《分析化学》酸碱滴定的基本原理和指示剂的选择（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《分析化学》酸碱滴定的基本原理和指示剂的选择-讲义 1、理解强碱(强酸)滴定强酸(强碱)的滴定曲线、突跃范围，掌握酸碱指示剂的选择原则。 知识点一 强碱滴定强酸 例：0.1000mol·L⁻¹NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液。 a.滴定前，加入滴定剂(NaOH)0.00mL时：0.1000mol·L-¹盐酸溶液的pH=1 b.滴定中，加入滴定剂18.00mL时： [H+]=0.1000(20.00-18.00)/(20.00+18.00) =5.3×10⁻³mol·L-1 溶液pH=2.28 加入滴定剂体积为19.98mL时：(离化学计量点差约半滴) [H+]=C×VHc/V =0.1000(20.00-19.98)/(20.00+19.98)=5.0×10⁻⁵mol·L-1 溶液pH=4.3 c.学计量点，即加入滴定剂体积为20.00mL时反应完全， [H+]=10-⁷mol·L-¹, 溶液pH=7 用0.1000mol·L-¹NaOH溶液滴定20.00mL₀.1000mol·L⁻¹HCl溶液 表4-5 加入NaOH溶液 剩余HCl溶液 的体积V/mL 过量NaOH溶 液的体积V/mL pH ML % 0.00 18.00 19.8 19.98 20.00 20.02 20.20 22.00 40.00 0 90.0 99.0 99.9 100.0 100.1 101.0 110.0 200.0 20.00 2.00 0.20 0.02 0.00 0.02 0.20 2.00 20.00 1.00 2.28 3.30 4.31 7.00 9.70突跃 10.70 11.70 12.50 滴定突跃：化学计量点前后±0.1%相对误差范围内pH的急剧变化值叫滴定曲线的突跃范围。上述突跃范围为4.30~9.70。若浓度由0.1000mol/L变为0.0100mol/L时，突跃范围变为5.3~9.7。若浓度由0.1000mol/L变为1.0000mol/L时，突跃范围变为3.3~10.7。 用 0.1000mol/L NaOH 溶液滴定 0.1000mol/L HCl 溶液，滴定突跃范围是（ ） A. pH 3.30 - 10.70 B. pH 4.30 - 9.70 C. pH 5.30 - 8.70 D. pH 6.30 - 7.70 【答案】B 【解析】对于强酸强碱的滴定，当浓度均为 0.1000mol/L 时，滴定突跃范围是 pH 4.30 - 9.70。这是基于酸碱滴定的理论计算，在化学计量点前后 0.1% 相对误差范围内，溶液 pH 值的变化范围。A 选项范围过大，C、D 选项范围错误，所以选 B。 1. 用 NaOH 滴定 HCl 时，若滴定终点溶液的 pH 值比化学计量点高 0.5 个单位，会导致（ ） A. 滴定结果偏高 B. 滴定结果偏低 C. 对滴定结果无影响 D. 无法确定对滴定结果的影响 【答案】A 【解析】滴定终点溶液 pH 比化学计量点高 0.5 个单位，说明滴入的 NaOH 过量，会使计算得到的 c(HCl)偏高，即滴定结果偏高，所以选 A。 2. 以下哪种指示剂最适合用于 0.1mol/L NaOH 滴定 0.1mol/L HCl 的滴定实验？（ ） A. 甲基橙（变色范围 3.1 - 4.4） B. 酚酞（变色范围 8.2 - 10.0） C. 甲基红（变色范围 4.4 - 6.2） D. 百里酚酞（变色范围 9.4 - 10.6） 【答案】C 【解析】0.1mol/L NaOH 滴定 0.1mol/L HCl，滴定突跃范围是 pH 4.30 - 9.70 ，应选择变色范围在滴定突跃范围内的指示剂。