淺析不同反應(yīng)類型在滴定分析中的應(yīng)用

王海龍

摘要：本文以典型習(xí)題為例，介紹了酸堿中和反應(yīng)、氧化還原反應(yīng)、沉淀反應(yīng)、絡(luò)合反應(yīng)在滴定分析中的應(yīng)用.通過對習(xí)題的詳細(xì)分析，讓學(xué)生更好的掌握不同類型滴定實(shí)驗(yàn)的分析方法和數(shù)據(jù)處理策略.有效的提升了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)分析解答能力，拓展了學(xué)生的化學(xué)視野.

關(guān)鍵詞：滴定實(shí)驗(yàn);反應(yīng)類型;化學(xué)視野

酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)教材中重點(diǎn)介紹的一種定量分析方法.從近幾年的高考化學(xué)試題中可以看出，滴定分析已經(jīng)成為定量實(shí)驗(yàn)必考內(nèi)容.但在高考試題中，卻以其他反應(yīng)為依托進(jìn)行滴定實(shí)驗(yàn)的考查，體現(xiàn)了對學(xué)生知識(shí)遷移能力的考查.因此，在高考復(fù)習(xí)過程中，有必要從不同的化學(xué)反應(yīng)類型對滴定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行拓展和延伸，以提高學(xué)生對滴定實(shí)驗(yàn)的分析能力.現(xiàn)以幾題為例進(jìn)行探討.

1 酸堿中和反應(yīng)

例1 滴定是一種化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作也是一種定量分析的手段，它通過兩種溶液的定量反應(yīng)來確定某種溶質(zhì)的含量，實(shí)驗(yàn)室常用鄰苯二甲酸氫鉀（ KHCSH404）來標(biāo)定氫氧化鈉溶液的濃度，其操作過程為：

①準(zhǔn)確稱取4. 080g鄰苯二甲酸氫鉀加入250ml錐形瓶中;

②向錐形瓶中加30ml蒸餾水溶解;

③向溶液中加入1-2滴指示劑;

④用氫氧化鈉溶液滴定至終點(diǎn);

⑤重復(fù)以上操作;

⑥根據(jù)數(shù)次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算氫氧化鈉的物質(zhì)的量的濃度.

已知：I、到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液的pH約為9.1.

Ⅱ、鄰苯二甲酸氫鉀在水溶液中可以電離出一個(gè)H+.

Ⅲ、鄰苯二甲酸氫鉀的相對分子質(zhì)量為204.

請回答下列問題：

（1）為標(biāo)定氫氧化鈉溶液的濃度，應(yīng)選用____作指示劑;

（2）完成本實(shí)驗(yàn)，已有電子天平、鐵架臺(tái)、滴定管夾、錐形瓶、燒杯等，還必須的儀器是：____;

（3）判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____;

（4）在整個(gè)滴定過程中，兩眼應(yīng)該注視著____;

（5）滴定實(shí)驗(yàn)記錄數(shù)據(jù)如下表，則NaOH溶液的濃度為____，

（6）滴定過程中，下列操作能使測定結(jié)果（待測液的濃度數(shù)值）偏小的是（ ）

A.上述操作中，將鄰苯二甲酸氫鉀直接放入錐形瓶中溶解

B.滴定管在滴定開始時(shí)尖嘴有氣泡，滴定完成時(shí)氣泡消失

C.滴定完畢，尖嘴外留有液滴或溶液滴在錐形瓶外

D.滴定前仰視讀數(shù)而滴定終了俯視讀數(shù)

【解析】

（1）已知到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)，溶液的pH值約為9.1，結(jié)合指示劑的變色范圍可知，應(yīng)該選用酚酞作指示劑.

（2）根據(jù)操作過程可知，使用的儀器有：鐵架臺(tái)、滴定管夾、堿式滴定管、燒杯、錐形瓶、電子天平、量筒等，還缺少的儀器為：堿式滴定管、量筒、藥匙，

（3）由于用氫氧化鈉滴定鄰苯二甲酸氫鉀（ KHC8H404）溶液，滴定結(jié)束前溶液為無色，滴定結(jié)束后溶液為淺紅色，則滴定終點(diǎn)現(xiàn)象為：滴入最后一滴NaOH溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且在半分鐘內(nèi)不褪色，

（4）滴定過程中，為了及時(shí)判斷滴定終點(diǎn)，兩眼應(yīng)該注視錐形瓶內(nèi)溶液的顏色變化.

