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氧还电子文档3

1

求反应Fe3++Ti3+=Fe2++Ti4+的平衡常数。

当用0.0100mol/LTiCl3滴定0.0100mol/LFe3+溶液，直到KCNS不与试液显现红色，此时[Fe3+]=10-5mol/L，求溶液中[Ti4+]/[Ti3+]的比值。

[

（Fe3+/Fe2+）=0.77V，

（TiO2/Ti3+）=0.1V]

解：

[

（1）-

（2）]n0.77-0.1

lgK=━━━━━━━=━━━━━━=11.4　　K=1011.4

0.0590.059

[Ti4+][Fe2+]

lgK=lg━━━━━━━━━

[Ti3+][Fe3+]

[Fe3+]=10-5mol/L而[Fe2+]≈5×10-3（mol/L）

[Ti4+][Fe2+]10-2.3

lg━━━━=lgK-lg━━━━=11.4-lg━━━━=8.7

[Ti3+][Fe3+]10-5

[Ti4+]/[Ti3+]=108.7

2

计算在pH=3.0、未络合的EDTA总浓度为0.01mol/L时,Fe3+/Fe2+电对的条件电位。

[

（Fe3+/Fe2+）=0.77V，K（FeY2-）=1014.32，K（FeY-）=1025.1,忽略离子强度影响]

解：

Fe（II）

（Fe3+/Fe2+）=

（Fe3+/Fe2+）+0.059lg━━━━━━

Fe（III）

Fe（II）=1+[Y]K（FeY2-）≈[Y]K（FeY2-）

Fe（III）=1+[Y]K（FeY-）≈[Y]K（FeY-）

K（FeY2-）

（Fe3+/Fe2+）=

（Fe3+/Fe2+）+0.059lg━━━━━━

K（FeY-）

=0.77+0.059×（14.32-25.1）

=0.13（V）

3

通过理论计算说明,Co2+的氨性溶液（[NH3]=1.0mol/L）敞开在空气中,钴以何价态存在,请计算出c（Co（III））/c（Co（Ⅱ））值。

已知:

Co（NH3）62+的lg1~lg6为2.11,3.74,4.79,5.55,5.73,5.11

Co（NH3）63+的lg1~lg6为6.7,14.0,20.1,25.7,30.8,33.2

pKb（NH3）=4.74,

（Co3+/Co2+）=1.84V,

（O2/H2O）=1.229V

解：

（Co3+/Co2+）=

（Co3+/Co2+）+0.059lg──────

=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

106.03

（Co3+/Co2+）=1.84+0.059lg─────=0.237（V）

1033.2

（O2/H2O）=

（O2/H2O）+

lg（

·[H+]4）

=

（O2/H2O）-0.059pH+

lg

（O2/H2O）=

（O2/H2O）-0.059pH

─────

[OH-]=10-4.74×1.0=10-2.37（mol/L）

pOH=2.37,pH=11.63

（O2/H2O）=1.229-0.059×11.63=0.543（V）

c[Co（Ⅲ）]0.543-0.237

lg────=──────=5.19lgK

c[Co（Ⅱ）]0.059

即钴主要是以三价状态[Co（NH3）63+]存在。

4

计算下列反应的条件平衡常数（在1mol/LHCl介质中）:

2Fe3++3I-=2Fe2++I3-

已知

（Fe3+/Fe2+）=0.68V,

（I3-/I-）-=0.545V

当25mL0.050mol/LFe3+与25mL0.15mol/LI-混合后,溶液中残留的Fe3+还有百分之几?

如何才能使Fe3+定量还原?

解：

①反应的lgK'为:

（0.68-0.545）×2

lgK'=────────=4.58K'=104.58

0.059

②因I-过量,设平衡时Fe3+基本上转变为Fe2+

c（Fe2+）=0.050/2=0.025（mol/L）

c（I3-）=c（Fe3+）/2=0.025/2=0.0125（mol/L）

剩余的c（I-）=0.15/2-3×0.025/2=0.0375（mol/L）

0.059c（I3-）

平衡时（I3-/I-）=

（I3-/I-）+───lg────

2[c（I-）]3

0.0590.0125

=0.545+───lg────=0.615（V）

2（0.0375）3

c（Fe3+）

（Fe3+/Fe2+）=

（Fe3+/Fe2+）+0.059lg────=0.615（V）

c（Fe2+）

c（Fe3+）

lg─────=（0.615-0.68）/0.059=-1.10

c（Fe2+）

即c（Fe3+）/c（Fe2+）=0.079

c（Fe3+）0.079

残留w（Fe3+）=────────×100%=────×100%=7.3%

c（Fe3+）+c（Fe2+）1+0.079

为定量地测定Fe3+.须加大I-的浓度,以降低（I3-/I-）

5

称取某矿石0.8000g,用重量法测知Fe2O3和Al2O3共0.5500g。

将此沉淀溶于酸后,将Fe（Ⅲ）还原为Fe（Ⅱ）,然后用0.03750mol/LK2Cr2O7标准溶液滴定,用去24.85mL。

计算试样中FeO和Al2O3的质量分数。

[Mr（FeO）=71.85,Mr（Fe2O3）=159.7,Mr（Al2O3）=101.96]

