专题3 第二单元 第四课时 酸碱中和滴定曲线 氧化还原滴定-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修1 化学反应原理教师用书word(苏教版)
2026-10-08
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教辅
摘要:
本讲义聚焦酸碱中和滴定曲线与氧化还原滴定核心知识点,先系统梳理中和滴定曲线的绘制方法及分析要点(含横纵坐标、起点、终点等关键节点),再通过原理迁移构建氧化还原滴定知识体系(涵盖试剂、指示剂、滴定方式及计算),形成递进式学习支架。
该资料以实验数据为支撑绘制曲线培养科学思维,设计测血钙等真实情境问题强化科学探究与实践,通过误差分析等细节渗透科学态度。课中助力教师高效授课,课后便于学生回顾知识、强化练习,有效弥补学习盲点。
内容正文:
第四课时 酸碱中和滴定曲线 氧化还原滴定
1.理解酸碱中和滴定曲线。
2.通过酸碱中和滴定的学习,利用中和滴定的原理、操作、指示剂选择、数据处理方法迁移应用于氧化还原滴定。
3.学会利用氧化还原的基础知识进行氧化还原滴定的有关计算。
知识点一 酸碱中和滴定曲线
1.酸碱中和滴定曲线的绘制
(1)曲线含义
以滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。
(2)绘制曲线
已知:0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液过程中的相关数据如下:
V[NaOH(aq)]/mL
0
5.00
10.00
15.00
18.00
19.00
pH
1.00
1.22
1.48
1.84
3.12
3.60
V[NaOH(aq)]/mL
19.50
19.98
20.00
20.02
20.08
20.10
pH
3.90
4.30
7.00
9.70
10.30
10.40
V[NaOH(aq)]/mL
21.00
25.00
30.00
35.00
pH
11.38
12.05
12.30
12.44
在坐标纸中绘制NaOH溶液滴定盐酸的曲线:
2.分析酸碱中和滴定曲线
首先看横、纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再找滴定终点和中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(常温下pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
【教材挖掘】
教材图给出了酸碱中和滴定pH变化曲线。由滴定曲线分析,在酸碱中和滴定过程中,溶液的pH在接近滴定终点时有何变化?滴定曲线对中和滴定操作有何启示?
提示:溶液的pH在接近滴定终点时发生突变。在pH发生突变的范围内,滴加很少的酸(或碱),溶液的pH就有很大的变化,能使指示剂的颜色变化明显,有利于确定滴定终点。
1.(人教版改编题)为了研究土壤的酸碱性,某学生做了如下实验:常温下将一定体积的蒸馏水加入一定质量的土壤中,充分搅拌后过滤,测量滤液的pH;然后向滤液中滴加氨水,边滴加边测量溶液的pH,以加入氨水的体积为横轴、pH为纵轴绘制曲线图,得到如图所示曲线。下列说法错误的是( )
A.该土壤呈碱性
B.为使该滤液呈中性,应加入氨水9 mL
C.达到终点后所得溶液中c(OH-)=1×10-4 mol·L-1
D.A点所示溶液中,c(H+)=c(OH-)
解析:A 根据题图可知,在所加氨水为0 mL时,滤液的pH为4,则所测土壤呈酸性,A错误;为使滤液呈中性,即pH=7,根据图示可知,所加氨水的体积为9 mL,B正确;反应终点时,溶液的pH=10,c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,C正确;A点pH=7,溶液中c(H+)=c(OH-),D正确。
2.如图曲线a和b是常温下盐酸与氢氧化钠溶液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点时酚酞恰好变色,溶液呈中性
C.曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线
D.石蕊也能用作本实验的指示剂
解析:C 由题图可知,盐酸与NaOH溶液的浓度都是0.1 mol·L-1,A错误; P点时盐酸与NaOH溶液的体积相等,恰好完全中和,溶液呈中性,此时酚酞不变色,B错误;曲线a对应的溶液起点的pH等于1,故曲线a是NaOH溶液滴定盐酸的滴定曲线,C正确;进行酸碱中和滴定时,指示剂选择酚酞或甲基橙都可以,不能用石蕊作酸碱中和滴定的指示剂,D错误。
