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2014年化学竞赛——中学化学竞赛试题资源库——碘量法滴定

发布时间:2013-11-17 10:58:06  

中学化学竞赛试题资源库——碘量法滴定

A组

1.在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素以简称(VC),VC又称抗坏血酸。如每升新鲜橙汁中,VC含量在500mg左右它易被空气中氧气或其他氧化剂氧化。某校课外活动小组用滴定法测定了某种待测橙汁中VC的含量,其测定的主要化学反应是

+I2→+2HI

(VC) (脱氢VC)

关于此滴定实验的以下说法中,不正确的是

A 用标准碘溶液进行滴定时可用1~2滴淀粉溶液作指示剂

B 滴至混合液蓝色刚刚褪去时即为滴定终点

C 滴定时要剧烈摇动锥形瓶使反应进行完全

D 20.00mL待测橙汁用7.50×10-3mol/L的碘溶液15.00mL正好滴至终点,该待测橙汁中Vc含量为990mg/L

2.配制Na2S2O3溶液的步骤是:称取所需量的Na2S2O3·5H2O晶体,溶于新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水中制成一定体积的溶液,置于棕色瓶中保存。(附:配制时加入少量Na2CO3使溶液呈碱性,以抑制细菌繁殖)

(1)为什么要贮存于棕色瓶中?(顺便请回忆,还有什么试剂的溶液也应贮存于棕色瓶)

(2)为什么要溶于新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水中?

3.进行含I2溶液的滴定反应时:

(1)为什么要加入过量的KI(一般过量2倍)?

(2)为什么要置于碘量瓶(右图所示)中?

(3)为什么反应的温度要低(不是要用冰水冷却)?

(4)为什么滴定过程中要避免剧烈振荡含I2的溶液?

(5)以淀粉溶液为指示剂,当滴入的Na2S2O3溶液恰好使锥形瓶内

溶液显无色时,即为终点。此液置于空气中,经约5min后,为什么溶液

又显色?

4.以K2Cr2O7为基准物质,采用析出I2的方式标定约0.020mol/L Na2S2O3溶液的浓度。反应过程如下:称取一定量K2Cr2O7配成标准溶液100mL,移取此标准溶液25.00mL,加入KI固体并酸化,盖上表面皿并置于暗处反应5min。加入100mL水,立即用0.020mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00mL。已知天平称量的绝对误差为0.2mg。求所需K2Cr2O7的质量为多少?

5.在碘量瓶(一种专用锥形瓶)中加入5.00mL的NaClO漂白液(密度为1.00g/mL,再加入过量的KI溶液。然后,加入适量稀H2SO4,立即以淀粉溶液为指示剂,用0.100mol/L Na2S2O3溶液滴定,到达终点时消耗Na2S2O3溶液33.8mL。(已知:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI)

(1)写出NaClO与KI反应的离子方程式:

(2)计算漂白液中NaClO的质量分数w(NaClO)。

6.为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有40~50mg的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428g,设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下:

--+IO3+5I+6 H→3I2+3H2O

---I2+2S2O32→2I+S4O62

7.维生素C(简称维C)是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6,人体缺乏这种维生素能得坏血症,所以维C又称抗坏血酸。维C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维C,如新鲜橙汁中维C的含量在500mg/L左右。校课外活动小组测定了某牌子的软包装橙汁中维C的含量,下面是测定分析的实验报告(请填写有关空白):

(一)测定目的:测定××牌软包装橙汁中维C的含量

+-(二)测定原理:C6H8O6+I2→C6H6O6+2H+2I

(三)实验用品及试剂:

(1)仪器和用品:(自选,略)

-(2)试剂:指示剂______(填名称),浓度为7.5×103mol/L标准碘溶液,蒸馏水等

(四)实验过程:

(1)洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗后装入标准碘溶液待用

(2)打开橙汁包装,目测:颜色-橙黄色,澄清度-好。用___________(填仪器名称)向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。

(3)用左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,直至滴定终点,滴定终点的现象是________________________。

(五)问题讨论:

(1)滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?__________,为什么?____________。

(2)若经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积为15.00mL,则此橙汁中维C的含量是_________mg/L。

(3)从数据分析,此软包装橙汁是否纯天然橙汁?_____(A、是 B、可能 C、不是)。制造商可能采取的做法是_____(A、加水稀释天然橙汁 B、橙汁被浓缩 C、将维C作为添加剂),你是否同意这种做法?_____(A、同意 B、不同意 C、调查后再作结论)。

8.抗击“非典”期间,过氧乙酸(CH

3—O—OH)是广为使用的消毒剂。它可由H2O2和冰醋酸反应制取,所以在过氧乙酸中常含有残留的H2O2。测定产品中过氧乙酸浓度c0。涉及下列反应:

-++① □MnO4+□H2O2+□H=□Mn2+□O2十□H2O

-+② H2O2+2I+2H=I2+2H2O

-+③ CH3C—O—OH+2I+2H=CH3COOH+I2+H2O

请回答以下问题:

(l)配平反应①的离子方程式(配平系数填人以下方框内):

-++□MnO4+□H2O2+□H=□Mn2+□O2十□H2O

(2)用Na2S2O3标准溶液滴定I2时(反应④)选用的指示剂是 。

(3)取b0 mL待测液,用硫酸使溶液酸化,再用浓度为a1 mol·L?1的KmnO4标准溶液滴定其中的H2O2,耗用的KMnO4体积为b1 mL(反应①,滴定过程中KmnO4不与过氧乙酸反应)。

另取b0 mL待测液,加入过量的KI,并用硫酸使溶液酸化,此时过氧乙酸和残留的H2O2都能跟KI反应生成I2(反应②和③)。再用浓度为a2 mol·L?1的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,耗用Na2S2O3溶液体积为b2 mL。

