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氧化还原滴定法习题选编
氧化还原滴定法练习题
一、选择题
1Ox-Red电对,25℃时条件电位(
)等于(C)
A.
B.
C.
D.
2某HCl溶液中cFe(III)=cFe(Ⅱ)=1mol∙L-1,则此溶液中铁电对的条件电位
为(D)
A.
=
B.
=
C.
=
D.
=
3在含有Fe3+和Fe2+的溶液中,加入下述何种溶液,Fe3+/Fe2+电对的电位将升高(不考虑离子强度的影响)(D)
A.稀H2SO4B.HCl
C.NH4FD.邻二氮菲
4Fe3+与Sn2+反应的条件平衡常数对数值(lgK’)为(B)已知:
=0.70V,
=0.14V
A.
B.
C.
D.
5氧化还原滴定中为使反应进行完全(反应程度>99.9%),必要条件为
(B)
A.
B.
C.
D.
6对于n1=1,n2=2,的氧化还原反应,反应完全达到99.9%时的必要条件为(C)
A.
0.15VB.
0.18V
C.
0.27VD.
0.36V
7为使反应2A++3B4+=2A4++3B2+完全度达到99.9%,两电对的条件电位至少大于(B)
A.0.18VB.0.15VC.0.12VD.0.1V
8氧化还原滴定中化学计量点的计算公式为(B)
A.
B.
C.
D.
9反应2A++3B4+→2A4++3B2+到达化学计量点时电位是(D)
A.
B.
C.
D.
10下列反应中滴定曲线在化学计量点前后对称的是(A)
A.2Fe3++Sn2+=Sn4++2Fe2+
B.MnO4-+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
C.Cr2O72-+5Fe2++14H+-=2Cr3++5Fe3++7H2O
D.Ce4++Fe2+=Ce3++Fe3+
11用0.02mol∙L-1KMnO4溶液滴定0.1mol∙L-1Fe2+溶液和用0.002mol∙L-1KMnO4溶液滴定0.01mol∙L-1Fe2+溶液时这两种情况下其滴定突跃是(C)
A.前者>后者B.前者<后者
C.一样大D.缺电位值,无法判断
12用铈量法测定铁时,滴定至50%时的电位是(A)
已知:
=1.44V,
=0.68V]
A.0.68VB.0.86V
C.1.06VD.1.44V
13用Ce4+滴定Fe2+,当体系电位为1.44V时,滴定分数为(C)
已知:
=1.44V,
=0.68V
A.0B.50%
C.100%D.200%
14溴酸盐法测定苯酚的反应如下:
BrO3-+5Br-+6H+→3Br2+3H2O
Br2+2I-→2Br-+I2
I2+2S2O32-→2I-+S4O62-
在此测定中,苯酚与Na2S2O3的物质的量之比为(D)
A.1:
2B.1:
3C.1:
4D.1:
6
15配制Fe2+标准溶液时,为防止Fe2+被氧化,应加入(B)
A.H3PO4B.HClC.HFD.金属铁
16已知在1mol·L-1HCl中
=1.00V,
=0.68V。
以K2Cr2O7滴定Fe2+时,下列指示剂中最合适的是(B)
A.二甲基邻二氮菲-Fe2+(
=0.97V)
B.二苯胺(
=0.76V)
C.次甲基蓝(
=0.53V)
D.中性红(
=0.24V)
二、填空题
1为降低某电对的电极电位,可加入能与氧化态形成稳定络合物的络合剂;若要增加电极电位,可加入能与还原态形成稳定络合物的络合剂。
2对于反应:
BrO3-+6I-+6H+=Br-+3I2+3H2O,已知
=1.44V,
=0.55V,则此反应平衡常数(25℃)的对数lgK=
。
3为使反应完全度达到99.9%,以下情况时两电对的条件电位差(∆
)至少是多少伏(n为电子转移数)?
(1)n1=n2=1,D
=0.36V
(2)n1=n2=2,D
=0.18V
(3)n1=1,n2=2,∆
=0.27V
4下列现象各是什么反应?
