酸碱中和滴定原理的计算.docx
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酸碱中和滴定原理的计算
酸碱中和滴定原理的计算
酸碱中和滴定原理:
在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸(或碱)溶液与未知物质的量浓度的碱(或酸)溶液完全中和,测出二者所用的体积,根据化学方程式中酸碱物质的量比求出未知溶液的物质的量浓度. 根据酸碱中和反应的实质是:
H++OH—=H2O C酸V酸=C碱V碱 或:
C未知V未知=C标准V标准,或
一、简单酸碱中和滴定
1。
某学生用0。
1mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为如下几步:
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入2—3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2—3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下,记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点,记下滴定管液面的刻度
若滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,
则起始读数为________mL,终点读数为_______________________mL;
所用盐酸溶液的体积为____________mL。
0。
0025。
90根据C酸V酸=C碱V碱 可得盐酸溶液的体积25。
90mL。
2.某学生用0。
1mol/LKOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液,其操作可分解为:
某学生根据三次实验分别记录有关
数据如下表:
实验
编号
KOH溶液的
浓度/mol·L-1
滴定完成时,KOH溶液滴入的体积/mL
待测盐的体积/mL酸
1
0.10
22。
62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20。
00
列式计算该盐酸溶液的物质的量浓度:
c(HCl)= 。
根据C酸V酸=C碱V碱 ,混合碱的体积为(22.62+22。
72+22.80)/3=22。
71mL,可得盐酸溶液的浓度为0.1136 mol/L
3.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂某同学根据3次实验分别记录有关数据如下表:
依据下表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度.
滴定
次数
待测NaOH
体积/mL
0。
1000mol/L盐酸的
体积/mL
滴定前
刻度/mL
滴定后
刻度/mL
溶液体
积/mL
第一次
25。
00
0。
00
26。
11
26。
11
第二次
25。
00
1.56
30。
30
28。
74
第三次
25。
00
0。
22
26.31
26.09
由表格可知第二组数据存在错误,所以舍弃,则
mL=26。
10mL,c(NaOH)=
=0.1044mol/L
4.实验为测定一新配制的稀盐酸的准确浓度,通常用纯净的Na2CO3(无水)配成标准溶液进行滴定。
具体操作是:
称取w g无水Na2CO3装入锥形瓶中,加适量蒸馏水溶解,在酸式滴定管中加入待测盐酸滴定.若滴到终点时,中和w gNa2CO3消耗盐酸V mL,则盐酸的物质的量浓度为________mol·L—1。
盐酸的浓度为
5.实验室常用邻苯二甲酸氢钾(KHC8H4O4)来测定氢氧化钠溶液的浓度,反应如下:
KHC8H4O4+NaOH====KNaC8H4O4+H2O.邻苯二甲酸氢钾溶液呈酸性,滴定到达终点时,溶液的pH约为9。
1。
现准确称取KHC8H4O4(相对分子质量为204。
2)晶体两份质量均为0.5105g,分别溶于水后加入指示剂,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液体积平均为20.00mL,则NaOH溶液的物质的量浓度是多少?
