第35講 酸堿中和滴定及拓展應(yīng)用
考點(diǎn)一　酸堿中和滴定的基本原理考點(diǎn)二　酸堿中和滴定的拓展應(yīng)用經(jīng)典真題·明考向作業(yè)手冊(cè)
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考點(diǎn)一　酸堿中和滴定的基本原理
(1)儀器:　　　　滴定管(如圖A)、　　　　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:①構(gòu)造:“0”刻度線在　　　　,尖嘴部分　　　　(填“有”或“無(wú)”)刻度。?酸式滴定管:下端帶有玻璃活塞;堿式滴定管:下端帶有橡膠管,管內(nèi)裝有玻璃小球。②精確度:讀數(shù)可以估讀到　　　　。?③排氣泡:酸式、堿式滴定管中的液體在滴定前均要排出　　　　中的氣泡。?④裝液:盛裝溶液時(shí),其液面不一定要在“0”刻度,可以在“0”刻度以下。⑤容量:因滴定管上端的“0”刻度以上和下端的最大刻度以下是沒(méi)有刻度的,故量程為25 mL的滴定管,若滴定過(guò)程中用去10.00 mL的液體,則滴定管中剩余液體體積必定大于15 mL。
氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管
堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無(wú)法打開(kāi)
“0”刻度以下的某刻度
3. 指示劑的變色范圍及選擇的基本原則
(1)常用酸堿指示劑及變色范圍
(2)選擇指示劑的基本原則變色要靈敏,變色范圍要小,變色范圍盡量與滴定終點(diǎn)溶液的酸堿性一致。①不能用石蕊作中和滴定的指示劑(變色范圍太大且終點(diǎn)時(shí)指示劑顏色變化不明顯)。②滴定終點(diǎn)為堿性時(shí),用　　　　作指示劑,如用NaOH溶液滴定醋酸。?③滴定終點(diǎn)為酸性時(shí),用　　　　作指示劑,如用鹽酸滴定氨水。?④強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿一般用　　　　或　　　　。?⑤并非所有的滴定都須使用指示劑,如用標(biāo)準(zhǔn)的KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液時(shí),溶液呈? 時(shí)即為滴定終點(diǎn)。
以酚酞作指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液為例。(1)滴定前的準(zhǔn)備①滴定管: 查漏→洗滌→潤(rùn)洗→裝液→排氣泡→調(diào)液面→記錄。②錐形瓶:注堿液→記體積→加指示劑。(2)滴定操作要領(lǐng)
控制滴定管的活塞
搖動(dòng)錐形瓶
錐形瓶?jī)?nèi)溶液的顏色變化
(3)終點(diǎn)判斷直到因加入半滴酸,溶液顏色從　　　　色剛好變?yōu)椤　　　∩? 且在　　　　內(nèi)不變色,即到達(dá)滴定終點(diǎn), 記錄　　　　的體積。 ?(4)數(shù)據(jù)處理按上述操作重復(fù)　　　　次,先算出每一次待測(cè)液的濃度,再求濃度的平均值。 ?
