第9章 第3讲 酸碱中和滴定及其拓展应用(教用Word)-【精微方案】2027年高考一轮总复习讲义·化学(鲁琼版 不定项)
2026-08-12
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教辅
摘要:
该高中化学讲义聚焦酸碱中和滴定及其拓展应用,覆盖原理、操作、数据处理、误差分析及氧化还原、沉淀滴定等高考核心考点,按基础原理-操作细节-误差分析-拓展应用逻辑架构知识,通过考点梳理、方法指导、真题训练帮助学生突破难点。
资料采用“原理-操作-应用”三阶教学法,结合科学思维(误差分析推理)与科学探究(操作规范训练),设计分层练习(基础判断、真题应用、拓展计算),如误差分析表格对比操作对结果的影响,助力学生高效掌握规律,提升应考能力,为教师提供系统复习框架。
内容正文:
第3讲 酸碱中和滴定及其拓展应用
1.了解酸碱中和滴定的原理和滴定终点的判断方法,知道指示剂选择的方法。 2.掌握酸碱中和滴定的操作和数据处理、误差分析的方法。 3.掌握滴定法在定量测定中的应用。
考点一 酸碱中和滴定的原理及操作
1.实验原理
利用酸碱中和反应,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溶液中溶质的物质的量浓度c(NaOH)=。
2.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、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管的使用
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
见光易分解
棕色滴定管
—
[注意] 使用聚四氟乙烯活塞的滴定管为酸碱通用滴定管。
3.实验操作
(1)滴定前准备
(2)滴定操作
(3)终点判断
当滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复2~3次,根据每次所用标准液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的平均值。
4.滴定曲线及指示剂的选择
(1)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
(2)指示剂选择
①强酸与强碱的中和滴定,到达终点时,pH变化范围很大,可选择的指示剂为酚酞或甲基橙。
②强酸滴定弱碱,恰好完全反应时,溶液呈酸性,应选择的指示剂为甲基橙。
③强碱滴定弱酸,恰好完全反应时,溶液呈碱性,应选择的指示剂为酚酞。
(1)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( )
(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点( )
(3)酸碱指示剂越多变色越明显,指示剂至少加入2~3 mL( )
(4)滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√
一、酸碱中和滴定操作及数据处理
1.(2026·泰安模拟)使用NaOH标准溶液滴定未知浓度乙酸溶液的实验中,下列做法错误的是( )
A.配制NaOH标准溶液时,称量操作中,应用玻璃表面皿或小烧杯代替称量纸
B.开始滴定时,滴加标准溶液的速度可以快一些,但不能使溶液呈线状流下
C.接近终点时,应控制半滴标准液在尖嘴处悬而不落,然后将其抖入锥形瓶
D.每次滴入半滴标准溶液后,都要用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁
解析:选C。接近终点时,半滴溶液应通过轻触锥形瓶内壁自然流入,而非“抖入”,否则可能引起误差,C错误。
2.现用酸碱中和滴定来测定某NaOH溶液的浓度。
(1)滴定:用________式滴定管盛装c mol·L-1盐酸标准液。右图表示下表中第2次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置,此次滴定结束后的读数为________mL,可用________作为指示剂。
(2)排出碱式滴定管中气泡的方法应采用下图________(填“甲”“乙”或“丙”)的操作,然后挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(3)有关数据记录见下表:
滴定序号
待测液体积/mL
所消耗盐酸标准液的体积/mL
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
V
0.50
25.80
25.30
2
V
—
—
—
3
V
6.00
31.35
25.35
根据所给数据,写出计算NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度的表达式:_____________________________________________________________
(不必化简)。
答案:(1)酸 24.90 酚酞(或甲基橙) (2)丙
(3)
二、酸碱中和滴定的误差分析
3.以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,分析实验误差(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。
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
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后溶液颜色又变红(以酚酞为指示剂)
