滴定實驗的類型歸納與解題技巧

廣東 周曼文

滴定實驗的類型歸納與解題技巧

廣東 周曼文

酸堿中和滴定是高中化學(xué)中的一個重要定量實驗，既是學(xué)習(xí)的重點和難點，又是高考化學(xué)的熱點。由“酸堿中和滴定”拓展、延伸和演變的滴定有：氧化還原滴定、配位（絡(luò)合）滴定、沉淀滴定和電勢滴定，還有返滴定法和雙指示劑滴定法（該法常用于測定混合堿的含量，教材中有介紹，但目前高考題中較少出現(xiàn)），等等。

這些滴定實驗試題的解答技巧，我也歸納為“三步法”：①確定滴定反應(yīng)。②構(gòu)建各物質(zhì)關(guān)系式。③運用相關(guān)概念、原理解答問題（實驗操作、儀器使用、指示劑選擇、滴定終點判斷、誤差分析、定量計算等知識），本文主要談?wù)動嬎慵记桑瑑H供參考。

1．酸堿中和滴定

例1 （2015北京，27節(jié)選）海水中溶解無機碳占海水總碳的95%以上，其準確測量是研究海洋碳循環(huán)的基礎(chǔ)，測量溶解無機碳，可采用如下方法：

①氣提、吸收CO2，用N2從酸化后的海水中吹出CO2并用堿液吸收（裝置示意圖如下），將虛線框中的裝置補充完整并標出所用試劑。

②滴定。將吸收液洗后的無機碳轉(zhuǎn)化為NaHCO3，再用x mol／L HCl溶液滴定，消耗y mL HCl溶液，海水中溶解無機碳的濃度＝________mol／L。

【解題三步法】

第一步：根據(jù)題中信息，確定滴定反應(yīng)

第二步：抓關(guān)鍵元素守恒，構(gòu)建各物質(zhì)關(guān)系式

碳元素守恒：NaHCO3的碳原子源自CO2，確認n（CO2）＝n（HCO－3）

該滴定過程物質(zhì)轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為CO2～HCO－3～HCl

解得n（CO2）＝n（HCl）＝xy×10－3mol

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

由n（CO2）＝xy×10－3mol 得c（CO2）＝xy／z mol／L

2．氧化還原滴定

例2 （2016天津，9節(jié)選）水中溶氧量（DO）是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位mg／L，我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5mg／L。某化學(xué)小組同學(xué)設(shè)計了下列裝置（夾持裝置略），測定某河水的DO。

Ⅰ．測定原理

堿性體積下，O2將Mn2＋氧化為MnO（OH）2：①2Mn2＋＋↓；酸性條件下，MnO（OH）2將I－氧化為I2：②MnO（OH）2＋H2O（未配平）；用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2：

Ⅱ．測定步驟

a．安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。

b．向燒瓶中加入200mL水樣。

c．向燒瓶中依次迅速加入1mL MnSO4無氧溶液（過量）2mL堿性KI無氧溶液（過量），開啟攪拌器，至反應(yīng)①完全。

d．?dāng)嚢璨⑾驘恐屑尤?mL硫酸無氧溶液至反應(yīng)②完全，溶液為中性或弱酸性。

e．從燒瓶中取出40．00mL溶液，以淀粉作指示劑，用0．010 00mol／L Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。

f．……

g．處理數(shù)據(jù)（忽略氧氣從水樣中的溢出量和加入試劑后水樣體積的變化）。

回答下列問題：

（6）步驟e中達到滴定終點的標志為_____________。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4．50mL，水樣的DO＝________mg／L（保留一位小數(shù)）。作為飲用水源，此次測得DO是否達標：________（填“是”或“否”）。

【答案】（6）溶液藍色褪去（半分鐘內(nèi)不變色） 9．0 是

【解題三步法】

第一步：確定滴定反應(yīng)

第二步：由反應(yīng)①②③各物質(zhì)的配比，構(gòu)建各物質(zhì)關(guān)系式

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

3．電勢滴定

例3 （2015浙江，29節(jié)選）某學(xué)習(xí)小組按如下實驗流程探究海帶中碘含量的測定。

實驗（一） 碘含量的測定

取0．010 0mol·L－1的AgNO3標準溶液裝入滴定管，取100．00mL海帶浸取原液至滴定池，用電勢滴定法測定碘含量。測得的電動勢（E）反映溶液中c（I－）的變化，部分數(shù)據(jù)如下表：

