届高三化学综合实验题《氧化还原滴定碘量法及相关计算》.docx
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届高三化学综合实验题《氧化还原滴定碘量法及相关计算》
氧化还原滴定法——碘量法
一、概述
氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的容量分析方法。
它以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质；或者间接滴定一些本身并没有氧化还原性，但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。
氧化还原滴定法根据使用的标准溶液不同可分为高锰酸钾法、重铬酸钾法、碘量法、溴酸钾法等。
最常用的也就是高锰酸钾法和碘量法。
下面，介绍一下碘量法！
（一）原理和条件
碘量法是利用
的氧化性的
的还原性进行滴定的分析方法。
其化学方程式是：
。
是较弱的氧化剂，
是中等强度的还原剂。
碘量法可分为直接碘量法和间接碘量法。
直接碘量法是利用
的氧化性直接测定（滴定）还原性较强的的物质，又叫碘滴定法。
应在酸性、中性或弱碱性溶液中进行。
时则会发生如下发反应：
。
直接碘量法可用淀粉指示剂指示终点，终点时溶液呈蓝色。
由于
的氧化能力不强，所以只能滴定较强的还原剂，因此用于直接滴定的物质不多，有
等。
如可用
标准溶液滴定
。
间接碘量法是利用
的还原性间接测定氧化物质含量的方法。
测定时先将氧化物质，与过量的
反应析出定量的
，然后可用
标准溶液滴定析出的
，通过
消耗量，计算氧化剂的含量这种方法称为间接碘量法。
间接碘量法也有滴定条件：
1、增加溶液的酸度；2、加入过量的
；3、近终点时加入淀粉；4、室温及避光条件下滴定。
间接碘量法也可用淀粉指示剂指示终点，根据蓝色消失确定滴定终点。
（二）碘量法应用（维生素C含量测定）
维生素C分子中含有烯二醇基，易被
氧化成二酮基，反应式如下:
。
测定时加入
使溶液成弱酸性，减少维生素C的副反应，且不影响滴定速度。
第一步是配置
标准溶液；第二步是标定
溶液浓度，可用已标定好的
标准溶液来标定
溶液浓度：
；第三步是维生素C含量的测定并计算出维C含量。
福建省2020届高三化学综合实验题
氧化还原滴定—碘量法习题
1.亚氯酸钠（NaClO2）和ClO2都是重要的漂白剂。
通常情况下,ClO2是一种具有强氧化性的黄色气体,常用于水的净化和纸浆、纺织品的漂白。
ClO2易发生爆炸,在生产、使用时可用其他气体进行稀释。
ClO2易与碱反应生成亚氯酸盐和氯酸盐。
（1）草酸（H2C2O4）是一种弱酸,利用硫酸酸化的草酸还原氯酸钠,可较安全地生成ClO2,反应的离子方程式为________________。
（2）自来水用ClO2处理后,有少量ClO2残留在水中,可用碘量法作如下检测（已知ClO2存在于pH为4~6的溶液中,ClO2-存在于中性溶液中）:
①取0.50L水样,加入一定量的碘化钾,用氢氧化钠溶液调至中性,再加入淀粉溶液,溶液变蓝。
写出ClO2与碘化钾反应的化学方程式:
_____________。
②已知:
2Na2S2O3+I2= Na2S4O6+2NaI,向①所得溶液中滴加5.00×10-4mol·L-1的Na2S2O3溶液至恰好反应,消耗Na2S2O3溶液20.00mL,判断达到滴定终点的方法是________________,该水样中ClO2的浓度是___mg/L。
（3）某学习小组设计如下装置制取亚氯酸钠（NaClO2）。
①装置A中产生的ClO2气体,在装置C中反应生成NaClO2,写出生成NaClO2的化学方程式:
___________。
将NaClO2溶液在一定条件下处理即可得到NaClO2晶体。
②装置B的作用是______________。
③某同学认为上述装置并不完整,请在图中画出需补充的装置图。
2.硫代硫酸钠（Na2S2O3），又名大苏打、海波，主要用于照相业作定影剂、作鞣革时重铬酸盐的还原剂，易溶于水，遇酸易分解。
其工艺制备流程如下：
某化学兴趣小组同学模拟该流程设计了如下实验装置：
回答下列问题：
（1）写出I装置中的化学反应方程式______________，若要停止I中的化学反应，除停止加热外，还要采取的操作是________________________。
（2）加热I，使反应完全，发现浸入液面下的铜丝变黑，甲同学认为黑色生成物可能含有以下物质中的一种或多种：
①Cu2O；②CuO；③CuS。
乙同学提出假设①一定不成立，乙同学的依据是___________________。
他做了如下实验来验证黑色物质的组成：
基于上述假设分析，黑色物质的组成为_____________（填化学式）。
（3）II中发生反应的化学方程式为_____________________，实验中通入的SO2不能过量，可能的原因是___________________。
（4）为检验制得的硫代硫酸钠产品的纯度，该小组称取5.0g产品配成250mL硫代硫酸钠溶液，并用间接碘量法标定该溶液的浓度：
向锥形瓶中加入25.00mL0.01mol·L－1的KIO3溶液，再加入过量的KI溶液并酸化，发生反应的离子方程式为_________________，再加入几滴淀粉溶液，立即用所配的Na2S2O3溶液滴定，发生反应I2+2S2O32－=2I－+S4O62－，当达到滴定终点时，消耗Na2S2O3溶液20.00mL，则该产品的纯度是___________（保留3个有效数字）。
（5）丙同学提出上述实验装置的设计存在不足，提出改进建议___________。
3.
