第16讲 四大滴定及其应用(课件 讲义)(共2份打包)

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第16讲 四大滴定及其应用(课件 讲义)(共2份打包)

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第16讲 四大滴定及其应用
一、考向分析(首行缩进2个汉字,五号,黑体)
1.考点统计
呈现形式 卷别 考查方向 考点分布
滴定原理 仪器的使用 滴定 操作 滴定曲线 终点的判断 计算 误差分析 指示剂的选择
选 择 题 2024浙江1月 酸碱中和滴定 √
2024浙江6月.15 酸碱中和滴定 √
2024北京.6 酸碱中和滴定 √ √ √ √
2024辽吉黑.15 沉淀滴定 √ √
2024湖南.8 酸碱中和滴定 √
2024山东.6 √
2024广东.7 沉淀滴定 √
2024辽宁.8 沉淀滴定 √
2024辽宁.15 沉淀滴定 √
2024甘肃4,6 √ √
非 选 择 题 2024全国甲卷 氧化还原滴定 √ 6题 √ 4题 √
2024安徽卷.16 √ √ √
2024广东.17 中和、沉淀滴定 √ √ √
2024山东.19 氧化还原滴定 √ √ √
2024新课标卷 氧化还原滴定 √
2024浙江.20 沉淀滴定 √ √
2024江西.17 配位滴定
累计频次 3 6 5 2 2 6 4 2
2. 考查规律
考查的关键能力——实验探究与创新能力
化学是一门以实验为基础的学科,许多化学规律的发现、化学知识的形成,都源于具体的化学实验而非理论推理,因此实验探究与创新能力是化学学科能力的重要组成部分。探究与创新能力包括“描述实验现象”和“分析 实验数据”与“评价探究方案”等。
(1)实验方案的评价与设计
对应《课程标准》中 “能依据化学问题解决的需要,选择常见的实验仪器、装置和试剂,完成简单的物质性质、物质制备、物质检验等实验”的要求。包括选择实验仪器、药品,构思实验方法、步骤,收集和处理实验数据,通过概括分析得出相应结论。
(2)实验结果的处理与分析
知识重构
2.0滴定的基本概念
2.1“滴定”的系统化知识体系
2.2各类滴定方式的对比(了解)
2.3按反应原理分的滴定对比(了解)
2.4仪器的辨识与正确使用(掌握)
2.5指示剂的选择与终点判断(1)(掌握)
滴定终点判断答题模板:当滴入最后半滴标准液,溶液由××色变成××色,且30 s内不变化。
(1)用a mol·L-1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是
当滴入最后半滴盐酸,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色
若用甲基橙作指示剂,达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴盐酸,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色。
(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用_淀粉溶液_作指示剂,达到滴定终点的现象是当滴入最后半滴标准,碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
(3)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,否(填“是”或“否”)需要
选用指示剂,达到滴定终点的现象是_当滴入最后半滴标准酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 。
(4)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为Ti3+ +Fe3+==Ti4+ +Fe2+,达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴NH4Fe(SO4)2标准溶液,溶液变成浅红色,且半分钟内不褪色 。
(5)用标准KI溶液滴定含有Fe3+的溶液,应选用KSCN溶液作指示剂,达到滴定终点的现象是:当滴入最后半滴标准KI溶液,溶液红色褪去,且半分钟内不恢复红色。
重温经典
第一部分 选择题中的“滴定”
1.1考查滴定实验操作——规范性
(2024北京卷,6)下列实验的对应操作中,不合理的是( )
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用HCl标准溶液滴定 NaOH溶液 B.稀释浓硫酸 C.从提纯后的NaCl溶 液获得NaCl晶体 D.配制一定物质的量浓度 的KCl溶液
1.2考查滴定实验操作——规范性
(2024·山东卷)下列图示实验中,操作规范的是
A.调控滴定速度 B.用试纸测定溶液 C.加热试管中的液体 D.向试管中滴加溶液
A.A B.B C.C D.D
【分析思路】A.调控酸式滴定管的滴加速度,左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞,手心空握,所以A选项的操作符合规范。
2 .考查滴定管的使用
(2024·甘肃卷)下列实验操作对应的装置不正确的是
A B C D
灼烧海带制海带灰 准确量取稀盐酸 配制一定浓度的溶液 使用电石和饱和食盐水制备
A.A B.B C.C D.D
【分析思路】B.稀盐酸呈酸性,可用酸式滴定管量取15.00mL稀盐酸,B项正确。
(2024·河北邢台一模)下列实验操作正确或操作规范且能达到实验目的的是
选项 操作 目的
A 取适量晶体溶于浓硝酸中,加水稀释到指定刻度 配制一定物质的量浓度的溶液
B 用碱式滴定管盛装标准溶液并滴定草酸溶液 测定草酸溶液浓度
C 向的酒精中加入钠粒 证明的酒精中含水
D 向溶液中先滴加少量溶液 振荡后再滴加少量溶液 证明:
A.A B.B C.C D.D
【分析思路】B.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会氧化碱式滴定管的橡胶管,故B错误;此题选D。
3考查滴定实验操作——操作目的是什么?
