2019高考化學 第8章（水溶液中的離子平衡）第2節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 考點（3）酸堿中和滴定講與練（含解析）.doc

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考點三　酸堿中和滴定 李仕才 　　　　　　　　　　　　　　 1．實驗原理 (1)概念：用已知物質的量濃度的酸(或堿)來測定未知物質的量濃度的堿(或酸)的方法。 (2)原理：c待＝(以一元酸與一元堿的滴定為例)。 (3)酸堿中和滴定的關鍵 ①準確測定參加反應的酸、堿溶液的體積。 ②選取適當指示劑，準確判斷滴定終點。 2．實驗用品 (1)儀器：酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、鐵架臺和錐形瓶。 (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：讀數可估計到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。 3．實驗操作(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例) (1)滴定前的準備。 ①滴定管：檢查是否漏水→蒸餾水洗滌→用待裝液潤洗→裝液→排泡→調液面→記錄。 ②錐形瓶：蒸餾水洗滌→裝液→加指示劑。 (2)滴定。 (3)終點判斷：等到滴入最后一滴標準液，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。 4．數據處理 按上述操作重復2～3次，求出用去標準鹽酸體積的平均值，根據c(NaOH)＝計算。但要注意某個數值與其他數據相差較大時，可以舍去。 5．誤差分析 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)因操作不當引起的V(標)及c(待測)的變化見下表： 判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) 1．中和滴定操作中所需標準溶液越濃越好，指示劑一般加入2～3 mL。(　　) 2．酸堿滴定實驗中，用待滴定溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差。(　　) 3．滴定管的讀數為24.6 mL。(　　) 4．中和滴定時眼睛必須注視錐形瓶內溶液顏色的變化。(　√　) 5．用堿式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。(　　) 6．滴定管在加入待裝液之前一定要用所要盛裝的待裝液潤洗2～3次。(　√　) 7．容量為25 mL的滴定管，滴定過程中要用去10.00 mL的液體，此時滴定管中剩余液體的體積為15 mL。(　　) 8．在中和滴定實驗中，滴定前盛標準液的滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后氣泡消失，測定結果待測液濃度偏高。(　√　) 1．中和滴定終點是指示劑顏色發(fā)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。 3．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多，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(qū)分。 (2)滴定終點溶液為堿性時，用酚酞作指示劑，例如用NaOH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。 一、中和滴定操作和誤差分析 1．在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol/L HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度處。若把滴定管內溶液全部放入燒杯中，再用0.1 mol/L NaOH溶液進行中和，則所需NaOH溶液的體積(　　) A．大于20 mL B．小于20 mL C．等于20 mL D．等于5 mL 解析：酸式滴定管的25.00 mL刻度的下端無刻度，所以其液面恰好在5 mL刻度處時，所量取的溶液的體積要大于20 mL，則用0.1 mol/L的氫氧化鈉溶液中和時，需要的氫氧化鈉溶液的體積大于20 mL，答案選A。 答案：A 2．準確移取20.00 mL某待測HCl溶液于錐形瓶中，用0.100 0 molL－1 NaOH溶液滴定，下列說法正確的是(　　) A．滴定管用蒸餾水洗滌后，裝入NaOH溶液進行滴定 B．隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中溶液pH由小變大 C．用酚酞作指示劑，當錐形瓶中溶液由紅色變無色時停止滴定 D．滴定達終點時，發(fā)現滴定管尖嘴部分有懸滴，則測定結果偏小 解析：滴定管用蒸餾水洗滌后，裝入NaOH溶液，相當于將溶液稀釋了，應用標準NaOH溶液潤洗后再裝入標準NaOH溶液進行滴定，A項錯誤；隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中的鹽酸被中和，錐形瓶中溶液pH由小變大，B項正確；用酚酞作指示劑，當錐形瓶中溶液由無色變紅色且半分鐘不褪色，則停止滴定，C項錯誤；滴定達終點時，發(fā)現滴定管尖嘴部分有懸滴，則導致計算時的NaOH溶液體積偏大，引起測定結果偏大，D項錯誤。 答案：B 3．用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，從下表中選出正確選項(　　) 　 解析：解答本題的關鍵是：①明確酸、堿式滴定管使用時的注意事項，②指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛放堿，而堿式滴定管不能盛放酸，指示劑應選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙，不能選用石蕊。 