甲基红变色范围 4.4 - 6.2 完全在滴定突跃范围内，能准确指示滴定终点；甲基橙变色范围部分在突跃范围外，酚酞和百里酚酞变色范围在突跃范围外，指示终点时误差较大，所以选 C。 3. 用 NaOH 溶液滴定 HCl 溶液，下列操作会导致测定结果偏低的是（ ） A. 滴定前碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 B. 滴定过程中，锥形瓶振荡过于剧烈，有少量溶液溅出 C. 滴定前仰视读数，滴定后平视读数 D. 用含 NaCl 杂质的 NaOH 固体配制标准溶液 【答案】B 【解析】A 选项：滴定前碱式滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失，导致 VNaOH​ 读数偏大，最终结果偏高。B 选项：锥形瓶中溶液溅出，导致 VHCl​ 减小，而 VNaOH​ 偏小。根据公式cHCl​= VNaOH​​/ VHCl​cNaOH​ 结果偏低。C 选项：滴定前仰视读数，滴定后平视读数，导致 VNaOH​ 读数偏小，结果偏低。但与 B 选项相比，B 选项的误差更直接影响待测液体积。D 选项：用含有 NaCl 杂质的 NaOH 固体配制标准溶液，导致 cNaOH​ 偏小，进而 VNaOH​ 偏大，最终结果偏高。因此，选 B。 1. 用0.1 mol/L NaOH滴定0.1 mol/L HCl时，若选用酚酞作为指示剂，终点颜色变化为（ ） A. 由红变无色 B. 由无色变浅红 C. 由黄变橙 D. 由红变黄 【答案】B 【解析】酚酞的变色范围为8.2～10.0，滴定终点时溶液显浅红色。 2. 在强碱滴定强酸的滴定曲线中，突跃范围的大小与（ ） A. 酸的浓度有关 B. 碱的浓度有关 C. 酸和碱的浓度均有关 D. 指示剂的选择有关 【答案】C 【解析】滴定突跃范围与酸和碱的浓度均有关，浓度越大，突跃范围越大。 3. 强碱滴定强酸时，若滴定管未用标准碱溶液润洗，则滴定结果会（ ） A. 偏高 B. 偏低 C. 无影响 D. 无法判断 【答案】A 【解析】未润洗会导致标准碱溶液被稀释，实际浓度降低，滴定结果偏高。 · 滴定原理：强碱滴定强酸时，反应生成水和强电解质盐，滴定终点pH约为7，反应实质为 H++OH−=H2O。 · 指示剂选择：滴定终点接近中性，适合使用甲基橙（变色范围3.1~4.4）或酚酞（变色范围8.2~10.0），实际操作中常选甲基橙。 · 计算方法：根据酸碱浓度和体积计算消耗碱的体积，利用 c1V1=c2V2 进行定量分析，结果准确度高。 知识点二 强碱滴定弱酸 用0.1000mol·L-1NaOH溶解滴定20.00mL0.1000mol·L-1HAc溶液 表4-6 加入NaOH溶液 剩余HCl溶液 的体积V/mL 过量NaOH溶 液的体积V/mL pH ML % 0.00 18.00 19.8 19.98 20.00 20.02 20.20 22.00 40.00 0 90.0 99.0 99.9 100.0 100.1 101.0 110.0 200.0 20.00 2.00 0.20 0.02 0.00 0.02 0.20 2.00 20.00 1.00 2.28 3.30 4.31 7.00 滴定 9.7 突跃 10.70 11.70 12.50 强碱滴定弱酸滴定曲线的讨论： 1.NaOH-HAc滴定曲线起来的pH值比NaOH-HCl滴定曲线高2个pH单位。这是因为HAc的强度较HCl 弱的缘故。 2.滴定开始后至约10%HAc被滴定之前和90%以后，NaOH—HAc滴定曲线的斜率比NaOH—HCl的大。而在上述范围之间滴定曲线上升缓慢，这是因为滴定开始后有NaAc的生成，抑制了HAc的电离。 3.在计量点时，由于滴定产物的解离作用，溶液已呈碱性，pH=8.72。 4.NaOH-HAc滴定曲线的突跃范围(pH=7.72-9.70)较NaOH—HCl的小得多，这与反应的完全程度较低是一致的。