内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第二课时 酸碱中和滴定
学习目标 1.了解酸碱中和滴定的原理和指示剂的选择方法。2.知道酸碱中和滴定的主要仪器及其用途。3.掌握酸碱中和滴定的实验操作并会进行数据处理和误差分析。
学习理解
01
探究应用
02
目录
CONTENTS
微专题
03
总结提升
04
课时作业
05
学习理解
中和
碱(或酸)
待测液
酸碱指示剂
学习理解
目录
6
锥形瓶
酸碱指示剂
学习理解
目录
7
酸式
酸
碱
碱式
碱
酸性
氧化性
学习理解
目录
8
漏水
不漏水
蒸馏水
待装液
“0”刻度以上2~3 mL处
学习理解
目录
9
红
黄
红
蓝
无
红
学习理解
目录
10
酸式滴定管
“0”刻度
碱式滴定管
锥形瓶
酚酞
红
学习理解
目录
11
因加入半滴酸
粉红
无
半分钟内不变色
学习理解
目录
12
相等
=
学习理解
目录
13
较大
突变
学习理解
目录
14
×
×
√
×
×
×
学习理解
目录
15
探究应用
实验室通常使用酸(碱)式滴定管完成酸碱中和滴定实验。
[问题探究] 1.在进行中和滴定时,为什么要用酸(或碱)润洗酸(碱)式滴定管2~3次?
提示
提示:酸(碱)式滴定管在洗涤时,内壁会残留少量蒸馏水,因此需要用酸(或碱)润洗滴定管2~3次,以除去蒸馏水,减少实验误差。
探究应用
目录
17
提示
2.滴定用的锥形瓶是否也要用待测的碱(或酸)润洗?
锥形瓶装待测液前是否需要保持干燥?为什么?
3.某实验中滴定前俯视酸式滴定管,滴定终点时仰视酸式滴定管读数,对测得的c(NaOH)有什么影响?
提示:锥形瓶不需要用待测液润洗,也不需要干燥。
因为残留的蒸馏水对溶质的物质的量没有影响,对滴定结
果没有影响。
提示:滴定前俯视酸式滴定管读数偏小,滴定终点时仰视酸式滴定管读数,读数偏大,读取消耗盐酸的体积偏大,则测得的c(NaOH)偏大。
探究应用
目录
18
知识点一 酸碱中和滴定的操作和误差分析
1.酸碱中和滴定操作注意事项
(1)有关润洗
①滴定管必须润洗,否则溶液被稀释。
②锥形瓶在使用时不能用待测液润洗,否则相当于增加了待测液。
(2)有关眼睛注视
①滴定时,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化。
②读数时,视线和凹液面的最低点相切。
探究应用
目录
19
(3)选取适当指示剂,准确判断滴定终点
①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,但不能选石蕊试液(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。
②滴定终点的判断答题模版
当滴入最后半滴××溶液时,溶液的颜色由××色突变为××色,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。
探究应用
目录
20
探究应用
目录
21
步骤 操作 误差原因 c待
洗涤 未用标准液润洗滴定管 V标偏大 偏高
未用待测液润洗所用的滴定管 V标偏小 偏低
用待测液润洗锥形瓶 V标偏大 偏高
洗涤后的锥形瓶未干燥 V标不变 无影响
滴定 部分标准液滴在锥形瓶外 V标偏大 偏高
部分待测液溅出锥形瓶外 V标偏小 偏低
滴定完毕后立即读数,半分钟后又恢复原色 V标偏小 偏低
到达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液 V标偏大 偏高
读数 用标准液滴定前后,先俯视后仰视 V标偏大 偏高
用标准液滴定前后,先仰视后俯视 V标偏小 偏低
滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡 V标偏大 偏高
滴定管滴定前无气泡,滴定后有气泡 V标偏小 偏低
探究应用
目录
22
探究应用
目录
23
答案
探究应用
目录
24
解析 进行容量瓶检漏时,倒置一次,然后玻璃塞旋转180度后再倒置一次,A错误;滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内不变回原色,才是达到滴定终点,B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端无刻度处,并使其自然垂直,D错误。
解析
探究应用
目录
25
2.某学生用0.2000 mol/L的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上。
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体。
③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,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3滴酚酞溶液。
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。
请回答:
(1)以上步骤有错误的是________(填编号),该错误操作会导致测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
答案
①
偏大
探究应用
目录
26
(2)步骤⑤中,在记下滴定管液面读数时,滴定管尖嘴有气泡,测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)判断滴定终点的现象是_______________________________________________
______________________。
(4)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,
其读数为________mL。
答案
偏小
滴入最后半滴NaOH溶液,混合液由无色变为红色且半分钟内不褪色
22.60
探究应用
目录
27
滴定管读数误差图解
读取标准液的体积时,视线平视,与滴定管内凹液面的最低点相切。
误读及结果:
若起始平视,终仰视,则V读偏大,c待偏大;
