内容正文:
3.2.3 酸碱中和滴定
梯度分层
基础巩固:课堂衔接,回归教材,夯实根本
根基训练:轻松练习,关注重点,梳理难点
拔高提升:深度演练,能力提升,高阶练习
基础巩固
1
1.酸碱中和滴定的概念和原理
(1)概念
酸碱中和滴定是依据中和反应,用____________的酸(或碱)来测定____________的碱(或酸)的方法。
(2)原理
在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-的____________相等,
即c(H+)·V酸=____________,则c或。
2.主要仪器
(1)仪器:________、________、__________、________、________。
(2)滴定管构造特点
酸式滴定管
碱式滴定管
相同点
a.标有_____、_____、__________在上方,尖嘴部分无刻度;
b.最小刻度为______,可估读到______
不同点
a.下端有__________塞;
b.可盛装_____、_____溶液
a.下端有由_______、_______组成的阀;
b.只能盛装_____溶液
3.指示剂的选择
若滴定终点为碱性时,选择________;酸性时,选择__________;中性时,酚酞、甲基橙均可以。一般不选择石蕊,变色现象不明显。
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
<5.0____色
5.0~8.0紫色
>8.0____色
酚酞
<8.2____色
8.2~10.0浅红色
>10.0____色
甲基橙
<3.1____色
3.1~4.4橙色
>4.4____色
根基训练
2
1.某实验小组用NaOH标准溶液滴定未知浓度的稀盐酸,下列操作符合规范的是( )
A.试剂一起存放 B.量取稀盐酸
C.碱式滴定管排气泡 D.滴加酚酞
2.下列有关实验操作的叙述正确的是( )
A.中和滴定实验中指示剂不宜加入过多,通常控制在
B.用酸式滴定管可准确量取溶液
C.滴定前读标准液体积时仰视,滴定后读标准液体积时俯视,会使待测液浓度测定结果偏高
D.向2支盛有不同浓度溶液的试管中同时加入溶液,观察实验现象可以探究浓度对反应速率的影响
3.实验室用基准配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定标准溶液。下列说法错误的是( )
A.达到滴定终点时溶液显橙色
B.应选用烧杯而非称量纸称量基准固体
C.应选用配带塑料塞的容量瓶配制标准溶液
D.可用量筒量取标准溶液置于锥形瓶中
4.如图表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是,则滴定管中液体的体积( )
A.等于mL B.等于(50-)mL
C.一定大于mL D.一定大于(50-)mL
5.用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的浓度,下列有关操作的叙述正确的有( )
①取一锥形瓶,用NaOH待测液润洗两次
②用量筒准确量取20.00 mL NaOH待测液于锥形瓶中
③加入几滴石蕊溶液作指示剂
④取一支酸式滴定管,查漏后用蒸馏水洗涤干净,注入盐酸,调节起始读数
⑤左手控制酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶
⑥眼睛注视滴定管内盐酸液面的变化,直至滴定终点
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
6.下列说法不正确的是( )
A.的溶液不一定呈碱性
B.中和和体积均相等的氨水、溶液,氨水所需的物质的量大
C.相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
D.与的两种溶液等体积混合后,
7.下列叙述正确的是( )
A.可用图1装置进行标准浴液滴定未知浓度的溶液的实验
B.如图2所示,记录滴定终点读取的体积为19.90 mL
C.图3为酸式滴定管,使用前需水洗,不需要用酸溶液润洗
D.碱式滴定管排气泡的操作方法如图4,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴充满碱液
8.下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是( )
已知:;。
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
溶液
酚酞
无色→浅红色
B
盐酸
氨水
