分析与计算导学.doc
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化学竞赛辅导导学:分 析 化 学 与化学计算 【学习目标】 1.有效数字。 2.滴定实验。酸碱滴定曲线。指示剂的选择。以高锰酸钾、重铬酸钾、硫代硫酸钠、EDTA为标准的滴定反应。分析结果的计算。分析结果的准确度和精密度。 3.化学综合计算 【重点】滴定分析 NaOH标准溶液的标定 一、基本操作 1. 碱式滴定管的使用 a.包括使用前的准备:试漏、清洗 b.标准溶液的装入:润洗、标准液的装入、排气泡、调节液面、记录初读数。 c.滴定管的读数: 2. 滴定操作: 左的拇指在前、食指在后,其余三指夹住出口管。用拇指与食指的指尖捏挤玻璃珠周围右侧的乳胶管,溶液即可流出。 半滴的滴法 二、标定实验(采用邻苯二甲酸氢钾KHC8H4O4为基准物进行标定) 一)实验原理 NaOH溶液采用间接配制法配制,采用基准物质进行标定。常用标定NaOH溶液的基准物有:邻苯二甲酸氢钾(KHP)、草酸。本实验采用邻苯二甲酸氢钾(KHP)作为基准物质标定NaOH溶液。其标定反应为: KHP + NaOH = KNaP + H2O 反应产物KHP为二元弱碱,在溶液中显弱碱性,可选用酚酞作指示剂。 滴定终点颜色变化:无 微红(半分钟不褪色) 二)实验步骤 准确称取邻苯二甲酸氢钾0.4~0.5g于锥形瓶中,加20-30mL水,温热使之溶解, 冷却后加1-2滴酚酞,用0.10mol·L-1NaOH溶液滴定至溶液呈微红色,半分钟不褪色,即为终点。平行标定三份。 三)数据记录及数据处理 见实验报告 三、实验注意问题 1 配制250mL 0.10mol·L-1 NaOH溶液,应称取NaOH多少克?用台称还是用分析天平称取?为什么? 2 分别以邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)、二水草酸为基准物标定0.10mol·L-1 NaOH溶液时,实验原理如何?选用何种指示剂?为什么?颜色变化如何? 3 分别以邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)、二水草酸为基准物标定0.10mol·L-1 NaOH溶液时,应称取的邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)、二水草酸的质量如何计算? 4 如何计算NaOH浓度? 5 能否采用已知准确浓度的HCl标准溶液标定NaOH浓度?应选用哪种指示剂?为什么?滴定操作时哪种溶液置于锥形瓶中?HCl标准溶液应如何移取? 四、思考题 1.如何计算称取基准物邻苯二甲酸氢钾或Na2CO3的质量范围?称得太多或太少对标定有何影响? 答:在滴定分析中,为了减少滴定管的读数误差,一般消耗标准溶液的体积应在20—25mL之间,称取基准物的大约质量可根据待标溶液的浓度计算得到。 如果基准物质称得太多,所配制的标准溶液较浓,则由一滴或半滴过量所造成的误差就较大。称取基准物质的量也不能太少,因为每一份基准物质都要经过二次称量,如果每次有±0.1mg的误差,则每份就可能有±0.2mg的误差。因此,称取基准物质的量不应少于0.2000g,这样才能使称量的相对误差大于1‰ 。 2.溶解基准物质时加入20~30mL水,是用量筒量取,还是用移液管移取?为什么? 答:因为这时所加的水只是溶解基准物质,而不会影响基准物质的量。因此加入的水不需要非常准确。所以可以用量筒量取。 3.如果基准物未烘干,将使标准溶液浓度的标定结果偏高还是偏低? 答:如果基准物质未烘干,将使标准溶液浓度的标定结果偏高。 4.用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时,以酚酞作指示剂,用NaOH滴定HCl,若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2,问对测定结果有何影响? 答:用NaOH标准溶液标定HCl溶液浓度时,以酚酞作为指示剂,用NaOH滴定HCl,若NaOH溶液因贮存不当吸收了CO2,而形成Na2CO3,使NaOH溶液浓度降低,在滴定过程中虽然其中的Na2CO3按一定量的关系与HCl定量反应,但终点酚酞变色时还有一部分NaHCO3末反应,所以使测定结果偏高。 