寧夏 王開(kāi)山

化學(xué)定量意識(shí)和定量分析能力的培養(yǎng)與提升是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)和關(guān)鍵能力的一個(gè)重要層面。縱觀近年高考試題，通過(guò)滴定法測(cè)定物質(zhì)含量的試題高頻出現(xiàn)，成為考查學(xué)生定量意識(shí)和定量分析能力的重要題型。此類型試題素材來(lái)源廣泛、情境創(chuàng)設(shè)有效、問(wèn)題設(shè)置靈活，能很好地考查學(xué)生提取數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的意識(shí)和能力。筆者以近三年全國(guó)卷相關(guān)試題為例，就滴定法測(cè)定物質(zhì)含量試題解答步驟整理如下，與大家交流。

一、解答步驟

第一步：理清滴定類型

快速瀏覽滴定過(guò)程，確定待測(cè)物和滴定試劑之間是直接滴定型還是間接滴定型。

1.直接滴定型

待測(cè)物A和滴定試劑B通過(guò)電子轉(zhuǎn)移守恒或原子守恒直接建立起關(guān)系式，即滴定過(guò)程涉及的反應(yīng)只有一個(gè)。

2.間接滴定型

待測(cè)物A與試劑B發(fā)生反應(yīng)生成中間產(chǎn)物C，中間產(chǎn)物C與又與滴定試劑D發(fā)生反應(yīng)，待測(cè)物A與滴定試劑D之間的定量關(guān)系需要借助中間產(chǎn)物C建立，該過(guò)程涉及的反應(yīng)至少有兩個(gè)。

第二步：建立守恒關(guān)系

在理清滴定類型的基礎(chǔ)上，通過(guò)原子守恒或得失電子數(shù)守恒快速建立待測(cè)物和滴定試劑之間的定量關(guān)系。根據(jù)滴定類型建立待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系式是后續(xù)順利解答試題的核心依據(jù)。

第三步：留意單位換算

在代入數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí)要留意所取待測(cè)物和滴定試劑物理量的不同，不同物理量之間的計(jì)算要留意單位之間的換算，如mL與L，g、kg、mg等。

第四步：關(guān)注結(jié)果表達(dá)

待測(cè)物含量結(jié)果表達(dá)是最后一步，常見(jiàn)的表達(dá)方式有質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)、質(zhì)量體積濃度(mg/L)等。結(jié)果表達(dá)要關(guān)注待測(cè)物給定的量與滴定時(shí)實(shí)際取用的量是否一致，如給定待測(cè)物量是1 L或500 mL，滴定時(shí)取用了其中的100 mL或25 mL，后續(xù)數(shù)據(jù)的處理和最終結(jié)果的表達(dá)要與量保持一致。

二、真題賞析

【例1】(2019全國(guó)卷Ⅱ·26節(jié)選)立德粉ZnS·BaSO4(也稱鋅鋇白)，是一種常用白色顏料。回答下列問(wèn)題：

【解答要點(diǎn)】梳理待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系可知，該題屬于直接滴定型。根據(jù)所給Na2S2O3和I2之間的關(guān)系可以計(jì)算出消耗I2的量，然后根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒建立起S2-和I2之間的定量反應(yīng)關(guān)系，最后代入數(shù)據(jù)可以計(jì)算S2-的含量。在單位換算中要注意mL和L的換算，最終結(jié)果以質(zhì)量百分含量的形式來(lái)表達(dá)。

S2-～I(xiàn)2

1 mol 1 mol

nmolnmol

2 mol 1 mol

則樣品中S2-含量為

【例2】(2018·全國(guó)卷Ⅰ·27節(jié)選)焦亞硫酸鈉(Na2S2O5)在醫(yī)藥、橡膠、印染、食品等方面應(yīng)用廣泛?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(4)Na2S2O5可用作食品的抗氧化劑。在測(cè)定某葡萄酒中Na2S2O5殘留量時(shí)，取50.00 mL葡萄酒樣品，用0.010 00 mol·L-1的碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn)，消耗10.00 mL。該樣品中Na2S2O5的殘留量為_(kāi)_______g·L-1(以SO2計(jì))。

