
?考點(diǎn)46 酸堿中和滴定
一、酸堿中和滴定
1.實(shí)驗(yàn)原理
利用酸堿中和反應(yīng),用已知濃度酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測(cè)的NaOH溶液,待測(cè)的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為c(NaOH)=。
酸堿中和滴定的關(guān)鍵:
(1)準(zhǔn)確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液的體積。
(2)準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)。
2.實(shí)驗(yàn)用品
(1)儀器
酸式滴定管(如圖A)、堿式滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺(tái)、錐形瓶。
(2)試劑
標(biāo)準(zhǔn)液、待測(cè)液、指示劑、蒸餾水。
(3)滴定管的使用
試劑性質(zhì)
滴定管
原因
酸性、氧化性
酸式滴定管
氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管
堿性
堿式滴定管
堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無(wú)法打開(kāi)
3.實(shí)驗(yàn)操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液為例)
(1)滴定前的準(zhǔn)備
(2)滴定
(3)終點(diǎn)判斷
等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn)并記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。
注意:滴定終點(diǎn)是指示劑顏色的突變點(diǎn),不是恰好中和的點(diǎn),也不是pH等于7的點(diǎn)。
(4)數(shù)據(jù)處理
按上述操作重復(fù)二至三次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=計(jì)算。
4.指示劑選擇的基本原則與注意事項(xiàng)
常用酸堿指示劑及變色范圍如下表所示:
指示劑
變色范圍的pH
石蕊
8.0藍(lán)色
甲基橙
4.4黃色
酚酞
10.0紅色
選擇指示劑時(shí)應(yīng)遵循變色要靈敏,變色范圍要小,使變色范圍盡量與滴定終點(diǎn)溶液的酸堿性一致的原則。
注意事項(xiàng)如下:
(1)不能用石蕊作指示劑。
(2)滴定終點(diǎn)為堿性時(shí),用酚酞作指示劑,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定終點(diǎn)為酸性時(shí),用甲基橙作指示劑,例如用鹽酸滴定氨水。
(4)強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
(5)并不是所有的滴定都須使用指示劑,如用標(biāo)準(zhǔn)的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時(shí),KMnO4顏色恰好褪去時(shí)即為滴定終點(diǎn)。
二、酸堿中和滴定中常見(jiàn)誤差分析
1.誤差分析的方法
依據(jù)原理c(標(biāo)準(zhǔn))·V(標(biāo)準(zhǔn))=c(待測(cè))·V(待測(cè)),得c(待測(cè))=,因?yàn)閏(標(biāo)準(zhǔn))與V(待測(cè))已確定,所以只要分析出不正確操作引起V(標(biāo)準(zhǔn))的變化,即分析出結(jié)果。
2.常見(jiàn)誤差分析
以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例,常見(jiàn)的因操作不正確而引起的誤差有:
步驟
操作
V(標(biāo)準(zhǔn))
c(待測(cè))
洗滌
酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗
變大
偏高
堿式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗
變小
偏低
錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗
變大
偏高
錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水
不變
無(wú)影響
取液
放出堿液的滴定管開(kāi)始有氣泡,放出液體后氣泡消失
變小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有氣泡,滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失
變大
偏高
振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出
變小
偏低
部分酸液滴出錐形瓶外
變大
偏高
溶液顏色較淺時(shí)滴入酸液過(guò)快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液無(wú)變化
變大
偏高
讀數(shù)
酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)(或前仰后俯)
變小
偏低
酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后仰視讀數(shù)(或前俯后仰)
變大
偏高
3.常用量器的讀數(shù)
(1)平視讀數(shù)(如圖1):實(shí)驗(yàn)室中用量筒、移液管或滴定管量取一定體積的液體,讀取液體體積時(shí),視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)保持水平,視線與刻度的交點(diǎn)即為讀數(shù)(即“凹液面定視線,視線定讀數(shù)”)。
(2)俯視讀數(shù)(如圖2):當(dāng)用量筒測(cè)量液體的體積時(shí),由于俯視視線向下傾斜,尋找切點(diǎn)的位置在凹液面的上側(cè),讀數(shù)高于正確的刻度線位置,即讀數(shù)偏大。
(3)仰視讀數(shù)(如圖3):讀數(shù)時(shí),由于視線向上傾斜,尋找切點(diǎn)的位置在凹液面的下側(cè),因滴定管刻度標(biāo)法與量筒不同,這樣仰視讀數(shù)偏大。
三、酸堿中和滴定的拓展應(yīng)用
中和滴定操作不僅適用于酸堿中和反應(yīng),還可以遷移應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)、NaOH和Na2CO3混合溶液與鹽酸的反應(yīng)及沉淀反應(yīng)。
1.氧化還原滴定法
(1)原理:以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)。
(2)實(shí)例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理:2+6H++5H2C2O410CO2↑+2Mn2++8H2O
指示劑:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑,當(dāng)?shù)稳胍坏嗡嵝訩MnO4溶液后,溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色,說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。
②Na2S2O3溶液滴定碘液
原理:2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2NaI
指示劑:用淀粉作指示劑,當(dāng)?shù)稳胍坏蜰a2S2O3溶液后,溶液的藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色,說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。
2.雙指示劑滴定法(以鹽酸滴定NaOH和Na2CO3的混合溶液為例)
酚酞作指示劑:NaOH+HClNaCl+H2O
Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3
甲基橙作指示劑:NaHCO3+HClNaCl+CO2↑+H2O
3.沉淀滴定法(利用生成沉淀的反應(yīng))
(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定、測(cè)量分析的方法,生成沉淀的反應(yīng)很多,但符合條件的卻很少,實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來(lái)測(cè)定Cl-、Br-、I-的濃度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑,滴定劑與被滴定物反應(yīng)的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)的生成物的溶解度小,否則不能用這種指示劑。如用AgNO3溶液測(cè)定溶液中Cl-的含量時(shí)常以CrO為指示劑,這是因?yàn)锳gCl比Ag2CrO4更難溶的緣故。
考向一 酸、堿中和滴定儀器、指示劑的選擇
