2019高考化學一輪復(fù)習 主題21 水的電離和溶液的酸堿性（5）（含解析）.doc

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主題21:水的電離和溶液的酸堿性 李仕才 考點四　中和滴定原理在定量實驗中的拓展應(yīng)用 　　酸堿中和滴定的原理及操作,不僅適用于酸堿中和反應(yīng),也可遷移應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)、沉淀反應(yīng)等。近幾年全國卷和各地方高考中,頻繁出現(xiàn)涉及氧化還原滴定、沉淀滴定的綜合性試題,側(cè)重考查滴定原理的分析與應(yīng)用,指示劑的選擇,終點判斷,數(shù)據(jù)處理及誤差分析等,成為定量實驗中考查的熱點。 1.氧化還原滴定 (1)原理:以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì),或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性,但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)。 (2)試劑:常見的用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等;常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。 (3)指示劑:氧化還原滴定的指示劑有三類 ①氧化還原指示劑; ②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍; ③自身指示劑,如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時,滴定終點時溶液由無色變?yōu)闇\紫色。 (4)實例 ①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液 原理:2MnO4-+6H++5H2C2O410CO2↑+2Mn2++8H2O。 指示劑:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑,當?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液后,溶液由無色變淺紫色,且半分鐘內(nèi)不褪色,說明達到滴定終點。 ②Na2S2O3溶液滴定碘液 原理:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。 指示劑:用淀粉作指示劑,當?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3溶液后,溶液的藍色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色,說明達到滴定終點。 2.沉淀滴定 (1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應(yīng)很多,但符合條件的卻很少,實際上應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來測定Cl-、Br-、I-的濃度。 (2)原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑與被滴定物反應(yīng)所得的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)所得的生成物的溶解度小,否則就不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl-的含量時常以Cr為指示劑,這是因為AgCl比Ag2CrO4更難溶。 1.用ClO2處理過的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量的對人體不利的亞氯酸根離子(ClO2-)。飲用水中的ClO2、ClO2-含量可用連續(xù)碘量法進行測定。ClO2被I-還原為ClO2-、Cl-的轉(zhuǎn)化率與溶液pH的關(guān)系如圖所示。當pH≤2.0時,ClO2-也能被I-完全還原為Cl-。反應(yīng)生成的I2用標準Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。 (1)請寫出pH≤2.0時ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式: 　。 (2)請完成相應(yīng)的實驗步驟: 步驟1:準確量取V mL水樣加入錐形瓶中; 步驟2:調(diào)節(jié)水樣的pH為7.0~8.0; 步驟3:加入足量的KI晶體; 步驟4:加入少量淀粉溶液,用c molL-1Na2S2O3溶液滴定至終點,消耗Na2S2O3溶液V1 mL; 步驟5:　; 步驟6:再用c molL-1Na2S2O3溶液滴定至終點,又消耗Na2S2O3溶液V2 mL。 (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析,測得該飲用水中ClO2-的濃度為　　　　　　　　(用含字母的代數(shù)式表示)molL-1。 【解析】(3)根據(jù)電子守恒可得pH為7.0~8.0時反應(yīng)的關(guān)系式: ClO2　　　　　~12I2~　　Na2S2O3 cV110-3 mol　 cV110-3 mol pH≤2.0時,反應(yīng)的關(guān)系式: ClO2-　　　　　~2I2~　　4Na2S2O3 cV2410-3 mol　 cV210-3 mol 故原水樣中含有n(ClO2-)=(cV24-cV1)10-3 mol c(ClO2-)=c(V2-4V1)4V molL-1。 【答案】(1)ClO2-+4H++4I-Cl-+2I2+2H2O (2)調(diào)節(jié)溶液的pH≤2.0 (3)c(V2-4V1)4V 2.乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一種具有還原性的有機弱酸,在化學上有廣泛應(yīng)用。 (1)小剛在做“研究溫度對化學反應(yīng)速率的影響”實驗時,他往A、B兩支試管中均加入4 mL 0.01 molL-1酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 molL-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振蕩,A試管置于熱水中,B試管置于冷水中,記錄溶液褪色所需的時間。褪色所需時間tA　　　　(填“>”“=”或“<”)tB。寫出該反應(yīng)的離子方程式:　 　。 (2)實驗室有一瓶混有泥沙的乙二酸樣品,小剛利用上述反應(yīng)的原理來測定其含量,具體操作為 ①配制250 mL溶液:準確稱量5.000 g乙二酸樣品,配成250 mL溶液。配制溶液需要的計量儀器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②滴定:準確量取25.00 mL所配溶液于錐形瓶中,加少量酸酸化,將0.1000 molL-1 KMnO4標準溶液裝入　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管,進行滴定操作。在滴定過程中發(fā)現(xiàn),剛滴下少量KMnO4標準溶液時,溶液紫紅色并沒有馬上褪去,將錐形瓶搖動一段時間后,紫紅色才慢慢消失;再繼續(xù)滴加時,紫紅色就很快褪去,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;判斷滴定達到終點的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③計算:重復(fù)上述操作2次,記錄實驗數(shù)據(jù)如下表。則消耗KMnO4標準溶液的平均體積為　　　　 mL,此樣品的純度為　　　　。 序號 滴定前讀數(shù) 滴定后讀數(shù) 1 0.00 20.01 2 1.00 20.99 3 0.00 21.10 ④誤差分析:下列操作會導致測定結(jié)果偏高的是　　　　(填字母)。 A.未用KMnO4標準溶液潤洗滴定管 B.滴定前錐形瓶內(nèi)有少量水 C.滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失 D.觀察讀數(shù)時,滴定前仰視,滴定后俯視 【解析】(1)其他條件相同,溫度高時,反應(yīng)速率快,則溶液褪色所需的時間短。酸性KMnO4溶液能將草酸氧化為CO2,MnO4-被還原為Mn2+。(2)①準確稱量5.000 g樣品需要電子天平,配制250 mL的溶液需要250 mL容量瓶。②酸性高錳酸鉀溶液有強氧化性,應(yīng)置于酸式滴定管中。反應(yīng)一段時間后反應(yīng)速率加快,可能是反應(yīng)生成的Mn2+對反應(yīng)有催化作用。③第三次的實驗數(shù)據(jù)誤差太大,應(yīng)舍去。前兩次實驗消耗KMnO4標準溶液的平均體積為20.00 mL。25.00 mL所配草酸溶液中,n(H2C2O4)=52n(MnO4-)=2.50.1000 molL-120.0010-3 L=0.005000 mol,則250 mL溶液中含0.05000 mol草酸,其質(zhì)量為0.05000 mol90 gmol-1=4.500 g,此樣品的純度為4.500g5.000g100%=90.00%。④未用KMnO4標準溶液潤洗滴定管,會使標準溶液濃度偏低,耗用標準溶液體積偏大,結(jié)果偏高。滴定前錐形瓶內(nèi)有少量水,對實驗結(jié)果無影響。滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,氣泡體積計入了標準溶液的體積,使標準溶液體積偏大,結(jié)果偏高。觀察讀數(shù)時,滴定前仰視,滴定后俯視,使標準溶液體積偏小,結(jié)果偏低。 【答案】(1)<　2MnO4-+5H2C2O4+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O (2)①電子天平、250 mL容量瓶?、谒崾健》磻?yīng)生成的Mn2+對反應(yīng)有催化作用　滴入最后一滴溶液后,溶液由無色變成淺紫色,且半分鐘內(nèi)不褪色?、?0.00　90.00%　④AC 3.莫爾法是一種沉淀滴定法,以K2CrO4為指示劑,用標準硝酸銀溶液滴定待測液,進而測定溶液中Cl-的濃度。已知: 　　　銀鹽 性質(zhì)　　　 AgCl AgBr AgCN Ag2CrO4 AgSCN 顏色 白 淺黃 白 磚紅 白 溶解度 (molL-1) 1.34 10-6 7.1 10-7 1.1 10-8 6.5 10-5 1.0 10-6 (1)滴定終點的現(xiàn)象是　。 (2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,可選為滴定指示劑的是　　　　(填字母)。 A.NaCl　　　　B.BaBr2　　　　C.Na2CrO4 剛好達到滴定終點時,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為 　。 【解析】(1)根據(jù)沉淀滴定法原理可知,溶液中Ag+和Cl-先反應(yīng),Cl-消耗完后再和指示劑反應(yīng)生成Ag2CrO4磚紅色沉淀,因此滴定終點的現(xiàn)象為當?shù)稳胱詈笠坏螛藴嗜芤汉?生成磚紅色沉淀。 (2)當用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液時,所選擇的指示劑和Ag+反應(yīng)所生成的沉淀的溶解度應(yīng)大于AgSCN的溶解度,由題給數(shù)據(jù)可以得出,溶解度比AgSCN大的有AgCl和Ag2CrO4,由于AgCl和AgSCN均是白色沉淀,所以應(yīng)選擇Na2CrO4作指示劑,這樣在滴定終點時沉淀的顏色發(fā)生明顯的變化(白色→磚紅色),以指示剛好達到滴定終點,此時發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Ag++CrAg2CrO4↓。 【答案】(1)滴入最后一滴標準溶液后,生成磚紅色沉淀 (2)C　2Ag++CrAg2CrO4↓