解：

24.85×0.03750×6×71.85

w（FeO）=──────────────×100%=50.22%

0.8000×1000

1000×0.5500-24.85×0.03750×6×159.7/2

（Al2O3）=────────────────────×100%=12.94%

0.8000×1000

6

准确称取莫尔盐Fe（NH4）2（SO4）2·6H2O9.932g，用1mol/LH2SO4准确配成250.0mL溶液。

移取钒酸铵溶液25.00mL，加125mLH2O及50mL浓H2SO4。

放冷,加邻二氮菲指示剂1滴，用Fe（Ⅱ）标准溶液滴定至溶液颜色由绿蓝变成红绿，共需28.59mL。

计算NH4VO3溶液的浓度。

[Mr[Fe（NH4）2（SO4）·6H2O]=392.1]

解：

滴定反应如下：

Fe2++VO2++2H+=Fe3++VO2++H2O

9.9321000

━━━━×━━━×28.59

392.1250.0

c（NH4VO3）=━━━━━━━━━━━━=0.1159（mol/L）

25.00

7

0.5000g含FeC2O4试样,需用0.02000mol/LKMnO425.00mL滴定至终点,求FeC2O4的质量分数。

[Ar（Fe）=55.85,Mr（FeC2O4）=143.9]

解：

n（MnO4-）:

n（FeC2O4）=3:

5

0.02000×25.00×143.9×5

w（FeC2O4）=───────────────×100%=23.98%

3×0.5000×1000

8

称取含铝试样1.000g,溶解后定容为250mL,移取25.00mL此试液,调pH为9,加入8-羟基喹啉（HOC9H6N）沉淀Al3+为Al（OC9H6N）3。

沉淀经过滤洗涤后溶于HCl中,加入0.04000mol/LKBrO3（含过量KBr）35.00mL,发生如下反应

反应完全后,加入过量KI,析出之I2耗去0.1000mol/LNa2S2O320.00mL。

计算试样中铝的质量分数。

[Ar（Al）=26.98]

解：

1

──×（6×0.04000×35.00-0.1000×20.00）×26.98

12

w（Al）=───────────────────────×100%=14.39%

25.00

1.000×1000×────

250.0

9

称取0.8000g含Cr和Mn的钢样，溶解处理成Fe3+，Cr2O72-，Mn（Ⅱ）的试液。

先在F-存在下用0.005000mol/LKMnO4滴定Mn（Ⅱ）至Mn（Ⅲ）,计耗去20.00mL；接着用0.04000mol/LFeSO4滴定Cr（Ⅵ）和生成的Mn（Ⅲ），耗去30.00mL，计算钢中Cr和Mn的质量分数。

若改变次序，先在F-存在下用0.04000mol/LFeSO4滴定，接着再用0.005000mol/LKMnO4滴定，问应消耗两标准溶液各多少毫升？

[Ar（Cr）=52.00Ar（Mn）=54.94]

解：

0.005000×20.00×4×54.94

w（Mn）=━━━━━━━━━━━━━━×100%=2.747%

0.8000×1000

（0.04000×30.00-0.005000×20.00×5）×52.00/3

w（Cr）=━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━×100%=1.517%

0.8000×1000

V（FeSO4）=（0.04000×30.00-0.005000×20.00×5）/0.04000=17.50（mL）

V（KMnO4）=20.00mL

10

移取含Ti（Ⅳ）试液25.00mL，通过锌还原柱后用Fe2（SO4）3液吸收,加入硫磷混酸后,即以0.02000mol/LK2Cr2O7滴定,耗去20.30mL。

计算钛的质量浓度（mg/mL）。

K2Cr2O7直接滴定的是什么？

为何要用Fe3+吸收。

[Ar（Ti）=47.88]

解：

0.02000×20.30×47.88×6

（Ti）=━━━━━━━━━━━━━━━━=4.665（mg/mL）

25.00

直接滴定的是Fe2+，它是由Ti（III）还原所得，其量与Ti（III）相等。

因Ti（III）还原性太强，空气中不稳定，而Fe2+相对稳定些。

11

称取1.250g不锈钢溶于盐酸后定容至250mL容量瓶中.

