题目内容

15.某工厂废水中含游离态氯,通过下列实验测定其浓度.
①取水样10.0mL于锥形瓶中,加入10.0mL 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,然后注入0.01mol•L-1 Na2S2O3溶液,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.
试回答下列问题:
(1)步骤①加入的指示剂是淀粉溶液.
(2)步骤②应使用碱式滴定管.
(3)步骤③当待测液由蓝色变为无色且不再变化即达终点,若耗去Na2S2O3溶液20.0mL,
则废水中Cl2的物质的量浓度为0.01mol/L.
(4)Cl2的实际浓度比所测浓度应偏小(“偏大”、“偏小”或“相等”),造成误差的原因是因为步骤②滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液(Na2S2O3溶液)润洗,测出的c(Cl2)大于实际浓度.(若认为没有误差,此问不答)

分析 (1)碘遇淀粉溶液变蓝色,当完全反应时,溶液褪色;
(2)硫代硫酸钠溶液显碱性,应选择碱式滴定管;
(3)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;结合化学方程式定量关系计算得到;
(4)根据碱式滴定管未用Na2S2O3溶液润洗,使得Na2S2O3溶液浓度偏小.

解答 解:(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,蓝色褪去;
故答案为:淀粉溶液;
(2)硫代硫酸钠溶液显碱性,应选择碱式滴定管;
故答案为:碱;
(3)碘遇淀粉变蓝色,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;Cl2+2I-=2Cl-+I2:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6.
Cl2~2Na2S2O3
1       2
n    0.01mol•L-1×0.0200L
n=0.0001ml
c(Cl2)=$\frac{0.0001mol}{0.0100L}$=0.01mol/L;
故答案为:蓝;无;0.01mol/L;
(4)碱式滴定管未用Na2S2O3溶液润洗,使得Na2S2O3溶液浓度偏小,消耗的Na2S2O3溶液体积偏大,测得I2的物质的量偏多,则游离态氯的浓度偏大,即氯的实际浓度比所测浓度会偏小;
故答案为:偏小;因为步骤②滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液(Na2S2O3溶液)润洗,测出的c(Cl2)大于实际浓度.

点评 本题考查了氧化还原滴定、中和反应滴定误差分析,注意掌握氧化还原滴定的原理和方法是解题的关键,题目难度中等.

练习册系列答案
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4.某研究性学习小组进行如下探究活动:
实验目的:探究Cl2、Br2、I2的氧化性强弱.
查阅资料:①常温下,高锰酸钾与浓盐酸反应产生氯气;②溴单质易挥发,碘单质易生华;③淀粉溶液遇到碘单质变蓝色;
④溴、碘在不同溶剂中所形成溶液(从稀到浓)的颜色变化如图所示.
水四氯化碳
溴黄→棕橙→橙红
碘深黄→褐紫→深紫
实验方案:该小组设计如图所示装置实验(夹持仪器已略去,装置气密性完好)
实验过程:
Ⅰ先打开弹簧夹,再打开活塞a,滴加浓盐酸
Ⅱ当B和C中的溶液都变黄时,加紧弹簧夹
Ⅲ当B中的溶液由黄色变为棕色时,关闭活塞a
Ⅳ…
回答以下问题:
(1)验证氯气的氧化性强于碘的实验现象是A中湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝,写出该反应的化学方程式Cl2+2KI═I2+2KCl;
(2)为验证溴的氧化性强于碘,过程Ⅳ的操作和现象是打开活塞b,将分液漏斗中的黄色溶液滴入D中,关闭活塞b,取下试管D振荡,静置,观察到D中CCl4层溶液变为紫红色,说明溴的氧化性强于碘,写出该反应的离子方程式2I-+Br 2=2Br-+I2;
(3)由实验得到的氯、溴、碘单质的氧化性由强到弱的顺序为Cl2>Br2>I2;
(4)你认为实验中为什么要加过程Ⅲ这一步操作,请简述个人观点B、C中的NaBr溶液的浓度和体积均相同,棕色溶液B含有的溴单质比黄色溶液C中的多,说明C中还存有溴离子,不存在氯气,确保了氯气不干扰溴与碘化钾的反应.

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