中学化学竞赛试题-碘量法滴定.docx

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1、中学化学竞赛试题资源库碘量法滴定A组 D在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素以简称(VC),VC又称抗坏血酸。如每升新鲜橙汁中,VC含量在500mg左右它易被空气中氧气或其他氧化剂氧化。某校课外活动小组用滴定法测定了某种待测橙汁中VC的含量,其测定的主要化学反应是I22HI(VC) (脱氢VC)关于此滴定实验的以下说法中,不正确的是A 用标准碘溶液进行滴定时可用12滴淀粉溶液作指示剂B 滴至混合液蓝色刚刚褪去时即为滴定终点C 滴定时要剧烈摇动锥形瓶使反应进行完全D 20.00mL待测橙汁用7.50×103mol/L的碘溶液15.00mL正好滴至终点,该待测橙汁中Vc含量为990m

2、g/L (1)见光分解;还有KMnO4溶液、AgNO3溶液等。(2)驱赶CO2(可能促使Na2S2O3分解),杀死细菌。配制Na2S2O3溶液的步骤是:称取所需量的Na2S2O3·5H2O晶体,溶于新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水中制成一定体积的溶液,置于棕色瓶中保存。(附:配制时加入少量Na2CO3使溶液呈碱性,以抑制细菌繁殖)(1)为什么要贮存于棕色瓶中?(顺便请回忆,还有什么试剂的溶液也应贮存于棕色瓶)(2)为什么要溶于新煮沸而又迅速冷却的蒸馏水中? (1)生成I3离子,减少I2挥发;(2)、(3)、(4)都是为了减少I2挥发,对于(4)还可减少I离子被氧化。(5)在酸性条件下,I离

3、子被O2氧化为I2。进行含I2溶液的滴定反应时:(1)为什么要加入过量的KI(一般过量2倍)?(2)为什么要置于碘量瓶(右图所示)中?(3)为什么反应的温度要低(不是要用冰水冷却)?(4)为什么滴定过程中要避免剧烈振荡含I2的溶液?(5)以淀粉溶液为指示剂,当滴入的Na2S2O3溶液恰好使锥形瓶内溶液显无色时,即为终点。此液置于空气中,经约5min后,为什么溶液又显色? 0.025g以K2Cr2O7为基准物质,采用析出I2的方式标定约0.020mol/L Na2S2O3溶液的浓度。反应过程如下:称取一定量K2Cr2O7配成标准溶液100mL,移取此标准溶液25.00mL,加入KI固体并酸化,盖

4、上表面皿并置于暗处反应5min。加入100mL水,立即用0.020mol/L Na2S2O3溶液滴定,消耗Na2S2O3溶液25.00mL。已知天平称量的绝对误差为0.2mg。求所需K2Cr2O7的质量为多少? (1)ClO2I2HClI2H2O (2)2.52%在碘量瓶(一种专用锥形瓶)中加入5.00mL的NaClO漂白液(密度为1.00g/mL,再加入过量的KI溶液。然后,加入适量稀H2SO4,立即以淀粉溶液为指示剂,用0.100mol/L Na2S2O3溶液滴定,到达终点时消耗Na2S2O3溶液33.8mL。(已知:I22Na2S2O3Na2S4O62NaI)(1)写出NaClO与KI反

5、应的离子方程式:(2)计算漂白液中NaClO的质量分数w(NaClO)。 45mg 合格为了预防碘缺乏病,国家规定每千克食盐中应含有4050mg的碘酸钾。为检验某种食盐是否为加碘的合格食盐,某同学取食盐样品428g,设法溶解出其中全部的碘酸钾。将溶液酸化并加入足量的碘化钾淀粉溶液,溶液呈蓝色,再用0.030mol/L的硫代硫酸钠溶液滴定,用去18.00mL时蓝色刚好褪去。试通过计算说明该加碘食盐是否为合格产品。有关反应如下:IO35I6 H3I23H2OI22S2O322IS4O62 (三)10%淀粉溶液;(四)(2)酸式滴定管;(3)溶液变为蓝色。(五)(1)不能,防止维C被空气中氧气氧化;