酚酞
浅红色→无色
C
酸性溶液
溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
溶液
淀粉
无色→蓝色
9.用已知浓度的NaOH溶液测定某溶液的浓度,可供选用的滴定管如图甲、乙所示,从下表中选出正确选项( )
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
NaOH溶液
溶液
石蕊
乙
B
溶液
NaOH溶液
酚酞
甲
C
NaOH溶液
溶液
甲基橙
乙
D
溶液
NaOH溶液
酚酞
乙
10.用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液,待测液放在锥形瓶中。中和滴定时下列操作会使测定结果偏高的是( )
A.碱式滴定管未用待测碱液润洗 B.酸式滴定管未用标准盐酸润洗
C.锥形瓶未用待测液润洗 D.滴定前仰视读数,滴定后读数正确
思维拓展
3
1.室温下,向盐酸中滴加溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知,不考虑混合后溶液体积的变化,下列说法不正确的是( )
A.V(Na0H溶液)=20.00 mL时,pH=7
B.V(Na0H溶液)=30.00 mL时,pH≈12.3
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.滴定过程中,水的电离程度不断减小
2.下列有关滴定操作的说法正确的是( )
A.用25mL滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为21.7mL
B.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定,则测定结果偏低
C.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质,则测定结果偏高
D.用未知浓度的盐酸滴定标准KOH溶液,若读数时,滴定前仰视,滴定达到终点后俯视,会导致测定结果偏高
3.如图是常温下向20.00 mL的盐酸中,逐滴加入的NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是( )
A.原盐酸的浓度为
B.当NaOH滴入10.00mL时,溶液依然显酸性,且
C.x的值为20.00
D.只能选用甲基橙作指示剂,不能用酚酞
4.以酚酞溶液为指示剂,对某新制的溶液进行中和滴定实验,数据记录如下表:
序号
待测液
消耗标准盐酸
()的体积
①
②
溶液
③
敞口隔夜放置的溶液
该新制的溶液的浓度(单位为)合理的是( )
A.
B.
C.
D.
5.已知:。298K时,向20.00 mL 氨水中滴入盐酸,溶液的pH和pOH与加入盐酸体积关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线PJN表示溶液中pH的变化
B.M点水的电离程度比N点大
C.M、P两点的数值之和a+b不一定等于14
D.pH与pOH交点J对应的V(盐酸)小于20.00 mL
6.时,用盐酸滴定20.00mLNaOH、混合溶液,开始滴定时加入第一种指示剂,达到滴定终点时,再加入第二种指示剂,且滴定过程中充分振荡,保证生成的能及时逸出,盐酸体积与部分阶段pH及指示剂颜色变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.a点存在
B.b点,第二种指示剂是甲基橙
C.a点到b点,溶液的导电性减弱
D.原混合溶液中,的物质的量之比为2:9
7.电流滴定法(电压)是根据电流情况判断滴定终点,如图所示,仅同时存在时才能产生电流。可用此法来测定溶液的浓度。已知:,下列说法错误的是( )
A.仪器X的名称为“碱式滴定管”
B.a点时浓度最大,b点为滴定终点
C.若滴定结束后仰视读数,则测定溶液的浓度偏小
D.若碘液中含有0.15mol,硫代硫酸钠溶液的浓度为
8.时,用溶液滴定溶液,加入NaOH溶液的体积、混合溶液中的离子浓度与pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.表示加入NaOH溶液的体积与pH的变化关系
B.的第二步电离常数的数量级为
C.第二滴定终点可以选择酚酞作为指示剂
D.M点中
9.硫代硫酸钠晶体(,)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:
(1)市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根离子杂质,选用下列试剂设计实验方案检验并填写表中的空格。
