第五章氧化还原滴定法
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第五章-氧化还原滴定法习题及解答(总19页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除第五章氧化还原滴定法习题及解答`一、名词解释1..氧化还原滴定:2..电极电位:3..标准电位:4. 条件电极电位:5..诱导反应:6.自身指示剂:7..显色指示剂:8..高锰酸钾法:9.。
重铬酸钾法:10.碘量法:二、填空题1.(1)用KMnO4滴定Fe2+时Cl-的氧化还原速率被加速_________。
(2) MnO4-滴定C2O42-时,红色的消失由慢到快_________。
(3)Ag+存在时,Mn2+被S2O82-氧化为MnO4-_________。
A.催化反应B.自动催化反应C.副反应D.诱导反应2、向的Ce4+溶液分别加入及的Fe2+溶液,平衡时,体系的电位分别为_________及_________。
(;)3、配制I2标准溶液时,必须加入KI,其目的是___________________________;以As2O3为基准物质标定I2溶液的浓度时,溶液应控制在pH为_________左右。
4、称取K2Cr2O7基准物质时,有少K2Cr2O7量撒在天平盘上而未发现,则配得的标准溶液真实浓度将偏________;用此溶液测定试样中Fe的含量时,将引起_________误差(填正或负),用它标定Na2S2O3溶液,则所得浓度将会偏________;以此Na2S2O3溶液测定试样中Cu含量时,将引起_______误差(正或负)。
5、已知在1mol/LHCl介质中,则下列滴定反应:2Fe3+Sn2+=2Fe2++Sn4+平衡常数为_________;化学计量点电位为_________;反应进行的完全程度c(Fe2+)/c(Fe3+)为________。
6、已知在1mol/LHCl介质中;,则以Fe3+滴定Sn2+至%时的平衡电位为_________;化学计量点电位为_________;滴定至%时的平衡电位为_________;计量点前后电位改变不对称是由于___________________________。
(完整版)氧化还原滴定法习题有答案第五章氧化还原滴定法习题一、名词解释1、诱导反应2、自身指示剂3、氧化还原指示剂4、标准电极电位5、条件电极电位二、填空题1、半反应:CrO72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O 的能斯特方程式为__________________。
2、半反应:I2+2e2I- E°I2/I- =0.54VS4O62-+2e = 2S2O32- E°S4O62-/ S2O32 -=0.09V反应的方程式为_______________________________。
3、氧化还原法是以__________________反应为基础的滴定分析方法。
4、氧化还原滴定根据标准溶液的不同,可分为_______________法,_______________法,___________法等。
5、高锰酸钾标准溶液采用_________法配制。
6、电极电位与溶液中_______的定量关系,可由能斯特方程式表示。
7、氧化还原电对是由物质的________型及其对应______型构成的整体。
8、电对氧化能力的强弱是由其______________来衡量。
9、在任何温度下,标准氢电极电位E°2H+/H2=_______。
10、E°值为正,表示电对的氧化型氧化能力比H+_____。
11、能斯特方程式中,纯金属、固体、溶剂的浓度为常数=_____。
12、氧化还原反应的方向是电对电位值____的氧化型可氧化电对电位值_____的还原型。
13、两电对的条件电位(或标准电位)值相差越大,氧化还原反应的平衡常数越____,反应进行越完全。
14、配制硫酸亚铁铵溶液时,滴加几滴硫酸,其目的是防止硫酸亚铁铵___________。
