遵义市某工厂废水中含游离态氯(即含有氯分子Cl2),通过下列实验测定其浓度:
①取废水样10.0 mL于锥形瓶,加入10.0 mL KI溶液(足量),滴入指示剂2~3滴。
②取一滴定管依次用自来水,蒸馏水洗净,然后就注入0.01 mol·L-1的Na2S2O3标准液,调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6(Na2S4O6溶液为无色)。试回答下列问题:
(1)步骤①加入的指示剂是________。
(2)步骤①反应的离子方程式是___________________________________________。
(3)步骤③当待测液由________色变为________色且30 s不再变化即达终点,若耗去Na2S2O3溶液20.00 mL,则废水中Cl2的物质的量浓度为________。
(4)按照上述实验操作,最后会导致所测得的Cl2的物质的量浓度会比实际浓度________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(5)若读Na2S2O3溶液的体积不规范,没有平视,滴定前仰视,滴定后又俯视,最后会导致所测得的Cl2的物质的量浓度会比实际浓度________(填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
【答案】 (1). 淀粉溶液 (2). Cl2+2I-===I2+2Cl- (3). 蓝 (4). 无 (5). 0.01 mol·L-1 (6). 偏大 (7). 偏小
【解析】(1)溶液中有单质碘,加入淀粉溶液呈蓝色,碘与亚硫酸钠发生氧化还原反应,当反应终点时,单质碘消失,蓝色褪去;(2)Cl2能与KI溶液发生置换反应,方程式为Cl2+2KI=2KCl+I2,离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-;(3)碘遇淀粉溶液变蓝色,所以溶液呈蓝色,随反应I2+2Na2S2O3=2NaI+2Na2S4O6进行,溶液中没有碘,溶液由蓝色为无色,说明反应到终点,判断达到滴定终点的实验现象是滴最后一滴溶液,由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色;根据Cl2+2I-===I2+2Cl-,I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6确定关系式:
Cl2 ~2Na2S2O3
1 2
n 0.01mol•L-1×0.0200L
解得:n=0.0001mol
所以c(Cl2)=0.0001mol÷0.0100L=0.01mol/L;
(4)根据碱式滴定管未用Na2S2O3溶液润洗,使得Na2S2O3溶液浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标准)×V(标准)/V(待测)分析,c(待测)偏大;(5)若读Na2S2O3溶液的体积不规范,没有平视,滴定前仰视,滴定后又俯视,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=c(标准)×V(标准)/V(待测)分析,c(待测)偏小。
酸碱中和滴定:
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测 定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。
(1)原理:对于一元酸和一元碱发生的中和反应,C酸V酸=C碱V碱 或:C未知V未知=C标准V标准
(2)仪器:a.酸式滴定管 b.碱式滴定管c.铁架台d.滴定管夹e.锥形瓶 f.烧杯g.胶头滴管等
(3)装置图:
(4)操作步骤:
洗涤、检漏、水洗、润洗、装液、去泡、调液面记录、放待测液、加指示剂、滴定、记录、
计算、误差分析
(5)数据处理依据:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)误差分析:
①仪器润洗不当:
a.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗;
b.盛待测液滴定(移液)管用蒸馏水洗后未用待测液润洗;
c.锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;
②读数方法有误:
a.滴定前仰视,滴定后俯视;
b.滴定前俯视,滴定后仰视;
c.天平或量筒的使用读数方法错误;
③操作出现问题:
a.盛标准液的滴定管漏液;
b.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡
(或前无后有);
c.振荡锥形瓶时,不小心有待测液溅出;
d.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外;
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测 定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。
(1)原理:对于一元酸和一元碱发生的中和反应,C酸V酸=C碱V碱 或:C未知V未知=C标准V标准,
(2)仪器:a.酸式滴定管 b.碱式滴定管c.铁架台d.滴定管夹e.锥形瓶 f.烧杯g.胶头滴管等
(3)装置图:
(4)操作步骤:
洗涤、检漏、水洗、润洗、装液、去泡、调液面记录、放待测液、加指示剂、滴定、记录、
计算、误差分析
(5)数据处理依据:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)误差分析:
①仪器润洗不当:
a.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗;
b.盛待测液滴定(移液)管用蒸馏水洗后未用待测液润洗;
c.锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;
②读数方法有误:
a.滴定前仰视,滴定后俯视;
b.滴定前俯视,滴定后仰视;
c.天平或量筒的使用读数方法错误;
③操作出现问题:
a.盛标准液的滴定管漏液;
b.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡
(或前无后有);
c.振荡锥形瓶时,不小心有待测液溅出;
d.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外;
中和滴定中的误差分析:
中和滴定是一个要求较高的定量实验,每一个不当的或错误的操作都会引起误差。
对于一元酸与一元碱,由可知,
是准 确量取的体积,
是标准溶液的浓度,它们均为定值,所以
的大小取决于
的大小,
大则
大,
小则
小。
以标准酸溶液滴定末知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的不正确操作对实验结果的影响见下表:
中和滴定应注意的问题:
1.中和滴定中指示剂的使用与选择
(1)用量不能太多,常用2~3滴,冈指示剂本身也是有机弱酸或有机弱碱,若用量太多,会使中和滴定中需要的酸或碱的量增多或减少。
(2)指示剂的选择:中和滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙。石蕊试液由于颜色变化不明显,不易辨别,在滴定过程中不宜使用。
(3)酸、碱恰好完全反应时,终点溶液的pH应在指示剂的变色范围内,如强酸溶液滴定弱碱溶液应选用甲基橙作指示剂;强碱溶液滴定弱酸溶液应选用酚酞作指示剂。
(4)指示剂的变色:最好由浅到深,这样对比明显。如用强碱滴定强酸用酚酞作指示剂较好,当酚酞从无色变为粉红色(或浅红色)且半分钟内不褪色时即达到滴定终点。
2.欲减小实验误差的三点做法
(1)半分钟:振荡,半分钟内颜色不褪去,即为滴定终点。
(2)l一2min:滴定停止后,必须等待l~2min,让附着在滴定管内壁的溶液流下后,再进行读数。
(3)重复:同一实验,要做两到三次,两次滴定所用标准溶液的体积的差值不能超过0.02mL,再取平均值。
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