3.现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1 mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1 mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液。试回答下列问题:
(1)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为 丙>甲=乙 。
(2)某同学用甲溶液分别滴定20.00 mL乙溶液和20.00 mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线。
甲溶液滴定丙溶液的曲线是 图2 (填“图1”或“图2”)。
解析:(1)溶液中c(H+)或c(OH-)越大,对水的电离的抑制程度越大,所以根据酸、碱的浓度可知,甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c水(OH-)的大小关系为丙>甲=乙。(2)醋酸为弱电解质,滴定过程中pH变化较盐酸缓慢,滴定终点时溶液呈碱性,则滴定醋酸溶液的曲线是图2。
知识点二 氧化还原滴定
1.原理
以氧化剂或还原剂为滴定剂,滴定一些具有还原性或氧化性的物质。
2.试剂
常见的用于氧化还原滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7以及I2等;还原剂有亚铁盐、草酸与维生素C等。
3.指示剂
(1)特殊指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝;Fe3+参与反应的滴定中,加入KSCN溶液显红色。
(2)自身指示剂:如酸性高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,高锰酸钾溶液本身具有颜色,滴定终点现象为溶液由无色变为浅红色。
(3)使用指示剂及终点时颜色变化。
滴定方式
指示剂
终点时颜色变化
还原剂滴定KMnO4
KMnO4
粉(浅)红色→无色
KMnO4滴定还原剂
KMnO4
无色→粉(浅)红色
I2滴定还原剂
淀粉
无色→蓝色
还原剂滴定I2
淀粉
蓝色→无色
铁盐滴定还原剂
KSCN
溶液变红色
还原剂滴定铁盐
KSCN
红色消失
4.滴定方式及应用
(1)直接滴定法:许多还原性物质(Fe2+、N、H2O2等)可用直接滴定法,如5H2O2+2Mn+6H+5O2↑+2Mn2++8H2O。
(2)返滴定法:例如,测MnO2含量时,可在H2SO4溶液中加入过量的Na2C2O4标准溶液,待与MnO2作用完毕后,用KMnO4标准液滴定过量的C2。
MnO2+C2+4H+Mn2++2CO2↑+2H2O,2Mn+5C2+16H+2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(3)间接滴定法:某些非氧化性物质,可以用间接滴定法进行测定。例如,测Ca2+含量时,先将Ca2+沉淀为CaC2O4,再用稀硫酸将所得沉淀溶解,用酸性KMnO4标准液滴定溶液中的H2C2O4,间接求得Ca2+含量。
CaC2O4+2H++SH2C2O4+CaSO4,2Mn+6H++5H2C2O42Mn2++10CO2↑+8H2O。
5.计算依据及注意事项
(1)依据:依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式,或运用元素守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。
(2)注意事项
①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。
②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。
氧化还原滴定实验与酸碱中和滴定实验类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。测血钙的含量时,进行如下实验:
①可将2 mL血液用蒸馏水稀释后,向其中加入足量草酸铵[(NH4)2C2O4]晶体,反应生成CaC2O4沉淀,将沉淀用稀硫酸处理得H2C2O4溶液。
②将①得到的H2C2O4溶液用酸性KMnO4溶液滴定,氧化产物为CO2,还原产物为M。
③终点时用去20.00 mL 1.0×10-4 mol·L-1 酸性KMnO4溶液。
(1)滴定时,将酸性KMnO4溶液装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
提示:高锰酸钾具有氧化性,能够腐蚀乳胶管,应该用酸式滴定管盛装酸性KMnO4溶液。
(2)判断滴定终点的方法是 。