（一）碱式硫酸铁Fe（OH）SO4]可用做净水剂、媒染剂等。
工业上利用废铁屑（含少量氧化铝、氧化铁等）生产碱式硫酸铁的部分工艺如下：
已知：
部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见下表：
（1）反应Ⅰ中氧化还原反应的离子方程式__________________、___________________。
（2）反应Ⅱ中加入NaHCO3调节体系的pH在_____________范围内。
（3）反应Ⅲ中生成的气体遇空气变红棕色，该反应的离子方程式是_____________________。
（4）若反应Ⅲ中通入O2可减少NaNO2的用量，当消耗1molO2可节约n（NaNO2）=_____mol。
（二）自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8mg/L之间。
碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
Ⅰ．取一定体积的水样用氢氧化钠溶液调至中性,然后加入一定量的碘化钾,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ．加入一定量的Na2S2O3溶液。
（已知:
2S2O32-+I2=S4O62-+2I-）
Ⅲ．重复上述操作2~3次。
操作时,不同pH环境中粒子种类如图所示:
请回答:
①操作Ⅰ中反应的离子方程式是 ;
②确定操作Ⅱ恰好完全反应的现象是 ;
③若水样的体积为1.0L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10-3mol/L的
溶液10mL,则水样中ClO2的浓度是 mg/L。
4.二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂
（1）以粗盐为原料生产ClO2的工艺主要包括：
①粗盐精制；②电解微酸性NaCl溶液；③ClO2的制取。
工艺流程如图：
①粗盐水中含有Ca2＋、Mg2＋、
等杂质。
除杂操作时，往粗盐水中先加入过量的试剂X，X是______________（填化学式），至沉淀不再产生后，再加入过量的Na2CO3和NaOH，充分反应后将沉淀一并滤去。
经检测发现滤液中仍含有一定量的
，其原因是_________________。
[已知：
Ksp（BaSO4）＝1.1×10－10；Ksp（BaCO3）＝5.1×10－9]
②上述过程中，将食盐水在特定条件下电解得到的氯酸钠与盐酸反应生成ClO2。
电解时生成的气体B是___________；反应Ⅲ的化学方程式为_________________。
（2）用ClO2处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（
）。
饮用水中ClO2、
的含量可用连续碘量法进行测定，实验步骤如下：
步骤1：
准确量取一定体积的水样加入锥形瓶中；
步骤2：
调节水样的pH至7.0～8.0
步骤3：
加入足量的KI晶体；
步骤4：
加入少量指示剂，用一定浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点；
步骤5：
再调节溶液的pH≤2.0；
步骤6：
继续用相同浓度的Na2S2O3溶液滴定至终点、
①步骤1中若要量取20.00mL水样，则应选用的仪器是___________。
②步骤1～4的目的是测定水样中ClO2的含量，其反应的化学方程式为：
2ClO2＋2KI＝2KClO2＋I2，2Na2S2O3＋I2＝Na2S4O6＋2NaI，则步骤4中加入的指示剂为___________，滴定达到终点时溶液的颜色变化为____________。
③步骤5的目的是使I－将溶液中的
还原为Cl－以测定其含量，该反应的离子方程式为______________________。
（3）用ClO2处理过的饮用水会含有一定量的亚氯酸盐。
若要除去超标的亚氯酸盐，下列物质最适宜的是________________（填标号）
a．明矾 b．碘化钾 c．盐酸 d．硫酸亚铁
5.某化学兴趣小组模拟工业生产无水FeCl3。
利用如图所示装置向500－600℃的铁屑中通入Cl2生产无水FeCl3。
已知：
FeCl3固体呈黑棕色、易潮解、易升华。
回答下列问题：
（1）写出用KMnO4和浓盐酸在装置A中制备Cl2的离子方程式：
________。
（2）装置B中加入的试剂是________，装置C中玻璃丝的作用是________，E中为碱液，其作用是________。
（3）有同学认为气体通入装置C前应先除去其中含有的HCl，否则会影响所得FeCl3的纯度，对此你的观点是________。