典例1 關(guān)于下列各實(shí)驗(yàn)或裝置的敘述中,不正確的是
A.實(shí)驗(yàn)①可用于測(cè)溶液pH
B.實(shí)驗(yàn)②是用酸性KMnO4溶液滴定
C.裝置③是滴定操作時(shí)手的操作
D.裝置④中最后一滴NaOH標(biāo)準(zhǔn)液使溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色,即達(dá)到滴定終點(diǎn)
【解析】A、B、C三項(xiàng)均正確;裝置④中最后一滴NaOH標(biāo)準(zhǔn)液使溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色,半分鐘不恢復(fù)成原來(lái)的顏色,即達(dá)到滴定終點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
【答案】D
1.用0.0100mol/L的KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定某未知濃度的H2C2O4溶液,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.該滴定實(shí)驗(yàn)不需要指示劑
B.該實(shí)驗(yàn)用到的玻璃儀器有酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶
C.滴定管使用前需檢驗(yàn)是否漏液
D.若滴定終止時(shí),仰視讀數(shù),所測(cè)H2C2O4濃度偏高
【答案】B
【解析】A. 滴定終點(diǎn),溶液由無(wú)色變?yōu)樽仙?,不需要指示劑,故A正確;
B. 該實(shí)驗(yàn)用到的玻璃儀器有酸式滴定管、錐形瓶,用不到堿式滴定管,故B錯(cuò)誤;
C. 滴定管使用前需檢驗(yàn)是否漏液,故C正確;
D. 若滴定終止時(shí),仰視讀數(shù),讀取的標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大,所測(cè)H2C2O4濃度偏高,故D正確;
故選B。
中和滴定的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)
(1)分清完全中和與恰好為中性
①完全中和強(qiáng)調(diào)的是酸、堿恰好反應(yīng)生成鹽,根據(jù)酸堿的強(qiáng)弱不同,溶液可能為中性,也可能為酸性或堿性。
②酸堿反應(yīng)恰好為中性則強(qiáng)調(diào)的是反應(yīng)后溶液為中性,而酸、堿不一定正好反應(yīng)??赡芩岵蛔悖部赡芩徇^(guò)量,也可能恰好反應(yīng)。這取決于酸堿的相對(duì)強(qiáng)弱。
(2)酸堿中和滴定指示劑的選擇
①指示劑的變色點(diǎn)與滴定終點(diǎn)的pH越接近越好。
②指示劑在滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化明顯,指示準(zhǔn)確。
③石蕊的“紅色→紫色”“紫色→藍(lán)色”的顏色變化不夠明顯,所以石蕊不能作為酸堿中和反應(yīng)的指示劑。
考向二 酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作與誤差分析
典例2 現(xiàn)使用酸堿中和滴定法測(cè)定市售白醋的總酸量(g·100 mL-1)。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)步驟
(1)配制待測(cè)白醋溶液,用________(填儀器名稱(chēng))量取10.00 mL食用白醋,在________(填儀器名稱(chēng))中用水稀釋后轉(zhuǎn)移到100 mL________(填儀器名稱(chēng))中定容,搖勻即得待測(cè)白醋溶液。
(2)量取待測(cè)白醋溶液20.00 mL于錐形瓶中,向其中滴加2滴酚酞作指示劑。
(3)讀取盛裝0.100 0 mol·L-1NaOH溶液的堿式滴定管的初始讀數(shù)。
(4)滴定。判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是________________________,達(dá)到滴定終點(diǎn),停止滴定,并記錄NaOH溶液的最終讀數(shù),重復(fù)滴定3次。
(5)如圖是某次滴定時(shí)的滴定管中的液面,其讀數(shù)為_(kāi)_______mL。
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)記錄
滴定次數(shù)
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(mL)
1
2
3
4
V(樣品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
Ⅲ.數(shù)據(jù)處理與討論
(6)甲同學(xué)在處理數(shù)據(jù)時(shí)計(jì)算得:平均消耗NaOH溶液的體積V==15.24 mL。
①指出他計(jì)算的不合理之處:_____________________________。
②按正確數(shù)據(jù)處理,得出c(市售白醋)=________ mol·L-1,市售白醋總酸量=________ g·100 mL-1。
【答案】(1)酸式滴定管 燒杯 容量瓶
(4)溶液由無(wú)色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色
(5)22.60 (6)①第1組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差明顯大,屬異常值,應(yīng)舍去?、?.075 4.5
【解析】(1)配制待測(cè)白醋溶液,用酸式滴定管準(zhǔn)確量取10.00 mL食用白醋,在燒杯中加蒸餾水稀釋?zhuān)俎D(zhuǎn)移到100 mL容量瓶中進(jìn)行定容。(4)待測(cè)白醋中滴加酚酞作指示劑,開(kāi)始時(shí)溶液無(wú)色,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),溶液由無(wú)色變成淺紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色。(5)滴定管的0刻度在上方,圖中滴定管1 mL分成10個(gè)小格,每個(gè)小格代表0.10 mL,故圖中滴定管中液面讀數(shù)為22.60 mL。(6)①分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),第1組數(shù)據(jù)消耗NaOH溶液的體積與其他三組相差較大,應(yīng)舍去第1組數(shù)據(jù),取其他三組數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。②第2~4組實(shí)驗(yàn)中消耗NaOH溶液的平均體積為V(NaOH)==15.00 mL,則n(CH3COOH)=n(NaOH)=15.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1=1.5×10-3 mol,c(CH3COOH)==0.075 mol·L-1。100 mL該醋酸中含有醋酸的量為0.075 mol·L-1×0.1 L=7.5×10-3 mol,因量取10.00 mL食用白醋配制成100 mL待測(cè)白醋溶液,故10.00 mL食用白醋中m(CH3COOH)=7.5×10-3 mol×60 g·mol-1=0.45 g,故該市售白醋的總酸量為4.5 g·100 mL-1。
2.Ⅰ.某工廠廢水中含游離態(tài)氯,通過(guò)下列實(shí)驗(yàn)測(cè)定其濃度。
①取水樣10.0 mL于錐形瓶中,加入10.0 mL的KI溶液(足量),發(fā)生反應(yīng),滴入指示劑2~3滴。
②取一滴定管依次用自來(lái)水、蒸餾水洗凈后,再用0.01 mol·L-1??Na2S2O3溶液潤(rùn)洗,然后裝入0.01 mol·L-1?Na2S2O3溶液到0刻度以上,排出下端尖嘴內(nèi)的氣泡,調(diào)整液面至0刻度或0刻度下某一位置,記下讀數(shù)。
③將錐形瓶置于滴定管下進(jìn)行滴定,發(fā)生的反應(yīng)為:I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6。試回答下列問(wèn)答:?
(1)步驟①中涉及的離子反應(yīng)方程式_____________________加入的指示劑是________。???
(2)步驟②應(yīng)使用________式滴定管。
(3)判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是___________________________________。
Ⅱ.(4)若用0.1032 mol/L HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液,下列情況對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響的是____________。
A.酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗???
B.錐形瓶未用待測(cè)液潤(rùn)洗
C.滴定前滴定管尖嘴中有一氣泡,滴定后氣泡消失了
D.滴定時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)液濺出錐形瓶外
