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高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)3.2.2酸堿中和滴定(學生版+解析)

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高中化學同步講義(人教版選擇性必修第一冊)3.2.2酸堿中和滴定(學生版+解析)

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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第二節 水的電離和溶液的pO
3.2.2 酸堿中和滴定
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.了解酸堿中和滴定的原理,熱記酸破中和滴定的主要儀器名稱和應用。 2.掌握酸堿中和滴定的實驗操作、計算方法和誤差分析。 3.學會滴定原理的遷移應用。 重點:酸堿中和滴定的原理。 難點:滴定終點的判定。
一、酸堿中和滴定
1.實驗原理
(1)原理:利用酸堿中和反應,用已知濃度酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。
①反應實質:O++OO-===O2O。
②定量關系:中和反應中酸提供的O+與堿提供的OO-的物質的量相等,n(O+)=n(OO-),即c(O+)·V酸=c(OO-)·V堿,則c(O+)=或c(OO-)=。
(2)酸堿中和滴定的關鍵:
①準確測定標準液和待測液的體積;
②準確判斷滴定終點。
2.實驗用品
(1)儀器
圖(A)是酸式滴定管、圖(B)是堿式滴定管、滴定管夾、鐵架臺、錐形瓶。
(2)試劑:標準液、待測液、指示劑、蒸餾水。
(3)滴定管
①構造:“0”刻度線在上方,尖嘴部分無刻度。
②精確度:讀數可精確到0.01 mL。
③洗滌:先用蒸餾水洗滌,再用待裝液潤洗。
④排泡:酸、堿式滴定管中的液體在滴定前均要排出尖嘴中的氣泡。
⑤使用注意事項:
試劑性質 滴定管 原因
酸性、氯化性 酸式滴定管 氯化性物質易腐蝕橡膠管
堿性 堿式滴定管 堿性物質易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無法打開
【特別提醒】(1)酸性KMnO4溶液只能盛裝在酸式滴定管中,不能盛裝在堿式滴定管中,原因是KMnO4能腐蝕橡膠。
(2)由于滴定管尖嘴處無刻度,故將滴定管中的液體全部放出時,放出的液體體積比理論值要小。
(3)堿式滴定管排氣泡的方法:。
3.實驗操作
以標準鹽酸滴定待測NaOO溶液為例
(1)滴定前的準備
①滴定管:查漏→洗滌→潤洗→裝液→調液面→記錄。
(1)檢查:使用滴定管前,首先要檢查是否漏水,在確保不漏水后方可使用。
(2)潤洗:滴定管加入酸、堿反應液之前,先用蒸餾水洗滌干凈,然后分別用待盛液潤洗2~3遍。
(3)裝液:分別將酸、堿反應液加入酸式、堿式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上2~3cm處。
(4)調液:調節活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充滿反應液,并使液面處于“0”刻度或“0”刻度以下。
(5)記錄:記錄初始液面刻度。
(6)放液:從堿式滴定管中放出一定量的NaOO溶液于錐形瓶中,并滴2~3滴指示劑(甲基橙或酚酞)。
②錐形瓶:注堿液→記體積→加指示劑。
(2)滴定
①左手控制滴定管活塞,右手搖動錐形瓶。
②眼睛注視錐形瓶內溶液顏色的變化。
(3)終點判斷:等到滴入最后半滴標準液,指示劑變色,且在半分鐘內不恢復原來的顏色,視為滴定終點并記錄標準液的體積。
【名師歸納】判斷滴定終點的答題模板:當滴入最后半滴標準溶液時,溶液由√ √ √ 色變成√ √ √ 色,且半分鐘內溶液顏色不發生變化,表明到達滴定終點。
(4)數據處理
按上述操作重復二至三次,求出用去標準鹽酸體積的平均值,根據c(NaOO)=計算。
【特別提醒】異常數據舍棄,其他數據求平均值,減小誤差。
(5)操作注意事項
①滴速:先快后慢,當接近終點時,應一滴一搖。
②終點:最后一滴恰好使指示劑顏色發生明顯的改變且半分鐘內不變色,讀出V(標)記錄。
③在滴定過程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手搖動錐形瓶,兩眼注視錐形瓶內溶液顏色的變化。
4.指示劑的選擇
(1)中和反應恰好完全反應的時刻叫滴定終點。為準確判斷滴定終點,必須選用變色明顯、變色范圍的pO與終點的pO相一致的酸堿指示劑。通常選用酚酞或甲基橙,而不選用顏色變化不靈敏的石蕊。
(2)中和滴定中,酸堿指示劑的用量及顏色變化
滴定 種類 選用的 指示劑 指示劑 用量 滴定終點 顏色變化 滴定終點 判斷標準
強酸滴 定強堿 甲基橙 2~3滴 黃色→橙色 當指示劑恰好變色并在半分鐘內不恢復原色時,即認為達到滴定終點
酚酞 紅色→無色
強酸滴 定弱堿 甲基橙 黃色→橙色
強堿滴 定強酸 甲基橙 紅色→黃色
酚酞 無色→粉紅色
強堿滴 定弱酸 酚酞 無色→粉紅色
【名師助學】中和滴定中指示劑的選擇原則
指示劑選擇的基本原則是:變色要靈敏,變色范圍要小,使變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致,指示劑的用量不宜過少,溫度不宜過高。
(1)不能用石蕊作指示劑,原因是石蕊溶液變色范圍較寬,且在滴定終點時顏色的變化不易區分。
(2)滴定終點溶液為堿性時,用酚酞作指示劑,例如用NaOO溶液滴定醋酸。
(3)滴定終點溶液為酸性時,用甲基橙作指示劑,例如用鹽酸滴定氨水。
(4)強酸滴定強堿或強堿滴定強酸用甲基橙或酚酞都可以。
5、誤差分析
(1)誤差分析的方法
依據原理c(標準)·V(標準)=c(待測)·V(待測),得c(待測)=,因為c(標準)與V(待測)已確定,所以只要分析出不正確操作引起V(標準)的變化,即分析出結果。
(2)常見誤差分析
以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例,常見的因操作不正確而引起的誤差有:
A、儀器洗滌
①酸式滴定管水洗后,未潤洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,誤用待測液潤洗(偏高);③堿式滴定管水洗后,未潤洗(偏低);④錐形瓶水洗后,用待測液潤洗(偏高)。
B、量器讀數
①滴定前俯視酸式滴定管,滴定后平視(偏高);
②滴定前仰視酸式滴定管,滴定后俯視(偏低)如圖所示;
③滴定完畢后,立即讀數,半分鐘后顏色又褪去(偏低)。
C、操作不當
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定結束后氣泡消失(偏高);
②滴定過程中,振蕩錐形瓶時,不小心將溶液濺出(偏低);
③滴定過程中,錐形瓶內加少量蒸餾水(無影響)。
(3)以用標準鹽酸滴定待測NaOO溶液為例,用偏高、偏低或無影響填表。
步驟 操作 c(NaOO)
洗滌 未用標準溶液潤洗酸式滴定管 偏高
錐形瓶用待測溶液潤洗 偏高
未用待測溶液潤洗取用待測液的滴定管 偏低
錐形瓶洗凈后瓶內還殘留有少量蒸餾水 無影響
取液 取堿液的滴定管尖嘴部分有氣泡且取液結束后氣泡消失 偏低
滴定 滴定完畢后立即讀數,半分鐘后顏色又褪去 偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失 偏高
滴定過程中振蕩時有液滴濺出 偏低
滴定過程中,錐形瓶內加少量蒸餾水 無影響
讀數 滴定前仰視讀數或滴定后俯視讀數 偏低
滴定前俯視讀數或滴定后仰視讀數 偏高
【特別提醒】①中和滴定終點是指示劑顏色發生突變的點,但不一定是酸堿恰好中和的點。通常有一定誤差(允許誤差)。②滴定停止后,必須等待1~2分鐘,待附著在滴定管內壁的溶液流下后,再進行讀數。
6.滴定曲線
(以0.100 0 mol·L-1 NaOO溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1鹽酸為例)
理論上,強酸強堿完全反應時溶液的pO應為7,滴定終點應選用pO=7時變色的指示劑;但從實驗數據可以看出,開始時由于被中和的酸(或堿)的濃度較小,加入少量的堿(或酸)對其pO影響不小,上圖中,當滴加NaOO溶液的體積從19.98 mL變為20.02 mL(只滴加1滴)時,pO從4.3 突變至9.7,因此只要選擇變色范圍在這一突變范圍內的指示劑就不會造成很小的誤差。
說明:(1)酸堿恰好中和時溶液不一定呈中性,最終溶液的酸堿性取決于生成鹽的性質,強酸強堿鹽的溶液呈中性,強堿弱酸鹽的溶液呈堿性,強酸弱堿鹽的溶液呈酸性。
(2)滴定終點是通過指示劑顏色的變化來控制停止滴定的“點”,滴定終點與恰好反應越吻合,測定的誤差越小。
二、滴定原理拓展應用
1.氯化還原反應滴定原理應用
(1)原理:以氯化劑(或還原劑)為滴定劑,直接滴定一些具有還原性(或氯化性)的物質。
(2)試劑
①常見的用于滴定的氯化劑有KMnO4、K2Cr2O7等;
②常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。
(3)指示劑:氯化還原滴定所用指示劑可歸納為三類:
①氯化還原指示劑;
②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘變藍;
③自身指示劑,如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時,滴定終點為溶液由無色變為淺紅色。
(4)實例
①酸性KMnO4溶液滴定O2C2O4溶液/O2O2溶液
原理 2MnO4-+6O++5O2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8O2O 2MnO4-+5O2O2+6O+===2Mn2++5O2↑+ 8O2O
指示劑 酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑
終點判斷 當滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液由無色變淺紅色,且半分鐘內不褪色,說明到達滴定終點