请根据上述实验数据计算过氧乙酸的浓度(用含a1、a2、b0、b1、b2的代数式表示)。 c0= 。

(4)为计算待测液中过氧乙酸的浓度c0,加入的KI的质量已过量但没有准确称量,是否影响测定结果 (填是或否)

9.柠檬果汁中含有维生素C(C6H8O6,简写成Vc)是个还原剂,它能被I2氧化生成C6H6O6。当前市场上测定柠檬果汁中Vc含量的方法是取10.00mL果汁,用醋酸酸化,再加入20.00mL 0.02500mol/L标准碘溶液,然后以淀粉溶液作指示剂,最后用0.01000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定过量的I2,消耗Na2S2O3溶液10.00mL。

(1)Vc中碳元素的平均氧化数是 。

(2)写出Vc与I2反应的离子方程式。

(3)此份果汁中含Vc= mg/100mL果汁。

10.维生素C(又名抗坏血酸,分子式为C6H8O6)具有较强的还原性,放置在空气中易被氧化,其含量可通过在弱酸性溶液中用已知溶液的I2溶液进行滴定。该反应的化学方程式如下:C6H8O6+I2=C6H6O6+2HI

现欲测定某样品中维生素C的含量,具体的步骤及测得的数据如下。取10mL 6mol·L-1CH3COOH,加入100mL蒸馏水,将溶液加热煮沸后放置冷却。精确称取0.2000g样品,

-溶解于上述冷却的溶液中,加入1mL淀粉指示剂,立即用浓度为0.05000mol·L1的I2溶

液进行滴定,直至溶液中的蓝色持续不褪为止,共消耗21.00mL I2溶液。

(1)为何加入的CH3COOH稀溶液要先经煮沸、冷却后才能使用?

(2)计算样品中维生素C的质量分数。

11.维生素C又称抗坏血酸,广泛存在于水果、蔬菜中,属于外源性维生素,人体不能自身合成,必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6,相对分子量为176.1,由于分子中的烯二醇基具有还原性,能被I2定量地氧化成二酮基,半反应为:

+C6H8O6=C6H6O6+2H+2e ? ? =0.18V

因此,可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下:

(1)准确移取0.01667mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00mL于碘量瓶中,加3mol/L H2SO4溶液10mL,10% KI溶液10mL,塞上瓶塞,暗处放置反应5min,加入100mL水稀释,用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄色时,加入2mL淀粉溶液,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验,消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76mL。

(2)准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中,加水50mL,淀粉溶液2mL,用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验,消耗I2标准溶液平均体积为10.15mL。

(3)准确称取0.2205g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中,加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL,2 mol/L HAc溶液10mL,淀粉溶液2mL,立即用I2标准

溶液滴定至蓝色且30s不褪,消耗12.50mL。

(4)重复操作步骤(3),称取维生素C粉末0.2176g,消耗I2标准溶液为12.36mL;称取维生素C粉末0.2332g,消耗I2标准溶液为13.21mL。

根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。

B组

12.一溶液中的碘能与0.112M的Na2S2O3溶液40rnL恰好反应,问该溶液含有多少克I2?

13.用碘量法测定某含铜矿石中的铜。原理如下:

+----2Cu2+4I=2CuI↓+I2 I2+2S2O32=2I+S4O62

以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失即为反应终点。

+++(1)矿样溶解后,溶液中含有Fe3、Zn2、Cu2等离子。向溶液中加入NH4Cl和

NH3·H2O后,以形式沉淀出来;溶液中。

(2)碘量法需在中性或酸性条件下进行,以上溶液需要 。

(3)以上离子中 离子对碘量法测铜有严重干扰。还需要加入掩蔽剂NH4F,它的作用是 。

14.黄铜是一种铜锌合金,除含铜和锌外,还含有少量铅、铁等杂质。为了测定黄铜中铜的百分含量,实验共分为五步完成:①用2︰1的浓硝酸在加热条件下溶解黄铜屑,

++++使Cu、Zn、Pb、Fe转化成Cu2、Zn2、Pb2、Fe3进人溶液;②用2︰1的氨水中和溶液

中过量的硝酸(用弱酸调pH值确保各种金属阳离子不沉淀),并无损移入250mL锥形瓶

+中;③称取黄铜屑0.1g放入小烧杯中;④加入NH4HF2溶液,使Fe3变成不参与反应的

-[FeF6]3离子,然后再加入过量KI溶液;⑤用浓度为0.06mol/L的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时,加入0.2%的淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点。滴定反应方程式为:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6。重复滴定3次,平均耗用Na2S2O3溶液为15.80mL。

(1)用编号填出实验步骤的正确操作顺序为

(2)根据已知事实写出测定含铜量过程中加入KI溶液后发生反应的离子方程式:

(3)根据已知数据写出计算含铜量的数学式

(4)本实验用到的化学仪器(滴管、玻棒、酒精灯除外)有

(5)如果不加NH4HF2会使测定结果 (填偏高、偏低、无影响),原因是

++(6)溶液中Pb2、Zn2不影响实验结果的原因是

15.现有不纯的KI试样0.3500g,在硫酸溶液中加入0.1942g K2CrO4处理,煮沸除去生成的I2,然后加过量的KI,使之与剩余的K2CrO4作用,析出的I2可与10.0mL 0.1000mol/L的Na2S2O3完全反应。计算原试样中KI的质量分数。

16.含有一定量As2O3的样品被制成溶液,其中砷转变为H3AsO3。将此溶液与标准

-+碘溶液混合有以下反应:H3AsO3+I2+H2O→H3ASO4+2I+2H

当达到由I2褪色所指示的反应终点时,需要40.27mLI2溶液。标准溶液是由0.4192g纯KIO3、过量的KI以及酸混合,并将其准确稀释到250.0mL而制得。I2是根据下面的反

--+应形成的:IO3+5I+6H→3I2+3H2O

试计算样品中的As2O3质量?

