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滴定类计算题解题模型与分类解析

2019-06-18邱绍谦

理科爱好者(教育教学版) 2019年2期

【摘 要】近年来,随着新课程改革的不断深入,理化计算题的难度也在逐步降低,开始侧重于考查学生的解题思路和技巧方面。滴定类化学计算是中学化学教学的重点和难点,也是学生在化学考试中最难得分的一类题型,需要学生具备较强的灵活性、变通性和创造性。在化学教学中,常用的滴定类计算题解题方法有酸碱中和反应滴定、氧化-还原反应滴定、测电动势滴定。本文试图归纳此类计算题的解题思维模型和滴定类型,并对各类滴定计算问题举例进行解析。

【关键词】化学题型;滴定类计算题;解题分析

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1671-8437(2019)10-0166-02

近几年来,滴定类计算题越来越多地在高考试题中呈现,这类问题不仅只涉及常规的酸碱中和反应滴定知识,在酸碱中和滴定基础上已拓展到其他滴定反应类型,这样就增大了此类问题的陌生度和难度,很多考生看到此类问题往往会主动放弃,这类计算题已成考生获得化学高分的最大障碍之一[1-2]。下面结合高中化学考题实例探析化学计算题的解题技巧。

1 解题思维模型

第一步:写出滴定过程中的核心反应。

第二步:确定各物质(或微粒)之间的关系式(通过多步反应式、各类守恒关系构建)。

第三步:利用相关知识、原理开展分析及计算。

2 各类滴定分类解析

2.1 酸碱中和反应滴定

例1:(2015.北京高考卷节选)海水中溶解无机碳占海水总碳的95%以上,其准确测量是研究海洋碳循环的基础,测量溶解无机碳,可采用滴定方法:将吸收液吸收的无机碳转化为NaHCO3,再用xmol/L HCl溶液滴定,消耗y ml HCl溶液,海水中溶解無机碳的浓度=____mol/L。

解析:

第一步:根据题给信息,写出滴定核心反应

NaHCO3+HCl==NaCl+CO2↑+H2O

即碳酸氢钠与盐酸的物质的量之比为1:1。

第二步:抓碳元素守恒,确定关系式

碳元素守恒:NaHCO3的碳原子源自CO2,确认n(CO2)=n(HCO3-),该滴定过程物质转化的关系式为CO2~HCO3-~HCl,解得n(CO2)=n(HCl)=xy×10-3mol。

第三步:利用相关知识、原理解决问题

由n(CO2)=xy×10-3mol,得c(CO2)=xy/z mol/L。

2.2 氧化-还原反应滴定

例2:(2018·全国高考卷Ⅲ节选)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度,测定步骤如下:

滴定:取0.00950 mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O72-+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32-===S4O62-+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液____,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为____%(保留1位小数)。

解析:

第一步:根据题中信息,写出滴定核心反应

加入淀粉作指示剂,淀粉遇I2变蓝色,加入的Na2S2O3样品与I2反应,当I2消耗完后,溶液蓝色褪去,即为滴定终点。可确定核心反应为:Cr2O72-+6I-+14H+==3I2+2Cr3++7H2O、I2+2S2O32-==S4O62-+2I-;

第二步:根据两步滴定反应,确定关系式

第三步:利用相关知识、原理解决问题

则配制的100mL样品溶液中硫代硫酸钠的浓度为:

样品的纯度为:

=95%

2.3 测电动势滴定

例3(2015.浙江高考卷节选)某学习小组按如下实验流程探究海带中碘含量的测定。

实验(一)碘含量的测定,如图1。

取0.0100 mol·L-1的AgNO3标准溶液装入滴定管,取100.00 mL海带浸取原液至滴定池,用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中c(I-)的变化,部分数据如表1。

请回答:该次滴定终点时用去AgNO3溶液的体积为____mL,计算得海带中碘的百分含量为____%。

解析:第一步:写出滴定核心反应式

Ag++I-===AgI↓

第二步:根据滴定反应,确定关系式

该滴定过程转化的关系式为Ag+~I-

n(I-)=0.0100 mol/L×20×10-3L×500/100=1×10-3

mol

第三步:利用相关知识、原理解答问题

海带中碘的百分含量为:

×100%=0.635%。

【参考文献】

[1]胡华.走近综合的化学计算[J].中学生理科月刊,2005(14).

[2]杨明生.学会寻找关系 简化化学计算[J].中学生数理化(高中版),2005(1).

【作者简介】

邱绍谦(1965~)男,汉族,湖南南县人,学历:本科,高中教师,中学高级,研究方向:中学化学教学。