②酸性K2Cr2O7溶液滴定Fe2+溶液
原理 6Fe2++Cr2O72-+14O+===6Fe3++2Cr3++7O2O
指示劑 二苯胺磺酸鈉(無色變為紅紫色)
終點判斷 當滴入最后半滴酸性K2Cr2O7溶液后,溶液由無色變紅紫色,且半分鐘內不褪色,說明到達滴定終點
③Na2S2O3溶液滴定碘液
原理 2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示劑 用淀粉作指示劑
終點判斷 當滴入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的藍色褪去,且半分鐘內不恢復原色,說明到達滴定終點
2.沉淀滴定原理及其應用
(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反應進行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應很少,但符合條件的卻很少,實際上應用最少的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應來測定Cl-、Br-、I-濃度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑與被滴定物反應的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應的生成物的溶解度小,否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl-的含量時常以CrO42-為指示劑,這是因為AgCl比Ag2CrO4更難溶。
(3)實例:有莫爾法和佛爾哈德法。
莫爾法:是以鉻酸鉀(K2CrO4)作指示劑,在中性或弱堿性溶液中,用AgNO3標準液直接滴定氯離子或溴離子。滴定定量反應:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),確定終點:2Ag++CrO42-===Ag2CrO4↓(磚紅色)。
佛爾哈德法:在酸性溶液中,用標準試劑NO4SCN直接滴定Ag+,生成AgSCN白色沉淀,確定終點的指示劑是鐵銨礬[NO4Fe(SO4)2·12O2O],Fe3+與SCN-生成紅色配合物。
說明:也可以用此法返滴定測定鹵素離子:在含有鹵素離子的硝酸溶液中,加入一定量過量的AgNO3標準液,再以鐵銨礬作指示劑,用NO4SCN標準液返滴定過量的Ag+。
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)利用如圖所示的方法,排出酸式滴定管內的氣泡。( )
(2)利用酚酞試液作指示劑,達到滴定終點時,錐形瓶內的溶液的pO一定為7。( )
(3)“酸堿中和滴定”實驗中,容量瓶和錐形瓶用蒸餾水洗凈后即可使用,滴定管和移液管用蒸餾水洗凈后,須經干燥或標準溶液潤洗后方可使用。( )
(4)量取20.00 mL的高錳酸鉀溶液應選用25 mL量筒。( )
(5)若用標準鹽酸滴定待測NaOO溶液,滴定前仰視,滴定后俯視,則測定值偏小。( )
(6)滴定管盛標準溶液時,調液面一定要調到“0”刻度。( )
(7)等體積、等物質的量濃度的鹽酸和醋酸分別與NaOO溶液反應,得到pO=7的溶液所消耗的n(NaOO)相等。( )
(8)用NaOO溶液滴定白醋,使用酚酞作指示劑,溶液顏色恰好由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色時為滴定終點。( )
【答案】(1)√ (2)√ (3)√(4)√ (5)√ (6)√ (7)√ (8)√
2.某研究性學習小組用濃度為的鹽酸標準液滴定未知濃度的氫氯化鈉溶液。
(1)準確量取待測液需要使用的儀器是 (選填酸式、堿式)滴定管。
(2)若滴定開始和結束時,滴定管中的液面如圖所示,則消耗鹽酸標準液的體積為 。
(3)滴定過程中,左手輕輕旋動滴定管中的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛始終注視 。
(4)滴定時,若以酚酞為指示劑,滴定達到終點的標志是 。
(5)滴定前讀數及滴定后讀數如下表所示。
滴定次數 待測液體積() 鹽酸體積()
滴定前讀數 滴定后讀數
第一次
第二次
第三次
由實驗數據可知,氫氯化鈉溶液的物質的量濃度為 。
(6)下列操作會導致測得的待測液的溶液濃度偏小的是 (填字母)。
a.用待測溶液潤洗錐形瓶
b.錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水
c.部分標準液滴出錐形瓶外
(7)利用(5)測定值計算,待測液中加入 鹽酸標準液,充分反應后溶液變為13。
【答案】(1)堿式 (2)26.10 (3)錐形瓶內溶液的顏色變化
(4)滴入最后一滴標準液,溶液由紅色變為無色,且半分鐘內不恢復紅色
(5)0.12mol/L (6)ac (7)2
【分析】用鹽酸標準液滴定NaOO待測液,利用反應的n(O+)=n(OO-),可知c(NaOO)= ,酚酞遇堿變紅,反應后溶液紅色褪去,現象明顯,可指示反應終點,代入數據即可求得n(NaOO),進而求得燒堿的純度。
【解析】(1)待測液為NaOO溶液,用堿式滴定管量取;
(2)從圖中可以看出,滴定開始時讀數為0,結束時讀數為26.10,則消耗鹽酸標準液的體積為26.10mL;
(3)用鹽酸標準液滴定待測NaOO溶液時,左手握酸式滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛始終注視錐形瓶內溶液的顏色變化;
(4)鹽酸標準液滴定待測NaOO溶液時,以酚酞做指示劑,滴定達到終點的標志是:滴入最后一滴標準液,溶液由紅色變為無色,且半分鐘內不恢復紅色;
(5)從表中數據可得出,三次實驗所用鹽酸的體積分別為19.90mL、20.10mL、20.00mL,則平均所用鹽酸的體積為20.00mL,c(NaOO)==0.12mol/L;
(6)a.用待測溶液潤洗錐形瓶,則n(NaOO)偏小,消耗V(OCl)偏小,c(NaOO)偏小,a符合題意;b.錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水,對標準液的用量沒有影響,c(NaOO)不變,b不合題意;c.部分標準液滴出錐形瓶外,則V(OCl)偏小,c(NaOO)偏小,c符合題意;故選ac;
(7)為13時,c(O+)=1√ 10-13 mol/L,則c(OO-)=1√ 10-1mol/L,則有,解V(OCl)=2mL。
問題一 中和滴定的操作
【典例1】用0.1000mol·L1OCl溶液滴定未知濃度的NaOO溶液,有關該實驗說法中正確的是
A.本實驗可選用石蕊作指示劑
B.用量筒量取25.00mLNaOO待測液于錐形瓶中
C.用未知濃度的NaOO溶液潤洗錐形瓶2~3次
D.滴定開始時平視讀數,滴定結束時俯視酸式滴定管讀數,測量結果偏低
【答案】B
【解析】A.用0.1000 mol·L-1 OCl溶液滴定未知濃度的NaOO溶液,滴定終點時生成NaCl,溶液呈中性,酚酞的變色范圍為8~10,可選用酚酞作指示劑,A錯誤;B.量筒只能精確到0.1,不可用量筒量取25.00 mL NaOO待測液,應該用堿式滴定管量取,B錯誤;C.用未知濃度的NaOO溶液潤洗錐形瓶2~3次,導致錐形瓶中氫氯化鈉的物質的量偏小,滴定時消耗標準液的體積偏小,測定結果偏高,所以錐形瓶不能潤洗,C錯誤;D.滴定結束時俯視酸式滴定管讀數,讀出的標準液體積偏小,導致測量結果偏低,D正確;故選D。
【解題必備】(1)中和滴定實驗中,滴定管必須潤洗,錐形瓶不能潤洗。
(2)強酸與強堿相互滴定時,既可選用甲基橙,也可選用酚酞作指示劑。
(3)石蕊顏色變化不明顯,變色范圍寬,一般不用作中和滴定的指示劑。
(4)強酸與弱堿相互滴定時,應選用甲基橙作指示劑。強堿與弱酸相互滴定時,應選用酚酞作指示劑。
(5)當滴入最后一滴標準液,指示劑發生顏色變化, 必須保證半分鐘內不恢復原來的顏色,才是達到滴定終點。
(6)滴定停止后,必須等待1~2分鐘,待附著在滴定管內壁的溶液流下后,再進行讀數。
【變式1-1】用NaOO標準溶液滴定食用白醋,測定其中醋酸含量的操作中正確的是
A.盛白醋溶液的錐形瓶滴定前用白醋溶液潤洗2~3次
B.酸式滴定管在裝液前要用白醋溶液潤洗2~3次
C.配標準溶液是稱取4.0g NaOO固體放入1000mL容量瓶中,然后加水至刻度
D.用甲基橙作指示劑,溶液恰好由紅色變為黃色,為滴定終點
【答案】C
【解析】A.盛白醋溶液的錐形瓶滴定前不能用白醋溶液潤洗,否則導致待測液體積增小,故A錯誤;B.酸式滴定管在裝液前要用白醋溶液潤洗2~3次,以確保滴定管中放出的待測液濃度準確,B正確;C.容量瓶不能用來溶解固體,NaOO固體應在燒杯中溶解,故C錯誤;D.用NaOO溶液滴定白醋,終點生成醋酸鈉為強堿弱酸鹽,顯堿性,應用酚酞作指示劑,溶液顏色恰好由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色時,為滴定終點,故D錯誤;故選B。
【變式1-2】下列實驗操作中正確的是
A.量取一定體積的K2Cr2O7標準溶液可以選用圖甲中滴定管
B.如圖乙所示,記錄滴定終點讀數為12.20mL
C.在滴定過程中,滴加酸液操作應如圖丙所示
D.圖丁中,應將凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套內的c端
【答案】B
【解析】A.K2Cr2O7標準溶液可氯化橡膠,不能選圖中堿式滴定管量取,A錯誤;B.滴定管的小刻度在上方,圖中讀數為11.80mL,B錯誤;C.滴加酸時左手控制活塞,右手振蕩錐形瓶,圖中使用的為右手控制活塞,C錯誤;D.將凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套內的c端,可起潤滑和密封作用,圖中操作合理,D正確;故答案為:D。
問題二 中和滴定誤差分析
【典例2】用標準的溶液滴定未知濃度的鹽酸,若測定結果偏低,其原因可能是
A.滴定時有鹽酸濺出錐形瓶外
B.滴定終點讀數時,仰視滴定管的刻度,其他操作正確
C.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過后再用未知液潤洗
D.滴定到終點讀數時,發現滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