17.称取某蓝色晶体试样0.50000g,加热灼烧后变白色,加水溶解,成为蓝色溶液,加过量氨水,蓝色更深,通入H2S气体,得黑色沉淀,离心分离后,分离液加入HCl-BaCl2,有白色沉淀生成。黑色沉淀加入HNO3后溶解,析出黄色沉淀,将此沉淀过滤分离,滤液加氨水至弱酸性,①再加入1.5g KI,以淀粉为指示剂,②用0.1000 mol/L Na2S2O3滴定至终点,用去18.60mL。请写出此化合物的化学式以及①、②的化学方程式,并计算该晶体样品的纯度。

18.焙烧1.10g黄铁矿,将形成的焙砂在氢气流中灼烧。这样得到的物质在加热下用过量盐酸处理,向此溶液中加入过氧化氢并用氨饱和。定量地分出形成的沉淀,将其溶解在盐酸中,加入过量的碘化钾。为了使得到的溶液褪色,准确地滴加了50mL 0.11mol/L的硫代硫酸钠溶液。

(1)写出所有反应的化学方程式;

(2)计算黄铁矿中杂质的含量,注意整个反应是定量进行的。

19.某不活泼金属A重0.159g,在氯气中燃烧后,所得到产物经高温灼烧,恒重后得B,溶于浓盐酸中得到黄色溶液C。此金属在氯气中燃烧后的产物再经高温灼烧时所得气体通入KI溶液后,再用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL Na2S2O3溶液。

(1)通过计算写出A、B、C的化学式。

(2)写出由A变成C的化学反应方程式。

20.现用如下方法测定钢铁中硫的含量:先准备一只吸收瓶,瓶中盛有50.0mL 0.40%的酸性淀粉溶液(内含0.0075g KI),再往其中滴入1滴标准碘酸钾溶液,注意此时溶液的颜色。把试样放在O2中充分燃烧,生成的气体通入上述吸收瓶,同时用装有标准碘酸钾溶液的滴定管不断进行滴定,以溶液恢复到起始时的颜色为终点。

标准碘酸钾溶液的配制方法如下:称取0.3560g基准碘酸钾溶于适量水中,移到1L容量瓶中,加入1.0mL 10% KOH溶液,稀释到刻度,摇匀。移取100.0mL此液至另一只1L容量瓶中,加入1.000g KI,溶解后,加水稀释到刻度,摇匀,以此液为滴定液。

(1)计算碘酸钾标准溶液(滴定液)的物质的量浓度。

(2)为什么淀粉溶液要配成酸性溶液?而碘酸钾标准溶液却配成碱性溶液?

(3)若钢样为0.5000g,消耗碘酸钾标准溶液的体积为10.00mL,计算钢样中硫的质量分数?(必须写出滴定反应方程式)

21.称取含铅试样0.500g,用HNO3溶解,然后用1mol/LNaOH溶液将试液调至中性,加入足量K2CrO4溶液,铅完全生成铬酸铅沉淀①;将沉淀过滤洗净,用酸溶解,调节溶液为酸性②;再加入足量的KI溶液,释放出I2③;用0.100mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时④,消耗30.0mL。已知M(Pb)=207g/mol。

(1)写出上述①、②、③、④步主要离子反应方程式;

(2)写出该含铅试样中Pb的质量分数计算式和结果。

--22.已知碘的碘化钾水溶液里存在如下的化学平衡:I2十II3

--其平衡常数为:Kβ=[I3]/[I2][I]。式中的方括号均表示各物质的平衡浓度;而碘的总浓度

-CI=[I2]+[I3]。

在碘的碘化钾水溶液里加入四氯化碳,碘将分配于水和四氯化碳两种液相中,达平衡2

时平衡常数:KD=[I2]CCl/[I2]HO。式中的方括号分别表示碘在四氯化碳和水中的平衡浓度,而CI(CCl)/ CI(HO)=D,则称为分配比。

(1)通常测定水溶液中的碘的方法是用已知浓度的Na2S2O3水溶液滴定,因为下面的反应是定量进行的,并可用淀粉作为指示剂:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI

请设计一个实验方案来测定碘在水和四氯化碳中的浓度(不要求写出实验的细节)。

(2)写出用你的实验测得的碘的浓度来计算KD值的数学关系式。

-23.对于某些含量少而不易测准的成分,可用倍增反应。以I离子为例:

(1)量取一定体积含I-离子量很少的溶液,加过量氯水发生下列反应:3Cl2+I-+3H2O=6HCl+IO3-、加热驱赶残余的Cl2后。冷却、酸化并加入过量的KI晶体,再用已

2知浓度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2。问原溶液中1mol I-离子相当于多少摩的S2O3-离

子?

(2)按第(1)项操作在驱赶Cl2后用CCl4萃取水中的I2,(室温)平衡时,c(I2,CCl4)/c(I2,H2O)=85,把I2反萃取到水相(使I2还原为I-离子进入水相)。然后对它

-1按第(1)项的要求实验,即加氯水??成无色溶液为终点。这样,原溶液中1 mol离子

2-相当于多少摩S2O3离子?