6、(2)990mg/L;(3)C,C,C。维生素C(简称维C)是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6,人体缺乏这种维生素能得坏血症,所以维C又称抗坏血酸。维C易被空气中的氧气氧化。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维C,如新鲜橙汁中维C的含量在500mg/L左右。校课外活动小组测定了某牌子的软包装橙汁中维C的含量,下面是测定分析的实验报告(请填写有关空白):(一)测定目的:测定××牌软包装橙汁中维C的含量(二)测定原理:C6H8O6I2C6H6O62H2I(三)实验用品及试剂:(1)仪器和用品:(自选,略)(2)试剂:指示剂_(填名称),浓度为7.5&

7、#215;103mol/L标准碘溶液,蒸馏水等(四)实验过程:(1)洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗后装入标准碘溶液待用(2)打开橙汁包装,目测:颜色橙黄色,澄清度好。用_(填仪器名称)向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。(3)用左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,直至滴定终点,滴定终点的现象是_。(五)问题讨论:(1)滴定时能否剧烈摇动锥形瓶?_,为什么?_。(2)若经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积为15.00mL,则此橙汁中维C的含量是_mg/L。(3)从数据分析,此软包装橙汁是否纯天然橙汁?_(A、是 B、可能 C、不是)。制造商

8、可能采取的做法是_(A、加水稀释天然橙汁 B、橙汁被浓缩 C、将维C作为添加剂),你是否同意这种做法?_(A、同意 B、不同意 C、调查后再作结论)。 (1)2MnO45H2O26H2Mn25O2十8H2O(2)淀粉溶液(3)(4)否抗击“非典”期间,过氧乙酸(CH3OOH)是广为使用的消毒剂。它可由H2O2和冰醋酸反应制取,所以在过氧乙酸中常含有残留的H2O2。测定产品中过氧乙酸浓度c0。涉及下列反应: MnO4H2O2HMn2O2十H2O H2O22I2HI22H2O CH3COOH2I2HCH3COOHI2H2O请回答以下问题:(l)配平反应的离子方程式(配平系数填人以下方框内):MnO

9、4H2O2HMn2O2十H2O(2)用Na2S2O3标准溶液滴定I2时(反应)选用的指示剂是 。(3)取b0 mL待测液,用硫酸使溶液酸化,再用浓度为a1 mol·的KmnO4标准溶液滴定其中的H2O2,耗用的KMnO4体积为b1 mL(反应,滴定过程中KmnO4不与过氧乙酸反应)。另取b0 mL待测液,加入过量的KI,并用硫酸使溶液酸化,此时过氧乙酸和残留的H2O2都能跟KI反应生成I2(反应和)。再用浓度为a2 mol·的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,耗用Na2S2O3溶液体积为b2 mL。请根据上述实验数据计算过氧乙酸的浓度(用含a1、a2、b0、b1、b2的

10、代数式表示)。c0 。(4)为计算待测液中过氧乙酸的浓度c0,加入的KI的质量已过量但没有准确称量,是否影响测定结果 (填是或否) (1)2/3(2)C6H8O64I2C6H6O62I2H(3)792.5mg/mol柠檬果汁中含有维生素C(C6H8O6,简写成Vc)是个还原剂,它能被I2氧化生成C6H6O6。当前市场上测定柠檬果汁中Vc含量的方法是取10.00mL果汁,用醋酸酸化,再加入20.00mL 0.02500mol/L标准碘溶液,然后以淀粉溶液作指示剂,最后用0.01000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定过量的I2,消耗Na2S2O3溶液10.00mL。(1)Vc中碳元素的平均氧

11、化数是 。(2)写出Vc与I2反应的离子方程式。(3)此份果汁中含Vc mg/100mL果汁。 (1)煮沸是为了除去溶液中溶液的O2,避免维生素C被O2氧化,冷却是为了减缓滴定过程中维生素C与液面上空气接触时被氧化的速度。(2)92.40%维生素C(又名抗坏血酸,分子式为C6H8O6)具有较强的还原性,放置在空气中易被氧化,其含量可通过在弱酸性溶液中用已知溶液的I2溶液进行滴定。该反应的化学方程式如下:C6H8O6I2C6H6O62HI现欲测定某样品中维生素C的含量,具体的步骤及测得的数据如下。取10mL 6mol·L1CH3COOH,加入100mL蒸馏水,将溶液加热煮沸后放置冷却。