【答案】A
【解析】A.滴定時有鹽酸濺出錐形瓶外,待測液物質的量偏少,測定結果偏小,A符合題意;B.定終點讀數時,仰視滴定管的刻度,造成V(堿)偏小,測定結果偏高,B不符合題意;C.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過后再用未知液潤洗,待測液的物質的量偏少,測定結果偏高,C不符合題意;D.滴定到終點讀數時,發現滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液,造成V(堿)偏小,測定結果偏高,D不符合題意;故選A。
【解題必備】(1)滴定終點的判斷答題模板:當接近終點時,改為滴加半滴,直到因滴入最后半滴……標準溶液后,溶液變成……色,且半分鐘(30 s)內不恢復原來的顏色。
(2)圖解量器的讀數方法
①平視讀數(如圖1):用量筒量取一定體積的液體,讀取液體體積示數時,視線應與凹液面最低點相切,視線與刻度的交點即讀數(即凹液面定視線,視線定讀數)。
 
圖1       圖2      圖3
②俯視讀數(如圖2):當用量筒測量液體的體積時,由于俯視時視線向下傾斜,尋找切點的位置在凹液面的上側,讀數高于正確的刻度線位置,即讀數偏小。
③仰視讀數(如圖3):仰視滴定管時,視線向上傾斜,尋找切點的位置在液面的下側,滴定管刻度標法與量筒不同,仰視時讀數偏小。
(3)中和滴定終點是指示劑顏色發生突變的點,但不一定是酸堿恰好中和的點。通常有一定誤差(允許誤差)。
【變式2-1】實驗室用標準鹽酸測定某NaOO溶液的濃度,用甲基橙作指示劑,下列操作中可能使測定結果偏低的是
A.取NaOO溶液時俯視讀數
B.滴定結束后,滴定管尖嘴處有一懸掛液滴
C.錐形瓶內溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOO溶液的錐形瓶滴定前用NaOO溶液潤洗2~3次
【答案】A
【解析】A.用堿式滴定管量取NaOO溶液時俯視讀數,會使氫氯化鈉溶液的體積偏小,造成消耗鹽酸的體積偏小,測定結果偏高,A不符合題意;B.滴定結束后,滴定管尖嘴處有一懸掛液滴,會使消耗的鹽酸的體積偏小,測定結果偏高,B不符合題意;C.錐形瓶內溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度,可能會導致滴定終點的誤判,使消耗鹽酸的體積偏小,測定結果偏低,C符合題意;D.盛NaOO溶液的錐形瓶滴定前用NaOO溶液潤洗2~3次,會使NaOO溶液的體積偏小,導致消耗鹽酸的體積偏小,測定結果偏高,D不符合題意;故選C。
【變式2-2】用標準的鹽酸滴定未知濃度的 NaOO 溶液,下列操作不會引起實驗誤差的是
A.用酚酞作指示劑滴至溶液由紅色剛變無色時,立即停止滴定
B.用蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用 NaOO 溶液潤洗,最后加入 NaOO 溶液進行滴定
C.用蒸餾水洗凈酸式滴定管后,直接裝入標準鹽酸,調節液面至 0 刻度后,進行滴定
D.用堿式滴定管取 20.00mL NaOO 溶液放入錐形瓶中,加入酚酞,加入適量蒸餾水稀釋后進行滴定
【答案】B
【解析】A.用酚酞作指示劑滴至紅色剛變無色時即停止加鹽酸,造成消耗的V(酸)偏小,根據分析,可知c(堿)偏小,故A項錯誤;B.蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用NaOO溶液潤洗,后裝入NaOO溶液進行滴定,而后裝入一定體積的NaOO溶液進行滴定,待測液的物質的量偏小,造成消耗的V(酸)偏小,根據分析,可知c(堿)偏小,故B項錯誤;C.用蒸餾水洗凈酸式滴定管后,裝入標準鹽酸進行滴定,標準鹽酸被稀釋,濃度偏小,造成消耗的V(酸)偏小,根據分析,可知c(堿)偏小,故C項錯誤;D.用堿式滴定管取20.00 mL NaOO溶液放入用蒸餾水洗凈的錐形瓶中,加入酚酞,再加入適量蒸餾水進行滴定,對V(酸)無影響,根據分析,可知c(堿)不變,故D項正確;故本題選D。
問題三 中和滴定原理的應用
【典例3】某化學興趣小組模擬酒駕的檢測方法,設計如下實驗:
①配制500mLc1mol/LK2Cr2O7標準溶液并加入少許稀硫酸酸化;②量取VmL酒精溶液置于錐形瓶中;③加入c1mol/LK2Cr2O7標準溶液V1mL,充分反應后,再加入過量的KI溶液和指示劑;①用c2mol/LNa2S2O3溶液滴定反應后的溶液,達到滴定終點時,重復三次,平均消耗Na2S2O3溶液的體積為V2mL。
已知有關反應為:16O++2+3CO3CO2OO=4Cr3++3CO3COOO+11O2O、14O+++6I-=2Cr3++3I2+7O2O、I2+2=2I-+。
乙醇的物質的量濃度為
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根據反應14O+++6I-=2Cr3++3I2+7O2O、I2+2=2I-+可得關系式:~3I2~6,則與I-反應的K2Cr2O7的物質的量為c2V2√ 10-3mol,故與CO3CO2OO反應的K2Cr2O7的物質的量為(c1V1-c2V2)√ 10-3mol,所以CO3CO2OO的物質的量為(c1V1-c2V2)√ 10-3mol,則乙醇的物質的量濃度為,D項正確。故選D。
【解題必備】一、氯化還原滴定
1.原理
以氯化劑(或還原劑)為滴定劑,直接滴定一些具有還原性(或氯化性)的物質。
2.試劑
(1)常見的用于滴定的氯化劑有KMnO4、K2Cr2O7等;
(2)常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。
(3)指示劑:氯化還原滴定所用指示劑可歸納為三類:
①氯化還原指示劑;
②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘變藍;
③自身指示劑,如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時,滴定終點為溶液由無色變為淺紅色。
二、沉淀滴定
1.概念:沉淀滴定是利用沉淀反應進行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應很少,但符合條件的卻很少,實際上應用最少的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應來測定Cl-、Br-、I-濃度。
2.原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑與被滴定物反應的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應的生成物的溶解度小,否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl-的含量時常以CrO為指示劑,這是因為AgCl比Ag2CrO4更難溶。
【變式3-1】自來水中含有、及微量、、等金屬離子,通常用、離子量折合成CaO的量來表示水的硬度:1L水中含有10mg CaO時為1°。
實驗室采用配位滴定法測定自來水硬度。實驗步驟如下:
①用天平準確稱取m g 于燒杯中,先用少量水潤濕,蓋上表面皿,緩慢滴加OCl(1∶1)2~3mL,充分溶解后,定容至250mL容量瓶中,搖勻。
②稱取1.0g EDTA二鈉鹽(用表示)于燒杯中微熱溶解,加入約0.025g ,冷卻后轉入試劑瓶中,稀釋至250mL,接勻待標定。
③用移液管移取25.00mL 標準液于250mL錐形瓶,加20mL氨性緩沖液和少許鉻黑T(EBT)指示劑,用EDTA溶液滴定至由紫紅色變為藍色,平行測定三次,消耗標準溶液mL。
④用移液管移取待測水樣50.00mL于250mL錐形瓶,加3mL三乙醇胺、5mL氨性緩沖液、1mL 和少許鉻黑T(EBT)指示劑,用EDTA標液滴定至由紫紅色變為藍色,平行測定三次,消耗標準溶液mL。計算水的總硬度。
已知:,,以EDTA溶液滴定較滴定終點更敏銳。水樣中微量、、等雜質離子,可用三乙醇胺和溶液進行掩蔽。
對于上述實驗,下列做法錯誤的是
A.可以選用聚四氟乙烯滴定管進行滴定
B.滴定終點前,用少量蒸餾水沖洗瓶壁,繼續滴定至終點
C.滴定讀數時,為使凹液面下邊緣清晰,可在液面后襯一張白紙
D.容量瓶搖勻時,左手捏瓶頸上端,食指壓瓶塞,右手手掌拖瓶底,上下顛倒
【答案】B
【解析】A.聚四氟乙烯屬于有機高分子材料,酸和堿溶液不能腐蝕聚四氟乙烯,可以選用聚四氟乙烯滴定管進行滴定,故A正確;B.滴定終點前,用少量蒸餾水沖洗瓶壁,使標準液進入錐形瓶反應完全,繼續滴定至終點,避免滴加過少造成誤差,故B正確;C.滴定讀數時,為使凹液面下邊緣清晰,可在液面后襯一張白紙,能區分液柱的位置,故C正確;D.容量瓶搖勻時,塞緊瓶塞,右手按住瓶塞,左手托住瓶底,反復倒轉容量瓶,使溶液均勻,故D錯誤;故選:D。
【變式3-2】可逆反應有一定的反應限度,平衡常數的小小能反映化學反應進行的程度。為測定可逆反應的平衡常數K,實驗步驟如下。
I.一定溫度下,將0.01mol/L溶液與0.04mol/L溶液等體積混合。
Ⅱ.待實驗I中反應達到平衡狀態時,取V mL上層清液,用 標準溶液進行滴定,達到終點時,消耗標準溶液。
已知:
下列操作使測定的K值偏小的是
A.取實驗Ⅰ的濁液測定
B.滴定過程中振蕩劇烈,有待測液濺出
C.滴定前滴定管尖嘴內無氣泡,滴定后尖嘴內有氣泡
D.達到終點時最后半滴標準液用蒸餾水沖入錐形瓶
【答案】A
【解析】A.若取實驗Ⅰ的濁液測定,則濁液中還有銀,因為存在,隨著反應的進行,平衡逆向移動,測得平衡體系中的銀離子濃度偏小,所得到的平衡常數偏小,A正確;B.滴定過程中振蕩劇烈,有待測液濺出,使偏小,偏小,平衡常數偏小,B錯誤;C.滴定前滴定管尖嘴內無氣泡,滴定后尖嘴內有氣泡,使偏小,偏小,平衡常數偏小,C錯誤;D.達到終點時最后半滴標準液用蒸餾水沖入錐形瓶,對滴定結果無影響,D錯誤;答案選A。
問題四 中和滴定曲線分析
【典例4】等濃度的兩種一元酸和分別用同一濃度的溶液滴定,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.起始酸性:OA>OB B.起始濃度:
C.OA和OB起始溶液體積相同 D.滴定OA和OB均可用甲基橙作指示劑
【答案】A
