气泡冒出，冷却至室温（此时溶液中锰的化合价为＋7），用标定的硫酸亚铁溶液进行滴定，依据试验数据计算铝锰合金中锰的含量。[查阅资料]①酸性条件下，Cr2O72-具有很强的氧化性，易被还原为绿色的Cr②R溶液的变色原理：（1）Ⅰ中步骤1、2须要的玻璃仪器有锥形瓶、胶头滴管、、。（2）Ⅰ中滴定过程，主要反应的离子方程式是。（3）Ⅰ中步骤2的主要作用是。（4）Ⅱ中硫酸亚铁铵溶液的标定浓度是mol·L－1（用含V1、V2的代数式表示）。（5）Ⅱ中加入硝酸银溶液的目的是。（6）Ⅱ中若未加热煮沸无大量气泡冒出，锰含量测定结果将（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。（7）为了提高该试验的精确度和牢靠度，需进行。二、沉淀滴定法1.概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法，生成沉淀的反应许多，但符合条件的却很少，事实上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。2.原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrO42-为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的[例2]用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c（I－），试验过程包括打算标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.打算标准溶液a．精确称取AgNO3基准物4.2468g（0.0250mol）后，配制成250mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。b．配制并标定100mL0.1000mol·L－1NH4SCN标准溶液，备用。Ⅱ.滴定的主要步骤a．取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。b．加入25.00mL0.1000mol·L－1AgNO3溶液（过量），使I－完全转化为AgI沉淀。c．加入NH4Fe（SO4）2溶液作指示剂。d．用0.1000mol·L－1NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：试验序号123消耗NH4SCN标准溶液体积/mL10.2410.029.98f.数据处理。回答下列问题：（1）将称得的AgNO3配制成标准溶液，所运用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有________________________________________________________________________。（2）AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的缘由是。（3）滴定应在pH<0.5的条件下进行，其缘由是。（4）b和c两步操作是否可以颠倒，说明理由________________________________________________________________________。（5）所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为mL，测得c（I－）＝mol·L－1。（6）在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为。（7）推断下列操作对c（I－）测定结果的影响（填“偏高”“偏低”或“无影响”）①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果。②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果。[练2]莫尔法是一种沉淀滴定法，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl－的浓度。已知：银盐性质AgClAgBrAgCNAg2CrO4AgSCN颜色白浅黄白砖红白溶解度1.34×10－67.1×10－71.1×10－86.5×10－51.0×10－6（1）滴定终点的现象是________________________________________________________________________。（2）若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是。A．NaClB．BaBr2C．Na2CrO4刚好达到滴定终点时，发生的离子反应方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________。eq\x(温馨提示：请完成课时作业25)微专题·大素养⑮[例1]解析：(1)依氧化还原反应原理可以写出H2O2氧化Fe2＋的离子方程式，水解聚合反应消耗了溶液中的OH－，导致溶液中H＋浓度增大，所以溶液的pH减小。