12、精确称取0.2000g样品,溶解于上述冷却的溶液中,加入1mL淀粉指示剂,立即用浓度为0.05000mol·L1的I2溶液进行滴定,直至溶液中的蓝色持续不褪为止,共消耗21.00mL I2溶液。(1)为何加入的CH3COOH稀溶液要先经煮沸、冷却后才能使用?(2)计算样品中维生素C的质量分数。 计算过程:先计算出Na2S2O3标准溶液的浓度;然后用Na2S2O3标准溶液标定I2标准溶液的浓度;再根据I2标准溶液的浓度计算抗坏血酸的质量分数。计算结果:Na2S2O3标准溶液的浓度为0.05062 mol/L;I2标准溶液的浓度为0.02494 mol/L;抗坏血酸的质量分数平均值为0.

13、2491;维生素C又称抗坏血酸,广泛存在于水果、蔬菜中,属于外源性维生素,人体不能自身合成,必须从食物中摄取。其化学式为C6H8O6,相对分子量为176.1,由于分子中的烯二醇基具有还原性,能被I2定量地氧化成二酮基,半反应为:C6H8O6C6H6O62H2e j y 0.18V因此,可以采用碘量法测定维生素C药片中抗坏血酸的含量。具体实验步骤及结果如下:(1)准确移取0.01667mol/L的K2Cr2O7标准溶液10.00mL于碘量瓶中,加3mol/L H2SO4溶液10mL,10% KI溶液10mL,塞上瓶塞,暗处放置反应5min,加入100mL水稀释,用Na2S2O3标准溶液滴定至淡黄

14、色时,加入2mL淀粉溶液,继续滴定至溶液由蓝色变为亮绿色。平行三次实验,消耗Na2S2O3标准溶液平均体积为19.76mL。(2)准确移取上述Na2S2O3标准溶液10.00mL于锥瓶中,加水50mL,淀粉溶液2mL,用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪。平行三次实验,消耗I2标准溶液平均体积为10.15mL。(3)准确称取0.2205g的维生素C粉末(维生素C药片研细所得)于锥瓶中,加新煮沸过并冷却的蒸馏水100mL,2 mol/L HAc溶液10mL,淀粉溶液2mL,立即用I2标准溶液滴定至蓝色且30s不褪,消耗12.50mL。(4)重复操作步骤(3),称取维生素C粉末0.2176g,消耗

15、I2标准溶液为12.36mL;称取维生素C粉末0.2332g,消耗I2标准溶液为13.21mL。根据以上实验结果计算出该维生素C药片中所含抗坏血酸的质量分数。B组 0.57g一溶液中的碘能与0.112M的Na2S2O3溶液40rnL恰好反应,问该溶液含有多少克I2? (1)Fe3 Fe(OH)3沉淀 Zn2 Cu2 Zn(NH2)42 Cu(NH3)42 (2)弱酸性溶液 (3)Fe3,可使Fe3与F作用生成稳定的FeF63配离子用碘量法测定某含铜矿石中的铜。原理如下:2Cu24I2CuII2 I22S2O322IS4O62以淀粉为指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定至蓝色刚好消失即为反应终点

16、。(1)矿样溶解后,溶液中含有Fe3、Zn2、Cu2等离子。向溶液中加入NH4Cl和NH3·H2O后, 以 形式沉淀出来; 分别以 形式存在于溶液中。(2)碘量法需在中性或酸性条件下进行,以上溶液需要 。(3)以上离子中 离子对碘量法测铜有严重干扰。还需要加入掩蔽剂NH4F,它的作用是 。 (1) (2)2Cu24I2CuII2 (3) (4)天平、烧杯、锥形瓶、碱式滴定管 (5)偏高; Fe3可氧化I生成I2,使I2的量增加,消耗Na2S2O3的量增多。 (6)Pb2、Zn2的氧化性比Cu2的氧化性弱,不能氧化I。黄铜是一种铜锌合金,除含铜和锌外,还含有少量铅、铁等杂质。为了测定黄

17、铜中铜的百分含量,实验共分为五步完成:用21的浓硝酸在加热条件下溶解黄铜屑,使Cu、Zn、Pb、Fe转化成Cu2、Zn2、Pb2、Fe3进人溶液;用21的氨水中和溶液中过量的硝酸(用弱酸调pH值确保各种金属阳离子不沉淀),并无损移入250mL锥形瓶中;称取黄铜屑0.1g放入小烧杯中;加入NH4HF2溶液,使Fe3变成不参与反应的FeF63离子,然后再加入过量KI溶液;用浓度为0.06mol/L的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色时,加入0.2%的淀粉溶液作指示剂继续滴定至终点。滴定反应方程式为:2Na2S2O3I22NaINa2S4O6。重复滴定3次,平均耗用Na2S2O3溶液为15.80m