【2024.甘肃.4】下列措施能降低化学反应速率是
A. 催化氧化氨制备硝酸时加入铂 B. 中和滴定时,边滴边摇锥形瓶
C. 锌粉和盐酸反应时加水稀释 D. 石墨合成金刚石时增大压强
【分析思路】中和滴定时,边滴边摇锥形瓶,可以让反应物快速接触,可以加快化学反应速率,B项不符合题意。
4.考查滴定实验装置(仪器的使用)
(2024·浙江1月卷)下列实验装置使用不正确的是
A.图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B.图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C.图③装置用于测定中和反应的反应热
D.图④装置用于制备乙酸乙酯
【分析思路】B.利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液,装置和操作正确,B正确。
5.1考查指示剂的选择
(2024·湖南卷)为达到下列实验目的,操作方法合理的是
实验目的 操作方法
A 从含有的NaCl固体中提取 用CCl4溶解、萃取、分液
B 提纯实验室制备的乙酸乙酯 依次用溶液洗涤、水洗、分液、干燥
C 用标准溶液滴定未知浓度的溶液 用甲基橙作指示剂进行滴定
D 从明矾过饱和溶液中快速析出晶体 用玻璃棒摩擦烧杯内壁
A.A B.B C.C D.D
【分析思路】C.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应到达终点时生成CH3COONa,是碱性,而甲基橙变色范围pH值较小,故不能用甲基橙作指示剂进行滴定,否则误差较大,应用酚酞作指示剂,C错误。
5.2考查指示剂的浓度计算
[2024.辽宁.15]下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③时,,。
下列说法错误的是( )
A.曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线
B.反应Ag2CrO4+2H+2Ag++HCrO4-的平衡常数K=10-5.2
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过10-2.0 mol·L-1
D.滴定Br-达终点时,溶液中
【分析思路】C项,当Cl-恰好滴定完全时,,即,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,C正确。
6.1考查滴定原理
[2024浙江6月卷,15题节选]室温下,H2S水溶液中各含硫微粒物质的量分数随变化关系如下图[例如]。已知:。
下列说法正确的是( )
B.以酚酞为指示剂(变色的范围8.2~10.0),用标准溶液可滴定H2S水溶液的浓度
【分析思路】B项,酚酞的变色范围为8.2~10,若以酚酞为指示剂,用NaOH标准溶液滴定H2S水溶液,由图可知当酚酞发生明显颜色变化时,反应没有完全,即不能用酚酞作指示剂判断滴定终点,B项错误
6.2考查滴定原理
[2024.辽宁.8]下列实验方法或试剂使用合理的是( )
选项 实验目的 实验方法或试剂
A 检验NaBr溶液中是否含有Fe2+ K3[Fe(CN)6]溶液
B 测定KHS溶液中cS2- 用AgNO3溶液滴定
C 除去乙醇中少量的水 加入金属Na,过滤
D 测定KClO溶液的pH 使用pH试纸
【分析思路】B项,随着滴定的不断进行,溶液中S2-不断被消耗,但是溶液中的HS-还可以继续发生电离生成S2-,B项不合理。
第二部分 非选择题中的“滴定”
1.氧化还原滴定——直接滴定
[2024年全国甲卷9] (俗称过氧化脲)是一种消毒剂,实验室中可用尿素与过氧化氢制取,反应方程式如下:
(三)产品纯度测定
溶液配制:称取一定量产品,用蒸馏水溶解后配制成溶液。
滴定分析:量取过氧化脲溶液至锥形瓶中,加入一定量稀,用准确浓度的溶液滴定至微红色,记录滴定体积,计算纯度。
回答下列问题:
(5)“滴定分析”步骤中,下列操作错误的是_____(填标号)。
A. 溶液置于酸式滴定管中
B. 用量筒量取过氧化脲溶液
C. 滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁
D. 锥形瓶内溶液变色后,立即记录滴定管液面刻度
(6)以下操作导致氧化脲纯度测定结果偏低的是_____(填标号)。
A. 容量瓶中液面超过刻度线