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)盛放待測(cè)液的錐形瓶一定要潤(rùn)洗,否則產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差(　)(2)25 ℃時(shí),用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液到pH=7,V(醋酸)V(NaOH),錯(cuò)誤。
[解析] (1)錐形瓶不能潤(rùn)洗,否則導(dǎo)致測(cè)得的溶液濃度偏高,錯(cuò)誤。
[解析] (3)CH3CH2Br是有機(jī)溶劑,能溶解橡膠管,不能用堿式滴定管量取,錯(cuò)誤。
(4)用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液時(shí),滴定前仰視,滴定后俯視,則測(cè)定值偏大(　)(5)中和滴定操作中所需標(biāo)準(zhǔn)溶液越濃越好,指示劑一般加入2~3 mL(　)(6)滴定管在加入溶液之前一定要用待盛裝的溶液潤(rùn)洗2~3次(　) (7) 滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),液面一定要調(diào)到“0”刻度線　　(　)
[解析] (5)較濃的標(biāo)準(zhǔn)液一滴引起的誤差大,指示劑一般加入2~3滴,錯(cuò)誤。
[解析] (6)滴定管用蒸餾水洗滌后,在加入溶液之前一定要用待盛裝的溶液潤(rùn)洗2~3次,否則會(huì)造成溶液濃度偏低,正確。
[解析] (7)滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)液時(shí),液面要調(diào)到“0”刻度線或“0”刻度線下方某刻度處,錯(cuò)誤。
2.已知常溫常壓下,CO2飽和溶液的pH為3.9,試推測(cè)用已知濃度的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定NaHCO3飽和溶液時(shí),適宜使用的指示劑及滴定至終點(diǎn)時(shí)溶液顏色的變化情況(　 )A.石蕊,由藍(lán)色變成紅色B.甲基橙,由黃色變成橙色C.酚酞,由紅色變成無(wú)色D.甲基橙,由橙色變成黃色
[解析] 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定NaHCO3飽和溶液時(shí),發(fā)生反應(yīng):NaHCO3+HCl = NaCl+CO2↑+H2O,NaHCO3飽和溶液呈堿性,滴定終點(diǎn)后生成的CO2的飽和溶液呈酸性,應(yīng)選擇在酸性范圍內(nèi)變色的甲基橙作指示劑。甲基橙在NaHCO3飽和溶液中呈黃色,生成的CO2的飽和溶液的pH=3.9,處于3.1~4.4范圍內(nèi),到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)溶液應(yīng)呈橙色,故選B。
題組一　酸堿中和滴定原理分析
1.用0.100 0 ml·L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的醋酸,下列說(shuō)法正確的是 (　 )A.可選用甲基橙作為指示劑B.堿式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,測(cè)得的醋酸濃度偏小C.滴定過(guò)程中,眼睛注視滴定管中液面變化D.根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算待測(cè)醋酸的濃度為0.100 0 ml·L-1
2.用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1鹽酸過(guò)程中的pH變化如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(　 )A.b點(diǎn)時(shí),加入極少量NaOH溶液都會(huì)引起pH的突變B.選指示劑時(shí),其變色范圍應(yīng)在4.30~9.70之間C.若將鹽酸換成同濃度的CH3COOH溶液,曲線ab段將會(huì)上移D.都使用酚酞作指示劑,若將NaOH溶液換成同濃度的氨水,所消耗氨水的體積較NaOH溶液小
[解析] b點(diǎn)在突變范圍內(nèi),極少量NaOH溶液也會(huì)引起pH突變,A正確;題圖中反應(yīng)終點(diǎn)的pH在4.30~9.70之間,選擇指示劑的變色范圍應(yīng)在反應(yīng)終點(diǎn)的pH范圍內(nèi),B正確;醋酸是弱酸,等濃度時(shí)醋酸溶液的pH大于鹽酸,滴定終點(diǎn)時(shí)醋酸鈉溶液水解顯堿性,曲線ab段將會(huì)上移,C正確;使用酚酞作指示劑,用同濃度氨水代替NaOH溶液,滴定終點(diǎn)時(shí)溶質(zhì)為NH4Cl,溶液顯酸性,要使溶液由無(wú)色變?yōu)闇\紅色,pH在8.2~10之間,則消耗氨水的體積大于NaOH溶液,D錯(cuò)誤。
【歸納總結(jié)】 滴定曲線分析在酸堿中和滴定過(guò)程中,開(kāi)始時(shí)由于被滴定的酸(或堿)濃度較大,滴入少量的堿(或酸)對(duì)其pH的影響不大。當(dāng)?shù)味ń咏K點(diǎn)時(shí),半滴的堿(或酸)就會(huì)引起溶液的pH突變(如圖所示)。用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.100 0 ml·L-1HCl溶液過(guò)程中的pH變化