(5)碳酸H2CO3,K1=4.3×10-7,K2=5.6×10-11,草酸H2C2O4K1=5.9×10-2,K2=6.4×10-5。0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH(選填“大于”、“小于”或“等于”)。若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種離子濃度大小的順序正確的是_____________(填選項(xiàng)字母代號(hào))。
A.c(H+)>c()>c()>c()
B.c()>c()>c()>c()
C.c(H+)>c()>c()>c()
D.c(H2CO3)>c()>c()>c()
【答案】(1)Cl2+2I-=2Cl-+I2 淀粉溶液 (2)堿
(3)滴最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不變色 (4) B (5) 大于 AC
【解析】(1)工廠廢水中含游離態(tài)氯,和KI反應(yīng)生成碘單質(zhì)和氯離子,離子方程式為:Cl2+2I-=2Cl-+I2;溶液中有單質(zhì)碘,加入淀粉溶液呈藍(lán)色,碘與Na2S2O3發(fā)生氧化還原反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)時(shí),藍(lán)色褪去。故答案為:Cl2+2I-=2Cl-+I2;淀粉溶液;
(2)硫代硫酸鈉溶液顯堿性,應(yīng)選擇堿式滴定管。故答案為:堿;
(3)碘遇淀粉變藍(lán)色,所以溶液呈藍(lán)色,隨反應(yīng)I2+2Na2S2O3=2NaI+ Na2S4O6進(jìn)行,溶液中沒(méi)有碘,溶液由藍(lán)色為無(wú)色,說(shuō)明反應(yīng)到終點(diǎn),判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:滴最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不變色。故答案為:滴最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由藍(lán)色恰好變?yōu)闊o(wú)色,且半分鐘內(nèi)不變色。
(4)A. 酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗,標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的濃度偏小,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,根據(jù)可知,測(cè)定c(待測(cè))偏大,故A錯(cuò)誤;
B. 錐形瓶未用待測(cè)液潤(rùn)洗,對(duì)V(標(biāo)準(zhǔn))無(wú)影響,根據(jù)可知,測(cè)定c(待測(cè))無(wú)影響,故B正確;
C. 滴定前滴定管尖嘴中有一氣泡,滴定后氣泡消失了,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,根據(jù)可知,測(cè)定c(待測(cè))偏大,故C錯(cuò)誤;
D. 滴定時(shí)將標(biāo)準(zhǔn)液濺出錐形瓶外,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,根據(jù)可知,測(cè)定c(待測(cè))偏大,故D錯(cuò)誤;
故選:B;
(5)草酸的二級(jí)電離常數(shù)等于碳酸的二級(jí)電離常數(shù),說(shuō)明草酸氫根的酸性比碳酸氫根的強(qiáng),則0.1mol/L Na2CO3溶液中碳酸根的水解程度大于0.1mol/L Na2C2O4溶液中草酸根的水解程度,故0.1mol/L Na2CO3溶液堿性更強(qiáng),即0.1mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1mol/L Na2C2O4溶液的pH,草酸的一級(jí)、二級(jí)電離常數(shù)均大于碳酸的一級(jí)電離常數(shù),草酸、碳酸的一級(jí)電離遠(yuǎn)大于二級(jí)電離,第一步電離為主,因此溶液中 c(H+)>c()>c()>c();c(H+)>c()>c()>c(),則AC正確,BD錯(cuò)誤。故答案為:大于;AC。
考向三 滴定原理的拓展應(yīng)用
典例3 綠礬(FeSO4?7H2O)是治療缺鐵性貧血藥品的重要成分.某化學(xué)興趣小組同學(xué)采用以下方法測(cè)定某綠礬樣品純度。實(shí)驗(yàn)步驟如下:
a.稱(chēng)取2.850 g綠礬產(chǎn)品,溶解,在250 mL容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000 mol/L KMnO4溶液滴定至終點(diǎn),消耗KMnO4溶液體積的平均值為20.00 mL。
(1)a步驟中定容時(shí),如果仰視會(huì)使所配溶液濃度___________(填“偏高”、“偏低”或“無(wú)影響”)。
(2)滴定時(shí)盛放KMnO4溶液的儀器為_(kāi)_____(填儀器名稱(chēng))。
(3)判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是?_______________。
(4)寫(xiě)出酸性高錳酸鉀滴定Fe2+的離子反應(yīng)方程式:_____________。
(5)計(jì)算上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_(kāi)_______(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)。
【解析】(1)a步驟中定容時(shí),如果仰視,則液面超過(guò)刻度線,因此會(huì)使所配溶液濃度偏低;(2)高錳酸鉀溶液具有強(qiáng)氧化性,一般用硫酸酸化,所以滴定時(shí)盛放KMnO4溶液的儀器為酸式滴定管;(3)高錳酸鉀溶液顯紅色,因此判斷此滴定實(shí)驗(yàn)達(dá)到終點(diǎn)的方法是滴加最后一滴KMnO4溶液時(shí),溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色。(4)高錳酸鉀能把亞鐵離子氧化為鐵離子,自身被還原為錳離子,Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià),得到5個(gè)電子,鐵元素化合價(jià)從+2價(jià)升高到+3價(jià),失去1個(gè)電子,所以酸性高錳酸鉀滴定Fe2+離子的反應(yīng)方程式為5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O。(5)反應(yīng)中消耗高錳酸鉀的物質(zhì)的量是0.01000mol/L×0.02L=0.0002mol,根據(jù)方程式5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知消耗亞鐵離子是0.001mol,所以根據(jù)鐵原子守恒可知上述樣品中FeSO4·7H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 。
【答案】(1)偏低
(2)酸式滴定管
(3)滴加最后一滴KMnO4溶液時(shí),溶液變成淺紅色且半分鐘內(nèi)不褪色
(4)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(5)97.5%
3.六氨氯化鎂 (MgCl2·6NH3)具有極好的可逆性、放氨特性,是一種優(yōu)良的儲(chǔ)氨材料。某研究小組在實(shí)驗(yàn)室以菱鎂礦(主要成分 MgCO3,含少量 FeCO3等雜質(zhì))為原料制備了六氨氯化鎂,現(xiàn)在對(duì)產(chǎn)品的成分進(jìn)行測(cè)定,其中氯離子含量檢測(cè)方法如下:
A.稱(chēng)取1.420 g樣品,加足量硫酸溶解,配制成250 mL溶液;
B.量取25.00 mL待測(cè)液于錐形瓶中;
C.用0.200 0 mol/L AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),記錄消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積;
D.重復(fù)b、c操作2~3次,平均消耗AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液10.00 mL 。
(1)配制樣品溶液時(shí)加硝酸的原因__________________________________________。
(2)該樣品中氯離子百分含量為_(kāi)_______。
(3)將氯離子百分含量實(shí)驗(yàn)值與理論值 (36.04%)相比較,請(qǐng)分析造成此結(jié)果的可能原因有________________________________(已知滴定操作正確、硫酸根離子對(duì)檢測(cè)無(wú)影響)。
判斷滴定終點(diǎn)的答題模板
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏巍痢翗?biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液變成××色,且半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原來(lái)的顏色。