（5）鄰苯二甲酸氫鉀的物質(zhì)的量為：

（6）上述操作中，將鄰苯二甲酸氫鉀直接放入錐形瓶中溶解，不影響滴定結(jié)果，故A錯(cuò)誤;滴定管在滴定開始時(shí)尖嘴有氣泡，滴定完成時(shí)氣泡消失，導(dǎo)致消耗的待測液體積偏大，測定結(jié)果偏小，故B正確;滴定完畢，尖嘴外留有液滴或溶液滴在錐形瓶外，導(dǎo)致消耗的待測液體積偏大，測定結(jié)果偏小，故C正確;滴定前仰視讀數(shù)而滴定終了俯視讀數(shù)，導(dǎo)致讀出的待測液體積偏小，測定結(jié)果偏大，故D錯(cuò)誤，答案為：BC.

2 氧化還原反應(yīng)

這類滴定依托于氧化還原反應(yīng)，它以一種氧化劑或還原劑為標(biāo)準(zhǔn)液，采取直接或間接的方式對另一種具有還原性或氧化性的物質(zhì)進(jìn)行滴定，從而測出其濃度，這類滴定我們稱其為氧化還原滴定，氧化還原滴定根據(jù)氧化劑的不同可分為高錳酸鉀法、重鉻酸鉀法、碘量法、溴酸鉀法等，最常用的也就是高錳酸鉀法和碘量法.

例2 KMri04溶液常用作氧化還原反應(yīng)滴定的標(biāo)準(zhǔn)液，由于KMri04的強(qiáng)氧化性，它的溶液很容易被空氣中或水中的某些少量還原性物質(zhì)還原，生成難溶性物質(zhì)Mn0（ OH）2，因此配制KMri04標(biāo)準(zhǔn)溶液的操作如下所示：

①稱取稍多于所需量的KMn04固體溶于水中，將溶液加熱并保持微沸1小時(shí);②用微孔玻璃漏斗過濾除去難溶的Mn0（OH）2;③過濾得到的KMn04溶液貯存于棕色試劑瓶并放在暗處;④利用氧化還原滴定方法，在70 - 80℃條件下用基準(zhǔn)試劑（純度高、相對分子質(zhì)量較大、穩(wěn)定性較好的物質(zhì)）溶液標(biāo)定其濃度.

請回答下列問題：

（1）準(zhǔn)確量取一定體積的KMn04溶液需要使用的儀器是____.

（2）在下列物質(zhì)中，用于標(biāo)定KMn104溶液的基準(zhǔn)試劑最好選用

（填序號(hào)）.

A.H2C204·2H20

B.FeS04

C.濃鹽酸

D.Na2 S03

（3）若準(zhǔn)確稱取Wg你選的基準(zhǔn)試劑溶于水配成500 mL溶液，取25.00 mL置于錐形瓶中，用酸性KMri04溶液滴定至終點(diǎn)，共消耗酸性KMn04溶液V mL.則酸性KMri04溶液的物質(zhì)的量濃度為____mol/L.

（4）若用放置兩周的酸性KMn04標(biāo)準(zhǔn)溶液去測定水樣中Fe2+的含量，測得的濃度值將____（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）. 解析：（1）高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性，量取時(shí)應(yīng)該選用酸式滴定管.

（2） H2C204.2H2O常溫下是穩(wěn)定的結(jié)晶水化物，溶于水后純度高、穩(wěn)定性好，可以用作基準(zhǔn)試劑，故A正確;FeS04.7H20在空氣中不穩(wěn)定，亞鐵離子容易被氧化成鐵離子，不宜用作基準(zhǔn)試劑，故B錯(cuò)誤;濃鹽酸不穩(wěn)定，易揮發(fā)，不宜用作基準(zhǔn)試劑，故C錯(cuò)誤;Na2S03具有還原性，在空氣中容易被氧化成硫酸鈉，不宜用作基準(zhǔn)試劑，故選A;

（3）滴定時(shí)滴入最后一滴，高錳酸鉀不反應(yīng)，溶液變成紫紅色并保持半分鐘不褪色，說明滴定到達(dá)終點(diǎn);草酸的物質(zhì)的量濃度為：

（1）滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____.