(填A、B、C、D)
(1)MnO4-滴定Fe2+时,Cl-的氧化被加快D_
(2)MnO4-滴定C2O42-时,速度由慢到快B___
(3)Ag+存在时,Mn2+氧化成MnO4-A
(4)PbSO4沉淀随H2SO4浓度增大溶解度增加C
(A)催化反应(B)自动催化反应(C)副反应(D)诱导反应
5已知在1mol·L-1HCl中,
=0.68V,
=0.14V,以Fe3+滴定Sn2+至99.9%时的电位为0.23V、100%时的电位为0.32V、100.1%时的电位为
0.50V。
6KMnO4滴定Fe2+的化学计量点电位不在滴定突跃中点,这是因为两个半反应中电子得失数不一样,即n1≠n2(或滴定反应不属对称滴定类型)。
7用Fe3+滴定Sn2+,若浓度均增大10倍,则在化学计量点前0.1%时
不改变,化学计量点时
不改变,在化学计量点后
不改变(指增加、减少或不变)。
8在1mol·L-1H2SO4介质中用Ce4+滴定Fe2+,滴定突跃范围是0.86~1.26V,化学计量点时的电位Esp=1.06V_,二苯胺磺酸钠不合适(合适或不合适)作指示剂。
[已知
=0.85V,
=0.68V,
=1.44V]
9在碘量法测定铜的过程中,加入KI的作用是①还原剂(Cu2+→Cu+);②沉淀剂(Cu+→CuI);③配位剂(I2→I3-);加入NH4HF2的作用是①作缓冲剂,控制pH3-4,防止Cu2+水解;②配位掩蔽Fe3+,防止共存的Fe3+离子氧化I-,消除Fe3+干扰;加入KSCN的作用是使CuI→CuSCN减少对I2吸附,提高准确度。
10碘量法测定Cu2+,所涉及的反应式是:
(1)2Cu2++4I-=2CuI↓+I2
(2)I2+S2O32-=2I-+S4O62-
(3)CuI+SCN-=CuSCN↓+I-
11用K2Cr2O7标准溶液标定Na2S2O3的反应方程式:
(1)Cr2O72-+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O
(2)_I2+S2O32-=2I-+S4O62-
12写出下列实验中所使用的指示剂的名称。
用重铬酸钾法测铁二苯胺磺酸钠(或邻苯氨基苯甲酸)。
间接碘量法测铜淀粉溶液。
溴酸钾法测定苯酚淀粉。
高锰酸钾法测定软锰矿高锰酸钾自身指示剂。
13配制Na2S2O3溶液时,要用新煮沸并冷却了的蒸馏水,原因是为了除CO2、O2和杀死细菌,因为它们均能使Na2S2O3分解。
140.2000gH2C2O4·2H2O恰能与30.00mLKMnO4溶液反应。
此KMnO4溶液的浓度是
mol·L-1。
[
=126.07g·mol-1]
15某铁矿试样含铁约70%左右,现以0.01667mol.L-1K2Cr2O7溶液滴定,欲使滴定时,标准溶液消耗的体积在20mL至30mL,应称取试样的质量范围是0.16~0.24g。
[Ar(Fe)=55.847g·mol-1]
三、问答题
1某同学配制0.02mol∙L-1Na2S2O3500mL,方法如下:
在分析天平上准确称取
Na2S2O3·5H2O2.482g,溶于蒸馏水中,加热煮沸,冷却,转移至500mL容量瓶中,加蒸馏水定容摇匀,保存待用。
请指出其错误。
答:
(1)Na2S2O3·5H2O不纯且易风化,不能直接配制标准溶液,故不必准确称量,亦不应用容量瓶。
应先配制成近似浓度,放置
(2)应当是将蒸馏水先煮沸(杀细菌、赶去CO2和O2)、冷却,再配制Na2S2O3溶液,若将蒸馏水与Na2S2O3共煮,Na2S2O3易分解生成S。
(3)配好后还应加少量Na2CO3使溶液呈微碱性以易于保存。
2某同学如下配制0.02mol∙L-1KMnO4溶液,请指出其错误。
准确称取1.581g固体KMnO4,用煮沸过的蒸馏水溶解,转移至500mL容量瓶,
稀释至刻度,然后用干燥的滤纸过滤。
答:
(1)KMnO4试剂纯度不高,不能直接配制,因此不必准确称量,也不必用容量瓶。
(2)应将KMnO4与蒸馏水共煮一定时间,而不是单独煮沸蒸馏水。
这样可使蒸馏水中还原物质与KMnO4反应,配制好的KMnO4溶液于暗处放置数天。
(3)标定KMnO4溶液时,先滤去MnO2,应当采用玻璃砂漏斗抽滤,用滤纸会引入还原物质,而使KMnO4还原为MnO2,使KMnO4不稳定。
3为何测定MnO
时不采用Fe2+标准溶液直接滴定,而是在MnO
试液中加入过量Fe2+标准溶液,而后采用KMnO4标准溶液回滴?
