1、高考热点微专题系列(十)滴定原理的拓展应用(沉淀、氧化还原)【典题精析晓一通百】角度1 氧化还原滴定【典题1】.(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为 0.010 00 molL-1的K2Cr2O7标准溶液250 mL,应准确 称取_g K2Cr2O7(保留4位有效数字,已知 =294.0 gmol-1)。配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有_(用编号表示)。电子天平 烧杯 量筒 玻璃棒 容量瓶 胶头滴管 移液管 227K Cr OM(2)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测
2、定结果将_(填“偏大”“偏小”或“不变”)。.取Ce(OH)4产品0.536 g,加硫酸溶解后,用 0.100 0 molL-1 FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00 mL标准溶液,该产品中Ce(OH)4的质量分数为_。【精析】.(1)m(K2Cr2O7)=0.010 00 molL-1 0.25 L294.0 gmol-1=0.735 0 g。称量0.735 0 g K2Cr2O7应使用电子天平,溶解过程中 要使用烧杯和玻璃棒,溶液要在容量瓶中定容,定容时 还要使用胶头滴管。实验中量筒、移液管不必用到。(2)滴定过程中,装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管开始有
3、气泡,后来气泡消失,则导致标准液的读数偏大,则测定结果偏大。.由电子得失守恒可得知关系式:Ce(OH)4 FeSO4,故nCe(OH)4=n(FeSO4)=0.100 0 molL-10.025 L=0.002 5 mol mCe(OH)4=0.002 5 mol208 gmol-1=0.52 g w=100%97.0%。答案:.(1)0.735 0 (2)偏大.97.0%0.52 g0.536 g角度2 沉淀滴定【典题2】(2016全国卷)在化学分析中采用K2CrO4 为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与 生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液 中Cl-恰好沉淀完
4、全(浓度等于1.010-5molL-1)时,溶液中c(Ag+)为_molL-1,此时溶 24CrO 液中c()等于_molL-1。(已 知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.010-12和2.010-10)24CrO【精析】当溶液中Cl-恰好完全沉淀时,即c(Cl-)=1.0 10-5molL-1,根据溶度积常数Ksp(AgCl)=2.010-10,可得溶液中c(Ag+)=Ksp(AgCl)c(Cl-)=2.010-10(1.010-5)=2.010-5(molL-1);则此时溶液中 c()=Ksp(Ag2CrO4)/c2(Ag+)=2.010-12(2.0 10-5)2=510-3(m
5、olL-1)。答案:2.010-5 510-3 24CrO【答题策略思睿观通】1.氧化还原滴定法(1)原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质。(2)实例:实例酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液Na2S2O3溶液滴定碘液原理2 +6H+5H2C2O4=10CO2+2Mn2+8H2O2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI4MnO指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂淀粉滴定终点判断当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不变色当滴入最后一滴Na2S2O3溶液,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不变色(3)滴定方式及应用:滴
6、定 方式实例直接 滴定法许多还原性物质Fe2+、H2O2、等。5H2O2+2 +6H+=5O2+2Mn2+8H2O3NO224C O 4MnO滴定 方式实例返滴 定法氧化性物质可用返滴定法。例如,测MnO2含量时,可在H2SO4溶液中加入过量的Na2C2O4标准溶液,待与MnO2作用完毕后,用KMnO4标准液滴定过量的 。MnO2+4H+=Mn2+2CO2+2H2O,2 +5 +16H+=2Mn2+10CO2+8H2O224C O 224C O 224C O 4MnO滴定 方式实例间接 滴定法某些非氧化性物质,可以用间接滴定法进行测定。例如,测Ca2+含量时,先将Ca2+沉淀为CaC2O4,再
7、用稀硫酸将所得沉淀溶解,用KMnO4标准液滴定溶液中的H2C2O4,间接求得Ca2+含量。CaC2O4+2H+=H2C2O4+Ca2+,2 +6H+5H2C2O4=2Mn2+10CO2+8H2O4MnO2.解答滴定原理综合应用试题的策略(1)滴定误差分析的基本思路。滴定的误差分析,都要依据公式:c(待测)=c(标准)来判断,c(标准)和V(待测)在误差分析时看作 定值,因各种原因使得所耗标准液体积V(标准)变大或 变小,V(标准)变大则c(待测)偏高,V(标准)变小则c(待 测)偏低。V()V()标准待测(2)指示剂选择的基本原则。变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性
8、一致。常用的指示剂有酚酞、甲基橙、淀粉溶液等,但一般不选用石蕊试液作指示剂;并不是所有的滴定都需使用指示剂,如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色褪去时即滴定终点。【类题精练触类旁通】1.(2019南阳模拟)有关物质的溶度积如下:物质 CaCO3 MgCO3 Ca(OH)2 Mg(OH)2 Fe(OH)3 Ksp 4.96 10-9 6.82 10-6 4.68 10-6 5.61 10-12 2.64 10-39 向含有Mg2+、Fe3+的溶液中滴加NaOH溶液,当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,c(Mg2+)c(Fe3+)=_。【解析】当两种沉淀共存且溶液的pH=8时,
