内容正文:
第3课时 酸碱中和滴定
[学习目标] 1.理解中和滴定的原理,会选择中和滴定的指示剂。 2.熟悉中和滴定实验仪器及使用,掌握中和滴定的实验操作方法。 3.能通过酸碱中和滴定测定酸或碱的浓度,掌握数据分析与处理的方法,培养定量研究的意识。
任务一 酸碱中和滴定原理
1.实验原理
(1)原理:利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
①反应实质:H++OH-H2O。
②定量关系:中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等,n(H+)=n(OH-),即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,则c(H+)=或c(OH-)=。
(2)酸碱中和滴定的关键
①准确测定标准液和待测液的体积;
②准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(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:读数可精确到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
3.指示剂的选择
(1)中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。为准确判断滴定终点,必须选用变色明显、变色范围的pH与终点的pH相一致的酸碱指示剂。通常选用酚酞或甲基橙,而不选用颜色变化不灵敏的石蕊。
(2)中和滴定中,酸碱指示剂的用量及颜色变化
滴定种类
选用的指示剂
指示剂用量
滴定终点颜色变化
滴定终点判断标准
强酸滴
定强碱
甲基橙
2~3滴
黄色→橙色
当指示剂恰好变色并在半分钟内不恢复原色时,即认为达到滴定终点
酚酞
红色→无色
强酸滴
定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
强碱滴
定强酸
甲基橙
红色→黄色
酚酞
无色→粉红色
强碱滴
定弱酸
酚酞
无色→粉红色
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4.滴定曲线
(以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
理论上,强酸强碱完全反应时溶液的pH应为7,滴定终点应选用pH=7时变色的指示剂;但从实验数据可以看出,开始时由于被中和的酸(或碱)的浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH影响不大,上图中,当滴加NaOH溶液的体积从19.98 mL变为20.02 mL(只滴加1滴)时,pH从4.3 突变至9.7,因此只要选择变色范围在这一突变范围内的指示剂就不会造成很大的误差。
[交流研讨] (1)量程为25 mL的酸式滴定管的液面如图所示,该滴定管液面的读数是多少?
提示:22.40 mL。
(2)如何除去酸式、碱式滴定管尖嘴处的气泡?
提示:酸式滴定管应打开活塞,快速放液以赶走气泡;碱式滴定管排气泡的方法如图所示。
(3)滴定管在装标准液之前,是否需要用标准液润洗?锥形瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?
提示:滴定管在装标准液之前,需要用标准液润洗,锥形瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
(4)酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同?
提示:不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应,酸和碱都不剩余,此时溶液可能为中性,也可能为酸性或碱性;而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点,二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近,在一般实验研究中不会造成大的误差。
1.下列实验操作中正确的是( )
A.量取一定体积的K2Cr2O7标准溶液可以选用图甲中滴定管
B.如图乙所示,记录滴定终点读数为12.20 mL
C.在滴定过程中,滴加酸液操作应如图丙所示
D.图丁中,应将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端
答案:D
解析:K2Cr2O7标准溶液可氧化橡胶,不能选图中碱式滴定管量取,A错误;滴定管的小刻度在上方,图中读数为11.80 mL,B错误;滴加酸时左手控制活塞,右手振荡锥形瓶,图中使用的为右手控制活塞,C错误;将凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套内的c端,可起润滑和密封作用,图中操作合理,D正确。
2.如果用0.1 mol/L的NaOH溶液分别滴定10 mL 0.1 mol/L的H2SO4和H2C2O4溶液,连接数据采集器和pH传感器,计算机绘制的滴定曲线如图:
(1)曲线A对应的是 (填字母,下同)。
A.硫酸 B.草酸
(2)两曲线图中V1 V2。
A.大于 B.等于
C.小于 D.无法确定
答案:(1)A (2)A
解析:(1)0.1 mol/L的H2SO4和H2C2O4溶液,则H2SO4的pH值小于1,根据图中起点,得到曲线A对应的是H2SO4滴定曲线图。(2)若两者体积相等且恰好完全反应,则硫酸钠呈中性,而草酸钠溶液显碱性,因此草酸中需要少加氢氧化钠溶液才能呈中性,故V1大于V2。
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任务二 实验操作和数据处理
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例
一、滴定前的准备
1.滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
(1)查漏:使用滴定管前,首先要检查是否漏水,在确保不漏水后方可使用。
