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(四) 滴定应用填空特训
1.测定某产品中V2O5的纯度:称取a g产品,先用硫酸溶解,得到(VO2)2SO4溶液。再加入b1 mL c1 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(VO+2H++Fe2+===VO2++Fe3++H2O),最后用c2 mol·L-1 KMnO4溶液滴定过量的(NH4)2Fe(SO4)2至终点,消耗KMnO4溶液的体积为b2 mL。已知MnO被还原为Mn2+,假设杂质不参与反应。则产品中V2O5的质量分数是________________(V2O5的摩尔质量:182 g·mol-1)。
答案 91(c1b1-5c2b2)/(1 000a)
解析 高锰酸钾氧化亚铁离子变为铁离子,根据反应规律:MnO~5Fe2+,消耗KMnO4的物质的量b2×10-3×c2 mol,则消耗亚铁离子的物质的量为5b2×10-3×c2 mol,再根据VO~Fe2+关系可知,用来还原VO的亚铁离子的量为(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2) mol,因此VO的量为(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2) mol,产品中V2O5的量为1/2(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2) mol,产品中V2O5的质量为1/2(b1×c1×10-3-5b2×10-3×c2)×182 g=91(c1b1-5c2b2) ×10-3 g,则产品中V2O5的质量分数是91(c1b1-5c2b2)/(1 000a)。
2.某化学镀镍试剂的化学式为MxNi(SO4)y(M为+1价阳离子,Ni为+2价,x、y均为正整数)。为测定该镀镍试剂的组成,进行如下实验:
Ⅰ.称量28.7 g镀镍试剂,配制100 mL溶液A;
Ⅱ.准确量取10.00 mL溶液A,用0.40 mol·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25.00 mL;
Ⅲ.另取10.00 mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀4.66 g。
(1)配制100 mL镀镍试剂时,需要的仪器除药匙、托盘天平、玻璃棒、烧杯、量筒、胶头滴管外,还需要_______________________________________________________________。
(2)该镀镍试剂的化学式为________________。
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答案 (1)100 mL容量瓶 (2)(NH4)2Ni(SO4)2
解析 (1)配制100 mL一定物质的量浓度溶液还需要100 mL容量瓶。(2)根据Ni2++H2Y2-===NiY2-+2H+,n(Ni2+)=0.025 L×0.40 mol·L-1=0.01 mol,根据M=,MxNi(SO4)y的相对分子质量=÷0.01=287;10.00 mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到硫酸钡4.66 g,所以SO的物质的量为0.02 mol,根据n(Ni2+)∶n(SO)=1∶y,则y=2,根据化合价代数和等于零,x=2,设 M的相对原子质量是a,则2a+59+96×2=287,a=18;所以M是NH,该镀镍试剂的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2。
3.某学习小组进一步探究不同浓度的硫酸氧化性不同,设计并完成如下实验:称取一定量还原铁粉放入一定体积浓硫酸中,加热,充分反应后得到溶液X并收集到气体Y。经检验,气体Y中含有SO2、H2。为了测定气体Y中SO2的含量,将2.24 L(标准状况)气体Y通入到200.00 mL 0.200 0 mol·L-1 酸性高锰酸钾溶液中,充分反应后,取出20.00 mL溶液转入锥形瓶中进行滴定,消耗0.100 0 mol·L-1的KHC2O4标准液10.00 mL (高锰酸钾被还原均生成Mn2+ )。
(1)已知室温下,0.100 0 mol·L-1 KHC2O4 的溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4)。滴定操作过程中标准液应用____________(填仪器名称)盛装;滴定终点的现象为________________________
________________________________________________________________________。
(2)计算气体Y中SO2 的物质的量分数为________。
答案 (1)酸式滴定管 滴入最后一滴KHC2O4标准液,锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复
(2)90%
解析 (1)已知室温下,0.100 0 mol·L-1 KHC2O4 的溶液中,c(C2O)>c(H2C2O4),说明电离程度大于水解程度,溶液显酸性,应该选用酸式滴定管盛装KHC2O4 溶液;KHC2O4 溶液能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,滴入最后一滴KHC2O4标准液,锥形瓶内溶液由紫色变为无色,且半分钟内颜色不恢复,证明达到了滴定终点。
(2)气体Y中的二氧化硫被高锰酸钾吸收,剩余的高锰酸钾用KHC2O4 溶液滴定。消耗的KHC2O4 的物质的量=0.100 0 mol·L-1×0.01 L=0.001 mol,根据2MnO+5HC2O+11H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O,5SO2+2MnO+2H2O===2Mn2++4H++5SO,可知二氧化硫的物质的量=×(0.200 0 mol·L-1 ×0.2 L-0.001 mol××)=0.09 mol,则气体Y中SO2的物质的量分数=×100%=90%。
4.为测定某地空气中SO2和可吸入颗粒的含量,某同学设计了如下图所示的实验装置:
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注:气体流速管是用来测量单位时间内通过气体体积的装置
(1)上述实验测定原理为__________________________________________________(用化学方程式表示)。
(2)空气中SO2含量的测定:
①已知空气中二氧化硫的最大允许排放浓度不得超过0.02 mg·L-1,在指定的地点取样,以200 mL·s-1气体流速通过气体流速管通入到上图实验装置中,观察记录碘溶液褪色所需时间为500 s,则该地空气中的SO2含量是________mg·L-1,________(填“符合”或“不符合”)排放标准。
②如果甲同学用该方法测量空气中SO2的含量时,所测得的数值比实际含量低,其原因可能是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误。写出一种可能原因即可)
答案 (1)SO2+I2+2H2O===H2SO4+2HI
(2)①0.016 符合 ②气体流速过快,吸收不完全(或未充分反应或装置气密性较差)
解析 (2)①已知气体流速为200 mL·s-1,通过的时间为500 s,所以空气的体积为100 L,又n(I2)=0.05 L×5.0×10-4 mol·L-1=2.5×10-5 mol,由反应方程式可得n(SO2)= 2.5×10-5 mol,所以该地空气中的SO2含量为[2.5×10-5 mol×64 g·mol-1×1 000 mg·g-1]/100 L=0.016 mg·L-1