若起始平视,终俯视,则V读偏小,c待偏小。
探究应用
目录
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知识点二 酸碱中和滴定曲线
氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
探究应用
目录
29
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是滴定终点:强碱与强酸反应时,滴定终点pH=7;强碱与弱酸反应滴定终点pH>7,强酸与弱碱反应滴定终点pH<7
[注意] 若滴定终点pH>7时,指示剂选酚酞;pH<7时,指示剂选甲基橙;pH=7时酚酞和甲基橙均可。
探究应用
目录
30
3.如图,曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液的相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
答案
探究应用
目录
31
4.(2020·浙江1月选考)室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减
小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
答案
探究应用
目录
32
解析
探究应用
目录
33
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
1.酸碱中和滴定原理可迁移应用于许多定量测定实验,常见的有氧化还原滴定、沉淀滴定和络合滴定等,这些实验的基本原理相同,操作步骤相似。
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
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2.氧化还原滴定法
(1)原理分析
原理 以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质
试剂 常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等
指示剂 氧化还原滴定的指示剂有三类:
①氧化还原指示剂;
②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝;
③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅紫色
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
36
(2)实例分析
滴定内容 指示剂 终点颜色变化 解题策略
①用标准Na2S2O3溶液滴定未知浓度的碘水 淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色 一般根据得失电子守恒或配平的化学方程式,列出相关物质的关系式,列比例计算
②用标准酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液 不需外加指示剂 溶液由无色变为浅紫色
③用标准酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的Fe2+ 溶液由浅绿色变为浅紫色
3.沉淀滴定法
如测定水体中Cl-含量,常用标准硝酸银溶液滴定,用K2CrO4作该反应的指示剂。
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
37
答案
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
38
解析
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
39
2.已知Ag2CrO4是砖红色沉淀,下列滴定反应中,指示剂使用不正确的是( )
A.用标准FeCl3溶液滴定KI溶液,选择KSCN溶液作指示剂
B.用I2溶液滴定Na2SO3溶液,淀粉作指示剂
C.用AgNO3溶液滴定NaCl溶液,Na2CrO4溶液作指示剂
D.用H2O2溶液滴定KI溶液,淀粉作指示剂
解析 待测液中的碘离子被双氧水氧化生成碘单质,使淀粉显蓝色,随着滴定的进行溶液蓝色加深,碘离子反应完全时,蓝色不再加深,但是不易观察,不能判断滴定终点,D错误。
答案
解析
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
40
答案
佩戴护目镜
c
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
41
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸,直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是________(填化学式),因而本实验应在实验室的________中进行(填设施名称)。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示),存在安全风险,原因是_____________________。
答案
NO2
通风橱
装置重心不稳,易倾倒
滴定更准确,节约试剂
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
42
②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是________________________。
③本实验中,使测定结果偏小的是________(填标号)。
a.样品未完全干燥
b.微量滴定管未用标准溶液润洗
c.灰渣中有少量炭黑
答案
序号 1 2 3
标准溶液用量/mL 2.715 2.905 2.725
舍去第二次数据
a
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
43
