专项培优9 四大滴定分析法
【知识归纳】
1. 酸碱滴定
以质子传递反应为基础的滴定分析法,其基本反应为H++OH-===H2O。如用已标定的NaOH标准溶液测定醋酸溶液中醋酸含量。
2. 沉淀滴定
以沉淀反应为基础的滴定分析法。
(1)莫尔法
以K2CrO4为指示剂,在中性或弱碱性溶液中,用AgNO3标准溶液直接滴定Cl-。
终点前:Ag++Cl-===AgCl↓
终点时:2Ag++CrO===Ag2CrO4↓(砖红色)
(2)佛尔哈德法
①直接滴定法(直接测定Ag+)
酸性条件下,以铁铵矾[NH4Fe(SO4)2]为指示剂,用KSCN或NH4SCN标准溶液直接滴定溶液中的Ag+,至溶液中出现红色,表示达到滴定终点。
终点前:Ag++SCN-===AgSCN↓(白色)
终点时:Fe3++SCN-[Fe(SCN)2+](红色)
②返滴定法(测定X-)
首先向试液中加入已知过量的AgNO3标准溶液,使卤素离子定量生成银盐沉淀后,再加入铁铵矾作指示剂,用NH4SCN或KSCN标准溶液返滴定剩余的Ag+。
终点前:Ag+(过量)+X-===AgX↓
Ag+(剩余)+SCN-===AgSCN↓(白色)
终点时:Fe3++SCN-[Fe(SCN)2+](红色)
3. 氧化还原滴定
以氧化还原反应为基础的滴定分析法。
(1)高锰酸钾法
①H2O2的含量测定:
5H2O2+2MnO+6H+===5O2↑+2Mn2++8H2O
②软锰矿中MnO2的含量测定:
MnO2+C2O+4H+===Mn2++2CO2↑+2H2O
2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O(用酸性高锰酸钾溶液滴定时不需要另加指示剂)
(2)重铬酸钾法
Fe2+的含量测定:
Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
(3)碘量法
①碘量法:以I2的氧化性和I-的还原性为基础的滴定分析方法。
②分类
a. 直接碘量法(碘滴定法):用I2标准溶液直接滴定还原性物质。为防止I2的挥发,最好在带塞的碘量瓶中进行。
b. 间接碘量法(滴定碘法):将待测氧化性物质与I-反应,定量地析出I2,然后用Na2S2O3标准溶液滴定I2,从而求出氧化性物质的含量。如:
Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O
2S2O+I2===S4O+2I-
③指示剂:淀粉溶液。
④滴定条件
a. 控制溶液的酸度:Na2S2O3与I2的反应必须在中性或弱酸性溶液中进行。
b. 防止碘的挥发和I-的氧化措施:
(ⅰ)为防止I2的挥发,应加入过量的碘化钾,使I2转化成I,增大了I2在水中的溶解度。
(ⅱ)间接碘量法最好在碘量瓶中进行,反应完全后立即滴定,切勿剧烈振动。
(ⅲ)为防止I-被空气中氧气氧化,溶液酸度不宜过高,光、Cu2+、NO等能催化I-被O2氧化,应将析出I2的反应瓶置于暗处并预先除去干扰离子。
4. 配位滴定
以配位反应为基础的滴定分析法。可用于金属离子的测定,如用EDTA(H2Y2-)测定Cu2+的含量:Cu2++H2Y2-===CuY2-+2H+
【专项训练】
1. 某工厂用废旧钴基合金(主要成分为CoO,还含有Fe3O4、Al2O3、PbO、CaO、MgO)制备Co2O3,工艺流程如图所示:
为测定“转化”时获得草酸钴(CoC2O4)的纯度,现称取2.0 g草酸钴样品,将其用适当试剂转化为草酸铵溶液,再用过量稀硫酸酸化,并用0.10 mol·L-1高锰酸钾标准溶液滴定,平行实验三次,达到滴定终点时,消耗高锰酸钾标准溶液的体积如下表所示:
实验序号 1 2 3
高锰酸钾标准溶液的体积/mL 39.97 41.86 40.03
(1)达到滴定终点时的标志为____________________________________________________________________。
(2)草酸钴样品的纯度为__________。(写出计算过程)
2. 用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ. 准备标准溶液
a. 准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b. 配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ. 滴定的主要步骤
a. 取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b. 加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c. 加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d. 用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e. 重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
实验序号 1 2 3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL 10.24 10.02 9.98
f. 数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是_____________________________________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是_____________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒?__________,说明理由:___________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液的平均体积为________ mL,测得c(I-)=________ mol·L-1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为________________________。
(7)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果________。
专项培优9 四大滴定分析法
1. (1)当滴加最后半滴高锰酸钾标准溶液时,溶液颜色由无色变为浅紫红色且30 s内不变色(合理即可)
(2)73.5%(过程见解析)
解析:(1)酸性KMnO4溶液为紫红色,滴定终点时无色变为紫红色,则滴定终点的现象是当滴加最后半滴高锰酸钾标准溶液时,溶液颜色由无色变为浅紫红色且30 s内不变色。
(2)第2次实验误差较大,舍弃,消耗高锰酸钾标准溶液的体积为 mL=40.00 mL,根据反应的离子方程式5C2O+2MnO+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O可知,n(C2O)=×n(MnO)=×0.1 mol·L-1×0.04 L=0.01 mol,则样品中含有的草酸钴的质量为=0.01 mol×147 g·mol-1=1.47 g,则样品的纯度为×100%=73.5%。
2. (1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)AgNO3见光易分解
(3)防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)
(4)否(或不能) 若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)10.00 0.060 0
(6)用NH4SCN标准溶液进行润洗
(7)①偏高 ②偏高
解析:(1)配制溶液所用的玻璃仪器有250 mL(棕色)容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管。
(2)AgNO3受热或光照易分解,故存放在棕色试剂瓶中。
(3)Fe3+易水解,若pH过大,会促进Fe3+水解,影响终点的判断。
(4)NH4Fe(SO4)2中Fe3+有氧化性,可以将I-氧化,本身被还原为Fe2+,失去指示剂的作用,同时会影响AgNO3溶液的用量。
(5)第一次实验数据与第二、三次实验数据相差过大,不能使用。取第二、三次实验数据的平均值,所消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为10.00 mL。c(I-)= mol·L-1=0.060 0 mol·L-1。
(6)滴定管使用前要水洗、润洗。润洗是为了防止滴定管内残留的水将滴定管内所装溶液稀释。
(7)c(I-)=[c(AgNO3)·V(AgNO3溶液)-c(NH4SCN)·V(NH4SCN溶液)],①使配制AgNO3标准溶液的实际浓度偏小,则消耗NH4SCN溶液的体积偏小,V(NH4SCN溶液)偏小,结果偏高;②俯视读数会使V(NH4SCN溶液)偏小,结果偏高。