提示:加入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
(3)误差分析:(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①如果滴定管用蒸馏水洗涤后未用酸性KMnO4标准液润洗,则测量结果 。
②滴定前后读数都正确,但滴定前有气泡,而滴定后气泡消失,则测量结果 。
提示:①偏高 ②偏高
(4)写出用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4的离子方程式: 。
提示:2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O
(5)计算:血液中含钙离子的浓度为 mol·L-1。
提示:由CaC2O4+H2SO4CaSO4+H2C2O4、2Mn+5H2C2O4+6H+2M+10CO2↑+8H2O可以得出关系式:5C~2KMnO4,所以n(Ca2+)=2.5 n(KMnO4)=1.0×10-4 mol·L-1×0.02 L×2.5=5×10-6 mol,血液中含钙离子的浓度为=2.5×10-3 mol·L-1。
1.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1 Na2S2O3溶液(溶液呈碱性)滴定碘水,发生的反应为I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6。下列有关说法正确的是( )
A.该滴定实验可用甲基橙作指示剂
B.Na2S2O3是该反应的还原剂
C.该滴定反应可选用如图所示的装置
D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,转移电子的物质的量为4 mol
解析:B 反应中碘单质被还原为碘离子,检验碘单质的试剂是淀粉溶液,故该氧化还原滴定应该用淀粉溶液作指示剂,A错误;反应中,I2得到电子,I元素的化合价降低,I2作氧化剂,Na2S2O3中S元素的化合价升高,失去电子,Na2S2O3是该反应的还原剂,B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应使用碱式滴定管盛装,不能用酸式滴定管盛装,C错误;根据Na2S2O3与I2反应的化学方程式知,该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,转移2 mol电子,D错误。
2.为了测定KIO3产品的纯度,可采用碘量法滴定。准确称取1.000 g产品,配制成250 mL溶液,用移液管移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,加稀硫酸酸化,再加入足量KI溶液充分反应,加入淀粉溶液作指示剂,用0.100 0 mol·L-1的Na2S2O3标准溶液滴定,平行测定3次,平均消耗标准溶液28.80 mL。已知:I2+2S22I-+S4。
(1)滴定管需要用标准溶液润洗,润洗滴定管的具体操作为 从滴定管上口加入少量标准溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次 。
(2)KIO3在酸性条件下氧化KI的离子方程式为 I+5I-+6H+3I2+3H2O 。
(3)产品的质量分数为 102.7% (保留4位有效数字)。
(4)在确认滴定操作无误的情况下,质量分数异常的原因可能是 滴定摇动锥形瓶时,过量I-被空气氧化成I2(或含有KClO3杂质) 。
解析:(1)润洗滴定管的具体操作为从滴定管上口加入少量标准溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次。(2)KIO3在酸性条件下氧化KI发生归中反应生成碘单质,反应的离子方程式:I+5I-+6H+3I2+3H2O。(3)根据:I+5I-+6H+3I2+3H2O和I2+2S22I-+S4,则得到关系式:KIO3~3I2 ~6S2,n(KIO3)=×0.100 0 mol·L-1×0.028 8 L=4.8×10-4 mol,产品中KIO3的质量分数为×100%≈102.7%。(4)在确认滴定操作无误的情况下,实验过程中有其他途径生成了碘单质或有其他能消耗硫代硫酸钠的杂质存在,结果异常的原因可能是滴定摇动锥形瓶时,过量I-被空气氧化成I2或含有KClO3杂质。
1.关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是( )
A.①可用于测溶液pH
B.②是用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液
C.③是滴定操作时手的操作