解析
微专题 酸碱中和滴定的拓展应用
目录
44
总结提升
自我反思:﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍
本课总结
总结提升
目录
46
1.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,所用滴定管如图所示,下表中正确的是( )
A.①② B.①③ C.②④ D.③④
答案
随堂提升
锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
① 碱 酸 石蕊 乙
② 酸 碱 酚酞 甲
③ 碱 酸 甲基橙 甲
④ 酸 碱 酚酞 乙
总结提升
目录
47
2.酸碱完全中和时,有关说法正确的是( )
A.溶液一定呈中性
B.酸和碱的物质的量一定相等
C.酸和碱的物质的量浓度相等
D.酸能提供的H+与碱能提供的OH-的物质的量相等
答案
总结提升
目录
48
3.用氢氧化钠标准液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作为指示剂,下列操作会使滴定结果偏低的是( )
A.用蒸馏水洗净滴定管后,装入氢氧化钠标准溶液进行滴定
B.盛装标准液的碱式滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
D.盛装标准液的碱式滴定管滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
答案
总结提升
目录
49
解析
总结提升
目录
50
4. 在25 ℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示。图中K点代表的pH为( )
A.13 B.12
C.10 D.11
答案
解析
总结提升
目录
51
答案
由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
18.10
总结提升
目录
52
课时作业
目录
本组内选择题只有一个选项符合题意。
1. 如图表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积是( )
A.a mL B.(50-a) mL
C.一定大于a mL D.一定大于(50-a) mL
答案
解析 滴定管的零刻度在上面,50 mL的刻度在下面,但刻度线以下尖嘴部分仍有一部分容积,因此液体体积一定大于(50-a) mL。
解析
[学习·理解]
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课时作业
目录
54
2.下列说法正确的是( )
A.用图示仪器Ⅰ准确量取25.00 mL酸性KMnO4溶液
B.装置Ⅱ可用于已知浓度的氢氧化钠溶液测定未知浓度盐酸的实验
C.中和滴定时,滴定管用所盛装的待装液润洗2~3次
D.中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶
答案
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课时作业
目录
55
3.进行滴定实验时,必须要按以下要求操作的是( )
A.滴定时要先快后慢,且眼睛要注视着锥形瓶中溶液的颜色变化
B.酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后干燥即可
C.待测液一定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中
D.滴定前读数时凹液面的最低点必须与“0”刻度相切
答案
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课时作业
目录
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4.在一支25 mL的酸式滴定管中加入0.1 mol·L-1的盐酸,其液面恰好在5 mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部转移到烧杯中,然后用0.1 mol·L-1NaOH溶液进行中和,则消耗NaOH溶液的体积( )
A.大于20 mL B.小于20 mL
C.等于20 mL D.等于5 mL
答案
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课时作业
目录
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5.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,用酚酞作指示剂,造成测定结果偏高的原因可能是( )
A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,没有用待测液润洗
C.滴定到终点读数时,俯视刻度线
D.滴定到终点读数时,滴定管尖嘴处有气泡
答案
解析 配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质,则消耗标准溶液的体积偏大,测定结果偏高;盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,没有用待测液润洗,对实验无影响;滴定到终点读数时,俯视刻度线,导致V(NaOH)偏小,则测定结果偏低;滴定到终点读数时,滴定管尖嘴处有气泡,导致V(NaOH)偏小,则测定结果偏低。
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课时作业
目录
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课时作业
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7.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH―→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O―→2CH3COOH。
