1、微专题一 氧化还原反应在定量测定中的应用 高考总复习大二轮 化 学 知识必备氧化还原反应定量测定1滴定氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定分析方法。利用氧化还原滴定法可以直接或间接测定许多具有氧化性或还原性的物质，也可以用氧化还原滴定法间接测定。因此，它的应用非常广泛。在氧化还原滴定中，要使分析反应定量地进行完全，常常用强氧化剂和较强的还原剂作为标准溶液。根据所用标准溶液的不同，氧化还原滴定法可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法等。2计算对于氧化还原反应的计算，要根据氧化还原反应的实质反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。利用守恒思想，可以抛开繁琐的反应过程，可不
2、写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为始态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果。例(2017课标全国，28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2 碱性悬浊液(含有 KI)混合，反应生成 MnO(OH)2，实现氧的固定。.酸化，滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2 被 I还原为 Mn2，在暗处静置 5 min，然后用标准 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2(2S2O23 I2=2IS4O26)。
3、回答下列问题：(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3 溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和_；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除_及二氧化碳。(4)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用 a molL1 Na2S2O3 溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为_；若消耗 Na2S2O3 溶液的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为_mgL1。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏_。(填“高”或“低”)解析：本题采用
4、碘量法测定水中的溶解氧的含量，属于氧化还原滴定。(1)取水样时，若搅拌水体，会造成水底还原性杂质进入水样中，或者水体中的氧气因搅拌溶解度降低逸出。(2)根据氧化还原反应原理，Mn(OH)2 被氧气氧化为 MnO(OH)2，由此可得方程式2Mn(OH)2O2=2MnO(OH)2。(3)一定物质的量浓度溶液的配制还需要容量瓶；加热可以除去溶解的氧气，避免实验结果不准确。(4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定 I2，因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化；根据关系式：O22MnO(OH)22I24Na2S2O3可得水样中溶解氧的含量为(ab103)mol432 mgm
5、ol11030.1 L80ab mgL1。(5)终点读数时有气泡，气泡占据液体应占有的体积，会导致所测溶液体积偏小，最终结果偏低。答案：(1)避免水底还原性杂质进入水样中(或者防止水体中的氧气逸出)(2)2Mn(OH)2O2=2MnO(OH)2(3)容量瓶 氧气(4)当最后一滴标准液滴入时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内无变化 80ab(5)低对点训练1为测定某草酸晶体(H2C2O42H2O)样品的纯度，现称取一定质量的该样品，配制成 100 mL 溶液，取 25.00 mL 该溶液于锥形瓶中，加适量稀硫酸，用 0.100 molL1 的 KMnO4 溶液滴定(杂质不参与反应)。为省去计算过程
6、，当称取的样品的质量为某数值时，滴定所用 KMnO4 溶液的体积数值(单位为 mL)恰好等于样品中草酸晶体的质量分数的 100 倍。则应称取样品的质量为()A2.25 g B3.15 gC9.00 g D12.6 g解析：D 设草酸晶体的质量分数为 x，则消耗 KMnO4 溶液的体积为 100 x mL，再由得失电子守恒可知 2n(H2C2O42H2O)5n(KMnO4)50.1 molL1100 x mL103 LmL1 100 mL25.00 mL0.2x mol，所以 n(H2C2O42H2O)0.1x mol，则应称取样品的质量为0.1x mol126 gmol1x12.6 g，所以选