而且在碱性范围内，所以只有酚酞、百里酚酞等指示剂，才可用于该滴定。而在酸性范围内变色的指示剂，如甲基橙和甲基红等已不能使用。 5.计量点后为NaAc和NaOH的混合溶液，由于Ac的解离受到过量滴定剂OH-的抑制，故滴定曲线的变化趋势与NaOH滴定HCl溶液时基本相同。 用 NaOH 滴定醋酸时，最合适的指示剂是（ ） A. 甲基橙（变色范围 3.1 - 4.4） B. 甲基红（变色范围 4.4 - 6.2） C. 酚酞（变色范围 8.2 - 10.0） D. 溴甲酚绿（变色范围 3.8 - 5.4） 【答案】C 【解析】用 NaOH 滴定醋酸，化学计量点时溶液呈碱性，应选择变色范围在碱性区域的指示剂。酚酞变色范围 8.2 - 10.0 符合要求，能准确指示滴定终点。甲基橙、甲基红、溴甲酚绿变色范围均在酸性区域，不适合，所以选 C。 1. 用 0.1mol/L NaOH 滴定 0.1mol/L 醋酸，滴定突跃范围与 0.1mol/L NaOH 滴定 0.1mol/L 盐酸相比（ ） A. 突跃范围更宽，且 pH 更高 B. 突跃范围更窄，且 pH 更高 C. 突跃范围更宽，且 pH 更低 D. 突跃范围更窄，且 pH 更低 【答案】B 【解析】强碱滴定弱酸，由于弱酸部分电离，在滴定过程中，随着碱的加入，溶液 pH 变化更平缓，所以滴定突跃范围更窄。又因为化学计量点时生成的是强碱弱酸盐，溶液呈碱性，而强碱滴定强酸化学计量点时溶液呈中性，所以强碱滴定弱酸的突跃范围 pH 更高，选 B。 2. 用 0.1mol/L NaOH 滴定 0.1mol/L 弱酸，若滴定速度过快，可能会导致（ ） A. 滴定终点提前到达 B. 滴定终点延迟到达 C. 滴定终点判断不准确 D. 对滴定终点无影响 【答案】C 【解析】滴定速度过快，可能会使加入的 NaOH 溶液不能及时与弱酸充分反应，导致局部过碱，溶液颜色突变不明显，难以准确判断滴定终点，不一定会使终点提前或延迟到达，所以选 C。 3. 用 NaOH 滴定弱酸，若指示剂选择不当，可能会造成（ ） A. 滴定误差增大 B. 滴定无法进行 C. 溶液颜色不变 D. 溶液变色过于灵敏 【答案】A 【解析】若指示剂选择不当，其变色范围不在滴定突跃范围内，会导致滴定终点判断不准确，从而使滴定误差增大，但不会使滴定无法进行，也不会使溶液颜色不变或变色过于灵敏，所以选 A。 1. 用 NaOH 滴定弱酸，若滴定终点时溶液的 pH 值为 9.0，此时溶液中的主要溶质是（ ） A. 弱酸 B. 弱酸盐 C. NaOH 和弱酸盐 D. 弱酸和弱酸盐 【答案】C 【解析】滴定终点时 pH = 9.0，说明溶液呈碱性，NaOH 过量，弱酸已完全反应生成弱酸盐，所以溶液中的主要溶质是 NaOH 和弱酸盐，选 C。 2. 用0.1 mol/L NaOH滴定0.1 mol/L的弱酸HA（pKa = 4.7）时，滴定终点的颜色变化为（ ） A. 由红变黄 B. 由无色变浅红 C. 由黄变红 D. 由橙变黄 【答案】B 【解析】滴定终点时，溶液呈碱性，酚酞由无色变为浅红色。 3. 在强碱滴定弱酸的过程中，若滴定管未用标准碱溶液润洗，则会导致（ ） A. 滴定结果偏高 B. 滴定结果偏低 C. 无影响 D. 无法判断 【答案】A 【解析】未润洗会导致标准碱溶液被稀释，实际浓度降低，滴定结果偏高。 · 滴定原理：强碱滴定弱酸时，生成强碱弱酸盐，滴定终点溶液呈碱性。 · 指示剂选择：因终点在碱性范围，常选酚酞作为指示剂。 · 滴定突跃：突跃范围受酸的浓度和电离常数 Ka 影响，浓度越高，突跃范围越大。 知识点三 判别式与指示剂的选择 准确滴定一元弱酸(碱)的可行性判据 弱酸能被准确滴定的判别式： C×Ka≥10-8 弱碱能被准确滴定的判别式： C×Kb≥10-8 影晌滴定突跃范围的因素： 1. 酸或碱(被滴定物)的浓度：C越大，△pH 越大； 2.酸或碱的强度(电离常数Ka 或 Kb)Ka 或 Kb 越大，△pH 越大。 