③加指示剂并用c mol·L-1 NaOH甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液
V1 mL。
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课时作业
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课时作业
目录
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课时作业
目录
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[应用·实践]
本组内选择题有一个或两个选项符合题意。
8.中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法。实际工作中也可以利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点。下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是( )
A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:KMnO4;紫红色
B.利用“Ag++SCN-===AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度:Fe(NO3)3;红色
C.利用“2Fe3++2I-===I2+2Fe2+”原理,用FeCl3溶液测量KI样品中的KI的百分含量:淀粉;蓝色
D.利用“OH-+H+===H2O”原理来测量某盐酸的浓度:酚酞;浅红色
答案
解析 C项,向I-中滴入Fe3+,以淀粉为指示剂,则刚滴入Fe3+时即有I2生成,溶液即显蓝色,不能指示滴定终点。
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课时作业
目录
63
9.用滴定法测定Na2CO3(含NaCl杂质)的质量分数,下列操作会引起测定值偏高的是( )
A.试样中加入酚酞作指示剂,用标准酸液进行滴定
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定
C.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接注入待测溶液进行滴定
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00 mL进行滴定
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课时作业
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10.测定水的总硬度一般采用配位滴定法,即在pH=10的氨性溶液中,以铬黑T作为指示剂,用EDTA(乙二胺四乙酸)标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+。测定中涉及的反应有:①M2+(金属离子)+Y4-(EDTA)===MY2-;②M2++EBT(铬黑T,蓝色)===MEBT(酒红色);③MEBT+Y4-===MY2-+EBT。下列说法正确的是( )
A.配合物MEBT的稳定性大于MY2-
B.在滴定过程中眼睛要随时观察滴定管中液面的变化
C.达到滴定终点的现象是溶液恰好由酒红色变为蓝色,且半分钟内不恢复原色
D.实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,测定结果将偏大
答案
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课时作业
目录
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解析 根据③MEBT+Y4-===MY2-+EBT,MEBT转化为MY2-,知配合物MEBT的稳定性小于MY2-的稳定性,A错误;在滴定过程中眼睛要随时观察锥形瓶中溶液颜色的变化,B错误;实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗,则相当于稀释标准液,导致消耗标准液的体积偏大,测定结果偏大,D正确。
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答案
[创新·提高]
13.实验室有一瓶未知浓度的Na2S2O3溶液,通过下列实验测定其浓度。
①取10.00 mL Na2S2O3溶液于锥形瓶中,滴入2~3滴指示剂。
②取一滴定管,依次查漏,洗涤,用0.01 mol·L-1的I2标准溶液润洗,然后注入该标准溶液,调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
请回答下列问题:
(1)步骤①加入的指示剂是_______________。
淀粉溶液
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课时作业
目录
72
(2)步骤③达到滴定终点的判断:______________________________________
_______________________________。
(3)已知消耗标准液的实验数据如下表:
则废水中的Na2S2O3的物质的量浓度为________________。
答案
滴入最后半滴标准液时,溶液由无色变成蓝色且半分钟内不褪色
0.038 mol·L-1
实验次数 开始读数/mL 结束读数/mL
1 0.10 19.20
2 1.85 20.75
3 0.00 24.06
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课时作业
目录
73
答案
(4)下列操作会导致测定结果偏高的是__________(填字母)。
