◇　江蘇　李宗來

(作者單位：江蘇省響水中學(xué))

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例析滴定原理在高考解題中的拓展運用

——以江蘇高考試題為例

◇江蘇李宗來

近幾年來,由酸堿中和滴定實驗的基本原理延伸而來的氧化還原滴定、配位滴定、沉淀滴定等實驗在高考中經(jīng)常出現(xiàn),考查方式涉及滴定實驗基本操作、滴定終點的判斷、誤差分析、化學(xué)計算等．本文特以近年來江蘇省高考試題為例分析滴定原理在高考解題中的拓展運用,以期提高解題準(zhǔn)確率．

1　運用氧化還原滴定計算某物質(zhì)的純度

沒有提供反應(yīng)方程式的氧化還原滴定,通過得失電子守恒建立氧化劑與還原劑之間數(shù)量關(guān)系,再由消耗的還原劑(氧化劑)的量來確定某氧化劑(還原劑)的量,同時結(jié)合元素守恒、電荷守恒進行相關(guān)的計算．

n(Mn3+)×1=n(Fe2+)×1=

20.00×10-3L×0.050mol·L-1=1.00×10-3mol.

根據(jù)Mn元素守恒,m(MnSO4·H2O)=1.00×10-3mol×169g·mol-1=0.169g.所以純度是

2　運用氧化還原滴定計算某離子的濃度

滴定實驗操作試題能甄別出學(xué)生是否動手做過實驗,因此重要的化學(xué)實驗要親自動手去做,要由對實驗的感性認識上升到理性的思考,提高操作能力、思考能力、文字表達能力;對于已經(jīng)給定反應(yīng)方程式的氧化還原滴定,要先列出已知量與未知量的關(guān)系式,然后計算求解．

(1) 稱取一定量已除去油污的廢鐵屑，加入稍過量的稀硫酸，加熱、攪拌，反應(yīng)一段時間后過濾.反應(yīng)加熱的目的是________.

(2) 向濾液中加入一定量H2O2氧化Fe2+．為確定加入H2O2的量,需先用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液中的Fe2+,離子方程式如下:

① 向滴定管中注入K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液前,滴定管需要檢漏、________和________．

② 滴定xmL濾液中的Fe2+,消耗amol·L-1K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液bmL,則濾液中c(Fe2+)=________mol·L-1．

3　運用氧化還原滴定計算某物質(zhì)的組成

運用氧化還原滴定來計算物質(zhì)的組成或化學(xué)式,滴定只是計算組成中某微粒量的一步,要結(jié)合其他計算,運用元素守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒關(guān)系,要特別注意題干中量之間的關(guān)系．

通過計算確定樣品的組成(寫出計算過程)．

由離子反應(yīng)列關(guān)系可得:

n(H2O2)=5/2×0.020mol·L-1×

25.00mL/1000mL·L-1=1.25×10-3mol,

m(Na2SO4)=142g·mol-1×

2.50×10-3mol=0.355g,

m(H2O2)=34g·mol-1×

1.25×10-3mol=0.0425g.

根據(jù)質(zhì)量守恒關(guān)系可得

n(H2O)=(1.770g×25.00mL/100. 00mL-

0.355g-0.0425g)/18g·mol-1=

2.50×10-3mol.

x∶y∶z=n(Na2SO4)∶n(H2O2)∶n(H2O)=2∶1∶2.

Na2SO4-H2O2加合物的化學(xué)式為2Na2SO4·H2O2·2H2O.

4　運用配位滴定計算某物質(zhì)的化學(xué)式

配位滴定是以中心離子(金屬離子)與配體形成配合物的反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法,以EDTA(Na2H2Y)做標(biāo)準(zhǔn)液,可用于對物質(zhì)組成中某金屬離子含量的測定,計算時根據(jù)提供的反應(yīng),列出EDTA與金屬離子的關(guān)系式,求出金屬離子含量,再結(jié)合其他計算求出化學(xué)式．

(1) 若滴定管在使用前未用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗,測得的Ni2+含量將____(填“偏高”“偏低”或“不變”)．

(2) 通過計算確定硫酸鎳銨的化學(xué)式_________(寫出計算過程)．

n(Ni2+)=n(EDTA)=0.040mol·L-1×

31.25mL×10-3L·mL-1,

若在使用前未用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗,會使EDTA的實際濃度偏小,消耗的體積變大,計算的值變大．

(2) 根據(jù)元素守恒關(guān)系可得:

根據(jù)電荷守恒關(guān)系可得:

2.500×10-3mol.

m(Ni2+)=59g·mol-1×1.250×

10-3mol=0.07375g,

10-3mol=0.045g,

2.500×10-3mol=0.240g.

根據(jù)質(zhì)量守恒關(guān)系可得

0.045g-0.24g)/18g·mol-1=1.250×10-2mol.

硫酸鎳銨的化學(xué)式為(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O.

5　運用沉淀滴定計算某物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)

沉淀滴定是以沉淀反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析方法．用AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Cl-,加入鉻酸鉀作指示劑,是測定Cl-含量的重要手段,AgCl先沉淀,當(dāng)磚紅色的鉻酸銀沉淀生成時,表明Cl-已沉淀完全,指示終點已經(jīng)到達.此法方便、準(zhǔn)確,應(yīng)用很廣．

(1) 上述測定過程中需用溶液潤洗的儀器有____．

(2) 計算上述樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)為________．

(3) 若用上述方法測定的樣品中CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)偏高(測定過程中產(chǎn)生的誤差可忽略),其可能原因有____________．

(2) 設(shè)CaCl2·2H2O質(zhì)量分數(shù)為w,根據(jù)關(guān)系式:

CaCl2·2H2O～2Cl-～2AgNO3

1472

w×0.750 0×25/250

0.050 00×0.020 39

解得:w=99.9%.

(3) 根據(jù)(2)中的關(guān)系式可得:若Cl-偏多,則滴定的結(jié)果就會偏高,所以樣品中若混有含氯量高于CaCl2的NaCl或CaCl2·2H2O晶體中的結(jié)晶水失去一部分,都能使CaCl2·2H2O的質(zhì)量分數(shù)偏高．

(作者單位：江蘇省響水中學(xué))