铵盐中氮含量的测定(甲醛法) 一、实验原理 = = 的为 ,故不能直接滴定 甲醛强化后 可直接滴定。 二、实验步骤 1. 称取试样0.13-0.16g三份 2. 扫除游离酸 a. 甲醛中含有的微量甲酸:以酚酞为指示剂,用中和至溶液呈淡红色即可。 b. 试样中含有游离酸应扫除: 向试样的锥形瓶中加入2滴甲基红指示剂,若溶液呈红色或微红色,用溶液中和至金黄色。 3. 转化: 加入5mL中性甲醛溶液,2滴酚酞,摇匀,静置1min,认为完全转化成。 4. 滴定 用标准溶液滴定,指示剂的变色为: 中N含量的理论值为21.21% 三、实验注意问题 1 实验中称取试样质量为0.13-0.16g,是如何确定的?。 2 含氮量的计算公式为,是如何推导得到 的? 四、思考题 1.铵盐中氮的测定为何不采用NaOH直接滴定法? 答:因NH4+的Ka=5.6×10-10,酸性太弱,其Cka<10-8,所以不能用NaOH直接滴定。 2. 为什么中和甲醛试剂中的甲酸以酚酞作指示剂;而中和铵盐试样中的游离酸则以甲基红作指示剂? 答:甲醛试剂中的甲酸以酚酞为指示剂用NaOH可完全将甲酸中和,若以甲基红为指示剂,用NaOH滴定,指示剂变为红色时,溶液的pH值为4.4,而甲酸不能完全中和。铵盐试样中的游离酸若以酚酞为指示剂,用NaOH溶液滴定至粉红色时,铵盐就有少部分被滴定,使测定结果偏高。 3. NH4HCO3中含氮量的测定,能否用甲醛法? 答:NH4HCO3中含氮量的测定不能用甲醛法,因用NaOH溶液滴定时,HCO3-中的H+同时被滴定,所以不能用甲醛法测定。 HCl标准溶液的配制与标定 一、HCl标准溶液的配制 根据的稀释定律,配制的盐酸标准液在通风橱内用洁净的小量筒量取市售浓HCl 4.2~4.5mL,倒入盛水的烧杯中,搅拌、冷却后移入500mL试剂瓶中,加水稀释至500mL左右,盖上玻璃塞,摇匀。 二、基本操作 1 酸式滴定管的使用; a.包括使用前的准备:试漏、清洗 b.标准溶液的装入:润洗、标准液的装入、排气泡、调节液面、记录初读数。 c.滴定管的读数: 2滴定操作 用左手控制滴定管的旋塞,拇指在前,食指和中指在后,手指略微弯曲,轻轻向内扣住旋塞,转动旋塞时要注意勿使手心顶着旋塞,以防旋塞松动,造成溶液渗漏。 半滴的滴法 三、HCl标准溶液的标定 一)实验原理: 甲基红指示剂,黄色—微红 二)实验步骤: 准确称取硼砂0.4~0.5g于锥形瓶中,用20-30mL水溶解后,加1-2滴甲基红, 用0.10mol·L-1HCl溶液滴定至溶液呈微红色,即为终点。平行标定三份。 三)数据记录及数据处理 见实验报告 四、实验注意问题 1 配制500mL 0.10mol·L-1HCl溶液,应量取市售浓HCl多少mL?用量筒还是用吸量管量取?为什么? 2 分别以硼砂、无水碳酸钠为基准物标定0.10mol·L-1HCl溶液时,实验原理如何?选用何种指示剂?为什么?颜色变化如何? 3 分别以硼砂、无水碳酸钠为基准物标定0.10mol·L-1 HCl溶液时,应称取的硼砂、无水碳酸钠的质量如何计算? 4 如何计算HCl浓度? 5 能否采用已知准确浓度的NaOH标准溶液标定HCl浓度?应选用哪种指示剂?为什么?滴定操作时哪种溶液置于锥形瓶中?NaOH标准溶液应如何移取? 混合碱的分析(双指示剂法) 一、基本操作 移液管的使用:①洗涤 ②润洗 ③移取 ④放液 二、混合碱的分析 一)实验原理 ①酚酞为指示剂(红—微红) ②甲基橙为指示剂(黄—橙) 当,时,试样为 ,时,试样为 时,试样为 时,试样为和的混合物 时,试样为和混合物 二)实验步骤 1. 移取试样25.00mL进行分析 2. 滴定 三)数据记录及数据处理 见实验报告 三、实验注意事项 1.当混合碱为和组成时,酚酞指示剂用量可适当多加几滴,否则常因滴定不完全而使的测定结果偏低。 2.第一计量点的颜色变化为红一微红色,不应有的损失,造成损失的操作是滴定速度过快,溶液中HCl局部过量,引起 的反应。因此滴定速度宜适中,摇动要均匀。 3.第二计量点时颜色变化为黄色——橙色。滴定过程中摇动要剧烈,使逸出避免形成碳酸饱和溶液,使终点提前。 四、思考题 1.