V（AgNO3）／mL 15．00 19．00 19．80 19．98 20．00 20．02 21．00 23．00 25．00____E／mV____－225－200－150－100 50．0 175 275 300 325

請回答：

（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)繪制滴定曲線：

②該次滴定終點時用去AgNO3溶液的體積為________mL，計算得海帶中碘的百分含量為________%。

【答案】（2）①

②20．00mL 0．635%

【解題三步法】

第一步：確定滴定反應(yīng)

第二步：構(gòu)建關(guān)系式

該滴定過程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為Ag＋～I－

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

4．配位（絡(luò)合）滴定

例4 （2016浙江，29節(jié)選）無水MgBr2可用作催化劑。實驗室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2。（5）為測定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡寫為Y4－）標準溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式

②測定時，先稱取0．250 0g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后，用0．050 0mol·L－1的EDTA標準溶液滴定至終點，消耗EDTA標準溶液26．50mL，則測得無水MgBr2產(chǎn)品的純度是________（以質(zhì)量分數(shù)表示）。

【答案】②97．5%

【解題三步法】

第一步：確定滴定反應(yīng)

第二步：構(gòu)建關(guān)系式

該滴定過程轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為MgBr2～Mg2＋～Y4－

n（MgBr2）＝0．050 0mol／L×26．5×10－3L＝1．325×10－3mol

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

5．沉淀滴定

例5 已知AgCl、Ag2CrO4（磚紅色）的Ksp分別為2×10－10和1．12×10－12。分析化學(xué)中，測定含氯的中性溶液中Cl－的含量，以K2CrO4作指示劑，用AgNO3溶液滴定。滴定過程中首先析出沉淀________，達到滴定終點的實驗現(xiàn)象為___________________，滴定終點時，溶液中的CrO2－4濃度為________mol·L－1時合適。

【答案】AgCl 滴最后一滴AgNO3溶液時，有磚紅色沉淀現(xiàn)象出現(xiàn)則達到終點 2．8×10－3

【解題三步法】

第一步：依題意Ag＋與Cl－、CrO2－4都生成沉淀，利用溶度積計算比較兩者所需Ag＋，Ksp（AgCl）＝c（Ag＋）·c（Cl－）＝2×10－10，因c（Ag＋）＝c（Cl－）解得c（Ag＋）＝1．4×10－5mol／L；Ksp（Ag2CrO4）＝c2（Ag＋）·c（CrO2－4）＝c2（Ag＋）·［c（Ag＋）／2］＝1．12×10－12解得c（Ag＋）＝1．3×10－4mol／L。

第二步：構(gòu)建關(guān)系式

因沉淀順序，遵循溶解度最小原則，Ag＋與Cl－、CrO2－4都能生成沉淀時，生成AgCl沉淀所需c（Ag＋）小，先沉淀。達到終點，滴定反應(yīng)完全，指示劑反應(yīng)剛開始。

計算指示劑c（CrO2－4），采用逆向思維，求c（CrO2－4）需c（Ag＋），要求c（Ag＋）又需知c（Cl－），滴定終點，c（Cl－）小于1×10－5mol／L才叫完全沉淀。

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

6．返滴定

【解題三步法】

第一步：確定滴定反應(yīng)

與樣品（絮凝劑）反應(yīng)后余鹽酸與NaOH溶液的反應(yīng)。

第二步：構(gòu)建關(guān)系式

鹽酸的總量（空白實驗）＝c mol／L×V0×10－3L

鹽酸量（滴定）＝c mol／L×V×10－3L

鹽酸的總量（空白實驗）＝與樣品（絮凝劑）中OH－反應(yīng)＋鹽酸量（滴定）

第三步：運用相關(guān)概念、原理解答問題

啟示：滴定型試題是高考考查學(xué)生能力的一種綜合性題目，集實驗、原理、計算于一體，有一定難度。及時了解該考點的考查內(nèi)容、題型及解題技巧，對提高化學(xué)成績有非常重要的意義。本文介紹的“三步法”，關(guān)鍵還在第二步“關(guān)系式的構(gòu)建”，簡潔、清晰的關(guān)系式，既是你對試題的整體把握，也將直接導(dǎo)致答案的正誤。

（作者單位：廣東省佛山市三水中學(xué)）