酸堿恰好中和(即反應(yīng)終點(diǎn))時(shí)溶液不一定呈中性,最終溶液的酸堿性取決于生成鹽的性質(zhì),強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽的溶液呈中性,強(qiáng)堿弱酸鹽的溶液呈堿性,強(qiáng)酸弱堿鹽的溶液呈酸性。
題組二　酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)操作及誤差分析
3.[2023·福建龍巖質(zhì)檢] 測(cè)定食醋中總酸度有以下步驟:①將食醋精確稀釋10倍;②用燒堿固體配制100 mL濃度約為0.1 ml·L-1的溶液;③用鄰苯二甲酸氫鉀溶液標(biāo)定步驟②所得溶液;④用移液管取20.00 mL待測(cè)液;⑤用已知濃度NaOH溶液滴定。以下對(duì)應(yīng)步驟中的操作及選用儀器正確的是(　 )A.步驟①　　　　　B.步驟②C.步驟③　　　　　D.步驟⑤
[解析] 步驟①:將食醋精確稀釋10倍,應(yīng)是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液,因此需要用到的儀器是容量瓶等,A錯(cuò)誤;因?yàn)樾枰獦?biāo)定,因此步驟②是粗配溶液,0.4 g NaOH的物質(zhì)的量為0.01 ml,100 mL蒸餾水約為0.1 L,則濃度約為0.1 ml·L-1,B正確;用鄰苯二甲酸氫鉀溶液標(biāo)定NaOH溶液時(shí),滴定終點(diǎn)顯堿性,應(yīng)用酚酞作指示劑,C錯(cuò)誤;步驟⑤是用NaOH溶液進(jìn)行滴定,滴定管的刻度從上到下逐漸增大,而圖中儀器刻度從上到下逐漸減小,D錯(cuò)誤。
4.為測(cè)定某醋酸溶液濃度,量取20.00 mL待測(cè)醋酸溶液于錐形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定。以下實(shí)驗(yàn)操作導(dǎo)致測(cè)定濃度偏高的操作有幾個(gè)(　 )①酸式滴定管用蒸餾水洗滌后加入醋酸溶液②錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗后加入20.00 mL醋酸溶液③選酚酞作指示劑④當(dāng)加入最后半滴NaOH溶液時(shí),溶液由無(wú)色變?yōu)榉奂t色,即為滴定終點(diǎn)⑤滴定管(裝標(biāo)準(zhǔn)溶液)滴定前尖嘴處有氣泡,滴定后無(wú)氣泡⑥中和滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管內(nèi)液面讀數(shù)A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
[解析] ①酸式滴定管用蒸餾水洗滌后加入待測(cè)液,未潤(rùn)洗滴定管會(huì)導(dǎo)致溶液濃度減小,導(dǎo)致滴定消耗氫氧化鈉溶液體積偏小,使測(cè)定結(jié)果濃度偏小,故不符合題意;②錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗后加入20.00 mL醋酸溶液,待測(cè)液中醋酸的物質(zhì)的量增大,導(dǎo)致滴定消耗氫氧化鈉溶液體積偏大,測(cè)定結(jié)果偏高,故符合題意;③NaOH溶液與醋酸溶液完全反應(yīng)生成醋酸鈉,溶液顯堿性,故用NaOH溶液滴定醋酸時(shí)選酚酞作指示劑能正確判斷滴定終點(diǎn),對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)影響,故不符合題意;
④當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲蜰aOH溶液時(shí),溶液由無(wú)色變?yōu)榉奂t色說(shuō)明還未達(dá)到滴定終點(diǎn),還需半分鐘內(nèi)不變色,消耗NaOH溶液體積偏小,使測(cè)定結(jié)果濃度偏小,故不符合題意;⑤滴定管(裝標(biāo)準(zhǔn)溶液)滴定前尖嘴處有氣泡,滴定后無(wú)氣泡會(huì)使消耗NaOH溶液體積偏大,導(dǎo)致測(cè)得待測(cè)液的濃度偏大,故符合題意;⑥中和滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí)俯視滴定管內(nèi)液面讀數(shù)會(huì)導(dǎo)致滴定消耗氫氧化鈉溶液體積偏小,使測(cè)得待測(cè)液的濃度偏小,故不符合題意;②⑤符合題意,故選B。
【歸納總結(jié)】 酸堿中和滴定中常見(jiàn)誤差分析以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液(酚酞作指示劑)為例,常見(jiàn)因操作不正確而引起的誤差
[解析] 由圖像信息可知MOH為弱堿(弱電解質(zhì)),由于強(qiáng)酸與弱堿中和后生成的鹽MCl為強(qiáng)電解質(zhì),滴定過(guò)程中溶質(zhì)由弱電解質(zhì)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)電解質(zhì),溶液中離子濃度增大,所以溶液導(dǎo)電能力增大,A錯(cuò)誤;x點(diǎn)處的溶液中MOH和MCl等物質(zhì)的量混合,因?yàn)閜H>7,所以c(OH-)>c(H+),即MOH的電離程度大于MCl的水解程度,水的電離程度受到MOH的抑制,即水電離出的c水(H+)一定小于1.0×10-7 ml·L-1,B錯(cuò)誤;
