第3章 第2节 第2课时 酸碱中和滴定（讲义word）-【勤径学升】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练测（人教版2019）

第2课时　酸碱中和滴定 学习目标 核心素养 1．了解酸碱中和滴定的原理，熟记酸碱中和滴定的主要仪器的名称及用途。 2．掌握酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析。 1．变化观念与平衡思想：了解酸碱中和滴定的原理，知道酸碱中和滴定中，溶液pH的变化是判断滴定终点的依据，了解指示剂的选择方法。 2．科学探究与创新意识：知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途，掌握酸碱中和滴定的实验操作，数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用。能发现和提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案，进行实验探究；在探究过程中学会合作，面对“异常”现象要勇敢提出自己的见解，进行误差分析。 [对应学生用书第52页] 一、实验原理 1．原理 依据中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝。 2．关键 (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。 (2)选取适当指示剂，准确判断滴定终点。 二、实验用品 1．仪器 酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、烧杯、锥形瓶、铁架台、洗瓶。 2.试剂 标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 3．滴定管 (1)构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。 (2)精确度：读数可估读到0.01 mL。 (3)洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。 (4)排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。 (5)使用注意事项 试剂性质 滴定管 原因 酸性、氧化性 酸式滴定管 氧化性物质易腐蚀橡胶管 碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开 三、常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂 变色范围(pH) 石蕊 <5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 甲基橙 <3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 <8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色 　注意　(1)指示剂一般用酚酞或甲基橙，而不用石蕊(颜色变化不易分辨)。 (2)指示剂不要多加，因为指示剂本身为弱酸或弱碱。 (3)指示剂的选择可依据“强酸滴弱碱用甲基橙，强碱滴弱酸用酚酞，强滴强二者皆行”。 四、酸碱中和滴定操作 (以酚酞作指示剂，用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例) 1．滴定前的准备 2．滴定 3．终点判断 等到滴入最后半滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，即为滴定终点，记录标准液的体积。 4．数据处理 按上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。 1．(浙江北斗联盟高二期中联考)用0.102 6 mol·L－1的盐酸滴定25.00 mL未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定达终点时，滴定管中的液面如图所示，正确的读数为(　　) A．21.40 mL B．21.50 mL C．22.55 mL D．22.60 mL 解析　视线与凹液面最低处保持水平，如图读数为21.50 mL。 答案　B 2．用盐酸作标准液滴定待测浓度的NaOH溶液，若用甲基橙作指示剂，当滴定达终点时，溶液颜色变化是(　　) A．由红色变橙色 B．由黄色变红色 C．由黄色变橙色 D．由橙色变黄色 答案　C [对应学生用书第53页] 要点一　酸碱中和滴定实验 1．中和滴定前，滴定管和锥形瓶要进行哪些预处理？ 提示：滴定管：检漏→水洗→润洗→装液→赶气泡→调液面→初始读数；锥形瓶：水洗→装待测液→加指示剂。 2．怎样选择合适的酸碱指示剂？为什么指示剂的用量不能太多？ 提示：强酸滴定强碱(或强碱滴定强酸)——甲基橙或酚酞；强碱滴定弱酸——酚酞；强酸滴定弱碱——甲基橙。指示剂本身是一种有机弱酸或弱碱，用量过多，会消耗标准酸或碱溶液。 3．怎样判断滴定终点(以标准NaOH溶液滴定未知盐酸为例，酚酞作指示剂)? 提示：滴入最后半滴盐酸时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色，即为滴定终点。 1．酸碱中和滴定 (1)原理：酸和碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待＝。 (2)准确判断滴定终点：最后半滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色，即为滴定终点。 (3)滴定操作要点：左手控制活塞或玻璃小球，右手摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 (4)指示剂的选择 强酸与强碱相互滴定时，选甲基橙或酚酞都可以，但不能选石蕊溶液(遇酸、碱颜色变化不明显)。一般原则是：酸滴定碱，选甲基橙；碱滴定酸，选酚酞。 (5)滴定曲线 以滴加酸(或碱)的量为横坐标，以溶液的pH为纵坐标绘出一条溶液的pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。如图所示为用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol· L－1 HCl溶液过程中的pH变化曲线。 由曲线可以看出，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程，在此范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色发生明显变化，有利于确定滴定终点。 2．滴定实验思维导图 [例1]　用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题： (1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500 mL待测溶液。称量时，样品可放在________(填字母)称量。 A．小烧杯中　B．洁净纸片上　C．托盘上 (2)滴定时，用0.200 0 mol/L的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填字母)作指示剂。 A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞 (3)在铁架台上垫一张白纸，其目的是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol/L，烧碱样品的纯度是________。 滴定次数 待测溶液 体积/mL 标准盐酸体积/mL 滴定前的刻度 滴定后的刻度 第一次 10.00 0.40 20.50 第二次 10.00 4.10 24.00 [解析]　(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的固体时，样品应放在小烧杯中。(2)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞、甲基红等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显，误差较大。(3)在铁架台上垫一张白纸的作用是便于观察锥形瓶内溶液颜色的变化，减小滴定误差。 (4)c(NaOH)＝，将第一次滴定所得数据代入，得c1(NaOH)＝＝0.402 0 mol/L，同理可得c2(NaOH)＝ 0.398 0 mol/L，则c(NaOH)＝ ＝0.400 0 mol/L，w(NaOH) ＝×100% ≈97.56%。 [答案]　(1)A　(2)B　(3)便于观察锥形瓶内溶液颜色的变化，减小滴定误差　(4)0.400 0　97.56% 1．(广东江门新会一中期中)常温下，用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸过程中的pH变化如图所示。已知lg 5＝0.7。下列说法错误的是(　　) A．接近b点时，加入极少量NaOH溶液就会引起pH突变 B．滴定过程中，水的电离程度不断减小 C．滴加NaOH溶液30.00 mL时，pH＝12.3 D．选指示剂时，其变色范围应在4.3～9.7之间 解析　b点为反应终点，接近b点时，极少量NaOH溶液就会引起pH突变，A正确；HCl抑制水的电离，随着NaOH溶液加入，水的电离程度增大，恰好完全反应后再滴加NaOH溶液，水的电离程度减小，B错误；滴加NaOH溶液30.00 mL时，溶液中c(OH－)＝ mol/L＝0.02 mol/L，则c(H＋)＝ mol/L，故溶液的pH＝－lg c(H＋)＝13－lg 5＝12.3，C正确；指示剂的变色范围应在突变范围内，由题图可知，选指示剂时，其变色范围应在4.3～9.7之间，D正确。 答案　B 要点二　酸碱中和滴定误差分析 　以0.100 0 mol/L标准盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例，分析造成误差的常见因素，并判断对消耗标准液V(HCl)和待测液c(NaOH)产生的影响。 1．酸式滴定管未用标准盐酸润洗，测得c(NaOH)有什么变化？其原因是什么？ 提示：酸式滴定管未用标准盐酸润洗，c(HCl)变小，则消耗标准盐酸体积V(HCl)偏大，测得c(NaOH)偏大。 2．若锥形瓶中有少量蒸馏水，对测得的c(NaOH)是否有影响？为什么？ 提示：锥形瓶中有少量蒸馏水，消耗标准盐酸体积V(HCl)不变，则测得c(NaOH)不变。 3．滴定时，振荡锥形瓶，有少量液体溅出，测得c(NaOH)有什么变化？ 提示：滴定时，振荡锥形瓶，有少量液体溅出，损失待测液，消耗标准盐酸体积V(HCl)减小，则测得c(NaOH)偏小。 1．