用双指示剂法测定混合碱组成的方法原理是什么? 答:测混合碱试液,可选用酚酞和甲基橙两种指示剂。以HCl标准溶液连续滴定。滴定的方法原理可图解如下: 2.采用双指示剂法测定混合碱,判断下列五种情况下,混合碱的组成? (1) V1=0 V2>0(2)V1>0 V2=0(3)V1>V2(4)V1<V2(5)V1=V2 答:(1)V1=0 V2>0时,组成为:HCO3- (2)V1>0 V2=0时,组成为:OH- (3)V1>V2时,组成为:CO32-+ OH- (4)V1<V2时,组成为:HCO3- +CO32- (5)V1=V2时,组成为: CO32- EDTA标准溶液的配制与标定 一、络合滴定的特点 1. 指示剂的选择 较多选用金属指示剂,适用的指示剂至少要同时满足以下两点要求: a.指示剂要能与待测离子形成足够稳定的络合物,其稳定性又必须小于该离子与EDTA标准液形成的络合物的稳定性。 b.指示剂本身的颜色与指示剂金属络合物的颜色应有十分明显的区别,以利于辨认。 c.有些指示剂在溶液中很不稳定,若使用最好是固体;有些指示剂在碱性介质中,易被空气氧化,常需加入羟胺、抗坏血酸等还原剂保护。 d.、、、等能与指示剂发生不可逆反应,而使指示剂“阻塞”或“封闭”,可加掩蔽剂除去。 2. 酸度的控制 严格控制溶液的酸度,是成功地进行络合滴定的关键。常用缓冲溶液控制pH值,既有一定的缓冲容量,其浓度又不会超过滴定反应所需的最佳范围。 3. 络合滴定干扰大,应掩蔽干扰离子 为了提高络合滴定的选择性,常使用掩蔽剂,其应符合下列条件:a.能与待掩蔽的离子形成址分稳定的络合物。b.该络合物应无色、易溶。c.掩蔽剂的加入对溶液pH不应有明显影响,且其掩蔽能力也不受pH的影响。 4. 络合滴定反应速度较慢,滴定速度不宜太快。 二、基本操作 容量瓶的使用: 1. 容量瓶的准备:试漏、洗涤 2. 容量瓶的使用:称取——溶解一定量转移——洗涤——定容——摇匀。 三、EDTA标准溶液的配制 配制EDTA溶液400mL。 根据 称取3.0g乙二胺四乙酸二钠于500mL烧杯中加200mL水,温热使其溶解完全,转入聚乙烯试剂瓶中,用水稀至400mL摇匀。 四、EDTA标准溶液的标定 一)实验原理 滴定前:(蓝)=(酒红色) 滴定:= 终点时:=(蓝色) 以为基准物,钙指示剂,用控制。 二)实验步骤 1.标准溶液的配制 准确称取干燥过的0.4~0.5g,用少量水润湿,盖上表面皿,慢慢滴加1:1HCl 5mL使其溶解,定量转移至250mL容量瓶中,定容、摇匀,计算其准确浓度。 2.滴定 三)数据记录及数据处理 见实验报告 五、思考题 1.络合滴定中为什么加入缓冲溶液? 答:各种金属离子与滴定剂生成络合物时都应有允许最低pH值,否则就不能被准确滴定。而且还可能影响指示剂的变色点和自身的颜色,导致终点误差变大,甚至不能准确滴定。因此酸度对络合滴定的影响是多方面的,需要加入缓冲溶液予以控制。 2. 用Na2CO3为基准物。以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,应控制溶液的酸度为多大?为什么?如何控制? 答:用Na2CO3为基准物质,以钙指示剂为指示剂标定EDTA浓度时,因为钙指示剂与Ca2+在pH=12~13之间能形成酒红色络合物,而自身呈纯蓝色,当滴定到终点时溶液的颜色由红色变纯蓝色,所以用NaOH控制溶液的pH为12~13。 3.以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA浓度的实验中,溶液的pH为多少? 解:以二甲酚橙为指示剂,用Zn2+标定EDTA浓度的实验中,溶液的pH为5-6。 4.络合滴定法与酸碱滴定法相比,有那些不同点?操作中应注意那些问题? 答:络合滴定法与酸碱滴定法相比有如下不同点: (1)络合滴定反应速度较慢,故滴定速度不宜太快; (2)络合滴定法干扰大(在络合滴定中M有络合效应和水解效应,EDTA 有酸效应和共存离子效应),滴定时应注意消除各种干扰; (3)络合滴定通常在一定的酸度下进行,故滴定时应严格控制溶液的酸度。 水的总硬度的测定 一、实验原理 水的总硬度是指水中、的总量。 