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1、第六章 氧化还原滴定法习题答案1 计算在H2SO4介质中,H+浓度分别为1 molL-1和 0.1 molL-1的溶液中VO2+/VO2+电对的条件电极电位。(忽略离子强度的影响,已知jq =1.00 V)解: H+= 1molL-1 jq=1.00 + 0.059lg12 = 1.00 (V )H+= 0.1molL-1 jq=1.00 + 0.059lg0.012 = 0.88 (V )2根据jqHg22+/Hg和Hg2Cl2的溶度积计算jqHg2Cl2/Hg。如果溶液中Cl-浓度为0.010 molL-1,Hg2Cl2/Hg电对的电位为多少?解:Hg2Cl2 + 2e- = 2Hg +
2、2Cl- (jqHg22+/Hg = 0.796 V Ksp = 1.310-18 ) Cl- = 1 molL-1: jqHg2Cl2/Hg = 0.796 + (0.059lg1.3 10-18 ) /2 = 0.268 (V)Cl- = 0.01molL-1: jqHg2Cl2/Hg = 0.796 + (0.059lg1.3 10-18 ) /2 -(0.059lg0.012 )/2 = 0.386 (V)3找出以下半反应的条件电极电位。(已知jq = 0.390 V, pH = 7.0, 抗坏血酸pKa1 = 4.10, pKa2 = 11.79)脱氢抗坏血酸 抗坏血酸解:半反应设为
3、:A2-+ 2H+ + 2e- = H2A E0=E0+ (0.059/2)lgOxH+2/Red= E0+ (0.059/2)lgcAH+2/cH2A= E0+ (0.059/2)lgA H+2/H2A+lgc/c= E0+ (0.059/2)lg ka1 ka2 H+2/H+2E0= E0 + (0.059/2)lgka1 ka2= 0.390V + (0.059/2)lg 10-4.1010-11.79 = 0.390V0.469V = -0.0788V4在1 mol.L-1HCl溶液中用Fe3+溶液滴定Sn2+时,计算:(1)此氧化还原反应的平衡常数及化学计量点时反应进行的程度;(2)
4、滴定的电位突跃范围。在此滴定中应选用什么指示剂?用所选指示剂时滴定终点是否和化学计量点一致?解: 2Fe3+ + Sn2+ 2Fe2+ + Sn4+(jqFe3+/Fe2+ = 0.68 V, jqSn4+/Sn2+ = 0.14 V )(1) K = 2.0 1018 x = 99.9999 % 或 反应到计量点时剩余的Sn2+为 = 7.910-5 %化学计量点时反应进行到: 17.9 10-5 % = 99.999921%(2)化学计量点前0.1%:(V)化学计量点后0.1%: (V)化学计量点: (V)(3)选用亚甲基兰作指示剂(jqIn = 0.36 V)。5计算pH = 10.0,
5、c (NH3) = 0.100 mol.L-1 Zn2+/Zn的溶液中电对的条件电极电位(忽略离子强度的影响)。已知锌氨配离子的各级累积稳定常数为:lgb1 =2.27, lgb2 = 4.61, lgb3 = 7.01, lgb4 = 9.06;NH4+的离解常数为Ka =10-9.25。解: Zn2+ + 2e- Zn (jq = -0.763 V) 而又a NH3(H) = c(NH3)/ NH3 则NH3 = 0.1/100.072= 10-1.072(molL-1)6在酸性溶液中用高锰酸钾法测定Fe2+时,KMnO4溶液的浓度是0.02484 molL-1,求用 (1)Fe;(2)
6、Fe2O3;(3) FeSO47H2O表示的滴定度。解:5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 4 H2O 故 MnO4- 5 Fe2+ 5 Fe 5/2 Fe2O3 5 FeSO47H2O 7. 称取软锰矿试样0.500 0g,在酸性溶液中将试样与0.6700g纯Na2C2O4充分反应,最后以0.0200 0 mol.L-1 KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,至终点时消耗30.00 mL。计算试样中MnO2的质量分数。解:有关反应为:MnO2 + C2O42- + 4 H+ Mn2+ + 2 CO2 + 2 H2O 2MnO42- + 5 C2O42
7、- + 16 H+ 2 Mn2+ +10 CO2 + 8 H2O 故: MnO2 C2O42- 2MnO42- 5C2O42- 8称取褐铁矿试样0.4000g,用HCl溶解后,将Fe3+还原为Fe2+,用K2Cr2O7标准溶液滴定。若所用K2Cr2O7溶液的体积(以mL为单位)与试样中Fe2O3的质量分数相等。求K2Cr2O7溶液对铁的滴定度。解: Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 Fe2+ + 7 H2O 1 6 = 9盐酸羟氨(NH2OHHCl)可用溴酸钾法和碘量法测定。量取20.00 mL KBrO3溶液与KI反应,析出的I2用0.1020 mol.
