高考中滴定實驗的重要考點和案例分析

劉 慶

(廣西桂林市中山中學)

滴定實驗是高中化學最為重要的實驗之一.滴定實驗分為酸堿中和滴定、氧化還原滴定及沉淀滴定.本文對滴定實驗常見考點及幾類問題進行詳細分析.

1 滴定實驗常見考查內容

在高考試題中,圍繞著滴定實驗的常見考點有儀器的運用是否合理、操作是否正確、指示劑的選擇及反應終點的確定等.儀器的運用及操作部分常考的有酸式、堿式滴定管的選擇,查漏、洗滌、潤洗、讀數等常見步驟的具體操作.因此,學生需要熟悉做滴定實驗時需要用到的儀器及其基本操作,常見的指示劑及其特征性反應等,如酚酞、甲基橙、石蕊等常用指示劑適用的p H 范圍.另外,計算、誤差分析等問題也是常見的考點.學生在解答這類問題時,需要根據反應式,找到各物質之間的關系,而后進行計算.相關步驟如圖1所示.

圖1

2 酸堿中和滴定

酸堿中和作為滴定實驗中最為經典的一類問題,是考查的重點.試題通?？疾閮x器的運用、操作、滴定終點的確定以及相應的計算等.

例1(2017年全國Ⅰ卷26,改編)凱氏定氮法測定蛋白質中氮的含量過程如圖2所示.

圖2

已知:NH3＋H3BO3＝NH3?H3BO3,

NH3?H3BO3＋HCl＝NH4Cl＋H3BO3.

取甘氨酸(C2H5NO2)樣品mg進行測定,消耗濃度為cmol?L－1的HClVmL,則樣品中N 元素的質量分數為_________.樣品的純度小于等于_________.

由題意可知,C2H5NO2中的N 元素先轉化為NH3,NH3被H3BO3吸收后變?yōu)镹H3?H3BO3.由N 原子守恒可知

由NH3?H3BO3＋HCl＝NH4Cl＋H3BO3可得

所以n(C2H5NO2)＝n(HCl),樣品中N 元素的質量分數為

樣品純度小于等于

3 氧化還原滴定

氧化還原反應是高中化學重要反應類型之一,滴定問題是考查氧化還原知識的主要題型.在氧化還原反應中,產物會與指示劑呈現顯色反應,以此來確定反應終點.因此,學生需要在題目中沒有給出反應方程式時,能夠根據題目,寫出相應的反應式,在此基礎之上,進行相應的計算.

例2利用K2Cr2O7標準溶液測定硫代硫酸鈉(Na2S2O3?5 H2O,M＝248 g?mol－1).測定步驟如下:稱取1.200 g Na2S2O3?5 H2O 晶體,配制成100 mL溶液,取0.009 5 mol?L－1的K2Cr2O7標準溶液20 mL,硫酸酸化后加入過量KI,發(fā)生反應:

然后用Na2S2O3?5 H2O 溶液滴定至淡黃綠色,發(fā)生反應：.以淀粉溶液為指示劑,繼續(xù)滴定,當溶液_________,即為滴定終點.平行滴定3 次,若消耗Na2S2O3?5 H2O溶液的平均量為24.80 mL,則樣品純度為________.

K2Cr2O7溶液中加入過量KI,發(fā)生反應:＋6I－＋14 H＋＝3I2＋2Cr3＋＋7 H2O,此時I－全部被氧化為I2,加入淀粉溶液后,溶液變?yōu)樗{色.加入Na2S2O3?5 H2O 溶液后發(fā)生反應:,I2轉化為I－,藍色會褪去,且30 s內不復色,即為滴定終點.在整個過程中,涉及兩個反應式,之間的關系為,則

則其純度為

例3環(huán)己烯含量測定:在一定條件下,向ag環(huán)己烯樣品中加入bmol Br2,反應后剩余的Br2與足量的KI反應生成I2,用cmol?L－1的Na2S2O3標準溶液進行滴定,終點時消耗Na2S2O3標準溶液VmL.(以上數據均已扣除干擾因素).測定過程中,發(fā)生的反應如下:

則樣品中,環(huán)己烯的質量分數為_________.

根據上述反應可知,關系式為

整個過程中,環(huán)己烯和KI共消耗bmol Br2,根據關系式有

所以樣品中環(huán)己烯的質量為

4 沉淀滴定

沉淀滴定法是以沉淀反應為原理的一種滴定方法.其中最常見的題型是以Ag NO3標準溶液測定鹵化物、硫氰酸鹽等,離子反應為Ag＋＋X－＝Ag X↓(X－通常為Cl－、Br－、I－、SCN－等).當滴定劑與被滴定溶液反應時,會生成其他顏色的沉淀,此時達到滴定終點.需要注意的是,若反應開始時便存在沉淀,則所選擇試劑與其反應產生的沉淀,顏色需存在差別.

例4表1 為各種Ag 鹽的顏色和Ksp,以K2Cr2O7為指示劑,用Ag NO3標準溶液滴定待測液,測定溶液中Cl－的濃度.

表1

(1)滴定終點現象為________.

(2)若用Ag NO3溶液滴定KSCN 溶液,指示劑為________.

A.KBr B.NaCl

C.Na CN D.Na2Cr O4

(1)根據各物質的Ksp分析可以發(fā)現,當Cl－完全沉淀時,Ag＋與生成Ag2Cr O4沉淀,滴定終點現象為滴入最后一滴標準液時,生成磚紅色沉淀,且30 s內沉淀不溶解.

(2)Ag NO3溶液滴定KSCN 溶液過程中,Ag＋與SCN－產生沉淀,當SCN－完全沉淀后,Ag＋會與指示劑進行反應,這就要求產生與AgSCN 顏色不同的沉淀,因為Ag Cl、Ag CN 均為白色,所以不能使用NaCl、Na CN 作為指示劑.同時,添加的指示劑不能先于SCN－與Ag＋反應.所以應該選擇Na2Cr O4作指示劑.

綜上所述,滴定實驗作為重要實驗之一,在題目中通常會對儀器的運用、操作,指示劑的選擇,反應終點的確定及相關計算等進行考查,學生在復習備考時要注意總結歸納.

(完)