答:
MnO
氧化能力强,能氧化Mn2+生成MnO2,若用Fe2+直接滴定MnO
,滴定过程中MnO
与Mn2+共存有可能生成MnO2,就无法确定计量关系。
采用返滴定法,化学计量点前有过量Fe2+存在,MnO
量极微,不会有MnO2生成。
4请回答K2Cr2O7标定Na2S2O3时实验中的有关问题。
(1)为何不采用直接法标定,而采用间接碘量法标定?
(2)Cr2O72-氧化I-反应为何要加酸,并加盖在暗处放置5min,而用Na2S2O3滴定前又要加蒸馏水稀释?
若到达终点后蓝色又很快出现说明什么?
应如何处理?
(3)测定时为什么要用碘量瓶?
答:
(1)因为Cr2O
与S2O
直接反应无确定计量关系,产物不仅有S4O
还有SO
,而Cr2O
与I-以及I2与S2O
的反应均有确定的计量关系。
(2)Cr2O
是含氧酸盐,必在酸性中才有足够强的氧化性;放置5min是因为反应慢;放于暗处是为避免光催化空气中O2将I-氧化I2。
稀释则是为避免高酸度下空气中O2将I-氧化I2,同时使Cr3+绿色变浅,终点变色明显。
若终点后很快出现蓝色,说明Cr2O
氧化I-反应不完全,应弃去重做。
(3)使用碘量瓶是避免I2的挥发。
5碘量法的主要误差来源有哪些?
为什么碘量法不适于在低pH或高pH条件下进行?
答:
碘量法的误差来源有溶液中H+的浓度的影响及I2的挥发和I-的被氧化。
碘量法如果在高pH条件下进行,将有副反应发生
S2O
+4I2+10OH-=2SO
+8I-+5H2O
且I2在碱性溶液中会发生岐化反应
3I2+6OH-=IO
+5I-+3H2O
如果在低pH值条件下进行,Na2S2O3发生分解,
S2O
+2H+=S↓+SO2↑+H2O
同时,在酸性溶液中I-容易被空气中的氧所氧化
4I-+4H++O2=2I2+2H2O
所以碘量法不适于在低pH或高pH条件下进行,否则不能保证S2O
与I2的反应定量地迅速反应完全。
6Fe3+与I-反应能否达到99.9%的完全度?
为什么能用间接碘量法测定Fe3+?
已知:
=0.70V,
=0.54V
答:
不能,(当n1=1,n2=2时,∆
>0.27V时才能反应完全)。
间接碘量法是加入过量I-,而且生成的I2不断被S2O
滴定,故反应很完全。
四、计算题
1计算在pH=3.0时,cEDTA=0.01mol⋅L-1时Fe3+/Fe2+电对的条件电位。
解:
查得:
lgKFeY-=25.1,lgKFeY2-=14.32,
0.77V
pH=3.0时,
=1010.60;pH=5.0时,
=106.45
忽略离子强度的影响,则
2用碘量法测定铬铁矿中铬的含量时,试液中共存的Fe3+有干扰。
此时若溶液的pH=2.0,Fe(III)的浓度为0.10mol∙L-1,Fe(Ⅱ)的浓度为1.0×10-5mol∙L-1,加入EDTA并使其过量的浓度为0.10mol∙L-1。
问此条件下,Fe3+的干扰能否被消除?