EDTA和金属指示剂铬黑T分别与、形成络合物,稳定性为,当水样中加入少量铬黑T指示剂时,它首先和生成红色络合物,然后与生成红色络合物。 红色 蓝色 二、实验步骤 1. 取水样:100mL 2. 控制水样的pH值:加入氨性缓冲溶液5mL,控制pH=10 3. 加入掩蔽剂:三乙醇胺掩蔽、等。 4. 滴定:用EDTA标准溶液滴定至溶液由紫红色——蓝色 三、数据记录及数据处理 见实验报告 水的硬度有多种表示方法,常以水中、总量换算为含量的方法表示,以每升水中含10mg为1度 ( o ),用度来表示水的硬度。即1度=10mg/1L(H2O)。 四、钙硬的测定 移取100mL水样于250mL锥形瓶中,加入5mL加少许钙指示剂,用EDTA标准溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色为终点。 五、注意事项 因水样中的钙、镁含量不高、滴定时,反应速度较慢,故滴定速度要慢。 六、思考题 1.什么叫水的总硬度?怎样计算水的总硬度? 答:水中Ca2+、Mg2+的总量称为水的总硬度。计算水的总硬度的公式为: (mg·L-1) ( o ) 2.为什么滴定Ca2+、Mg2+总量时要控制pH≈10,而滴定Ca2+分量时要控制pH为12~13?若pH>13时测Ca2+对结果有何影响? 答:因为滴定Ca2+、Mg2+总量时要用铬黑T作指示剂,铬黑T在pH为8~11之间为蓝色,与金属离子形成的配合物为紫红色,终点时溶液为蓝色。所以溶液的pH值要控制为10。测定Ca2+时,要将溶液的pH控制至12~13,主要是让Mg2+完全生成Mg(OH)2沉淀。以保证准确测定Ca2+的含量。在pH为12~13间钙指示剂与Ca2+形成酒红色配合物,指示剂本身呈纯蓝色,当滴至终点时溶液为纯蓝色。但pH>13时,指示剂本身为酒红色,而无法确定终点。 3.如果只有铬黑T指示剂,能否测定Ca2+的含量?如何测定? 答:如果只有铬黑T指示剂,首先用NaOH调pH>12,使Mg2+生成沉淀与Ca2+分离,分离Mg2+后的溶液用HCl调pH=10,在加入氨性缓冲溶液。以铬黑T为指示剂,用Mg—EDTA标准溶液滴定Ca2+的含量。 铅、铋混合液中铅、铋含量的连续测定 一、实验原理 因为 所以 有可能在存在下滴定 控制酸度的方法在一份试液中连续滴定和 pH=1.0时,以二甲酚橙(Xo)作指示剂,用EDTA滴定。 = 黄色 紫红色 = = 紫红色 黄色 pH=5~6时,以二甲酚橙(Xo)作指示剂,用EDTA滴定 = 黄色 紫红色 = 紫红色 黄色 二、实验步骤 移取混合液25.00mL于250mL锥形瓶中,加入10mL 0.10,2滴二甲酚橙,用EDTA滴定溶液由紫红色突变为亮黄色,即为终点,记取,然后加入10mL 200g方亚甲基四胺溶液,用EDTA滴定溶液由紫红色突变为亮黄色。 三、数据记录及数据处理 见实验报告 四、思考题 1.按本实验操作,滴定Bi3+的起始酸度是否超过滴定Bi3+的最高酸度?滴定至Bi3+的终点时,溶液中酸度为多少?此时在加入10mL200g·L-1六亚四基四胺后,溶液pH约为多少? 答:按本实验操作,滴定Bi3+的起始酸度没有超过滴定Bi3+的最高酸度。随着滴定的进行溶液pH≈1。加入10mL200g·L-1六亚四基四胺后,溶液的pH=5~6。 2.能否取等量混合试液两份,一份控制pH≈1.0滴定Bi3+,另一份控制pH为5~6滴定Bi3+、Pb2+总量?为什么? 答:不能在pH为5~6时滴定Bi3+、Pb2+总量,因为当溶液的pH为5~6时,Bi3+水解,不能准确滴定。 3.滴定Pb2+时要调节溶液pH为5~6,为什么加入六亚四基四胺而不加入醋酸钠? 答:在选择缓冲溶液时,不仅要考虑它的缓冲范围或缓冲容量,还要注意可能引起的副反应。再滴定Pb2+时,若用NaAc调酸度时,Ac-能与Pb2+形成络合物,影响Pb2+的准确滴定,所以用六亚四基四胺调酸度。 高锰酸钾标准溶液的配制与标定 一、实验原理 1. 不能直接配制,采用间接配制法的原因: ①市售试剂常含有少量和其他杂质;②蒸馏水中含有少量有机物质。它们能使还原为,而又能促进的自身分解:见光时分解得更快。 2.标定溶液的基准物质:、铁丝、和等,其中以最常用。易纯制、不易吸湿、性质稳定。 3.标定原理 ①介质中进行。a.注意酸度不能过高或过低;b.