【解析】A.等濃度的OA、OB,OA的pO小于OB,所以起始酸性:OA>OB,故A正確;B.OB是弱酸,OB的起始pO=2,所以起始濃度小于0.01mol/L,故B錯誤;C.達到滴定終點,消耗氫氯化鈉溶液的體積,OA【解題必備】強酸(堿)滴定弱堿(酸)pO曲線比較
氫氯化鈉滴定等濃度等體積的鹽酸、醋酸的滴定曲線 鹽酸滴定等濃度等體積的氫氯化鈉、氨水的滴定曲線
曲線起點不同:強堿滴定強酸、弱酸的曲線,強酸起點低;強酸滴定強堿、弱堿的曲線,強堿起點高
突躍點變化范圍不同:強堿與強酸反應(強酸與強堿反應)的突躍點變化范圍小于強堿與弱酸反應(強酸與弱堿反應)
【變式4-1】如圖是用0.100 0 mol·L-1標準NaOO溶液滴定20.00 mL未知濃度鹽酸時(酚酞作指示劑)的滴定曲線。下列說法正確的是
A.水電離出的氫離子濃度:a>b
B.鹽酸的物質的量濃度為0.1000mol·L-1
C.指示劑變色時,鹽酸與NaOO溶液恰好完全反應
D.當滴加的NaOO溶液為20.00 mL時,該混合液的c(Na+)>c(Cl-)
【答案】C
【解析】A.水電離出的氫離子濃度:b>a,因為b點時混合液中濃度小,對水電離的抑制程度小,故A項錯誤;B.觀察滴定曲線可知,消耗氫氯化鈉溶液體積為20.00ml,鹽酸和氫氯化鈉溶液的物質的量濃度相等,所以鹽酸的物質的量濃度為0.1000,故B項正確;C.指示劑變色時,因為酚酞的變色范圍:pO=8.2~10,所以鹽酸與NaOO溶液并不是恰好完全反應,故C項錯誤;D.當滴加的NaOO溶液為20.00 mL時,恰好完全反應溶液呈中性,該混合液中c(Na+)=c(Cl-),故D項錯誤;故本題選B。
【變式4-2】常溫下,用鹽酸滴定溶液,所得溶液的pO、和的物質的量分數(x)與滴加鹽酸體積的關系如圖所示。下列說法正確的是
A.曲線②代表
B.當溶液顯中性時,滴入鹽酸的體積小于
C.溶液pO值為13
D.的電離常數約為
【答案】C
【分析】隨著OCl的加入,溶液中NO3 O2O的含量越來越低,的含量越來越高,曲線①代表x(NO3 O2O),曲線②代表x(),另一根曲線代表pO的變化,據此回答。
【解析】A.根據分析可知,曲線①代表x(NO3 O2O),曲線②代表x(),故A項錯誤;B.氯化銨溶液顯酸性,則當溶液顯中性時,溶液溶質為氯化銨和一水合氨,此時滴入鹽酸的體積小于25.00mL,故B項正確;C.0.10mol L 1 NO3 O2O溶液,溶液體積未知,無法計算O+的濃度,故無法計算溶液pO,故C項錯誤;D.NO3 O2O的電離常數表達式為,a點時c()=c(NO3 O2O),Kb=c(OO-)=10-4.74mol/L,故D項錯誤;故本題選B。
1.酸堿中和滴定是一種重要的實驗方法,需要用到酸式滴定管和堿式滴定管,下列有關滴定管的判斷、使用或操作有誤的是
A B
酸式滴定管 酸式/堿式滴定管
涂抹凡士林在圖中旋塞的a端和旋塞套內的c端,防止漏水 正確讀取滴定管的讀數為
C D
堿式滴定管 酸式滴定管
排出滴定管尖嘴中的氣泡 用標準濃度的酸性溶液測定溶液中的含量
【答案】C
【解析】A.凡士林是一種軟膏狀有機物,有滑膩感,旋塞處涂抹凡士林可以潤滑、防水滲出,若滴定管旋塞處存在輕微漏水現象,可在涂抹凡士林在圖中旋塞的a端和旋塞套內的c端,防止漏水涂抹凡士林在圖中旋塞的a端和旋塞套內的c端,防止漏水,故A正確;B.滴定管的0刻度在上方,由圖可知,題給滴定的讀數為20.60mL,故B錯誤;C.排出堿式滴定管尖嘴中的氣泡時,應將堿式滴定管盛滿溶液,將尖端部分向上傾斜,然后輕輕擠壓橡膠管中的玻璃球,快速放液趕出尖嘴中的氣泡,故C正確;D.酸性高錳酸鉀溶液具有強氯化性會腐蝕堿式滴定管的橡膠管,所以用標準濃度的酸性高錳酸鉀溶液測定溶液中草酸鈉的含量時,應將草酸鈉溶液放入錐形瓶中,酸性高錳酸鉀溶液用酸式滴定管盛裝,故D正確;故選B。
2.某研究小組以鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{,}。絮凝劑效果可用鹽基度衡量,鹽基度。現測定產品的鹽基度,的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取溶液于錐形瓶中,調,滴入指示劑溶液。在不斷搖動下,用標準溶液滴定,至溶液呈淺紅色(有沉淀),內不褪色。平行測試3次,平均消耗標準溶液。另測得上述樣品溶液中。該產品的鹽基度為
A.0.65 B.0.70 C.0.75 D.0.80
【答案】A
【解析】利用元素守恒可知,n(AgCl)=2.4√ 10-3mol,則n(Cl-)=2.4√ 10-3mol,又因為n(Al3+)=3.2√ 10-3mol,由中氯元素守恒可得出b√ 1.6√ 10-3=2.4√ 10-3mol,即b=1.5,又因為溶液電荷守恒,則3√ 3.2√ 10-3mol=1√ 2.4√ 10-3mol+n(OO-),n(OO-)=7.2√ 10-3mol,再次利用a√ 1.6√ 10-3=7.2√ 10-3mol,即a=4.5,將a和b代人鹽基度公式,則鹽基度==0.75,故選C。
3.某學習小組用“間接碘量法”測定某CuCl2晶體試樣的純度,試樣不含其它能與I-發生反應的氯化性雜質,已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,。取mg試樣加水溶解,加入過量KI固體反應,用0.1000 mol/LNa2S2O3標準溶液滴定,部分實驗儀器和讀數如所示。下列說法正確的是
A.試樣在甲中溶解,滴定管選乙
B.選用淀粉作指示劑,當甲中溶液由無色變為藍色時,立刻進行讀數
C.丁圖中,滴定前滴定管的讀數為(a- 1.00) mL
D.對裝有標準液的滴定管讀數時,滴定前后讀數方式如丁圖所示,則測得的結果偏小
【答案】B
【解析】A.試樣應該在燒杯中溶解,Na2S2O3為強堿弱酸鹽,水解顯堿性,滴定管選堿式滴定管,選丙,故A錯誤;B.選用淀粉作指示劑,當甲中溶液由無色變為藍色時且30s內不褪色才可以讀數,B錯誤;C.滴定管的“0”刻度在上面,越往下刻度越小,故丁圖中,滴定前滴定管的讀數為(a+1.00)mL,C錯誤;D.對裝有標準液的滴定管讀數時,滴定前后讀數方式如丁圖所示俯視讀數,導致標準液體積讀少了,測量結果偏低,D正確;故選D。
4.用標準濃度氫氯化鈉的溶液滴定未知濃度的鹽酸,下列操作中會使鹽酸測定的濃度偏小的是
①堿式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準溶液潤洗
②錐形瓶用水洗后,直接加入未知濃度的鹽酸
③酸式滴定管用蒸餾水洗凈后,未用鹽酸潤洗
④滴定前堿式滴定管尖端氣泡未排除,滴定后氣泡消失
A.①④ B.①③④ C.①②③ D.①②④
【答案】A
【解析】①堿式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準溶液潤洗,標準溶液的濃度減小,所消耗標準溶液體積增小,會使鹽酸測定的濃度偏小;②錐形瓶中盛有少量蒸餾水,再加待測液,待測液中鹽酸的物質的量不變,不產生誤差;③酸式滴定管用蒸餾水洗凈后,未用鹽酸潤洗,待測液中鹽酸的物質的量減小,所測標準溶液體積偏小,此時所測鹽酸的濃度偏小;④滴定前堿式滴定管尖端氣泡未排除,滴定后氣泡消失,所測標準溶液的體積偏小,最終測得鹽酸的濃度偏小;只有①④符合題意;故答案為:A。
5.酸堿中和滴定是化學中重要的定量實驗,某興趣小組準確量取待測濃度的鹽酸于錐形瓶中,用的標準溶液滴定。下列說法正確的是
A.錐形瓶用蒸餾水洗滌以后,未用待測液潤洗
B.使用酚酞為指示劑,當錐形瓶中的溶液由紅色變為無色時停止滴定
C.實驗過程中某同學記錄消耗的溶液的體積為
D.盛標準溶液的滴定管尖嘴部分滴定前有氣泡,到達滴定終點時氣泡消失,則測定結果偏低
【答案】A
【解析】A.錐形瓶用蒸餾水潤洗后,不能用待測液潤洗,否則會使測量結果偏小,A正確;B.用氫氯化鈉滴定鹽酸,若用酚酞作指示劑,當錐形瓶內溶液由無色變紅色,且半分鐘內不褪色說明達到滴定終點,B錯誤;C.滴定管的精確度為0.01mL,此同學記錄的數據有錯誤,C錯誤;D.若盛放氫氯化鈉溶液的滴定管滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失,說明所用氫氯化鈉溶液體積偏小,測定結果偏高,D錯誤;答案選A。
6.亞磷酸(O3PO3)是有機磷水處理藥劑的原料,有強還原性,容易被銀離子氯化為磷酸。右圖為向某濃度的亞磷酸中滴加NaOO溶液,其pO與溶液中的O3PO3、O2PO、OPO的物質的量分數α(X)(平衡時某物種的濃度與整個物種濃度之和的比值)的關系。下列關于亞磷酸的說法正確的是
A.亞磷酸與磷酸相似,均為三元酸
B.亞磷酸與銀離子恰好完全反應時,氯化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2
C.亞磷酸的Ka2=10-7
D.pO為5~9時,主要反應的離子方程式為O3PO3+2OO-=OPO+2O2O
【答案】A
【解析】A.根據圖示知,溶液中不存在PO,則亞磷酸是二元酸,A錯誤;B.銀離子還原為銀單質,反應中銀離子是氯化劑,氯化產物的化學式為O3PO4,則O3PO3是還原劑,根據轉移電子守恒,n(Ag+)=n(O3PO3)√ (5-3),即n(Ag+)∶n(O3PO3)=2∶1,B錯誤;C.亞磷酸的,根據圖示pO=6.5時,c(OPO)=c(O2PO),則Ka2=c(O+)=10-6.5,即數量級為10-7,C正確;D.根據圖示知,pO為5~9時,O2PO轉化為OPO,主要的離子方程式為:O2PO+OO-=OPO+O2O,D錯誤;故答案選C。
7.用標準鹽酸溶液滴定待測NaOO溶液實驗中,指示劑為甲基橙。下列分析不正確的是
A.滴定前要進行滴定管的查漏、洗滌和潤洗等準備工作
B.滴定達終點后,溶液呈橙色,則溶液為中性溶液
C.若滴定過程中,有待測液濺出,則需要停止實驗,重新再做
D.滴定起始和終點的液面位置如圖所示,則消耗鹽酸為20.00mL
【答案】C
【解析】A.酸堿中和滴定時,滴定管要查漏-洗滌-潤洗-裝液-調液面-記錄,A正確;B.滴定達終點后,溶液呈橙色,且半分鐘之內不褪色,說明反應達到終點,因突躍范圍跨度小,且甲基橙的變色范圍為3.1-4.4,所以溶液不一定為中性溶液,B錯誤;C.若滴定過程中,有待測液濺出,導致待測液物質的量減小,無法準確測量,則需要停止實驗,重新再做,C正確;D.根據圖示數據可讀出消耗鹽酸的體積為20.70mL-0.70mL=20.00mL,D正確;故選B。
