第6章 氧化还原滴定法
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第六章 氧化还原滴定法思 考 题1. 处理氧化还原反应平衡时,为什么要引入条件电极电位?外界条件对条件电极电位有何影响?答:条件电极电位的大小,反映了在外界因素影响下,氧化还原电对的实际氧化还原能力。
应用条件电极电位比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。
离子强度、副反应和酸度都会对条件电极电位产生影响。
(1) 离子强度较大时,活度系数远小于1,活度与浓度的差别较大,若用浓度代替活度,用能斯特方程式计算的结果就会与实际情况产生差异;(2) 在氧化还原反应中,常利用沉淀反应和配位反应等副反应使电对的氧化态或还原态的浓度发生变化,从而改变电对的电极电位。
当氧化态发生副反应时,电对的电极电位降低,而还原态发生副反应时电对的电极电位增高;(3) 若有H + 或OH – 参加氧化还原半反应,则酸度变化直接影响电对的电极电位。
2. 为什么银还原器 (金属银浸于1 mol •L -1 HCl 溶液中)只能还原Fe 3+ 而不能还原Ti (Ⅳ) ?试由条件电极电位的大小加以说明。
答:已知ϕθ++23/Fe Fe = 0.68V ,ϕθ++34/Ti Ti = -0.04V ,ϕθAgAg /+= 0.799V ,AgCl的K sp =1.561010-⨯。
金属银的半反应为 Ag + + e – = Ag其电极电位为ϕAgAg /+=ϕθAgAg /++ 0.059lg []+Ag又因为Ag + + Cl –⇔ AgCl ↓K sp =[]+Ag []-Cl所以ϕAgAg/+=ϕθAgAg /++ 0.059lg []-Cl K SP金属银浸于1 mol •L -1 HCl 溶液中,即[]-Cl =1 mol •L -1时,ϕθ,AgAg/+= 0.799 + 0.059 lg 11056.110-⨯= 0.22(V)因为ϕθ++34/TiTi <ϕθ,AgAg/+<ϕθ++23/FeFe所以,银还原器只能还原Fe3+而不能还原Ti (Ⅳ)。
一 选择题(答案务必填入下表) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1. 氧化还原反应的平衡常数K 的大小 【 】 A :能说明反应的速度 C :能说明反应进行的完全程度 B :能说明反应的条件 D :能说明反应的次序 2. 用Ce 4+滴定Fe 2+,当体系电位为0.68V 时,滴定分数为 【 】 [ ϕ' (Ce 4+/Ce 3+)=1.44V , ϕ' (Fe 3+/Fe 2+)=0.68V] (A) 0 (B) 50% (C) 100% (D) 200% 3. 为标定Na 2S 2O 3溶液的浓度宜选择的基准物是 【 】 (A) 分析纯的H 2O 2 (B) 分析纯的KMnO 4 (C) 化学纯的K 2Cr 2O 7 (D) 分析纯的K 2Cr 2O 7 4. 将K +沉淀为K 2NaCo(NO 2)6,沉淀洗涤后溶于酸中,用KMnO 4滴定,(NO 2-→NO 3-, Co 3+ →Co 2+)此时n (K +):n (MnO 4-)是 【 】 (A) 5:1 (B) 5:2 (C) 10:11 (D) 5:11 5. 用K 2Cr 2O 7滴定 Fe 2+, 在化学计量点时, 有关离子浓度的关系是 【 】 (A) [Fe 3+] = [Cr 3+], [Fe 2+] = [Cr 2O 72-] (B) 3[Fe 3+] = [Cr 3+], [Fe 2+] = 6[Cr 2O 72-] (C) [Fe 3+] = 3[Cr 3+], [Fe 2+] = 6[Cr 2O 72-] (D) [Fe 3+] = 3[Cr 3+], 6[Fe 2+] = [Cr 2O 72-]
一 二 三 四 开卷 氧化还原滴定法
6. 溴酸钾法测定苯酚的反应如下: BrO 3- + 5Br - + 6H + → 3Br 2+ 3H 2O + 3 B r 2+ 3 HB r OH Br OH Br Br Br 2 + 2I - → 2Br - + I 2 I 2 + 2S 2O 32- → 2I - + S 4O 62- 在此测定中, Na 2S 2O 3与苯酚的物质的量之比为 【 】 (A) 6:1 (B) 4:1 (C) 3:1 (D) 2:1
7. 用铈量法测定铁时, 滴定至 50% 时的电位是 【 】 [已知 ϕ' (Ce 4+/Ce 3+)= 1.44 V , ϕ' (Fe 3+/Fe 2+)= 0.68 V] (A) 0.68 V (B) 1.44 V (C) 1.06 V (D) 0.86 V
8. 用间接碘量法测定 BaCl 2的纯度时, 先将 Ba 2+沉淀为 Ba(IO 3)2, 洗涤后溶解并酸化, 加入过量的 KI, 然后用Na 2S 2O 3标准溶液滴定, 此处BaCl 2与Na 2S 2O 3的计量关系[n (BaCl 2):n (Na 2S 2O 3)]为 【 】 (A) 1:2 (B) 1:3 (C) 1:6 (D) 1:12