P點(diǎn)酸堿恰好完全反應(yīng),生成強(qiáng)酸弱堿鹽,促進(jìn)水的電離,P點(diǎn)過(guò)后酸過(guò)量,抑制水的電離,故P點(diǎn)水的電離程度最大,Q點(diǎn)HCl過(guò)量,水的電離被抑制,水的電離程度最小,則水的電離程度:P>G>Q,C正確;Q點(diǎn)溶液呈酸性,溶液中c(HCl)=c(MCl),M+會(huì)水解,c(H+)>c(M+),D錯(cuò)誤。
【方法技巧】 滴定曲線分析抓五點(diǎn)(1)抓反應(yīng)的“起始”點(diǎn):判斷酸、堿的相對(duì)強(qiáng)弱,或計(jì)算電離平衡常數(shù),或計(jì)算c(H+),或計(jì)算pH。(2)抓反應(yīng)“一半”點(diǎn):判斷幾種溶質(zhì)的等量混合。(3)抓“恰好”反應(yīng)點(diǎn):判斷生成的溶質(zhì)成分及溶液的酸堿性。(4)抓溶液的“中性”點(diǎn):判斷溶液中溶質(zhì)的成分及哪種物質(zhì)過(guò)量或不足,常結(jié)合電荷守恒進(jìn)行判斷。(5)抓反應(yīng)的“過(guò)量”點(diǎn):判斷溶液中的溶質(zhì),判斷哪種物質(zhì)過(guò)量。
考點(diǎn)二　酸堿中和滴定的拓展應(yīng)用
(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), 或者間接滴定一些本身并沒(méi)有還原性或氧化性,但能與某些還原劑或氧化劑反應(yīng)的物質(zhì)。 (2)試劑: 常用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等; 常用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。
(3)實(shí)例: ①用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。 原理:　 。 ?指示劑及終點(diǎn)判斷: 酸性KMnO4溶液本身呈　　　　　,不用另加指示劑; 當(dāng)加入最后半滴酸性KMnO4溶液時(shí), 溶液剛好由　　　　變　　 　　, 且半分鐘內(nèi)不變色, 說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。 ?②用Na2S2O3溶液滴定碘液。 原理:2Na2S2O3+I2 = Na2S4O6+2NaI。 指示劑及終點(diǎn)判斷:用　　　 　作為指示劑; 當(dāng)加入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的　　　　剛好褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色, 說(shuō)明到達(dá)滴定終點(diǎn)。 ?
1.判斷正誤(正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”)(1)用標(biāo)準(zhǔn)H2O2溶液滴定KI溶液時(shí),用淀粉溶液作指示劑(　)(2)用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液滴定KMnO4溶液時(shí), 不需要另外加入指示劑(　)(3)用標(biāo)準(zhǔn)KI溶液滴定含有Fe3+的溶液,可以選用KSCN溶液作指示劑(　)
[解析] (2)KMnO4溶液本身呈現(xiàn)紫紅色,當(dāng)其變?yōu)闊o(wú)色時(shí),即指示達(dá)到滴定終點(diǎn),正確。
[解析] (1)H2O2溶液滴定KI溶液,滴定開(kāi)始后即有I2生成,溶液變藍(lán),不能指示滴定終點(diǎn),錯(cuò)誤。
[解析] (3)KSCN溶液遇Fe3+呈紅色,當(dāng)Fe3+反應(yīng)完全時(shí),紅色褪去,指示達(dá)到滴定終點(diǎn),正確。
(4)用酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液時(shí), 不需要指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí)溶液由淺紫色變?yōu)闊o(wú)色(　)(5)使用0.1 ml·L-1酸性KMnO4溶液滴定10 mL 0.1 ml·L-1 H2C2O4溶液,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗KMnO4溶液恰好為4 mL(　)
[解析] (4)酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液時(shí),滴定終點(diǎn)的溶液由無(wú)色變?yōu)榉奂t色,錯(cuò)誤。
[解析] (5)酸性KMnO4溶液滴定相同濃度的H2C2O4溶液,恰好完全反應(yīng)時(shí),酸性KMnO4溶液的體積為4 mL,此時(shí)溶液仍為無(wú)色,需再加半滴標(biāo)準(zhǔn)液,才能呈現(xiàn)顏色變化,故標(biāo)準(zhǔn)液體積比4 mL多半滴,錯(cuò)誤。
2.測(cè)定KMnO4產(chǎn)品的純度可用標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定。 (1)配制250 mL 0.1000 ml·L-1標(biāo)準(zhǔn)Na2S2O3溶液,需準(zhǔn)確稱取Na2S2O3固體的質(zhì)量為　　　　g。 ?