中和滴定误差分析依据 依据计算公式c待测＝：标准液滴定待测液时，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小，所有操作导致消耗标准溶液多或读数大，则测定结果偏高，反之，则偏低。 2．中和滴定误差分析示例 引起中和滴定实验误差的原因很多，如药品、操作、读数、计算等，以标准盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例，分析造成误差的原因及影响，如下表： 操作 V酸 c碱 洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润冼 变大 偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗 变小 偏低 锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体气泡消失 变小 偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 变大 偏高 振荡锥形瓶时部分液体溅出 变小 偏低 部分酸液滴出锥形瓶外 变大 偏高 溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后加一滴NaOH溶液无变化 变大 偏高 读数 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视(或前仰后俯) 变小 偏低 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视(或前俯后仰) 变大 偏高 [例2]　称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内，盐酸放在滴定管中)。A．偏高；B．偏低；C．无影响；D．无法判断，填写下列各项操作会给实验造成的误差。 (1)称量固体NaOH时，未调节天平的零点。(　　) (2)将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时，加入水的体积不准确。(　　) (3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗。(　　) (4)开始滴定时，滴定管尖端处有气泡，滴定完毕气泡排出。(　　) (5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下，结束时初读数按“0”计算。(　　) (6)在滴定过程中活塞处漏液。(　　) (7)摇动锥形瓶时，因用力过猛，使少量溶液溅出。(　　) (8)滴定前读数时仰视，滴定完毕读数时俯视。(　　) [解析]　(1)称量固体NaOH时，未调节天平零点，不能确定称量结果是偏大还是偏小，故选D。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响NaOH与HCl的中和反应。(3)滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释了，导致测定结果偏低。(4)滴定前有气泡，滴定后无气泡，相当于待测液比实际用量多了，导致结果偏低。(5)读出的数据比实际值小，导致结果偏高。(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多，导致结果偏低。(7)摇动锥形瓶时，用力过猛，使少量液体溅出，致使一部分NaOH未被中和，消耗待测液体积减小，使测定结果偏高。(8)读出的数据比实际值偏小，使结果偏高。 [答案]　(1)D　(2)C　(3)B　(4)B　(5)A　(6)B (7)A　(8)A 2．某学生用0.200 0 mol·L－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作包含如下几步： ①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，立即注入NaOH溶液至刻度“0”以上 ②固定好滴定管并使滴定管尖嘴部分充满液体 ③调节液面至刻度“0”或“0”稍下，并记下读数 ④移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入2滴酚酞溶液 ⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数 回答下列问题： (1)以上操作中有错误的是________(填编号)，该错误操作会使测定结果________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)操作⑤中，在记下滴定管液面读数时，若滴定管尖嘴部分有气泡，则会使测定结果________(选填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (3)判断已滴定至终点的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析　(1)碱式滴定管必须用标准NaOH溶液润洗。若不润洗，则相当于稀释NaOH溶液，会使所测值偏大。(3)滴定至终点时，混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色。 答案　(1)①　偏大　(2)偏小 (3)滴入最后一滴NaOH溶液，混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色 [方法技巧]　读数误差可以用画图的形式来理解与记忆。