18、L。(1)用编号填出实验步骤的正确操作顺序为 (2)根据已知事实写出测定含铜量过程中加入KI溶液后发生反应的离子方程式:(3)根据已知数据写出计算含铜量的数学式 (4)本实验用到的化学仪器(滴管、玻棒、酒精灯除外)有 (5)如果不加NH4HF2会使测定结果 (填偏高、偏低、无影响),原因是 (6)溶液中Pb2、Zn2不影响实验结果的原因是 94.86%现有不纯的KI试样0.3500g,在硫酸溶液中加入0.1942g K2CrO4处理,煮沸除去生成的I2,然后加过量的KI,使之与剩余的K2CrO4作用,析出的I2可与10.0mL 0.1000mol/L的Na2S2O3完全反应。计算原试样中KI的

19、质量分数。 0.09363 g含有一定量As2O3的样品被制成溶液,其中砷转变为H3AsO3。将此溶液与标准碘溶液混合有以下反应:H3AsO3I2H2OH3ASO42I2H当达到由I2褪色所指示的反应终点时,需要40.27mLI2溶液。标准溶液是由0.4192g纯KIO3、过量的KI以及酸混合,并将其准确稀释到250.0mL而制得。I2是根据下面的反应形成的:IO35I6H3I23H2O试计算样品中的As2O3质量? CuSO4·5H2O 93.00%称取某蓝色晶体试样0.50000g,加热灼烧后变白色,加水溶解,成为蓝色溶液,加过量氨水,蓝色更深,通入H2S气体,得黑色沉淀,离心分

20、离后,分离液加入HClBaCl2,有白色沉淀生成。黑色沉淀加入HNO3后溶解,析出黄色沉淀,将此沉淀过滤分离,滤液加氨水至弱酸性,再加入1.5g KI,以淀粉为指示剂,用0.1000 mol/L Na2S2O3滴定至终点,用去18.60mL。请写出此化合物的化学式以及、的化学方程式,并计算该晶体样品的纯度。 (1)4FeS211O22Fe2O38SO2,Fe2O33H22Fe3H2O,Fe2HClFeCl2H2,2FeCl2H2O24NH34H2O2Fe(OH)34NH4Cl,Fe(OH)33HClFeCl33H2O,2FeCl32KI2FeCl2I22KCl,I22Na2S2O3Na2S4O

21、62NaI。(2)45.4%焙烧1.10g黄铁矿,将形成的焙砂在氢气流中灼烧。这样得到的物质在加热下用过量盐酸处理,向此溶液中加入过氧化氢并用氨饱和。定量地分出形成的沉淀,将其溶解在盐酸中,加入过量的碘化钾。为了使得到的溶液褪色,准确地滴加了50mL 0.11mol/L的硫代硫酸钠溶液。(1)写出所有反应的化学方程式;(2)计算黄铁矿中杂质的含量,注意整个反应是定量进行的。 (1)MA0.159×1000/0.1000×25.0063.6g/molA:Cu B:CuCl C:H2CuCl3(或HCuCl2或H3CuCl4)(2)CuCl2CuCl2 2CuCl22CuClC

22、l2CuCl2HClH2CuCl3(或CuClHClHCuCl2或CuCl3HClH3CuCl4)某不活泼金属A重0.159g,在氯气中燃烧后,所得到产物经高温灼烧,恒重后得B,溶于浓盐酸中得到黄色溶液C。此金属在氯气中燃烧后的产物再经高温灼烧时所得气体通入KI溶液后,再用0.1000mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗25.00mL Na2S2O3溶液。(1)通过计算写出A、B、C的化学式。(2)写出由A变成C的化学反应方程式。 (1)1.664mol/L(2)由于标准溶液中含KIO3和KI,在碱性介质中不会发生生成I2的反应,所以需要碱性。当标准溶液滴入吸收液时,介质由碱性变

