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例題精講 · 第 00564 題 · IO3⁻ 到 S2O3²⁻ 要過兩道計量關係

以 KIO3–KI 生成 I2、再用 Na2S2O3 滴定為自編示意流程,按兩步反應計量求 KIO3 質量,並回代澱粉過早加入多耗滴定劑造成的結果偏高。

00564題號全 1000 篇 · 第 第94輪 / 第94冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

一、考點定位與做題順序

碘量法最容易錯在「兩步計量疊在一起」:先由 IO3⁻ 與 I⁻ 生成 I2,再由 I2 與 S2O3²⁻ 反應。1 mol IO3⁻ 給 3 mol I2,而 1 mol I2 耗 2 mol S2O3²⁻,所以 1 mol IO3⁻ 對應 6 mol S2O3²⁻。

另一個操作要點是澱粉指示劑的加入時機:應在滴定到溶液呈淡黃色(I2 已不多)時再加。過早加入,澱粉與大量 I2 形成吸附包合,I2 釋放變慢,終點拖後、滴定劑多耗。濃度與體積均為自編示意取值,不代表真實實驗條件。

二、逐題精講

題1

題1 0.0500 mol/L Na2S2O3 滴定某自編示意 KIO3 樣品生成的 I2,消耗 24.00 mL。求 KIO3 的質量(M=214.0 g/mol)。

解析

n(S2O3²⁻) = 0.0500×0.02400 = 0.001200 mol。

由 I2 + 2S2O3²⁻ → 2I⁻ + S4O6²⁻,n(I2) = 0.001200/2 = 0.000600 mol;由 IO3⁻ + 5I⁻ + 6H⁺ → 3I2 + 3H2O,n(IO3⁻) = 0.000600/3 = 0.000200 mol。

m(KIO3) = 0.000200×214.0 = 0.04280 g = 42.8 mg。也可一步寫成 n(IO3⁻) = n(S2O3²⁻)/6 = 0.001200/6 = 0.000200 mol。

回代核驗:0.000200×6 = 0.001200 mol,閉合;若把兩步都除以 2,會得 n(IO3⁻)=n(S2O3²⁻)/4,質量虛高一半,這是最常見的計量錯。

答案 n(S2O3²⁻)=0.001200 mol,n(IO3⁻)=0.000200 mol,m(KIO3)=42.8 mg

採分點 兩個反應式各 1 分;n(S2O3²⁻) 1 分;兩步計量換算 3 分;一步式 /6 1 分;質量 42.8 mg 1 分;回代 1 分

易錯點 把兩步都按 1:2 折;把 3 mol I2 當成 1 mol

題2

題2 若澱粉在滴定開始就加入,終點多耗 0.80 mL 滴定劑,測得質量變多少?偏高多少?為什麼早加會多耗?

解析

多耗後體積 = 24.00 + 0.80 = 24.80 mL,n(S2O3²⁻) = 0.0500×0.02480 = 0.001240 mol,m′ = 0.0500×0.02480/6×214.0×1000 = 44.23 mg。

相對偏高 = (44.23 − 42.8)/42.8 = 3.33%。由於質量與滴定體積成正比,也可以直接用體積比 24.80/24.00 = 1.0333 得同樣結果。

機理:澱粉與高濃度 I2 形成深藍吸附包合物,I2 被「扣住」、與 S2O3²⁻ 接觸變慢,藍色褪去滯後,操作者會繼續滴到假終點。正確做法是滴至淡黃色再加澱粉,藍色一消失即停。

回代核驗:44.23/42.8 = 1.0333,與體積比閉合;多耗的 0.80 mL 對應 n(S2O3²⁻) 多 4.0×10⁻⁵ mol,折 KIO3 多約 1.43 mg,與差值一致。

答案 測得 44.23 mg,偏高 3.33%;早加澱粉形成吸附包合使 I2 釋放變慢、終點拖後

採分點 新體積與 n 2 分;44.23 mg 2 分;偏高 3.33% 2 分;體積比回代 1 分;吸附包合機理 2 分

易錯點 把偏高說成偏低;用 24.00 mL 當分母卻拿 44.23 當分子

三、規律小結與對照表

步驟計量關係正常值早加澱粉後
n(S2O3²⁻)c·V0.001200 mol0.001240 mol
n(IO3⁻)÷60.000200 mol÷6 同式
m(KIO3)×214.042.8 mg44.23 mg
相對偏差V 比03.33%

小結:兩步計量合成 n(IO3⁻)=n(S2O3²⁻)/6,本例 0.001200 mol 給 42.8 mg KIO3;澱粉早加多耗 0.80 mL 得 44.23 mg、偏高 3.33%。濃度與體積均為自編示意,不代表真實實驗條件。

四、自測清單

  • 能寫出 IO3⁻ 與 I2、I2 與 S2O3²⁻ 兩個反應式
  • 能推出 1 mol IO3⁻ 對應 6 mol S2O3²⁻
  • 能由滴定體積算 KIO3 質量
  • 知道澱粉應在淡黃色時加入
  • 能解釋早加造成終點拖後的機理
  • 能用體積比回代相對偏差
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):溶液平衡、沉澱滴定、電化學熱力學、動力學與界面化學相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·碘量法:澱粉加早了,終點會往後拖
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