Question

14．滴定分析是一種操作簡便、準確度很高的定量分析方法，它可廣泛應用于中和滴定、氧化還原反應等滴定中．某研究性學習小組的同學利用滴定分析法進行下面兩項定量分析．
（1）測定NaOH和Na₂CO₃的混合液中NaOH的含量．實驗操作為：先向混合液中加過量的BaCl₂溶液使Na₂CO₃完全轉化成BaCO₃沉淀，然后用標準鹽酸滴定（用酚酞作指示劑）．
①向混有BaCO₃沉淀的NaOH溶液中直接滴入鹽酸，則終點顏色的變化為溶液的顏色由紅色變?yōu)闇\紅色，為何此種情況能測出NaOH的含量？能，酚酞的變色在堿性范圍內，此時只有NaOH與HCl反應．
②滴定時，若滴定管中的滴定液一直下降到活塞處才達到滴定終點，則能否由此準確地計算出結果？不能，滴定管的下端無刻度，若滴定液一直下降到活塞處，無法測出溶液的體積
（2）測定某品牌的碘鹽（含有碘酸鉀）中碘元素的百分含量．準確稱取5.0000g該碘鹽，溶于蒸餾水，然后與足量的KI溶液在酸性條件下混合（發(fā)生的反應為KIO₃+3H₂SO₄+5KI═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O），充分反應后將混合溶液稀釋至250mL，然后用5.0×10^-4mol•L^-1的Na₂S₂O₃標準溶液進行滴定（用淀粉作指示劑，反應為I₂+
2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-）．取用Na₂S₂O₃標準溶液應該用堿式式滴定管．有關實驗數值如表（第一次滴定終點的數據如圖所示，請將讀得的數據填入表中）．

滴定次數	待測液的體積（mL）	滴定前的讀數（mL）	滴定后的讀數（mL）
第一次	25.00	0.00	V=15.90
第二次	25.00	0.00	14.99
第三次	25.00	0.00	15.01

該碘鹽中碘元素的百分含量為0.03175%，下列操作中，會導致所測得的碘元素的百分含量偏大的是b．
a．滴定終點時，俯視刻度
b．沒有用Na₂S₂O₃標準溶液潤洗相應的滴定管
c．錐形瓶中有少量的蒸餾水．

Answer 1

分析 （1）①根據酚酞的變色范圍是8～10，此時BaCO₃不溶解，標準液的體積不變；
②根據滴定管的下端無刻度，若滴定液一直下降到活塞處，無法測出溶液的體積；
（2）堿性溶液用堿式滴定管盛放；滴定管讀數為15.90；先求出三次的體積，根據數據的有效性，舍去第1組數據，然后求出2、3組平均消耗V（Na₂S₂O₃），由濃度求出其物質的量，再根據方程式中的關系求出25mL待測溶液中KIO₃的物質的量，然后求出KIO₃的總物質的量和質量，其質量分數=$\frac{m（KI{O}_{3}）}{m（樣品）}$×100%；根據錯誤操作對消耗的標準溶液體積的影響分析誤差．

解答 解：（1）①當達到終點時，溶液顯弱堿性，酚酞由紅色變?yōu)闇\紅色；酚酞的變色范圍是8～10，此時BaCO₃不溶解，標準液的體積不變，不影響NaOH含量的測定；
故答案為：溶液的顏色由紅色變?yōu)闇\紅色；能，酚酞的變色在堿性范圍內，此時只有NaOH與HCl反應；
②根據滴定管的下端無刻度，若滴定液一直下降到活塞處，無法測出溶液的體積，則不能測出NaOH含量；
故答案為：不能，滴定管的下端無刻度，若滴定液一直下降到活塞處，無法測出溶液的體積；
（2）堿性溶液用堿式滴定管盛放，Na₂S₂O₃在溶液中水解顯堿性，所以用堿式滴定管盛放；由圖可知，滴定管讀數為15.90；
三次消耗的Na₂S₂O₃的體積分別為 15.90mL，14.99mL，15.01mL，第一次數據誤差過大，應該舍去；
另外兩次的平均值為 $\frac{14.99mL+15.01mL}{2}$=15.00mL，
則n（Na₂S₂O₃）=cV=0.015L×5.0×10^-4mol•L^-1=7.5×10^-6mol，
已知發(fā)生反應為：KIO₃+3H₂SO₄+5KI═3K₂SO₄+3I₂+3H₂O，I₂+2S₂O₃^2-═2I^-+S₄O₆^2-，
則 KIO₃～～～3I₂～～～6S₂O₃^2-
   1                 6
   n              7.5×10^-6mol
所以n（KIO₃）=1.25×10^-6mol，
則KIO₃的總物質的量為：1.25×10^-6mol×$\frac{250mL}{25mL}$=1.25×10^-5mol，n（I）=n（KIO₃）=1.25×10^-5mol，
m（I）=nM=1.25×10^-5mol×127g/mol=1.5875×10^-3g，
所以碘鹽中碘元素的百分含量為$\frac{1.5875×1{0}^{-3}g}{5.0000g}$×100%=0.03175%；
a．滴定終點時，俯視刻度，則讀數偏小，所以標準溶液的體積偏小，求出KIO₃的物質的量的偏小，所以所測得的碘元素的百分含量偏小，故a不符合；
b．沒有用Na₂S₂O₃標準溶液潤洗相應的滴定管，則Na₂S₂O₃的濃度減小，滴定時消耗的Na₂S₂O₃的體積偏大，求出KIO₃的物質的量的偏大，所以所測得的碘元素的百分含量偏大，故b符合；
c．錐形瓶中有少量的蒸餾水對測定結果無影響，故c不符合；
故答案為：堿式；15.90；0.03175%；b．

點評 本題考查了物質含量的測定，主要考查了中和滴定實驗操作、有關方程式的計算、誤差分析等，題目難度中等，注意指示劑對測定結果的影響以及誤差分析，側重于考查學生的實驗能力和計算能力．