（4）已知FeCl3·6H2O晶体在水中的溶解度如下：
温度／℃
0
10
20
30
50
80
100
溶解度（g／100gH2O）
74.4
81.9
91.8
106.8
315.1
525.8
535.7
则从FeCl3溶液制得FeCl3·6H2O晶体的操作步骤是：
加入少量盐酸、________、________、过滤、洗涤、干燥。
（5）FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定：
称取2.300g无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100mL容量瓶中,用蒸馏水定容;取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入某一指示剂并用0.1000mol·L－1Na2S2O3溶液滴定,消耗12.50mL标准液。
已知:
①写出加入稍过量的KI溶液发生反应的离子方程式：
________。
②样品中氯化铁的质量分数为________（保留一位小数）。
6.Na2S2O4（保险粉）广泛用于纺织工业的还原性染色、织物的漂白等，它既具有强还原性，又具有强氧化性。
回答下列问题：
（1）Ventron公司研发了现场制取保险粉的方法，发生的主要反应为NaBH4＋8NaHSO3＝NaBO2＋4Na2S2O4＋6H2O。
该反应属于________（填“氧化还原反应”或“非氧化还原反应”）。
（2）德国BASF等企业曾用氯碱工业得到的钠汞剂生产保险粉，其反应原理如下：
2Na[Hg]＋2Na2SO3＋2H2O＝4NaOH＋Na2S2O4＋2Hg。
该方法得到的产品中会含有较多Cl－，从环境保护等角度考虑，另一缺点是________。
（3）甲酸钠（HCOONa）法生产保险粉的主要工艺流程如下：
①用甲醇作溶剂的原因除SO2、HCOONa均易溶于甲醇外，还有________。
②“反应釜”中发生反应的化学方程式为________。
③测定产品中Na2S2O4质量分数的主要步骤如下：
称取ag样品，将其加入盛有一定体积的甲醛（HCHO）的烧杯中（Na2S2O4＋2HCHO＋H2O＝NaHSO3·CH2O＋NaHSO2·CH2O），溶解后转移到250mL容量瓶中，用水稀释至刻度线。
准确移取25.00mL溶液于锥形瓶中，酸化后加入淀粉指示剂并用cmol·L－1的碘标准液滴定（此时只发生反应：
NaHSO2·CH2O＋2I2＋2H2O＝NaHSO4＋HCHO＋4HI），滴定终点时消耗VmL碘标准溶液。
滴定终点的判断依据是_________。
样品中Na2S2O4的质量分数为________（列出计算表达式即可）。
7.水合肼（N2H4·H2O）又名水合联氨，无色透明，是具有腐蚀性和强还原性的碱性液体，它是一种重要的化工试剂。
利用尿素法生产水合肼的原理为：
CO（NH2）2＋2NaOH＋NaClO＝Na2CO3＋N2H4·H2O＋NaCl。
实验一：
制备NaClO溶液。
（实验装置如图1所示）
（1）配制30％NaOH溶液时，所需玻璃仪器除量筒外还有________（填标号）。
A．玻璃棒
B．烧杯
C．烧瓶
D．容量瓶
E．胶头滴管
（2）锥形瓶中发生反应的离子方程式是________________。
实验二：
制取水合肼。
（实验装置如图2所示）
（3）①仪器A的名称为________________。
②反应过程中需控制反应温度，同时将分液漏斗中溶液缓慢滴入A中。
如果滴速过快则会导致产品产率降低，同时产生大量氮气，写出该过程的化学方程式：
________________，故分液漏斗中的溶液是________（填标号）。
A．CO（NH2）2溶液
B．NaOH和NaClO溶液
③充分反应后，加热蒸馏A内的溶液，收集108～114℃馏分，即可得到水合肼的粗产品。
实验三：
测定馏分中水合肼含量。
（4）称取馏分5.0g，加入适量NaHCO3固体，加水配成250mL溶液，移出25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2～3滴淀粉溶液，用0.10mol·L－1的I2溶液滴定。
滴定过程中，溶液的pH保持在6.5左右。
（已知：
N2H4·H2O＋2I2＝N2↑＋4HI＋H2O）
①滴定时，碘的标准溶液盛放在________（填“酸式”或“碱式”）滴定管中，本实验滴定终点的现象为________________。
②实验测得消耗I2溶液的平均值为18.00mL，馏分中水合肼（N2H4·H2O）的质量分数为________。
8.消毒剂在生产、生活中有重要的作用，常见的含氯消毒剂有NaClO2、NaClO、ClO2和Cl2．回答下列问题：