不能用或HCl调节酸度。 ②作自身指示剂。 ③加热到70-80℃ 介质中,温度加热到70-80℃: 作自身指示剂 终点颜色:微红色半分钟不褪色 二、实验步骤 1. 基准物质的称取及溶解: 准确称取0.13~0.16g基准物质置于250mL锥形瓶中,加40mL水溶解。 2.溶液的标定 溶解后的溶液,加10mL 3,加热至70-80℃,趁热用溶液进行滴定。 三、实验注意问题 ①加热温度不能太高,若超过90℃,易引起分解: ②颜色较深,读数时应以液面的上沿最高线为准; ③开始时滴定速度要慢,一定要等前一滴的红色完全褪去再滴入下一滴。若滴定速度过快,部分将来不及与反应而在热的酸性溶液中分解: ④终点判断:微红色半分钟不褪色即为终点。 计算公式: 四、思考题 1.配制KMnO4标准溶液时,为什么要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天?配好的KMnO4溶液为什么要过滤后才能保存?过滤时是否可以用滤纸? 答:因KMnO4试剂中常含有少量MnO2和其它杂质,蒸馏水中常含有微量还原性物质它们能慢慢地使KMnO4还原为MnO(OH)2沉淀。另外因MnO2或MnO(OH)2又能进一步促进KMnO4溶液分解。因此,配制KMnO4标准溶液时,要将KMnO4溶液煮沸一定时间并放置数天,让还原性物质完全反应后并用微孔玻璃漏斗过滤,滤取MnO2和MnO(OH)2沉淀后保存棕色瓶中。 2.配制好的KMnO4溶液为什么要盛放在棕色瓶中保护?如果没有棕色瓶怎么办? 答:因Mn2+和MnO2的存在能使KMnO4分解,见光分解更快。所以.配制好的KMnO4溶液要盛放在棕色瓶中保存。如果没有棕色瓶,应放在避光处保存。 3.在滴定时,KMnO4溶液为什么要放在酸式滴定管中? 答:因KMnO4溶液具有氧化性,能使碱式滴定管下端橡皮管氧化,所以滴定时,KMnO4溶液要放在酸式滴定管中。 4.用Na2C2O4标定KMnO4时候,为什么必须在H2SO4介质中进行?酸度过高或过低有何影响?可以用HNO3或HCl调节酸度吗?为什么要加热到70~80℃?溶液温度过高或过低有何影响? 答:滴定必须在强酸性溶液中进行,若酸度过低KMnO4与被滴定物作用生成褐色的MnO(OH)2沉淀,反应不能按一定的计量关系进行。若用HCl调酸度,Cl-具有还原性,能与KMnO4作用。若用HNO3调酸度,HNO3具有氧化性。所以只能在H2SO4介质中进行。在室温下,KMnO4与Na2C2O4之间的反应速度慢,故须将溶液加热到70~80℃,但温度不能超过90℃,否则Na2C2O4会分解。 5.标定KMnO4溶液时,为什么第一滴KMnO4加入后溶液的红色褪去很慢,而以后红色褪去越来越快? 答:因与KMnO4与Na2C2O4的反应速度较慢,第一滴KMnO4加入,由于溶液中没有Mn2+,反应速度慢,红色褪去很慢,随着滴定的进行,溶液中Mn2+的浓度不断增大,由于Mn2+的催化作用,反应速度越来越快,红色褪去也就越来越快。 6.盛放KMnO4溶液的烧杯或锥形瓶等容器放置较久后,其壁上常有棕色沉淀物,是什么?此棕色沉淀物用通常方法不容易洗净,应怎样洗涤才能除去此沉淀? 答:棕色沉淀物为MnO2和MnO(OH)2,此沉淀物可以用酸性草酸和盐酸羟胺洗涤液洗涤。 高锰酸钾法测定过氧化氢的含量 一、实验原理 酸性介质、室温下: 为自身指示剂,终点颜色:微红色(半分钟内不裉色) 二、实验步骤 1.溶液的配制 移取溶液1.00mL置于100mL容量瓶中,加水稀释,定容,摇匀。 2.含量的测定 移取配制得到的溶液25.00mL于锥形瓶中,加入3 5mL,用标准溶液滴定到溶液呈微红色,半分钟不褪色即为终点。平行三次。 计算公式: 三、实验注意问题 ①只能用来控制酸度,不能用或HCl控制酸度。因具有氧化性,会与反应。 ②不能通过加热来加速反应。因易分解。 ③对滴定反应具有催化作用。滴定开始时反应缓慢,随着的生成而加速。 四、思考题 1.用高锰酸钾法测定H2O2时,能否用HNO3或HCl来控制酸度? 答:用高锰酸钾法测定H2O2时,不能用HCl或HNO3来控制酸度,因会与反应,HNO3具有氧化性。 2.用高锰酸钾法测定H2O2时,为何不能通过加热来加速反应? 