23、成酸性,则发生如下反应:IO35I6H3I23H2O I2SO22H2O2ISO424H 吸收液必须酸性。(3)0.0320%现用如下方法测定钢铁中硫的含量:先准备一只吸收瓶,瓶中盛有50.0mL 0.40%的酸性淀粉溶液(内含0.0075g KI),再往其中滴入1滴标准碘酸钾溶液,注意此时溶液的颜色。把试样放在O2中充分燃烧,生成的气体通入上述吸收瓶,同时用装有标准碘酸钾溶液的滴定管不断进行滴定,以溶液恢复到起始时的颜色为终点。标准碘酸钾溶液的配制方法如下:称取0.3560g基准碘酸钾溶于适量水中,移到1L容量瓶中,加入1.0mL 10% KOH溶液,稀释到刻度,摇匀。移取100.0mL此液

24、至另一只1L容量瓶中,加入1.000g KI,溶解后,加水稀释到刻度,摇匀,以此液为滴定液。(1)计算碘酸钾标准溶液(滴定液)的物质的量浓度。(2)为什么淀粉溶液要配成酸性溶液?而碘酸钾标准溶液却配成碱性溶液?(3)若钢样为0.5000g,消耗碘酸钾标准溶液的体积为10.00mL,计算钢样中硫的质量分数?(必须写出滴定反应方程式) (1)Pb2CrO42PbCrO4 2PbCrO42H2Pb2Cr2O72H2O Cr2O7214H6I2Cr33I27H2O 2S2O32I2S2O422I (2)WPb41.4%称取含铅试样0.500g,用HNO3溶解,然后用1mol/LNaOH溶液将试液调至中

25、性,加入足量K2CrO4溶液,铅完全生成铬酸铅沉淀;将沉淀过滤洗净,用酸溶解,调节溶液为酸性;再加入足量的KI溶液,释放出I2;用0.100mol/LNa2S2O3溶液滴定至终点时,消耗30.0mL。已知M(Pb)207g/mol。(1)写出上述、步主要离子反应方程式;(2)写出该含铅试样中Pb的质量分数计算式和结果。 (1)取V体积的I2KI水溶液用Na2S2O3水溶液滴定,测得C1CI2(H2O)。再取V体积的I2KI水溶液,加入V体积的CCl4,达分配平衡后用分液漏斗将CCl4相分开,然后用Na2S2O3水溶液滴定,得C2,因此,CI2(CCl4)C1C2,该值应是几轮结果的平均值。 (

26、2)KD(1KI)D(1KI)(C1C2)/C2已知碘的碘化钾水溶液里存在如下的化学平衡:I2十II3其平衡常数为:KI3/I2I。式中的方括号均表示各物质的平衡浓度;而碘的总浓度CI2I2I3。在碘的碘化钾水溶液里加入四氯化碳,碘将分配于水和四氯化碳两种液相中,达平衡时平衡常数:KDI2CCl4/I2H2O。式中的方括号分别表示碘在四氯化碳和水中的平衡浓度,而CI2(CCl4)/ CI2(H2O)D,则称为分配比。(1)通常测定水溶液中的碘的方法是用已知浓度的Na2S2O3水溶液滴定,因为下面的反应是定量进行的,并可用淀粉作为指示剂:2Na2S2O3I2Na2S4O62NaI请设计一个实验方

27、案来测定碘在水和四氯化碳中的浓度(不要求写出实验的细节)。(2)写出用你的实验测得的碘的浓度来计算KD值的数学关系式。 (1)IHIO33I26Na2S2O3(增大了6倍)(2)1 mol I离子相当于36mol Na2S2O3(增大了36倍)(3)I4HIO312I224Na2S2O3(增大了四倍)。对于某些含量少而不易测准的成分,可用倍增反应。以I离子为例:(1)量取一定体积含I离子量很少的溶液,加过量氯水发生下列反应:3Cl2I3H2O6HClIO3、加热驱赶残余的Cl2后。冷却、酸化并加入过量的KI晶体,再用已知浓度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2。问原溶液中1mol I离子相当于多