(2)洗涤润洗:滴定管加入酸、碱反应液之前,先用蒸馏水洗涤干净,然后分别用待装液润洗2~3遍。
(3)装液:分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上2~3 cm处。
(4)调液面:调节活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。
(5)记录:记录初始液面刻度。
2.锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中,并滴2~3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。
二、滴定
1.左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶。
2.眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
3.终点判断:等到滴入最后半滴标准液,刚好使锥形瓶中溶液变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
三、数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
1.判断正误
(1)锥形瓶在水洗后,要用待测液润洗2~3次。( )
提示:错误;锥形瓶不能用待测液润洗。
(2)酸碱中和滴定实验一般不用石蕊作指示剂,是因为石蕊变色不明显。( )
提示:正确。
(3)滴定实验中左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶。( )
提示:正确。
(4)当观察到锥形瓶中颜色发生变化,立即停止滴定并记下滴定管液面读数。( )
提示:错误;当观察到锥形瓶中颜色发生变化,且半分钟不恢复到原来颜色,才能停止滴定。
(5)量取20.00 mL待测液时可用量筒量取。( )
提示:错误;量筒的精确度不够,不能用量筒。
2.某研究性学习小组用浓度为0.15 mol·L-1的盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液。
(1)准确量取25.00 mL待测液需要使用的仪器是25 mL (选填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)若滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则消耗盐酸标准液的体积为 mL。
(3)滴定过程中,左手轻轻旋动滴定管中的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛始终注视 。
(4)滴定时,若以酚酞为指示剂,滴定达到终点的标志是 。
(5)滴定前读数及滴定后读数如下表所示。
滴定次数
待测液体积(mL)
0.15 mol·L-1盐酸体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.70
20.60
第二次
25.00
4.00
24.10
第三次
25.00
1.10
21.10
由实验数据可知,氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
答案:(1)碱式 (2)26.10
(3)锥形瓶内溶液的颜色变化
(4)滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色
(5)0.12 mol/L
解析:用盐酸标准液滴定NaOH待测液,利用反应的n(H+)=n(OH-),可知c(NaOH)=,酚酞遇碱变红,反应后溶液红色褪去,现象明显,可指示反应终点,代入数据即可求得n(NaOH),进而求得NaOH溶液浓度。(1)待测液为NaOH溶液,用碱式滴定管量取;(2)从图中可以看出,滴定开始时读数为0,结束时读数为26.10,则消耗盐酸标准液的体积为26.10 mL;(3)用盐酸标准液滴定待测NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛始终注视锥形瓶内溶液的颜色变化;(4)盐酸标准液滴定待测NaOH溶液时,以酚酞作指示剂,滴定达到终点的标志是滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色;(5)从表中数据可得出,三次实验所用盐酸的体积分别为19.90 mL、20.10 mL、20.00 mL,则平均所用盐酸的体积为20.00 mL,c(NaOH)==0.12 mol/L。
1.判断滴定终点的答题模板:当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由×××色变成×××色,且半分钟内溶液颜色不发生变化,表明到达滴定终点。
2.异常数据舍弃,其他数据求平均值,减小误差。
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任务三 误差分析
1.误差分析的方法
依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),得c(待测)=,因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。
2.常见误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
(1)仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);
②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);
③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);
④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
(2)量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
(3)操作不当