說(shuō)明:解答此類(lèi)題目時(shí)要注意三個(gè)關(guān)鍵詞:
(1)最后一滴:必須說(shuō)明是滴入“最后一滴”溶液。
(2)顏色變化:必須說(shuō)明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。
(3)半分鐘:必須說(shuō)明溶液顏色變化后“半分鐘內(nèi)不再恢復(fù)原來(lái)的顏色”。
考向四 酸堿中和反應(yīng)中的pH曲線
典例4 取未知濃度的硫酸、鹽酸和醋酸各25.00 mL,分別用0.10 mol·L-1的NaOH溶液或0.10 mol·L-1的稀氨水滴定得如圖所示曲線。下列說(shuō)法正確的是
A.由圖可知曲線c為NaOH滴定硫酸
B.由圖可知硫酸的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸的物質(zhì)的量濃度
C.曲線b、c的滴定實(shí)驗(yàn)可用酚酞作指示劑
D.由圖可知滴定前醋酸電離百分比約為1.67%
【答案】D【解析】由題圖可知,加入NaOH溶液或氨水時(shí),曲線a的pH在開(kāi)始階段變化較大,應(yīng)為堿滴定弱酸的變化曲線,則b、c為硫酸、鹽酸的滴定曲線,由于濃度未知,則不能確定曲線b、c表示的滴定過(guò)程,A錯(cuò)誤。硫酸和鹽酸都是強(qiáng)酸,圖中縱坐標(biāo)為pH,不能確定其濃度大小,B錯(cuò)誤。曲線c達(dá)到終點(diǎn)時(shí)溶液呈酸性,應(yīng)選用甲基橙作指示劑,C錯(cuò)誤。滴定前,醋酸溶液的pH=3,則有c(H+)=1×10-3mol·L-1,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗15 mL NaOH溶液,則有c(CH3COOH)×0.025 L=0.10 mol·L-1×0.015 L,解得c(CH3COOH)=0.06 mol·L-1,故滴定前CH3COOH電離的百分?jǐn)?shù)為×100%≈1.67%,D正確。
4.用一定濃度溶液滴定一定物質(zhì)的量濃度溶液過(guò)程中的變化如圖:
依據(jù)圖示,表中列出的所用待測(cè)液和標(biāo)準(zhǔn)液中和的物質(zhì)的量濃度對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是( )
選項(xiàng)
A
B
C
D
物質(zhì)的量濃度/
0.12
0.03
0.09
0.06
物質(zhì)的量濃度/
0.04
0.09
0.03
0.12
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【解析】由圖像知,當(dāng)NaOH溶液體積為20mL時(shí),HCl過(guò)量,pH=2,則,當(dāng)NaOH溶液體積為30mL時(shí),溶液pH=7呈中性,則有0.01L×c(HCl)=0.03L×c(NaOH),聯(lián)立解得,c(HCl)=0.09mol/L,c(NaOH)=0.03mol/L,故答案選C。
1.某校學(xué)生配置標(biāo)準(zhǔn)濃度的NaOH溶液來(lái)測(cè)定未知濃度的鹽酸溶液,下列有關(guān)操作和說(shuō)法正確的是
A.用圖甲所示裝置準(zhǔn)確稱(chēng)得2.21g NaOH固體
B.用圖乙所示操作轉(zhuǎn)移NaOH溶液到容量瓶中
C.用圖丙所示操作排除堿式滴定管中的氣泡
D.用圖丁所示裝置以NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定未知濃度鹽酸溶液
【答案】C
【解析】A.托盤(pán)天平只能讀數(shù)到0.1g,A錯(cuò)誤;B.向容量瓶中轉(zhuǎn)移NaOH溶液需要玻璃棒引流,B錯(cuò)誤;C.可用圖丙所示操作排除堿式滴定管中的氣泡,C正確;D.氫氧化鈉溶液應(yīng)該用堿式滴定管盛放,D錯(cuò)誤,答案選C。
2.實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)KMnO4溶液滴定未知濃度的FeSO4,下列說(shuō)法或操作正確的是
A.盛FeSO4溶液的錐形瓶滴定前用 FeSO4溶液潤(rùn)洗2~3次
B.選堿式滴定管盛放標(biāo)準(zhǔn) KMnO4溶液,并用碘化鉀淀粉溶液作指示劑
C.滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致滴定結(jié)果偏低
D.錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化由黃色變橙色,立即記下滴定管液面所在刻度
【答案】C
【解析】本題考查氧化還原滴定。A.盛FeSO4溶液的錐形瓶不能用FeSO4溶液潤(rùn)洗,潤(rùn)洗后將會(huì)導(dǎo)致FeSO4物質(zhì)的量變大,所測(cè)結(jié)果偏高,A錯(cuò)誤;B.堿式滴定管不能來(lái)盛放強(qiáng)氧化性的物質(zhì)如KMnO4,B錯(cuò)誤;C.滴定前仰視讀數(shù),滴定后俯視讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致滴定結(jié)果偏低,C正確;D.錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化后且半分鐘不恢復(fù)到原來(lái)顏色,才是滴定終點(diǎn),D錯(cuò)誤;答案選C。
3.以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定c mol·L-1某弱酸HA溶液,其滴定曲線如圖所示。下列說(shuō)法正確的是
A.可用甲基橙作滴定指示劑(已知甲基橙的變色范圍為3.1~4.4,pH4.4時(shí)溶液為黃色)
B.指示劑指示的滴定終點(diǎn)就是反應(yīng)終點(diǎn)
C.突變范圍的大小與酸的強(qiáng)弱及酸的濃度有關(guān)
D.滴定時(shí)氫氧化鈉溶液盛放在帶活塞的滴定管中
【答案】C
【解析】A、氫氧化鈉和弱酸恰好反應(yīng)生成的鹽是強(qiáng)堿弱酸鹽,鹽水解顯堿性,應(yīng)選擇堿性條件下變色的指示劑,不能選擇甲基橙,應(yīng)選擇酚酞指示劑,A錯(cuò)誤;B、反應(yīng)終點(diǎn)是指酸和堿剛好完全反應(yīng),而指示劑是一個(gè)變色范圍,B錯(cuò)誤;C、當(dāng)酸的酸性很強(qiáng),濃度變稀時(shí)突變范圍增大,突變范圍的大小與酸的強(qiáng)弱及酸的濃度有關(guān),C正確;D、帶活塞的為酸式滴定管不能盛氫氧化鈉溶液,滴定時(shí)氫氧化鈉溶液盛放在堿式滴定管中,D錯(cuò)誤;答案選C。
4.常溫下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液,得到兩條滴定曲線,如圖所示,則下列說(shuō)法正確的是
A.圖2是滴定鹽酸的曲線
B.a(chǎn)與b的關(guān)系是a<b
C.E點(diǎn)對(duì)應(yīng)離子濃度由大到小的順序可能為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.這兩次滴定都可以用甲基橙作為指示劑
【答案】C
【解析】如果酸為強(qiáng)酸,則0.10 mol·L-1酸的pH為1,根據(jù)酸的初始pH知,圖1為鹽酸的滴定曲線,故A錯(cuò)誤;根據(jù)圖1知,a點(diǎn)氫氧化鈉溶液的體積是20.00 mL,酸和堿的物質(zhì)的量相等,二者恰好反應(yīng)生成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽,其溶液呈中性;醋酸溶液中滴入氫氧化鈉溶液,醋酸鈉溶液呈堿性,所以氫氧化鈉溶液的體積小于20.00 mL,a>b,故B錯(cuò)誤;E點(diǎn)溶液的成分為醋酸鈉和醋酸,溶液呈酸性,說(shuō)明醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度,鹽類(lèi)水解程度較小,則溶液中離子濃度可能為c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故C正確;氫氧化鈉和鹽酸恰好反應(yīng)呈中性,可以選擇甲基橙或酚酞;氫氧化鈉和醋酸恰好反應(yīng)生成醋酸鈉溶液呈堿性,只能選擇酚酞,故D錯(cuò)誤。
5.在含有Ag+的酸性溶液中,以鐵銨礬NH4Fe(SO4)2作指示劑,用KSCN的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+。已知:AgSCN (白色,s)?Ag+ + SCN-,Ksp=1.0×10-12;Fe3+ + SCN- ?FeSCN2+(紅色),K=138。下列說(shuō)法正確的是
A.邊滴定,邊搖動(dòng)溶液,首先溶液變紅色
B.當(dāng)Ag+定量沉淀后,少許過(guò)量的SCN-與Fe3+生成紅色配合物,即為終點(diǎn)
C.上述實(shí)驗(yàn)可用KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液代替KSCN的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+
D.滴定時(shí),溶液pH變化不會(huì)影響終點(diǎn)的觀察
【答案】B