(3)IO4-离子和I-离子发生定量反应的化学方程式为:3IO4-+I-=4IO3-。实验步骤

--是:往一定体积含少量I离子的溶液中加适度过量的IO4离子,而后加(NH4)2MnO4和过

量的IO4-离子反应(称为掩蔽),再酸化、加过量KI,用已知浓度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2。此反应过程中,原溶液中I-离子增大多少倍? 422422

24.293K时,在0.5L饱和Cu(IO3)2溶液中,加入足量的KI和稀H2SO4的混合液,充分反应后生成CuI、I2、K2SO4和H2O。过滤除去CuI沉淀后,在滤液中滴入几滴淀粉液,溶液变蓝再用0.125mol/L Na2S2O3溶液滴定,在滴定过程中发生如下反应:2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6,当消耗0.177L的Na2S2O3溶液时,溶液的蓝色恰好褪去,求Cu(IO3)2在293K时的溶解度。(已知饱和Cu(IO3)2溶液的密度为1.0025g/cm3)

25.YBa2Cu3O7是近年来被科学家发现的一种高温超导材料。YBa2Cu3O7中,Y、Ba、O三种元素都有固定的化合价,分别为+3、+2、-2,而Cu是+2和+3的混合价态。

++2/3的铜以Cu2形式存在,1/3的铜以罕见的Cu3形式存在。确定铜的价态曾经是最关键

++的一环,可以通过碘量法得到解决。碘量法测定样品中的Cu3和Cu2的简要设计方案

+-+-—--(已知Cu3+3I=CuI+I2,2Cu2+4I=2CuI+I2,2S2O32+I2=S4O62+2I)。

步骤①:称取YBa2Cu3O7样品mg

步骤②:将上述样品溶于稀酸

步骤③:加入过量的KI溶液,再用C mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗

Na2S2O3标准溶液V1 mL

步骤④:称取YBa2Cu3O7样品m g

步骤⑤:将上述样品溶于含有过量KI溶液

步骤⑥:再用上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL

(1)YBa2Cu3O7拆成氧化物的形式 。

++(2)将YBa2Cu3O7用稀酸溶解,Cu3全部变为Cu2。写出该反应的离子方程式 。

(3)步骤③和⑥中所用指示剂为 。

++(4)样品中Cu3、Cu2的质量分数分别为 、 (用m、C、V1、V2等表示)

26.YBaxCuyOz是近年来被科学家发现的一种高温超导材

料。YBaxCuyOz中,Y、Ba、O三种元素都有固定的化合价,

分别为+3、+2、-2,而Cu是+2和+3的混合价态。该化

合物的结构如右图所示,可确定化学式中x、y的值,而z的

-值,现可用碘量法测Cu,进而求得z值。取4.00×10

2gYBaxCuyOz样品,用稀盐酸溶解,在氮气保护下加1g KI固

++-体。样品中的Cu3和Cu2分别氧化KI,用0.0100 mol·L1

+Na2S2O3溶液滴定得到的I2,终点时消耗23.45 mL。(Cu3+

-+-3I=CuI+I2,2Cu2+4I=2CuI+I2)。另取一份质量相等的

++YBaxCuyOz样品,用稀盐酸溶解,煮沸,使其中的Cu3全部转化为Cu2,冷却后用碘量

---法滴定,终点时消耗0.0100 mol·L1 Na2S2O3 18.13mL。(在滴定时S2O32转变成S4O62)

请回答下列问题:

(1)的化学式中x= 、y= 。

++-(2)Cu在酸性环境中极易歧化,但为何Cu2与I能生成CuI(一价铜化合物)?

(3)写出在滴定过程中的离子方程式;该反应适合在何种环境(酸碱性)下进行,为什么?

++(4)求出Cu3和Cu2的物质的量之比。

(5)求出z值。

27.新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备化钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品——紫色的硅酸铜钡。凑巧的是,后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘。

++++-对钇钡铜氧材料的分析表明,其组成为(Y3)(Ba2)2(Cu2)2(Cu3)(O2)7;三分之二的

++铜以Cu2形式存在,三分之一则以罕见的Cu3形式存在。确定铜的价态曾是最关键的一环,可通过经典的容量分析法——间接碘量法得到解决。

(1)给出Cu在周期表中的位置(周期和族)。

+(2)写出Cu3的核外电子排布。

++(3)将Yba2Cu3O7试样溶于稀酸,Cu3将全部被还原为Cu2。写出试样在稀酸中溶

解的离子反应方程式。

++(4)给出用间接碘量法测定Cu2和Cu3的简要设计方案,包括主要步骤、标准溶液

(滴定剂)、指示剂和质量分数的计算公式[式中的溶液浓度、溶液体积(mL)、物质的摩尔质量、试样质量(g)和质量分数请分别采用通用符号C、V、M、ms和w表示]。

28.新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备钇钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品——紫色的硅酸铜钡。凑巧的是,后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘。

32232对钇钡铜氧材料的分析表明,其组成为(Y+)(Ba+)2(Cu+)2(Cu+)(O-)7;三分之二的

2 3 铜以Cu+形式存在,三分之一则以罕见的Cu+形式存在。确定铜的价态曾经是最关键的一环,可通过经典的容量分析法——间接碘量法得到解决。

32 (1)将Yba2Cu3O7溶于稀酸,Cu+全部被还原为Cu+。写出试样在稀酸中溶解的离

子反应方程式。

23

(2)给出用间接碘量法测定Cu+和Cu+的简要设计方案,包括主要步骤、标准溶

液(滴定剂)、指示剂和质量分数的计算公式[式中的溶液浓度、溶液体积(mL)、物质的摩尔质量、试样质量(g)和质量分数请分别采用通用符号c、V、M、ms 和ω表示]。

29.少量的碘化物可利用“化学放大”反应进行测定,其步骤如下:在中性或弱酸性

-介质中先用Br2将试样中I定量氧化成碘酸盐,煮沸除去过量的Br2,然后加入过量的KI,

用CCl4萃取生成的I2(萃取率E=100%)。分去水相后,用肼(即联氨)的水溶液将I2

-+反萃取至水相(H2N·NH2+2I2=4I+N2+4H)。再用过量的Br2氧化,除去剩余Br2后

-加入过量KI,酸化,淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定,求得I的含量。

(1)请写出上述过程的所有配平反应式。

(2)根据有关反应的化学计量关系,说明经上述步骤后,试样中1mol的I-可消耗几mol Na2S2O3?相当于“放大”到多少倍?