答案：D 4．用標準的KOH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．配制標準溶液的固體KOH中混有NaOH雜質 B．滴定到終點讀數時，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(fā)現滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液 解析：A項將會使標準堿液的c(OH－)偏大，滴定時耗用的V(OH－)偏小，導致結果偏低，正確；B項滴定終點時仰視讀數，將使讀取堿液的體積偏大，測定結果偏高，錯誤；C項用未知液潤洗錐形瓶將使測定結果偏高，錯誤；D項尖嘴處懸掛溶液將使讀取的標準液體積偏大，測定結果偏高，錯誤。 答案：A 5．某學生用已知物質的量濃度的鹽酸來測定未知物質的量濃度的NaOH溶液時，選擇甲基橙作指示劑。請回答下列問題： (1)用標準的鹽酸滴定待測的NaOH溶液時，左手握酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，眼睛注視__________________________，直到因加入一滴鹽酸后，溶液由黃色變?yōu)槌壬_______________為止。 (2)下列操作中可能使所測NaOH溶液的濃度數值偏低的是________(填字母序號)。 A．酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗就直接注入標準鹽酸 B．滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥 C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失 D．讀取鹽酸體積時，開始仰視讀數，滴定結束時俯視讀數 (3)若滴定開始和結束時，酸式滴定管中的液面如圖所示，則起始讀數為________mL，終點讀數為________mL，所用鹽酸溶液的體積為________mL。 (4)某學生根據3次實驗分別記錄有關數據如表所示： 依據表中數據列式計算該NaOH溶液的物質的量濃度。 解析：在求c(NaOH)和進行誤差分析時應依據公式：c(NaOH)＝。欲求c(NaOH)，須先求V[(HCl)aq]再代入公式；進行誤差分析時，要考慮實際操作對每一個量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影響，進而影響c(NaOH)。(1)考查酸堿中和滴定實驗的規(guī)范操作。(2)考查由于不正確操作引起的誤差分析。A項，滴定管未用標準鹽酸潤洗，內壁附著一層水，可將加入的鹽酸稀釋，消耗相同量的堿，所需鹽酸的體積偏大，結果偏高；B項，用堿式滴定管取出的待測NaOH溶液的物質的量一旦確定，倒入錐形瓶后，水的加入不影響OH－的物質的量，也就不影響結果；C項，若排出氣泡，液面會下降，故讀取V酸偏大，結果偏高；D項，讀取鹽酸體積偏小，結果偏低。(3)讀數時，以凹液面的最低點為基準。(4)先算出耗用標準鹽酸的平均值＝＝26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)，c(NaOH)＝＝0.104 4 molL－1。 答案：(1)錐形瓶中溶液的顏色變化　在半分鐘內不變色 (2)D　(3)0.00　26.10　26.10 (4)＝＝26.10 mL，c(NaOH)＝＝0.104 4 molL－1 二、滴定終點的描述 6．(1)用a molL－1的HCl滴定未知濃度的NaOH溶液，用酚酞作指示劑，達到滴定終點的現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________； 若用甲基橙作指示劑，滴定終點現象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 (2)用標準碘溶液滴定溶有SO2的水溶液，以測定水中SO2的含量，應選用________作指示劑，達到滴定終點的現象是________________________________________________________________________。 (3)用標準酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液，以測定水中SO2的含量，是否需要選用指示劑________(填“是”或“否”)，達到滴定終點的現象是________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________。 (4)用氧化還原滴定法測定TiO2的質量分數：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3＋，再用KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe(SO4)2標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋，滴定Ti3＋時發(fā)生反應的離子方程式為________________________________________________________________________________________________________________________________________________， 達到滴定終點時的現象是_______________________________ _________________________________________。 