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。
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·V | 0.001200 mol | 0.001240 mol |
| n(IO3⁻) | ÷6 | 0.000200 mol | ÷6 同式 |
| m(KIO3) | ×214.0 | 42.8 mg | 44.23 mg |
| 相對偏差 | V 比 | 0 | 3.33% |
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