(3)若在测定时,准确移取含KI的试液25.00mL,终点时耗用0.100mol/L Na2S2O3 20.06mL,请计算试液中KI的含量(g/L)。

(4)仍取相同体积的上述试液,改用0.100mol/L AgNO3作滴定剂,曙红作指示剂,试用最简便方法计算终点时所需滴定剂的体积(mL)。

(5)在⑶和⑷所述的两种方法中,因滴定管读数的不准确性造成体积测量的相对误差各为多少?并请以此例,简述“化学放大”在定量分析中的意义。(滴定管读数误差为±0.02mL)。

C组

30.碘量法测定葡萄糖含量。

(1)实验内容

葡萄糖分子(C6H12O6·H2O)中含有醛基,能定量地被次碘酸钠(NaIO)氧化成羧基。次碘酸钠可由I2与NaOH作用生成。在酸性条件下,未与C6H12O6作用的次碘酸钠可转变成I2析出,用Na2S2O3标准溶液滴定析出的I2,便可计算出葡萄糖含量。

(2)主要仪器和试剂

仪器:酸式滴定管(50mL),碱式滴定管(50mL),容量瓶(100mL),碘瓶(250mL),移液管(25mL),量简(10mL、100mL),烧杯(100mL),称量瓶。

试剂:Na2S2O3标准溶液(0.1mol/L),I2溶液,NaOH溶液(0.1mol/L),HCl溶液(6mol/L),淀粉溶液(0.5%)。

(3)操作步骤

①Na2S2O3溶液与I2溶液体积比的测定

将两种溶液分别装入碱式和酸式满定管中,从管中放出20.00mL I2溶液于碘瓶中,加100mL蒸馏水稀释,用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL 0.5%淀粉溶液,继续滴定至蓝色消失为终点。平行测定3份,计算体积比A,即1mL I2溶液相当于多少毫升Na2S2O3溶液。

②葡萄糖含量的测定

准确称取0.40g~0.45g葡萄糖试样于100mL烧坏中,加少量水溶解后定量转移至100mL容量瓶中,用水稀释至刻度,摇匀。移出此试液25.00mL于碘瓶中,由滴定暂准确加入40.00mL I2溶液,在摇动下缓慢滴加0.1mol/L NaOH溶液(速度不要太快,可用滴定管滴加)至溶液呈浅黄色(约需NaOH溶液50mL),盖上瓶盖,在暗处放置15min,然后

加入6mol/L HCl溶液2mL,立即用Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色,加入2mL 0.5%淀粉溶液,继续滴定至蓝色消失为终点。平行测定3份。

③葡萄糖含量计算 计算公式为:

C6H12O6·H2O的摩尔质量为198.17g/mol。

(4)实验报告

①样品称量

②Na2S2O3溶液与I2溶液体积比的测定

③葡萄糖含量测定

Na2S2O3标准溶液浓度cNa2S2O3。

④回答下列问题

⑴为什么加入NaOH溶液的速度不能太快?

⑵为什么I2溶液要装在酸式滴定管中,而Na2S2O3溶液要装在碱式滴定管中?

31.Cu(gly)2·xH2O中的铜(Ⅱ)的含量的测定:你制备的Cu(gly)2·xH2O中的铜(Ⅱ)的含量可以以淀粉为指示剂用碘量法进行测定。用得到的数据可以计算Cu(gly)2·xH2O中x值。

试剂:标准KIO3溶液(见标签上的精确浓度),H2SO4(1.0mol/L),KI(0.6mol/L),NH4SCN(2mol/L),淀粉溶液0.5%,Na2S2O3溶液,需标定浓度。

仪器;滴定管50mL,1;移液管25mL,1;移液球,1;烧杯(干燥的)100mL,2;容量瓶100mL,1;锥形瓶250mL,3;量简10mL,3;量简100mL,1;洗瓶,1。

步骤:

(1)Na2S2O3溶液的标定

①将25mL标准碘酸钾溶液移入一个250mL的锥雏形瓶中。

②加入50mL水,10mL KI溶液,5mL硫酸。

③用硫代硫酸钠溶液滴至终点前溶液的颜色转为浅黄色,加入2mL淀粉溶液。继续滴定至蓝色恰好消失。

④重复上述①~③步骤2次。

(2)Cu(gly)2·xH2O中的铜(Ⅱ)的含量的测定

①在一个干燥的100mL烧杯里准确称量Cu(gly)2·xH2O(精确至0.1mg)。若你的产品少于0.8g,可从监考教师处得到Cu(gly)2·xH2O,但你将失去3分。

②用40mL水和8mL硫酸溶解样品。

③把溶液转入100mL的容量瓶中,加水稀释至刻度,制成样品溶液。

④将25.00mL样品溶液移入锥形瓶,加入50mL水和10mL碘化钾。

⑤立即用标定的硫代硫酸钠溶液滴定。在达终点前,当溶液的颜色转为浅黄色时加入2mL淀粉溶液和3mL硫氰酸铵溶液。继续滴定至蓝色恰好褪去。

⑥重复步骤④和⑤两次。

填写实验报告(计算制备实验的产率、Cu(gly)2·xH2O中的铜(Ⅱ)的含量以及x值)