答:因H2O2在加热时易分解,所以用高锰酸钾法测定H2O2时,不能通过加热来加速反应。 软锰矿中MnO2含量的测定 一、实验原理 软锰矿的主要成分是MnO2。由于MnO2是一种较强的氧化剂,故无法用KMnO4法直接滴定,亦不能直接用还原剂进行滴定。通常采用返滴定法测定软锰矿中MnO2的含量。 (1)在H2SO4介质中,加入一定量、过量的Na2C2O4,将MnO2全部转化为Mn2+: MnO2 + C2O42- + 4H+ = Mn2+ + 2CO2↑ + 2H2O (∆,70-80°C水浴) (2)用KMnO4标准溶液滴定剩余的Na2C2O4: 2 MnO4- + 5 C2O42- + 16H+ = 2 Mn2+ + 10CO2↑ + 8 H2O 终点颜色:微红色半分钟不褪 二、实验步骤 1 软锰矿试样和Na2C2O4的称取; 2 软锰矿试样的溶解 3 软锰矿中MnO2含量的测定 计算公式: 三、实验注意问题 1 如果不知软锰矿中MnO2的大概含量,应首先作初步测定; 2 Na2C2O4的加入量应适当多过量一些,以加速矿样的溶解并保证溶解完全; 3 在室温下,MnO2与Na2C2O4之间的反应速度缓慢,故需将溶液加热。但温度不能太高,若超过90℃,易引起H2C2O4分解。 四、思考题 1.为什么MnO2不能用KMnO4标准溶液直接滴定? 答:因MnO2是一种较强的氧化剂,所以不能用KMnO4标准溶液直接滴定。 2.用高锰酸钾法测定软锰矿中的MnO2的含量时,应注意控制哪些实验条件?如控制不好,将会引起什么后果? 答:应以H2SO4控制溶液酸度,酸度不能过低,否则KMnO4生成MnO(OH)2沉淀。溶液的温度应控制在70~80℃,若超过90℃易引起Na2C2O4分解。 法测定铁矿石中铁的含量(无汞法) 一、实验原理 1.联合预还原 (1)先用适量将大部分(Ⅲ)还原为(Ⅱ) (趁热) (2)以钨酸钠为为指示剂,用还原剩余的(Ⅲ)。稍过量即可使溶液中作指示剂的由无色还原为蓝色的(俗称钨蓝) (※△) (3)过量的除去:滴加稀溶液至蓝色刚好褪去 2.标准溶液滴定: 介质,以二苯胺磺酸钠为指示剂: (※立即滴定) ※滴定前加入的作用:①降低电位,使电位突跃范围扩大,从而使二苯胺磺酸钠变色点电位落在电位突跃范围内;②在滴定过程中,浓度不断增长,的黄色不利于终点的观察。可与生成无色的,消除了的黄色,有利于终点的观察。 ※在硫磷混酸中,更易被氧化,故应立即滴定。 二、实验步骤 1.标准溶液的配制 2. 矿样的称取及溶解 3. 联合预处理 4. 用标准溶液滴定,平行三次。 三、计算公式 四、实验注意问题 1 用SnCl2还原Fe3+时,溶液温度不能太低,否则反应速度慢,黄色褪去不易观察,易使SnCl2过量。 2 用还原Fe3+时,溶液温度也不能太低,否则反应速度慢,易使过量。 3 由于指示剂二苯胺磺酸钠也要消耗一定量的,故不能多加。 五、思考题 1.在预处理时为什么SnCl2溶液要趁热逐滴加入? 答:用SnCl2还原Fe3+时,溶液的温度不能太低,否则反应速度慢,黄色褪去不易观察,易使SnCl2过量。 2.在预还原Fe(Ⅲ)至Fe(Ⅱ)时,为什么要用SnCl2和TiCl3两种还原剂?只使用其中一种有什么缺点? 答:定量还原Fe(Ⅲ)时,不能单独用SnCl2。因SnCl2不能还原W(Ⅵ)至W(Ⅴ),无法指示预还原终点,因此无法准确控制其用量,而过量的SnCl2又没有适当的无汞法消除,但也不能单独用TiCl3还原Fe(Ⅲ),因在溶液中如果引入较多的钛盐,当用水稀释时,大量Ti(Ⅳ)易水解生成沉淀,影响测定。故只能采用SnCl2-TiCl3联合预还原法。 3.在滴定前加入H3PO4的作用是什么?加入H3PO4后为什么立即滴定? 答:因随着滴定的进行,Fe(Ⅲ)的浓度越来越大,FeCl-4的黄色不利于终点的观察,加入H3PO3可使Fe3+生成无色的Fe(HPO4)-2络离子而消除。同时由于Fe(HPO4)-2的生成,降低了Fe3+/Fe2+电对的电位,使化学计量点附近的电位突跃增大,指示剂二苯胺磺酸钠的变色点落入突跃范围之内,提高了滴定的准确度。 在H3PO4溶液中铁电对的电极电位降低,Fe2+更易被氧化,故不应放置而应立即滴定。 标准溶液的标定 一、实验原理 常含有一些杂质,且易风化和潮解;溶液不够稳定,容易分解。