1、114 酸碱中和滴定原理的拓展应用中和滴定实验是中学阶段的重要定量实验之一，近几年高考侧重考查了该实验的原理及其拓展应用，问题设置主要集中在实验仪器的使用、滴定终点判断、误差的分析、数据的处理计算等方面。熟练掌握中和滴定的实验操作，并能将相关知识进行灵活迁移应用是解决此类实验问题的关键。高考命题中，中和滴定原理的拓展应用主要涉及以下两个方面：1氧化还原滴定法(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质。(2)实例酸性 KMnO4溶液滴定 H2C2O4溶液 原理：2MnO 6H 5H 2C2O4=10CO22Mn 2 8H 2O 4指示剂及滴定终点：酸性 KMnO4
2、溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入最后一滴酸性 KMnO4溶液后，溶液恰好由无色变为浅紫红色，且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点。Na 2S2O3溶液滴定碘液原理：2S 2O I 2=S4O 2I 23 26指示剂及滴定终点：用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴 Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明达到滴定终点。2沉淀滴定法(1)概念：沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用 Ag 与卤素离子的反应来测定 Cl 、Br 、I 浓度。(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀
3、剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的 Cl 的含量时常以 CrO 为指示剂，这是因为 AgCl 比 Ag2CrO4更24难溶。1利用 I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成 H2SO3，然后用一定浓度的 I2溶液进行滴定，所用指示剂为 ，滴定反应的离子方程式为。解析：利用淀粉溶液遇碘显蓝色的原理，可选用淀粉溶液作指示剂。滴定反应的离子2方程式为 I2H 2SO3H 2O=4H 2I SO 。24答案：淀粉溶液 H 2SO3I 2H 2O=4H SO 2I 242莫尔法是一种沉淀
4、滴定法，以 K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进而测定溶液中 Cl 的浓度。已知：银盐性质 AgCl AgBr AgCN Ag2CrO4 AgSCN颜色 白 浅黄 白 砖红 白溶解度/molL11.341067.11071.11086.51051.0106(1)滴定终点的现象是 。(2)若用 AgNO3溶液滴定 NaSCN 溶液，可选为滴定指示剂的是 。ANaCl BBaBr 2 CNa 2CrO4刚好达到滴定终点时，发生反应的离子方程式为 。解析：(1)根据沉淀滴定法的原理，可知溶液中 Ag 和 Cl 先反应，Cl 消耗完后再和指示剂反应生成 Ag2CrO4砖红色沉淀，由此可
5、知滴定终点时的颜色变化。(2)当用 AgNO3溶液滴定 NaSCN 溶液时，所选择的指示剂和 Ag 反应所生成沉淀的溶解度应大于 AgSCN 的溶解度，由题给数据可以看出溶解度比 AgSCN 大的有 AgCl 和 Ag2CrO4，但是由于 AgCl 是白色沉淀，所以应选择 Na2CrO4为指示剂，这样在滴定终点时沉淀的颜色发生明显的变化(白色砖红色)，以指示滴定刚好达到终点，此时发生反应的离子方程式为2Ag CrO =Ag2CrO4。24答案：(1)滴入最后一滴标准溶液，生成砖红色沉淀(2)C 2Ag CrO =Ag2CrO4243过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂。某化学兴趣小组取一定量的过氧化
6、氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量。请填写下列空白：(1)移取 10.00 mL 密度为 gmL1 的过氧化氢溶液至 250 mL (填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液 25.00 mL 至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请填写相关物质的化学计量数及化学式。MnO H2O2 H = 4Mn2 H2O (3)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到3达终点的现象是 。(4)重复滴定三次，平均耗用 c molL1 KMnO4标准溶液 V mL，则原过氧化氢溶液
7、中过氧化氢的质量分数为 。(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果 (填“偏高” “偏低”或“不变”)。解析：(1)根据题意应该选用容量瓶。(2)残缺方程式配平首先应确定缺什么，分析可知缺的是 O2，根据电子转移守恒，配平化学方程式。(3)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管。滴定到达终点的现象是当滴入最后一滴高锰酸钾标准溶液后，溶液呈浅紫红色，且 30 秒内不褪色。(4)根据配平的化学方程式计算出过氧化氢的量，最后计算出原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为 100%。17cV200(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡
8、的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高。答案：(1)容量瓶 (2)2 5 6 2 8 5 O 2(3)酸式 当滴入最后一滴高锰酸钾标准溶液后，溶液呈浅紫红色，且 30 秒内不褪色(4) 100% (5)偏高17cV20012015高考全国卷，28(3)用如图装置可以测定混合气中 ClO2的含量：.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用 50 mL 水溶解后，再加入 3 mL 稀硫酸；.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；.用 0.100 0 molL1 硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I22S 2O =2
9、I S 4O )，指示剂显示终点时共用去 20.00 mL 硫代硫酸钠溶液。在此23 26过程中：(1)锥形瓶内 ClO2与碘化钾反应的离子方程式为 。4(2)玻璃液封装置的作用是 。(3)中加入的指示剂通常为 ，滴定至终点的现象是 。(4)测得混合气中 ClO2的质量为 g。解析：(1)ClO 2具有氧化性，I 具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为 2ClO210I 8H =5I24H 2O2Cl 。(2)该实验中 ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的 ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。(3)淀粉遇 I2显蓝色，用 Na2S2O3溶液滴定 I2
10、时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。(4)ClO2、I 2和 Na2S2O3间存在关系式：2ClO 25I 210Na 2S2O3，则有 n(ClO2) n(Na2S2O3) 0.100 0 molL1 20.0010 3 L410 4 mol， m(ClO2)15 15410 4 mol67.5 gmol1 0.027 00 g。答案：(1)2ClO 210I 8H =5I24H 2O2Cl (2)吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)(3)淀粉溶液 滴入最后一滴 Na2S2O3标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变(
11、4)0.027 002铜的硫化物可用于冶炼金属铜。为测定某试样中 Cu2S、CuS 的质量分数，进行如下实验：步骤 1：在 0.750 0 g 试样中加入 100.00 mL 0.120 0 molL1 KMnO4的酸性溶液，加热，硫元素全部转化为 SO ，铜元素全部转化为 Cu2 ，滤去不溶性杂质。24步骤 2：收集步骤 1 所得滤液至 250 mL 容量瓶中，定容。取 25.00 mL 溶液，用 0.100 0 molL1 FeSO4溶液滴定至终点，消耗 16.00 mL。步骤 3：在步骤 2 滴定所得溶液中滴加氨水至出现沉淀，然后加入适量 NH4HF2溶液(使 Fe、Mn 元素不参与后续
12、反应)，加入约 1 g KI 固体(过量)，轻摇使之溶解并发生反应：2Cu2 4I =2CuII 2。用 0.050 00 molL1 Na2S2O3溶液滴定至终点(离子方程式为2S2O I 2=2I S 4O )，消耗 14.00 mL。23 26已知：酸性条件下，MnO 的还原产物为 Mn2 。 4(1)若步骤 3 加入氨水产生沉淀时，溶液的 pH2.0，则溶液中 c(Fe3 ) 。已知室温下 KspFe(OH)32.610 39 (2)步骤 3 若未除去 Fe3 ，则测得的 Cu2 的物质的量将 (填“偏高” “偏低”或“不变”)。5(3)计算试样中 Cu2S 和 CuS 的质量分数：
13、。解析：(1)步骤 3 加入氨水产生沉淀时，溶液的 pH2.0， c(OH )10 12 molL1 ， KspFe(OH)3 c(Fe3 )c3(OH )2.610 39 ，则溶液中 c(Fe3 )2.610 3 molL1 。(2)Fe3 也能氧化 I ，步骤 3 若未除去 Fe3 ，这样生成的 I2多，消耗的 Na2S2O3溶液偏多，测得的 Cu2 的物质的量将偏高。(3)设 Cu2S 和 CuS 的物质的量分别为 x、 y，2Cu2 I 22S 2O23n(Cu2 ) n(S2O )0.050 00 molL 1 14.00103 L7.00010 4 mol23x2.00010 3
14、mol，y3.00010 3 mol。w(Cu2S) 100%42.7%，2.00010 3 mol160 gmol 10.750 0 gw(CuS) 100%38.4%。3.00010 3 mol96 gmol 10.750 0 g答案：(1)2.610 3 molL1 (2)偏高(3)w(Cu2S)42.7%， w(CuS)38.4%3用 ClO2处理过的饮用水(pH 为 5.56.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子(ClO )。饮用水中的 ClO2、ClO 含量可用连续碘量法进行测定。ClO 2被 I 还原为 2 2ClO 、Cl 的转化率与溶液 pH 的关系如图所示。当 pH2.