32.用碘量法测定工业样品中的铜(Ⅱ)和铁(Ⅲ)的浓度。

试剂:K2Cr2O7,0.008333mol/L(你实验台试剂瓶上的标签上写的是0.05000/6mol/L),KI 20%(质量)(在药品架上),HCl 1mol/L(在你的实验台上),H2SO4 1mol/L(在你的实验台上),Na4P2O7 5%(质量)(在药品架上),淀粉(Starch)1%(在你的实验台上),Na2S2O3(需自己来标定)(在药品架上),装在100mL容量瓶内的待测溶液(在你的实验台上)。

玻璃器皿:25mL滴定管1支,10mL移液管2支,100mL容量瓶1个,25mL锥形瓶2个,表玻璃1个,10mL量简2个,25mL量简2个,I00mL量简1个,移液管吸球1个,装蒸馏水(distilled water)或去离子水(deionized water)的洗瓶。

(1)硫代硫酸钠溶液的标定

①向雏形瓶注入10mL浓度为1mol/L的硫酸溶液和2mL浓度为20%的KI溶液(溶液必须保持无色)。②加入10.00mL K2Cr2O7溶液。③将锥形瓶用表玻璃盖好置于暗处3min~5min。④向锥形瓶中注入100mL蒸馏水。⑤立即用硫代硫酸钠溶液滴定,直到混合溶液的颜色变为浅黄色,然后加入10滴淀粉溶液,继续滴定至蓝色完全消失为止。⑥重复步骤①~⑤两次,共滴定三次。

在答卷纸上回答下列问题:

⑴写出标定硫代硫酸钠溶液涉及到的化学反应方程式。

⑵计算硫代硫酸钠溶液的浓度并写出计算结果。

(2)铜(Ⅱ)的测定

①将装在100mL容量瓶里的待测溶液用去离子水稀释至刻度,摇匀。②取1000mL该溶液放入锥形瓶中。③加入20mL 5%的Na2P4O7、7mL 1mol/L HCl溶液和10mL 20% KI溶液。加焦硫酸钠时可能产生沉淀。④用表玻璃盖好锥形瓶置于暗处3min~5min。⑤立即用硫代硫酸钠溶液滴定至溶液变成浅黄色,然后加入10滴1%的淀粉溶液。继续滴定直至悬浮液的颜色消失。⑥重复步骤①~⑤两次,共滴定三次。

在答卷纸上回答下列问题:

2+⑶写出测定Cu离子过程中所涉及到的反应方程式。

⑷计算被测溶液中的铜的质量并写出计算结果。

(3)铜和铁的总量的测定

①取10.00mL在步骤(2)①里制备的溶液注入锥形瓶。②加入2mL浓度为1mol/L HCl溶液和10mL 20%的KI溶液。③将锥形瓶用表玻璃盖好置于暗处3min~5min。④接着用硫代硫酸钠溶液滴定该混合溶液,直到悬浮液的颜色变成浅黄色,然后加入10滴1%的淀粉溶液,继续滴定至颜色消失。⑤重复操作步骤①~④两次,共滴定三次。

在答卷纸上回答如下问题。

⑸写出测定Fe(Ⅲ)离子过程中涉及到的反应方程式。

⑹计算被测溶液中铁的质量并给出计算结果。

实验报告:

(1)标定中涉及的化学方程式。

(2)标定用去的硫代硫酸钠的体积和硫代硫酸钠的浓度,计算。

2+(3)测定Cu离子的过程中涉及到的化学反应方程式。

(4)滴定铜所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。计算。原始的被测溶液中铜的质量,g。

3+(5)Fe离子测定中涉及到的化学反应方程式。

(6)滴定铁和铜所消耗的硫代硫酸钠溶液的体积。计算。滴定铁消耗的硫代硫酸钠平均体积,mL。原始的待测溶液中铁的质量,g。

参考答案(B4) 1 D

2 (1)见光分解;还有KMnO4溶液、AgNO3溶液等。(2)驱赶CO2(可能促使Na2S2O3

分解),杀死细菌。

-3 (1)生成I3离子,减少I2挥发;(2)、(3)、(4)都是为了减少I2挥发,对于(4)还

--可减少I离子被氧化。(5)在酸性条件下,I离子被O2氧化为I2。

4 0.025g

--+-5 (1)ClO+2I+2H=Cl+I2+H2O (2)2.52%

6 45mg 合格

7 (三)10%淀粉溶液;(四)(2)酸式滴定管;(3)溶液变为蓝色。(五)(1)不能,防

止维C被空气中氧气氧化;(2)990mg/L;(3)C,C,C。

+2+8 (1)2MnO4+5H2O2+6H=2Mn+5O2十8H2O

(2)淀粉溶液

(3)a2b2?5a1b1 2b0

(4)否

9 (1)2/3

-+(2)C6H8O6+4I2=C6H6O6+2I+2H

(3)792.5mg/mol

10 (1)煮沸是为了除去溶液中溶液的O2,避免维生素C被O2氧化,冷却是为了减缓滴

定过程中维生素C与液面上空气接触时被氧化的速度。

0.05000mol?L?1?21.00mL?176.0g?mol?1

?100%=92.40% (2)?11000mL?L?0.2000g

11 计算过程:先计算出Na2S2O3标准溶液的浓度;然后用Na2S2O3标准溶液标定I2标准溶

液的浓度;再根据I2标准溶液的浓度计算抗坏血酸的质量分数。

计算结果:Na2S2O3标准溶液的浓度为0.05062 mol/L;