（1）NaClO2所含的化学键类型有______、______。
（2）消毒剂投入水中，一段时间后与氨结合得到一种结合性氯胺（NH2C1）。
NH2C1在中性或酸性条件下也是一种强杀菌消毒剂，常用于城市自来水消毒。
其理由是______（用化学方程式表示）。
（3）“有效氯含量”可用来衡量含氯消毒剂的消毒能力，其定义是每克含氯消毒剂的氧化能力相当于多少克Cl2的氧化能力。
上述四种含氯消毒剂中消毒能力最强的是______。
（4）自来水厂用ClO2处理后的水中，要求ClO2的浓度在0.1～0.8mg•L-1之间。
用碘量法检测ClO2处理后的自来水中ClO2浓度的实验步骤如下：
步骤I．取一定体积的水样，加入足量碘化钾，再用氢氧化钠溶液调至中性，并加入淀粉溶液。
步骤Ⅱ．用Na2S2O3溶液滴定步骤I中所得的溶液。
已知：
a．操作时，不同pH环境中粒子种类如下表所示。
pH
2
7
粒子种类
Cl-
ClO2-
b.2S2O32-+I2=S4O62-+2I-。
①步骤Ⅱ中反应结束时溶液呈______（填“蓝色”或“无色”）。
②若水样的体积为1.0L，在步骤Ⅱ中消耗10mL1.0×10-3mol•L-l Na2S2O3溶液，则该水样中c（ClO2）=______mg/L。
9.三氯化六氨合钴[Co（NH3）6]Cl3是橙黄色、微溶于水的配合物，是合成其它一些含钴配合物的原料。
下图是某科研小组以含钴废料（含少量Fe、Al等杂质）制取[Co（NH3）6]Cl3的工艺流程：
回答下列问题：
（1）写出加“适量NaClO3”发生反应的离子方程式______________________
（2）“加Na2CO3调pH至a”会生成两种沉淀，分别为 ______（填化学式）。
（3）操作Ⅰ的步骤包括 __________ 、冷却结晶、减压过滤。
（4）流程中NH4Cl除作反应物外，还可防止加氨水时c（OH－）过大，利用平衡原理分析，原因是____________________
（5）氧化步骤中甲同学认为应先加入氨水再加入H2O2，乙同学认为试剂添加顺序对产物无影响。
你认为_________（填“甲”或“乙”）同学观点正确，理由是__________________。
写出该步骤的化学方程式_____________________________________。
（6）通过碘量法可测定产品中钴的含量。
将[Co（NH3）6]Cl3转化成Co3＋后，加入过量KI溶液，再用Na2S2O3标准液滴定（淀粉溶液做指示剂），反应原理：
2Co3＋＋2I－＝2Co2＋＋I2， I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－实验过程中，下列操作会导致所测钴含量数值偏高的是___________。
a．用久置于空气中的KI固体配制溶液
b．盛装Na2S2O3标准液的碱式滴定管未润洗
c．滴定结束后，发现滴定管内有气泡
d．溶液蓝色褪去，立即读数
10.硫化氢毒性很大，俗称“一口闷”，工业废水中的硫化物在酸性条件下会以硫化氢的形式逸出。
某课外小组以碘量法测定废水中的硫化物，实验装置如图所示，实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ．取样、吹气、固硫
连接装置，打开氮气源，检查装置气密性。
移取一定体积1mol·L－1乙酸锌溶液于两支吸收管中，取200mL水样于反应瓶中，通入氮气一段时间。
移取10mL盐酸于反应瓶中，水浴加热，继续通入氮气。
已知乙酸锌与硫化氢反应生成硫化锌沉淀（硫化氢被完全吸收）。
Ⅱ．滴定
关闭气源，往两个吸收管中各加入0.010mol·L－1的碘标准溶液100mL（过量），再加入盐酸5mL，静置。
加入淀粉指示液，用0.010mol·L－1的硫代硫酸钠标准溶液对两支吸收管中的液体进行滴定。
（已知：
）
回答下列问题：
（1）反应瓶中前通氮气是为了排出装置中的空气，反应后通入氮气的目的是________。
（2）水浴加热的温度不能高于85℃，原因是________________________________。
（3）加入碘标准溶液之前，吸收管中发生反应的化学方程式为______________________。
（4）该实验若只使用一个吸收管，会导致测定结果偏________（填“高”或“低”）。
（5）该200mL水样经吹气、固硫后，滴定操作时共消耗160mLNa2S2O3溶液，则废水中硫的含量为__________________mg·L－1。
（6）实验室常用FeS固体与稀硫酸反应制取H2S。
实验室制取H2S时，从反应物与生成物的状态、性质和反应条件分析，下列发生装置中可选用的是_______________（填序号）。
（7）将二氧化氯溶液加入硫化氢溶液中，然后加入少量稀盐酸酸化的氯化钡溶液，发现有白色沉淀生成。
