《{强力推荐}分析化学 第三版 高教版 第七章 氧化还原滴定课后习题解答》由会员分享，可在线阅读，更多相关《{强力推荐}分析化学 第三版 高教版 第七章 氧化还原滴定课后习题解答（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第七章第七章氧化还原滴定氧化还原滴定 1 条件电位和标准电位有什么不同 影响电位的外界因素有哪些 答 标准电极电位E0是指在一定温度条件下 通常为25 半反应中各物质都处于标 准状态 即离子 分子的浓度 严格讲应该是活度 都是 1mol l 或其比值为 1 如反应 中有气体物质 则其分压等于1 013 105Pa 固体物质的活度为1 时相对于标准氢电极的 电极电位 电对的条件电极电位 E0f 是当半反应中氧化型和还原型的浓度都为1 或浓度比为 1 并且溶液中其它组分的浓度都已确知时 该电对相对于标准氢电极电位 且校正了各种外界 因素影响后的实际电极电位 它在条件不变时为一常数 由上可知 显然条
2、件电位是考虑 了外界的各种影响 进行了校正 而标准电极电位则没有校正外界的各种外界的各种因素 影响条件电位的外界因素有以下3 个方面 1 配位效应 2 沉淀效应 3 酸浓度 2 是否平衡常数大的氧化还原反应就能应用于氧化还原中 为什么 答 一般讲 两电对的标准电位大于 0 4V K 106 这样的氧化还原反应 可以用于 滴定分析 实际上 当外界条件 例如介质浓度变化 酸度等 改变时 电对的标准电位是要改变 的 因此 只要能创造一个适当的外界条件 使两电对的电极电位超过0 4V 那么这样的 氧化还原反应也能应用于滴定分析 但是并不是平衡常数大的氧化还原反应都能应用于氧化 还原滴定中 因为有的反应
3、K 虽然很大 但反应速度太慢 亦不符合滴定分析的要求 3 影响氧化还原反应速率的主要因素有哪些 答 影响氧化还原反应速度的主要因素有以下几个方面 1 反应物的浓度 2 温度 3 催化反应和诱导反应 4 常用氧化还原滴定法有哪几类 这些方法的基本反应是什么 答 1 高锰酸钾法 2MnO 4 5H2O2 6H 2Mn2 5O2 8H2O MnO2 H2C2O4 2H Mn2 2CO2 2H2O 2 重铬酸钾法 Cr2O72 14H 6Fe2 2Cr3 6Fe3 7H2O CH3OH Cr2O72 8H CO2 2Cr3 6H2O 3 碘量法Cr2O72 6I 14H 3I2 3Cr3 7H2O 2
4、S2O32 I2 2I 2H2O 5 应用于氧化还原滴定法的反应具备什么条件 答 应用于氧化还原滴定法的反应 必须具备以下几个主要条件 1 反应平衡常数必须大于106 即 E 0 4V 2 反应迅速 且没有副反应发生 反应要完全 且有一定的计量关系 3 参加反应的物质必须具有氧化性和还原性或能与还原剂或氧化剂生成沉淀的物质 4 应有适当的指示剂确定终点 6 化学计量点在滴定曲线上的位置与氧化剂和还原剂的电子转移数有什么关系 答 氧化还原滴定曲线中突跃范围的长短和氧化剂与还原剂两电对的条件电位 或标准 电位 相差的大小有关 电位差 E 较大 突跃较长 一般讲 两个电对的条件电位或标准 电位之差大
5、于 0 20V 时 突跃范围才明显 才有可能进行滴定 E 值大于 0 40V 时 可选 用氧化还原指示剂 当然也可以用电位法 指示滴定终点 1 当氧化剂和还原剂两个半电池反应中 转移的电子数相等 即n1 n2时 则化学计量点 的位置恰好在滴定突跃的中 间 点 如果n1 n2 则化学计量点的位置偏向电子转移数较 多 即 n 值较大 的电对一方 n1和 n2相差越大 化学计量点偏向越多 7 试比较酸碱滴定 络合滴定和氧化还原滴定的滴定曲线 说明它们共性和特性 答 酸碱滴定 配位滴定和氧化还原滴定的滴定曲线共性是 1 在滴定剂不足 0 1 和过量 0 1 时 三种滴定曲线均能形成突跃 2 均是利用滴