(结果保留四位有效数字)
二、应用酸碱中和滴定测混合物纯度、质量分数计算
(一般是根据已知文字信息,把文字转化为化学反应方程式,,找到对应的物质的量之间的关系,基于酸碱中和滴定的原理可以测定出混合物质中某一物质的纯度、质量分数)
1.维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的化学式是C6H8O6,人体缺乏这样的维生素能得坏血症,所以维生素C又称抗坏血酸。
在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C,例如新鲜橙汁中维生素C的含量在500mg/L左右。
十二中某研究性学习小组测定了某品牌软包装橙汁中维生素C的含量,下面是他们的实验分析报告。
(一)测定目的:
测定×××牌软包装橙汁中维生素C的含量。
(二)测定原理:
C6H8O6+I2 →C6H6O6+2H++2I―(三)实验用品及试剂
(1)仪器和用品(自选,略)
(2)试剂:
指示剂_________(填名称),浓度为8。
00×10-3mol·L—1的I2标准溶液、蒸馏水等。
(四)实验过程(3)洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗相关仪器后,装好标准碘溶液待用。
(4)用________________(填仪器名称)向锥形瓶中移入20。
00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。
(5)用左手控制滴定管的____________(填部位),右手摇动锥形瓶,眼睛注视___________,直到滴定终点。
滴定至终点时的现象是________________。
(五)数据记录与处理
(6)若经数据处理,则此橙汁中维生素C的含量是____________mg/L。
(2)淀粉(4)酸式滴定管(5)活塞 锥形瓶中溶液颜色变化最后一滴标准液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
(6)取三次实验的平均值,则在实验中消耗的标准碘溶液的体积应该是15ml.15ml标准碘溶液碘的质量为:
15mL×10-3(L/mL)×8.00×10-3)mol·L—1)×254(g/mol)×1000(mg/g)="30。
48"mg设20.0mL待测橙汁中维生素C的质量为xC6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I-176 254x 30。
48mg176×30。
48mg=254×X解得:
X=21。
12mg则1L中含维生素C的质量为:
21。
12mg×1000ml/20ml=1056.00mg,2。
称取NaOH、Na2CO3的混合物Wg,溶于水中,加入酚酞作指示剂,以Mmol/L的盐酸滴定,耗用V1L时变为粉红色,此时发生的化学反应方程式是_________________;
若最初以甲基橙作指示剂,当耗用V2L盐酸时变橙色,此时发生的化学反应方程_____________________________________________
由此计算混合物中NaOH和Na2CO3的质量分数分别为多少?
①NaOH+HCl
NaCl+H2O
②Na2CO3+HCl
NaCl+NaHCO3
③NaOH+HCl
NaCl+H2O
④Na2CO3+2HCl
2NaCl+CO2↑+H2O
×100%,
×100%
3。
实验室有一瓶混有少量NaCl杂质的NaOH固体试剂,为准确测其纯度,采用盐酸滴定法进行测定。
①称取WgNaOH固体试剂配制成100.00mL水溶液备用;
②将浓度为Cmol/L的标准盐酸装在用标准盐酸润洗过的25.00mL酸式滴定管中,调节液面位置在零刻度以下,并记下刻度;
③取V1 mL NaOH待测溶液置于洁净的锥形瓶中,加入2—3滴甲基橙指示剂充分振荡,然后用浓度为C mol/L的标准盐酸滴定,用去盐酸V2 mL,试回答固体试剂NaOH纯度计算公式为?
4.测定硫酸铝晶体样品中Al2(SO4)3·18H2O(含杂质Pb2+)质量分数的实验步骤为(EDTA分别能与Al3+或Pb2+以物质的量之比1∶1进行反应):
步骤1:
准确称取硫酸铝晶体样品mg,溶于25mL。
步骤2:
加入c1mol·LEDTA溶液V1mL(过量),煮沸、冷却,稀释至100mL。
步骤3:
取25。
00mL上述稀释液,滴加指示剂,用c2mol·L-1 Pb(NO3)2标准溶液滴定过量的EDTA溶液,达到终点时消耗V2mLPb(NO3)2标准溶液。
根椐上述数据计算,该样品中Al2(SO4)3·18H2O的质量分数为_________(用含字母的代数式表示)。
样品中的Al3+量是(c1V1×10-3-4c2V2×10-3)mol,n[Al2(SO4)3·18H2O]=1/2(c1V1×10-3-4c2V2×10-3)mol,m[Al2(SO4)3·18H2O]=233(c1V1×10-3-4c2V2×10-3)g,质量分数为
三、氧化还原滴定
氧化还原滴定实验同酸碱中和滴定实验类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之),计算方法一般是根据电子守恒来进行计算,整体分为两类,一类是已知的氧化还原方程式,一类是未知的氧化还原方程式,对于未知的氧化还原方程式,需要掌握陌生氧化还原方程式书写的方法。
(a)已知反应方程式
1.某活动小组测定制取的Na2S2O3·5H2O的纯度的方法如下:
准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000mol·L-1碘的标准溶液滴定。
反应原理为2S2O32—+I2===S4O62-+2I-
(1)滴定至终点时,溶液颜色的变化:
____________________________________________.
(2)测定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积为________mL.产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)________。
(1)由无色变蓝色
(2)18。
10 0。
018L×0。
1000mol·L-1×2×M/W×100%
2.氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂
溶液或反之).现有0。
001mol/L酸性KMnO4和未知浓度的无色NaHSO3溶液VL.反
应的离子方程式是2MnO4-+5HSO3—+H+=====2Mn2++5SO42-+3H2O.填空回答问题:
滴定前平视KMnO4液面,刻度为amL,滴定后液面刻度为bmL,则待测NaHSO3浓度计算表达式为?
由已知的化学方程式可知KMnO4和NaHSO3物质的量之比为2:
5,实验过程中消耗KMnO4的量为(b-a)×0.001,则NaHSO3为(b-a)0.001×2.5/V
3.葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量测定(已知:
SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI):
准确量取100。
00mL葡萄酒样品,加酸蒸馏出抗氧化剂成分.取馏分于锥形瓶中,滴加少量淀粉溶液,用物质的量浓度为0。
0225mol•L﹣1标准I2溶液滴定至终点,消耗标准I2溶液16.02mL.重复以上操作,消耗标准I2溶液15。
98mL.计算葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量(单位:
mg•L﹣1,以SO2计算,请给出计算过程.)
根据题意可知,消耗标准I2溶液的体积为
=16。
0mL,所以I2的物质的量为16.0×10﹣3L×0.0225mol•L﹣1=3。
6×10﹣4mol,根据反应SO2+I2+2H2O=H2SO4+2HI,可知二氧化硫的物质的量为3.6×10﹣4mol,SO2的质量为64g/mol×3。
6×10﹣4mol=23。
04mg,所以葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量为
=230.4mg•L﹣1
4。
维生素C(又名抗坏血酸,分子式为C6H8O6)具有较强的还原性,放置在空气中易被氧化,其含量可通过在弱酸性溶液中用已知浓度的I2溶液进行滴定。
该反应的化学方程式如下:
C6H8O6+I2→C6H6O6+2HI。
现欲测定某样品中维生素C的含量,取10mL6mol·L-1CH3COOH溶液,加入100mL蒸馏水,将溶液加热煮沸后冷却.精确称取0.2000g样品,溶解于上述冷却的溶液中,加入1mL淀粉溶液作指示剂,立即用浓度为0。
05000mol·L-1的I2溶液进行滴定,直至溶液中的蓝色持续不退为止,共消耗21.00mLI2溶液。
计算样品中维生素C的质量分数。
滴定过程中消耗的I2的物质的量为0。
012L×0。
05mol/L,测定某样品中维生素C的含量为0。
012L×0.05mol/L×176g/moL,质量分数表达式为0.012L×0。
05mol/L×176g/moL/0。
2g×100%=92.4%
(b)已知多个方程式,根据转移电子数相等确定待测物质的质量分数
1。
二氧化硒是一种氧化剂,其被还原后的单质硒可能成为环境污染物,通过与浓HNO3或浓H2SO4反应生成SeO2以回收Se.回收得到的SeO2的含量,可以通过下面的方法测定:
①SeO2+KI+HNO3→Se+I2+KNO3+H2O ②I2+2Na2S2O3→Na2S4O6+2NaI
实验中,准确称量SeO2样品0.1500g,消耗了0.2000mol/L的Na2S2O3溶液25.00mL,所测定的样品中SeO2的质量分数为
根据反应的方程式可知SeO2~2I2~4Na2S2O3,消耗的n=0.2000mol/L×0。
025L=0.005mol,根据关系式计算样品中n=0。
005mol×
=0。
00125mol,故SeO2的质量为0.00125mol×111g/mol=0。
13875g,所以样品中SeO2的质量分数为
×100%=92。
5%,故答案为:
92.5%.