滴定前滴定管尖嘴部分无气泡,滴定后有气泡
滴定过程中振荡时有液滴溅出
滴定过程中,向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
答案:偏高 偏高 偏低 无影响 偏低 偏低 偏低 偏低 无影响 偏低 偏高
考点二 酸碱中和滴定的拓展应用
1.氧化还原滴定
(1)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,但能与某些氧化剂或还原剂反应的物质。
(2)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、Na2S2O3等。
(3)指示剂:如KMnO4溶液可自身指示滴定终点,淀粉可用作碘量法的指示剂。
(4)计算注意事项
①通过电子守恒建立待测物和滴定试剂之间的定量关系,快速计算。
②在代入数据计算时要留意所取待测物和滴定试剂物理量的不同,不同物理量之间的计算要留意单位之间的换算,如mL与L,g、kg与mg等。
③结果表达要关注待测物给定的量与滴定时实际取用的量是否一致,如给定待测物是1 L或500 mL,滴定时取用了其中的100 mL或25 mL,后续数据的处理和最终结果的表达要与给定的量保持一致。
2.沉淀滴定
(1)概念:利用沉淀反应进行滴定、测量的方法。常见的沉淀滴定为银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小。如用 AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以CrO为指示剂(AgCl比Ag2CrO4更难溶)。
1.(2026·襄阳模拟)在实验室中常以草酸钠(Na2C2O4)溶液为标准液,通过氧化还原滴定来测定高锰酸钾溶液的浓度,其反应的离子方程式为C2O+MnO+H+―→Mn2++CO2↑+H2O(未配平)。下列有关草酸钠标准液滴定高锰酸钾溶液实验的叙述,正确的是( )
A.滴定过程中,高锰酸钾被氧化,草酸钠被还原
B.用酸式滴定管量取草酸钠标准液
C.该反应中,消耗的草酸钠与高锰酸钾的物质的量之比为5∶2
D.为便于滴定终点的判断,滴定时必须往体系中加入指示剂
解析:选C。高锰酸钾具有强氧化性,草酸钠具有还原性,高锰酸钾与草酸钠反应过程中,高锰酸钾被还原,草酸钠被氧化,故A错误;草酸钠属于强碱弱酸盐,溶液显碱性,应用碱式滴定管量取草酸钠标准液,故B错误;高锰酸钾中的锰元素由+7价降为+2价,共得到5个电子,草酸钠中的碳元素由+3价升为+4价,共失去2个电子,根据得失电子守恒,消耗的草酸钠与高锰酸钾的物质的量之比为5∶2,故C正确;高锰酸钾溶液本身为紫红色,以草酸钠为标准液进行滴定时,滴定终点的现象是紫红色消失,不需要加指示剂,故D错误。
2.(2026·滨州模拟)(双选)某小组测定食盐(NaCl、KIO3、抗结剂)中的碘含量(以I计,mg/kg)。已知:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
Ⅰ.准确称取w g食盐,加适量蒸馏水使其完全溶解;
Ⅱ.用稀硫酸酸化所得溶液,加入足量KI溶液,使KIO3与KI反应完全;
Ⅲ.以淀粉为指示剂,逐滴加入2.0×10-3 mol/L的Na2S2O3溶液10.00 mL,恰好反应完全。
下列说法正确的是( )
A.KIO3与KI反应时,氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5
B.w g食盐中含有1.0×10-5 mol KIO3
C.Ⅲ中滴定终点的现象:溶液由无色恰好变为蓝色,且30 s内不变色
D.所测食盐的碘含量是 mg/kg
解析:选AD。KIO3与KI反应的化学方程式为KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O,KIO3中I元素化合价由+5降低到0,KI中I元素化合价由-1升高到0,故KIO3为氧化剂,KI为还原剂,故反应中氧化剂和还原剂的物质的量之比为1∶5,故A正确;由KIO3+5KI+3H2SO4===3K2SO4+3I2+3H2O,I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6得到定量关系KIO3~3I2~6Na2S2O3,n(KIO3)==×10-5 mol,故B错误;以淀粉为指示剂,淀粉遇到碘单质变蓝色,终点现象是滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液由蓝色恰好变为无色,且30 s内不变色,故C错误;w g食盐中的碘含量=
= mg/kg,故D正确。
3.测定I-含量步骤如下:向含I-试样中先加入已知物质的量的过量AgNO3溶液,再加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用KSCN溶液进行滴定,溶液出现浅红色即达到滴定终点,消耗V mL c mol·L-1KSCN溶液。已知:pKsp(AgI)=16.07,pKsp(AgSCN)=11.99,pKsp(AgCl)=9.74。下列说法错误的是( )
A.滴定中有AgSCN生成
B.不可先加指示剂,后加AgNO3溶液
C.试样中n(I-)=10-3cV mol
D.以上实验步骤不适用于Cl-含量测定
解析:选C。KSCN溶液测定的是剩余AgNO3的物质的量,需根据AgNO3的起始量与剩余量的差计算碘离子的物质的量,C错误。
1.(2025·江苏卷)用0.050 00 mol·L-1草酸(H2C2O4)溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是( )