【解析】A.AgSCN的溶度積常數(shù)很小,邊滴定,邊搖動(dòng)溶液,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀,故A錯(cuò)誤;B.Fe3++SCN-?FeSCN2+(紅色),K=138,比較大,故正向反應(yīng)容易進(jìn)行,故當(dāng)Ag+定量沉淀后,少許過(guò)量的SCN-與Fe3+生成紅色配合物,且半分鐘不退色時(shí)即為終點(diǎn),故B正確;C.硫氰化鉀和鐵離子形成紅色溶液,氯化鉀和鐵離子不反應(yīng),故不能用KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液代替KSCN的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+,故C錯(cuò)誤;D.鐵離子易水解生成紅褐色氫氧化鐵膠體,干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,因此,滴定時(shí)要控制溶液一定的酸性,故D錯(cuò)誤;故選B。
6.(2021·福建三明一中高三月考)下列滴定中,指示劑的選擇或滴定終點(diǎn)顏色變化有錯(cuò)誤的是( )
提示:、。
選項(xiàng)
滴定管中的溶液
錐形瓶中的溶液
指示劑
滴定終點(diǎn)顏色變化
A
溶液
溶液
酚酞
無(wú)色→淺紅色
B
鹽酸
氨水
甲基橙
黃色→橙色
C
酸性溶液
溶液
無(wú)
無(wú)色→淺紫紅色
D
碘水
溶液
淀粉
藍(lán)色→無(wú)色
【答案】D
【解析】A.氫氧化鈉溶液滴定醋酸時(shí),恰好中和時(shí)生成醋酸鈉,此時(shí)溶液顯堿性,所以選擇堿性條件下變色的指示劑即酚酞,終點(diǎn)顏色變化為無(wú)色→淺紅色,A正確;
B.鹽酸滴定氨水時(shí),恰好中和時(shí)生成氯化銨,此時(shí)溶液顯酸性,所以選擇酸性條件下變色的指示劑—甲基橙,終點(diǎn)顏色變化為黃色→橙色,B正確;
C.據(jù)題給已知反應(yīng),可以用酸性高錳酸鉀溶液氧化亞硫酸鉀的原理進(jìn)行滴定,亞硫酸鉀被完全氧化后,過(guò)量的高錳酸鉀使溶液顯淺紫紅色,C正確;
D.用碘水滴定硫化鈉溶液,淀粉作指示劑,開(kāi)始時(shí)溶液無(wú)色,硫化鈉被完全消耗后,過(guò)量的碘水使淀粉顯藍(lán)色,所以滴定終點(diǎn)的顏色變化為無(wú)色→藍(lán)色,D錯(cuò)誤。
答案選D。
7.常溫下用0.1000mol/L的鹽酸分別逐滴加入到20.00mL0.1000 mo1/L的三種一元堿MOH、XOH、YOH溶液中,溶液的pH隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。 下列說(shuō)法不正確的是
A.XOH為強(qiáng)堿,MOH、YOH均 為弱堿
B.V(HCl)=15.00mL時(shí),三份溶液中離子總濃度大小順序: XOH>MOH>YOH
C.當(dāng)鹽酸滴加至20.00 mL時(shí),三條曲線剛好相交
D.在逐滴加入鹽酸至40.00mL的過(guò)程中,三份溶液中水的電離程度均先增大后減小
【答案】C
【解析】A、由圖象可知,0.1000 mo1/L的三種一元堿XOH、MOH、YOH溶液的pH分別為13、11、9,所以XOH為強(qiáng)堿,MOH、YOH均為弱堿,即A正確;B、當(dāng)V(HCl)=15.00mL時(shí),三份溶液中c(Cl-)相等,由溶液的pH可知其c(OH-)大小順序?yàn)閄OH>MOH>YOH,溶液中的陰離子只有Cl-和OH-,所以溶液中離子總濃度大小順序也是XOH>MOH>YOH,故B正確;C、當(dāng)鹽酸滴加至20.00 mL時(shí),三者都恰好完全反應(yīng),但由于三種堿的強(qiáng)弱不同,生成的鹽中XCl不水解,MCl和YCl的水解程度不同,所以三種鹽溶液的pH不同,三條曲線不會(huì)相交,故C不正確;D、當(dāng)逐滴加入鹽酸至40.00mL的過(guò)程中,開(kāi)始在鹽酸逐漸與三種堿反應(yīng)生成鹽的過(guò)程中,水的電離程度逐漸增大,隨著過(guò)量鹽酸的逐漸增多,增大了抑制水電離的程度,使水的電離程度逐漸減小,所以D正確。本題正確答案為C。
點(diǎn)睛:B選項(xiàng)由于溶液中陰陽(yáng)離子都是一價(jià)的,根據(jù)電荷守恒可得,陰離子總濃度等于陽(yáng)離子總濃度,知道了陰離子總濃度順序,也就知道溶液中離子總濃度順序;鹽的水解程度對(duì)溶液pH和水的電離程度的影響是解題的關(guān)鍵。
8.氯化芐(C6H5CH2Cl)是一種重要的有機(jī)化工原料。工業(yè)上采用甲苯與干燥氯氣在光照條件下反應(yīng)合成氯化芐。
(1)寫(xiě)出甲苯與干燥氯氣在光照條件下反應(yīng)合成氯化芐的化學(xué)方程式____________________。
(2)用下列方法分析氯化芐粗產(chǎn)品的純度:
步驟Ⅰ:稱(chēng)取2.555 g樣品于燒瓶中,加入100.00 mL 4 mol/L氫氧化鈉溶液共熱,冷卻至室溫。加入100.00 mL 4 mol/L硝酸,一段時(shí)間后,將燒瓶中的溶液全部轉(zhuǎn)移至250.00 mL的容量瓶中,加水定容。
步驟Ⅱ:從容量瓶中各取50.00 mL溶液于三只錐形瓶中,各加入25.00 mL 0.200 0 mol/L硝酸銀溶液。
步驟Ⅲ:用硫酸鐵銨作指示劑,用0.200 0 mol/L NH4SCN溶液分別滴定剩余的硝酸銀,所得滴定數(shù)據(jù)如下表。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
NH4SCN溶液體積讀數(shù)/mL
滴定前
滴定后
第一次
0.40
10.38
第二次
0.30
10.32
第三次
0.20
10.41
已知:NH4SCN+AgNO3===AgSCN↓+NH4NO3
①加入硝酸的目的是_____________________________。
②在步驟Ⅲ操作中,判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________________。
③該樣品中氯化芐的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)__________________________________。
④上述測(cè)定結(jié)果通常高于氯化芐中氯元素的理論含量,原因是__________________________________。
【答案】(1)C6H5CH3+Cl2C6H5CH2Cl+HCl
(2)①中和NaOH使溶液呈酸性,防止OH-對(duì)下一步的干擾
②當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏危芤河蔁o(wú)色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色
③×100%=74.2%
④甲苯與氯氣在光照條件下可能生成多氯代物,Cl2或生成的HCl也會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高
【解析】(1)甲苯與干燥氯氣在光照條件下反應(yīng)合成氯化芐的化學(xué)方程式為C6H5CH3+Cl2C6H5CH2Cl+HCl。(2)①溶液顯堿性,則加入硝酸的目的是中和NaOH使溶液呈酸性,防止OH-對(duì)下一步的干擾。②鐵離子能與SCN-反應(yīng)使溶液顯紅色,則在步驟Ⅲ操作中,判斷達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏危芤河蔁o(wú)色變?yōu)榧t色,且半分鐘內(nèi)不褪色。③三次實(shí)驗(yàn)中消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積分別是9.98 mL、10.02 mL、10.21 mL,第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)誤差大,舍去,則消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積的平均值是10.00 mL,根據(jù)方程式可知剩余硝酸銀是0.002 mol,所以與氯離子反應(yīng)的硝酸銀是0.005 mol-0.002 mol=0.003 mol,則水解生成的氯離子是0.003 mol×250 mL/50 mL=0.015 mol,因此該樣品中氯化芐的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%≈74.27%。④由于甲苯與氯氣在光照條件下可能生成多氯代物,且Cl2或生成的HCl也會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏高,因此上述測(cè)定結(jié)果通常高于氯化芐中氯元素的理論含量。
9.納米TiO2在涂料、光催化、化妝品等領(lǐng)域有著極其廣泛的應(yīng)用。制備納米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2?xH2O,經(jīng)過(guò)濾、水洗除去其中的Cl-,再烘干、焙燒除去水分得到粉體TiO2。用氧化還原滴定法測(cè)定TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):一定條件下,將TiO2溶解并還原為T(mén)i3+,再以KSCN溶液作指示劑,用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化學(xué)方程式為_(kāi)_____________________________。