2。
环境监测测定水中溶解氧的方法是:
①量取amL水样,迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液(含KOH),立即塞好瓶塞,反复振荡,使之充分反应,其反应式为:
2Mn2++O2+4OH—=2MnO(OH)2(该反应极快)
②测定:
开塞后迅速加入1mL~2mL浓硫酸(提供H+),使之生成I2,再用bmol/L的Na2S2O3
溶液滴定(以淀粉为指示剂),消耗VmL.有关反应式为:
MnO(OH)2+2I—+4H+=Mn2++I2+3H2O I2+2S2O32—=2I-+S4O62- 试回答水中溶解氧的计算式是(以g/L为单位) 。
设水中溶解氧的物质的量为x,根据题中给出的三个有关方程式可建立多步计算关系式:
O2~2MnO(OH)2~2I2~4S2O32—
1mol 4mol
x b×V×10-3 mol
列式,解得x=0。
25bV×10—3 mol。
所以水中溶解氧的量为(0。
25bV×10-3)×32/(a×10—3)=8bV/a(g·L—1)
(c)根据电荷守恒确定未知的氧化还原方程式
1。
已知高锰酸钾(硫酸酸化)溶液和草酸(H2C2O4)溶液可以发生氧化还原反应.)高锰酸钾(硫酸酸化)溶液和草酸溶液的反应可用于测定血钙的含量.方法是取2mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量草酸铵晶体[化学式为(NH4)2C2O4],反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸溶解后得到H2C2O4,再用KMnO4溶液滴定。
①稀硫酸溶解CaC2O4沉淀的化学方程式是
。
②用KMnO4溶液滴定H2C2O4时,判断滴定终点的方法是 。
③若消耗了1.0×10-4 mol·L-1的KMnO4溶液20。
00mL,则100mL该血液中含钙 g。
设100ml由CaC2O4+H2SO4═CaSO4+H2C2O4、2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O可以得出关系式:
5Ca2+~2KMnO4,所以n(Ca2+)=2。
5n(KMnO4)=1。
0×10—4mol/L×0。
02L×2.5,所以可计算出100mL该血液中含钙的质量为:
1。
0×10-4mol/L×0.02L×2.5×40g/mol×100ml/2ml=0.01
2.准确称取0.1710gMnSO4·H2O样品置于锥形瓶中加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500mol·L-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe2+溶液20。
00mL.计算MnSO4·H2O样品的纯度(请给出计算过程).
n(Fe2+)=0.0500mol·L-1×20。
00mL/1000=1。
00×10-3 mol
n(Mn2+)=n(Fe2+)=1。
00×10-3 mol
m(MnSO4·H2O)=1。
00×10-3 mol×169g·mol-1=0.169g
MnSO4·H2O样品的纯度为:
×100%=98.8%
3。
氧化还原滴定是水环境监测常用的方法,可用于测定废水中的化学耗氧量(单位:
mg/L—-每升水样中还原性物质被氧化需O2的质量)。
某废水样100。
00mL,用硫酸酸化后,加入0。
01667mol/L的K2Cr2O7溶液25.00mL,使水样中的还原性物质在一定条件下完全被氧化。
然后用0.1000mol/L的FeSO4标准溶液滴定剩余的Cr2O72-,实验数据记录如下:
实验数据
实验序号
FeSO4溶液体积读数/mL
滴定前
滴定后
第一次
0.10
16.20
第二次
0.30
15.31
第三次
0.20
15。
19
①完成离子方程式的配平:
___Cr2O72—+___Fe2++____ _______ ____Cr3++____Fe3++____H2O
②计算废水样的化学耗氧量。
(写出计算过程,结果精确到小数点后一位.)
①根据质量守恒定律、电子守恒、电荷守恒可得离子方程式:
Cr2O72-+6Fe2++14H+==2Cr3++6Fe3++7H2O ;②根据表格提供的数据可知第一次实验误差太大,舍去,消耗的FeSO4溶液的体积要按照第2、3此来计算,V(FeSO4)=15.00ml;在反应的过程中电子转移数目相等0.01667mol/L×0.025L×2×3=0。
1000mol/L×0。
0150L×1+n(O2)×4,n(O2)=0。
001÷4=0。
00025mol.所以每升废水中的还原性物质消耗的氧气的物质的量是0.00025mol×10=0.0025mol,其质量是0.0025mol×32g=0.08g=80mg.