D.④中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终点
解析:D 用pH试纸测溶液pH,应先将试纸放在点滴板上,A正确;酸性KMnO4溶液具有强氧化性,故酸性KMnO4溶液应盛放在酸式滴定管中,B正确;滴定操作正确,C正确;④中最后半滴NaOH标准液使溶液由无色变成红色,且半分钟内不恢复成原来的颜色,即达到滴定终点,D错误。
2.(2025·南通联考)已知pOH=-lg c(OH-)。T ℃时,向50 mL 0.1 mol·L-1 MOH溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸,溶液pH、pOH随滴入盐酸体积的变化如图所示,以下说法正确的是( )
A.盐酸与MOH溶液恰好中和时溶液pH=6.5
B.a=12
C.盐酸滴定MOH实验中选择酚酞作指示剂比选甲基橙误差更小
D.T ℃时,MOH的电离平衡常数Kb约为1.0×10-3
解析:D 据图可知,pH=pOH=6.5时,溶液呈中性,MOH溶液的起始pOH为2.0,即c(OH-)=0.01 mol·L-1,而MOH的浓度为0.1 mol·L-1,说明MOH是一元弱碱,HCl是一元强酸,恰好中和时生成MCl,MCl发生水解使溶液呈酸性,所以pH<6.5,A错误;溶液中c(H+)=c(OH-),即pH=pOH时,溶液显中性,根据图像可知pH=6.5时溶液为中性,则T ℃时有pKw=pH+pOH=6.5+6.5=13,所以a=13-2=11,B错误;盐酸滴定MOH溶液恰好中和时得到MCl溶液,MCl发生水解使溶液呈酸性,所以应选择甲基橙作指示剂,C错误;T ℃时,0.1 mol·L-1 MOH溶液的pOH为2.0,即c(OH-)=10-2 mol·L-1,则其Kb==≈1.0×10-3,D正确。
3.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CH3COONa溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性)( )
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
CH3COOH溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
酚酞
浅红色→无色
C
酸性KMnO4溶液
K2SO3溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
亚硫酸溶液
淀粉
无色→蓝色
解析:B 醋酸钠溶液呈碱性,选酚酞作指示剂,无色→浅红色且30秒内不变色为滴定终点,A正确;氯化铵溶液呈酸性,选甲基橙作指示剂,黄色→橙色且30秒内不变色为滴定终点,B错误;酸性高锰酸钾溶液滴定亚硫酸钾溶液,因高锰酸钾呈紫色,不需要外加指示剂,无色→浅紫红色且30秒内不变色为滴定终点,C正确;碘水滴定亚硫酸溶液生成碘离子和硫酸根离子,选淀粉作指示剂,无色→蓝色且30秒内不变色为滴定终点,D正确。
4.25 ℃时,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL n mol·L-1的一元强酸甲和一元弱酸乙,滴定曲线如图所示。
(1)曲线Ⅰ表示 弱酸乙 和NaOH溶液的滴定曲线,曲线Ⅱ表示 强酸甲 和NaOH溶液的滴定曲线。
(2)n= 0.1 。
(3)电离常数Ka(乙)= 1.01×10-5 。
(4)图像中的x = (填“>”“=”或“<”)20.00。
解析:(2)曲线Ⅱ代表一元强酸甲和NaOH溶液的滴定曲线,从b点看n mol·L-1一元强酸甲溶液pH=1,c(H+)=0.1 mol·L-1,则n=0.1。(3)0.100 0 mol·L-1弱酸乙溶液的pH=3,该溶液中c(酸根离子)≈c(H+)=1×10-3 mol·L-1,c(乙)=(0.100 0-10-3)mol·L-1,电离平衡常数Ka(乙)=≈1.01×10-5。(4)根据曲线Ⅱ,加入x mL NaOH溶液时恰好完全反应,则酸、碱的物质的量相等,所以x=20.00。
题组一 酸碱中和滴定曲线
1.(2026·泉州永春一中月考)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变化如图所示。已知CH3COONa溶液显碱性,NH4Cl溶液显酸性,下列说法错误的是( )
A.b点时,加入极少量NaOH溶液都会引起pH的突变
B.选指示剂时,其变色范围应在4.30~9.70之间
C.若将HCl换成同浓度的CH3COOH,曲线ab段将会下移
D.都使用酚酞作指示剂,若将NaOH溶液换成同浓度的氨水,所消耗氨水的体积较NaOH溶液大
