若 EDTA 标准溶液的浓度为 0.01000mol/L,滴定某自来水样时,消耗 EDTA 标准溶液的体积为 25.00mL,水样的体积为 100.0mL,则该自来水样的硬度(以 (CaCO)_3 计)为( )(mg/L)A. 250.0B. 25.00C. 500.0D. 50.00
A. 250.0
B. 25.00
C. 500.0
D. 50.00
题目解答
答案
解析
本题考查EDTA络合滴定法测定水的硬度的相关知识,解题思路是先根据EDTA与$\text{Ca}^{2 + }$、$\text{Mg}^{2 + }$的反应计量关系,计算出相当于$\text{CaCO}_3$的物质的量,再计算出$\text{CaCO}_3$的质量,最后根据水样体积计算出水样的硬度(以$\text{CaCO}_3$计)。
步骤一:明确反应计量关系
在EDTA络合滴定法测定水的硬度时,EDTA($\text{Y}^{4 - }$)与$\text{Ca}^{2 + }$、$\text{Mg}^{2 + }$发生络合反应,反应的化学计量比均为$1:1$。所以消耗的EDTA的物质的量就等于水样中$\text{Ca}^{2 + }$、$\text{Mg}^{2 + }$的总物质的量,也等于相当于$\text{CaCO}_3$的物质的量。
步骤二:计算消耗EDTA的物质的量
已知EDTA标准溶液的浓度$c(\text{EDTA}) = 0.01000mol/L$,消耗EDTA标准溶液的体积$V(\text{EDTA}) = 25.00mL = 0.02500L$。
根据物质的量的计算公式$n = cV$,可得消耗EDTA的物质的量为:
$n(\text{EDTA}) = c(\text{EDTA})V(\text{EDTA}) = 0.01000mol/L\times0.02500L = 2.500\times10^{-4}mol$
步骤三:计算相当于$\text{CaCO}_3$的物质的量
由步骤一可知,$n(\text{CaCO}_3)=n(\text{EDTA}) = 2.500\times10^{-4}mol$。
步骤四:计算$\text{CaCO}_3$的质量
$\text{CaCO}_3$的摩尔质量$M(\text{CaCO}_3)=100.09g/mol\approx100.1g/mol$。
根据质量的计算公式$m = nM$,可得$\text{CaCO}_3$的质量为:
$m(\text{CaCO}_3)=n(\text{CaCO}_3)M(\text{CaCO}_3)=2.500\times10^{-4}mol\times100.1g/mol = 0.025025g = 25.025mg$
步骤五:计算水样的硬度(以$\text{CaCO}_3$计)
已知水样的体积$V(\text{水样}) = 100.0mL = 0.1000L$。
根据硬度的计算公式$\text{硬度}=\frac{m(\text{CaCO}_3)}{V(\text{水样})}$,可得水样的硬度为:
$\text{硬度}=\frac{25.025mg}{0.1000L}\approx250.0mg/L$