15、碘滴定法是利用______作标准溶液直接滴定还原性物质的方法。
16、对于n1= n2=1的氧化还原反应类型,当K=_______就可以满足滴定分析允许误差0.1%的要求。
第5章氧化还原滴定法一、名词解释1、氧化还原滴定法:以氧化还原反应为基础的滴定方法。
2、氧化形和还原形:氧化还原反应中得到电子的物质为氧化剂,本身被还原,从氧化形变成还原形;失去电子的物质为还原剂,本身被氧化,从还原形变成氧化形。
3、电极电位:氧化还原反应中氧化剂的氧化能力和还原剂的还原能力用有关电对的电极电位衡量。
电对的电位越高,其氧化形的氧化能力越强;电对的电位越低,其还原形的还原能力越强。
4、标准电极电位:电对的半电池反应中氧化形和还原形的活度为1mol/L时的电位。
对一定的电对,标准电极电位的值仅随温度变化。
5、条件电位:在考虑离子强度以及副反应存在的条件下,氧化形和还原形的分析浓度均为1mol/L时的电位称为条件电位。
条件电位和溶液组成以及能与电对发生副反应物质有关,仅在一定条件下为常数。
二、填空题1、能应用于氧化还原滴定分析的反应(当n1=n2时),其lgK应大于等于6 ,两电对的电极电位之差应大于0.36/n V。
2、用间接碘量法测定某样品含量时,其酸度应控制在中性或弱酸性溶液中进行,且指示剂在近终点时加入,否则引起终点推迟。
3、用直接碘量法测定某样品含量时,其酸度应控制在酸性、中性或弱碱性溶液中进行,如果溶液的pH大于9 ,碘就会发生副反应。
4、氧化还原滴定中,影响反应进行方向的主要因素有盐效应,沉淀效应,络合效应和酸效应。
5、氧化还原反应完成的程度,可用反应的平衡常数的大小来衡量。
6、氧化还原反应的实质是电子的转移。
7.在氧化还原滴定法中,对于1:1类型的反应,一般氧化剂和还原剂条件电位差大于0.3~0.4V才可用氧化还原指示剂指示滴定终点;条件电位差在0.2~0.3V之间,需要用电位法确定终点;若条件电位差小于0.2V,就不能用于常规滴定分析。
三、选择题1.溶液中氧化还原反应的平衡常数和( D )无关。
A.温度B.标准电极电位C.电子得失数D.浓度2.问接碘量法中加入淀粉指示剂的适宜时间是( C )。
氧化还原滴定知识点总结一、氧化还原滴定的基本原理氧化还原滴定即以氧化还原反应为依据进行滴定分析的方法。
氧化还原反应是指化学反应中发生电子的转移或交换的过程。
一般情况下,含有氧化还原反应的物质被称为氧化剂和还原剂。
在氧化还原反应中,氧化剂是从其他物质中接受电子的物质,它具有增加氧合物中氧原子或减少碱金属离子价态的性质,而还原剂则是具有捐赠电子的性质,其自身在化学反应中会氧化。
常见的氧化还原反应有氧化氢气(H2O2)、碘酸盐和还原反应、铁离子和铁氰化钾的还原反应等。
氧化还原滴定的基本原理是根据氧化还原反应物质的定量关系,通过一种含有已知浓度的氧化剂或还原剂的溶液称为滴定液,将之滴定到含有还原剂或氧化剂的被测溶液中,当被测溶液中的还原剂或氧化剂和滴定液中的氧化剂或还原剂发生滴定反应达到等当点时,滴定液中氧化剂或还原剂的浓度与被测溶液中还原剂或氧化剂的浓度成定量关系。
这种方法是通过观察氧化还原反应的滴定过程中的颜色变化来判断滴定的等当点。
二、氧化还原滴定的方法步骤1. 准备滴定装置和试剂氧化还原滴定的基本装备主要包括滴定管、滴定瓶、比色皿、酒精灯和胶头滴管等。
在进行滴定前需要准备好所需的滴定液、指示剂、被测溶液等试剂。
另外,要准确称取所需的滴定液和被测溶液。
2. 调试示数法将所需的清洁滴定瓶挂在滴定架上,观察滴定管是否漏水或气泡,确定滴定的刻度清晰可见。
然后使用洗净的胶头滴管,在滴定管中放入滴定液,并在试管中加入适量的指示剂。
3. 滴定反应将滴定液滴定到用于滴定的试管中,同时搅拌被测液,直到反应达到等当点。
在反应接近终点时,要以每滴一滴速度滴加滴定液,并不断搅拌被测液,以便准确观察颜色的变化。
4. 记录结果在反应达到终点后,应立即记录滴定过程中滴定液的体积,然后根据已知滴定液的浓度以及反应的化学方程式计算出被测溶液中所含氧化剂或还原剂的浓度。