解析:C b点时,恰好完全反应,溶液呈中性,若加入极少量NaOH溶液,溶液会变为碱性,引起pH的突变,A正确;滴定时,pH的突跃范围为4.30~9.70,则选指示剂时,指示剂的变色范围应在4.30~9.70之间,B正确;若将HCl溶液换成同浓度的CH3COOH溶液,溶液的pH变大,则滴定时溶液的pH的突跃范围会变窄,曲线ab段将会上移,C错误;将NaOH溶液换成同浓度的氨水,滴定达到终点,溶液由无色变为浅红色时,得到的是氯化铵和氨水的混合溶液,氨水过量,则消耗氨水的体积较NaOH溶液大,D正确。
2.(2026·江苏宿迁中学月考)常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol· L-1的NaOH溶液,滴入NaOH溶液的体积与溶液pH的变化关系如图所示。(已知CH3COONa溶液显碱性)下列说法正确的是( )
A.a点的pH=1
B.b点时,c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
C.c点时,V(NaOH)=20 mL
D.反应过程中的值不断减小
解析:D a点为初始CH3COOH溶液,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中H+浓度小于0.1 mol·L-1,pH>1,A错误;b点加入10 mL NaOH,反应后生成0.001 mol CH3COONa,剩余0.001 mol CH3COOH,溶液体积为30 mL,c(CH3COO-)≈0.033 mol·L-1,B错误;若V(NaOH)=20 mL,两者恰好反应生成CH3COONa溶液,其溶液显碱性、pH>7,c点pH=7,说明V(NaOH)<20 mL,C错误;由CH3COOH电离常数Ka=,故=,反应过程中pH增大,c(H+)减小,Ka不变,故该比值不断减小,D正确。
题组二 氧化还原滴定
3.(2026·无锡联考)氧化还原滴定法是以氧化还原反应为基础的滴定实验。用稀硫酸酸化的0.01 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定某未知浓度的H2C2O4溶液,下列说法错误的是( )
A.该实验不需要另外加入指示剂
B.KMnO4标准溶液装在酸式滴定管中
C.滴定终点时,溶液颜色由浅紫红色变为无色,并在半分钟内不变色
D.滴定过程中,加入KMnO4标准溶液应先快后慢,便于观察溶液颜色变化
解析:C 当H2C2O4被消耗完毕,再滴加半滴高锰酸钾溶液时溶液呈浅紫红色,即终点时溶液由无色变为紫红色,并且半分钟内不变色,C错误。
4.(2025·江苏大港中学段考)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。
Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L-1 KBrO3标准溶液;
Ⅱ.取V1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;
Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL废水,发生的化学反应为+3Br2↓+3HBr;
Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;
Ⅴ.用b mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知:I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6;
Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。
(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和 容量瓶 。
(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是 Br+5Br-+6H+3Br2+3H2O 。
(3)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是 Br2过量,保证苯酚完全反应 。
(4)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是 反应物用量存在关系:KBrO3~3Br2~6KI,若无苯酚时,消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量 。
(5)Ⅴ中滴定至终点的现象是 溶液蓝色恰好消失 。
(6)废水中苯酚的含量为 g·L-1(苯酚摩尔质量:94 g·mol-1)。