试剂:稀盐酸、稀硫酸、溶液、溶液、溶液
实验步骤
现象
①取少量样品,加入除氧蒸馏水
固体完全溶解,得无色澄清溶液
②加入过量稀盐酸
出现乳黄色浑浊,有刺激性气体产生
③静置,取上层清液滴入_______溶液
____________
写出加入过量稀盐酸的离子方程式:_____________________________。
(2)利用标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度,测定步骤如下。
①溶液配制:称取1.2000 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在_________中完全溶解,冷却至室温后,全部转移至100 mL____________中,加蒸馏水至______________。
②滴定:取的标准溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应,加入淀粉溶液作为指示剂,然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定,发生反应,继续滴定,当最后半滴硫代硫酸钠样品溶液滴入,溶液___________,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为________%(保留1位小数)。
10.工业废水中常含有一定量氧化性较强的,利用滴定原理测定含量的方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应,离子方程式为。
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂,用溶液进行滴定,数据记录如表:(已知)
滴定次数
溶液起始读数/mL
溶液终点读数/mL
第一次
1.02
19.03
第二次
2.00
19.99
第三次
0.20
(1)步骤Ⅰ量取30.00mL废水选择的仪器是_________________。
(2)步骤Ⅲ中滴加的指示剂为_____________;滴定达到终点时的实验现象是_______________________________________。
(3)步骤Ⅲ中第三次滴定的终点读数如图所示:
①_______。
②的含量为________。
(4)以下操作会造成废水中含量测定值偏高的是________(填字母)。
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点,读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D.盛放溶液的滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗
答案以及解析
基础巩固
1. (1) 已知浓度 未知浓度 (2)物质的量 c(OH-)·V碱
2. (1)滴定管 铁架台 滴定管夹 锥形瓶 烧杯
(2)
酸式滴定管
碱式滴定管
相同点
a.标有规格、温度、“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度;
b.最小刻度为0.1 mL,可估读到0.01 mL
不同点
a.下端有玻璃活塞;
b.可盛装酸性、强氧化性溶液
a.下端有由乳胶管、玻璃球组成的阀;
b.只能盛装碱性溶液
3. 酚酞 甲基橙
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
根基训练
1.答案:D
解析:盐酸、NaOH溶液分别属于酸溶液、碱溶液,不能存放在一起,且酸性溶液对橡胶有腐蚀性,应用玻璃塞,故A错误;应用酸式滴定管或移液管量取稀盐酸,故B错误;碱式滴定管排气泡时尖嘴应向斜上方,故C错误;滴加酚酞时胶头滴管应在锥形瓶口处,故D正确。
2.答案:B
解析:中和滴定实验中指示剂不宜加入过多,否则影响实验结果,通常控制在滴,不是,A错误;滴定前读标准液体积时仰视,滴定后读标准液体积时俯视,则消耗的标准液的体积偏小,使待测液浓度测定结果偏低,C错误;溶液与溶液反应生成和,无明显现象,不能探究浓度对反应速率的影响,D错误。
3.答案:D
解析:盐酸滴定溶液时滴定终点溶液由弱碱性突变为弱酸性,因此溶液由黄色转化为橙色且30s内不恢复黄色,A正确;碳酸钠有吸水性且有一定的腐蚀性,所以一般用烧杯称量碳酸钠固体,B正确;碳酸钠标准溶液显碱性,能与反应生成硅酸钠,硅酸钠有黏性,能将瓶口粘住,所以应选用配带塑料塞的容量瓶配制标准溶液,C正确;量筒的精确度为小数点后一位,若要量取25.00mL的碳酸钠标准溶液应选用移液管或碱式滴定管,D错误。