9. 已知在1 mol/L HCl 中, ϕ(Fe 3+/Fe 2+)= 0.68 V , ϕ(Sn 4+/Sn 2+)= 0.14 V , 计算以 Fe 3+滴定Sn 2+至 99.9%、100%、100.1%时的电位分别为多少? 【 】 (A) 0.50 V 、 0.41 V 、 0.32 V (B) 0.17 V 、 0.32 V 、 0.56 V (C) 0.23 V 、 0.41 V 、 0.50 V (D) 0.23 V 、 0.32 V 、 0.50 V 10. KBrO 3是强氧化剂,Na 2S 2O 3是强还原剂,但在用KBrO 3标定Na 2S 2O 3时,不能采用它们之间的直接反应其原因是 【 】 (A) 两电对的条件电极电位相差太小 (B) 可逆反应 (C) 反应不能定量进行 (D) 反应速率太慢 11. 用KMnO 4滴定Fe 2+之前,可以加几滴MnSO 4,其作用是 【 】 A :催化 C :诱导反应 B :氧化剂 D :配位剂 12. 用Na 2C 2O 4标定KMnO 4时,溶液是 【 】 (A) 酸性溶液 (B) 碱性溶液 (C) 中性溶液 (D) 任意酸度溶液
13. 碘量法要求在中性或弱酸性溶液中进行滴定。
若酸度太高,将会【】
(A) 反应不定量(B) I2易挥发(C) 终点不明显 (D) I-被氧化,Na2S2O3被分解
14. 在间接碘量法中,下列操作正确的是【】
(A) 边滴定边快速摇动(B) 加入过量KI并在室温和避光条件下滴定
(C) 在70~80℃下滴定(D)滴定一开始就加淀粉指示剂
15. 用KMnO4滴定Fe2+之前,加入几滴MnSO4是作为【】
(A) 催化剂(B) 诱导剂(C)氧化剂(D) 配位剂
二填空题
1. 氧化还原指示剂包括、和三种。
2. 用以下不同方法测定CaCO3试剂纯度采用的滴定方式分别是:(填A,B,C)
(1) 用酸碱滴定法测定____
(2) 用EDTA络合滴定法测定 ____
(3) 用KMnO4法测定____
(A)直接法(B)回滴法(C)间接法
3. 10mL 0.050mol/LSnCl2溶液与20mL 0.10mol/L FeCl3溶液相混合,平衡时体系电位
是________。
[已知
ϕ' (Fe3+/Fe2+)=0.68V,
ϕ' (Sn4+/Sn2+)=0.14V]
4. 标定硫代硫酸钠一般可选_______作基准物,标定高锰酸钾溶液一般选用_______
作基准物。
5. 间接碘法的基本反应是______________________________________________;所用
的标准溶液是_____________,选用的指示剂是_____________。
6. 草酸钠作为基准物质标定KMnO4的浓度的反应条件最主要
是:、、,等。
7. 在KMnO4法中,KMnO4既是,又是。
终点时粉红色越,
滴定误差越。
三简答题
1. 简述KMnO4标准溶液标定的条件及其原因。
2. 说明间接碘量法误差的来源及其解决办法。
3. .哪些因素影响氧化还原滴定的突跃范围的大小?如何确定化学计量点时的电极电位?
4. 氧化还原滴定之前,为什么要进行预处理?对预处理所用的氧化剂或还原剂有哪些要求?
四 计算题 1. 0.1000g 工业甲醇,在H 2SO 4溶液中与25.00mL 0.01667mol/L K 2Cr 2O 7溶液作用,反应完成后,以邻苯氨基甲酸作指示剂,用0.1000mol/L (NH 4)2Fe(SO 4)2溶液滴定剩余的K 2Cr 2O 7,用去10.00mL 。
求试样中甲醇的质量分数。
(已知甲醇的摩尔质量为32.04g/mol) 2. 漂白粉{Ca(ClO)Cl ,遇酸可放出具氧化能力的“有效氯”:Ca(ClO)Cl +H +=Ca 2++Cl 2+H 2O }中的“有效氯”可用亚砷酸钠法测定: 43233)(AsO Na CaCl AsO Na Cl ClO Ca +==+ 现有含“有效氯”29.00%的试样0.3000g ,用25.00mL Na 3AsO 3溶液恰好能与之作用。
每毫升Na 3AsO 3溶液含多少克的As ?有同样质量的试样用碘法测定,需要Na 2S 2O 3标准溶液(1.00mL ≌0.01250g CuSO 4.5H 2O )多少毫升?(相对分子质量:CuSO 4.5H 2O 249.69;Cl 2 70.9、As 原子量74.92)
3. 用KIO3标定Na2S2O3的浓度,称取KIO3 0.4280g,溶于水并稀释至100.0mL,
移取所得溶液25.00mL,加入H2SO4及KI溶液,用25.00 mL Na2S2O3滴定折出的I2, 求Na2S2O3的浓度。
取上述Na2S2O3溶液25.00mL,用碘溶液20.00mL滴定至终点。
求碘溶液的浓度。
(已知:KIO3分子量214)
4. 用KMnO4法测定硅酸盐中Ca2+含量。
称取试样0.5863g,在一定条件下,将钙
沉淀为CaC2O4,过滤、洗涤沉淀。
将洗净的CaC2O4溶解于稀的H2SO4中,用
0.05052mol/l KMnO4的标准溶液滴定,消耗25.64ml。
计算硅酸盐中Ca的百分
含量。
(已知Ca的原子量为40.08)。