B. 滴定管水洗后未用溶液润洗
C. 摇动锥形瓶时溶液滴到锥形瓶外
D. 滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
【分析思路】(5)A.KMnO4溶液是强氧化性溶液,应置于酸式滴定管中,A项正确;
B.量筒的精确度不能达到0.01mL,量取25.00mL的溶液应选用滴定管,B项错误;C.滴定过程中,待测液有可能会溅到锥形瓶内壁,滴定近终点时,为了使结果更精确,可用洗瓶冲洗锥形瓶内壁,C项正确;D.锥形瓶内溶液变色后,应等待30s,观察溶液不再恢复原来的颜色后,才能记录滴定管液面刻度,D项错误;故选BD。
(6)A.在配制过氧化脲溶液时,容量瓶中页面超过刻度线,会使溶液体积偏大,配制溶液的浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏低,导致测定结果偏低,A项符合题意;B.滴定管水洗后未用KMnO4溶液润洗,会导致KMnO4溶液浓度偏低,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,B项不符合题意;C.摇动锥形瓶时KMnO4溶液滴到锥形瓶外,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,C项不符合题意;D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,会使滴定过程中消耗的KMnO4溶液体积偏高,导致测定结果偏高,D项不符合题意;故选A。
2.沉淀滴定——返滴定法
[2024.浙江.6月.20.节选]某小组采用如下实验流程制备:
已知:是一种无色晶体,吸湿性极强,可溶于热的正己烷,在空气中受热易被氧化。
请回答:
(4)纯化与分析:对粗产品纯化处理后得到产品,再采用银量法测定产品中含量以确定纯度。滴定原理为:先用过量AgNO3标准溶液沉淀I-,再以NH4SCN标准溶液回滴剩余的Ag+。已知:
难溶电解质 AgI(黄色) AgSCN (白色) Ag2CrO4 (红色)
溶度积常数Ksp 8.5×10-17 1.0×10-12 1.1×10-12
①从下列选项中选择合适的操作补全测定步骤 。
称取产品,用少量稀酸A溶解后转移至容量瓶,加水定容得待测溶液。取滴定管检漏、水洗→_______→装液、赶气泡、调液面、读数→用移液管准确移取待测溶液加入锥形瓶→_______→_______→加入稀酸B→用1.00×10-2mol·L-1NH4SCN标准溶液滴定→_______→读数。
a.润洗,从滴定管尖嘴放出液体
b.润洗,从滴定管上口倒出液体
c.滴加指示剂K2CrO4溶液
d.滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液
e.准确移取25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液加入锥形瓶
f.滴定至溶液呈浅红色
g.滴定至沉淀变白色
③三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL,则产品纯度为 。[M(AlI3)=408 g·molˉ1]
【分析思路】①润洗时,滴定管尖嘴部分也需要润洗;先加25.00mL待测溶液,后加25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液,两者充分分反应后,剩余的Ag+浓度较小,然后滴加指示剂硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]溶液作指示剂,可以防止生成Ag2SO4沉淀; Ag2CrO4的溶度积常数与AgSCN非常接近,因此,K2CrO4溶液不能用作指示剂,应该选用[NH4Fe(SO4)2]溶液,其中的Fe3+可以与过量的半滴[NH4Fe(SO4)2]溶液中的SCN-反应生成溶液呈红色的配合物,故滴定至溶液呈浅红色;综上所述,需要补全的操作步骤依次是:a e d f。
③由滴定步骤可知,25.00mL4.00×10-2mol·L-1AgNO3标准溶液分别与AlI3溶液中的I-、1.00×10-2mol·L-1NH4SCN标准溶液中的SCN-发生反应生成AgI和AgSCN;由Ag+守恒可知,,三次滴定消耗NH4SCN标准溶液的平均体积为25.60mL,则=,由I守恒可知,因此,产品纯度为。