解:
已知[Fe3+]=0.10mol∙L-1,[Fe2+]=1.0×10-5mol∙L-1。
cEDTA=0.10mol∙L-1。
查表得pH=2.0时,lg
=13.51,
=25.1,
=14.32
=25.1–13.51=11.59
=14.32–13.51=0.81
根据:
Fen++Y=FeY得:
(V)
0.37V<
=0.54V
∴能消除Fe3+的干扰。
3在0.1mol·L-1HCl溶液中,用Fe3+滴定Sn2+,其反应为
2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+
(1)计算下列反应的化学计量点的电位和滴定到99.9%和100.1%时的电位。
(2)计算平衡常数及讨论反应进行的完全程度。
已知:
=0.68V,
=0.14V
解:
(1)根据滴定反应,该计量点的电位为:
滴定到99.9%时,根据被滴定物质的电对计算电位:
滴定到100.1%时,根据滴定剂的电对计算电位:
(2)
即
由计算结果可知溶液中Fe3+有99.9999%被还原至Fe2+,反应进行得相当完全。
4Co2+的氨性溶液([NH3]=1.0mol∙L-1)敞开在空气中,钴以何价态存在?
请计通过理论计算说明,并求出cCo(III)/cCo(Ⅱ)值。
已知:
Co(NH3)62+的lgβ1~lgβ6为2.11,3.74,4.79,5.55,5.73,5.11
Co(NH3)63+的lgβ1~lgβ6为6.7,14.0,20.1,25.7,30.8,33.2
3=4.74,
=1.84V,
=1.229V
解:
忽略离子强度的影响,首先计算条件电极电位,再根据平衡常数的表达式和条件电位的关系式计算cCo(III)/cCo(Ⅱ)比值,由比值判断钴价态存在形式。
=1.0×102.11+1.02×103.74+1.03×104.79+1.04×105.55+1.05×105.73+1.06×105.11=106.03
=1.06×1033.2=1033.2
–0.059pH
已知[NH3]=1.0mol∙L-1,根据弱碱[OH-]近似公式,有
pOH=2.37,pH=11.63
∴
1.229–0.059×11.63=0.543=0.54(V)
由于4Co2++O2+4H+=4Co3++2H2O
平衡常数的表达式为
平衡常数的计算式为
得
由计算结果可知,钴主要是以三价状态[Co(NH3)63+]存在。
5对于氧化还原反应BrO
+5Br-+6H+-=3Br2+3H2O,
(1)求此反应的平衡常数和平衡时电位。
(2)若溶液的pH=7.0,[BrO
]=0.10mol∙L-1,[Br-]=0.70mol∙L-1时,计算游离溴的平衡浓度。
解:
(1)与此有关的两个半电池反应为
BrO
+6H++5e=
Br2+3H2O
=1.52V
Br2+e=Br-
=1.087V
K=2.8×1036
反应平衡时的电极电位按化学计量点的公式计算:
(V)
(2)已知:
[H+]=10-7mol∙L-1,[Br-]=0.70mol∙L-1,[BrO
]=0.10mol∙L-1,
根据
得[Br2]3=K[BrO
][0.70]5[10-7]6
=2.8×1036×0.10×(0.70)5×(10-7)6
=4.8×10-8
[Br2]=3.6×10-3(mol∙L-1)
6分别计算在1mol∙L-1HCl和1mol∙L-1HCl–0.5mol∙L-1H3PO4溶液中,用0.01667mol∙L-1K2Cr2O7滴定20.00mL0.1000mol∙L-1Fe2+时化学计量点的电位。
如果两种情况下都选用二苯胺璜酸钠作指示剂,哪种情况的误差较小?