故标准溶液采用间接配制法配制。配制好的溶液贮存于棕色瓶中,放置几天后再进行标定。长期使用的溶液应定期标定。 采用为基准物,以淀粉溶液为指示剂,用间接碘量法(滴定碘法)标定溶液。 (1)与过量的KI反应,析出与计量相当的。 (2)用溶液滴定。 颜色变化:酒红色(I3-颜色)→ 浅黄绿色,加指示剂 → 蓝色 → 亮绿(浅绿) 二、实验步骤 移取20.00mL 标准溶液于250mL锥形瓶中→加5mL 6molHCl→加10mL 100gKI,摇匀,盖上表面皿,于暗处放置5min→加100mL水稀释→用溶液滴定至浅黄绿色→加2mL淀粉指示剂→继续滴定至蓝色消失,溶液呈绿色即为终点。平行三次。 计算公式:≌≌ 三、实验注意问题 (1)与的反应速度较慢,为了加快反应速度,可控制溶液酸度为0.2~0.4mol,同时加入过量KI后在暗处放置5min(避光,防止被空气中的氧氧化); (2)滴定前将溶液稀释以降低酸度,①以防止在滴定过程中遇强酸而分解,S2O32- + 2H+ = S↓ + H2SO3;②降低[Cr3+],有利于终点观察; ③淀粉指示剂应在临近终点时加入,而不能加入得过早。否则将有较多的与淀粉指示剂结合,而这部分在终点时解离较慢,造成终点拖后; ④滴定结束后溶液放置后会变蓝,若5—10min内变蓝,是由于空气氧化所致。若很快变蓝,说明与KI作用不完全,溶液稀释过早。此时,表明实验失败,应重做! 四、思考题 1.如何配制和保存I2溶液?配制I2溶液时为什么要滴加KI? 答:因I2微溶于水而易溶于KI溶液中,在稀的KI溶液中溶解也很慢,故配制时先将I2溶解在较浓KI的溶液中,最后稀释到所需浓度。保存于棕色瓶中。 2.如何配制和保存Na2S2O3溶液? 答:水中的CO2、细菌和光照都能使其分解,水中的氧也能将其氧化。故配制Na2S2O3溶液时,先将蒸馏水煮沸,以除去水中的CO2和O2,并杀死细菌;冷却后加入少量Na2CO3使溶液呈弱碱性以抑制Na2S2O3的分解和细菌的生长。保存于棕色瓶中。 3.用K2Cr2O7作基准物质标定Na2S2O3溶液时,为什么要加入过量的KI和HCl溶液?为什么要放置一定时间后才能加水稀释?为什么在滴定前还要加水稀释? 答:为了确保K2Cr2O7反应完全,必须控制溶液的酸度为0.2-0.4moL·l-1HCl溶液,并加入过量KI。K2Cr2O7与KI的反应需一定的时间才能进行得比较完全,故需放置5min后再加水稀释,降低酸度,以防止Na2S2O3在滴定过程中遇强酸而分解。 4.标定I2溶液时,既可以用Na2S2O3滴定I2溶液,也可以用I2滴定Na2S2O3溶液,且都采用淀粉指示剂。但在两种情况下加入淀粉指示剂的时间是否相同?为什么? 答:如果用Na2S2O3滴定I2溶液,因淀粉吸附I2,所以应滴定至溶液呈现黄色时再加入淀粉指示剂。如果用I2滴定Na2S2O3溶液时,应提前加入淀粉,否则易滴过量。 间接碘量法测定铜盐中的铜 一、实验原理 弱酸性条件下 滴定 滴定 滴定 颜色变化:黄色 浅黄色(加淀粉指示剂) 蓝色 滴定 浅蓝色(加KSCN) 米色或浅肉红色。 二、实验步骤 称取 0.5~0.6g于锥形瓶中,加5mL 1、100 mL水→加10 mL 100g→立即用溶液滴定至呈浅黄色→加2 mL淀粉指示剂→继续滴定至呈浅蓝色→加入10 mL 100g→继续用溶液滴定至溶液呈米色或浅肉红色。平行测定三次。 计算公式:≌≌ ×100% 三、注意问题 (1)酸度控制为pH3~4。 酸度过低:会降低反应速度,同时部分水解(pH8.0时开始水解)。酸度过高:①易被空气中的氧氧化为(有催化作用),使结果偏高;②S2O32-发生分解,S2O32- + 2H+ = S↓ + H2SO3 不含铁时:用或HAC调节酸度。不能用HCl调节酸度,因HCl易与Cu2+形成络离子,不利于滴定反应; 含有铁时:用控制溶液的酸度为pH3~4,同时可使共存的转化为,以消除铁对的干扰。 (2)应在临近终点时加入淀粉指示剂,不能过早加入。否则将有较多的与淀粉指示剂结合,而这部分在终点时解离较慢,造成终点拖后。 (3)防止吸附。临近终点前加入使沉淀表面形成一层,并将吸附的释放出来,以免测定结果偏低。(不吸附)。但不宜过早加入,否则,会还原,使结果偏低。 四、思考题 1.