I2标准溶液的浓度为0.02494 mol/L;

抗坏血酸的质量分数平均值为0.2491;

12 0.57g

+++++13 (1)Fe3 Fe(OH)3沉淀 Zn2 Cu2 Zn(NH2)42 Cu(NH3)42

(2)弱酸性溶液

++--(3)Fe3,可使Fe3与F作用生成稳定的[FeF6]3配离子

14 (1)③①②④⑤

+-(2)2Cu2+4I=2CuI↓+I2

(3)Cu%??0.06?15.80?64 1000?100%0.1

(4)天平、烧杯、锥形瓶、碱式滴定管

+-(5)偏高; Fe3可氧化I生成I2,使I2的量增加,消耗Na2S2O3的量增多。

+++-(6)Pb2、Zn2的氧化性比Cu2的氧化性弱,不能氧化I。

15 94.86%

16 0.09363 g

17 CuSO4·5H2O 93.00%

18 (1)4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,②Fe2O3+3H22Fe+3H2O,③Fe+2HCl=FeCl2

+H2↑,④2FeCl2+H2O2+4NH3+4H2O=2Fe(OH)3↓+4NH4Cl,⑤Fe(OH)3+3HCl=

FeCl3+3H2O,⑥2FeCl3+2KI=2FeCl2+I2+2KCl,⑦I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI。

(2)45.4%

19 (1)MA=0.159×1000/0.1000×25.00=63.6g/mol

A:Cu B:CuCl C:H2CuCl3(或HCuCl2或H3CuCl4)

(2)Cu+Cl2CuCl2 2CuCl22CuCl+Cl2

CuCl+2HCl=H2CuCl3(或CuCl+HCl=HCuCl2或CuCl+3HCl=H3CuCl4)

20 (1)1.664mol/L

(2)由于标准溶液中含KIO3和KI,在碱性介质中不会发生生成I2的反应,所以需要

--碱性。当标准溶液滴入吸收液时,介质由碱性变成酸性,则发生如下反应:IO3+5I

+--++6H=3I2+3H2O I2+SO2+2H2O=2I+SO42+4H ∴吸收液必须酸性。

(3)0.0320%

+-21 (1)①Pb2+CrO42=PbCrO4↓

++-②2PbCrO4+2H=2Pb2+Cr2O72+H2O

-+-+③Cr2O72+14H+6I=2Cr3+3I2+7H2O

---④2S2O32+I2=S2O42+2I

(2)WPb=41.4%

22 (1)取V体积的I2-KI水溶液用Na2S2O3水溶液滴定,测得C1=CI(HO)。再取V体积

的I2—KI水溶液,加入V体积的CCl4,达分配平衡后用分液漏斗将CCl4相分开,然后用Na2S2O3水溶液滴定,得C2,因此,CI(CCl)=C1-C2,该值应是几轮结果的平均值。

--(2)KD=(1+Kβ[I])D=(1+Kβ[I])(C1-C2)/C2 2224

223 (1)I???HIO3???3I2~6Na2S2O3(增大了6倍)

-(2)1 mol I离子相当于36mol Na2S2O3(增大了36倍)

-(3)I~4HIO3~12I2~24Na2S2O3(增大了四倍)。

24 0.125g

25 (1)4BaO·Y2O3·4CuO·Cu2O3

++++(2)4YBa2Cu3O7+52H=4Y3+8Ba2+12Cu2+26H2O+O2↑

(3)淀粉溶液

--(4)c(V2-V1)×103×64/m×100% c(2V1-V2)×103×64/m×100%

26 (1)2 3

+++(2)2CuCu2+Cu,CuI溶解度很小,体系中Cu大量减小而使平衡向左移动。

-2-2-2-(3)I2+2S2O3=S4O6+2I;中性环境中; 在强酸性溶液中S2O3遇酸分解,

-+--+S2O32+2H=SO2↑十S↓+H2O;且I易被空气氧化,4I+O2+4H=2I2+2H2O

-------在碱性溶液中:S2O32+4I2+10OH=SO42+8I+5H2O;3I2+6OH=IO3+5I+

3H2O 上述的反应的发生,使定量反应难以准确。

(4)532︰1281(或0.415︰1,1︰2.408)

(5)6.94

27 (1)第4周期,ⅠB族。

(2)[Ar]3d8

++++(3)4YBa2Cu3O7+52H=4Y3+8Ba2+12Cu2+26H2O+O2↑

++(4)实验步骤A:称取试样ms(g),溶于稀酸,将全部Cu3转化为Cu2。加入过量

+-KI:2Cu2+4I=2CuI+I2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(以淀粉为指示剂)。