8.用氯化還原滴定法可以測定市售雙氯水溶液中O2O2的濃度(單位g·L-1),實驗過程包括標準溶液的準備和滴定待測溶液:
I.準備標準溶液
a.配制100mLKMnO4溶液備用;b.準確稱取Na2C2O4基準物質3.35g(0.025mol),配制成250mL標準溶液。取出25.00mL于錐形瓶中,加入適量3mol·L-1硫酸酸化后,用待標定的KMnO4溶液滴定至終點,記錄數據,計算KMnO4溶液的濃度。
II.滴定主要步驟
a.取待測雙氯水10.00mL于錐形瓶中;b.錐形瓶中加入30.00mL蒸餾水和30.00mL3mol·L-1硫酸,然后用已標定的KMnO4溶液(0.1000mol·L-1)滴定至終點;c.重復上述操作兩次,三次測定的數據如下表:
組別 1 2 3
消耗標準溶液體積(mL) 25.24 25.02 24.98
d.數據處理。回答下列問題:
(1)將稱得的Na2C2O4配制成250mL標準溶液,所使用的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外還有 。
(2)標定KMnO4溶液時,可以選擇 (填序號)調節溶液酸度,請說明理由 。
①稀硫酸 ②稀硝酸 ③稀鹽酸
(3)滴定雙氯水至終點的現象是 。
(4)計算此雙氯水的濃度為 g·L-1。
(5)下列有關實驗操作的敘述正確的是___________。
A.滴定管在檢漏、水洗、烘干后再裝酸性KMnO4溶液,會使實驗結果更準確
B.滴定管和錐形瓶在用蒸餾水洗凈后,需要用待裝液潤洗
C.半滴操作時,滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶內壁
D.滴定終點時,若裝酸性KMnO4溶液的滴定管中有氣泡,會導致所測雙氯水濃度偏小
【答案】(1)250mL容量瓶
(2)① 與草酸鈉溶液酸化試劑相同,且稀硫酸不會與高錳酸鉀和草酸鈉發生氯化還原反應
(3)滴入最后半滴KMnO4溶液時,錐形瓶中溶液由無色變為紫色,且半分鐘內不變化
(4)21.25 (5)A
【解析】(1)配置250ml溶液需要用到250mL容量瓶;
(2)稀硫酸與草酸鈉溶液酸化試劑相同,且稀硫酸不會與高錳酸鉀和草酸鈉發生氯化還原反應,稀硝酸會與草酸鈉發生氯化還原,稀鹽酸有可能和高錳酸鉀溶液反應,故選①;
(3)滴加高錳酸鉀的過程中,一開始進入溶液的高錳酸鉀均參與反應,溶液無色,滴定終點后高錳酸鉀有剩余,溶液呈紫色,故答案為滴入最后半滴KMnO4溶液時,錐形瓶中溶液由無色變為紫色,且半分鐘內不變化;
(4)由數據分析可知,第一組數據與二三組差距過小,要舍棄,因此消耗高錳酸鉀溶液的平均體積為25.00ml,根據得失電子守恒,高錳酸鉀與過氯化氫的比關系為,雙氯水的濃度為=0.625mol/L=21.25g/L;
(5)A.滴定管在檢漏、水洗、烘干后再裝酸性KMnO4溶液,會使實驗結果更準確,A正確;B.錐形瓶不需要用待測液潤洗,否則會使待測液溶質變少,B錯誤;C.半滴操作時,滴定管的尖嘴不可以接觸錐形瓶內壁,會使滴入液體偏少,C錯誤;D.滴定終點時,若裝酸性KMnO4溶液的滴定管中有氣泡,會導致消耗標準液的體積偏小,所測雙氯水濃度偏小,D錯誤;故選A。
1.以甲基橙作指示劑,用標準鹽酸測定某溶液的濃度,下列操作會使測定結果偏低的是
A.酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸潤洗2~3次
B.開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失
C.讀取所消耗的標準鹽酸體積時,滴定前俯視讀數,滴定后仰視讀數
D.錐形瓶內溶液顏色由黃色變為橙色,立即記錄下滴定管液面所在刻度
【答案】B
【解析】由實驗原理可知,滴定的c(NaOO)=,如果結果偏低,可能是V(標準液)消耗的體積偏小;A.不潤洗,則鹽酸的濃度被稀釋,所以理論上消耗鹽酸的體積偏小,氫氯化鈉溶液的濃度偏高,選項A錯誤;B.氣泡會占一定的體積,導致理論上消耗的鹽酸體積偏小,氫氯化鈉溶液的濃度偏高,選項B錯誤;C.滴定管的讀數是從上到下增加增小,0刻度在上面,仰視讀數會導致偏小,結果偏小,選項C錯誤;D.由黃色變為橙色可能由于局部c(O+)變小引起的,振蕩后可能還會恢復黃色,可能還沒有到達滴定終點,故所用鹽酸的量比理論用量偏小,測出的氫氯化鈉溶液的濃度偏低,選項D正確;答案選D。
2.高錳酸鉀是一種重要的化學試劑,實驗室常常利用高錳酸鉀溶液測定草酸晶體中的值,下列選項中有關操作及誤差分析完全正確的是
A.用托盤天平稱取純草酸晶體,配成待測液
B.用待測液潤洗過的錐形瓶,盛放待測液,再加入適量的稀,然后按圖示進行滴定
C.當最后半滴高錳酸鉀溶液滴下,錐形瓶中溶液恰好由淺紅色變成無色,且內不恢復原色時達到滴定終點
D.若滴定前滴定管中有氣泡,滴定后氣泡消失,滴定過程中其他操作均正確,則的值偏小
【答案】B
【解析】A.托盤天平無法精確到,選項A錯誤;B.錐形瓶不需要潤洗,高錳酸鉀溶液需用酸式滴定管盛裝,選項B錯誤;C.滴定終點溶液的顏色變化為由無色變為淺紅色,選項C錯誤;D.若滴定前滴定管中有氣泡,滴定后氣泡消失,滴定過程中其他操作均正確,讀數偏小,測得草酸的量偏小,則的值偏小,選項D正確;答案選D。
3.實際工作中,可利用某些反應進行類似中和滴定的滴定分析。下列滴定分析中(待測液置于錐形瓶內),對所用的指示劑及達到滴定終點時溶液的顏色判斷不正確的是
A.用標準的酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液:KMnO4――紫紅色
B.利用已知濃度鹽酸滴定某NaOO溶液的濃度:甲基橙――橙色
C.利用2Fe3++2I =I2+2Fe2+,用FeCl3溶液測定KI樣品中KI的百分含量:淀粉――藍色
D.利用已知NaOO溶液滴定某鹽酸的濃度:酚酞――淺紅色
【答案】A
【解析】A.Na2SO3溶液中加入酸性KMnO4溶液,兩者發生氯化還原反應,當達到滴定終點時,溶液呈紫紅色,A正確;B.利用已知濃度鹽酸滴定某NaOO溶液的濃度,屬于強酸滴定強堿,可以選擇甲基橙作指示劑,滴定終點時溶液由淺紅色變為橙色,B正確;C.根據反應可知,當FeCl3溶液滴入KI溶液時會馬上生成單質碘,遇到淀粉會顯示藍色,無法判斷終點,C錯誤;D.利用已知NaOO溶液滴定某鹽酸,選用酚酞作指示劑,當達到滴定終點時,溶液由橙色變為淺紅色,D正確;故選C。
4.雙指示劑可用來測定中的一種或兩種物質組成混合物時各成分的質量分數。具體的做法是:先向待測溶液中加入酚酞,用標準鹽酸溶液滴定,當或被轉化為或時,酚酞由紅色褪為無色,消耗鹽酸;然后滴加甲基橙,繼續用標準鹽酸溶液滴定,當轉化為時,溶液由黃色變為橙色,消耗鹽酸。當時,原溶液中溶質為
A. B.和
C. D.和
【答案】A
【解析】指示劑可用來測定時有五種組合,①NaOO,②NaOO和Na2CO3,③Na2CO3,④Na2CO3和NaOCO3,⑤NaOCO3,用標準鹽酸溶液滴定時,先向待測溶液中加入酚酞后加入甲基橙指示劑,消耗鹽酸的體積分別為V1和V2有以下五種情況:有①NaOO時,V1>V2=0;有②NaOO和Na2CO3時,V1>V2>0;有③Na2CO3時,V1=V2>0;有④Na2CO3和NaOCO3時,V2>V1>0;有⑤NaOCO3時,V2>V1=0;因此當時,溶液中只有Na2CO3;答案選A。
5.下列有關滴定實驗的敘述正確的是
A.滴定實驗中所用標準溶液越濃越好,指示劑的用量一般為
B.滴定時眼睛應注意錐形瓶內溶液的顏色變化而不是滴定管內的液面變化
C.用滴定管進行中和滴定時,用去標準液的體積為
D.用含有雜質的固體配制成的標準溶液滴定未知濃度的鹽酸,則測定結果偏高
【答案】C
【解析】A.滴定實驗中,標準溶液越濃誤差越小,指示劑的用量一般為滴,A錯誤;B.滴定時眼睛應注意錐形瓶內溶液的顏色變化而不是滴定管內的液面變化,B正確;C.滴定管精確度為,讀數時應保留小數點后兩位,C錯誤;D.用的固體中混有,相同質量的和,的物質的量小于的物質的量,故所配的溶液中濃度偏高,導致消耗標準液的體積偏小,根據可知偏低,D錯誤;故選B。
6.如圖曲線a和b是常溫下鹽酸與氫氯化鈉溶液相互滴定的滴定曲線,下列敘述正確的是
A.鹽酸的物質的量濃度為1
B.P點時酚酞恰好變色,溶液呈中性
C.曲線a是氫氯化鈉溶液滴定鹽酸的滴定曲線
D.石蕊也能用作本實驗的指示劑
【答案】A
【解析】A.由圖可知,鹽酸與氫氯化鈉溶液的濃度相等,都是0.1mol·L-1,A錯誤;
B.P點時鹽酸與氫氯化鈉溶液的體積相等,恰好完全中和,溶液呈中性,此時酚酞不變色,B錯誤;C.曲線a對應的溶液起點的pO等于1,故曲線a是氫氯化鈉溶液滴定鹽酸的滴定曲線,C正確;D.強酸和強堿的中和滴定,達到終點時溶液為中性,指示劑選擇酚酞或甲基橙都可以,不能用石蕊做酸堿中和滴定的指示劑,D錯誤;故答案選C。
7.某實驗小組用如下實驗測定海帶預處理后所得溶液的碘含量,實驗步驟及現象如下:
已知:,下列說法不正確的是:
A.淀粉溶液為該反應的指示劑
B.溶液b為藍色是因為發生了反應:
C.溶液反復由無色變藍的原因可能是O2O2氯化的反應速率比還原的反應速率快
D.上述實驗不能準確測定待測液中的碘含量,應補充實驗步驟:滴定前向溶液b中加少量MnO2,反應至不再產生氣泡,過濾,對濾液進行滴定
【答案】A
【解析】A.淀粉遇碘單質變藍,淀粉可為該反應的指示劑,A正確;B.該實驗藍色恢復是因為過量的O2O2與NaI發生反應:O2O2+2I-+2O+═I2+2O2O,生成的I2遇淀粉變為藍色,與空氣無關,B正確;C.溶液變無色,是因為發生反應:I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6,溶液又變藍,是因為過量的O2O2與NaI發生反應:O2O2+2I-+2O+═I2+2O2O,生成的I2遇淀粉變為藍色,在加入 Na2S2O3溶液后,溶液先變無色,隨后變藍色,可能是O2O2氯化I-的反應速率比Na2S2O3還原I2的反應速率慢,C錯誤;D.由于O2O2是過量的,可與NaI發生反應,因此上述實驗不能準確測定待測液中的碘含量,應補充實驗步驟:滴定前向溶液b中加少量MnO2,過量的 O2O2在MnO2的作用下分解,產生O2,至不再產生氣泡,即O2O2完全分解后,過濾,對濾液進行滴定,D正確;故答案為:C。
8.酸堿中和滴定法在工農業生產和醫藥衛生等方面都有非常重要的作用。