(2)配制NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),加入一定量H2SO4的原因是__________;使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外,還需要下圖中的__________(填字母代號(hào))。
(3)滴定終點(diǎn)的判定現(xiàn)象是________________________________________。
(4)滴定分析時(shí),稱(chēng)取TiO2(摩爾質(zhì)量為M g/mol)試樣wg,消耗c mol/LNH4Fe(SO4)2 標(biāo)準(zhǔn)溶液VmL,則TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)表達(dá)式為_(kāi)_____________________________。
(5)判斷下列操作對(duì)TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。
①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中,燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出,使測(cè)定結(jié)果__________。
②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí),俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面,使測(cè)定結(jié)果__________。
【答案】(1)TiCl4+(2+x)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl
(2)抑制NH4Fe(SO4)2水解AC
(3)溶液變成紅色
(4)(或)
(5)偏高 偏低
【解析】(1)根據(jù)原子守恒可知TiCl4水解生成TiO2?xH2O的化學(xué)方程式為T(mén)iCl4+(2+x)H2O=TiO2·xH2O↓+4HCl;
(2)NH4+水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,F(xiàn)e3+水解:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,因此加入硫酸的目的是抑制NH4Fe(SO4)2的水解;根據(jù)一定物質(zhì)的量濃度溶液配制過(guò)程可知配制NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)使用的儀器除天平、藥匙、玻璃棒、燒杯、量筒外,還需要用到容量瓶和膠頭滴管,即AC正確;
(3)根據(jù)要求是Fe3+把Ti3+氧化成Ti4+,本身被還原成Fe2+,因此滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液變?yōu)榧t色;
(4)根據(jù)得失電子數(shù)目守恒可知n(Ti3+)×1=n[NH4Fe(SO4)2]×1=0.001cV mol,根據(jù)原子守恒可知n(TiO2)=n(Ti3+)=0.001cV mol,所以TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為;
(5)①若在配制標(biāo)準(zhǔn)溶液過(guò)程中,燒杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量濺出,造成所配溶液的濃度偏低,在滴定實(shí)驗(yàn)中,消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積增大,因此所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高;
②滴定終點(diǎn)時(shí),俯視刻度線,讀出的標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏小,因此所測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。
10.蒸餾碘滴定法可測(cè)量中藥材中二氧化硫是否超標(biāo)(亞硫酸鹽折算成二氧化硫)。原理是利用如圖裝置將亞硫酸鹽轉(zhuǎn)化為SO2,然后通過(guò)碘標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定吸收液。
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
Ⅰ.SO2含量的測(cè)定
燒瓶A中加中藥粉10 g,加蒸餾水300 mL;錐形瓶中加蒸餾水125 mL和淀粉溶液1 mL作為吸收液;打開(kāi)冷凝水,通氮?dú)?,滴入鹽酸10 mL;加熱燒瓶A并保持微沸約3 min后,用0.010 00 mol·L-1碘標(biāo)準(zhǔn)溶液一邊吸收一邊滴定,至終點(diǎn)時(shí)消耗碘標(biāo)準(zhǔn)溶液V1 mL。
Ⅱ.空白實(shí)驗(yàn)
只加300 mL蒸餾水,重復(fù)上述操作,需碘標(biāo)準(zhǔn)溶液體積為V0 mL。
(1)滴入鹽酸前先通氮?dú)庖欢螘r(shí)間的作用是____________________________,測(cè)定過(guò)程中氮?dú)獾牧魉龠^(guò)快會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果 (填“偏大”“偏小”或“不變”)。
(2)①滴定過(guò)程中使用的滴定管為_(kāi)_______。
A.無(wú)色酸式滴定管 B.棕色酸式滴定管
C.無(wú)色堿式滴定管 D.棕色堿式滴定管
②滴定時(shí)錐形瓶中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是____________________。
(3)空白實(shí)驗(yàn)的目的是__________________________。
(4)該中藥粉中SO2的含量為_(kāi)_______ mg/kg。
【答案】(1)排出裝置內(nèi)的空氣,避免空氣中的O2干擾SO2的測(cè)定 偏小
(2)①B ②I2+SO2+2H2O===4H++SO+2I- 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蔚鈽?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),錐形瓶?jī)?nèi)溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,且在30 s內(nèi)不變色
(3)消除其他試劑、實(shí)驗(yàn)操作等因素引起的誤差
(4)64(V1-V0)
【解析】(1)二氧化硫是強(qiáng)還原性物質(zhì),容易被氧化,所以先通入N2將裝置內(nèi)的空氣排凈,避免氧氣將二氧化硫氧化。氮?dú)獾牧魉偃绻^(guò)快,會(huì)使一部分的二氧化硫來(lái)不及溶解在水中就被氮?dú)鈳С?,所以?dǎo)致結(jié)果偏小。
(2)①碘會(huì)腐蝕堿式滴定管下端的橡膠管,所以只能用酸式滴定管。同時(shí),碘標(biāo)準(zhǔn)溶液實(shí)際是將碘溶解在碘化鉀溶液中制得的,此時(shí)單質(zhì)碘與碘離子作用形成I,既增大了碘的溶解度又避免了碘的揮發(fā),而光照會(huì)促進(jìn)I的分解,所以使用棕色酸式滴定管。②滴定時(shí),單質(zhì)碘將二氧化硫氧化為硫酸,離子方程式為I2+SO2+2H2O===4H++SO+2I-。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),二氧化硫都被反應(yīng)完,加入的單質(zhì)碘遇淀粉,溶液顯藍(lán)色,所以終點(diǎn)的現(xiàn)象為當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蔚鈽?biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),錐形瓶?jī)?nèi)溶液由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,且在30 s內(nèi)不變色。
(4)用于氧化二氧化硫的碘標(biāo)準(zhǔn)液體積為(V1-V0)mL,其物質(zhì)的量為mol,所以二氧化硫的物質(zhì)的量也是mol,質(zhì)量為 g,為10 g中藥粉中的含量,所以1 kg中藥粉中有g(shù) SO2,即有64(V1-V0)mg SO2。
1.(2020·全國(guó)高考真題)以酚酞為指示劑,用0.1000 mol·L?1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系數(shù)隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關(guān)系如圖所示。[比如A2?的分布系數(shù):]
下列敘述正確的是
A.曲線①代表,曲線②代表
B.H2A溶液的濃度為0.2000 mol·L?1
C.HA?的電離常數(shù)Ka=1.0×10?2
D.滴定終點(diǎn)時(shí),溶液中
【答案】C