三、常见氧化还原滴定的指示剂1. 淀粉指示剂:常用于碘酸钾和亚硫酸钠的滴定中,淀粉与碘之间有络合变色反应,因此被用作指示剂。
氧化还原滴定法总结第5章氧化还原滴定法5.1氧化还原反应的条件电位及其影响因素5.1.1条件电位1.标准电位φθ半电池的所有反应物质活度为1时,电极相对于标准氢电极电位的电位值,即该电极与标准氢电极组成的电池的电动势。
2.电极电位φ25℃时,⽤Nernst⽅程表⽰可逆氧化(Ox)还原(Red)电对的电位:3.条件电位φθ′以浓度代替活度,并考虑体系中的副反应,则引⼊活度系数和副反应系数:Nernst⽅程表⽰为:即条件电位:5.1.2条件电位的影响因素1.离⼦强度由于各种副反应对电位的影响远⼤于离⼦强度,因此往往忽略离⼦强度的影响,即2.沉淀的⽣成氧化态⽣成沉淀使电对的电位降低,还原态⽣成沉淀使电对的电位升⾼。
3.络合物的形成溶液中的络合剂往往与⾦属离⼦的氧化态及还原态形成稳定性不同的络合物,若氧化态形成的络合物更稳定,则电位降低;若还原态形成的络合物更稳定,则电位升⾼。
⼀般规律是络合剂与氧化态形成的络合物更稳定(反例:邻⼆氮菲与Fe3+/Fe2+)。
4.溶液的酸度1)H+/OH-直接参与电极反应,则其浓度直接影响电位值。
2)H+/OH-影响Ox/Red的形态,进⽽影响电位值。
5.1.3氧化还原反应进⾏的程度氧化还原反应的两电对半反应为:整理后得:(p为n1、n2的最⼩公倍数,p=n1p1=n2p2)引⼊条件平衡常数K’:5.2氧化还原反应的速率5.2.1浓度对反应速率的影响反应物的浓度增加,反应速率增⼤。
5.2.2温度对反应速率的影响温度每增⾼10℃,反应速率增⼤2~3倍。
5.2.3催化剂与反应速率提⾼反应速率的有效⽅法之⼀是使⽤催化剂。
5.2.4诱导反应1.诱导反应:⼀个氧化还原反应的进⾏促进了另⼀个氧化还原反应的进⾏。
2.可能的原理:反应过程中形成的不稳定的中间体具有更强的氧化能?。
3.诱导反应与催化反应的区别:催化反应中,催化剂参与反应后恢复到原来的状态;诱导反应中,诱导体参加反应后变成了其他物质,作⽤体的消耗量增加使结果产⽣误差。
第五章氧化还原滴定法习题一、名词解释1、诱导反应2、自身指示剂3、氧化还原指示剂4、标准电极电位5、条件电极电位二、填空题1、半反应:CrO72- + 14H+ + 6e 2Cr3+ + 7H2O 的能斯特方程式为__________________。
2、半反应:I2+2e2I- E°I2/I- =0.54VS4O62-+2e = 2S2O32- E°S4O62-/ S2O32 -=0.09V反应的方程式为_______________________________。
3、氧化还原法是以__________________反应为基础的滴定分析方法。
4、氧化还原滴定根据标准溶液的不同,可分为_______________法,_______________法,___________法等。
5、高锰酸钾标准溶液采用_________法配制。
6、电极电位与溶液中_______的定量关系,可由能斯特方程式表示。
7、氧化还原电对是由物质的________型及其对应______型构成的整体。
8、电对氧化能力的强弱是由其______________来衡量。
9、在任何温度下,标准氢电极电位 E°2H+/H2=_______。
10、 E°值为正,表示电对的氧化型氧化能力比H+_____。
11、能斯特方程式中,纯金属、固体、溶剂的浓度为常数=_____。
12、氧化还原反应的方向是电对电位值____的氧化型可氧化电对电位值_____的还原型。
13、两电对的条件电位(或标准电位)值相差越大,氧化还原反应的平衡常数越____,反应进行越完全。
14、配制硫酸亚铁铵溶液时,滴加几滴硫酸,其目的是防止硫酸亚铁铵___________。
15、碘滴定法是利用______作标准溶液直接滴定还原性物质的方法。
16、对于n1= n2=1的氧化还原反应类型,当K=_______就可以满足滴定分析允许误差0.1%的要求。
