>碘量法用的 Na2S2O3 标准溶液, 在保存过程中吸收了 CO2 而发生分解作用S2O32- + H2CO3 → HSO3- + HCO3- + S↓ 若用此Na2S2O3滴定I2, 消耗Na2S2O3量减小, 从而导致测定结果_________。若加入_______ 可防止以上分解作用。
>碘量法用的 Na2S2O3 标准溶液, 在保存过程中吸收了 CO2 而发生分解作用
S2O32- + H2CO3 → HSO3- + HCO3- + S↓ 若用此Na2S2O3滴定I2, 消耗Na2S2O3量减小, 从而导致测定结果_________。若加入_______ 可防止以上分解作用。
题目解答
答案
偏低; Na2CO3
解析
题目考察的知识和解题思路
本题主要考察碘量法中$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$标准溶液的稳定性及对测定结果的影响,具体分析如下:
第一空:测定结果的变化
碘量法的核心反应是$\text{I}_2$与$\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$的定量反应:
$\text{I}_2 + 2\text{S}_2\text{O}_3^{2-} = 2\text{I}^- + \text{S}_4\text{O}_6^{2-}$
该反应的化学计量比为$1:2$($1\,\text{mol}\,\text{I}_2$消耗$2\,\text{mol}\,\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$)。
若$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$溶液吸收$\text{CO}_2$分解:
$\text{S}_2\text{O}_3^{2-} + \text{H}_2\text{CO}_3 \rightarrow \text{HSO}_3^- + \text{HCO}_3^- + \text{S}\downarrow$
分解后,部分$\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$转化为$\text{S}$沉淀(非滴定活性物质),导致溶液中实际能与$\text{I}_2$反应的$\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$浓度降低。
滴定$\text{I}_2$时,因$\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$有效浓度减小,需消耗更多体积的$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$溶液(但题目中说“消耗$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$量减小”,此处可能指“单位体积溶液的滴定能力下降”,即浓度降低)。根据测定公式:
$w(\text{I}_2) = \frac{c(\text{S}_2\text{O}_3^{2-}) \cdot V(\text{S}_2\text{O}_3^{2-}) \cdot M(\text{I}_2)/2}{m_{\text{样}}}$
当$c(\text{S}_2\text{O}_3^{2-})$实际降低时,计算得到的$\text{I}_2$含量会偏低。
第二空:防止分解的试剂
$\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$分解的驱动力是溶液中$\text{H}^+$浓度($\text{H}_2\text{CO}_3$解离产生$\text{H}^+$)。加入$\text{Na}_2\text{CO}_3$可与$\text{H}^+$反应:
$\text{CO}_3^{2-} + 2\text{H}^+ = \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2\uparrow$
从而降低溶液$\text{pH}$,抑制$\text{H}_2\text{CO}_3$的解离,减少$\text{H}^+$对$\text{S}_2\text{O}_3^{2-}$的分解作用。此外,$\text{Na}_2\text{CO}_3$还能调节溶液至弱碱性($\text{Na}_2\text{S}_2\text{O}_3$在碱性条件下更稳定),进一步防止分解。