【解析】根據(jù)圖像,曲線①代表的粒子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸減小,曲線②代表的粒子的分布系數(shù)隨著NaOH的滴入逐漸增大,粒子的分布系數(shù)只有1個(gè)交點(diǎn);當(dāng)加入40mLNaOH溶液時(shí),溶液的pH在中性發(fā)生突變,且曲線②代表的粒子達(dá)到最大值接近1;沒(méi)有加入NaOH時(shí),pH約為1,說(shuō)明H2A第一步完全電離,第二步部分電離,曲線①代表δ(HA-),曲線②代表δ(A2-),根據(jù)反應(yīng)2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)==0.1000mol/L,據(jù)此分析作答。A.根據(jù)分析,曲線①代表δ(HA-),曲線②代表δ(A2-),A錯(cuò)誤;B.當(dāng)加入40.00mLNaOH溶液時(shí),溶液的pH發(fā)生突變,說(shuō)明恰好完全反應(yīng),結(jié)合分析,根據(jù)反應(yīng)2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)= =0.1000mol/L,B錯(cuò)誤;C.根據(jù)曲線當(dāng)δ(HA-)=δ(A2-)時(shí)溶液的pH=2,則HA-的電離平衡常數(shù)Ka==c(H+)=1×10-2,C正確;D.用酚酞作指示劑,酚酞變色的pH范圍為8.2~10,終點(diǎn)時(shí)溶液呈堿性,c(OH-)>c(H+),溶液中的電荷守恒為c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),則c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D錯(cuò)誤;答案選C。
2.(2020·浙江高考真題)室溫下,向鹽酸中滴加溶液,溶液的pH隨溶液體積的變化如圖。已知。下列說(shuō)法不正確的是( )
A.與鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí),
B.選擇變色范圍在pH突變范圍內(nèi)的指示劑,可減小實(shí)驗(yàn)誤差
C.選擇甲基紅指示反應(yīng)終點(diǎn),誤差比甲基橙的大
D.時(shí),
【答案】C
【解析】A.與鹽酸恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液中的溶質(zhì)為NaCl,呈中性,室溫下,正確;B.選擇變色范圍在pH突變范圍內(nèi)的指示劑,可減小實(shí)驗(yàn)誤差,B正確;C.甲基橙的變色范圍在pH突變范圍外,誤差更大,錯(cuò)誤;D.時(shí),溶液中的溶質(zhì)為氯化鈉和氫氧化鈉,且c(NaOH)==0.02mol/L,即溶液中c(OH-)=0.02mol,則c(H+)=5×10-13 mol/L,pH=-lgc(H+)=12.3,正確;故答案為C。
3.(2020·山東高考真題)25℃時(shí),某混合溶液中,1gc( CH3COOH)、1gc(CH3COO-)、lgc(H+)和1gc(OH-)隨pH變化的關(guān)系如下圖所示。Ka為CH3COOH的電離常數(shù),下列說(shuō)法正確的是
A.O點(diǎn)時(shí),
B.N點(diǎn)時(shí),
C.該體系中,
D.pH由7到14的變化過(guò)程中, CH3COO-的水解程度始終增大
【答案】BC
【解析】根據(jù)圖像分析可知,隨著pH的升高,氫氧根離子和醋酸根離子濃度增大,氫離子和醋酸離子濃度減小,又pH=7的時(shí)候,氫氧根離子濃度等于氫離子濃度,故可推知,圖中各曲線代表的濃度分別是:曲線1為lgc(CH3COO-)隨pH的變化曲線,曲線2為lgc(H+)隨pH的變化曲線,曲線3為lgc(OH-)隨pH的變化曲線,曲線4為lgc(CH3COOH)隨pH的變化曲線,據(jù)此結(jié)合水溶液的平衡分析作答。A.根據(jù)上述分析可知,O點(diǎn)為曲線2和曲線3的交點(diǎn),對(duì)應(yīng)的pH=7,應(yīng)該得出的結(jié)論為:c(H+)= c(OH-),錯(cuò)誤;B.N點(diǎn)為曲線1和曲線4的交點(diǎn), lgc(CH3COO-)=lgc(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量關(guān)系并變形可知pH=-lgKa,正確;C.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L,則c(CH3COO-)=0.1mol/L- c(CH3COOH),又Ka=,聯(lián)立兩式消去c(CH3COO-)并化簡(jiǎn)整理可得出,c(CH3COOH)=mol/L,正確;D.醋酸根離子的水解平衡為:CH3COO-+H2O CH3COOH +OH-,pH由7到14的變化過(guò)程中,堿性不斷增強(qiáng),c(OH-)不斷增大,則使不利于醋酸根離子的水解平衡,會(huì)使其水解程度減小,錯(cuò)誤;答案選BC。
4.(2019·全國(guó)高考真題)NaOH溶液滴定鄰苯二甲酸氫鉀(鄰苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10?3 ,Ka2=3.9×10?6)溶液,混合溶液的相對(duì)導(dǎo)電能力變化曲線如圖所示,其中b點(diǎn)為反應(yīng)終點(diǎn)。下列敘述錯(cuò)誤的是
A.混合溶液的導(dǎo)電能力與離子濃度和種類(lèi)有關(guān)
B.Na+與A2?的導(dǎo)電能力之和大于HA?的
C.b點(diǎn)的混合溶液pH=7
D.c點(diǎn)的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH?)
【答案】C
【解析】鄰苯二甲酸氫鉀為二元弱酸酸式鹽,溶液呈酸性,向鄰苯二甲酸氫鉀溶液中加入氫氧化鈉溶液,兩者反應(yīng)生成鄰苯二甲酸鉀和鄰苯二甲酸鈉,溶液中離子濃度增大,導(dǎo)電性增強(qiáng),鄰苯二甲酸鉀和鄰苯二甲酸鈉為強(qiáng)堿弱酸鹽,鄰苯二甲酸根在溶液中水解使溶液呈堿性。A.向鄰苯二甲酸氫鉀溶液中加入氫氧化鈉溶液,兩者反應(yīng)生成鄰苯二甲酸鉀和鄰苯二甲酸鈉,溶液中Na+和A2—的濃度增大。由圖像可知,溶液導(dǎo)電性增強(qiáng),說(shuō)明導(dǎo)電能力與離子濃度和種類(lèi)有關(guān),正確;B.a(chǎn)點(diǎn)和b點(diǎn)K+的物質(zhì)的量相同,K+的物質(zhì)的量濃度變化不明顯,HA—轉(zhuǎn)化為A2—,b點(diǎn)導(dǎo)電性強(qiáng)于a點(diǎn),說(shuō)明Na+和A2—的導(dǎo)電能力強(qiáng)于HA—,正確;C.b點(diǎn)鄰苯二甲酸氫鉀溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成鄰苯二甲酸鉀和鄰苯二甲酸鈉,鄰苯二甲酸鉀為強(qiáng)堿弱酸鹽,A2—在溶液中水解使溶液呈堿性,溶液pH>7,錯(cuò)誤;D.b點(diǎn)鄰苯二甲酸氫鉀溶液與氫氧化鈉溶液恰好完全反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的鄰苯二甲酸鉀和鄰苯二甲酸鈉,溶液中c(Na+)和c(K+)相等,c點(diǎn)是繼續(xù)加入氫氧化鈉溶液后,得到鄰苯二甲酸鉀、鄰苯二甲酸鈉、氫氧化鈉的混合溶液,則溶液中c(Na+)>c(K+),由圖可知,a點(diǎn)到b點(diǎn)加入氫氧化鈉溶液的體積大于b點(diǎn)到c點(diǎn)加入氫氧化鈉溶液的體積,則溶液中c(K+)>c(OH—),溶液中三者大小順序?yàn)閏(Na+)>c(K+)>c(OH—),正確。故選C。
5.[2018新課標(biāo)Ⅲ]用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲線如圖所示。下列有關(guān)描述錯(cuò)誤的是
A.根據(jù)曲線數(shù)據(jù)計(jì)算可知Ksp(AgCl)的數(shù)量級(jí)為10-10
B.曲線上各點(diǎn)的溶液滿(mǎn)足關(guān)系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同實(shí)驗(yàn)條件下,若改為0.0400 mol·L-1 Cl-,反應(yīng)終點(diǎn)c移到a
D.相同實(shí)驗(yàn)條件下,若改為0.0500 mol·L-1 Br-,反應(yīng)終點(diǎn)c向b方向移動(dòng)
【答案】C
【解析】本題應(yīng)該從題目所給的圖入手,尋找特定數(shù)據(jù)判斷題目中的沉淀滴定的具體過(guò)程。注意:橫坐標(biāo)是加入的硝酸銀溶液的體積,縱坐標(biāo)是氯離子濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。A.選取橫坐標(biāo)為50 mL的點(diǎn),此時(shí)向50 mL 0.05 mol/L的Cl-溶液中,加入了50 mL 0.1 mol/L的AgNO3溶液,所以計(jì)算出此時(shí)溶液中過(guò)量的Ag+濃度為0.025 mol/L(按照銀離子和氯離子1∶1沉淀,同時(shí)不要忘記溶液體積變?yōu)樵瓉?lái)2倍),由圖示得到此時(shí)Cl-約為1×10-8mol/L(實(shí)際稍小),所以Ksp(AgCl)約為0.025×10-8=2.5×10-10,所以其數(shù)量級(jí)為10-10,選項(xiàng)A正確。