[解析] (1)n=cV=0.100 0 ml·L-1×0.250 0 L= 0.025 00 ml,m=nM=0.025 00 ml×158 g·ml-1=3.950 g。
1.[2023·安徽蚌埠質(zhì)檢] 沉淀滴定法測(cè)定產(chǎn)品[C(NH3)6]Cl3(三氯六氨合鈷)中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù):ⅰ.準(zhǔn)確稱取m g的產(chǎn)品,配制成100 mL溶液,移取20.00 mL于錐形瓶中;ⅱ.滴加幾滴K2CrO4溶液為指示劑,用c ml·L-1 AgNO3溶液滴定至終點(diǎn);ⅲ.重復(fù)滴定三次,消耗AgNO3溶液體積的平均值為V mL,計(jì)算晶體中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。已知溶解度:AgCl為1.3×10-6 ml·L-1,Ag2CrO4(磚紅色)為6.5×10-5 ml·L-1。
(1)ⅱ中,滴定至終點(diǎn)的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　。?
加入最后半滴AgNO3標(biāo)準(zhǔn)液,溶液中出現(xiàn)磚紅色沉淀,半分鐘內(nèi)不消失
(2)制備的晶體中Cl-的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是? (列計(jì)算式即可)。
滴加鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液時(shí)應(yīng)用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的　　　　(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為　　　　　　ml·L-1。若步驟2中滴加鹽酸時(shí)有少量待測(cè)液濺出,則Ba2+濃度的測(cè)量值將　　　　(填“偏大”或“偏小”)。?
3.[2023·湖南師大附中模擬] 產(chǎn)品Na10P3O13Cl·5H2O(摩爾質(zhì)量為656.5 g·ml-1)純度測(cè)定。①取a g待測(cè)試樣溶于蒸餾水配成250 mL溶液;②取25.00 mL待測(cè)液于錐形瓶中,加入10 mL 2 ml·L-1稀硫酸、25.00 mL 0.100 0 ml·L-1碘化鉀溶液(過(guò)量),此時(shí)溶液出現(xiàn)棕色;③滴入3滴5%淀粉溶液,用0.050 00 ml·L-1硫代硫酸鈉溶液滴定至終點(diǎn),平行滴定三次,硫代硫酸鈉溶液的體積為20.00 mL。
當(dāng)加入最后半滴硫代硫酸鈉溶液后,溶液藍(lán)色褪去且30 s內(nèi)不恢復(fù)原色
4.為了測(cè)定摩爾鹽[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]產(chǎn)品的純度,稱取a g樣品溶于水,配制成500 mL溶液,用濃度為c ml·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待測(cè)液體積均為25.00 mL,實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下:(1)滴定過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　,滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。?