6、定曲线的突跃 提供选择指示剂的依据 其特性是 酸碱滴定曲线 是溶液的 pH 值为纵坐标 配位滴定的滴定曲线以 pM 为纵坐标 而氧化还原滴 定曲线是以 E 值为纵坐标 其横坐标均是加入的标准溶液 8 氧化还原滴定中的指示剂分为几类 各自如何指示滴定终点 答 氧化还原滴定中指示剂分为三类 1 氧化还原指示剂 是一类本身具有氧化还原性质的有机试剂 其氧化型与还原型 具有不同的颜色 进行氧化还原滴定时 在化学计量点附近 指示剂或者由氧化型转变为还 原型 或者由还原型转变为氧化型 从而引起溶液颜色突变 指示终点 2 自身指示剂 利用滴定剂或被滴定液本身的颜色变化来指示终点 3 专属指示剂 其本身并无氧
7、化还原性质 但它能与滴定体系中的氧化剂或还原剂 结合而显示出与其本身不同的颜色 9 氧化还原指示剂的变色原理和选择与酸碱指示剂有何异同 答 氧化还原滴定所用的指示剂分为两个类型 氧化还原指示剂和其他指示剂 后者的 变色原理和选择与酸碱指示剂无有任何异同点 而前者 氧化还原指示剂的变色原理和选 择与酸碱指示剂的异同点如下 酸碱指示剂的变色主要与溶液的酸度 pH 值 有关 而氧化还原指示剂的变色主要 是决定于其氧化型和还原型 两型的颜色不同 的颜色 酸碱指示剂变色和氧化还原指示剂变色 均有变色点 两者均有变色范围 酸碱指示剂和氧化还原指示剂的选择均与滴定曲线的突跃范围有关 酸碱指示剂是范 围 而氧
8、化还原指示剂则是电位范围 其颜色强度的变化均是从10 变到 0 1 的关系 酸碱指示剂的变色除与溶液的值有关外 而指示剂本身也有结构变化 氧化还原指示 剂则只与电位有关 10 在进行氧化还原滴定之前 为什么要进行预氧化或预还原的处理 预处理时对所用的预 氧化剂或还原剂有哪些要求 答 在进行氧化还原滴定之前 为了能成功的完成氧化还原滴定 时常需要将被测定的 组分处理成能与滴定剂迅速 完全并按照一定计量关系起反应的状态 或者处理成高价后用 还原剂进行滴定 或者处理成低价后用氧化剂滴定 滴定前使被测组分转变为一定价态的步 骤称为滴定前的预处理 预处理时对所用的氧化剂或还原剂有以下几点要求 1 反应进
9、行完全而且速度要快 2 反应应该具有一定的选择性 3 过量的氧化剂或还原剂应易于除去 11 碘量法的主要误差来源有哪些 为什么碘量法不适宜在高酸度或高碱度介质中进行 答 碘量法的主要误差来源有以下几个方面 1 标准溶液的遇酸分解 2 碘标准溶液的挥发和被滴定碘的挥发 3 空气对 KI 的氧化作用 4 滴定条件的不适当 由于碘量法使用的标准溶液和它们间的反应必须在中性或弱酸性溶液中进行 因为在 2 碱性溶液中 将会发生副反应 S2O32 4I2 10OH 2SO 4 2 8I 5H 2O 而且在碱性溶液中还会发生歧化反应 3I2 6OH IO3 5I 3H2O 如果在强酸性溶液中 溶液会发生分解
10、 S2O32 2H SO2 S H2O 同时 在酸性溶液中也容易被空气中的氧所氧化 4I 4H O2 2I2 2H2O 基于以上原因 所以碘量法不适宜在高酸度或高碱度介质进行 12 比较用 KMnO4 K2Cr2O7和 Ce SO4 2作滴定剂的优缺点 和作滴定剂的优缺点见下表 优点 KMnO4 酸性条件下氧化性强 可 以直接或间接滴定许多 有机物和无机物 应用广 泛 且可作为自身指示剂 其中常含有少量杂质 其 易与水和空气中的还原 性物质反应 标准溶液不 稳定 标定后不易长期使 用 干扰严重 K2Cr2O7 易提纯且稳定 可直接配 制 可长期保存和使用 在 HCl 中可直接滴定 Fe2 本身
11、显橙色 指示灵敏度 差 且还原后显绿色掩盖 橙色 不能作为自身指示 剂 Ce SO4 2 易提纯 可直接配制 稳 定可长期放置 可在 HCl 用 Ce2 滴定 Fe2 而不受影 响 反应简单 副反应少 价钱昂贵 缺点 13 设计一个分别测定混合溶液中AsO33 和 AsO43 的分析方案 原理 简单步骤和计算公式 3 3 答 分别测定 AsO3和 AsO4碘量法分析方案如下 1 于 AsO43 AsO33 的混合溶液中 在酸性条件下 加过量KI 此时 AsO43 与 I 反应 AsO43 2I 2H AsO33 I2 H2O 析出的 I2用 Na2S2O3标准溶液滴定 I2 2S2O32 2I
