大数据建模高考化学：滴定原理与操作

【高考化学·考试大纲】(1)正确选用实验装置;(2)掌握控制实验条件的方法;(3)预测或描述实验现象、分析结论。(4)评价或改进实验方案。

1.下列判断正确的是(　)

A.[全国高考]在溶液中将MnO-4完全转化为Mn2+,其操作是向酸性KMnO4溶液中滴加H2O2溶液至紫色消失

B.[全国高考]配制100mL1.0mol/L CuSO4溶液,其操作是将25gCuSO4·5H2O溶于100mL蒸馏水中

C.[17 全国Ⅲ,9]取20.00mL盐酸的操作是:在50mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶

2.[14 全国Ⅰ,12]下列有关仪器使用方法或实验操作正确的是(　)

A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干

B.酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗

C.酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差

D.用容量瓶配溶液时,若加水超过刻度线,立即用滴管吸出多余液体

3.[14 全国Ⅱ,28]氨的测定:精确称取某铵盐X样品wg,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1mol·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol·L-1NaOH标准溶液滴定剩余的HCl,到终点时消耗V2mLNaOH溶液。

(1)装置中安全管的作用原理是_________________________________________________________。

(2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用______式滴定管,可使用的指示剂为________。

氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)

(3)样品中氨的质量分数表达式为__________。

(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验。若气密性不好，则测定结果将_____(填“偏高”或“偏低”)。

4.[17 全国Ⅱ,28]用碘量法测定河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:

Ⅰ.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。

Ⅱ.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5min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O32-+I2==2I-+S4O62-)。

(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100.00mL水样经固氧、酸化后,用amol·L-1Na2S2O3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bmL,则水样中溶解氧的含量为__________mg·L-1。

(5)上述滴定完成后,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测量结果偏________(填“高”或“低”)。

一、物质的量浓度溶液的配制

(1)托盘天平的使用(见专题60.托盘天平)

(2)容量瓶的使用(见专题3.容量瓶)

(3)配制一定物质的量浓度溶液的配制与实验误差分析(见专题3)

二、酸碱中和滴定

1.实质

酸碱反应时,酸提供的n(H+)与碱提供的n(OH-)相等。

2.原理

若用标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液,待测NaOH溶液的物质的量浓度为:

3.实验用品

(1)仪器:酸式/碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹,烧杯,(移液管)等。

(2)试剂:标准溶液、待测溶液;指示剂。

(3)滴定管——准确测定溶液的体积。

①0刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值;②读数记录到0.01mL;③滴定管使用时不可混用;④50mL的滴定管,当蓄液在0刻度时,所蓄液体>50mL。

4.指示剂——准确判断滴定终点

通常不用石蕊试液作为酸碱中和滴定的指示剂,因为变色范围较大,滴定结果容易产生误差。

5.实验操作(用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液)

(1)滴定前的操作顺序:①先对滴定管检漏,清洗;②润洗滴定管(用待盛溶液润洗2～3次);③盛装溶液、排尽滴定管尖嘴的气泡(碱式滴定管排气泡的操作:将胶管弯曲使玻璃尖嘴斜向上,用两指捏住胶管,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出)；④调整液面在0或0刻度线以下;⑤读数并记录。

(2)润洗滴定管的操作方法:向滴定管注入少量待盛液,倾斜(或平放)转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体,重复操作2～3次。

(3)滴定操作:左手控制活塞或小球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴速(中和滴定的要点记为:左手控制塞,右手摇动瓶,眼睛盯溶液,变色立即停)。

(4)数据处理:按上述操作重复2～3次,求出用去标准体积。如(设用标准NaOH溶液滴定，则知浓度的盐酸溶液的浓度为)

三、氧化还原滴定

1.碘量法

①原理:氧化剂+2I-—→还原剂+I2;(www.xing528.com)

②2Na2S2O3+I2==Na2S4O6+2NaI

通过①②得出关系:xn(氧化剂)=n(Na2S2O3)(x为“氧化剂”化合价的变化)

指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入一滴标准Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明滴定达到终点。

注意:不能在酸性较强的溶液中测定,否则S2O32-与H+反应生成SO2和S;I2氧化SO2等副反应影响测定。

2.KMnO4滴定H2C2O4溶液(氧化还原滴定)

原理:2MnO-4+6H++5H2C2O4==10CO2↑+2Mn2++8H2O；指示剂:KMnO4溶液本身色变,不另选择指示剂。

【考型1】基本操作、误差分析

1.[15 广东,12]准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定,下列说法正确的是(　)

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定

B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大

C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定

D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小

【考型2】综合滴定操作

2.[14 重庆,9]国家标准规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25g·L-1。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。

图1

图2

(1)仪器A的名称是________,水通入A的进口为________。

(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为__________________。

(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择题图2中的________;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为________;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(　)

①=10mL②=40mL③<10mL④>40mL。

(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为_____g·L-1。

(5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施______________________________________________________________________。

一、溶液配制中的误差分析

1.理论依据

误差分析时,依据公式来判断,若操作造成溶质减少或溶液体积偏大,则所配得的溶液浓度偏低,反之偏高。

2.仰视、俯视对结果的影响分析

视线透过的顺序:眼睛→刻度→凹液面切;

图1,仰视:V(实际)>V(准确),c(B)偏小。

图2,俯视:V(实际)<V(准确),c(B)偏大。

二、中和滴定

1.仪器选用

取一定体积的待测碱溶液,用碱式滴定管(或移液管)量取。除了碱性物质选用碱式滴定管,酸性物质用酸式滴定管之外,强氧化性、强腐蚀性(如Br2腐蚀橡胶管)等溶液一般选用酸式滴定管。选滴定管一定要注意填写“酸式”或“碱式”。

润洗:滴定前,滴定管和移液管必须用待盛溶液;锥形瓶不能用待盛溶液润洗。

2.原理

中和滴定中恰好完全反应是以化学反应方程式中的化学计量数来确定的,而不是以反应后溶液是否呈中性来规定,反应后溶液的酸碱性主要是看恰好完全反应后的溶液是否水解。

终点的判断(答题模板):当滴加一滴××溶液后,溶液突变成××色(最靠近终点的颜色),且30秒钟内不改变。

指示剂终点时的颜色变化分析:从指示剂与锥形瓶中试剂作用后的颜色,变成指示剂与滴定管中溶液作用的颜色。

3.指示剂的选择

(1)酸碱指示剂:用酚酞[pH变色范围,(无色)<8.2(粉红色)10.0<(红色)],测定中性或偏碱性的终点;用基橙[pH变色范围,(红色)<3.1(橙色)4.4<(黄色)],测定中性或偏酸性终点；不能用石蕊作中和反应判断终点的指示剂,主要是颜色变化不明显。

(2)外加其它指示剂:如用淀粉测定有无I2转变点。用KSCN溶液判断滴定中的Fe3+。

(3)不用外加指示剂:如用高锰酸钾溶液滴定还原性溶液,可根据高锰酸钾自身的颜色变化来判断。

4.数据精度

实验中要看给出数据的精度,如果均为4位有效数字,则计算结果要保留4位,如体积为:20.00mL,0.9010mol/L。

滴定操作一般要进行2～3次,以保证测定准确。

5.中和滴定中的误差分析

设用标准的盐酸溶液,滴定求知浓度的NaOH溶液。;分析时产生的所有误差都转变成V测定(HCl)来进行分析。