28、少摩的S2O32离子?(2)按第(1)项操作在驱赶Cl2后用CCl4萃取水中的I2,(室温)平衡时,c(I2,CCl4)/c(I2,H2O)85,把I2反萃取到水相(使I2还原为I离子进入水相)。然后对它按第(1)项的要求实验,即加氯水成无色溶液为终点。这样,原溶液中1 mol1离子相当于多少摩S2O32离子?(3)IO4离子和I离子发生定量反应的化学方程式为:3IO4I4IO3。实验步骤是:往一定体积含少量I离子的溶液中加适度过量的IO4离子,而后加(NH4)2MnO4和过量的IO4离子反应(称为掩蔽),再酸化、加过量KI,用已知浓度的Na2S2O3溶液滴定生成的I2。此反应过程中,原溶液中

29、I离子增大多少倍? 0.125g293K时,在0.5L饱和Cu(IO3)2溶液中,加入足量的KI和稀H2SO4的混合液,充分反应后生成CuI、I2、K2SO4和H2O。过滤除去CuI沉淀后,在滤液中滴入几滴淀粉液,溶液变蓝再用0.125mol/L Na2S2O3溶液滴定,在滴定过程中发生如下反应:2Na2S2O3I22NaINa2S4O6,当消耗0.177L的Na2S2O3溶液时,溶液的蓝色恰好褪去,求Cu(IO3)2在293K时的溶解度。(已知饱和Cu(IO3)2溶液的密度为1.0025g/cm3) (1)4BaO·Y2O3·4CuO·Cu2O3(2)4YBa2

30、Cu3O752H4Y38Ba212Cu226H2OO2(3)淀粉溶液(4)c(V2V1)×103×64/m×100% c(2V1V2)×103×64/m×100%YBa2Cu3O7是近年来被科学家发现的一种高温超导材料。YBa2Cu3O7中,Y、Ba、O三种元素都有固定的化合价,分别为3、2、2,而Cu是2和3的混合价态。2/3的铜以Cu2形式存在,1/3的铜以罕见的Cu3形式存在。确定铜的价态曾经是最关键的一环,可以通过碘量法得到解决。碘量法测定样品中的Cu3和Cu2的简要设计方案(已知Cu33ICuII2,2Cu24I2CuII2

31、,2S2O32I2S4O622I)。步骤:称取YBa2Cu3O7样品mg步骤:将上述样品溶于稀酸步骤:加入过量的KI溶液,再用C mol/L的Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液V1 mL步骤:称取YBa2Cu3O7样品m g 步骤:将上述样品溶于含有过量KI溶液步骤:再用上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2,消耗Na2S2O3标准溶液V2 mL(1)YBa2Cu3O7拆成氧化物的形式 。(2)将YBa2Cu3O7用稀酸溶解,Cu3全部变为Cu2。写出该反应的离子方程式 。(3)步骤和中所用指示剂为 。(4)样品中Cu3、Cu2的质量分数分别为 、 (用m、C、

32、V1、V2等表示) (1)2 3 (2)2CuCu2Cu,CuI溶解度很小,体系中Cu大量减小而使平衡向左移动。 (3)I22S2O32S4O622I;中性环境中; 在强酸性溶液中S2O32遇酸分解,S2O322HSO2十SH2O;且I易被空气氧化,4IO24H2I22H2O 在碱性溶液中:S2O324I210OHSO428I5H2O;3I26OHIO35I3H2O 上述的反应的发生,使定量反应难以准确。 (4)5321281(或0.4151,12.408) (5)6.94YBaxCuyOz是近年来被科学家发现的一种高温超导材料。YBaxCuyOz中,Y、Ba、O三种元素都有固定的化合价,分别

33、为3、2、2,而Cu是2和3的混合价态。该化合物的结构如右图所示,可确定化学式中x、y的值,而z的值,现可用碘量法测Cu,进而求得z值。取4.00×102gYBaxCuyOz样品,用稀盐酸溶解,在氮气保护下加1g KI固体。样品中的Cu3和Cu2分别氧化KI,用0.0100 mol·L1 Na2S2O3溶液滴定得到的I2,终点时消耗23.45 mL。(Cu33ICuII2,2Cu24I2CuII2)。另取一份质量相等的YBaxCuyOz样品,用稀盐酸溶解,煮沸,使其中的Cu3全部转化为Cu2,冷却后用碘量法滴定,终点时消耗0.0100 mol·L1 Na2S2O3