-实验步骤B:仍称取试样ms(g),溶于含有过量KI的适当溶剂中,有关铜与I的反

--+--2+应分别为:2Cu+4I=CuI+I2(I3也正确) Cu3+3I=CuI+I2(I3也正确) 再-ClKI

以上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(淀粉指示剂)。 显然,同样质量ms的

YBa2Cu3O7试样,实验步骤B消耗的Na2S2O3的量将大于实验步骤A,实验结果将佐

+证这一点,表明在钛钡铜氧高温超导体中确实有一部分铜以Cu3形式存在。此外,不

仅由实验步骤A可测得试样中铜的总量,而且由两次实验消耗的Na2S2O3量之差还可

+测出Cu3在试样中的质量分数。计算公式:设称取试样m1 g和m2 g,按2种方法进

+++行滴定。设试样中Cu3和Cu2的质量分数分别为w1和w2,则有A.先将 Cu3还原

+-+--成 Cu2后用碘量法进行简定,此时消耗S2O32的量为C1V1:2Cu2~2S2O32~2I~

-I2 (w1m1+w2m1)/MCu=c1V1×103① B.直接用碘量法测定(试样量为m2 g),消耗

-2-2+2-3+2-S2O3为C1V2 Cu~S2O3 Cu~I2~2S2O3 (2w1m2+w2m2)/MCu=c1V2×103

-② 由①和②解得:w1=c1(V2m1-V1m2)MCu×103/m1m2 w2=c1(2V1m2-V2m1)MCu

--×103/m1m2 若m1=m2=m,则w1=c1(V2-V1)MCu×103/m w2=c1(2V1-V2)MCu

-×103/m

++++28 (1)4YBa2Cu3O7+52H=4Y3+8Ba2+12Cu2+26H2O+O2↑

++(2)实验步骤A:称取试样ms(g),溶于稀酸,将全部Cu3转化为Cu2。加入过量

+-KI:2Cu2+4I=2CuI+I2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(以淀粉为指示剂)。

-实验步骤B:仍称取试样ms(g),溶于含有过量KI的适当溶剂中,有关铜与I的反

--+--2+应分别为:2Cu+4I=CuI+I2(I3也正确) Cu3+3I=CuI+I2(I3也正确) 再

以上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(淀粉指示剂)。 显然,同样质量ms的

YBa2Cu3O7试样,实验步骤B消耗的Na2S2O3的量将大于实验步骤A,实验结果将佐

+证这一点,表明在钛钡铜氧高温超导体中确实有一部分铜以Cu3形式存在。此外,不

仅由实验步骤A可测得试样中铜的总量,而且由两次实验消耗的Na2S2O3量之差还可

+测出Cu3在试样中的质量分数。计算公式:设称取试样m1 g和m2 g,按2种方法进

+++行滴定。设试样中Cu3和Cu2的质量分数分别为w1和w2,则有A.先将 Cu3还原

+-+--成 Cu2后用碘量法进行简定,此时消耗S2O32的量为C1V1:2Cu2~2S2O32~2I~

-I2 (w1m1+w2m1)/MCu=c1V1×103① B.直接用碘量法测定(试样量为m2 g),消耗

-2-2+2-3+2-S2O3为C1V2 Cu~S2O3 Cu~I2~2S2O3 (2w1m2+w2m2)/MCu=c1V2×103

-② 由①和②解得:w1=c1(V2m1-V1m2)MCu×103/m1m2 w2=c1(2V1m2-V2m1)MCu

--×103/m1m2 若m1=m2=m,则w1=c1(V2-V1)MCu×103/m w2=c1(2V1-V2)MCu

-×103/m

---+29 (1)I+3Br2+3H2O=IO3+6Br+6H

--+IO3+5I+6H=3I2+3H2O

---I2+2S2O32=2I+S2O42

(2)36

(3)0.370g/L

(4)0.56Ml

(5)⑶法,体积测量相对误差为±0.1%;⑷法,体积测量相对误差为±3.6%。结果

-表明:利用“化学放大”反应,可以用常量滴定方法测定低含量I,并可降低测量的

相对误差,提高准确度。

30 此实验采用剩余滴定法(或回滴法),属于间接碘量法,其反应如下:

I2与NaOH作用:I2+2NaOH=NaIO+NaI+H2O

NaIO与C6H12O6定量作用:

CH2OH(CHOH)4CHO+NaIO+NaOH=CH2OH(CHOH)4COONa+NaI+H2O

剩余的NaIO在碱性溶液中发生歧化反应:3NaIO=NaIO3+2NaI

在酸性条件下:NaIO3+5NaI+6HCl=3I2+6NaCl+3H2O

用标准Na2S2O3溶液滴定析出的I2:I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI

滴定碘法的反应条件非常重要,实验时要注意溶液的酸度,并要防止I2的挥发和空气

--氧化I。如反应溶液温度不能高、避免阳光照射(光照能促进I的氧化);析出I2后

立即用Na2S2O3溶液滴定,滴定速度适当快些,且不要剧烈摇动溶液等。

问题解答:

⑴若加减速度太快,过量的NaIO来不及氧化C6H12O6而生成了不具氧化性的NaIO3,使含量测定结果偏低。

⑵I2溶液具有氧化性,能与橡皮管反应,故不能用碱式滴定管盛放。Na2S2O3溶液呈弱碱性,会腐蚀磨口玻璃旋塞,因此不能用酸式滴定管盛放。

31 根据6cKIO3VKIO3=cNa2S2O3VNa2S2O3,计算cNa2S2O3。再据cCu2+VCu2+=cNa2S2O3V’Na2S2O3,计

算cCu2+,可得100mL样品液中nCu2+,算出Cu(gly)2·xH2O的质量,从而求得x值,再计算产率。

32 (1)K2Cr2O7+6KI+7H2SO4=Cr2(SO4)3+3I2+7H2O+4K2SO4

I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI

(2)根据下式计算cNa2S2O3:cNa2S2O3VNa2S2O3=6cK2Cr2O7VK2Cr2O7

求出滴定三次的平均值

2+-(3)2Cu+4I=2CuI↓+I2

Fe3++P4O74-=Fe(P4O7)-或Fe3++P4O74-+H2O=Fe(HPO4)2-

I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI

(4)原始的被测溶液中铜的质量:(g)

3+2+-(5)2Fe+2I=2Fe+I2 I2+2Na2S2O3=Na2S4O6+2NaI

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

(6)滴定铁和铜所耗Na2S2O3体积V’’ Na2S2O3,减去滴定铜所耗Na2S2O3体积V’ Na2S2O3,即为滴定铁所耗的Na2S2O3体积。原始的待测溶液中铁的质量:

(g)

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