加入最后半滴KMnO4溶液,溶液變?yōu)榉奂t色,且30 s內(nèi)不褪色
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算該產(chǎn)品的純度:　　　　 　　(用含字母a、c的式子表示)。上表第一次實(shí)驗(yàn)中記錄的數(shù)據(jù)明顯大于后兩次,其原因可能是　　　　。?A.俯視刻度線讀取滴定終點(diǎn)時(shí)酸性高錳酸鉀溶液的體積B.滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定結(jié)束無(wú)氣泡C.第一次滴定用的錐形瓶用待裝液潤(rùn)洗過(guò),后兩次未潤(rùn)洗D.該酸性高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)液保存時(shí)間過(guò)長(zhǎng),有部分變質(zhì),濃度降低
題組三　滴定法的綜合應(yīng)用
下列說(shuō)法正確的是(　 )A.ClO2中Cl元素化合價(jià)為+2B.步驟2反應(yīng)的離子方程式為2ClO2+10I-+8H+ = 5I2+2Cl-+4H2OC.滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象:滴加最后半滴Na2SO3溶液時(shí),溶液剛好由無(wú)色變?yōu)樗{(lán)色,且30 s不恢復(fù)原色D.原ClO2溶液的物質(zhì)的量濃度為0.045 ml·L-1
6.[2023·湖南郴州九校聯(lián)盟模擬] 三氯化六氨合鈷{[C(NH3)6]Cl3}是一種橙黃色晶體,可溶于水和稀酸溶液、不溶于乙醇,與熱的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生C(OH)3、NH3。某實(shí)驗(yàn)小組利用下列方法制備[C(NH3)6]Cl3并測(cè)定其組成。Ⅰ.制備晶體向錐形瓶中加入適量研細(xì)的CCl2·6H2O、NH4Cl和蒸餾水,加熱溶解后加入活性炭催化劑,冷卻,加入濃氨水,繼續(xù)冷卻至10 ℃以下,緩慢加入雙氧水,水浴加熱至60 ℃左右并恒溫20 min,然后用冰水冷卻,生成產(chǎn)品沉淀。抽濾,將沉淀溶解于50 mL沸熱的稀鹽酸中,趁熱過(guò)濾,在濾液中緩慢加入濃鹽酸,立即有大量橙黃色晶體析出,冷卻、過(guò)濾、洗滌、干燥。
Ⅱ.測(cè)定晶體組成(ⅰ)氨含量的測(cè)定(裝置如圖所示)稱取m g樣品于錐形瓶中,加水溶解。在另一錐形瓶中加入V1 mL c1 ml·L-1標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液并置于冰水浴中,從長(zhǎng)頸漏斗中加入足量20%的NaOH溶液,加熱,保持微沸狀態(tài)并持續(xù)1 h左右。然后取出插入標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液中的導(dǎo)管,用純水沖洗導(dǎo)管內(nèi)外,洗滌液并入裝有標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液的錐形瓶中。取出錐形瓶,加入指示劑,用c2 ml·L-1 NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的HCl,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液V2 mL。
[解析] (1)制備實(shí)驗(yàn)中,H2O2氧化C2+,生成的C3+與NH3配位,其化學(xué)方程式為2CCl2+10NH3+2NH4Cl+H2O2 2[C(NH3)6]Cl3+2H2O。
(2)“水浴加熱至60 ℃”的原因?yàn)椤　　　　　　　　? 　　　　　　　　　　　　　;“洗滌”時(shí)適宜選擇的洗滌劑為　　　　。?
[解析] (2)“水浴加熱”時(shí),若溫度過(guò)低,反應(yīng)速率較慢,若溫度過(guò)高,雙氧水和濃氨水分解揮發(fā),不利于產(chǎn)品的生成;“趁熱過(guò)濾”是為了除去產(chǎn)品中的活性炭雜質(zhì);根據(jù)題給信息,產(chǎn)品不溶于乙醇,用乙醇洗滌可減少產(chǎn)品的溶解損耗。
溫度過(guò)低,反應(yīng)速率較慢;溫度過(guò)高,雙氧水和濃氨水分解揮發(fā)
(3)由氨含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn),可得樣品中氨的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為　　　　 　　　　(用含c1、c2、V1、V1、m的代數(shù)式表示);若略去“純水沖洗導(dǎo)管內(nèi)外”操作,則會(huì)使測(cè)定結(jié)果　　　　(填“偏高”“偏低”或“無(wú)影響”)。?
