用0.02mol/L KMnO4滴定0.1mol/L Fe2+与用0.002mol/L KMnO4滴定0.01mol/L Fe2+相比,两种情况滴定突跃大小的关系是A. 前者大于后者B. 前者小于后者C. 相同D. 不能确定E. 与反应的温度有关
A. 前者大于后者
B. 前者小于后者
C. 相同
D. 不能确定
E. 与反应的温度有关
题目解答
答案
解析
本题考查氧化还原滴定突跃大小的影响因素及相关计算。解题的关键在于明确氧化还原滴定突跃范围的计算公式,通过分析公式中各参数与滴定剂和被滴定物质浓度的关系,来判断两种不同浓度组合下滴定突跃大小的关系。
氧化还原滴定突跃范围的计算公式为:
$\varphi_{2}^{\ominus'}+\frac{0.059}{n_{2}}\lg10^{3}$ 到 $\varphi_{1}^{\ominus'}-\frac{0.059}{n_{1}}\lg10^{3}$
其中,$\varphi_{1}^{\ominus'}$ 和 $\varphi_{2}^{\ominus'}$ 分别为氧化剂和还原剂的条件电极电位,$n_{1}$ 和 $n_{2}$ 分别为氧化剂和还原剂得失电子数。
在 $KMnO_{4}$ 滴定 $Fe^{2 + }$ 的反应中,$MnO_{4}^{-}+5Fe^{2 + } + 8H^{+}=Mn^{2 + }+5Fe^{3 + } + 4H_{2}O$,$n_{1}=5$($KMnO_{4}$ 中 $Mn$ 从 $+ 7$ 价变为 $+ 2$ 价,得失电子数为 $5$),$n_{2}=1$($Fe^{2 + }$ 变为 $Fe^{3 + }$,得失电子数为 $1$)。
滴定突跃范围的上限为:
$\varphi_{上}=\varphi_{MnO_{4}^{-}/Mn^{2 + }}^{\ominus'}-\frac{0.059}{5}\lg10^{3}$
滴定突跃范围的下限为:
$\varphi_{下}=\varphi_{Fe^{3 + }/Fe^{2 + }}^{\ominus'}+\frac{0.059}{1}\lg10^{3}$
可以看出,滴定突跃范围只与氧化剂和还原剂的条件电极电位以及得失电子数有关,而与滴定剂和被滴定物质的浓度无关。
用 $0.02mol/L KMnO_{4}$ 滴定 $0.1mol/L Fe^{2 + }$ 与用 $0.002mol/L KMnO_{4}$ 滴定 $0.01mol/L Fe^{2 + }$,虽然滴定剂和被滴定物质的浓度发生了变化,但条件电极电位和得失电子数不变,所以两种情况滴定突跃大小相同。