7、 D。2Ba2是一种重金属离子，有一环境监测小组欲利用 Na2S2O3、KI、K2Cr2O7 等试剂测定某工厂废水中 Ba2的物质的量浓度。请回答下列问题：(1)现需配制 250 mL 0.100 molL1 的标准 Na2S2O3 溶液，所需要的 玻 璃 仪 器 除 量 筒、250 mL 容 量 瓶、玻 璃 棒 外，还 需 要_。(2)需准确称取 Na2S2O3 固体的质量为_g。(3)另取废水 50.00 mL，控制适当的酸度，加入足量的 K2Cr2O7溶液，得到 BaCrO4 沉淀；沉淀经洗涤、过滤后，用适量的稀盐酸溶解，此时 CrO24 全部转化为 Cr2O27；再加入过量 KI 溶液
8、进行反应，然后在反应液中滴加上述标准 Na2S2O3 溶液，反应完全时，消耗Na2S2O3 溶液 36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为Cr2O27 6I14H=2Cr33I27H2O；2S2O23 I2=2IS4O26。则该工厂废水中 Ba2的物质的量浓度为_。解析：(1)要抓住“玻璃仪器”的字眼，因此还需要用来溶解固体的烧杯及用来定容的胶头滴管。(2)Na2S2O3 固体的质量为 0.100 molL10.25 L158 g/mol3.95 g，但实验室所用的托盘天平只能准确称量到 0.1 g，故需准确称取 Na2S2O3 固体的质量为 4.0 g。(3)设 Ba2的物质的量为 x，
9、则根据相关反应可得以下关系式：Ba2BaCrO412Cr2O27 Cr332I23S2O231 3x 0.036 L0.100 molL1解得 x1.2103 mol，则Ba21.2103 mol0.050 L0.024 molL1。答案：(1)胶头滴管、烧杯(2)4.0(3)0.024 molL13高铁酸钾(K2FeO4)是一种可溶于水、高效的多功能水处理剂。工业上通常先制得高铁酸钠，然后在低温下，向高铁酸钠溶液中加入 KOH 至饱和，从而使高铁酸钾析出。(1)高铁酸钾中铁元素的化合价为_，推测它具有的化学性质是_。(2)高铁酸钾与水反应生成 O2、Fe(OH)3(胶体)和 KOH。该反应的
10、离子方程式为_。高铁酸钾作为水处理剂发挥的作用是_。(3)在无水条件下制备高铁酸钠的主要反应为：2FeSO4aNa2O2=2Na2FeO4bX2Na2SO4cO2该反应中物质 X 应是_，b 与 c 的关系是_。低温下，在高铁酸钠溶液中加入 KOH 至饱和可析出高铁酸钾(K2FeO4)，原因是_。(4)在碱性条件下，由氯化铁、氯气也可制备高铁酸钾，写出该反应的离子方程式_。(5)某同学配制一瓶 K2FeO4 溶液但标签丢失了，测定该瓶K2FeO4 溶液浓度的实验步骤如下：步骤 1：准确量取 V mL K2FeO4 溶液加入到锥形瓶中；步骤 2：在强碱性溶液中，用过量 CrO2 与 FeO24
11、反应生成Fe(OH)3 和 CrO24；步骤 3：加足量稀硫酸，使 CrO24 转化为 Cr2O27，CrO2 转化为Cr3，Fe(OH)3 转化为 Fe3；步骤 4：加入二苯胺碘酸钠作指示剂，用 c molL1(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液滴定至终点，消耗(NH4)2Fe(SO4)2 标准溶液 V1 mL。滴定时发生反应的离子方程式为_。原溶液中 K2FeO4 的浓度为_(用含字母的代数式表示)。解析：(1)高铁酸钾的化学式为 K2FeO4，根据化合物中各元素化合价的代数和为 0，可得 Fe 元素的化合价为6；高铁酸钾中 Fe 元素处于最高价态，则高铁酸钾具有强氧化性。(2)高铁酸钾溶
12、于水生成氧气单质，同时它本身被还原生成氢氧化铁胶体，反应的离子方程式为 4FeO24 10H2O=4Fe(OH)3(胶体)8OH3O2。高铁酸钾具有强氧化性，作水处理剂时能起到杀菌消毒的作用，同时其还原产物 Fe(OH)3 胶体又能起到净水的作用。(3)根据元素守恒、得失电子守恒，X 应是 Na2O，根据钠元素守恒，有 2a82b，根据氧元素守恒，有 2a8b2c，两式联立，可得 b2c。在低温下，向高铁酸酸钠溶液中加入 KOH 至饱和可析出高铁酸钾，说明该温度下高铁酸钾的溶解度小于高铁酸钠的溶解度。(4)用氯气在碱性条件下氧化氯化铁制备高铁酸钾，根据得失电子守恒、原子守恒及电荷守恒，反应的离
13、子方程式为 2Fe33Cl216OH=2FeO24 6Cl8H2O。(5)根据题意，步骤 2 中发生反应：FeO24 CrO2 2H2O=CrO24 Fe(OH)3OH，步骤 3 中 CrO24 在稀硫酸作用下发生反应：2CrO24 2HCr2O27 H2O，步骤 4 滴定时发生反应 Cr2O27 6Fe214H=2Cr36Fe37H2O，故可得关系式：FeO24 3Fe2，V mL K2FeO4 溶液中 n(FeO24)nFe23，故K2FeO4cV13V molL1。答案：(1)6 强氧化性(2)4FeO24 10H2O=4Fe(OH)3(胶体)8OH3O2消毒、净水(3)Na2O b2c 该温度下 K2FeO4比 Na2FeO4的溶解度小(4)2Fe33Cl216OH=2FeO24 6Cl8H2O(5)6Fe2Cr2O27 14H=6Fe3 2Cr37H2O cV13VmolL1