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.读数
解析:选D。配制草酸溶液的过程中,将烧杯中的水加入容量瓶中定容时,需要用玻璃棒引流,A错误;润洗滴定管时应加入少量草酸溶液,倾斜着转动滴定管,使草酸溶液润湿全部滴定管内壁,然后一手控制活塞,将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中,重复2~3次,B错误;滴定时,应用左手控制酸式滴定管,拇指在管前,食指、中指在管后,手指略微弯曲,轻轻向内扣住活塞,手心空握,右手持锥形瓶上端并不断振荡,C错误;读数时视线应与凹液面最低处相切,D正确。
2.(2025·浙江6月选考)NaOH中常含Na2CO3。为配制不含Na2CO3的NaOH溶液,并用苯甲酸标定其浓度,实验方案如下:
步骤Ⅰ——除杂:称取NaOH配制成饱和溶液,静置,析出Na2CO3;
步骤Ⅱ——配制:量取一定体积的上层清液,稀释配制成NaOH溶液;
步骤Ⅲ——标定:准确称量苯甲酸固体,加水溶解,加指示剂,用步骤Ⅱ所配制的NaOH溶液滴定。
下列说法正确的是( )
A.步骤Ⅰ中Na2CO3析出的主要原因是c(OH-)很大,抑制CO水解
B.步骤Ⅱ中可用量筒量取上层清液
C.步骤Ⅲ中可用甲基橙作指示剂
D.步骤Ⅱ、Ⅲ中所需的蒸馏水都须煮沸后使用,目的是除去溶解的氧气
解析:选B。步骤Ⅰ中Na2CO3析出的主要原因是c(Na+)很大,A错误;根据步骤Ⅲ可知,步骤Ⅱ中配制NaOH溶液时,不用精确量取一定体积的上层清液,故可用量筒量取上层清液,B正确;步骤Ⅲ中发生反应NaOH+―→+H2O,滴定终点时为苯甲酸钠溶液,呈碱性,应用酚酞作指示剂,C错误;本实验用苯甲酸标定不含Na2CO3的NaOH溶液的浓度,CO2会与NaOH反应生成Na2CO3,Na2CO3会与苯甲酸反应生成苯甲酸钠、CO2和H2O,影响标定结果,所以步骤Ⅱ、Ⅲ中所需的蒸馏水都必须煮沸后使用,目的是除去溶解的二氧化碳,D错误。
3.(2025·浙江1月选考)蛋白质中N元素含量可用下列方法测定:
下列说法不正确的是( )
A.步骤Ⅰ,须加入过量浓H2SO4,以确保N元素完全转化为NH
B.步骤Ⅱ,浓NaOH溶液过量,有利于蒸氨
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3,以甲基红(变色的pH范围:4.4~6.2)为指示剂,用NaOH标准溶液滴定,经计算可得N元素的含量
D.尿素[CO(NH2)2]样品、NaNO3样品的N元素含量均可用该方法测定
解析:选D。蛋白质在浓硫酸、硫酸钾及硫酸铜催化作用下,水解生成NH,浓硫酸作为反应物必须足量,才能使蛋白质中的N完全转化为NH,A项正确;碱性条件下,NH转化为NH3,故浓NaOH溶液过量,有利于蒸氨,B项正确;定量、过量盐酸标准溶液吸收氨,过量的HCl用NaOH标准溶液滴定,可以确定与盐酸反应的氨的量,从而计算蛋白质中N元素的含量,C项正确;尿素中的N为铵态氮,可以采用题述方法测定尿素中N元素含量,但NaNO3中的N为硝态氮,与浓硫酸作用时不能转化为NH,故不能采用题述方法测定NaNO3中N元素含量,D项错误。
4.(2023·山东卷)阅读下列材料,完成(1)~(3)题。
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。
(1)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
(2)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( )
A.×100%
B.×100%
C.×100%
D.×100%
(3)根据上述实验原理,下列说法正确的是( )
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
解析:(1)选C。容量瓶检漏时,需先倒置看是否漏水,不漏水,再将容量瓶正放,旋转活塞180度,再倒置一次看是否漏水,因此进行容量瓶检漏时,需倒置两次,故A错误;滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内溶液颜色不变化,才可判定达到滴定终点,故B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直,故C正确,D错误。
(2)选A。用c mol·L-1 NaOH-甲醇标准溶液进行滴定,根据反应CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O,结合步骤④可得关系式:乙酸酐[(CH3CO)2O]~2CH3COOH~2NaOH,则n(乙酸酐)=0.5cV2×10-3 mol,根据反应(CH3CO)2O+ROH―→CH3COOR+CH3COOH,结合步骤②,设样品中ROH的物质的量为x mol,则x+2×(0.5cV2×10-3-x)=cV1×10-3,解得x=c(V2-V1)×10-3,又因ROH样品的质量为m g,则ROH样品中羟基的质量分数为×100%,A正确。
(3)选B。由于乙酸酐能发生醇解反应生成羧酸和酯,生成的羧酸可用NaOH-甲醇标准溶液进行滴定,因此不能用乙酸替代乙酸酐进行上述实验,A错误;NaOH-甲醇标准溶液中甲醇挥发会造成标准溶液浓度增大,所消耗体积偏小,将导致测定结果偏小,B正确;步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将使测定的V1减小,导致测定结果偏大,C错误;步骤④中,若加水量不足,则乙酸酐不能完全转化为乙酸,使测得的V2减小,导致测定结果偏小,D错误。
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