(7)由于Br2具有 易挥发 性质,Ⅱ~Ⅳ中反应须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
解析:(1)配制标准溶液用到的玻璃仪器除了给出的三种仪器外,还有容量瓶。
(3)溶液为黄色说明仍有Br2存在,此时废水中的苯酚已完全反应。
(4)假设废水中没有苯酚,KBrO3和KBr反应生成的Br2完全和KI反应时,消耗KI的物质的量刚好是KBrO3的6倍。实际上苯酚一定会消耗一定量的Br2,所以当n(KI)∶n(KBrO3)=6∶1时,KI就已经过量了。
(6)由KBrO3与KBr反应生成的Br2的物质的量计算:
Br+5Br-+6H+ 3Br2+3H2O
1 mol 3 mol
a mol·L-1×V1×10-3 L 3aV1×10-3 mol
与废水反应后剩余的Br2的物质的量的计算:
Br2 ~ I2 ~ 2Na2S2O3
1 mol 2 mol
bV3×10-3 mol b mol·L-1×V3×10-3 L
与苯酚反应的Br2的物质的量为(3aV1×10-3-bV3×10-3)mol,
设废水中苯酚的物质的量为x,列比例关系式:
x (3aV1-bV3)×10-3 mol,
解得x=(aV1-bV3)×10-3 mol
所以废水中苯酚的含量为
=
g·L-1。
(7)当Br2挥发掉后,在Ⅴ步骤中消耗的Na2S2O3的量减少,即V3减小,导致测定结果偏高。
5.(2025·苏州联考)25 ℃时,等体积两种一元酸HA和HB分别用等浓度的NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.酸性:HA<HB
B.HB的电离度约为0.5%
C.起始浓度:c(HA)=0.1 mol·L-1,c(HB)=10-3 mol·L-1
D.用NaOH溶液滴定HB可用甲基橙作指示剂
解析:B 由题图可以看出,滴定达终点时,HB消耗NaOH溶液的体积大,则表明c(HB)>c(HA),滴定HA的终点pH=7,则HA是强酸,c(HA)=c(H+)=0.1 mol·L-1,初始时,HB溶液的pH为3,而酸性:HA>HB,HB是弱酸,部分电离,则电离部分c电离(HB)≈c(H+)=10-3 mol·L-1,由题图可知滴定等体积的两种酸时HB消耗氢氧化钠溶液的体积是滴定HA的两倍,则c初始(HB)=2c(HA)=0.2 mol·L-1,则HB的电离度约为×100%=0.5%,B正确,A、C错误;甲基橙变色范围为3.1~4.4,由题图可知该pH范围内NaOH滴定HB未发生突跃,不可用甲基橙作指示剂,D错误。
6.某小组设计实验测定某胆矾(CuSO4·5H2O)样品的纯度(杂质不反应):称取w g胆矾样品溶于蒸馏水,加入足量KI溶液,充分反应后,过滤。把滤液配制成250 mL溶液,准确量取配制液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴溶液X,用c mol·L-1Na2S2O3溶液滴定至终点,消耗滴定液V mL。涉及有关反应:2Cu2++4I-2CuI↓+I2,I2+2S22I-+S4。
下列叙述正确的是( )
A.滴定终点颜色由黄色变为橙色
B.所选滴定管如图所示
C.胆矾纯度为%
D.若用待测液润洗锥形瓶,结果会偏低
解析:C 根据淀粉遇到碘单质变蓝的性质,选用淀粉溶液作指示剂,终点颜色是蓝色变为无色,A错误;Na2S2O3溶液显碱性,选择碱式滴定管,题图示为酸式滴定管,B错误;根据2Cu2++4I-2CuI↓+I2,I2+2S22I-+S4可知,胆矾纯度为××100%=%,C正确;如果装硫酸铜溶液之前,用硫酸铜溶液润洗锥形瓶,则消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大,结果偏高,D错误。
7.(2026·宿迁中学调研)同学们用0.100 0 mol·L-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定某试样中过氧化氢的含量,反应原理为2Mn+5H2O2+6H+2Mn2++8H2O+5O2↑。
(1)判断滴定终点的方法为 当滴入最后半滴标准液,锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变成浅红色,且半分钟内溶液不褪色 。
(2)用滴定管量取25.00 mL试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗的酸性KMnO4标准溶液体积如下表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
体积/mL
17.10
18.10
17.00
16.90
则试样中过氧化氢的浓度为 0.170 0 mol·L-1 。(保留四位小数)
