秦宗余

近年來(lái)高考試題中化學(xué)計(jì)算的考查難度有所下降,大多以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)情境或?qū)嶒?yàn)情境中滴定分析的已知數(shù)據(jù)作為條件進(jìn)行計(jì)算．其中,滴定型定量計(jì)算在高考中最為常見(jiàn),是一種集實(shí)驗(yàn)、原理、計(jì)算于一體的綜合性題目,要求學(xué)生在充分理解滴定原理的基礎(chǔ)上,找出某些微粒之間的關(guān)系式,再依據(jù)相關(guān)條件和原理進(jìn)行快速計(jì)算．現(xiàn)將近幾年高考?？嫉味?lèi)型計(jì)算的試題小結(jié)如下.

1 常見(jiàn)滴定類(lèi)型的計(jì)算

1) 酸堿中和滴定:用已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法．

步驟Ⅰ:移取xmL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用bmol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸的體積為V0mL．

步驟Ⅱ:移取ymLBaCl2溶液于錐形瓶中,加入xmL與步驟Ⅰ中相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用bmol·L-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),測(cè)得滴加鹽酸的體積為V1mL．BaCl2溶液的濃度為_(kāi)_______mol·L-1．

bmol·L-1×V0×10-3L=10-3bV0mol.

bmol·L-1×V1×10-3L=10-3bV1mol,

2) 氧化還原滴定:以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)．

計(jì)算該樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)．

22.00×10-3L=1.100×10-3mol.

根據(jù)電子得失守恒,可得微粒的關(guān)系式:

m(Fe)=6.6×10-3mol×56g·mol-1=0.369 6g.

樣品中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù):

3) 沉淀滴定法:是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定、測(cè)量分析的方法,實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl-、Br-、I-的濃度．

Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液.

a. 準(zhǔn)確稱(chēng)取AgNO3基準(zhǔn)物4.246 8g(0.025 0mol)后,配制成250mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用．

b. 配制并標(biāo)定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,備用．

Ⅱ. 滴定的主要步驟.

a. 取待測(cè)NaI溶液25.00mL于錐形瓶中．

b. 加入25.00mL0.100 0mol·L-1AgNO3溶液(過(guò)量),使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀．

c. 加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑．

d. 用0.100 0mol·L-1NH4SCN溶液滴定過(guò)量的Ag+,使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后,體系出現(xiàn)淡紅色,停止滴定．

e. 重復(fù)上述操作兩次，三次測(cè)定數(shù)據(jù)如表1.

表1

f. 數(shù)據(jù)處理．

所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為_(kāi)_____mL,測(cè)得c(I-)=________mol·L-1．

n(AgNO3)=25.00×10-3L×
0.100 0mol·L-1=2.5×10-3mol,
n(NH4SCN)=0.100 0mol·L-1×
10.00×10-3L=1.00×10-3mol,

則 c(I-)×25.00×10-3L=2.5×10-3mol-1.00×10-3mol,所以c(I-)=0.060 0mol·L-1．

4) 配位滴定:是以配位反應(yīng)為基礎(chǔ)的一種滴定分析法,可用于對(duì)金屬離子進(jìn)行測(cè)定,工業(yè)上常采用EDTA(乙二胺四乙酸)作配位劑測(cè)定金屬原子．

(2-x)Al2(SO4)3+3xCaCO3+3xH2O=
2[(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3]+
3xCaSO4↓+3xCO2↑,

通過(guò)測(cè)定堿式硫酸鋁溶液中相關(guān)離子的濃度確定x的值,測(cè)定方法如下:

① 取堿式硫酸鋁溶液25.00mL,加入鹽酸酸化的過(guò)量BaCl2溶液充分反應(yīng),靜置后過(guò)濾、洗滌,干燥至恒重,得固體2.330 0g．

② 取堿式硫酸鋁溶液2.50mL,稀釋至25mL,加入0.100 0mol·L-1EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液25.00mL,調(diào)節(jié)溶液的pH約為4.2,煮沸,冷卻后用0.080 00mol·L-1CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定過(guò)量的EDTA至終點(diǎn),消耗CuSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00mL(已知Al3+、Cu2+與EDTA反應(yīng)的化學(xué)化學(xué)計(jì)量數(shù)比均為1∶1)．計(jì)算(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中的x值(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)．

2.50mL溶液中，

n(Al3+)=n(EDTA)-n(Cu2+)=
0.100 0mol·L-1×25.00mL×10-3L·mL-1-
0.080 00mol·L-1×20.00mL×10-3L·mL-1=
9.000×10-4mol.

25.00mL溶液中:

n(Al3+)=9.000×10-3mol,

1mol(1-x)Al2(SO4)3·xAl(OH)3中:

2 多步滴定法計(jì)算

1)連續(xù)滴定法:第一步滴定反應(yīng)生成的產(chǎn)物,還可以繼續(xù)參加第二步的滴定．根據(jù)第二步滴定的消耗量,可計(jì)算出第一步滴定的反應(yīng)物的量．

測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量．

① 稱(chēng)量mg樣品于錐形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)．② 向上述溶液中加入過(guò)量鋅粉至反應(yīng)完全后,過(guò)濾、洗滌,將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中．加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液VmL．該晶體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______．

2)返滴定法:第一步用的滴定劑是過(guò)量的,然后第二步再用另一物質(zhì)返滴定過(guò)量的物質(zhì)．根據(jù)第一步加入的量減去第二步中過(guò)量的量,即可得出第一步所求物質(zhì)的物質(zhì)的量．

Ⅰ.采樣：略去.

Ⅱ.NOx含量的測(cè)定.

則氣樣中NOx折合成NO2的含量為_(kāi)_______mg·m-3．