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);
②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);
③滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
[交流研讨] 以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,用“偏高”“偏低”或“无影响”填表。
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
锥形瓶用待测溶液润洗
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束后气泡消失
续表
步骤
操作
c(NaOH)
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
滴定过程中振荡时有液滴溅出
滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
提示:偏高 偏高 偏低 无影响 偏低 偏低 偏高 偏低 无影响 偏低 偏高
1.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)。用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,滴定管尖嘴处有气泡,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,结束时初始读数按0计算( )
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(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)滴定前仰视读数,滴定完毕俯视读数( )
答案:(1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A
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高还是偏低。(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。
2.用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是( )
A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
B.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用待测液润洗
D.滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
答案:A
解析:滴定时有盐酸溅出锥形瓶外,待测液物质的量偏少,测定结果偏小,A符合题意;滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,造成V(碱)偏大,测定结果偏高,B不符合题意;盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用待测液润洗,待测液的物质的量偏多,测定结果偏高,C不符合题意;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(碱)偏大,测定结果偏高,D不符合题意。
1.如图是利用滴定管进行实验,对于滴定实验过程,下列说法错误的是( )
A.滴定管润洗后,润洗液应从滴定管下口流出
B.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL HA溶液过程中,若使用酚酞作指示剂,会产生系统误差,测得HA溶液浓度会偏大
C.除去碱式滴定管胶管内气泡时,将尖嘴垂直向下,挤压胶管内玻璃球
D.该滴定管可以盛装酸性高锰酸钾溶液
答案:C
解析:滴定管润洗后,润洗液应从下口自然流出,下口也需润洗,A正确;酚酞的变色范围是8.2~10.0,溶液pH>10时,呈红色,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL HA溶液,滴加NaOH溶液体积会偏多,导致测得HA溶液浓度会偏大,B正确;除去碱式滴定管胶管内的气泡时,应将尖嘴略向上倾斜,挤压胶管内玻璃球,有利于气泡逸出,不能将尖嘴垂直向下,C错误;酸式滴定管可以盛装高锰酸钾溶液,D正确。
2.用0.100 0 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列说法不正确的是( )
A.锥形瓶盛装未知浓度的NaOH溶液前必须保持干燥
B.使用滴定管前,要先检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用
C.酸式滴定管在盛装0.100 0 mol·L-1 HCl溶液前要用该溶液润洗2~3次
D.用酚酞作指示剂,溶液颜色从粉红色刚好变为无色,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点
答案:A
解析:锥形瓶中有少量水,对中和滴定实验无影响,则锥形瓶不需要保持干燥,故A错误;在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用,故B正确;该实验为酸滴定碱,酸式滴定管盛装盐酸时先水洗、后润洗,则酸式滴定管在盛装HCl溶液前要用该溶液润洗2~3次,故C正确;用酚酞作指示剂,达到滴定终点时,溶液为中性,则滴定终点时溶液颜色从粉红色刚好变为无色,且半分钟内不变色,故D正确。
3.利用NaOH标准溶液滴定食醋中醋酸的浓度,下列操作正确的是( )
A.锥形瓶洗净后需要用待测食醋润洗
B.碱式滴定管用NaOH标准溶液润洗后,润洗液应从滴定管上口倒出
C.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
D.在使用前,若酸式滴定管旋塞处存在轻微漏水现象,可在旋塞处涂抹适量凡士林