解析:(1)酸性高锰酸钾标准溶液滴定过氧化氢,滴定终点现象:当滴入最后半滴标准液,锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变成浅红色,且半分钟内溶液不褪色。(2)第二次数据偏差较大舍去,消耗标准液体积平均值: mL=17.00 mL,根据反应得关系:2Mn~5H2O2,则n(H2O2)=n(Mn)=×0.100 0 mol·L-1×0.017 L=0.004 25 mol,则试样中过氧化氢的浓度==0.170 0 mol·L-1。
8.(2026·南京金陵中学段考)用草酸(H2C2O4)及草酸盐的性质可测定人体血液中钙离子的浓度。已知:草酸可溶于水,150 ℃以上会发生分解,具有强还原性。测定方法如下:
步骤Ⅰ:草酸钙(CaC2O4)沉淀的生成。将100.00 mL预处理后的血清清液转移至锥形瓶中,调节并控制血样的pH为4~5,加入足量的10%(NH4)2C2O4溶液,混和均匀后,在80 ℃水浴中保温30 min,然后室温下静置冷却至完全沉淀。
步骤Ⅱ:沉淀的过滤与洗涤。过滤锥形瓶中的沉淀,用蒸馏水多次洗涤沉淀。
步骤Ⅲ:沉淀的溶解和滴定。将带有草酸钙沉淀的滤纸放入新的锥形瓶中,加入10 mL 1 mol·L-1硫酸溶液,轻轻搅拌使滤纸破碎、沉淀完全转化。将锥形瓶置于70~80 ℃水浴中加热,用5.000×10-3 mol·L-1酸性KMnO4标准溶液滴定锥形瓶中的草酸。根据消耗酸性KMnO4标准溶液的体积即可测定血液样品中Ca2+的浓度。
结合实验原理,回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中,调节pH不低于4的原因是 防止C2与H+结合,从而保证Ca2+能完全沉淀 。
(2)步骤Ⅱ中,洗涤沉淀的方法是 向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次 。若沉淀没有洗净,测量结果将 偏高 (填“偏高”“偏低”或“不影响”)。
(3)步骤Ⅲ中,
①酸性KMnO4标准溶液滴定草酸溶液的离子方程式为 2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O ;
②将锥形瓶置于70~80 ℃水浴中加热的原因是 升高温度,加快反应速率 ;
③滴定过程中操作滴定管的图示正确的是 A (填字母)。判断滴定终点的标志为 滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色 。
④若消耗的酸性KMnO4标准溶液为20.40 mL,则该血液样品中Ca2+的浓度为 2.55×10-3 mol·L-1 。
解析:步骤Ⅰ中10%(NH4)2C2O4与Ca2+反应生成CaC2O4,步骤Ⅱ洗涤并获得沉淀,步骤ⅢCaC2O4与硫酸反应生成H2C2O4,并利用酸性KMnO4标准溶液滴定草酸。(1)C2能与H+结合生成HC2等,若pH过低,C2将大幅降低,不利于Ca2+与C2结合生成CaC2O4。(2)沉淀洗涤的常规操作是向过滤器中加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复操作2~3次,这样能将沉淀表面残留的可溶性杂质洗去;若沉淀没有洗净,沉淀表面残留(NH4)2C2O4,导致C2偏高,消耗的KMnO4标准溶液体积会偏大,进而使Ca2+浓度的测量结果偏高。(3)①酸性条件下,Mn具有强氧化性,能将H2C2O4氧化为CO2,自身被还原为Mn2+,离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+8H2O;②升高温度可以加快化学反应速率,将锥形瓶置于70~80 ℃水浴中加热,能加快KMnO4与H2C2O4的反应速率,使滴定反应更迅速完成;③酸性KMnO4溶液具有强氧化性,应装在酸式滴定管中,操作酸式滴定管活塞时的示意图如A图;滴定终点时,KMnO4稍过量,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色,说明反应达到终点;④根据离子方程式Mn和H2C2O4的化学计量数之比为2∶5,先计算出n(KMnO4)=cV=5.000×10-3 mol·L-1×0.020 4 L=1.02×10-4 mol,则n(H2C2O4)=n(KMnO4)=2.55×10-4 mol,因为CaC2O4与硫酸反应生成H2C2O4,所以n(Ca2+)=n(CaC2O4)=n(H2C2O4)=2.55×10-4 mol。血液样品体积为0.1 L,c(Ca2+)===2.55×10-3 mol·L-1。
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