（1）移取50.00mL流经银还原器,用0.01600mol/LK2Cr2O7滴定,消耗了29.60mL。

（2）另移取50.00mL试液流经锌汞还原器，并直接用50mL0.10mol/LFe3+吸收,用K2Cr2O7标准溶液滴定,消耗了37.40mL，计算铁与铬的质量分数。

{Ar（Fe）=55.85,Ar（Cr）=52.00;

（Fe3+/Fe2+）=0.70V,

[Cr（III）/Cr（II）]=-0.38V,

（Zn2+/Zn）=-0.76V,

（Ag+/Ag）=0.23V}

解：

0.01600×29.60×55.85×6

w（Fe）=━━━━━━━━━━━━━━━×100%=63.48%

1.250

━━━━×50.00×1000

250

0.01600×（37.40-29.60）×52.00×6

w（Cr）=━━━━━━━━━━━━━━━━━×100%=15.58%

1.250

━━━━×50.00×1000

250

锌汞还原器Cr（III）→Cr（II）

12

某试样中只含Fe和Fe2O3，称取0.2250g试样，溶解后将铁预先还原成二价，用0.01982mol/LKMnO4标准溶液滴定，耗去37.50mL。

计算Fe和Fe2O3的质量分数。

[Ar（Fe）=55.85，Mr（Fe2O3）=159.7]

解：

设Fe的质量分数为x，则Fe2O3的质量分数为100-x

根据题意

x100-x2M（Fe）M（Fe）

0.2250×━━+0.2250×━━━×━━━━=c（MnO4-）·V（MnO4-）×5×━━━

100100M（Fe2O3）1000

55.851002×55.85×100

0.01982×37.50×5×━━━×━━━━-━━━━━━━━

10000.2250159.7

w（Fe）=x=━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━=74.20%

2×55.85

1-━━━━━

159.7

w（Fe2O3）=（100-x）%=（100-74.20）%=25.80%

13

仅含有惰性杂质的铅丹（Pb3O4）试样为3.500g，定量加入的Fe2+标准溶液和足量的稀H2SO4以溶解试样,滴定过量的Fe2+需3.05mL0.04000mol/LKMnO4标准溶液。

同量的Fe2+标准溶液，在酸性介质中用0.04000mol/LKMnO4的标准溶液滴定时，需要用去48.05mL。

试计算铅丹中Pb3O4的质量分数。

[Mr（Pb3O4）=685.6]

解：

铅丹Pb3O4的组成实为PbO2和2PbO，在酸性介质中与Fe2+作用的是PbO2。

1molPb3O4

1molPbO2

2molFe2+

2/5molMnO4-

5685.6

（48.05×0.04000-3.05×0.04000）×━×━━━

21000

w（Pb3O4）=━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━×100%=88.1%

3.500

14

称取含KBr和KI的混合试样1.000g,溶解并定容至200mL后,作如下测定:

（1）移取50.00mL试液,在近中性条件下,以溴水充分处理,此时I-转变为IO3-。

将溴驱尽,加入过量KI溶液,酸化,生成的I2采用淀粉指示剂,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时,消耗30.00mL。

（2）另取50.00mL试液,用H2SO4酸化,加入足量K2Cr2O7溶液处理,将生成的I2和Br2蒸馏并收集在含有过量KI的弱酸性溶液中,待反应完全后,以0.1000mol/LNa2S2O3溶液滴定其中的I2至终点时,消耗15.00mL。

计算混合试样中KI和KBr的质量分数。

[Mr（KI）=166.0,Mr（KBr）=119.0]

解：

（1）1KI

1IO3-

3I2

6S2O32-

1

──×0.1000×30.00×166.0

6

w（KI）=───────────────×100%=33.20%

50.00

1.000×───×1000

200.0

（2）2KI

1I2

2Na2S2O32KBr

1Br2

1I2

2Na2S2O3

n（KBr）=0.1000×15.00-1/6×0.1000×30.00=1.000（mmol）

1.000×119.0

w（KBr）=────────────×100%=47.60%

50.00

1.000×────×1000

200.0

15

今有含PbO和PbO2的混合物,用高锰酸钾法测定其含量。

称取该试样0.7340g,加入20.00mL0.2500mol/L草酸溶液,将PbO2还原为Pb2+,然后用氨水中和溶液,使全部Pb2+形成PbC2O4沉淀。

过滤后将滤液酸化,用KMnO4标准溶液滴定,用去0.04000mol/LKMnO4溶液10.20mL。

沉淀溶解于酸中,再用同一浓度的KMnO4溶液滴定,用去30.25mL。

计算试样中PbO和PbO2的质量分数。

[Mr（PbO2）=239.2,Mr（PbO）=223.2]