写出二氧化氯与硫化氢溶液反应的离子方程式____________________。
11.一种从含碘有机废水（含I－、HCOO－、丙酮及醇类）中回收碘的工艺流程如下：
已知：
HCOOH是弱酸，能与水以任意比互溶。
（1）减压蒸馏蒸发低沸点有机物的目的是________。
（2）在电位保护下（指示滴加氧化剂过程中电位的变化）加入氧化剂氧化I－，电位保护的目的是________，NaClO氧化I－的离子方程式为________。
（3）“一次粗碘”还原时，加入Na2SO3的量不宜过量太多，其原因是________。
（4）“二次粗碘”含I2、难挥发性物质及易升华的ICl等，实验室可用图所示装置进行升华提纯，冷却水应从________、（填…a或“b”）口通入，粗碘中需加入少量NaI的目的是________（用化学方程式说明）。
12.焦亚硫酸钠（Na2S2O5）在医药、橡胶、印染、食品等方面应用广泛。
回答下列问题：
（1）生产Na2S2O5，通常是由NaHSO3过饱和溶液经结晶脱水制得。
写出该过程的化学方程式_______。
（2）利用烟道气中的SO2生产Na2S2O5的工艺为：
① pH=4.1时，Ⅰ中为_______溶液（写化学式）。
②工艺中加入Na2CO3固体、并再次充入SO2的目的是_______。
（3）制备Na2S2O5也可采用三室膜电解技术，装置如图所示，其中SO2碱吸收液中含有NaHSO3和Na2SO3。
阳极的电极反应式为_____。
电解后，_______室的NaHSO3浓度增加。
将该室溶液进行结晶脱水，可得到Na2S2O5。
（4）Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。
在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时，取50.00mL葡萄酒样品，用0.01000mol·L−1的碘标准液滴定至终点，消耗10.00mL。
滴定反应的离子方程式为__________，该样品中Na2S2O5的残留量为____g·L−1（以SO2计）。
13.水中溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。
某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。
实验步骤及测定原理如下：
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。
记录大气压及水体温度。
将水样与Mn（OH）2碱性悬浊液（含有KI）混合，反应生成MnO（OH）2，实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化，MnO（OH）2被I－还原为Mn2＋，在暗处静置5min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2（2S2O
＋I2=2I－＋S4O
）。
问题：
取100.00mL水样经固氧、酸化后，用amol·L－1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，若消耗Na2S2O3溶液的体积为bmL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。
答案和解析
1.【答案】
（1）H2C2O4+2ClO-+2H+= 2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
（2）①2ClO2+2KI= 2KClO2+I2
②当滴加最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液蓝色褪去，且半分钟内不恢复蓝色；1.35 （3）①2NaOH+2ClO2+H2O2= 2NaClO2+2H2O+O2
②防止C中试管中的溶液倒吸到A中
③在装置C后画
（或其他合理装置）
【解析】【分析】
本题考查物质的制备及性质实验，难度较大，掌握相关物质的性质是解答的关键。
【解答】
（1）据已知可知草酸可以还原次氯酸根离子，本身被氧化为二氧化碳，故离子方程式为H2C2O4+2ClO-+2H+= 2CO2↑+2ClO2↑+2H2O，
故答案为：
H2C2O4+2ClO-+2H+= 2CO2↑+2ClO2↑+2H2O；
（2）①从已知可知是二氧化氯将碘离子氧化为碘单质，故化学方程式为2ClO2+2KI= 2KClO2+I2，
故答案为：
2ClO2+2KI= 2KClO2+I2；
②因原先
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