第五章氧化还原滴定法习题及解答`一、名词解释1..氧化还原滴定:2..电极电位:3..标准电位:4. 条件电极电位:5..诱导反应:6.自身指示剂:7..显色指示剂:8..高锰酸钾法:9.。
重铬酸钾法:10.碘量法:二、填空题1.(1)用KMnO4滴定Fe2+时Cl-的氧化还原速率被加速_________。
(2) MnO4-滴定C2O42-时,红色的消失由慢到快_________。
(3)Ag+存在时,Mn2+被S2O82-氧化为MnO4-_________。
A.催化反应B.自动催化反应C.副反应D.诱导反应2、向20.00mL0.1000mol/L的Ce4+溶液分别加入15.00mL及25.00mL0.1000mol/L的Fe2+溶液,平衡时,体系的电位分别为_________及_________。
(;)3、配制I2标准溶液时,必须加入KI,其目的是___________________________;以As2O3为基准物质标定I2溶液的浓度时,溶液应控制在pH为_________左右。
4、称取K2Cr2O7基准物质时,有少K2Cr2O7量撒在天平盘上而未发现,则配得的标准溶液真实浓度将偏________;用此溶液测定试样中Fe的含量时,将引起_________误差(填正或负),用它标定Na2S2O3溶液,则所得浓度将会偏________;以此Na2S2O3溶液测定试样中Cu含量时,将引起_______误差(正或负)。
5、已知在1mol/LHCl介质中,则下列滴定反应:2Fe3+Sn2+=2Fe2++Sn4+平衡常数为_________;化学计量点电位为_________;反应进行的完全程度c(Fe2+)/c(Fe3+)为________。
6、已知在1mol/LHCl介质中;,则以Fe3+滴定Sn2+至99.9%时的平衡电位为_________;化学计量点电位为_________;滴定至100.1%时的平衡电位为_________;计量点前后电位改变不对称是由于___________________________。
第五章氧化还原滴定法返回授课时数:10:课堂练习:2:讲评作业:1重点与难点:一、重点:1 •利用能斯特方程式2•算有关电对的电极电位,并据此判断反应方向、反应进行的程度及反应条件对反应程度的影响3•滴左过程中电极电位的计算,特别是化学计量点、滴泄突跃范囤的讣算及指示剂的选择二、难点:1. 理解条件电极电位的概念、计算条件电极电位(涉及到各种副反应系数对氧化还原平衡的影响2•滴左分析结果计算,找出被测物质与滴左剂间的计量比§ 5-1概述以氧化还原为基础的滴泄分析方法。
与酸碱、配位滴左法相似,选择适当的氧化剂或还原剂,滴定试液中具有还原性或氧化性的待测组分,在滴左过程中,随着滴立剂的不断加入,溶液的氧化态、还原态浓度不断变化,使得溶液的氧化还原电位不断改变,在计量点附近,电位发生突变,选择适当的指示剂,指示终点;不同点:基于电子转移,不是离子、分子间的简单组合,牵涉电子层结构变化,如MnOi ------------------------------- M n=\从负电荷含氧酸根到正电荷简单离子,结构发生了巨大变化, 反应速度慢,反应机理复杂,除主反应外,有时伴有各种副反应,使反应物之间没有确左的讣量关系:当得失电子数大于1时,反应往往分步进行,使反应复杂化,因此,在进行氧化还原滴宦时,除选择合适的滴定反应外,还需注意控制好反应条件§ 5-2氧化还原平衡普通化学里,用什么参数来衡量氧化剂和还原剂的氧化还原能力?一、电极电位对于可逆氧化还原电对(可逆电对:能迅速建立起氧化还原平衡,所显示的实际电位与按能斯特公式汁算所得的理论电位相等,或差距甚小:不可逆电对:在反应任一瞬间,并不能真正建立起按氧化还原反应所示的平衡,实际电位与按其能斯特计算的相差颇大,0.1V或0.2V以上,如:Cr2O727Cr3+. MnO4/Mn2+. S4O627S2O32-> H2O2/H2O但用能斯特计算结果判断仍有意义),Ox+ne=Red ,电位可通过能斯特方程式求得。