9、c(OH-)=10-6molL-1;c(Mg2+)c(Fe3+)=2.1251021。答案:2.1251021 1481010sp22Mg OHcOHK1239sp323366Fe OH5.61 102.64 10cOH1010K2.(新题预测)三氯氧磷(POCl3)常用作半导体掺杂剂及光导纤维原料,实验室制备POCl3并测定产品含量的实验过程如下:.制备POCl3。采用氧气氧化液态PCl3法制取POCl3,实验装置(加热及夹持仪器略)如图所示:已知:Ag+SCN-=AgSCN;Ksp(AgCl)Ksp(AgSCN);磷酸银溶于硝酸。PCl3和POCl3的相关信息如下表:物质熔点/沸点/相对分
10、子质量其他PCl3-112.076.0137.5两者互溶,均为无色液体,遇水均剧烈反应生成含氧酸和氯化氢POCl32.0106.0153.5(1)POCl3遇水反应的化学方程式为_。(2)装置B的作用除干燥O2外,还有_。干燥管的作用是_。(3)反应温度要控制在6065,原因是_ _。.测定POCl3产品的含量。实验步骤:制备POCl3实验结束后,待三颈烧瓶中的液体冷却至室温,准确称取30.7 g POCl3产品,置于盛有60.00 mL蒸馏水的水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成100.00 mL溶液。取10.00 mL溶液于锥形瓶中,加入10.00 mL 3.2 molL-1 AgNO3标
11、准溶液。加入少许硝基苯用力摇动,使沉淀表面被有机物覆盖。以X为指示剂,用0.2 molL-1 KSCN溶液滴定过量的AgNO3溶液,达到滴定终点时共用去10.00 mL KSCN溶液。(4)步骤中加入硝基苯的作用是_ _。若无此操作,所测产品中氯元素的质量分数将会_(选填“偏大”“偏小”或“不变”)。(5)步骤中X为_,产品中POCl3的质量分数为_。【解析】.(1)POCl3遇水会发生反应,根据原子守恒可知反应的方程式为:POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl。(2)B装置导管和大气相连,则B还有平衡压强、观察O2的流速的作用;POCl3遇水会发生反应,干燥管可以防止空中的水蒸气进入三颈
12、烧瓶与POCl3发生反应。(3)PCl3的沸点为76.0,若温度过低,反应速率太慢;若温度过高,PCl3易挥发,导致PCl3的利用率低,所以反应温度要控制在6065。.(4)实验过程中加入硝基苯的目的是覆盖氯化银,防止沉淀转化生成AgSCN沉淀而导致数据不准确。如无此操作,部分AgCl沉淀会转化为Ag+,使所测氯元素含量将会偏小。(5)由于是用KSCN溶液滴定溶液中过量的Ag+,而 Fe(SCN)3 溶液是血红色溶液,所以可用含有Fe3+的 Fe(NO3)3溶液作指示剂,当溶液中Ag+反应完全后,再滴 加的KSCN溶液就会与溶液中的Fe3+作用,使溶液变为血 红色;根据物质的元素组成及关系式可
13、知POCl33HCl 3Ag+,n(Ag+)=0.032 mol-0.002 mol=0.03 mol,n(POCl3)=0.01 mol,所以三氯氧磷的含量为 100%=50%。1000.01 153.51030.7答案:(1)POCl3+3H2O=H3PO4+3HCl(2)平衡压强、观察O2的流速 防止空中的水蒸气进入三颈烧瓶 (3)温度过低,反应速率太慢;温度过高,PCl3易挥发,利用率低 (4)防止在滴加KSCN溶液时,将AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀 偏小 (5)Fe(NO3)3 50%3.(1)在粗制CuSO45H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适
14、的氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是_。A.KMnO4 B.H2O2 C.Cl2 D.HNO3 然后再加入适当物质调整至溶液的pH=3.6,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液的pH可选用下列物质中的_。A.NaOH B.NH3H2O C.CuO D.Cu(OH)2(2)甲同学怀疑调整至溶液的pH=3.6是否能达到除去 Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确 定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶 度积Ksp=8.010-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.010-20,通常认为残留在溶
15、液中的离子浓度小于1 10-5 molL-1时就沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为 3.0 molL-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为 _,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为_,通过计算确定上述方案_(填“可行”或“不可行”)。【解析】(1)A、C、D三项虽然能氧化Fe2+,但引入了新 的杂质离子,故只有B项符合要求。加入CuO、Cu(OH)2 能中和溶液中的H+,达到调节溶液pH的效果,而没有引 入新的杂质离子。(2)由KspCu(OH)2=c(Cu2+)c2(OH-)=3.010-20,求得c(OH-)=10-10 molL-1,pH=4,而Fe3+沉淀完全时,则满足KspFe(OH)3=8.010-38,此时 c(Fe3+)=110-5 molL-1,此时c(OH-)=2 10-11 molL-1,pH=3.3,也就是说,当Cu2+还未沉淀时,Fe3+早已沉淀完全,可行。答案:(1)B C、D(2)4 3.3 可行