4.答案:D
解析:滴定管的零刻度在上面,滴定管刻度线以下还有一小段没有刻度,因此滴定管能盛装的液体体积大于其量程,题图中滴定管中液体体积一定大于mL。
5.答案:A
解析:①若用NaOH待测液润洗锥形瓶,则加入锥形瓶中的NaOH待测液体积偏大,导致测定的NaOH溶液的浓度偏大,错误:②量筒只能精确至0.1 mL,应用碱式滴定管或移液管量取NaOH待测液,错误;③石蕊溶液变色范围太宽,不便于判断滴定终点,应用甲基橙或酚酞作指示剂,错误:④取一支酸式滴定管,查漏后用蒸馏水洗涤干净,然后需用已知浓度的盐酸进行润洗,再注入已知浓度的盐酸,调节起始读数,错误:⑤左手控制酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶,正确;⑥滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化,错误。
6.答案:D
解析:没有给出温度,的溶液不一定呈碱性,A正确;相同的和溶液,的物质的量浓度大,所以中和和体积均相等的溶液,消耗的物质的量大,B正确;相同温度下,相等的盐酸、溶液中相等,由于水的离子积相等,则两溶液中相等,C正确;两碱性溶液混合,应先求混合溶液中的,再通过换算出,与的两种溶液等体积混合后,,,D错误。
7.答案:D
解析:碱式滴定管不能盛装标准溶液,A错误;滴定终点读数为,B错误;图3为酸式滴定管,使用前需水洗,再用酸溶液润洗,C错误;碱式滴定管中的气泡通常在橡皮管内,只要将滴定管下方的玻璃尖嘴朝上,并挤压橡皮管中的玻璃球,就可将气泡排出,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液,D正确。
8.答案:B
解析:锥形瓶中为醋酸溶液,加入酚酞,溶液显无色,达到滴定终点,溶液显碱性,溶液会变为浅红色,故现象为溶液由无色变为浅红色,A正确;锥形瓶中为氨水,溶液呈碱性,随着盐酸的滴入,溶液碱性减弱,当达到滴定终点时,溶液显酸性,应选择酸性范围内变色的指示剂甲基橙,当达到滴定终点时现象是溶液由黄色变为橙色,B错误;酸性高锰酸钾溶液为紫色,滴入酸性高锰酸钾溶液前锥形瓶中的溶液呈无色,当到达滴定终点时锥形瓶中的溶液为浅紫红色,现象为锥形瓶中的溶液由无色变为浅紫红色,C正确;淀粉遇碘变蓝色,加入碘水前溶液呈无色,当滴加碘水至完全反应时,淀粉遇碘会呈现蓝色,D正确。
9.答案:D
解析:甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。酸碱中和滴定中不选用石蕊试液作指示剂,A项错误;酸式滴定管不能盛放碱液,B项错误;碱式滴定管不能盛放酸液,C项错误。
10.答案:B
解析:根据进行误差分析:碱式滴定管未用待测碱液润洗,导致溶液被稀释,结果偏低,A不符合题意:酸式滴定管未用标准盐酸润洗,会造成消耗的酸偏多,结果偏高,B符合题意:锥形瓶不能润洗,没有润洗不影响结果,C不符合题意:滴定前仰视,滴定后正常,会导致读数偏小,结果偏低,D不符合题意。
思维扩展
1.答案:D
解析:室温下,向盐酸中滴加溶液,发生中和反应,当时,两者恰好中和,溶液显中性,即,A正确;根据上述分析,当时,碱过量,忽略溶液混合时溶液体积的微量变化,,,所以溶液的,B正确;反应终点的pH与指示剂的变色范围越吻合,误差越小,据题图可知,选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙小,C正确;从过程中,盐酸逐渐被中和至恰好完全反应,酸抑制水的电离,盐酸浓度逐渐减小,水的电离程度逐渐增大,当时,水的电离程度最大,从过程中,盐酸已完全反应,NaOH过量,溶液中NaOH的浓度逐渐增大,碱抑制水的电离,溶液中水的电离程度逐渐减小,D错误。
2.答案:D
解析:滴定管精确到0.01mL,读数时应保留小数点后2位,A项错误;用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定,由于没有润洗,标准液浓度偏小,消耗标准液的体积偏大,则测定结果偏高,B项错误;KOH中混有NaOH,相同质量的氢氧化钠和氢氧化钾,氢氧化钠的物质的量大于氢氧化钾的物质的量,故所配溶液中浓度偏大,导致消耗标准液的体积偏小,根据可知偏低,C项错误;用未知浓度的盐酸滴定标准KOH溶液,若滴定前仰视,滴定至终点后俯视,导致读取的盐酸体积偏小,根据可知偏高,D项正确。
3.答案:C