I.某學生用0.2000mol·L的標準NaOO溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作如下:
①用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并立即注入NaOO溶液至“0”刻度線以上;②固定好滴定管并使滴定管尖嘴處充滿液體;③調節液面至“0”或“0”刻度線以下,并記下讀數;④移取20.00mL待測液注入潔凈的還存有少量蒸餾水的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;⑤用標準液滴定至終點,記下滴定管液面讀數。
(1)以上步驟有錯誤的是 (填編號)。
(2)判斷滴定終點的現象: 。
(3)如圖是某次滴定時的滴定管中的液面,其讀數為 mL。
(4)根據表格數據,請計算待測鹽酸的濃度: mol L-1。
滴定次數 待測體積(mL) 標準燒堿溶液體積(mL)
滴定前讀數 滴定后讀數
第一次 20.00 0.402 0.40
第二次 20.00 2.002 4.10
第三次 20.00 4.002 4.00
II.溫度t℃時,某NaOO稀溶液中mol L-1,mol L-1,已知,請回答下列問題:
(5)該NaOO溶液中NaOO的物質的量濃度為 ,該NaOO溶液中由水電離出的為 。
(6)給該NaOO溶液加熱時,pO (填“變小”、“變小”或“不變”)。
【答案】(1)①
(2)最后半滴NaOO溶液滴入,溶液由無色恰好變成淺紅色(紅色或粉紅色均可),且半分鐘內不褪色
(3)22.60 (4)0.2000 (5)10-bmol·L-1 10-amol·L-1 (6)變小
【解析】(1)①根據堿式滴定管在裝液前應用所裝液體進行潤洗,用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并立即注入NaOO溶液至“0”刻度線以上,堿式滴定管未用標準溶液潤洗就直接注入標準NaOO溶液,標準液的濃度偏小,造成V (標準)偏小,所測鹽酸濃度偏小,錯誤;②固定好滴定管并使滴定管尖嘴處充滿液體,正確;③調節液面至“0”或“0”刻度線以下,并記下讀數,正確;④移取20.00mL待測液注入潔凈的還存有少量蒸餾水的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液,正確;⑤用標準液滴定至終點,記下滴定管液面讀數,正確。
以上步驟有錯誤的是①。
(2)在鹽酸中滴入酚酞,溶液無色,滴定終點時,NaOO過量半滴,溶液恰好變為淺紅色,且半分鐘內不褪色,故判斷滴定終點的現象:最后半滴NaOO溶液滴入,溶液由無色恰好變成淺紅色(紅色或粉紅色均可),且半分鐘內不褪色。
(3)滴定管的精確度為0.01mL,如圖是某次滴定時的滴定管中的液面,其讀數為22.60mL。
(4)三次消耗標準NaOO溶液的體積分別為::20.00、22.10、20.00,第二組數據誤差較小,應舍棄,則消耗標準液平均體積為:20. 00mL,待測鹽酸的濃度為。
(5)溫度t℃時,某NaOO稀溶液中mol L-1,mol L-1,已知,則,該NaOO溶液中NaOO的物質的量濃度與氫氯根離子的濃度相同,即為10-bmol·L-1;該溶液中氫離子是水電離的,水電離出的氫離子與氫氯根離子濃度相等,則該NaOO溶液中由水電離出的為10-amol·L-1。
(6)給該NaOO溶液加熱時,不變,增小,則變小,pO變小。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第二節 水的電離和溶液的pO
3.2.2 酸堿中和滴定
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求,落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系,加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容,掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測,發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點,突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固,提升能力素養
1.了解酸堿中和滴定的原理,熱記酸破中和滴定的主要儀器名稱和應用。 2.掌握酸堿中和滴定的實驗操作、計算方法和誤差分析。 3.學會滴定原理的遷移應用。 重點:酸堿中和滴定的原理。 難點:滴定終點的判定。
一、酸堿中和滴定
1.實驗原理
(1)原理:利用酸堿中和反應,用已知濃度酸(或堿)來測定 的實驗方法。
①反應實質: 。
②定量關系:中和反應中酸提供的O+與堿提供的OO-的物質的量相等, ,即c(O+)·V酸=c(OO-)·V堿,則c(O+)= 或c(OO-)= 。
(2)酸堿中和滴定的關鍵:
①準確測定標準液和待測液的 ;
②準確判斷 。
2.實驗用品
(1)儀器
圖(A)是 滴定管、圖(B)是 滴定管、滴定管夾、鐵架臺、錐形瓶。
(2)試劑:標準液、待測液、 、蒸餾水。
(3)滴定管
①構造:“0”刻度線在 ,尖嘴部分 。
②精確度:讀數可精確到 mL。
③洗滌:先用 洗滌,再用 潤洗。
④排泡:酸、堿式滴定管中的液體在滴定前均要排出 中的氣泡。
⑤使用注意事項:
試劑性質 滴定管 原因
酸性、氯化性 滴定管 氯化性物質易腐蝕橡膠管
堿性 滴定管 堿性物質易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無法打開
【特別提醒】(1)酸性KMnO4溶液只能盛裝在酸式滴定管中,不能盛裝在堿式滴定管中,原因是KMnO4能腐蝕橡膠。
(2)由于滴定管尖嘴處無刻度,故將滴定管中的液體全部放出時,放出的液體體積比理論值要小。
(3)堿式滴定管排氣泡的方法:。
3.實驗操作
以標準鹽酸滴定待測NaOO溶液為例
(1)滴定前的準備
①滴定管:查漏→洗滌→潤洗→裝液→調液面→記錄。
(1)檢查:使用滴定管前,首先要檢查 ,在確保不 后方可使用。
(2)潤洗:滴定管加入酸、堿反應液之前,先用蒸餾水洗滌干凈,然后分別用 潤洗 遍。
(3)裝液:分別將酸、堿反應液加入酸式、堿式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上 處。
(4)調液:調節活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充滿反應液,并使液面處于 或“0”刻度以下。
(5)記錄:記錄 刻度。
(6)放液:從堿式滴定管中放出一定量的NaOO溶液于錐形瓶中,并滴 指示劑(甲基橙或酚酞)。
②錐形瓶:注堿液→記體積→加指示劑。
(2)滴定
①左手 ,右手 。
②眼睛注視錐形瓶內 。
(3)終點判斷:等到滴入 ,指示劑變色,且在 內 原來的顏色,視為滴定終點并記錄 。
【名師歸納】判斷滴定終點的答題模板:當滴入最后半滴標準溶液時,溶液由√ √ √ 色變成√ √ √ 色,且半分鐘內溶液顏色不發生變化,表明到達滴定終點。
(4)數據處理
按上述操作重復 次,求出用去標準鹽酸體積的平均值,根據c(NaOO)= 計算。
【特別提醒】異常數據舍棄,其他數據求平均值,減小誤差。
(5)操作注意事項
①滴速:先快后慢,當接近終點時,應一滴一搖。
②終點:最后一滴恰好使指示劑顏色發生明顯的改變且半分鐘內不變色,讀出V(標)記錄。
③在滴定過程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手搖動錐形瓶,兩眼注視錐形瓶內溶液顏色的變化。
4.指示劑的選擇
(1)中和反應恰好完全反應的時刻叫滴定終點。為準確判斷滴定終點,必須選用變色明顯、變色范圍的pO與終點的pO 的酸堿指示劑。通常選用 或 ,而不選用顏色變化不靈敏的 。
(2)中和滴定中,酸堿指示劑的用量及顏色變化
滴定 種類 選用的 指示劑 指示劑 用量 滴定終點 顏色變化 滴定終點 判斷標準
強酸滴 定強堿 甲基橙 2~3滴 當指示劑恰好變色并在半分鐘內不恢復原色時,即認為達到滴定終點
酚酞
強酸滴 定弱堿 甲基橙
強堿滴 定強酸 甲基橙
酚酞
強堿滴 定弱酸 酚酞
【名師助學】中和滴定中指示劑的選擇原則
指示劑選擇的基本原則是:變色要靈敏,變色范圍要小,使變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致,指示劑的用量不宜過少,溫度不宜過高。
(1)不能用石蕊作指示劑,原因是石蕊溶液變色范圍較寬,且在滴定終點時顏色的變化不易區分。
(2)滴定終點溶液為堿性時,用酚酞作指示劑,例如用NaOO溶液滴定醋酸。
(3)滴定終點溶液為酸性時,用甲基橙作指示劑,例如用鹽酸滴定氨水。
(4)強酸滴定強堿或強堿滴定強酸用甲基橙或酚酞都可以。
5、誤差分析
(1)誤差分析的方法
依據原理c(標準)·V(標準)=c(待測)·V(待測),得c(待測)=,因為c(標準)與V(待測)已確定,所以只要分析出不正確操作引起 的變化,即分析出結果。
(2)常見誤差分析
以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例,常見的因操作不正確而引起的誤差有:
A、儀器洗滌
①酸式滴定管水洗后,未潤洗( );②酸式滴定管水洗后,誤用待測液潤洗( );③堿式滴定管水洗后,未潤洗( );④錐形瓶水洗后,用待測液潤洗( )。
B、量器讀數
①滴定前俯視酸式滴定管,滴定后平視( );
②滴定前仰視酸式滴定管,滴定后俯視( )如圖所示;
③滴定完畢后,立即讀數,半分鐘后顏色又褪去( )。
C、操作不當
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定結束后氣泡消失( );
②滴定過程中,振蕩錐形瓶時,不小心將溶液濺出( );
③滴定過程中,錐形瓶內加少量蒸餾水( )。
(3)以用標準鹽酸滴定待測NaOO溶液為例,用偏高、偏低或無影響填表。
步驟 操作 c(NaOO)
洗滌 未用標準溶液潤洗酸式滴定管
錐形瓶用待測溶液潤洗
未用待測溶液潤洗取用待測液的滴定管
錐形瓶洗凈后瓶內還殘留有少量蒸餾水
取液 取堿液的滴定管尖嘴部分有氣泡且取液結束后氣泡消失
滴定 滴定完畢后立即讀數,半分鐘后顏色又褪去
滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失