（2）若用AgN03溶液滴定NaSCN溶液，可選為滴定指示劑的是____.

A. NaCI

B.BaBr2

C.Na2 Cr04

剛好達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，發(fā)生的離子反應(yīng)方程式為____.

（3）用AgN03溶液滴定KCI等含氯離子溶液時(shí)常用K2 Cr04溶液做指示劑.錐型瓶中現(xiàn)有氯離子濃度約為0. Imol/LKCl溶液18. 90mL，向其中加入2滴（共0.1mL）O. 2mol/L的Na2Cr04溶液，然后用濃度約為0.1mol/LAgN03溶液進(jìn)行滴定.試計(jì)算達(dá)到終點(diǎn)時(shí)溶液中氯離子的最大濃度，

解析（1）根據(jù)沉淀滴定法的原理，可知溶液中Ag+和Cl一先反應(yīng).Cl-消耗完后再和指示劑反應(yīng)生成Ag2Cr04磚紅色沉淀，由此可知滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象.

（2）若用AgN03去滴定NaSCN溶液，可選用的滴定指示劑的物質(zhì)的溶解度應(yīng)比AgSCN大，且現(xiàn)象明顯，應(yīng)為Na2Cr04，混合物中有磚紅色沉淀生成.4配位（絡(luò)合）反應(yīng)

絡(luò)合滴定法是化學(xué)分析中最重要的滴定分析方法之一.它以絡(luò)合反應(yīng)為基礎(chǔ)，在絡(luò)合滴定分析中應(yīng)用最廣泛絡(luò)合物的是乙二胺四乙酸，簡稱EDTA. ED-TA具有廣泛的配位性能，幾乎能與所有的金屬離子形成螯合物.EDTA能與大多數(shù)金屬離子形成1：1的絡(luò)合物，它們之間的定量關(guān)系是：EDTA的物質(zhì)的量等于金屬離子的物質(zhì)的量.

例4（2016年浙江高考29題節(jié)選）無水MgBr2可用作催化劑.實(shí)驗(yàn)室采用鎂屑與液溴為原料制備無水MgBr2，為測定產(chǎn)品的純度，可用EDTA（簡寫為y4-）標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，反應(yīng)的離子方程式：Mg2++ y4-= Mg+ Y2-

①滴定前潤洗滴定管的操作方法是____.

②測定前，先稱取0. 2500g無水MgBr2產(chǎn)品，溶解后置于錐形瓶中，用0. 0500 mol.L-l的EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.50mL，則無水MgBr2產(chǎn)品的純度是____（以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示）.

解析①滴定前潤洗滴定管的操作是從滴定管上口加入少量待裝液，慢慢傾斜滴定管，使液體流至管口處，注意不要使液體流出，旋轉(zhuǎn)滴定管數(shù)周，然后將其豎起，打開玻璃塞或擠玻璃珠，清洗滴定尖嘴，最后把剩余液體從管口倒出，重復(fù)2—3次.

②依據(jù)方程式Mg2++ y4-= Mg+ y2-分析可知，n（ MgBr2）=n（EDTA），n（MgBr2）=0.0500mol/L×0. 02550L=0.001275mol，m（ MgBr2）=0.001275molx184g/mol=0.2346g，溴化鎂的產(chǎn)品的純度=0.2346g÷0. 2500g×100%= 93. 8%.

從以上幾種不同類型的反應(yīng)在滴定實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用可以看出：滴定分析實(shí)驗(yàn)可以借助不同的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，但實(shí)驗(yàn)的原理及分析過程基本是相同的，只是在數(shù)據(jù)處理上略有不同.因此，在高考備考復(fù)習(xí)過程中，可以依托化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)，對一些內(nèi)容進(jìn)行合理的拓展和延伸，既能有效提升學(xué)生對此類題目的解答能力，又對學(xué)生視野的拓展有所幫助.

參考文獻(xiàn)：

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[2]建國.酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)誤差綜合分析[J].侯甘肅教育，2008（01）.