解：

（0.2500×20.00-5/2×0.0400×10.20-5/2×0.0400×30.25）×239.20

w（PbO2）=──────────────────────────────

0.7340×1000

0.955×239.20

×100%=───────=31.12%

7.340×100

（0.0400×30.25×5/2-0.955）×223.2

w（PbO）=──────────────────×100%

0.7340×1000

（3.025-0.955）×223.2

=───────────=62.95%

7.340×100

16

称取含Na2S的试样0.1000g溶于水,在碱性条件下,加入过量的0.02000mol/LKMnO4标准溶液25.00mL,此时S2-被氧化为SO42-,反应完全后酸化,此时有MnO2生成并有过量MnO4-,再加入过量KI还原MnO4-与MnO2为Mn2+,析出的I2消耗了0.1000mol/LNa2S2O3标准溶液15.00mL。

计算Na2S的质量分数。

[Mr（Na2S）=78.04]

解：

反应计量关系是:

n（MnO4-）:

n（S2O32-）=1:

5n（MnO4-）:

n（S2-）=8:

5

50.1000×15.00

──[0.02000×25.00-─────────]×78.04

85

w（Na2S）=─────────────────────────

0.1000×1000

×100%=9.76%

17

称取含NaIO3和NaIO4的混合试样1.000g,溶解后定容于250mL容量瓶中。

准确移取试液50.00mL,用硼砂将试液调至弱碱性,加入过量的KI,此时IO4-被还原为IO3-（IO3-不氧化I-）,释放出的I2用0.04000mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时,消耗20.00mL。

另移取试液25.00mL,用HCl调节溶液至酸性,加入过量KI,释放出的I2消耗0.04000mol/LNa2S2O3溶液50.00mL。

计算混合试样中,NaIO3和NaIO4的质量分数。

[Mr（NaIO3）=198.0,Mr（NaIO4）=214.0]

解：

在弱碱性溶液中,根据有关反应得到:

1molIO4-

1molI2

2molS2O32-

（0.04000×20.00）×214.0/2

w（NaIO4）=─────────────×100%=42.80%

50.00

1.000×───×1000

250

在酸性溶液中,根据有关反应得到:

1molIO4-

4molI2

8molS2O32-,1molIO3-

3molI2

6molS2O32-

NaIO3的量（n）为:

10.04000×20.00　1

──（0.04000×50.00-─────────×4）=0.4000×──

62　　6

1

0.4000×──×198.0

6

w（NaIO3）=───────────×100%=13.20%

25.00

1.000×───×1000

250

18

称取0.2015gMgSO4·7H2O试剂，溶于甲醇后滴定其中的结晶水，计消耗卡尔-费休试剂（含I2、SO2、吡啶、甲醇）22.50mL。

称取纯水0.1052g标定此试剂,计耗去试剂25.50mL。

计算试剂中水的质量分数。

根据测定结果说明试样是否失去结晶水。

[Mr（MgSO4·7H2O）=246.5，Mr（H2O）=18.02]

解：

0.1052×1000

卡尔-费休溶液对水的滴定度是━━━━━━━=4.125（mg/mL）

25.50

22.50×4.125

试剂中H2O的质量分数=━━━━━━━×100%=46.06%

0.2015×1000

18.02×7

水含量的理论值是━━━━━━×100%=51.17%，

246.5

故MgSO4·7H2O试剂失去部分结晶水。

19

测定某试样中锰和钒的含量。

称取试样1.000g，溶解后还原成Mn2+和VO2+，用0.02000mol/LKMnO4溶液滴定，消耗3.05mL。

加入焦磷酸，继续用上述KMnO4溶液滴定生成的Mn2+和原有的Mn2+，又用去KMnO45.10mL。

计算试样中锰和钒的质量分数。

[Ar（V）=50.94,Ar（Mn）=54.94]

解：

1molVO2+

1/5molMnO4-

50.94

0.02000×3.05×5×━━━

1000

w（V）=━━━━━━━━━━━━━×100%=1.55%

1.000

1molMn2+

1/4molMnO4-

54.94

（0.02000×5.10×4-0.02000×3.05）×━━━

1000

w（Mn）=━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━×100%=1.91%

1.000

20

称取含V、Cr、Mn试样0.1500g,溶解后氧化成含VO3-、Cr2O72-、MnO4-试液。

用0.1000mol/LFe2+液滴定，计耗去40.00mL。

继用0.02000mol/LKMnO4滴定VO2+到VO3-计耗去2.50mL。

再加入焦磷酸盐用上KMnO4标准溶液滴定Mn（Ⅱ）至Mn（Ⅲ）（此时MnO4-亦还原成Mn（Ⅲ））消耗去4.00mL。

计算试样中V、Cr和Mn的质量分数。

已知Ar（V）=50.94，Ar（Cr）=52.00，Ar（Mn）=54.94

解：

n（V）=0.02000×