E()x/ Rc d = E()x/ Re d + ' lg (25°C)n a Red活度:离子在化学反应中起作用的有效浓度。
在电解质溶液中,带不同电荷离子之间存在着吸引力,相同电荷的离子之间存在着排斥力,离子与溶剂分子之间也可能存在着相互排斥或相互吸引作用力,这些作用力的存在,影响离子在溶液中的活动性,减弱了离子在化学反应中的作用能力,使得离子参加化学反应的有效浓度比实际浓度低活度与浓度的比值一一活度系数了=秸,对于强电解质,当浓度极稀时,离子间距藹大,之间相互作用力可略,视为理想溶液,此时,活度=平衡浓度,活度系数T,活动性大,活动厉害,最大为1:当浓度较大,离子间距离小,相互作用力大,活度小于平衡浓度,活度系数小于1。
因此,活度系数是说明离子间力大小的,衡量实际溶液与理想溶液之间差別的尺度,活度系数小, 活动性小,离子间力大。
而离子间力与两个因素有关:1.溶液中各种离子的总浓度有关:2.与各离子的电荷数有关,综合考虑两方而因素,引入离子强度I的概念/=—》C7Z「lg7 = —°・50Z「(一-0.30/),活度系数可计算,也可查表标准电极电位:在一泄温度下(通常25°C), %组分处于标准状态即离子或分子活度等于1mol/L (气体分压101.325KPa或1atm时),该电对相对于标准氢电极的电位.若电对的氧化还原反应有H+或OH•参加,能斯特公式要考虑H+或OH-的影响。
如:Ox+ne+m H+=Red民卄》=民小“ + 9竺塩竺住(25。
0(纯水、金属、纯物质的活度为1)n a Red电极电位越髙,英氧化态的氧化还原能力越强,电极电位越低,英还原态的还原能力越强。
问:上而的式子是不是一个氧化还原反应方程式?不是,是一个半反应(一个电对)的反应式,与酸碱反应一样,氧化剂要得到电子,必须要有能给岀电子的还原剂提供,即氧化还原反应是由两个半反应组成的:Oxi+nie=RediRed2- n2e= 0x2n2 Oxi+rii Red2= ri2 Redi+0x2反应方向:电极电位高的电对的氧化态去氧化电极电位低的电对的还原态。
如:判断铁电对与钟电对构成的氧化还原反应的方向(见课件)能斯特公式中,无论是氧化剂或是还原剂均采用活度,若用浓度代替活度,须引入相应的活度系数例如:计算在HCI溶液中铁电对的电极电位,一般会告诉二价铁与三价铁的分析浓度,可这时[Fe3+] HCFe3+,[Fe2+]HCFe2+如果把分析浓度当作平衡浓度去计算,将产生很大误差(见课件)当离子强度较大时,活度系数不易求,当副反应很多时,求副反应系数也很麻烦,改写为:(见课件)当三价铁与二价铁的分析浓度均为1mol/L时,上式为一常数,是在一定条件下的,故叫条件电极电位(克式量电极电位)条件电极电位是什么样的电位?氧化态和还原态浓度为1 mol/L时,校正了离子强度及各种副反应后的实际电位,条件一泄,离子强度及副反应系数为常数,条件变,此值变,使用条件电极电位较使用标准电极电位能更正确地判断氧化还原反应的方向、次序和反应完成的程度各种条件下的条件电极电位均由实验测左,P361,附录七,列出一些氧化还原电对的条件电极电位,实际工作中,若无相同条件下电极电位,可采用条件相近的条件电极电位数据,对于没有相应条件电极电位数据的氧化还原电对,则采用标准电极电位。
例:计算在1mol/LHCI 溶液中Cce4+=1.00x 10-2mol/L,Cce3+=1.00x 10-3mol/LEc e4+/ce3+(见课件)请到展台上做:在pH=4.0的条件下,计算0.10mol/LEDTA溶液中铁电对的条件电极电位(忽略离子强度的影响)(见课件)作业:P159: 2、P160: 10预习:P128—138思考题:1 •如何判断一个氧化还原反应能否进行完全?是否平衡常数的大小就能应用于氧化还原滴左中?为什么?2•计算氧化还原滴左曲线齐个滴定点的电位时,liilM点前后各用什么电对来进行计算?滴-103 左突越的中点是否就是化学计咼点? 3•用髙锹酸钾法测铁,采用何种介质?为什么? 一 •氧化还原平衡常数设两个半反应: Oxi+nie=Redi Ei=E ()卄空目 lg 也1m [Re j]c o . c c n 0.059 [Oxi]Ox 2+n 2e=Red 2 E 2=E ()2 + -------- l e - ---- -in 〜[Re 2]且 Ei> E 2贝!h n 2 Oxi+nt Red 2= n 2 Rech+m 0x 2氧化还原进行的完全程度可以用氧化还原的平衡常数K 值的大小来衡量。