34、 18.13mL。(在滴定时S2O32转变成S4O62)请回答下列问题:(1)的化学式中x 、y 。(2)Cu在酸性环境中极易歧化,但为何Cu2与I能生成CuI(一价铜化合物)?(3)写出在滴定过程中的离子方程式;该反应适合在何种环境(酸碱性)下进行,为什么?(4)求出Cu3和Cu2的物质的量之比。(5)求出z值。 (1)第4周期,B族。 (2)Ar3d8 (3)4YBa2Cu3O752H4Y38Ba212Cu226H2OO2 (4)实验步骤A:称取试样ms(g),溶于稀酸,将全部Cu3转化为Cu2。加入过量KI:2Cu24I2CuII2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(以淀粉为指示

35、剂)。 实验步骤B:仍称取试样ms(g),溶于含有过量KI的适当溶剂中,有关铜与I的反应分别为:2Cu24ICuII2(I3也正确) Cu33ICuII2(I3也正确) 再以上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(淀粉指示剂)。 显然,同样质量ms的YBa2Cu3O7试样,实验步骤B消耗的Na2S2O3的量将大于实验步骤A,实验结果将佐证这一点,表明在钛钡铜氧高温超导体中确实有一部分铜以Cu3形式存在。此外,不仅由实验步骤A可测得试样中铜的总量,而且由两次实验消耗的Na2S2O3量之差还可测出Cu3在试样中的质量分数。计算公式:设称取试样m1 g和m2 g,按2种方法进行滴定。设试样中Cu3

36、和Cu2的质量分数分别为w1和w2,则有A先将 Cu3还原成 Cu2后用碘量法进行简定,此时消耗S2O32的量为C1V1:2Cu22S2O322II2 (w1m1w2m1)/MCuc1V1×103 B直接用碘量法测定(试样量为m2 g),消耗S2O32为C1V2 Cu2S2O32 Cu3I22S2O32 (2w1m2w2m2)/MCuc1V2×103 由和解得:w1c1(V2m1V1m2)MCu×103/m1m2 w2c1(2V1m2V2m1)MCu×103/m1m2 若m1m2m,则w1c1(V2V1)MCu×103/m w2c1(2V1V2

37、)MCu×103/m新型节能材料高温超导体的最先突破是在1987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备化钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品紫色的硅酸铜钡。凑巧的是,后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘。对钇钡铜氧材料的分析表明,其组成为(Y3)(Ba2)2(Cu2)2(Cu3)(O2)7;三分之二的铜以Cu2形式存在,三分之一则以罕见的Cu3形式存在。确定铜的价态曾是最关键的一环,可通过经典的容量分析法间接碘量法得到解决。(1)给出Cu在周期表中的位置(周期和族)。(2)写出Cu3的核外电子排布。(3)将Yba2Cu3O7试样溶于稀酸,Cu3将

38、全部被还原为Cu2。写出试样在稀酸中溶解的离子反应方程式。(4)给出用间接碘量法测定Cu2和Cu3的简要设计方案,包括主要步骤、标准溶液(滴定剂)、指示剂和质量分数的计算公式式中的溶液浓度、溶液体积(mL)、物质的摩尔质量、试样质量(g)和质量分数请分别采用通用符号C、V、M、ms和w表示。 (1)4YBa2Cu3O752H4Y38Ba212Cu226H2OO2(2)实验步骤A:称取试样ms(g),溶于稀酸,将全部Cu3转化为Cu2。加入过量KI:2Cu24I2CuII2,再用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(以淀粉为指示剂)。 实验步骤B:仍称取试样ms(g),溶于含有过量KI的适当溶剂

39、中,有关铜与I的反应分别为:2Cu24ICuII2(I3也正确) Cu33ICuII2(I3也正确) 再以上述Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2(淀粉指示剂)。 显然,同样质量ms的YBa2Cu3O7试样,实验步骤B消耗的Na2S2O3的量将大于实验步骤A,实验结果将佐证这一点,表明在钛钡铜氧高温超导体中确实有一部分铜以Cu3形式存在。此外,不仅由实验步骤A可测得试样中铜的总量,而且由两次实验消耗的Na2S2O3量之差还可测出Cu3在试样中的质量分数。计算公式:设称取试样m1 g和m2 g,按2种方法进行滴定。设试样中Cu3和Cu2的质量分数分别为w1和w2,则有A先将 Cu3还原成 Cu2

