理解滴定原理 快速定量計算

秦宗余

近年來高考試題中化學計算的考查難度有所下降,大多以真實的工業生產情境或實驗情境中滴定分析的已知數據作為條件進行計算．其中,滴定型定量計算在高考中最為常見,是一種集實驗、原理、計算于一體的綜合性題目,要求學生在充分理解滴定原理的基礎上,找出某些微粒之間的關系式,再依據相關條件和原理進行快速計算．現將近幾年高考常考滴定類型計算的試題小結如下.

1 常見滴定類型的計算

1) 酸堿中和滴定:用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法．

步驟Ⅰ:移取xmL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用bmol·L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V0mL．

步驟Ⅱ:移取ymLBaCl2溶液于錐形瓶中,加入xmL與步驟Ⅰ中相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用bmol·L-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1mL．BaCl2溶液的濃度為________mol·L-1．

bmol·L-1×V0×10-3L=10-3bV0mol.

bmol·L-1×V1×10-3L=10-3bV1mol,

2) 氧化還原滴定: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．

計算該樣品中鐵元素的質量分數(寫出計算過程)．

22.00×10-3L=1.100×10-3mol.

根據電子得失守恒,可得微粒的關系式:

m(Fe)=6.6×10-3mol×56g·mol-1=0.369 6g.

樣品中鐵元素的質量分數:

3) 沉淀滴定法:是利用沉淀反應進行滴定、測量分析的方法,實際上應用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應來測定Cl-、Br-、I-的濃度．

Ⅰ.準備標準溶液.

a. 準確稱取AgNO3基準物4.246 8g(0.025 0mol)后,配制成250mL標準溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用．

b. 配制并標定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN標準溶液,備用．

Ⅱ. 滴定的主要步驟.

a. 取待測NaI溶液25.00mL于錐形瓶中．

b. 加入25.00mL0.100 0mol·L-1AgNO3溶液(過量),使I-完全轉化為AgI沉淀．

c. 加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑．

d. 用0.100 0mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量的Ag+,使其恰好完全轉化為AgSCN沉淀后,體系出現淡紅色,停止滴定．

e. 重復上述操作兩次，三次測定數據如表1.

表1

f. 數據處理．

所消耗的NH4SCN標準溶液平均體積為______mL,測得c(I-)=________mol·L-1．

n(AgNO3)=25.00×10-3L×
0.100 0mol·L-1=2.5×10-3mol,
n(NH4SCN)=0.100 0mol·L-1×
10.00×10-3L=1.00×10-3mol,

則 c(I-)×25.00×10-3L=2.5×10-3mol-1.00×10-3mol,所以c(I-)=0.060 0mol·L-1．

4) 配位滴定:是以配位反應為基礎的一種滴定分析法,可用于對金屬離子進行測定,工業上常采用EDTA(乙二胺四乙酸)作配位劑測定金屬原子．

(2-x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O=
2[(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+
3xCaSO4↓+3xCO2↑,

通過測定堿式硫酸鋁溶液中相關離子的濃度確定x的值,測定方法如下:

① 取堿式硫酸鋁溶液25.00mL,加入鹽酸酸化的過量BaCl2溶液充分反應,靜置后過濾、洗滌,干燥至恒重,得固體2.330 0g．

② 取堿式硫酸鋁溶液2.50mL,稀釋至25mL,加入0.100 0mol·L-1EDTA標準溶液25.00mL,調節溶液的pH約為4.2,煮沸,冷卻后用0.080 00mol·L-1CuSO4標準溶液滴定過量的EDTA至終點,消耗CuSO4標準溶液20.00mL(已知Al3+、Cu2+與EDTA反應的化學化學計量數比均為1∶1)．計算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(寫出計算過程)．

2.50mL溶液中，

n(Al3+)=n(EDTA)-n(Cu2+)=
0.100 0mol·L-1×25.00mL×10-3L·mL-1-
0.080 00mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=
9.000×10-4mol.

25.00mL溶液中:

n(Al3+)=9.000×10-3mol,

1mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中:

2 多步滴定法計算

1)連續滴定法:第一步滴定反應生成的產物,還可以繼續參加第二步的滴定．根據第二步滴定的消耗量,可計算出第一步滴定的反應物的量．

測定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量．

① 稱量mg樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點．② 向上述溶液中加入過量鋅粉至反應完全后,過濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中．加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液VmL．該晶體中鐵元素的質量分數的表達式為________．

2)返滴定法:第一步用的滴定劑是過量的,然后第二步再用另一物質返滴定過量的物質．根據第一步加入的量減去第二步中過量的量,即可得出第一步所求物質的物質的量．

Ⅰ.采樣：略去.

Ⅱ.NOx含量的測定.

則氣樣中NOx折合成NO2的含量為________mg·m-3．