题目
称取相同质量As2O3两份, 分别处理为NaAsO2溶液。其中一份溶液酸化后用0.02000 mol/L KMnO4溶液滴定,另一份在弱碱性介质中以I2溶液滴定, 滴定至终点时两种滴定液消耗体积恰好相等, 则I2溶液的浓度(mol/L)是----------------------------------------------------( )A. 0.02500B. 0.2000C. 0.1000D. 0.0500
称取相同质量As2O3两份, 分别处理为NaAsO2溶液。其中一份溶液酸化后用0.02000 mol/L KMnO4溶液滴定,另一份在弱碱性介质中以I2溶液滴定, 滴定至终点时两种滴定液消耗体积恰好相等, 则I2溶液的浓度(mol/L)是----------------------------------------------------( )
A. 0.02500
B. 0.2000
C. 0.1000
D. 0.0500
题目解答
答案
D. 0.0500
解析
步骤 1：确定反应方程式
在酸性条件下，KMnO4与NaAsO2反应的方程式为：
\[ 2MnO_4^- + 5NaAsO_2 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 5NaAsO_4 + 3H_2O \]
在弱碱性条件下，I2与NaAsO2反应的方程式为：
\[ I_2 + NaAsO_2 + H_2O \rightarrow NaAsO_4 + 2HI \]
步骤 2：计算反应物的摩尔比
从上述方程式可以看出，KMnO4与NaAsO2的摩尔比为2:5，而I2与NaAsO2的摩尔比为1:1。
步骤 3：计算I2溶液的浓度
由于两份NaAsO2溶液的质量相同，因此它们的摩尔数相同。设NaAsO2的摩尔数为n，则KMnO4的摩尔数为\( \frac{2}{5}n \)，I2的摩尔数为n。由于两种滴定液消耗体积相等，设体积为V，则有：
\[ 0.02000 \times V = \frac{2}{5}n \]
\[ c \times V = n \]
其中c为I2溶液的浓度。由上述两式可得：
\[ c = \frac{0.02000 \times 5}{2} = 0.0500 \]
在酸性条件下，KMnO4与NaAsO2反应的方程式为：
\[ 2MnO_4^- + 5NaAsO_2 + 6H^+ \rightarrow 2Mn^{2+} + 5NaAsO_4 + 3H_2O \]
在弱碱性条件下，I2与NaAsO2反应的方程式为：
\[ I_2 + NaAsO_2 + H_2O \rightarrow NaAsO_4 + 2HI \]
步骤 2：计算反应物的摩尔比
从上述方程式可以看出，KMnO4与NaAsO2的摩尔比为2:5，而I2与NaAsO2的摩尔比为1:1。
步骤 3：计算I2溶液的浓度
由于两份NaAsO2溶液的质量相同，因此它们的摩尔数相同。设NaAsO2的摩尔数为n，则KMnO4的摩尔数为\( \frac{2}{5}n \)，I2的摩尔数为n。由于两种滴定液消耗体积相等，设体积为V，则有：
\[ 0.02000 \times V = \frac{2}{5}n \]
\[ c \times V = n \]
其中c为I2溶液的浓度。由上述两式可得：
\[ c = \frac{0.02000 \times 5}{2} = 0.0500 \]