答案：(1)滴入最后一滴標準液，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內不恢復紅色　當滴入最后一滴標準液，溶液由黃色變?yōu)槌壬?，且半分鐘內不恢復黃色 (2)淀粉溶液　當滴入最后一滴標準液，溶液由無色變?yōu)樗{色，且半分鐘內不褪色 (3)否　當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液由無色變?yōu)樽霞t色，且半分鐘內不褪色 (4)Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋　當滴入最后一滴標準液，溶液變成紅色，且半分鐘內不褪色 三、滴定曲線的分析 7．如圖曲線a和b是鹽酸與氫氧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 molL－1 B．P點時恰好完全中和，溶液呈中性 C．曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的滴定曲線 D．酚酞不能用作本實驗的指示劑 解析：由圖可知，鹽酸與氫氧化鈉溶液的濃度相等，都是0.1 molL－1，A錯誤；P點時鹽酸與氫氧化鈉溶液的體積相等，恰好完全中和，溶液呈中性，故B項正確；曲線a對應的溶液起點的pH等于1，故曲線a是氫氧化鈉溶液滴定鹽酸的滴定曲線，C項錯誤；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，D項錯誤。 答案：B 8．常溫下，用0.10 molL－1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.10 molL－1 HCl溶液和20.00 mL 0.10 molL－1 CH3COOH溶液，得到2條滴定曲線，如圖所示，則下列說法正確的是(　　)  A．圖2是滴定鹽酸的曲線 B．a與b的關系是：ac(Na＋)>c(H＋)>c(OH－) D．這兩次滴定都可以用甲基橙作為指示劑 解析：如果酸為強酸，則0.100 0 molL－1酸的pH為1，根據酸的初始pH知，圖1為鹽酸滴定曲線，故A錯誤；根據圖1知，a點氫氧化鈉溶液的體積是20 mL，酸和堿的物質的量相等，二者恰好反應生成強酸強堿鹽，其溶液呈中性；醋酸溶液中滴入的氫氧化鈉溶液，醋酸鈉溶液呈堿性，所以氫氧化鈉溶液的體積小于20.00 mL，a>b，故B錯誤；E點溶液的成分為醋酸鈉和醋酸，溶液呈酸性，說明醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度，鹽類水解程度較小，則溶液中離子濃度為c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，故C正確；氫氧化鈉和鹽酸反應恰好呈中性，可以選擇甲基橙或酚酞；氫氧化鈉和醋酸恰好反應生成醋酸鈉溶液呈堿性，只能選擇酚酞，故D錯誤。 答案：C 9.已知某溫度下CH3COOH的電離常數K＝1.610－5。該溫度下，向20 mL 0.01 molL－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 molL－1 KOH溶液，其pH變化曲線如圖所示(忽略溫度變化)。請回答下列有關問題： (1)a點溶液中c(H＋)為________，pH約為________。 (2)a、b、c、d四點中水的電離程度最大的是________，滴定過程中宜選用________作指示劑，滴定終點在________(填“c點以上”或“c點以下”)。 (3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸，則下列變化趨勢正確的是________(填序號)。 解析：(1)電離消耗的醋酸在計算醋酸的電離平衡濃度時可以忽略不計。由K＝得，c(H＋)＝ molL－1＝410－4 molL－1。 (2)a點是醋酸溶液，b點是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c點是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d點是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、堿均能抑制水的電離，CH3COOK水解促進水的電離，所以c點溶液中水的電離程度最大。由于酸堿恰好完全反應時溶液顯堿性，故應該選擇在堿性范圍內變色的指示劑酚酞。滴定終點應在c點以上。 (3)由于稀氨水顯堿性，首先排除選項A和C；兩者恰好反應時溶液顯酸性，排除選項D，故正確的答案為B。 答案：(1)410－4 molL－1　3.4 (2)c點　酚酞　c點以上　(3)B 　酸堿中和滴定的拓展應用—— 沉淀滴定和氧化還原滴定 1 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。生成沉淀的反應很多，但符合條件的卻很少，實際上應用最多的是銀量法，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更難溶的緣故。 2 氧化還原滴定 (1)原理：以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質，或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性，但能與某些還原劑或氧化劑反應的物質。 (2)試劑：常見用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等；常見用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。 (3)指示劑：氧化還原滴定的指示劑有三類： ①氧化還原指示劑； ②專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍； 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?yōu)闇\紅色。 (4)實例： ①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液： 原理：2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。 指示劑：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外選擇指示劑，當滴入一滴酸性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。 ②Na2S2O3溶液滴定碘液 原理：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。 指示劑：用淀粉作指示劑，當滴入最后一滴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。 1．KMnO4溶液常用作氧化還原反應滴定的標準液，由于KMnO4的強氧化性，它的溶液很容易被空氣中或水中的某些少量還原性物質還原，生成難溶性物質MnO(OH)2，因此配制KMnO4標準溶液的操作如下所述： ①稱取稍多于所需量的KMnO4固體溶于水中，將溶液加熱并保持微沸1 h； ②用微孔玻璃漏斗過濾除去難溶的MnO(OH)2； ③過濾得到的KMnO4溶液貯存于棕色試劑瓶中并放在暗處； ④利用氧化還原滴定法，在70～80 ℃條件下用基準試劑(純度高、相對分子質量較大、穩(wěn)定性較好的物質)溶液標定其濃度。 請回答下列問題： (1)準確量取一定體積的KMnO4溶液需要使用的儀器是__________。 (2)在下列物質中，用于標定KMnO4溶液的基準試劑最好選用________(填字母)。 A．H2C2O42H2O B．FeSO4 C．濃鹽酸 D．Na2SO3 (3)若準確稱取W g(2)中所選的基準試劑溶于水配成500 mL溶液，取25.00 mL置于錐形瓶中，用KMnO4溶液滴定至終點，消耗KMnO4溶液V mL。KMnO4溶液的物質的量濃度為________molL－1。 (4)若用放置兩周的KMnO4標準溶液去測定水樣中Fe2＋的含量，測得的濃度值將________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 解析：(1)KMnO4溶液具有強氧化性，能將堿式滴定管下端的橡膠管腐蝕，所以不能用堿式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取。(2)H2C2O42H2O在常溫常壓下是穩(wěn)定的結晶水合物；FeSO4在空氣中不穩(wěn)定，易被氧化，鐵元素的化合價從＋2價升高到＋3價；濃鹽酸易揮發(fā)；Na2SO3在空氣中不穩(wěn)定，易被氧化成Na2SO4。(3)根據得失電子守恒有關系式：5(H2C2O42H2O)～2KMnO4，則KMnO4溶液的濃度為c(KMnO4)＝＝ molL－1。(4)在放置過程中，由于空氣中還原性物質的作用，使KMnO4溶液的濃度變小了，再去滴定水樣中的Fe2＋時，消耗KMnO4溶液(標準溶液)的體積會增大，導致計算出來的c(Fe2＋)會增大，測定的結果偏高。 答案：(1)酸式滴定管　(2)A　(3)　(4)偏高 2．醬油是一種常用調味劑，根據國際要求醬油中NaCl的含量不應低于15 g/100 mL。莫爾法是較簡單的一種測量Cl－含量的方法?，F采用該法測量某市售醬油是否符合NaCl含量標準要求。實驗原理如下(25 ℃)： Ag＋＋Cl－===AgCl↓(白色)　Ksp(AgCl)＝1.810－10 2Ag＋＋CrO===Ag2CrO4↓(磚紅)　Ksp(Ag2CrO4)＝1.910－12 準確移取醬油樣品5.00 mL稀釋至100 mL。從其中取出10.00 mL置于錐形瓶中，再向其中加入適量的鉻酸鉀溶液，以0.100 0 mol/L的硝酸銀標準溶液滴定，重復實驗三次。 (1)樣品稀釋過程中，用________移取醬油樣品，應在____________中定容，還需用到的玻璃儀器有________________________________。 (2)標準硝酸銀溶液用棕色瓶盛裝的原因是________________________________。滴定中眼睛應注視__________，出現________________即達到滴定終點。 (3)滴定結束時，滴定管中液面如圖所示，則讀數為________。 (4)若三次消耗硝酸銀標準溶液的平均體積為12.50 mL，則稀釋后的醬油中NaCl的濃度為________mol/L，該市售醬油是否符合NaCl含量標準________(填“符合”或“不符合”)。 解析：(1)取5.00 mL溶液，用酸式滴定管或移液管。準確配制100 mL溶液需要用到100 mL容量瓶、燒杯(稀釋)、玻璃棒(引流)、膠頭滴管(定容)。(2)AgNO3見光易分解，所以用棕色瓶盛裝。滴定時眼睛注視錐形瓶中顏色變化，當最后一滴滴下時，出現淡紅色沉淀，且半分鐘內不再消失，說明達到終點。因為AgCl溶解度小，所以Cl－先沉淀，當Cl－沉淀完全時，CrO才沉淀且生成磚紅色沉淀，由于量少且混在白色沉淀中，所以顯淡紅色。(3)滴定管讀數讀到小數點后2位，為12.70 mL。(4)c(Cl－)＝ ＝0.125 0 molL－1。5.00 mL醬油稀釋為100 mL，原醬油中的c(NaCl)＝2.5 molL－1，取100 mL，m(NaCl)＝2.5 molL－10.1 L58.5 gmol－1＝14.625 g<15 g，不符合標準。 答案：(1)酸式滴定管或移液管　100 mL容量瓶　燒杯、玻璃棒、膠頭滴管 (2)硝酸銀見光易分解　錐形瓶中顏色變化　淡紅色沉淀，不再消失 (3)12.70 mL (4)0.125 0　不符合