3.中和滴定——直接滴定法
(2024.广东卷.17.节选)含硫物质种类繁多,在一定条件下可相互转化。
(3)工业锅炉需定期除水垢,其中的硫酸钙用纯碱溶液处理时,发生反应:(Ⅰ)。兴趣小组在实验室探究溶液的浓度对反应(Ⅰ)的反应速率的影响。
①用固体配制溶液,以滴定法测定其浓度。
i.该过程中用到的仪器有 。
A. B. C. D.
ii.滴定数据及处理:溶液,消耗盐酸(滴定终点时,转化为),则 。
②实验探究:取①中的溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液,分别加入硫酸钙固体,反应后,过滤,取滤液,用盐酸参照①进行滴定。记录的部分数据如下表(忽略水解的影响)。
序号
a 100.0 0
b 80.0 x
则 ,测得的平均反应速率之比 。
【分析思路】①用Na2CO3固体配制溶液,以滴定法测定其浓度,该过程用到下列仪器中的烧杯、酸式滴定管,故选BD;根据离子方程式可知,;
②总体积应相同,x为20.0mL;a中消耗的盐酸体积为,即,同理可得,b中,由于,;
氧化还原滴定——连续、多次滴定、间接滴定
[2024.山东.19.节选]利用“燃烧—碘酸钾滴定法”测定钢铁中硫含量的实验装置如下图所示(夹持装置略)。
实验过程如下:
①加样,将样品加入管式炉内瓷舟中(瓷舟两端带有气孔且有盖),聚四氟乙烯活塞滴定管G内预装略小于的碱性标准溶液,吸收管F内盛有盐酸酸化的淀粉水溶液。向F内滴入适量碱性标准溶液,发生反应:,使溶液显浅蓝色。
②燃烧:按一定流速通入,一段时间后,加热并使样品燃烧。
③滴定:当F内溶液浅蓝色消退时(发生反应:),立即用碱性标准溶液滴定至浅蓝色复现。随不断进入F,滴定过程中溶液颜色“消退-变蓝”不断变换,直至终点。
回答下列问题:
(3)该滴定实验达终点的现象是 ;滴定消耗碱性标准溶液,样品中硫的质量分数是 (用代数式表示)。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,会因燃烧时产生粉尘而促进的生成,粉尘在该过程中的作用是 ;若装置E冷却气体不充分,可能导致测定结果偏大,原因是 ;若滴定过程中,有少量不经直接将氧化成,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(3)该滴定实验是利用过量的1滴或半滴标准溶液来指示滴定终点的,因此,该滴定实验达终点的现象是当加入最后半滴碱性标准溶液后,溶液由无色突变为蓝色且30s内不变色;由S元素守恒及、可得关系式3S~3~3~,若滴定消耗碱性标准溶液,则,,样品中硫的质量分数是。
(4)若装置D中瓷舟未加盖,燃烧时产生粉尘中含有铁的氧化物,铁的氧化物能催化的氧化反应从而促进的生成,因此,粉尘在该过程中的作用是催化剂;若装置E冷却气体不充分,则通入F的气体温度过高,可能导致部分升华,这样就要消耗更多碱性标准溶液,从而可能导致测定结果偏大;若滴定过程中,有少量不经直接将氧化成,从电子转移守恒的角度分析,得到被还原为,仍能得到关系式3S~3~,测定结果会不变。
氧化还原滴定——间接滴定、误差分析、计算、方案对比、对照实验
【2024 年安徽16题 节选】测定铁矿石中铁含量的传统方法是SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7滴定法。研究小组用该方法测定质量为的某赤铁矿试样中的铁含量。
【配制溶液】
①cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液
②SnCl2溶液:称取6gSnCl2·2H2O溶于10 mL浓盐酸,加水至100 mL,加入少量锡粒。
【测定含量】按下图所示(加热装置路去)操作步骤进行实验。
已知:氯化铁受热易升华;室温时HgCl2,可将Sn2+氧化为Sn4+。难以氧化Fe2+;Cr2O72-可被Fe2+还原为Cr3+。回答下列问题:
(4)步琛Ⅲ中,若未“立即滴定”,则会导致测定的铁含量_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
(5)若消耗cmol·L-1 K2Cr2O7标准溶液V mL,则试样中的质量分数为_______(用含a、c、V的代数式表示)。