(4)鈷含量的測(cè)定實(shí)驗(yàn)中,含鈷粒子發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為　　　　　　　　　　　　　　　　　;滴定終點(diǎn)時(shí)溶液顏色的變化為　　　　　 　　。?
[解析] (4)由題干信息可知,[C(NH3)6]Cl3與熱的強(qiáng)堿溶液反應(yīng)產(chǎn)生C(OH)3,因此氨含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)所得樣品殘?jiān)暮捔Ｗ訛镃(OH)3,其與KI反應(yīng)的離子方程式為2C(OH)3+2I-+6H+ = 2C2++I2+6H2O。達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)I2剛好消耗完,溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o(wú)色。
2C(OH)3+2I-+6H+ = 2C2++I2+6H2O
(5)小組成員查閱資料得知,若不加活性炭催化劑,制備產(chǎn)物主要是[C(NH3)5Cl]Cl2?，F(xiàn)有10.00 mL濃度為0.100 0 ml·L-1的[C(NH3)6]Cl3或[C(NH3)5Cl]Cl2溶液,用等濃度的AgNO3溶液進(jìn)行滴定,消耗AgNO3溶液30.00 mL,則該溶液為　　　　　　　　　(填“[C(NH3)5Cl]Cl2”或“[C(NH3)6]Cl3”)溶液。?
[解析] (5)類比硫酸四氨合銅可知,配合物內(nèi)、外界之間完全電離,內(nèi)界電離很微弱,故可通過(guò)測(cè)定外界Cl-的數(shù)目來(lái)確定其組成,用0.100 0 ml·L-1 AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液30.00 mL,即生成AgCl的物質(zhì)的量為0.003 000 ml,原溶液中c(Cl-)= 0.300 0 ml·L-1,故該溶液為[C(NH3)6]Cl3溶液。
[C(NH3)6]Cl3
1. [2022·浙江卷] 25 ℃時(shí),向20 mL濃度均為0.1 ml·L-1的鹽酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 ml·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等濃度的鹽酸,滴定終點(diǎn)的pH突躍范圍4.3~9.7)。下列說(shuō)法不正確的是(　 )A.恰好中和時(shí),溶液呈堿性B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的過(guò)程中,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H++OH- = H2OC.滴定過(guò)程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)D.pH=7時(shí),c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
3. [2023·山東卷] 一定條件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反應(yīng)[(CH3CO)2O+ROH → CH3COOR+CH3COOH]可進(jìn)行完全,利用此反應(yīng)定量測(cè)定有機(jī)醇(ROH)中的羥基含量,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中酯的水解可忽略。實(shí)驗(yàn)步驟如下:①配制一定濃度的乙酸酐-苯溶液。②量取一定體積乙酸酐-苯溶液置于錐形瓶中,加入m g ROH樣品,充分反應(yīng)后,加適量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O → 2CH3COOH。③加指示劑并用c ml·L-1 NaOH-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V1 mL。④在相同條件下,量取相同體積的乙酸酐-苯溶液,只加適量水使乙酸酐完全水解;加指示劑并用c ml·L-1 NaOH-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液V2 mL。
(1)對(duì)于上述實(shí)驗(yàn),下列做法正確的是( 　)A.進(jìn)行容量瓶檢漏時(shí),倒置一次即可B.滴入半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶中溶液變色,即可判定達(dá)滴定終點(diǎn)C.滴定讀數(shù)時(shí),應(yīng)單手持滴定管上端并保持其自然垂直D.滴定讀數(shù)時(shí),應(yīng)雙手一上一下持滴定管
[解析] (1)進(jìn)行容量瓶檢漏時(shí),倒置一次,然后玻璃塞旋轉(zhuǎn)180度后再倒置一次,故A錯(cuò)誤;滴入半滴標(biāo)準(zhǔn)溶液,錐形瓶中溶液變色,且半分鐘內(nèi)不變回原色,才是達(dá)到滴定終點(diǎn),故B錯(cuò)誤;滴定讀數(shù)時(shí),應(yīng)單手持滴定管上端無(wú)刻度處,并保持其自然垂直,眼睛平視,故C正確,D錯(cuò)誤。
(3)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)原理,下列說(shuō)法正確的是(　 )A.可以用乙酸代替乙酸酐進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)B.若因甲醇揮發(fā)造成標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度發(fā)生變化,將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小C.步驟③滴定時(shí),不慎將錐形瓶?jī)?nèi)溶液濺出,將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小D.步驟④中,若加水量不足,將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大