40、后用碘量法进行简定,此时消耗S2O32的量为C1V1:2Cu22S2O322II2 (w1m1w2m1)/MCuc1V1×103 B直接用碘量法测定(试样量为m2 g),消耗S2O32为C1V2 Cu2S2O32 Cu3I22S2O32 (2w1m2w2m2)/MCuc1V2×103 由和解得:w1c1(V2m1V1m2)MCu×103/m1m2 w2c1(2V1m2V2m1)MCu×103/m1m2 若m1m2m,则w1c1(V2V1)MCu×103/m w2c1(2V1V2)MCu×103/m新型节能材料高温超导体的最先突破是在1

41、987年从新的钇钡铜氧材料的研究开始的。在制备钇钡铜氧高温超导体的同时,偶然得到了副产品紫色的硅酸铜钡。凑巧的是,后者正是发现于中国汉代器物上的被称为“汉紫”的颜料,还发现于秦俑彩绘。对钇钡铜氧材料的分析表明,其组成为(Y3)(Ba2)2(Cu2)2(Cu3)(O2)7;三分之二的铜以Cu2 形式存在,三分之一则以罕见的Cu3 形式存在。确定铜的价态曾经是最关键的一环,可通过经典的容量分析法间接碘量法得到解决。(1)将Yba2Cu3O7溶于稀酸,Cu3全部被还原为Cu2 。写出试样在稀酸中溶解的离子反应方程式。(2)给出用间接碘量法测定Cu2和Cu3 的简要设计方案,包括主要步骤、标准溶液(滴

42、定剂)、指示剂和质量分数的计算公式式中的溶液浓度、溶液体积(mL)、物质的摩尔质量、试样质量(g)和质量分数请分别采用通用符号c、V、M、ms 和表示。 (1)I3Br23H2OIO36Br6HIO35I6H3I23H2OI22S2O322IS2O42(2)36(3)0.370g/L(4)0.56Ml(5)法,体积测量相对误差为±0.1;法,体积测量相对误差为±3.6。结果表明:利用“化学放大”反应,可以用常量滴定方法测定低含量I,并可降低测量的相对误差,提高准确度。少量的碘化物可利用“化学放大”反应进行测定,其步骤如下:在中性或弱酸性介质中先用Br2将试样中I定量氧化成碘

43、酸盐,煮沸除去过量的Br2,然后加入过量的KI,用CCl4萃取生成的I2(萃取率E100)。分去水相后,用肼(即联氨)的水溶液将I2反萃取至水相(H2N·NH22I24IN24H)。再用过量的Br2氧化,除去剩余Br2后加入过量KI,酸化,淀粉作指示剂,用Na2S2O3标准溶液滴定,求得I的含量。(1)请写出上述过程的所有配平反应式。(2)根据有关反应的化学计量关系,说明经上述步骤后,试样中1mol的I可消耗几mol Na2S2O3?相当于“放大”到多少倍?(3)若在测定时,准确移取含KI的试液25.00mL,终点时耗用0.100mol/L Na2S2O3 20.06mL,请计算试液

44、中KI的含量(g/L)。(4)仍取相同体积的上述试液,改用0.100mol/L AgNO3作滴定剂,曙红作指示剂,试用最简便方法计算终点时所需滴定剂的体积(mL)。(5)在和所述的两种方法中,因滴定管读数的不准确性造成体积测量的相对误差各为多少?并请以此例,简述“化学放大”在定量分析中的意义。(滴定管读数误差为±0.02mL)。C组 此实验采用剩余滴定法(或回滴法),属于间接碘量法,其反应如下:I2与NaOH作用:I22NaOHNaIONaIH2ONaIO与C6H12O6定量作用:CH2OH(CHOH)4CHONaIONaOHCH2OH(CHOH)4COONaNaIH2O剩余的NaIO在碱性溶液中发生歧化反应:3NaIONaIO32NaI在酸性条件下:NaIO35NaI6HCl3I26NaCl3H2O用标准Na2S2O3溶液滴定析出的I2:I22Na2S2O3Na2S4O62NaI滴定碘法的反应条件非常重要,实验时要注意溶液的酸度,并要防止I2的挥发和空气氧化I。如反应溶液温度不能高、避免阳光照射(光照能促进I的氧化);析出I2后立即用Na2S2O3溶液滴定,滴定速度适当快些,且不要剧烈摇动溶液等。问题解答:若加减速度太快,过量的

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