4。
K2Cr2O7可用于测定亚铁盐的含量,现有FeSO4试样0.4000克,溶解酸化后,用浓度为0.02000mol/L的K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗标准溶液20。
00mL,则该试样中FeSO4的质量分数为 .
根据氧化还原反应中电子转移数目相等可知:
K2Cr2O7~6FeSO4。
n(K2Cr2O7)=0.02000mol/L÷0.02L=4.0×10-4mol,则n(FeSO4)=2。
4×10—3mol,m(FeSO4)=2。
4×10-3mol×152g/mol=0。
3648g。
则该试样中FeSO4的质量分数为(0.3648g÷0。
4000g)×100%=91。
2%
5.中华人民共和国国家标准(GB27602011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0。
25g/L。
某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。
(1)仪器A的名称是______________,水通入A的进口为________。
(2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为________________________________。
(3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择题图2中的________;若滴定终点时溶液的pH=8。
8,则选择的指示剂为________;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号)________(①=10mL,②=40mL,③<10mL,④>40mL)。
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00ml,该葡萄酒中SO2含量为:
__g/L。
(1)冷凝管(或冷凝器) b
(2)SO2+H2O2===H2SO4(3)③ 酚酞 ④
(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25。
00mL,该葡萄酒中SO2含量为________g·L-1。
SO2与NaOH存在如下关系:
SO2 ~ H2SO4 ~ 2NaOH
64g 2mol
m(SO2) 0。
0900mol·L-1×0。
025L
解得:
m(SO2)=0.072g,故葡萄酒中SO2的含量为
=0.24g·L-1.
四、通过酸碱中和滴定确定未知物质化学式
一般是根据无机化学中离子检验的方法来确定未知的离子种类,然后通过电荷守恒,质量守恒进行计算出各离子或原子之间的系数比,从而确定出待测物质的化学式。
1。
硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m•nH2O]可用于电镀、印刷等领域.某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下实验:
①准确称取2.3350g 样品,配制成100.00mL 溶液A;
②准确量取25.00mL 溶液A,用0.04000mol•L﹣1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2﹣=NiY2﹣+2H+),消耗EDTA 标准溶液31。
25mL;
③另取25.00mL溶液A,加足量的NaOH 溶液并充分加热,生成NH3 56。
00mL(标准状况).
通过计算确定银硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)______________________________.
25mL溶液中镍离子的物质的量是:
n(Ni2+)=n(H2Y2﹣)=0。
04000mol•L﹣1×0。
03125L=1.250×10﹣3 mol,
氨气的物质的量等于铵离子的物质的量,n(NH4+)=
=2.500×10﹣3 mol
根据电荷守恒,硫酸根的物质的量是:
n(SO42﹣)=
×[2n(Ni2+)+n(NH4+)]=2。
500×10﹣3mol,
所以:
m(Ni2+)=59g•mol﹣1×1。
250×10﹣3 mol=0。
07375g
m(NH4+)=18g•mol﹣1×2。
500×10﹣3 mol=0.04500g
m(SO42﹣)=96g•mol﹣1×2.500×10﹣3 mol=0.2400g
n(H2O)=
=1.250×10﹣2mol
x:
y:
m:
n=n(NH4+):
n(Ni2+):
n(SO42﹣):
n(H2O)=2:
1:
2:
10,
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2•10H2O
2.硫酸钠过氧化氢加合物(xNa2SO4·yH2O2·zH2O)的组成可通过下列实验测定:
①准确称取1.7700g样品,配制成100。
00mL溶液A。
②准确量取25。
00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体0.5825g.
③准确量取25.00mL溶液A,加适量稀硫酸酸化后,用0.02000mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液25.00mL。
H2O2与KMnO4反应的离子方程式如
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