答案:D
解析:锥形瓶洗净后不需要用待测食醋润洗,如果润洗,消耗的NaOH标准溶液偏大,使测定结果偏大,A错误;滴定管润洗后,润洗液应从下端流出,B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端,使滴定管垂直向下,C错误;凡士林是一种软膏状有机物,有滑腻感,旋塞处涂抹凡士林可以润滑、防水渗出,若滴定管旋塞处存在轻微漏水现象,可在旋塞处涂抹适量凡士林,D正确。
4.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-1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)滴定过程中,眼睛应注视 ;在铁架台上垫一张白纸,其目的是 。
(4)根据下表数据,计算待测烧碱溶液的物质的量浓度是 mol·L-1,烧碱样品的纯度约为 (保留到小数点后两位)。
滴定次数
待测溶液体积/mL
标准酸溶液体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度/mL
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
4.10
24.00
答案:(1)A (2)B
(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 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%
解析:(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中。(2)酸碱中和滴定时,一般选甲基橙、酚酞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,易造成误差。(4)第一、二次滴定的标准酸溶液的体积的平均值为20.00 mL,根据c(NaOH)=,解得c(NaOH)=0.400 0 mol·L-1,w(NaOH)=×100%≈97.56%。
课时测评20 酸碱中和滴定
(时间:45分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(1-11题,每小题4分,共44分)
题点一 仪器的选择与使用
1.准确量取25.00 mL酸性高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( )
A.500 mL量筒 B.10 mL量筒
C.50 mL酸式滴定管 D.50 mL碱式滴定管
答案:C
解析:准确量取25.00 mL液体,要用滴定管,因为量筒读数读到小数点后一位,滴定管读到小数点后两位,而酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管。
2.酸碱中和滴定是一种重要的实验方法,需要用到酸式滴定管和碱式滴定管,下列有关滴定管的判断、使用或操作有误的是( )
酸式滴定管
酸式/碱式滴定管
A.涂抹凡士林在图中旋塞的a端和旋塞套内的c端,防止漏水
B.正确读取滴定管的读数为21.40 mL
续表
碱式滴定管
酸式滴定管
C.排出滴定管尖嘴中的气泡
D.用标准浓度的酸性KMnO4溶液测定溶液中Na2C2O4的含量
答案:B
解析:凡士林是一种软膏状有机物,有滑腻感,旋塞处涂抹凡士林可以润滑、防水渗出,若滴定管旋塞处存在轻微漏水现象,可涂抹凡士林在图中旋塞的a端和旋塞套内的c端,防止漏水,故A正确;滴定管的0刻度在上方,由图可知,题给滴定管的读数为20.60 mL,故B错误;排出碱式滴定管尖嘴中的气泡时,应将碱式滴定管盛满溶液,将尖嘴部分向上倾斜,然后轻轻挤压橡胶管中的玻璃球,赶出尖嘴中的气泡,故C正确;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以用标准浓度的酸性高锰酸钾溶液测定溶液中草酸钠的含量时,应将草酸钠溶液放入锥形瓶中,酸性高锰酸钾溶液用酸式滴定管盛装,故D正确。
题点二 滴定操作及数据处理
3.用0.100 0 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,有关该实验说法中正确的是( )
A.本实验可选用石蕊作指示剂
B.用量筒量取25.00 mL NaOH待测液于锥形瓶中
C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次
D.滴定开始时平视读数,滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
答案:D
解析:用0.100 0 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞的变色范围为8.2~10,可选用酚酞作指示剂,A错误;量筒只能精确到0.1,不可用量筒量取25.00 mL NaOH待测液,应该用碱式滴定管量取,B错误;用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中氢氧化钠的物质的量偏大,滴定时消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,所以锥形瓶不能润洗,C错误;滴定结束时俯视酸式滴定管读数,读出的标准液体积偏小,导致测量结果偏低,D正确。
4.用NaOH标准溶液滴定食用白醋,测定其中醋酸含量的操作中正确的是( )
A.盛白醋溶液的锥形瓶滴定前用白醋溶液润洗2~3次
B.酸式滴定管在装液前要用白醋溶液润洗2~3次
C.配标准溶液是称取4.0 g NaOH固体放入1 000 mL容量瓶中,然后加水至刻度
D.用甲基橙作指示剂,溶液恰好由红色变为黄色,为滴定终点
答案:B
解析:盛白醋溶液的锥形瓶滴定前不能用白醋溶液润洗,否则导致待测液体积增大,故A错误;酸式滴定管在装液前要用白醋溶液润洗2~3次,以确保滴定管中放出的待测液浓度准确,B正确;容量瓶不能用来溶解固体,NaOH固体应在烧杯中溶解,故C错误;用NaOH溶液滴定白醋,终点生成醋酸钠为强碱弱酸盐,显碱性,应用酚酞作指示剂,溶液颜色恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色时,为滴定终点,故D错误。