K 如何求呢?平衡时:E 1=E 2匚“ 0.059 1 [Ox^ cn 0.059 , [Oxi]E ()1 + --- lg -——-=E o 2+ ------------le --------- L m [Re Ji] ni 「Re"?]匸 n 0.059 | [Oxi] 0.059 】E ()2= ------------------ lg lg ni [Re 6/2] m空%]gdflg 吗mm [ReJz] " [Rer/i]_ 0.059 [0兀2『r [OxiT ,1,zn °[ReJ2]/" [Redif_ 0.059 JOx2r [Re 6/lf g [ReJ2]/,l [Oxif )K 越大,反应进行得越完全。
如果是利用条件电极电位,则求得的是条件平衡常数,更能说明反 应实际进行的程度。
平衡常数的大小由氧化剂和还原剂两电对的标准电极电位或克式量电极电位之差决左,差值越大, K 或K 值越大,反应越完全。
例:计•算1 mol/LH 2S04溶液中下属反应的K 1值。
解:先查P163附录七:铁和飾的条件电极电位(见课件)平衡时,生成物的浓度的乘积为反应物浓度乘积的7.9X1012倍,反应相当完全。
实际上,反应的完全程度达到99.9%即可,已满足化学分析法的要求,对于n 1= n 2=1的反应Oxi+Red2= Red 1+OX2 允许残留的还原剂 M = o.l%,^± [Oxi][Re ch] 氧化剂过量3] [Re ch]E0r n{E\- Ez ) 0.059〃(口 -E‘2) ,是两个半反应得失电子数的最小公倍数,用n 表示,S=01%'W MO5g塩芻詈HioPo—KT06,即K=106时,反应即符合化学分析法的要求。
若直观地用两电对的标准电极电位或克式咼电极电位进行比较应为E\-Ei = 0.059lg K = 0.059x6«0.35(V), (m= n2=1)对于v\2 Oxi+ni Red2=卍Rech+m OX2fl\H2(E} - El)0.059> 3(/21 + 772)lg K n 3(771 + ”2)或K Al 0",?,+/,2>如:Oxi+2Red2=Redi+2Ox2 (ni=1, ri2=2)尸” i P 0.059 - Z1门0.059 介*“八Ei - £2 = lg A ■------------ = 3x(l + 2)x ------------- = 0.266(V)mm 1 x 2平衡常数仅仅说明反应的可能性,表示反应的完全程度,至于反应能否发生,牵涉到速度问题,如水中的溶解氧(见课件)氧气、水电对的标准电极电位=1.23伏,很高,很易氧化一些较强的还原剂如二价锡,四价锡、二价锡的标准电极电位=0.15伏,平衡常数达10的146次方,反应进行的程度没得说,但实际这个反应不发生,或者说,觉察不出来,为什么呢?原因是K的计算依据是反应的始态和终态,而反应的最初状态和终止状态是不能表示反应进行的实际情况。
因为,氧化还原反应往往是分步进行的,不同的氧化还原反应具有不同的反应历程,只要有一步反应慢,就制约了整个反应速度,因此,仅从平衡常数来判断反应的可能性是不够的,要从反应速度来考虑反应的现实性,只有速度快的反应才能用于滴定,下而介绍1 •影响氧化还原速率的因素2•反应的浓度和速度一般说来,增加反应物浓度,能加快反应速度,对于有H+参加的反应,提高酸度也能加快反应速度,如:重珞酸钾基准物质标定硫代硫酸钠中:(见课件)置换出碘后,用硫代硫酸钠滴左,根据重辂酸钾的质量和硫代硫酸钠的用量,可求出硫代硫酸钠的浓度,由于此反应反应速度较慢,采用增大碘离子的浓度,过量约5倍,提髙酸度约至0.4摩尔每升,反应约5分钟即进行完全。