图甲是开始仰视读数，滴定完毕俯视读数；图乙是开始俯视读数，滴定完毕仰视读数。 滴定管读数时，仰视读数，视线偏低，读数偏大；俯视读数，视线偏高，读数偏小。 [对应学生用书第56页] 1．某学习小组的学生用标准浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓度的盐酸，该学生盛装标准溶液的仪器和指示剂选用正确的一组是(　　) A．碱式滴定管　石蕊 B．酸式滴定管　甲基橙 C．酸式滴定管　酚酞 D．碱式滴定管　酚酞 解析　氢氧化钠溶液用碱式滴定管盛装。NaOH溶液和盐酸恰好反应后呈中性，可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂，可选酚酞或甲基橙。石蕊变色范围大，一般不作指示剂，故D正确。 答案　D 2．(北京101中学高二期中)用0.100 0 mol/L HCl溶液滴定未知浓度的KOH溶液。有关该实验的说法中正确的是(　　) A．用图中的a滴定管盛装0.100 0 mol/L HCl溶液 B．滴定前，需用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2～3次 C．滴定时，眼睛要注视滴定管中液面的变化 D．滴定前必须检查滴定管是否漏液 解析　HCl溶液呈酸性，中和滴定时，需要用酸式滴定管，即用图中的b滴定管盛装，a为碱式滴定管，故A错误；用未知浓度的KOH溶液润洗锥形瓶2～3次，导致锥形瓶中KOH的物质的量偏大，测定结果偏高，所以锥形瓶不能润洗，B错误；滴定时，眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化，不是注视滴定管中液面的变化，滴定完之后，再看滴定管刻度读出体积，C错误；滴定管使用前必须检查是否漏液，D正确。 答案　D 3．(黑龙江哈尔滨三中月考)用标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，下列操作中会使测定结果偏大的是(　　) ①碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准氢氧化钠溶液润洗 ②锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入未知浓度的盐酸 ③酸式滴定管用蒸馏水洗净后，未用盐酸润洗 ④滴定前碱式滴定管尖端气泡未排出，滴定后气泡消失 A．①④ B．①③④ C．①②③ D．①②④ 解析　①导致标准NaOH溶液的浓度偏小，消耗标准NaOH溶液的体积偏大，测定结果偏大；②待测液中HCl的物质的量不变，无影响；③导致量取的待测液中HCl的物质的量偏小，消耗标准NaOH溶液的体积偏小，测定结果偏小；④导致所测标准NaOH溶液的体积偏大，测定结果偏大。综上分析，A符合题意。 答案　A 4．(贵州部分学校高二期中联考)已知NaHSO4在家用清洁剂(45%溶液)、降低游泳池水的碱度等方面有重要应用。现有一批NaHSO4样品，欲测定其纯度，实验操作如下： 称取12.5 g样品，配成100 mL溶液，每次取出20 mL配制的溶液，用1.0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定，测得的实验数据如下表： 序号 1 2 3 4 消耗标准溶液体积/mL 20.05 18.40 19.95 20.00 (1)NaHSO4溶液显________性；可用________(选填“a”或“b”)量取NaHSO4溶液。 (2)本实验可用________作指示剂，达到滴定终点时的现象是____________________。 (3)NaHSO4样品的纯度为________。 (4)下列操作会导致测定结果偏高的是________(填标号)。 A．滴定前滴定管中有气泡，滴定后气泡消失 B．用碱式滴定管量取NaOH溶液时，未进行润洗操作 C．滴定达到滴定终点时俯视读数 D．锥形瓶在取用NaHSO4待测液前用少量水洗涤 解析　(1)NaHSO4溶液显酸性，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO；可用酸式滴定管量取NaHSO4溶液，故选a。(2)用氢氧化钠滴定NaHSO4，恰好完全反应时，呈中性，本实验可用酚酞作指示剂，达到滴定终点时的现象是，滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变成红色，且半分钟内不变色。(3)四次实验，第2次实验体积误差较大，取1、3、4次实验溶液体积的平均值：(20.05 mL＋19.95 mL＋20.00 mL)÷3＝20.00 mL，c(NaHSO4)＝＝＝1 mol/L，100 mL NaHSO4溶液中NaHSO4的质量为1 mol/L×0.1 L×120 g/mol＝12 g，NaHSO4样品的纯度为：12 g÷12.5 g×100%＝96%。(4)滴定前滴定管中有气泡，则V[NaOH(aq)]偏大，滴定后气泡消失，c(NaHSO4)偏大，A正确；用碱式滴定管量取NaOH溶液时，未进行润洗操作，消耗V[NaOH(aq)]偏大，则c(NaHSO4)偏大，B正确；滴定达到滴定终点时俯视读数，V[NaOH(aq)]偏小，则c(NaHSO4)偏小，C错误；锥形瓶在取用NaHSO4待测液前用少量水洗涤，由于NaHSO4的物质的量不变，不影响V[NaOH(aq)]，结果不变，D错误。 答案　(1)酸　a　(2)酚酞　滴入最后半滴标准液时，溶液由无色变成红色，且半分钟内不变色 (3)96.0%　(4)AB 学科网（北京）股份有限公司 $$