5.酸碱中和滴定是化学中重要的定量实验,某兴趣小组准确量取25.00 mL待测浓度的盐酸于锥形瓶中,用0.100 0 mol/L的NaOH标准溶液滴定。下列说法正确的是( )
A.锥形瓶用蒸馏水洗涤以后,未用待测液润洗
B.使用酚酞为指示剂,当锥形瓶中的溶液由红色变为无色时停止滴定
C.实验过程中某同学记录消耗的NaOH溶液的体积为21.6 mL
D.盛NaOH标准溶液的滴定管尖嘴部分滴定前有气泡,到达滴定终点时气泡消失,则测定结果偏低
答案:A
解析:锥形瓶用蒸馏水洗涤后,不能用待测液润洗,否则会使测量结果偏大,A正确;用氢氧化钠溶液滴定盐酸,若用酚酞作指示剂,当锥形瓶内溶液由无色变红色,且半分钟内不褪色说明达到滴定终点,B错误;滴定管的精确度为0.01 mL,此同学记录的数据有错误,C错误;若盛放氢氧化钠溶液的滴定管滴定前有气泡,滴定后气泡消失,说明测得氢氧化钠溶液体积偏大,测定结果偏高,D错误;答案选A。
6.某学生以酚酞为指示剂用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液,三次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数
待测氢氧化钠溶液的体积/mL
0.100 0 mol/L盐酸的体积/mL
滴定前的刻度
滴定后的刻度
第一次
25.00
0.00
28.85
第二次
25.00
0.00
28.90
第三次
25.00
0.00
17.55
下列说法正确的是( )
A.该氢氧化钠溶液中c(NaOH)=0.115 5 mol/L
B.当溶液从无色刚好变成红色时,则达到滴定终点
C.达滴定终点时,滴定管尖嘴有气泡,则测定结果偏高
D.实验中锥形瓶应用待测氢氧化钠溶液润洗
答案:A
解析:由表格数据可知,第三次误差较大舍弃,V(HCl)= mL=28.875 mL,由c酸V酸=c碱V碱可知,c(NaOH)==0.115 5 mol/L,故A正确;盐酸滴定NaOH,NaOH遇酚酞变红,滴定终点时变为无色,则溶液由红色变为无色,且30 s不变时达到滴定终点,故B错误;达滴定终点时,滴定管尖嘴有气泡,测得V(HCl)偏小,由c酸V酸=c碱V碱可知,c(NaOH)偏小,则测定结果偏低,故C错误;实验中锥形瓶用待测氢氧化钠溶液润洗,消耗V(HCl)偏大,由c酸V酸=c碱V碱可知,c(NaOH)偏大,故中和滴定实验中锥形瓶不能用待测液润洗,故D错误。
题点三 滴定误差分析
7.实验室用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是( )
A.取NaOH溶液时俯视读数
B.滴定结束后,滴定管尖嘴处有一悬挂液滴
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
答案:C
解析:用碱式滴定管量取NaOH溶液时俯视读数,会使氢氧化钠溶液的体积偏大,造成消耗盐酸的体积偏大,测定结果偏高,A不符合题意;滴定结束后,滴定管尖嘴处有一悬挂液滴,会使消耗的盐酸的体积偏大,测定结果偏高,B不符合题意;锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度,可能会导致滴定终点的误判,使消耗盐酸的体积偏小,测定结果偏低,C符合题意;盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次,会使NaOH溶液的体积偏大,导致消耗盐酸的体积偏大,测定结果偏高,D不符合题意。
8.以甲基橙作指示剂,用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度,下列操作会使测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
C.读取所消耗的标准盐酸体积时,滴定前俯视读数,滴定后仰视读数
D.锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,立即记录下滴定管液面所在刻度
答案:D
解析:由实验原理可知,滴定的c(NaOH)=,如果结果偏低,可能是V(标准液)消耗的体积偏小。不润洗,则盐酸的浓度被稀释,所以理论上消耗盐酸的体积偏大,氢氧化钠溶液的浓度偏高,选项A错误;气泡会占一定的体积,导致理论上消耗的盐酸体积偏大,氢氧化钠溶液的浓度偏高,选项B错误;滴定管的读数是从上到下逐渐增大,0刻度在上面,滴定前俯视滴定后仰视会导致读数偏大,结果偏大,选项C错误;由黄色变为橙色可能由于局部c(H+)变大引起的,振荡后可能还会恢复黄色,则可能还没有到达滴定终点,故所用盐酸的量比理论用量偏小,测出的氢氧化钠溶液的浓度偏低,选项D正确;答案选D。
题点四 中和滴定图像(曲线)
9.等浓度的两种一元酸HA和HB分别用同一浓度的NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.起始酸性:HA>HB
B.起始浓度:c(HB)=0.01 mol·L-1
C.HA和HB起始溶液体积相同
D.滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
答案:A
解析:等浓度的HA、HB,HA的pH小于HB,所以起始酸性:HA>HB,故A正确;HB是弱酸,HB的起始pH=2,所以起始浓度大于0.01 mol/L,故B错误;达到滴定终点,消耗氢氧化钠溶液的体积,HA<HB,则起始溶液体积HA<HB,故C错误;HB是弱酸,滴定终点溶液呈碱性,滴定HB用酚酞作指示剂,故D错误;选A。
10.如图是用0.100 0 mol·L-1标准NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度盐酸时(酚酞作指示剂)的滴定曲线。下列说法正确的是( )
A.水电离出的氢离子浓度:a>b
B.盐酸的物质的量浓度为0.100 0 mol·L-1
C.指示剂变色时,盐酸与NaOH溶液恰好完全反应
D.当滴加的NaOH溶液为20.00 mL时,该混合液的c(Na+)>c(Cl-)
答案:B