已知在两种条件下,
=1.00V,
=0.85V。
Fe3+/Fe2+电对在1mol∙L-1HCl中的
=0.68V,而在1mol∙L-1HCl0.25mol∙L-1H3PO4中的
=0.51V。
解:
滴定反应式为
Cr2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3+7H2O
这是一个不对称反应,所以计量点的电位为
在化学计量点时,[Cr3+]=0.1000mol∙L-1
(1)在1mol∙L-1HCl溶液中,计量点的电位为
(V)
(2)在1mol∙L-1HCl–0.25mol∙L-1H3PO4溶液中,计量点的电位为
(V)
(3)根据氧化还原指示剂的选择依据:
指示剂变色电位尽量靠近计量点,以减小滴定终点误差。
指示剂的
=0.85V,所以选择1mol∙L-1HCl–0.5mol∙L-1H3PO4介质,误差要小些。
7计算
(1)用0.01667mol∙L-1K2Cr2O7滴定20.00mL0.1000mol∙L-1Fe2+时反应的平衡常数(25℃);
(2)计算在计量点时要使反应定量进行,此时所需H+的最低浓度为多少?
已知:
=1.33V,
=0.77V,
解:
滴定反应为
Cr2O
+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3+7H2O
根据反应式,其平衡常数的表达式为
根据反应式可知,1个Cr2O
与6个Fe2+反应生成2个Cr3+与6个Fe3+,在计量点时,它们的浓度关系为
则
要使反应能定量进行,则要求[Fe2+]≤10-6mol·L-1,
因此
整理得
=3.29×10-26
lg[H+]=–1.82,pH=1.82,[H+]=0.015mol∙L-1
8称取纯铁丝0.1658g,加稀H2SO4溶解后并处理成Fe2+,用KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗27.05mL滴定。
称取0.2495g含草酸试样,用上述KMnO4标准溶液滴定至终点,消耗24.35mL,计算H2C2O4·2H2O的质量分数。
已知:
Ar(Fe)=55.85,
=126.0
解:
先求出KMnO4的浓度,再计算试样中H2C2O4·2H2O的质量分数。
标定KMnO4溶液的反应式为
MnO
+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O
b=1a=5
∴
测定试样的反应为
2MnO
+5C2O
+8H+=2Mn2++10CO2+4H2O
b=2a=5
∴
9称取含钾试样0.2437g,溶解后沉淀为K2NaCo(NO2)6,沉淀经洗涤后溶解于酸中,用0.02078mol∙L-1KMnO4滴定(NO
→NO
,Co3+→Co2+)耗去22.35mL。
计算K的质量分数。
已知:
Ar(K)=39.10
解:
K2NaCo(NO2)6沉淀溶解后,有下列反应:
2Co3++HNO2+H2O=2CO2++NO
+3H+
2CO3+~NO
,2K~CO3+~
NO
,即消耗了0.5个NO
。
∴2K~(6–0.5)NO
,
即
余下NO
的用KMnO4滴定,滴定反应式为
2MnO
+5HNO2+H+=2Mn2++5NO
+3H2O
2MnO
~5NO
即
则
∴
10称取软锰矿试样0.4012g,溶解后在酸性介质中加入0.4488g基准Na2C2O4。
待充分反应后,以0.01012mol∙L-1KMnO4溶液返滴定过量的Na2C2O4至终点时,消耗30.20mL。
计算试样中MnO2的质量分数。
已知:
=86.94,
=134.0
解:
草酸钠处理软锰矿的反应为
MnO2+C2O
+4H+=Mn2++2CO2+2H2O
KMnO4返滴定Na2C2O4的反应为
2MnO
+5C2O
+16H+=2Mn2++10CO2+8H2O
1MnO2~1C2O
,2MnO4-~5C2O42-
∴
,
所以
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