8、L-1 Na2S2O3滴定,需用19.61 mL。1 mL KBrO3溶液相当于多少毫克的NH2OH.HCl?解:有关反应为:BrO3- + 5 Br- + 6 H+ 3 Br2 + 3H2O Br2 +2 I- 2 Br- + I2I2 + 2 S2O32- 2 I- + S4O62-故:BrO3- 3 Br2 3 I2 6 S2O32- NH2OHHCl中“N”氧化数为“-1”,被氧化后生成“N2”氧化数变为“0”,1KBrO36 NH2OHHCl,T NH2OHHCl / KBrO3 = 6c (BrO3-) M(NH2OHHCl)= 6 0.01667 molL-1 69.49g/mo
9、l 10-3 = 0.006950gmL-1= 6.950(mgmL-1)10称取含KI之试样1.000g溶于水。加10.00 mL 0.05000 mol.L-1 KIO3溶液处理,反应后煮沸驱尽所生成的I2,冷却后,加入过量KI溶液与剩余的KIO3反应。析出的I2需用21.14 mL 0.1008 mol.L-1 Na2S2O3溶液滴定。计算试样中KI的质量分数。解:有关反应为: 5I- + IO3- + 6 H+ 3 I2 + 3 H2O I2 + 2 S2O32- 2 I- + S4O62- 故: 5 I- IO3- 3 I2 6 S2O32- 11将1.000g钢样中的铬氧化成Cr2
10、O72-,加入25.00 mL 0.1000 mol.L-1 FeSO4标准溶液,然后用0.01800 mol.L-1 KMnO4标准溶液7.00 mL回滴剩余的FeSO4溶液。计算钢样中铬的质量分数。答:有关反应为:Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 Fe2+ + 7 H2O5 Fe2+ + MnO4- + 8 H+ 5 Fe3+ + Mn2+ + 8 H2O 故:2 Cr Cr2O72- 6 Fe2+ MnO42- 5Fe2+ 1210.00 mL市售H2O2(相对密度1.010)需用36.82 mL 0.02400 mol.L-1 KMnO4溶液滴定,
11、计算试液中H2O2的质量分数。解:5 H2O2 + 2 MnO4- + 6 H+ 5 O2 + 2 Mn2+ + 8 H2O 故:5 H2O2 2 MnO4-13称取铜矿试样0.6000g,用酸溶解后,控制溶液的pH为3.04.0,用20.00 mL Na2S2O3溶液滴定至终点。1mL Na2S2O3溶液相当于0.004175g KBrO3。计算Na2S2O3溶液准确浓度及试样中Cu2O的质量分数。解:有关反应为:6 S2O32- + BrO3- + 6 H+ 3 S4O62- + Br- + 3 H2O 2Cu2+ + 2 S2O32- 2 Cu+ + S4O62-故: 6 S2O32-
12、BrO3-6 mol 167.01 gc110-3 0.004175又 2 S2O32- 2 Cu Cu2O14 现有硅酸盐试样1.000g,用重量法测定其中铁及铝时,得到Fe2O3 + Al2O3沉淀共重0.5000 g。将沉淀溶于酸并将Fe3+还原成Fe2+后,用0.03333 mol.L-1 K2Cr2O7溶液滴定至终点时用去25.00 mL。试样中FeO及Al2O3的质量分数各为多少? 解:有关反应为:Cr2O72- + 6 Fe2+ + 14 H+ 2 Cr3+ + 6 Fe2+ + 7 H2O故:6 FeO 3 Fe2O3 6 Fe Cr2O72- 又15称取含有As2O3与As2
13、O5的试样1.500 g,处理为含AsO33-和AsO43-的溶液。将溶液调节为弱碱性,以0.05000 mol.L-1碘溶液滴定至终点,消耗30.00 mL。将此溶液用盐酸调节至酸性并加入过量KI溶液,释放出的I2再用0.3000 mol.L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗30.00mL。计算试样中As2O3与As2O5的质量分数。 解:有关反应: H3AsO3 + I2 + H2O H3AsO4 + 2 I- + 2 H+ (弱碱介质中) (1)H3AsO4 + 2 I- + 2 H+ H3AsO3 + I2 + H2O (酸性介质中) (2)I2 + 2 S2O32- 2 I-
14、+ S4O62- (3)故: As2O3 2H3AsO3 2 I2 又: As2O5 2 H3AsO4 2 I2 4 S2O32-参与(2)式反应的H3AsO4也包括(1)生成的H3AsO416漂白粉中的“有效氯”可用亚砷酸钠法测定,现有含“有效氯”29.00%的试样0.3000g,用25.00mL Na3AsO3溶液恰能与之作用。每毫升Na3AsO3溶液含多少克的砷?又同样质量的试样用碘法测定,需要Na2S2O3标准溶液(1 mL相当于0.01250 g CuSO4.5H2O)多少毫升?解:(1) Ca(OCl)Cl + Na3AsO3 CaCl2 + Na3AsO4 Ca(OCl)Cl + 2 H+ Cl2 + Ca2+ + H2O 故: Ca(OCl)Cl Cl2 Na3AsO3 每毫升Na3AsO3含砷的克数(2) Cl2 + 2 I- 2 Cl- + I2 I2 + 2 S2O32- 2 I- + S4O62-2Cu2+ + 4 I- 2 CuI + I2