解析:水电离出的氢离子浓度:b>a,因为b点时混合液中H+浓度小,对水电离的抑制程度小,故A项错误;观察滴定曲线可知,消耗氢氧化钠溶液体积为20.00 mL,则盐酸和氢氧化钠溶液的物质的量浓度相等,为0.100 0 mol·L-1,故B项正确;指示剂变色时,因为酚酞的变色范围:pH=8.2~10,所以盐酸与NaOH溶液并不是恰好完全反应,故C项错误;当滴加的NaOH溶液为20.00 mL时,恰好完全反应溶液呈中性,该混合液中c(Na+)=c(Cl-),故D项错误;故本题选B。
11.(双选)常温下,用0.10 mol·L-1盐酸滴定25.00 mL 0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液的pH、N和NH3·H2O的物质的量分数(x)与滴加盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.曲线②代表x(NH3·H2O)
B.当溶液显中性时,滴入盐酸的体积小于25.00 mL
C.0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液pH值为13
D.NH3·H2O的电离常数约为1×10-4.74
答案:BD
解析:随着盐酸的加入,溶液中NH3·H2O的含量越来越低,N的含量越来越高,曲线①代表x(NH3·H2O),曲线②代表x(N),另一条曲线代表pH的变化,据此回答。根据分析可知,曲线①代表x(NH3·H2O),曲线②代表x(N),故A项错误;氯化铵溶液显酸性,则当溶液显中性时,溶液溶质为氯化铵和一水合氨,此时滴入盐酸的体积小于25.00 mL,故B项正确;0.10 mol·L-1 NH3·H2O溶液,NH3·H2O为弱碱,pH<13,故C项错误;NH3·H2O的电离常数表达式为Kb=,a点时c(N)=c(NH3·H2O),此时溶液pH=9.26,Kb=c(OH-)=10-4.74 mol/L,故D项正确;故本题选BD。
12.(16分)酸碱中和滴定法在工农业生产和医药卫生等方面都有非常重要的作用。
Ⅰ.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,其操作如下:
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处充满液体;③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数;④移取20.00 mL待测液注入洁净的还存有少量蒸馏水的锥形瓶中,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。
(1)以上步骤有错误的是 (填编号)。
(2)判断滴定终点的现象: 。
(3)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为 mL。
(4)根据表格数据,请计算待测盐酸的浓度: mol·L-1。
滴定次数
待测液体积(mL)
标准烧碱溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
20.00
0.40
20.40
第二次
20.00
2.00
24.10
第三次
20.00
4.00
24.00
Ⅱ.温度t ℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=12,请回答下列问题:
(5)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为 ,该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为 。
(6)给该NaOH溶液加热时,pH (填“变大”“变小”或“不变”)。
答案:(1)① (2)最后半滴NaOH溶液滴入,溶液由无色恰好变成浅红色(红色或粉红色均可),且半分钟内不褪色 (3)22.60 (4)0.200 0 (5)10-b mol·L-1 10-a mol·L-1 (6)变小
解析:(1)碱式滴定管在装液前应用所装液体进行润洗,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,碱式滴定管未用标准溶液润洗就直接注入标准NaOH溶液,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,所测盐酸浓度偏大,错误;②固定好滴定管并使滴定管尖嘴处充满液体,正确;③调节液面至“0”或“0”刻度线以下,并记下读数,正确;④移取20.00 mL待测液注入洁净的还存有少量蒸馏水的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液,正确;⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数,正确。(2)在盐酸中滴入酚酞,溶液无色,滴定终点时,NaOH过量半滴,溶液恰好变为浅红色,且半分钟内不褪色。(3)滴定管的精确度为0.01 mL,其读数为22.60 mL。(4)三次消耗标准NaOH溶液的体积分别为20.00、22.10、20.00,第二组数据误差较大,应舍弃,则消耗标准液平均体积为20.00 mL,待测盐酸的浓度为=0.200 0 mol/L。(5)温度t ℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=12,则Kw=c(H+)·c(OH-)=10-a×0-b=10-(a+b),该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度与氢氧根离子的浓度相同,即为10-b mol·L-1;该溶液中氢离子是水电离的,水电离出的氢离子与氢氧根离子浓度相等,则该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为10-a mol·L-1。(6)给该NaOH溶液加热时,c(OH-)不变,Kw增大,则c(H+)变大,pH变小。
学生用书⬇第74页
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