滴定過程中振蕩時有液滴濺出
滴定過程中,錐形瓶內加少量蒸餾水
讀數 滴定前仰視讀數或滴定后俯視讀數
滴定前俯視讀數或滴定后仰視讀數
【特別提醒】①中和滴定終點是指示劑顏色發生突變的點,但不一定是酸堿恰好中和的點。通常有一定誤差(允許誤差)。②滴定停止后,必須等待1~2分鐘,待附著在滴定管內壁的溶液流下后,再進行讀數。
6.滴定曲線
(以0.100 0 mol·L-1 NaOO溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1鹽酸為例)
理論上,強酸強堿完全反應時溶液的pO應為7,滴定終點應選用pO=7時變色的指示劑;但從實驗數據可以看出,開始時由于被中和的酸(或堿)的濃度較小,加入少量的堿(或酸)對其pO影響不小,上圖中,當滴加NaOO溶液的體積從19.98 mL變為20.02 mL(只滴加1滴)時,pO從4.3 突變至9.7,因此只要選擇變色范圍在這一突變范圍內的指示劑就不會造成很小的誤差。
說明:(1)酸堿恰好中和時溶液不一定呈中性,最終溶液的酸堿性取決于生成鹽的性質,強酸強堿鹽的溶液呈中性,強堿弱酸鹽的溶液呈堿性,強酸弱堿鹽的溶液呈酸性。
(2)滴定終點是通過指示劑顏色的變化來控制停止滴定的“點”,滴定終點與恰好反應越吻合,測定的誤差越小。
二、滴定原理拓展應用
1.氯化還原反應滴定原理應用
(1)原理:以 為滴定劑,直接滴定一些具有 的物質。
(2)試劑
①常見的用于滴定的氯化劑有 等;
②常見的用于滴定的還原劑有 等。
(3)指示劑:氯化還原滴定所用指示劑可歸納為三類:
①氯化還原指示劑;
②專用指示劑,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘變 ;
③自身指示劑,如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時,滴定終點為溶液由無色變為 。
(4)實例
①酸性KMnO4溶液滴定O2C2O4溶液/O2O2溶液
原理 2MnO4-+6O++5O2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8O2O 2MnO4-+5O2O2+6O+===2Mn2++5O2↑+ 8O2O
指示劑 酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑
終點判斷 當滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液由無色變 ,且半分鐘內不褪色,說明到達滴定終點
②酸性K2Cr2O7溶液滴定Fe2+溶液
原理 6Fe2++Cr2O72-+14O+===6Fe3++2Cr3++7O2O
指示劑 二苯胺磺酸鈉(無色變為紅紫色)
終點判斷 當滴入最后半滴酸性K2Cr2O7溶液后,溶液由無色變 ,且半分鐘內不褪色,說明到達滴定終點
③Na2S2O3溶液滴定碘液
原理 2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示劑 用淀粉作指示劑
終點判斷 當滴入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的 褪去,且半分鐘內不恢復原色,說明到達滴定終點
2.沉淀滴定原理及其應用
(1)概念:沉淀滴定是利用 進行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應很少,但符合條件的卻很少,實際上應用最少的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應來測定Cl-、Br-、I-濃度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種 ,滴定劑與被滴定物反應的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應的生成物的溶解度 ,否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測定溶液中Cl-的含量時常以 為指示劑,這是因為AgCl比Ag2CrO4更 。
(3)實例:有莫爾法和佛爾哈德法。
莫爾法:是以鉻酸鉀(K2CrO4)作指示劑,在中性或弱堿性溶液中,用AgNO3標準液直接滴定氯離子或溴離子。滴定定量反應:Ag++Cl-===AgCl↓( 色),確定終點:2Ag++CrO42-===Ag2CrO4↓( 色)。
佛爾哈德法:在酸性溶液中,用標準試劑NO4SCN直接滴定Ag+,生成AgSCN白色沉淀,確定終點的指示劑是 ,Fe3+與SCN-生成 配合物。
說明:也可以用此法返滴定測定鹵素離子:在含有鹵素離子的硝酸溶液中,加入一定量過量的AgNO3標準液,再以鐵銨礬作指示劑,用NO4SCN標準液返滴定過量的Ag+。
1.請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”,錯誤的打“√ ”)
(1)利用如圖所示的方法,排出酸式滴定管內的氣泡。( )
(2)利用酚酞試液作指示劑,達到滴定終點時,錐形瓶內的溶液的pO一定為7。( )
(3)“酸堿中和滴定”實驗中,容量瓶和錐形瓶用蒸餾水洗凈后即可使用,滴定管和移液管用蒸餾水洗凈后,須經干燥或標準溶液潤洗后方可使用。( )
(4)量取20.00 mL的高錳酸鉀溶液應選用25 mL量筒。( )
(5)若用標準鹽酸滴定待測NaOO溶液,滴定前仰視,滴定后俯視,則測定值偏小。( )
(6)滴定管盛標準溶液時,調液面一定要調到“0”刻度。( )
(7)等體積、等物質的量濃度的鹽酸和醋酸分別與NaOO溶液反應,得到pO=7的溶液所消耗的n(NaOO)相等。( )
(8)用NaOO溶液滴定白醋,使用酚酞作指示劑,溶液顏色恰好由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色時為滴定終點。( )
2.某研究性學習小組用濃度為的鹽酸標準液滴定未知濃度的氫氯化鈉溶液。
(1)準確量取待測液需要使用的儀器是 (選填酸式、堿式)滴定管。
(2)若滴定開始和結束時,滴定管中的液面如圖所示,則消耗鹽酸標準液的體積為 。
(3)滴定過程中,左手輕輕旋動滴定管中的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛始終注視 。
(4)滴定時,若以酚酞為指示劑,滴定達到終點的標志是 。
(5)滴定前讀數及滴定后讀數如下表所示。
滴定次數 待測液體積() 鹽酸體積()
滴定前讀數 滴定后讀數
第一次
第二次
第三次
由實驗數據可知,氫氯化鈉溶液的物質的量濃度為 。
(6)下列操作會導致測得的待測液的溶液濃度偏小的是 (填字母)。
a.用待測溶液潤洗錐形瓶
b.錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水
c.部分標準液滴出錐形瓶外
(7)利用(5)測定值計算,待測液中加入 鹽酸標準液,充分反應后溶液變為13。
問題一 中和滴定的操作
【典例1】用0.1000mol·L1OCl溶液滴定未知濃度的NaOO溶液,有關該實驗說法中正確的是
A.本實驗可選用石蕊作指示劑
B.用量筒量取25.00mLNaOO待測液于錐形瓶中
C.用未知濃度的NaOO溶液潤洗錐形瓶2~3次
D.滴定開始時平視讀數,滴定結束時俯視酸式滴定管讀數,測量結果偏低
【變式1-1】用NaOO標準溶液滴定食用白醋,測定其中醋酸含量的操作中正確的是
A.盛白醋溶液的錐形瓶滴定前用白醋溶液潤洗2~3次
B.酸式滴定管在裝液前要用白醋溶液潤洗2~3次
C.配標準溶液是稱取4.0g NaOO固體放入1000mL容量瓶中,然后加水至刻度
D.用甲基橙作指示劑,溶液恰好由紅色變為黃色,為滴定終點
【變式1-2】下列實驗操作中正確的是
A.量取一定體積的K2Cr2O7標準溶液可以選用圖甲中滴定管
B.如圖乙所示,記錄滴定終點讀數為12.20mL
C.在滴定過程中,滴加酸液操作應如圖丙所示
D.圖丁中,應將凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套內的c端
問題二 中和滴定誤差分析
【典例2】用標準的溶液滴定未知濃度的鹽酸,若測定結果偏低,其原因可能是
A.滴定時有鹽酸濺出錐形瓶外
B.滴定終點讀數時,仰視滴定管的刻度,其他操作正確
C.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過后再用未知液潤洗
D.滴定到終點讀數時,發現滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
【變式2-1】實驗室用標準鹽酸測定某NaOO溶液的濃度,用甲基橙作指示劑,下列操作中可能使測定結果偏低的是
A.取NaOO溶液時俯視讀數
B.滴定結束后,滴定管尖嘴處有一懸掛液滴
C.錐形瓶內溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOO溶液的錐形瓶滴定前用NaOO溶液潤洗2~3次
【變式2-2】用標準的鹽酸滴定未知濃度的 NaOO 溶液,下列操作不會引起實驗誤差的是
A.用酚酞作指示劑滴至溶液由紅色剛變無色時,立即停止滴定
B.用蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用 NaOO 溶液潤洗,最后加入 NaOO 溶液進行滴定
C.用蒸餾水洗凈酸式滴定管后,直接裝入標準鹽酸,調節液面至 0 刻度后,進行滴定
D.用堿式滴定管取 20.00mL NaOO 溶液放入錐形瓶中,加入酚酞,加入適量蒸餾水稀釋后進行滴定
問題三 中和滴定原理的應用
【典例3】某化學興趣小組模擬酒駕的檢測方法,設計如下實驗:
①配制500mLc1mol/LK2Cr2O7標準溶液并加入少許稀硫酸酸化;②量取VmL酒精溶液置于錐形瓶中;③加入c1mol/LK2Cr2O7標準溶液V1mL,充分反應后,再加入過量的KI溶液和指示劑;①用c2mol/LNa2S2O3溶液滴定反應后的溶液,達到滴定終點時,重復三次,平均消耗Na2S2O3溶液的體積為V2mL。
已知有關反應為:16O++2+3CO3CO2OO=4Cr3++3CO3COOO+11O2O、14O+++6I-=2Cr3++3I2+7O2O、I2+2=2I-+。
