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氧化还原滴定法习题选编教程文件

 

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)

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

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

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

余下NO

的用KMnO4滴定,滴定反应式为

2MnO

+5HNO2+H+=2Mn2++5NO

+3H2O

2MnO

~5NO

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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