15、0 时，ClO 也能被 I 完全还 2 2原为 Cl 。反应生成的 I2用标准 Na2S2O3溶液滴定：2Na 2S2O3I 2=Na2S4O62NaI。(1)请写出 pH2.0 时 ClO 与 I 反应的离子方程式： 2。(2)请完成相应的实验步骤：步骤 1：准确量取 V mL 水样加入到锥形瓶中；6步骤 2：调节水样的 pH 为 7.08.0；步骤 3：加入足量的 KI 晶体；步骤 4：加入少量淀粉溶液，用 c molL1 Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗 Na2S2O3溶液 V1 mL；步骤 5： ；步骤 6：再用 c molL1 Na2S2O3溶液滴定至终点，又消耗 Na2S2O3溶
16、液 V2 mL。(3)根据上述分析数据，测得该饮用水中 ClO 的浓度为 molL1 (用含字母的代 2数式表示)。解析：(3)根据电子守恒可得 pH 为 7.08.0 时反应的关系式：ClO2 I2 Na 2S2O312cV1103 mol cV1103 molpH2.0 时，反应的关系式：ClO 2I 2 4Na 2S2O3 2103 mol cV2103 molcV24故原水样中含有 n(ClO ) 103 mol， c(ClO ) 2 (cV24 cV1) 2 c（ V2 4V1）4VmolL1 。答案：(1)ClO 4H 4I =Cl 2I 22H 2O 2(2)调节溶液的 pH2.
17、0 (3)c（ V2 4V1）4V4(2017高考全国卷)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：.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。.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 5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的 I2(2S2O I 2=2I S 4O )。23 26回答下列问题：(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 。(
18、2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为 。7(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 100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用 a molL1 Na2S2O3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 b mL，则水样中溶解氧的含量为 mgL 1 。(5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏 。(填“高”或“低”)解析：(1)取水样时避免扰动水体表面，这样能保证所取水样中溶解氧量与水体中实际溶解氧量基本相
19、同，以减小实验误差。(2)根据水样与 Mn(OH)2碱性悬浊液反应生成 MnO(OH)2，可写出固氧的反应为 O22Mn(OH) 2=2MnO(OH)2。(3)由于 Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定，配制该溶液时无需用容量瓶，只需粗略配制，故配制 Na2S2O3溶液时，还需要用到的玻璃仪器为量筒；所用蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，这样能除去水中溶解的氧气和 CO2，且能杀菌。(4)根据可知 MnO(OH)2 能将水样中的 I 氧化为 I2，滴定过程中用淀粉溶液作指示剂，在滴定终点前淀粉遇 I2变蓝，达到滴定终点时，I 2完全被消耗，溶液蓝色刚好褪去。根据关系式 O22MnO(OH)
20、 22I 24Na 2S2O3，结合消耗 n(Na2S2O3) a molL1 b103 L ab103 mol，可求出 100.00 mL 水样中溶解氧的质量为ab103 mol32 gmol1 8 ab103 g8 ab mg，则该水样中溶解氧的含量为 8ab 14mg0.100 00 L80 ab mgL1 。(5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会导致读取的Na2S2O3标准液体积偏小，根据关系式 O24Na 2S2O3，可知测定的溶解氧的含量偏低。答案：(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差 (2)O 22Mn(OH)2=2MnO(OH)2 (3)量筒 氧气 (4)蓝色刚好褪去 80 ab (5)低