【答案】0.128

【解答要點(diǎn)】梳理待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系可知，該題屬于直接滴定型。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可以建立SO2和I2反應(yīng)的定量反應(yīng)關(guān)系，然后代入數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中以SO2計(jì)的殘留量。在單位換算中要注意mL和L的換算，最終終殘留量的表達(dá)單位是g·L-1，即要將50.00 mL樣品中的含量換算為1 L樣品溶液中的含量。

【例3】(2018全國(guó)卷Ⅱ·28節(jié)選)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖?；卮鹣铝袉?wèn)題：

(3)測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量

①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。

②向上述溶液中加入過(guò)量鋅粉至反應(yīng)完全后，過(guò)濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為_(kāi)_______。

【解答要點(diǎn)】梳理待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系可知，該題屬于直接滴定型。首先根據(jù)得失電子數(shù)守恒建立起Fe2+和KMnO4為5∶1的定量反應(yīng)關(guān)系式，然后代入數(shù)據(jù)進(jìn)行鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的計(jì)算。在單位換算中要注意mL和L的換算，最終結(jié)果以質(zhì)量百分含量的形式來(lái)表達(dá)。

回答下列問(wèn)題：

(5)取某甘氨酸(C2H5NO2)樣品mg進(jìn)行測(cè)定，消耗濃度為cmol·L-1的鹽酸VmL，則樣品中氮的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______%。

【解答要點(diǎn)】梳理待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系可知，該題屬于間接滴定型。該題待測(cè)元素和滴定試劑之間的定量關(guān)系建立為非氧化還原反應(yīng)。首先根據(jù)反應(yīng)可以建立NH3和NH3·H3BO3之間的關(guān)系，然后建立NH3·H3BO3和HCl之間的定量關(guān)系，最終可以建立起氮元素和HCl之間的定量關(guān)系為：N～HCl。在單位換算中要注意mL和L的換算，最終結(jié)果以質(zhì)量百分含量的形式來(lái)表達(dá)。

【例5】(2018·全國(guó)卷Ⅲ·26節(jié)選)硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O，M=248 g·mol-1)可用作定影劑、還原劑。回答下列問(wèn)題：

(2)利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測(cè)定硫代硫酸鈉的純度。測(cè)定步驟如下：

①溶液配制：稱取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體樣品，用新煮沸并冷卻的蒸餾水在燒杯中溶解，完全溶解后，全部轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中，加蒸餾水至刻度線。

【答案】95.0

【例6】(2017·全國(guó)卷Ⅱ·28節(jié)選)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的條件。某課外小組采用碘量法測(cè)定學(xué)校周邊河水中的溶解氧。實(shí)驗(yàn)步驟及測(cè)定原理如下：

Ⅰ.取樣、氧的固定

用溶解氧瓶采集水樣。記錄大氣壓及水體溫度。將水樣與Mn(OH)2堿性懸濁液(含有KI)混合，反應(yīng)生成MnO(OH)2，實(shí)現(xiàn)氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定

回答下列問(wèn)題：

(4)取100.00 mL水樣經(jīng)固氧、酸化后，用amol·L-1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示劑。若消耗Na2S2O3溶液的體積為bmL，則水樣中溶解氧的含量為_(kāi)_______mg·L-1。

【答案】(4)80ab

【解答要點(diǎn)】梳理待測(cè)物和滴定試劑之間的關(guān)系可知，該題屬于間接滴定型。根據(jù)電子轉(zhuǎn)移守恒可以建立O2與MnO(OH)2的定量反應(yīng)關(guān)系式，以及MnO(OH)2和I2的定量反應(yīng)關(guān)系式，然后根據(jù)I2和Na2S2O3的反應(yīng)關(guān)系式最終建立起O2與Na2S2O3的定量反應(yīng)關(guān)系式，在這個(gè)過(guò)程中MnO(OH)2和I2是建立待測(cè)物和滴定試劑的中間橋梁。在單位換算中要注意mL和L的換算，最終結(jié)果表達(dá)為的單位mg·L-1，所以要將100.00 mL水樣樣品中的含量換算為1 L水樣樣品溶液中的含量。

理清滴定類型是前提，建立守恒關(guān)系是根本，留意單位換算是保障，關(guān)注結(jié)果表達(dá)是關(guān)鍵。按照以上四個(gè)步驟思考、梳理滴定過(guò)程，物質(zhì)含量試題的解答定會(huì)事半功倍。