指示剂的选择 选择依据：滴定突跃是选择指示剂的依据。 选择原则： 1.颜色变化：无色—有色；浅色—深色 2.所选用的指示剂的变色范围处于或部分处于滴定突跃范围之内。其变色点越接近化学计量点越好。 如用NaOH 滴定HCl 时，可选酚酞(9.0)、酚酞(8.0)、溴百里酚蓝(BTB7.3) 作指示剂。如用HCl 滴 定NaOH 可选甲基橙、甲基红等为指示剂。 下列因素中，对强碱滴定一元弱酸滴定突跃范围影响最小的是（ ） A. 弱酸的浓度 B. 弱酸的电离常数 C. 滴定速度 D. 温度 【答案】C 【解析】弱酸的浓度越大、电离常数越大，滴定突跃范围越宽，A、B 选项对滴定突跃范围影响较大；温度会影响弱酸的电离常数，进而影响滴定突跃范围，D 选项有影响；滴定速度主要影响滴定终点的判断，对滴定突跃范围本身影响最小，所以选 C。 1. 影响强碱滴定弱酸滴定突跃范围的主要因素是（ ） A. 指示剂的选择 B. 滴定管的精度 C. 弱酸的浓度和电离常数 D. 滴定前溶液的体积 【答案】C 【解析】弱酸的浓度越大，滴定突跃起点 pH 越低；电离常数越大，酸性越强，滴定突跃范围越宽，所以弱酸的浓度和电离常数是影响滴定突跃范围的主要因素。指示剂选择影响滴定终点判断，不影响滴定突跃范围；滴定管精度影响体积测量误差，不影响滴定突跃；滴定前溶液体积对滴定突跃范围影响不大，所以选 C。 2. 下列关于酸碱滴定指示剂选择的说法，错误的是（ ） A. 指示剂的变色范围应全部或部分落在滴定突跃范围内 B. 指示剂的变色要明显，易于观察 C. 只能选择一种指示剂 D. 要考虑指示剂的变色灵敏度 【答案】C 【解析】指示剂的变色范围应全部或部分落在滴定突跃范围内，这样才能准确指示滴定终点，A 选项正确；变色明显、易于观察以及变色灵敏度高都有助于准确判断滴定终点，B、D 选项正确；在一些情况下，可以使用混合指示剂，不一定只能选择一种指示剂，C 选项错误，所以选 C。 3. 用 NaOH 滴定一元弱酸，下列哪种情况会使滴定突跃范围变宽（ ） A. 增大指示剂用量 B. 减小滴定速度 C. 增大弱酸浓度 D. 减小温度 【答案】C 【解析】增大指示剂用量主要影响变色灵敏度，不影响滴定突跃范围，A 选项错误；减小滴定速度主要影响滴定终点判断，不影响滴定突跃范围，B 选项错误；增大弱酸浓度，滴定突跃起点 pH 降低，滴定突跃范围变宽，C 选项正确；减小温度，会使弱酸电离常数减小，滴定突跃范围变窄，D 选项错误，所以选 C。 1. 用 NaOH 滴定一元弱酸，若滴定过程中溶液温度升高，对滴定突跃范围的影响是（ ） A. 变宽 B. 变窄 C. 不变 D. 无法确定 【答案】A 【解析】温度升高，弱酸的电离常数增大，酸性增强，滴定突跃范围变宽，所以选 A。 2. 在一元弱酸的滴定中，判断能否准确滴定的可行性判据是（ ） A. 酸的浓度大于0.1 mol/L B. 酸的解离常数Ka大于10⁻⁷ C. 酸的浓度与Ka的乘积cKa≥10⁻⁸ D. 滴定终点pH大于7 【答案】C 【解析】一元弱酸能否准确滴定的判据是cKa≥10⁻⁸。 3. 在强碱滴定一元弱酸时，若滴定突跃范围较窄，则（ ） A. 指示剂选择范围变宽 B. 指示剂选择范围变窄 C. 无法选择指示剂 D. 指示剂选择不受影响 【答案】B 【解析】滴定突跃范围较窄时，可供选择的指示剂范围变窄。 · 滴定可行性判据：弱酸能被准确滴定的条件是 c⋅Ka​≥10−8，弱碱为 c⋅Kb​≥10−8。 · 影响突跃范围的因素：被滴定物的浓度越大、酸（碱）的强度（电离常数 Ka​ 或 Kb​）越大，滴定突跃范围越大。 · 指示剂选择原则：变色范围应处于或部分处于滴定突跃范围内，变色点越接近化学计量点越好；颜色变化应为无色到有色或浅色到深色，便于观察。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$