本实验加入KI的作用是什么? 答:本实验中的反应式为: 从上述反应可以看出,I-不仅是Cu2+的还原剂,还是Cu+的沉淀剂和I-的络合剂。 2.本实验为什么要加入NH4SCN?为什么不能过早地加入? 答:因CuI沉淀表面吸附I2,这部分I2不能被滴定,会造成结果偏低。加入NH4SCN溶液,使CuI转化为溶解度更小的CuSCN,而CuSCN不吸附I2从而使被吸附的那部分I2释放出来,提高了测定的准确度。但为了防止I2对SCN-的氧化,而NH4SCN应在临近终点时加入。 3.若试样中含有铁,则加入何种试剂以消除铁对测定铜的干扰并控制溶液pH值。 答:若试样中含有铁,可加入NH4HF2以掩蔽Fe3+。同时利用HF—F-的缓冲作用控制溶液的酸度为pH=3-4。 碘量法测定葡萄糖的含量 一、实验原理 在碱性溶液中,一定量I2反应生成的IO-能将葡萄糖定量氧化 I2 + 2OH- = IO- + I- + H2O CH2OH(CHOH)4CHO + IO- + OH- = CH2OH(CHOH)4COO- + I- + H2O 总反应式:C6H12O6 + I2 + 3 OH- = C6H11O7- + 2I- + 2H2O 剩余的IO-在碱性溶液中发生歧化反应:3 IO- = IO3- + 2 I- 酸化后,歧化产物可转化为I2,然后用标准溶液滴定I2: IO3- + 5 I- + 6H+ = 3 I2 +3 H2O S2O32- + I2 = S4O62- + 2I- 二、实验步骤 (1)葡萄糖试液的配制:准确称取0.45-0.55g葡萄糖试样溶于水后配成100mL溶液; (2)葡萄糖含量的测定:移取葡萄糖试液25.00mL于锥形瓶中 加入25.00mL I2标准溶液 在摇动下缓缓滴加1.0mol•L-1NaOH溶液至溶液变成浅黄色 盖上表面皿,放置15min 少量水冲洗表面皿和锥形瓶内壁 加2mL HCl 立即用溶液滴定至浅黄色 加2mL淀粉指示剂 继续滴定至蓝色恰好消失即为终点。 计算公式: 三、实验注意问题 氧化葡萄糖时滴加稀NaOH的速度要慢,否则过量的IO-还来不及和葡萄糖反应就歧化为氧化性较差的IO3-,可能导致葡萄糖不能完全被氧化。 四、思考题 为什么在氧化微葡萄糖时滴加NaOH的速度要慢,且加完后要放置一段时间?而在酸化后则要立即用Na2S2O3标准溶液滴定? 答:IO-在氧化微葡萄糖时滴加NaOH的速度要慢,否则过量的IO-还来不及和葡萄糖反应就歧化为氧化性较差的IO3-,可能导致葡萄糖不能完全被氧化。在碱性溶液中生成的IO3-和I-在酸化时又生成I2,而I2易挥发,所以酸化后要立即滴定。 可溶性氧化物中氯含量的测定(莫尔法) 一、实验原理 中性或弱碱性溶液中,以为指示剂,用标准溶液直接滴定待测试液中的:(白色) (砖红色) 终点颜色:橙红色 二、实验步骤 1.含氯试样溶液的配制:准确称取0.45~0.55g含氯试样,加水溶解后配制成100ml溶液; 2.氯含量的测定:移取25.00mL于锥形瓶中→加水20mL,50g溶液1ml→用溶液滴定至溶液呈橙红色即为终点。平行测定三次。 计算公式: 三、注意问题 ①滴定应在中性或弱碱性溶液中进行(pH6.5~10.5) : :== 转化为,降低,使终点过迟 ②滴定时应剧烈摇动,使被沉淀吸附的及时释放出来,防止终点提前; ③实验结束后滴定管应及是清洗:先用蒸馏水冲洗2-3次,再用自来水冲洗,以免产生沉淀,难以洗净。 四、思考题 1.配制好的AgNO3溶液要贮于棕色瓶中,并置于暗处,为什么? 答:AgNO3见光分解,故配制好的AgNO3溶液要保存于棕色瓶中,并置于暗处. 2.做空白测定有何意义?K2Cr2O7溶液的浓度大小或用量多少对测定结果有何影响? 答:做空白测定主要是扣除蒸馏水中的Cl-所消耗AgNO3标准溶液的体积。使测定结果更准确。K2Cr2O7的浓度必须合适,若太大将会引起终点提前,且本身的黄色会影响终点的观察;若太小又会使终点滞后,都会影响滴定的准确度。根据计算,终点时的浓度约为5×10-3 mol/L为宜。 3.能否用莫尔法以NaCl标准溶液直接滴定Ag+?为什么?- 配套讲稿:
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