碘量法是利用的I2氧化性和I-的还原性为基础的一种氧化还原滴定法.doc

基于碘量法的高中化学选修课定量实验的设计与实施
杭州市余杭中学钟仁梅 311121
摘要:碘量法是以碘(I2)作为氧化剂或以碘化物(如碘化钾)作为还原剂的一种氧化还原滴定法。因其原理易懂、条件易控制、操作快速方便、精确度较高,碘量法应用非常广泛。在化学选修课中开设以碘量法为基础的定量实验,可以完善学生的知识结构,提高学****兴趣,增强动手能力,体验科学探究方法;同时还可以让学生体会到化学与生活的关系,感受到化学就在我们身边。
关键词:碘量法高中化学定量实验
一、碘量法的基本原理
碘量法是以碘(I2)作为氧化剂或以碘化物(如碘化钾)作为还原剂的一种氧化还原滴定法。
它的基本半反应有:I2 + 2e―= 2I―,2I―—2e―= I2。因为I2—I-的电对标准电位既不高,也不低,I2作为一种较弱的氧化剂可以被较强的还原剂(如S2-、S2O32-、SO32-等)还原;I―作为一种较强的还原剂可以被很多氧化剂(如Cr2O72-、MnO4-、H2O2、IO3-、Cu2+、NO2-等)氧化。
碘量法分为直接碘量法和间接碘量法。
直接碘量法是直接用碘标准溶液滴定还原性物质的方法。在滴定过程中,I2被还原为I―,可利用碘自身的颜色指示终点,以溶液中稍过量的碘显黄色且30s内不褪色作为滴定终点;也可用淀粉溶液作指示剂,以溶液变为浅蓝色且30s内不褪色作为滴定终点。直接碘量法只能在弱酸性、中性或弱碱性溶液中进行,如果pH<4,可发生副反应4I―+ O2 + 4H+ = 2I2 +2H2O;如果溶液pH>9,可发生副反应3I2 +6OH―=5 I―+IO3―+3H2O,致使测定结果不准确。
间接碘量法又分为剩余碘量法和置换碘量法。剩余碘量法又称反滴定法,是在待测液(还原性物质)中先加入定量、过量的碘标准液,待I2与待测组分完全反应后,再用标准硫代硫酸钠溶液滴定剩余的碘,以求出待测组分含量的方法。滴定反应为:
I2(定量、过量) + 还原性物质→ 2I―+ I2(剩余);I2(剩余) + 2S2O32- = S4O62- + 2I―
置换碘量法是先在待测液(氧化性物质)中加入足量的碘化钾,待测液将碘化钾氧化析出定量的单质碘,然后再用标准硫代硫酸钠溶液滴定析出的碘,从而求出待测组分含量的方法。滴定反应为:氧化性物质+ I―→I2;I2 + 2S2O32- = S4O62- + 2I-
剩余碘量法和置换碘量法的滴定原理都是用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘,故常用淀粉溶液作指示剂,以溶液蓝色刚好褪去且30s内不变色作为滴定终点。使用间接碘量法时,淀粉溶液应在接近终点(即溶液变为浅蓝色)时加入,因为当溶液中有大量碘存在时,碘易吸附在淀粉表面,影响终点的正确判断。
二、问题的提出
1、高考与教学的现状
在近几年的全国各地高考题中,笔者发现“碘量法”以定性或定量的形式出现在考题中的频率比较高。例如,“2015年的新课标Ⅱ卷”出现了用碘量法测混合气中ClO2的含量;“2014年的天津卷”出现了用碘直接滴定Na2S2O3溶液,以测Na2S2O3的含量;“2014年的福建卷”出现了用碘量法测SO2的含量。但是在高中化学的教学中,涉及的实验大多是定性实验,定量实验主要是以中和滴定为原型而进行的一些拓展或变异的实验,相对来说,在定量实验方面是比较薄弱的。所以在高中化学选修课