(6) SnCl2- TiCl3- KMnO4滴定法也可测定铁的含量,其主要原理是利用SnCl2和TiCl3将铁矿石试样中Fe3+还原为Fe2+,再用KMnO4标准溶液滴定。
①从环保角度分析,该方法相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7,滴定法的优点是_______。
②为探究KMnO4溶液滴定时,Cl-在不同酸度下对Fe2+测定结果的影响,分别向下列溶液中加入1滴0.1 mol·L-1KMnO4溶液,现象如下表:
溶液 现象
空白实验 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL试剂X 紫红色不褪去
实验I 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 0.1mol·L-1硫酸 紫红色不褪去
实验ⅱ 2mL 0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL 6mol·L-1硫酸 紫红色明显变浅
表中试剂X为_______;根据该实验可得出的结论是_______。
【分析思路】
步骤Ⅲ中,若未“立即滴定”,Fe2+易被空气中的O2氧化为Fe3+,导致测定的铁含量偏小;
根据方程式6Fe2++Cr2O72-+14H+=6 Fe3++2Cr3++7H2O可得:,ag试样中Fe元素的质量为,质量分数为。
(6)①SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7方法中,HgCl2氧化Sn2+的离子方程式为:Sn2++Hg2+= Sn4++Hg,生成的Hg有剧毒,因此SnCl2- TiCl3- KMnO4相比于SnCl2-HgCl2- K2Cr2O7的优点是:更安全,对环境更友好;②2mL0.3mol·L-1NaCl溶液+0.5mL试剂X,为空白试验,因此X为H2O;由表格可知,酸性越强,KMnO4的氧化性越强,Cl-被KMnO4氧化的可能性越大,对Fe2+测定结果造成干扰的可能性越大,因此在KMnO4标准液进行滴定时,要控制溶液的pH值。
6.配位滴定
[2024.江西.17.节选] 一种可用于温度传感的红色配合物Z,其制备实验步骤及传感原理如图(反应物均按化学计量数之比进行投料):
(5)采用EDTA配位滴定法测定Ni的含量。实验步骤如下:
ⅰ.准确称取mg的配合物Z;
ⅱ.加入稀硝酸使样品完全消解,再加入去离子水,用20%醋酸钠溶液调节pH至4~5;
ⅲ.以PAN为指示剂,用cmol/LEDTA标准溶液滴定,平行测定三次,平均消耗EDTA体积VmL。
已知:EDTA与Ni2+化学计量数之比为1:1
①除了滴定管外,上述测定实验步骤中,使用的仪器有 _______(填标号)。
②Ni的质量百分含量为 _______%。
【分析思路】①称取mg的配合物Z需要电子天平,加去离子水可以使用洗瓶,滴定过程需要用到滴定管和锥形瓶,所以上述测定实验步骤中,使用的仪器除了滴定管外,还有天平、锥形瓶、洗瓶;故选bcd;
②根据题意有关系式:,则,所以Ni的质量百分含量为。
四、模型建构
【考教衔接】
近年来的高考试题中,考查定量实验的概率呈增大的趋势,因此备考时,要引导学生掌握定量实验的题型特征、常见考点和易错点。
一、掌握常见定量实验的操作方法——滴定法,包括滴定法的操作要求、指示剂的选择、终点判断、误差的分析,也包括滴定的常用形式,如分步滴定、连续滴定、返滴定等,以及根据不同滴定形式定量计算的方法(方程式法、关系式法和守恒法等)。
二、加强对实验细节的设计和分析能力,为了准确测定数据,所以要关注实验细节,要保证数据的准确性,要注意各数据之间的关联等,另外还要关注实验数据的有效性,除去无效数据。
【沉淀滴定】
【氧还滴定】
【配位滴定】
【连续滴定法】
第一步滴定反应生成的产物,将继续参加第二步的滴定反应。对于多步进行的连续滴定反应,可以通过多步反应的化学方程式(或定量关系式),找出反应物和最终生成物之间的物质的量关系式,进一步计算。
连续滴定法的思维模型

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