[解析] (3)根據(jù)(2)分析,乙酸與醇的酯化反應(yīng)可逆,不能用乙酸代替乙酸酐進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),故A錯(cuò)誤;若甲醇揮發(fā),則NaOH-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的c(NaOH)偏大,消耗NaOH-甲醇標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小,將導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小,故B正確;
4. [2022·湖南卷] 室溫時(shí),用0.100 ml·L-1的標(biāo)準(zhǔn)AgNO3溶液滴定15.00 mL濃度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通過(guò)電位滴定法獲得lg c(Ag+)與V(AgNO3)的關(guān)系曲線如圖所示[忽略沉淀對(duì)離子的吸附作用。若溶液中離子濃度小于1.0×10-5 ml·L-1時(shí),認(rèn)為該離子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,Ksp(AgI)=8.5×10-17]。下列說(shuō)法正確的是( 　)A.a點(diǎn):有白色沉淀生成B.原溶液中I-的濃度為0.100 ml·L-1C.當(dāng)Br-沉淀完全時(shí),已經(jīng)有部分Cl-沉淀D.b點(diǎn):c(Cl-)>c(Br-)>c(I-)>c(Ag+)
1. 室溫下向10 mL 0.1 ml·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1的一元酸HA溶液,溶液pH的變化曲線如圖所示。(1)a點(diǎn)(橫坐標(biāo)為10)溶液中離子濃度從大到小的順序?yàn)椤? 　,其中c(Na+)　 　(填“>”“c(A-)>c(OH-)>c(H+)
[解析] (1)當(dāng)加入HA溶液體積為10 mL時(shí),NaOH+HA = NaA+H2O恰好完全反應(yīng),溶質(zhì)為NaA,此時(shí)溶液pH=8.7,表明A-會(huì)水解,即HA為弱酸。故a點(diǎn)NaA溶液中離子濃度從大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);由元素守恒可得c(Na+)=c(A-)+c(HA)。
(2)c點(diǎn)溶液中,c(Na+)　 　(填“>”“”“c(HA)。
(4)以下滴定操作會(huì)導(dǎo)致V(HA)偏大的是　　。 ?A.滴定管滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失B.錐形瓶洗滌后沒(méi)有干燥C.滴定時(shí)錐形瓶中有待測(cè)液濺出D.滴定開(kāi)始前讀數(shù)時(shí)平視,滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視
[解析] (4)滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失,HA溶液體積將偏大,A符合題意;錐形瓶洗滌后沒(méi)有干燥不會(huì)影響參加反應(yīng)的物質(zhì)的物質(zhì)的量,因此不會(huì)影響HA溶液體積,B不符合題意;滴定時(shí)錐形瓶中有待測(cè)液濺出會(huì)導(dǎo)致NaOH的量偏小,滴定所消耗的HA溶液體積將偏小,C不符合題意;滴定開(kāi)始前讀數(shù)時(shí)平視,滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視會(huì)使讀數(shù)偏小,使HA溶液體積偏小,D不符合題意。
2. [2024·重慶八中模擬] 用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I-),實(shí)驗(yàn)過(guò)程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液(已知AgSCN為白色沉淀)。Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液a.準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.250 0 g(0.025 0 ml)后,配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。b.配制并標(biāo)定100 mL 0.100 0 ml·L-1 NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,備用。Ⅱ.滴定待測(cè)溶液a.取待測(cè)NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1 AgNO3溶液(過(guò)量),使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。d.用0.100 0 ml·L-1 NH4SCN溶液滴定過(guò)量的Ag+。e.重復(fù)上述操作2次,測(cè)定數(shù)據(jù)如表所示。f.數(shù)據(jù)處理?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)將稱得的AgNO3配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液,所使用的玻璃儀器除燒杯、量筒和玻璃棒外,還有兩種分別是　 　 、　 　。?
250 mL(棕色)容量瓶
(2)應(yīng)在pH

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