高考中滴定实验的重要考点和案例分析

刘 庆

(广西桂林市中山中学)

滴定实验是高中化学最为重要的实验之一.滴定实验分为酸碱中和滴定、氧化还原滴定及沉淀滴定.本文对滴定实验常见考点及几类问题进行详细分析.

1 滴定实验常见考查内容

在高考试题中,围绕着滴定实验的常见考点有仪器的运用是否合理、操作是否正确、指示剂的选择及反应终点的确定等.仪器的运用及操作部分常考的有酸式、碱式滴定管的选择,查漏、洗涤、润洗、读数等常见步骤的具体操作.因此,学生需要熟悉做滴定实验时需要用到的仪器及其基本操作,常见的指示剂及其特征性反应等,如酚酞、甲基橙、石蕊等常用指示剂适用的p H 范围.另外,计算、误差分析等问题也是常见的考点.学生在解答这类问题时,需要根据反应式,找到各物质之间的关系,而后进行计算.相关步骤如图1所示.

图1

2 酸碱中和滴定

酸碱中和作为滴定实验中最为经典的一类问题,是考查的重点.试题通常考查仪器的运用、操作、滴定终点的确定以及相应的计算等.

例1(2017年全国Ⅰ卷26,改编)凯氏定氮法测定蛋白质中氮的含量过程如图2所示.

图2

已知:NH3＋H3BO3＝NH3•H3BO3,

NH3•H3BO3＋HCl＝NH4Cl＋H3BO3.

取甘氨酸(C2H5NO2)样品mg进行测定,消耗浓度为cmol•L－1的HClVmL,则样品中N 元素的质量分数为_________.样品的纯度小于等于_________.

由题意可知,C2H5NO2中的N 元素先转化为NH3,NH3被H3BO3吸收后变为NH3•H3BO3.由N 原子守恒可知

由NH3•H3BO3＋HCl＝NH4Cl＋H3BO3可得

所以n(C2H5NO2)＝n(HCl),样品中N 元素的质量分数为

样品纯度小于等于

3 氧化还原滴定

氧化还原反应是高中化学重要反应类型之一,滴定问题是考查氧化还原知识的主要题型.在氧化还原反应中,产物会与指示剂呈现显色反应,以此来确定反应终点.因此,学生需要在题目中没有给出反应方程式时,能够根据题目,写出相应的反应式,在此基础之上,进行相应的计算.

例2利用K2Cr2O7标准溶液测定硫代硫酸钠(Na2S2O3•5 H2O,M＝248 g•mol－1).测定步骤如下:称取1.200 g Na2S2O3•5 H2O 晶体,配制成100 mL溶液,取0.009 5 mol•L－1的K2Cr2O7标准溶液20 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:

然后用Na2S2O3•5 H2O 溶液滴定至淡黄绿色,发生反应：.以淀粉溶液为指示剂,继续滴定,当溶液_________,即为滴定终点.平行滴定3 次,若消耗Na2S2O3•5 H2O溶液的平均量为24.80 mL,则样品纯度为________.

K2Cr2O7溶液中加入过量KI,发生反应:＋6I－＋14 H＋＝3I2＋2Cr3＋＋7 H2O,此时I－全部被氧化为I2,加入淀粉溶液后,溶液变为蓝色.加入Na2S2O3•5 H2O 溶液后发生反应:,I2转化为I－,蓝色会褪去,且30 s内不复色,即为滴定终点.在整个过程中,涉及两个反应式,之间的关系为,则

则其纯度为

例3环己烯含量测定:在一定条件下,向ag环己烯样品中加入bmol Br2,反应后剩余的Br2与足量的KI反应生成I2,用cmol•L－1的Na2S2O3标准溶液进行滴定,终点时消耗Na2S2O3标准溶液VmL.(以上数据均已扣除干扰因素).测定过程中,发生的反应如下:

则样品中,环己烯的质量分数为_________.

根据上述反应可知,关系式为

整个过程中,环己烯和KI共消耗bmol Br2,根据关系式有

所以样品中环己烯的质量为

4 沉淀滴定

沉淀滴定法是以沉淀反应为原理的一种滴定方法.其中最常见的题型是以Ag NO3标准溶液测定卤化物、硫氰酸盐等,离子反应为Ag＋＋X－＝Ag X↓(X－通常为Cl－、Br－、I－、SCN－等).当滴定剂与被滴定溶液反应时,会生成其他颜色的沉淀,此时达到滴定终点.需要注意的是,若反应开始时便存在沉淀,则所选择试剂与其反应产生的沉淀,颜色需存在差别.

例4表1 为各种Ag 盐的颜色和Ksp,以K2Cr2O7为指示剂,用Ag NO3标准溶液滴定待测液,测定溶液中Cl－的浓度.

表1

(1)滴定终点现象为________.

(2)若用Ag NO3溶液滴定KSCN 溶液,指示剂为________.

A.KBr B.NaCl

C.Na CN D.Na2Cr O4

(1)根据各物质的Ksp分析可以发现,当Cl－完全沉淀时,Ag＋与生成Ag2Cr O4沉淀,滴定终点现象为滴入最后一滴标准液时,生成砖红色沉淀,且30 s内沉淀不溶解.

(2)Ag NO3溶液滴定KSCN 溶液过程中,Ag＋与SCN－产生沉淀,当SCN－完全沉淀后,Ag＋会与指示剂进行反应,这就要求产生与AgSCN 颜色不同的沉淀,因为Ag Cl、Ag CN 均为白色,所以不能使用NaCl、Na CN 作为指示剂.同时,添加的指示剂不能先于SCN－与Ag＋反应.所以应该选择Na2Cr O4作指示剂.

综上所述,滴定实验作为重要实验之一,在题目中通常会对仪器的运用、操作,指示剂的选择,反应终点的确定及相关计算等进行考查,学生在复习备考时要注意总结归纳.

(完)