解析:NaOH溶液的体积为0 mL时,溶液,说明盐酸溶液中氢离子浓度为,即原盐酸的浓度为,A错误;当NaOH滴入10.00 mL时,溶液依然显酸性,,B错误;当NaOH溶液的体积为20 mL时,等浓度的盐酸和等浓度的氢氧化钠溶液混合后,溶液呈中性,常温下,C正确;强酸强碱的酸碱中和滴定,酚酞或甲基橙均可作指示剂,D错误。
4.答案:B
解析:溶液中加水,溶质的量不变,消耗标准盐酸的体积不变;敞口隔夜放置的溶液会变质生成,酚䣭作指示剂,用盐酸滴定时,与盐酸反应只能生成,消耗的盐酸偏少,所以不能用。故选B。
5.答案:D
解析:由题图可知,随着盐酸的加入,溶液中pH减小、pOH增大,所以曲线PJN为溶液中的pOH变化曲线,曲线MJQ表示溶液中pH变化曲线,A错误;M点pH与N点pOH相等,故M、N两点水的电离程度相同,B错误;根据题图知,曲线PJN表示pOH变化曲线、曲线MJQ表示pH变化曲线,M、P点为滴定过程中相同时刻,M点、P点,则M点、P点,,此时温度为298K,即,,所以,C错误;J为pH与pOH的交点,此时,则,溶液呈中性,一水合氨是弱碱,且由题可知,氨水与盐酸浓度相同,则氨水应该稍微过量,所以盐酸体积小于20.00mL,D正确。
6.答案:B
解析:a点处发生,,可知,A正确;b点,甲基橙为橙色,此时pH为,B错误;a点到b点,离子数目不变,溶液体积增大,导电性减弱,C正确;22 mL盐酸发生反应,,过程中18 mL盐酸发生反应,计算可得的物质的量之比为2:9,D正确。
7.答案:B
解析:溶液呈碱性,用碱式滴定管盛装,A正确;根据信息可知仅同时存在时才能产生电流,滴定终点无,电流为0,即b点,但a点时浓度不是最大的,B错误;仰视读数造成溶液的体积偏大,则测定溶液的浓度偏小,C正确;,,所以硫代硫酸钠溶液的浓度为,D正确。
8.答案:D
解析:由可得,温度不变是常数,则与呈线性关系,则表示滴定过程中混合溶液中的离子浓度与pH的变化,表示加入NaOH溶液的体积与pH的变化,A正确;由N点可知,,数量级为,B正确;第二滴定终点溶液,显碱性,第二步滴定选择酚䣭作指示剂,C正确;N点,则,但M点和N点溶液的pH不同,因此溶液中与不相等,D错误。
9.答案:(1);产生白色沉淀;
(2)①烧杯容量瓶刻度线
②由蓝色变为无色且30s内不恢复原色;95.0
解析:(1)据分析可知,步骤③:静置,取上层清液滴入溶液,若实验现象为产生白色沉淀,则说明硫代硫酸钠中含有硫酸根离子。硫代硫酸钠加入过量稀盐酸生成氯化钠、硫单质、二氧化硫和水,离子方程式为
(2)①配制硫代硫酸钠溶液时,需要称量、溶解、冷却、转移、洗涤、定容、摇匀、装瓶等操作,硫代硫酸钠具有还原性,还需防止其被氧化,故配制溶液时,称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中完全溶解,冷却至室温后,全部转移至100 mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度线。
②淀粉遇碘单质呈蓝色,滴入硫代硫酸钠消耗碘单质,则当最后半滴溶液滴入,溶液由蓝色变为无色且30 s内不恢复原色,即为滴定终点。按题给离子方程式得到关系式:,则滴定中实际消耗的硫代硫酸钠为,则硫代硫酸钠溶液的浓度为,则样品纯度为。
10.答案:(1)酸式滴定管
(2)淀粉溶液;滴入最后半滴溶液,溶液颜色由蓝色变为无色,且30s内不恢复
(3)①18.20;②2.16
(4)CD
解析:(1)根据信息,氧化性较强,量取废水应用酸式滴定管。
(2)反应物中有碘单质,应选用淀粉溶液作指示剂;滴定达到终点时碘单质刚好被消耗完,溶液的颜色由蓝色变为无色,且在半分钟内不恢复。
(3)①滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01mL,值为18.20。②根据和,可得关系式,,三次滴定消耗溶液的体积分别为18.01mL、17.99mL、18.00mL,平均体积为18.00mL,则,进而求得的含量为。
(4)根据和,若偏高,含量就偏高;A项,滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,造成V(标准液)偏小,求得偏低;B项,盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,对V(标准液)无影响,则对无影响;C项,滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,造成V(标准液)偏大,则偏高;D项,未用标准液润洗滴定管,标准液的浓度偏小,造成V(标准液)偏大,则偏高。
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