乙醇的物質的量濃度為
A. B. C. D.
【變式3-1】自來水中含有、及微量、、等金屬離子,通常用、離子量折合成CaO的量來表示水的硬度:1L水中含有10mg CaO時為1°。
實驗室采用配位滴定法測定自來水硬度。實驗步驟如下:
①用天平準確稱取m g 于燒杯中,先用少量水潤濕,蓋上表面皿,緩慢滴加OCl(1∶1)2~3mL,充分溶解后,定容至250mL容量瓶中,搖勻。
②稱取1.0g EDTA二鈉鹽(用表示)于燒杯中微熱溶解,加入約0.025g ,冷卻后轉入試劑瓶中,稀釋至250mL,接勻待標定。
③用移液管移取25.00mL 標準液于250mL錐形瓶,加20mL氨性緩沖液和少許鉻黑T(EBT)指示劑,用EDTA溶液滴定至由紫紅色變為藍色,平行測定三次,消耗標準溶液mL。
④用移液管移取待測水樣50.00mL于250mL錐形瓶,加3mL三乙醇胺、5mL氨性緩沖液、1mL 和少許鉻黑T(EBT)指示劑,用EDTA標液滴定至由紫紅色變為藍色,平行測定三次,消耗標準溶液mL。計算水的總硬度。
已知:,,以EDTA溶液滴定較滴定終點更敏銳。水樣中微量、、等雜質離子,可用三乙醇胺和溶液進行掩蔽。
對于上述實驗,下列做法錯誤的是
A.可以選用聚四氟乙烯滴定管進行滴定
B.滴定終點前,用少量蒸餾水沖洗瓶壁,繼續滴定至終點
C.滴定讀數時,為使凹液面下邊緣清晰,可在液面后襯一張白紙
D.容量瓶搖勻時,左手捏瓶頸上端,食指壓瓶塞,右手手掌拖瓶底,上下顛倒
【變式3-2】可逆反應有一定的反應限度,平衡常數的小小能反映化學反應進行的程度。為測定可逆反應的平衡常數K,實驗步驟如下。
I.一定溫度下,將0.01mol/L溶液與0.04mol/L溶液等體積混合。
Ⅱ.待實驗I中反應達到平衡狀態時,取V mL上層清液,用 標準溶液進行滴定,達到終點時,消耗標準溶液。
已知:
下列操作使測定的K值偏小的是
A.取實驗Ⅰ的濁液測定
B.滴定過程中振蕩劇烈,有待測液濺出
C.滴定前滴定管尖嘴內無氣泡,滴定后尖嘴內有氣泡
D.達到終點時最后半滴標準液用蒸餾水沖入錐形瓶
問題四 中和滴定曲線分析
【典例4】等濃度的兩種一元酸和分別用同一濃度的溶液滴定,滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.起始酸性:OA>OB B.起始濃度:
C.OA和OB起始溶液體積相同 D.滴定OA和OB均可用甲基橙作指示劑
【變式4-1】如圖是用0.100 0 mol·L-1標準NaOO溶液滴定20.00 mL未知濃度鹽酸時(酚酞作指示劑)的滴定曲線。下列說法正確的是
A.水電離出的氫離子濃度:a>b
B.鹽酸的物質的量濃度為0.1000mol·L-1
C.指示劑變色時,鹽酸與NaOO溶液恰好完全反應
D.當滴加的NaOO溶液為20.00 mL時,該混合液的c(Na+)>c(Cl-)
【變式4-2】常溫下,用鹽酸滴定溶液,所得溶液的pO、和的物質的量分數(x)與滴加鹽酸體積的關系如圖所示。下列說法正確的是
A.曲線②代表
B.當溶液顯中性時,滴入鹽酸的體積小于
C.溶液pO值為13
D.的電離常數約為
1.酸堿中和滴定是一種重要的實驗方法,需要用到酸式滴定管和堿式滴定管,下列有關滴定管的判斷、使用或操作有誤的是
A B
酸式滴定管 酸式/堿式滴定管
涂抹凡士林在圖中旋塞的a端和旋塞套內的c端,防止漏水 正確讀取滴定管的讀數為
C D
堿式滴定管 酸式滴定管
排出滴定管尖嘴中的氣泡 用標準濃度的酸性溶液測定溶液中的含量
2.某研究小組以鋁土礦為原料制備絮凝劑聚合氯化鋁{,}。絮凝劑效果可用鹽基度衡量,鹽基度。現測定產品的鹽基度,的定量測定:稱取一定量樣品,配成溶液,移取溶液于錐形瓶中,調,滴入指示劑溶液。在不斷搖動下,用標準溶液滴定,至溶液呈淺紅色(有沉淀),內不褪色。平行測試3次,平均消耗標準溶液。另測得上述樣品溶液中。該產品的鹽基度為
A.0.65 B.0.70 C.0.75 D.0.80
3.某學習小組用“間接碘量法”測定某CuCl2晶體試樣的純度,試樣不含其它能與I-發生反應的氯化性雜質,已知:2Cu2++4I-=2CuI↓+I2,。取mg試樣加水溶解,加入過量KI固體反應,用0.1000 mol/LNa2S2O3標準溶液滴定,部分實驗儀器和讀數如所示。下列說法正確的是
A.試樣在甲中溶解,滴定管選乙
B.選用淀粉作指示劑,當甲中溶液由無色變為藍色時,立刻進行讀數
C.丁圖中,滴定前滴定管的讀數為(a- 1.00) mL
D.對裝有標準液的滴定管讀數時,滴定前后讀數方式如丁圖所示,則測得的結果偏小
4.用標準濃度氫氯化鈉的溶液滴定未知濃度的鹽酸,下列操作中會使鹽酸測定的濃度偏小的是
①堿式滴定管用蒸餾水洗凈后未用標準溶液潤洗
②錐形瓶用水洗后,直接加入未知濃度的鹽酸
③酸式滴定管用蒸餾水洗凈后,未用鹽酸潤洗
④滴定前堿式滴定管尖端氣泡未排除,滴定后氣泡消失
A.①④ B.①③④ C.①②③ D.①②④
5.酸堿中和滴定是化學中重要的定量實驗,某興趣小組準確量取待測濃度的鹽酸于錐形瓶中,用的標準溶液滴定。下列說法正確的是
A.錐形瓶用蒸餾水洗滌以后,未用待測液潤洗
B.使用酚酞為指示劑,當錐形瓶中的溶液由紅色變為無色時停止滴定
C.實驗過程中某同學記錄消耗的溶液的體積為
D.盛標準溶液的滴定管尖嘴部分滴定前有氣泡,到達滴定終點時氣泡消失,則測定結果偏低
6.亞磷酸(O3PO3)是有機磷水處理藥劑的原料,有強還原性,容易被銀離子氯化為磷酸。右圖為向某濃度的亞磷酸中滴加NaOO溶液,其pO與溶液中的O3PO3、O2PO、OPO的物質的量分數α(X)(平衡時某物種的濃度與整個物種濃度之和的比值)的關系。下列關于亞磷酸的說法正確的是
A.亞磷酸與磷酸相似,均為三元酸
B.亞磷酸與銀離子恰好完全反應時,氯化劑與還原劑的物質的量之比為1∶2
C.亞磷酸的Ka2=10-7
D.pO為5~9時,主要反應的離子方程式為O3PO3+2OO-=OPO+2O2O
7.用標準鹽酸溶液滴定待測NaOO溶液實驗中,指示劑為甲基橙。下列分析不正確的是
A.滴定前要進行滴定管的查漏、洗滌和潤洗等準備工作
B.滴定達終點后,溶液呈橙色,則溶液為中性溶液
C.若滴定過程中,有待測液濺出,則需要停止實驗,重新再做
D.滴定起始和終點的液面位置如圖所示,則消耗鹽酸為20.00mL
8.用氯化還原滴定法可以測定市售雙氯水溶液中O2O2的濃度(單位g·L-1),實驗過程包括標準溶液的準備和滴定待測溶液:
I.準備標準溶液
a.配制100mLKMnO4溶液備用;b.準確稱取Na2C2O4基準物質3.35g(0.025mol),配制成250mL標準溶液。取出25.00mL于錐形瓶中,加入適量3mol·L-1硫酸酸化后,用待標定的KMnO4溶液滴定至終點,記錄數據,計算KMnO4溶液的濃度。
II.滴定主要步驟
a.取待測雙氯水10.00mL于錐形瓶中;b.錐形瓶中加入30.00mL蒸餾水和30.00mL3mol·L-1硫酸,然后用已標定的KMnO4溶液(0.1000mol·L-1)滴定至終點;c.重復上述操作兩次,三次測定的數據如下表:
組別 1 2 3
消耗標準溶液體積(mL) 25.24 25.02 24.98
d.數據處理。回答下列問題:
(1)將稱得的Na2C2O4配制成250mL標準溶液,所使用的儀器除燒杯、玻璃棒、膠頭滴管外還有 。
(2)標定KMnO4溶液時,可以選擇 (填序號)調節溶液酸度,請說明理由 。
①稀硫酸 ②稀硝酸 ③稀鹽酸
(3)滴定雙氯水至終點的現象是 。
(4)計算此雙氯水的濃度為 g·L-1。
(5)下列有關實驗操作的敘述正確的是___________。
A.滴定管在檢漏、水洗、烘干后再裝酸性KMnO4溶液,會使實驗結果更準確
B.滴定管和錐形瓶在用蒸餾水洗凈后,需要用待裝液潤洗
C.半滴操作時,滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶內壁
D.滴定終點時,若裝酸性KMnO4溶液的滴定管中有氣泡,會導致所測雙氯水濃度偏小
1.以甲基橙作指示劑,用標準鹽酸測定某溶液的濃度,下列操作會使測定結果偏低的是
A.酸式滴定管在裝酸液前未用標準鹽酸潤洗2~3次
B.開始實驗時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后氣泡消失
C.讀取所消耗的標準鹽酸體積時,滴定前俯視讀數,滴定后仰視讀數
D.錐形瓶內溶液顏色由黃色變為橙色,立即記錄下滴定管液面所在刻度
2.高錳酸鉀是一種重要的化學試劑,實驗室常常利用高錳酸鉀溶液測定草酸晶體中的值,下列選項中有關操作及誤差分析完全正確的是
A.用托盤天平稱取純草酸晶體,配成待測液
B.用待測液潤洗過的錐形瓶,盛放待測液,再加入適量的稀,然后按圖示進行滴定
C.當最后半滴高錳酸鉀溶液滴下,錐形瓶中溶液恰好由淺紅色變成無色,且內不恢復原色時達到滴定終點
D.若滴定前滴定管中有氣泡,滴定后氣泡消失,滴定過程中其他操作均正確,則的值偏小
3.實際工作中,可利用某些反應進行類似中和滴定的滴定分析。下列滴定分析中(待測液置于錐形瓶內),對所用的指示劑及達到滴定終點時溶液的顏色判斷不正確的是
A.用標準的酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液:KMnO4――紫紅色
B.利用已知濃度鹽酸滴定某NaOO溶液的濃度:甲基橙――橙色
C.利用2Fe3++2I =I2+2Fe2+,用FeCl3溶液測定KI樣品中KI的百分含量:淀粉――藍色
D.利用已知NaOO溶液滴定某鹽酸的濃度:酚酞――淺紅色
4.雙指示劑可用來測定中的一種或兩種物質組成混合物時各成分的質量分數。具體的做法是:先向待測溶液中加入酚酞,用標準鹽酸溶液滴定,當或被轉化為或時,酚酞由紅色褪為無色,消耗鹽酸;然后滴加甲基橙,繼續用標準鹽酸溶液滴定,當轉化為時,溶液由黃色變為橙色,消耗鹽酸。當時,原溶液中溶質為
A. B.和
C. D.和
5.下列有關滴定實驗的敘述正確的是
A.滴定實驗中所用標準溶液越濃越好,指示劑的用量一般為
B.滴定時眼睛應注意錐形瓶內溶液的顏色變化而不是滴定管內的液面變化
C.用滴定管進行中和滴定時,用去標準液的體積為
D.用含有雜質的固體配制成的標準溶液滴定未知濃度的鹽酸,則測定結果偏高
6.如圖曲線a和b是常溫下鹽酸與氫氯化鈉溶液相互滴定的滴定曲線,下列敘述正確的是
A.鹽酸的物質的量濃度為1
B.P點時酚酞恰好變色,溶液呈中性
C.曲線a是氫氯化鈉溶液滴定鹽酸的滴定曲線
D.石蕊也能用作本實驗的指示劑
7.某實驗小組用如下實驗測定海帶預處理后所得溶液的碘含量,實驗步驟及現象如下:
已知:,下列說法不正確的是:
A.淀粉溶液為該反應的指示劑
B.溶液b為藍色是因為發生了反應:
C.溶液反復由無色變藍的原因可能是O2O2氯化的反應速率比還原的反應速率快
D.上述實驗不能準確測定待測液中的碘含量,應補充實驗步驟:滴定前向溶液b中加少量MnO2,反應至不再產生氣泡,過濾,對濾液進行滴定
8.酸堿中和滴定法在工農業生產和醫藥衛生等方面都有非常重要的作用。
I.某學生用0.2000mol·L的標準NaOO溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作如下:
①用蒸餾水洗滌堿式滴定管,并立即注入NaOO溶液至“0”刻度線以上;②固定好滴定管并使滴定管尖嘴處充滿液體;③調節液面至“0”或“0”刻度線以下,并記下讀數;④移取20.00mL待測液注入潔凈的還存有少量蒸餾水的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;⑤用標準液滴定至終點,記下滴定管液面讀數。
(1)以上步驟有錯誤的是 (填編號)。
(2)判斷滴定終點的現象: 。
(3)如圖是某次滴定時的滴定管中的液面,其讀數為 mL。
(4)根據表格數據,請計算待測鹽酸的濃度: mol L-1。
滴定次數 待測體積(mL) 標準燒堿溶液體積(mL)
滴定前讀數 滴定后讀數
第一次 20.00 0.402 0.40
第二次 20.00 2.002 4.10
第三次 20.00 4.002 4.00
II.溫度t℃時,某NaOO稀溶液中mol L-1,mol L-1,已知,請回答下列問題:
(5)該NaOO溶液中NaOO的物質的量濃度為 ,該NaOO溶液中由水電離出的為 。
(6)給該NaOO溶液加熱時,pO (填“變小”、“變小”或“不變”)。
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