12、 S4O62 由 Na2S2O3溶液的浓度 C Na2S2O3 和用去的体积 VNa2S2O3 即可求得 AsO4 3 的含量 另外 在取一定量的 AsO43 和 AsO33 混合溶液 加 NaHCO3 在 pH 8 0 的条件下 用 I2 标准溶液滴定溶液的 AsO33 AsO33 I2 2HCO3 AsO43 2I 2CO2 H2O PH 8 0 根据 I2溶液的浓度 CI2 和消耗的体积 VI2 即可求 AsO33 的量 2 测定步骤 AsO43 的测定 移取混合试液 25 00mL 于锥形瓶中 加酸和过量 KI 析出的 I2 用 Na2S2O3标准溶液 滴定 快到终点时加入淀粉指示剂
13、继续Na2S2O3用滴定 终点时溶液由蓝色变为无色 由 下式计算 AsO43 的含量 以 g mL 表示 AsO43 C Na2S2O3 V Na2S2O3 11 M AsO 3 4 10002 25 00 3 2 AsO33 的测定 量取 AsO33 和 AsO43 混合溶液 25 00mL 若试液为碱性 可取酸调至微酸性后 加一定 量 NaHCO3 用I2标准溶液滴定 AsO33 用淀粉作指示剂 终点时溶液由无色变为蓝色 然 后由下式计算 AsO33 的含量 以 g mL 表示 AsO33 C I2 V I2 1 M AsO 3 3 1000 25 00 14 在 Cl Br 和 I 三种
14、离子的混合物溶液中 欲将 I 氧化为 I2 而又不使 Br 和 Cl 氧化在常 用的氧化剂 Fe2 SO4 3和 KMnO4中应选择哪一种 答 Fe2 SO4 3氧化剂即能满足上述要求 因为 E0 MnO4 Mn2 1 51V E0Fe3 Fe2 0 771V E0Cl Cl 1 395VE0Br Br 1 087VE0I I 0 621V 222 由标准电极电位可知 E0Fe3 Fe2 的电位低于 E0Cl Cl 和 E0Br Br 而高于 E0I I 故只 222 能将 I 氧化为 I2 而不能将 Cl 和 Br 氧化 如果选用 KMnO4时则能将其氧化 15 计算在 1mol L 1HC
15、l 溶液中 当 Cl 1 0 mol L 1时 Ag Ag 电对的条件电位 解 经查表在 1 mol L 1的溶液中 E0 Ag Ag 0 7994V E E 0 059lg Ag AgAgClAgAg Ksp AgCl E 0 059lg Ag Ag Cl 1 10又 Cl 1mol L Ksp 1 8 10 AgCl 10 E Ag 0 7994 0 059lg1 8 10 0 22V AgCl 16 计算在 1 5 mol L 1HCl 介质中 当 CCr VI 0 10 mol L 1 CCr III 0 020 mol L 1时 Cr2O72 Cr3 电对的电极电位 解 附录中没有该
16、电对相应的条件电位值 采用相近 1 mol L 1的介质中 E 1 00V 代替 Cr2O72 14H 6e 2Cr3 7H2O 当 C Cr VI 0 10 mol L 1 C Cr III 0 020 mol L 1 E E Cr VI Cr III C Cr VI 0 059 0 0590 1 lg 1 02V 1 00 lg 2266 0 02 C C r III 17 计算pH 10 0 NH4 NH3 0 20 mol L 1时Zn2 Zn电对条件电位 若CZn II 0 020 mol L 1 体系的电位是多少 解 已 知 E0Zn2 Zn 0 763V Zn NH3络 合 物 的 lg 2 27 4 61 7 01 9 06 OH 10 4 pKa 9 26 4 1 lg 4 分 别 为 10 H 0 20 10 1 3 NH NH 3 1 NH 0 169mol L 10 9 26 H Ka10 10 4 Zn NH 1 1 NH3 2 NH3 2 3 NH3 3 4 NH3 4 3 1 102 27 234 0 169 104 61 0 169 107 01 0 1