A.滴定管在装液前未用标准溶液润洗
B.滴定过程中,锥形瓶振荡得太剧烈,锥形瓶内有液滴溅出
C.装标准溶液的滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡,滴定终点时发现气泡
D.达到滴定终点时,仰视读数
AD
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R
一、酸碱中和滴定原理和主要仪器
1.实验原理
酸碱中和滴定
是依据eq \x(\s\up1(01))_______反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的eq \x(\s\up1(02))________的实验方法。
2.实验用品
(1)所需试剂:
eq \x(\s\up1(01))_______、标准液、eq \x(\s\up1(02))______________、蒸馏水。
(2)所需仪器:
酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、滴定管夹、铁架台、eq \x(\s\up1(03))_________ (用来盛装待测溶液并滴加几滴eq \x(\s\up1(04))________________)。
①滴定管的构造
a.图1是eq \x(\s\up1(05))_______滴定管,带有玻璃活塞结构,用于盛装eq \x(\s\up1(06))____性溶液,不能盛装eq \x(\s\up1(07))____性溶液。
b.图2是eq \x(\s\up1(08))____滴定管,具有由乳胶管、玻璃球组成的阀,用于盛装eq \x(\s\up1(09))____性溶液,不能盛装eq \x(\s\up1(10))____、eq \x(\s\up1(11))______溶液。
c.滴定管的“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。
②滴定管的使用
3.几种常用指示剂的变色范围和颜色变化如表所示:
指示剂
变色范围(pH)
遇酸的颜色
遇碱的颜色
甲基橙
3.1eq \o(――→,\s\up15(橙色))4.4
eq \x(\s\up1(01))___色(pH<3.1)
eq \x(\s\up1(02))___色(pH>4.4)
石蕊
5.0eq \o(――→,\s\up15(紫色))8.0
eq \x(\s\up1(03))___色(pH<5.0)
eq \x(\s\up1(04))___色(pH>8.0)
酚酞
8.2eq \o(――→,\s\up15(粉红色))10.0
eq \x(\s\up1(05))___色(pH<8.2)
eq \x(\s\up1(06))___色(pH>10.0)
二、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.向润洗过的eq \x(\s\up1(01))_____________中加入0.1000 mol/L 盐酸,赶出气泡、调节液面至eq \x(\s\up1(02))________后准确记录读数。
2.向润洗过的eq \x(\s\up1(01))_____________中加入待测浓度的NaOH溶液,赶出气泡、调节液面至“0”刻度后,用碱式滴定管向eq \x(\s\up1(02))________中滴入25.00 mL待测溶液,再向其中滴加2滴eq \x(\s\up1(03))________溶液,这时溶液呈eq \x(\s\up1(04))________色。
3.把锥形瓶放在酸式滴定管的下方,瓶下垫一张白纸,小心地滴入酸。边滴边摇动锥形瓶(接近终点时,改为滴加半滴酸),直到eq \x(\s\up1(01))_________________后,溶液颜色从eq \x(\s\up1(02))________色刚好变为eq \x(\s\up1(03))___色,且eq \x(\s\up1(04))________________________。这表示已经到达滴定终点。记录滴定管液面的读数,读数可精确到0.01 mL。
4.重复实验两次,并记录相关数据。
5.计算待测NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度
在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量eq \x(\s\up1(01))______。即:
c(H+)·V酸eq \x(\s\up1(02))____c(OH-)·V碱,则c(OH-)=eq \x(\s\up1(03))____________。
eq \f(c(H+)·V酸,V碱)
三、酸碱中和滴定曲线
如图所示为用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定
20.00 mL 0.1000 mol·L-1 HCl溶液过程中的pH变化
曲线。
由曲线可以看出:
1.开始pH变化不明显,是因为被中和的酸的浓度_______,加入少量的碱对其pH影响不大。
2.在接近滴定终点时溶液的pH有一个突变过程,是因为滴加很少的碱,就会引起溶液的pH_______,能使指示剂的颜色发生明显变化。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装。( )
(2)用碱式滴定管可以准确量取20.00 mL的NaOH溶液。( )
(3)将液面在0 mL处的25 mL的酸式滴定管中的液体全部放出,液体的体积为25 mL。( )
(4)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3 mL。( )
(5)中和滴定实验时,锥形瓶需用待测液润洗。( )
(6)滴定管盛标准溶液时,调液面一定要调到“0”刻度。( )
2.酸碱中和滴定的误差分析
c待=eq \f(c标·V标,V待),V待是待测液的体积,c标是标准液的浓度,这些量均为已知量,所以c待的大小取决于V标的大小,因此误差来源完全归结于消耗标准液的体积V标。若V标偏大,则c待偏高;若V标偏小,则c待偏低。常见误差分析如下表所示。