(2)①过量Sn2＋具有还原性也可与K2Cr2O7溶液反应，若不除去则导致消耗K2Cr2O7的量偏多，使测定结果偏大。②由题意知样品中的Fe3＋被Sn2＋还原为Fe2＋，结合氧化还原反应中电子得失守恒规律可以找出Fe2＋与Cr2O7答案：(1)2Fe2＋＋H2O2＋2H＋=2Fe3＋＋2H2O减小(2)①偏大②n(Cr2O72-)＝5.000×10－2mol·L－1×22.00mL×10－3L·mL－1＝1.100×10由滴定时Cr2O72-→Cr3＋和Fe2＋→Fe3＋，依据电子得失守恒可得微粒的关系式：Cr2O(或Cr2O72-＋14H＋＋6Fe2＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H则n(Fe2＋)＝6n(Cr2O72-)＝6×1.100×10－3mol＝6.600×10样品中铁元素的质量：m(Fe)＝6.600×10－3mol×56g·mol－1＝0.3696g样品中铁元素的质量分数：w(Fe)＝0.3696g3.000g[练1]解析：(1)因为硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液显酸性，K2Cr2O7溶液有强氧化性，所以Ⅰ中滴定试验须要用到酸式滴定管，可运用量筒向滴定管中取液体，也可以运用移液管取用，故Ⅰ中须要的玻璃仪器除了锥形瓶、胶头滴管外，还用酸式滴定管、量筒(或移液管)。(2)Ⅰ中滴定过程，酸性条件下用硫酸亚铁铵溶液滴定K2Cr2O7标准液，Fe2＋与Cr2O72-发生氧化还原反应，离子方程式为14H＋＋Cr2O72-＋6Fe2＋=6Fe3＋＋2Cr(3)依据[查阅资料]②R溶液的变色原理可得，变色过程要消耗肯定量的氧化剂或还原剂，所以对指示剂用量加以校正是提高精确度的关键，因此Ⅰ中步骤2的主要作用是校正指示剂。(4)加2滴R溶液作指示剂时消耗硫酸亚铁铵溶液V1mL，为校正指示剂所造成误差，加4滴R溶液时消耗硫酸亚铁铵溶液V2mL，所以K2Cr2O7标准液实际消耗的硫酸亚铁铵溶液为(2V1－V2)mL，依据反应离子方程式可得关系：Cr2O72-～6Fe2＋，又依据已知20.00mL0.015mol·L－1K2Cr2O7标准液，所以硫酸亚铁铵溶液的浓度为eq\f(0.015×20.00×6,2V1－V2)mol·L－1＝eq\f(1.8,2V1－V2)mol·L－1。(5)由已知，催化氧化滴定法测定铝锰合金中锰含量，过硫酸铵[(NH4)2S2O8]作氧化剂与锰在催化剂作用下发生氧化还原反应，所以Ⅱ中加入硝酸银溶液的目的是作为催化剂，加快氧化速率。(6)Ⅱ中过硫酸铵是过量的，存在反应(NH4)2S2O8＋2H2O=2NH4HSO4＋H2O2，加热煮沸至无大量气泡冒出，是为了除去溶液中氧化性物质，若未加热煮沸无大量气泡冒出，则消耗还原剂硫酸亚铁铵的物质的量偏大，锰含量测定结果将偏大。(7)为了提高该试验的精确度和牢靠度，需防止偶然误差的产生，可取两个以上相同的样品，以完全一样的条件进行试验，看其结果的一样性，即进行平行试验。答案：(1)酸式滴定管量筒(或移液管)(2)14H＋＋Cr2O72-＋6Fe2＋=6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O(3)校正指示剂(4)1.8/(2V1－V2[例2]解析：(1)配制硝酸银溶液，所运用的仪器除烧杯和玻璃棒之外还须要250mL(棕色)容量瓶和胶头滴管。(2)AgNO3见光易分解，所以应保存在棕色试剂瓶中。(3)Fe3＋易水解，所以滴定应在pH<0.5的强酸环境下进行。(4)b和c两步操作不能颠倒，否则Fe3＋有强氧化性，I－有强还原性，二者会发生反应导致指示剂耗尽，无法推断滴定终点。(5)依据试验数据，试验1与试验2、3差别很大，故舍去试验1，求试验2和试验3的平均值，所以标准溶液的平均体积为10.00mL。依据滴定过程可知n(AgNO3)＝n(NaI)＋n(NH4SCN)，得：25．00×10－3L×0.1000mol·L－1＝25.00×10－3L×c(I－)＋10.00×10－3L×0.1000mol·L－1，解得c(I－)＝0.0600mol·L－1。(6)向滴定管中装标准溶液前应用标准溶液润洗。(7)①在配制AgNO3标准溶液时，若有少量溅出，则配制的标准溶液浓度偏小，在滴定时消耗标准溶液的体积偏大，测得c(I－)浓度偏高。②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，读数偏小，计算出的标准液体积偏小，结合(5)中分析知c(I－)浓度偏高。答案：(1)250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管(2)避开AgNO3见光分解(3)防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的推断(或抑制Fe3＋的水解)(4)否(或不能)若颠倒，Fe3＋与I－反应，指示剂耗尽，无法推断滴定终点(5)10.000.0600(6)用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2～3次(7)①偏高②偏高[练2]解析：(1)依据沉淀滴定法的原理，可知溶液中Ag＋和Cl－先反应，Cl－消耗完后再和指