B.由于Ksp(AgCl)極小,所以向溶液滴加硝酸銀就會(huì)有沉淀析出,溶液一直是氯化銀的飽和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl),選項(xiàng)B正確。
C.滴定的過(guò)程是用硝酸銀滴定氯離子,所以滴定的終點(diǎn)應(yīng)該由原溶液中氯離子的物質(zhì)的量決定,將50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改為50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此時(shí)溶液中的氯離子的物質(zhì)的量是原來(lái)的0.8倍,所以滴定終點(diǎn)需要加入的硝酸銀的量也是原來(lái)的0.8倍,因此應(yīng)該由c點(diǎn)的25mL變?yōu)?5×0.8=20mL,而a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是15mL,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。
D.鹵化銀從氟化銀到碘化銀的溶解度應(yīng)該逐漸減小,所以Ksp(AgCl)應(yīng)該大于Ksp(AgBr),將50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改為50 mL 0.05 mol/L的Br-溶液,這是將溶液中的氯離子換為等物質(zhì)的量的溴離子,因?yàn)殂y離子和氯離子或溴離子都是1∶1沉淀的,所以滴定終點(diǎn)的橫坐標(biāo)不變,但是因?yàn)殇寤y更難溶,所以終點(diǎn)時(shí),溴離子的濃度應(yīng)該比終點(diǎn)時(shí)氯離子的濃度更小,所以有可能由c點(diǎn)變?yōu)閎點(diǎn),選項(xiàng)D正確。
點(diǎn)睛:本題雖然選擇了一個(gè)學(xué)生不太熟悉的滴定過(guò)程——沉淀滴定,但是其內(nèi)在原理實(shí)際和酸堿中和滴是一樣的。這種滴定的理論終點(diǎn)都應(yīng)該是恰好反應(yīng)的點(diǎn),酸堿中和滴定是酸堿恰好中和,沉淀滴定就是恰好沉淀,這樣就能判斷溶液發(fā)生改變的時(shí)候,滴定終點(diǎn)如何變化了。
6.[2018浙江11月選考]常溫下,分別取濃度不同、體積均為20.00mL的3種HCl溶液,分別滴入濃度為1.000mol·L-1,0.1000mol·L-1和0.01000mol·L-1的NaOH溶液,測(cè)得3個(gè)反應(yīng)體系的pH隨V(NaOH)的變化的曲線如圖,在V(NaOH)=20.00mL前后出現(xiàn)突躍。下列說(shuō)法不正確的是
A.3種HCl溶液的c(HCl):最大的是最小的100倍
B.曲線a、b、c對(duì)應(yīng)的c(NaOH):a>b>c
C.當(dāng)V(NaOH)=20.00mL時(shí),3個(gè)體系中均滿(mǎn)足:c(Na+)=c(Cl-)
D.當(dāng)V(NaOH)相同時(shí),pH突躍最大的體系中的c(H+)最大
【答案】D
【解析】A、由圖可知,c(HCl)分別為1.000mol/L,0.100mol/L和0.01000mol/L,故最大的是最小的100倍,選項(xiàng)A正確;B、加入多于20mL的氫氧化鈉溶液時(shí),溶液pH最高的為氫氧化鈉濃度最高的圖像,即a對(duì)應(yīng)的c(NaOH)最大,以此類(lèi)推,選項(xiàng)B正確;C、當(dāng) V(NaOH)=20.00mL時(shí),都恰好完全反應(yīng),溶液呈中性c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(OH-),選項(xiàng)C正確;D、當(dāng) V(NaOH)相同時(shí),三者都恰好完全反應(yīng),所得混合溶液體系中c(H+)應(yīng)該是相同的,選項(xiàng)D不正確。答案選D。
7.[2018江蘇]根據(jù)下列圖示所得出的結(jié)論不正確的是
A.圖甲是CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的平衡常數(shù)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,說(shuō)明該反應(yīng)的ΔHc(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH?)
C.pH=7時(shí),三種溶液中:c(A?)=c(B?)=c(D?)
D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí),將三種溶液混合后: c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH?)?c(H+)
【答案】C
【解析】本題考查酸堿中和滴定的分析,意在考查考生對(duì)滴定過(guò)程中粒子的分析能力。三種酸的濃度相等,根據(jù)圖象,在滴定前HA溶液的pH最小,酸性最強(qiáng),HD溶液的pH最大,酸性最弱,說(shuō)明HA的電離程度最大,電離常數(shù)最大,A項(xiàng)正確;P點(diǎn)溶液中含有等物質(zhì)的量的NaB與HB,此時(shí)溶液顯酸性,說(shuō)明HB的電離程度大于B?的水解程度,所以c(B?)>c(HB),由物料守恒:2c(Na+)=c(HB)+c(B?)知,c(Na+)介于c(B?)、c(HB)之間,B項(xiàng)正確;每種溶液中均存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X?)+c(OH?),X?代表A?、B?、D?,在pH=7時(shí),c(H+)=c(OH?),c(Na+) =c(X?),而pH=7時(shí),三種酸所消耗的NaOH的物質(zhì)的量不相等,故三種溶液中c(Na+)不相等,則c(X?)也不相等,C項(xiàng)錯(cuò)誤;中和百分?jǐn)?shù)為100%的三種溶液,其溶質(zhì)分別是NaA、NaB、NaD,混合后溶液中的電荷守恒式為:c(Na+)+c(H+)=c(A?)+c(B?)+c(D?)+c(OH?)①,此式中c(Na+)=c(Na+)[NaA]+c(Na+)[NaB] +c(Na+)[NaD],混合前的三種溶液中存在物料守恒:c(Na+)[NaA]=c(A?)+c(HA),c(Na+)[NaB]=c(B?)+c(HB),c(Na+)[NaD]=c(D?)+c(HD),消去①式中的c(Na+)和c(A?)、c(B?)、c(D?),得c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH?)?c(H+),D項(xiàng)正確。
10.[2018·全國(guó)卷Ⅲ,節(jié)選]硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol-1)可用作定影劑、還原劑。利用K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液定量測(cè)定硫代硫酸鈉的純度。測(cè)定步驟如下:
(1)溶液配制:稱(chēng)取1.200 0 g某硫代硫酸鈉晶體樣品,用新煮沸并冷卻的蒸餾水在________中溶解,完全溶解后,全部轉(zhuǎn)移至100 mL的________中,加蒸餾水至________________。
(2)滴定:取0.009 50 mol·L-1的K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液20.00 mL,硫酸酸化后加入過(guò)量KI,發(fā)生反應(yīng):Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸鈉樣品溶液滴定至淡黃綠色,發(fā)生反應(yīng):I2+2S2O===S4O+2I-。加入淀粉溶液作為指示劑,繼續(xù)滴定,當(dāng)溶液______________,即為終點(diǎn)。平行滴定3次,樣品溶液的平均用量為24.80 mL,則樣品純度為_(kāi)_____%(保留1位小數(shù))。
【答案】(1)燒杯 容量瓶 凹液面最低處與刻度線相平
(2)藍(lán)色褪去且半分鐘內(nèi)不復(fù)原 95.0
【解析】(1)配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,應(yīng)該在燒杯中溶解,冷卻至室溫后,轉(zhuǎn)移至100 mL的容量瓶中,加水至距刻度線下1~2 cm處,改用膠頭滴管滴加至溶液的凹液面最低處與刻度線相平。
(2)加入淀粉作指示劑,淀粉遇I2變藍(lán)色,加入的Na2S2O3樣品與I2反應(yīng),當(dāng)I2消耗完后,溶液藍(lán)色褪去,且半分鐘后不復(fù)原即為滴定終點(diǎn)。
由反應(yīng)Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O
I2+2S2O===S4O+2I-
得關(guān)系式:Cr2O ~ 3I2 ~ 6S2O
1 6
0.009 50 mol·L-1×0.02 L 0.009 50 mol·L-1×0.02 L×6
硫代硫酸鈉樣品溶液的濃度=,樣品的純度為×100%=95.0%。
這是一份新高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)精品學(xué)案 第9章 第53講 酸堿中和滴定及拓展應(yīng)用(含解析),共17頁(yè)。
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