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

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1、 主題21:水的電離和溶液的酸堿性 李仕才 考點(diǎn)四　中和滴定原理在定量實(shí)驗(yàn)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(guó)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(diǎn)判斷,數(shù)據(jù)處理及誤差分析等,成為定量實(shí)驗(yàn)中考查的熱點(diǎn)。 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(méi)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(jiàn)的用于滴定的氧化劑有KMnO4

2、、K2Cr2O7等;常見(jiàn)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(biāo)準(zhǔn)溶液變藍(lán); ③自身指示劑,如高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定草酸時(shí),滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紫色。 (4)實(shí)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(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液后,溶液由無(wú)色變淺紫色,且半分鐘內(nèi)不褪色,說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)。 ②Na2S2O3溶

3、液滴定碘液 原理:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。 指示劑:用淀粉作指示劑,當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3溶液后,溶液的藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色,說(shuō)明達(dá)到滴定終點(diǎn)。 2.沉淀滴定 (1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定、測(cè)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(shí)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(lái)測(cè)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(cè)定溶液中Cl-的含

4、量時(shí)常以Cr為指示劑,這是因?yàn)锳gCl比Ag2CrO4更難溶。 1.用ClO2處理過(guò)的飲用水(pH為5.5~6.5)常含有一定量的對(duì)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(jìn)行測(cè)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(dāng)pH≤2.0時(shí),ClO2-也能被I-完全還原為Cl-。反應(yīng)生成的I2用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI。 (1)請(qǐng)寫出pH≤2.0時(shí)ClO2-與I-反應(yīng)的離子方程式: 　。 (2)請(qǐng)完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)步驟: 步驟1:準(zhǔn)確量取V mL水樣加入錐

5、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(diǎn),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(diǎn),又消耗Na2S2O3溶液V2 mL。 (3)根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析,測(cè)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(shí)反應(yīng)的關(guān)系式: ClO2　　　　　~12I2~　　Na2S2O3 cV110-3 mol　 cV110-3 mol

6、 pH≤2.0時(shí),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(jī)弱酸,在化學(xué)上有廣泛應(yīng)用。 (1)小剛在做“研究溫度對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響”實(shí)驗(yàn)時(shí),他往A、B兩支試管中均加入4 mL 0.01

7、 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(shí)間。褪色所需時(shí)間tA　　　　(填“>”“=”或“<”)tB。寫出該反應(yīng)的離子方程式:　 　。 (2)實(shí)驗(yàn)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(lái)測(cè)定其含量,具體操作為 ①配制250 mL溶液:準(zhǔn)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(jì)量?jī)x器有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ②滴定:準(zhǔn)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

8、KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入　　　　(填“酸式”或“堿式”)滴定管,進(jìn)行滴定操作。在滴定過(guò)程中發(fā)現(xiàn),剛滴下少量KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),溶液紫紅色并沒(méi)有馬上褪去,將錐形瓶搖動(dòng)一段時(shí)間后,紫紅色才慢慢消失;再繼續(xù)滴加時(shí),紫紅色就很快褪去,可能的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;判斷滴定達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ③計(jì)算:重復(fù)上述操作2次,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表。則消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液的平均體積為　　　　 mL,此樣品的純度為　　　　。 序號(hào) 滴定前讀數(shù) 滴定后讀數(shù) 1 0.00 20.01 2 1.00 20

9、.99 3 0.00 21.10 ④誤差分析:下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的是　　　　(填字母)。 A.未用KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管 B.滴定前錐形瓶?jī)?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(shí),滴定前仰視,滴定后俯視 【解析】(1)其他條件相同,溫度高時(shí),反應(yīng)速率快,則溶液褪色所需的時(shí)間短。酸性KMnO4溶液能將草酸氧化為CO2,MnO4-被還原為Mn2+。(2)①準(zhǔn)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(qiáng)氧化性,應(yīng)置于酸式滴定管中。反應(yīng)一段時(shí)間后反應(yīng)速率加快,可能是反應(yīng)生

10、成的Mn2+對(duì)反應(yīng)有催化作用。③第三次的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差太大,應(yīng)舍去。前兩次實(shí)驗(yàn)消耗KMnO4標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管,會(huì)使標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度偏低,耗用標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,結(jié)果偏高。滴定前錐形瓶?jī)?nèi)有少量水,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響。滴定前

11、滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失,氣泡體積計(jì)入了標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,使標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,結(jié)果偏高。觀察讀數(shù)時(shí),滴定前仰視,滴定后俯視,使標(biāo)準(zhǔn)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(duì)反應(yīng)有催化作用　滴入最后一滴溶液后,溶液由無(wú)色變成淺紫色,且半分鐘內(nèi)不褪色　③20.00　90.00%?、蹵C 3.莫爾法是一種沉淀滴定法,以K2CrO4為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)硝酸銀溶液滴定待測(cè)液,進(jìn)而測(cè)定溶液中Cl-的濃度。已知: 　　　銀鹽 性質(zhì)　　　 AgCl A

12、gBr 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(diǎn)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(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),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

13、,因此滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液后,生成磚紅色沉淀。 (2)當(dāng)用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液時(shí),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(diǎn)時(shí)沉淀的顏色發(fā)生明顯的變化(白色→磚紅色),以指示剛好達(dá)到滴定終點(diǎn),此時(shí)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(biāo)準(zhǔn)溶液后,生成磚紅色沉淀 (2)C　2Ag++CrAg2CrO4↓ 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375