1.(2023·山东卷)一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH―→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O―→2CH3COOH。
③加指示剂并用c mol·L-1 NaOH甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c mol·L-1 NaOH甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。对于上述实验,下列做法正确的是( )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
解析 室温下用强碱滴定强酸,当NaOH与
盐酸恰好完全反应时,溶液呈中性,即pH=7,
故A正确;指示剂的选择原理:变色要明显,灵
敏,且指示剂的变色范围要尽可能在滴定过程中
的pH突变范围内,可减小实验误差,故B正确;
由题图可知,甲基红的变色范围更接近反应终点,选择甲基红作指示剂误差比甲基橙的要小,故C错误;当V(NaOH)=30.00 mL时,n(OH-)=0. 1000 mol·L-1×0.03 L-0.1000 mol·L-1×0.02 L=0.001 mol,则c(OH-)=eq \f(0.001 mol,0.05 L)= 0.02 mol·L-1,c(H+)=eq \f(Kw,c(OH-))=eq \f(10-14,0.02)
mol·L-1=5×10-13 mol·L-1,则pH=13-lg 5=12.3,故D正确。
1.工业上常向葡萄酒中加入Na2S2O5进行抗氧化。测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量的方法:取50.00 mL葡萄酒样品,用0.0100 mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗标准液10.00 mL(已知S2Oeq \o\al(2-,5)+I2+H2O―→SOeq \o\al(2-,4)+I-+H+,反应未配平)。则该样品中Na2S2O5的残留量为( )
A.0.001 g·L-1
B.0.002 g·L-1
C.0.064 g·L-1
D.0.19 g·L-1
解析 根据题目信息可知反应的离子方程式为S2Oeq \o\al(2-,5)+2I2+3H2O===2SOeq \o\al(2-,4)+4I-+6H+,消耗碘的物质的量是0.0001 mol,碘单质和Na2S2O5的物质的量之比为2∶1,所以Na2S2O5的残留量是eq \f(0.0001 mol×190 g·mol-1,2×0.05 L)=0.19 g·L-1。
3.(2023·海南卷)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题:
(1)实验方案中出现的图标
INCLUDEPICTURE "C:\\Users\\Administrator\\AppData\\Roaming\\Microsoft\\Word\\2023HX261.TIF" \* MERGEFORMAT
和,前者提示实验中会用到温度较高的设备,后者要求实验者____________(填防护措施)。
(2)灰化:干燥样品应装入________中(填标号),置高温炉内,控制炉温850 ℃,在充足空气中燃烧成灰渣。
a.不锈钢培养皿
b.玻璃烧杯 c.石英坩埚
(4)测定铁含量基本流程:将滤液在200 mL容量瓶中定容,移取25.00 mL,驱尽NOeq \o\al(-,3)并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是______________________。
解析 (4)③a.铁元素的含量=eq \f(铁元素质量,样品质量)×100%,样品未完全干燥,样品质量偏重,使测定结果偏低;b.微量滴定管未用标准溶液润洗,标准溶液被稀释,使测定结果偏高; c.灰渣中有少量炭黑,对测定结果无影响。
解析 A项,用蒸馏水洗净碱式滴定管后,直接注入氢氧化钠标准溶液进行滴定,会使标准液的浓度偏小,消耗的标准液的体积偏大,根据c(待测)=eq \f(c(标准)×V(标准),V(待测)),分析c(待测)偏大;B项,盛装标准液的碱式滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读取的标准液的体积偏大,则c(待测)偏大;C项,盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,对滴定结果没有影响;D项,盛装标准液的碱式滴定管滴定前仰视,滴定后俯视,读取的标准液的体积偏小,则c(待测)偏小。
解析 由题图可知,在V(HCl)=20.00 mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH)知,c(NaOH)=eq \f(c(HCl)·V(HCl),V(NaOH))=eq \f(0.125 mol·L-1×20.00×10-3 L,25.00×10-3 L)=0.1 mol·L-1,则其pH=13。
5.Na2S2O3是重要的化工原料,易溶于水,在中性或碱性环境中稳定。为测定制备的Na2S2O3·5H2O产品的纯度:准确称取W g产品,用适量蒸馏水溶解,以淀粉作指示剂,用0.1000 mol·L-1碘的标准溶液滴定,反应原理为2S2Oeq \o\al(2-,3)+I2===S4Oeq \o\al(2-,6)+2I-。
(1)滴定至终点时,溶液颜色的变化:_____________________________________。
(2)滴定起始和终点的液面位置如图,则消耗碘的标准溶液体积
为________mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)____________________。
eq \f(3.62×10-3M,W)×100%
6.用0.10 mol·L-1KMnO4(酸性)标准溶液滴定20.00 mL未知浓度的FeSO4溶液。下列说法或操作正确的是( )
A.滴定前,用FeSO4溶液润洗锥形瓶2~3次
B.将KMnO4标准溶液装于碱式滴定管中
C.反应的离子方程式为5Fe2++MnOeq \o\al(-,4)+8H+===5Fe3++Mn2++4H2O
D.若平行实验测得消耗KMnO4溶液的体积为10.00 mL,则c[FeSO4(aq)]=0.20 mol·L-1
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c mol·L-1 NaOH甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( )
A.eq \f(c(V2-V1)×17,1000m)×100%
B.eq \f(c(V1-V2)×17,1000m)×100%
C.eq \f(0.5c(V2-V1)×17,1000m)×100%
D.eq \f(c(0.5V2-V1)×17,1000m)×100%
解析 步骤④测定乙酸酐的物质的量为eq \f(cV2,2)×10-3 mol;根据步骤②③可知m g ROH样品中羟基的物质的量为eq \f(cV2,2)×10-3 mol×2-cV1×10-3 mol=c(V2-V1)×10-3 mol,所以ROH样品中羟基的质量分数=eq \f((V2-V1)×c×17,103m)×100%。
11.常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定40 mL 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液,所得滴定曲线如图所示(忽略混合时溶液体积的变化)。下列叙述错误的是( )
A.H2SO3的=10-7.19
B.向X点加入少量澄清石灰水,2-,3)eq \f(c(SO),c(HSOeq \o\al(-,3)))
的值减小
C.0.05 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH=4.25
D.若滴定到第一反应终点,可用酚酞作指示剂
解析 =2-,3)eq \f(c(H+)·c(SO),c(HSOeq \o\al(-,3)))
,Y点时,c(SOeq \o\al(2-,3))=c(HSOeq \o\al(-,3)),则 =c(H+)=10-7.19,A正确; =2-,3)eq \f(c(H+)·c(SO),c(HSOeq \o\al(-,3)))
,则2-,3)eq \f(c(SO),c(HSOeq \o\al(-,3)))
= ,X点时,加入少量澄清石灰水,c(H+)减小,温度不变, 不变,则2-,3)eq \f(c(SO),c(HSOeq \o\al(-,3)))
的值增大,B错误;达到第一反应终点时,溶液中的溶质为NaHSO3,根据题图可知,此时溶液中c(NaHSO3)=0.05 mol·L-1,溶液pH=4.25,所以0.05 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH=4.25,C正确;达到第一反应终点时pH=4.25,酚酞的pH变色范围为8.2~10,甲基橙的pH变色范围为3.1~4.4,所以应该选择甲基橙作指示剂,D错误。
12.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.0200 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随ηeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(η=\f(V(标准溶液),V(待测溶液))))的变化曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
解析 NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.0100 mol·L-1,c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=eq \f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH))≈eq \f(10-3.38×10-3.38,0.01)=10-4.76,A正确;
a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在守恒c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),B正确;b点溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),C正确;c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d点碱过量,会抑制水的电离,则水的电离程度c>d,D错误。
解析 (3)从题表中数据可知,三组实验分别消耗标准液19.10 mL、18.90 mL、24.06 mL,24.06 mL误差太大,舍去;因此平均消耗标准液的体积为19.00 mL;根据反应I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6可知,废水中的Na2S2O3的物质的量浓度为eq \f(19.00×10-3 L×0.01 mol·L-1×2,10.0×10-3 L)=0.038 mol·L-1。
(4)依据c(待测)=eq \f(c(标准)×V(标准),V(待测))进行分析:滴定管未用标准溶液润洗会导致V(标准)偏大,故导致测定结果偏高;滴定过程中,锥形瓶振荡得太剧烈,锥形瓶内有液滴溅出,导致待测溶液的溶质质量减小,消耗标准液的体积偏小,导致测定结果偏低;滴定前滴定管尖嘴中没有气泡,滴定终点时发现气泡,由于气泡占有空间,则会导致V(标准)偏小,使测定结果偏低;达到滴定终点时,仰视读数,导致V(标准)偏大,会导致测定结果偏高。
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