【同步讲义】高中化学（苏教版2019）选修第一册--3.2.2 酸碱中和滴定原理 讲义

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第2课时　酸碱中和滴定原理
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课程标准
课标解读
1．通过实验探究，掌握酸碱中和滴定的原理。
2．结合真实情境中的实际应用，掌握酸碱中和滴定的操作方法。
通过对酸碱中和滴定原理的理解、指示剂的选择等，形成滴定原理的认知模型，并根据模型应用到其他滴定（如氧化还原滴定，沉淀滴定）中去。（证据推理与模型认知）

知识精讲

知识点01 酸碱中和滴定
1．酸碱中和滴定原理
(1)利用已知浓度的酸(或碱)去滴定一定体积未知浓度的碱(或酸)，通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的体积，从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。
其中已知浓度的酸(或碱)溶液常称为标准液，未知浓度的碱(或酸)溶液常称为待测液。
(2)酸碱中和反应的实质可用离子方程式H＋＋OH－===H2O来表示，在中和反应中，H＋、OH－之间的物质的量关系是n(H＋)＝n(OH－)；若用参加反应的c(H＋)、c(OH－)来表示，其关系式为c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，由此可计算c(H＋)，其表达式是c(H＋)＝；也可计算c(OH－)，其表达式是c(OH－)＝。由c(H＋)、c(OH－)可分别求出相应酸、碱的浓度。
2．主要仪器
(1) 酸碱中和滴定所用的主要仪器是滴定管和锥形瓶。
(2)滴定管
①滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管。
酸式滴定管用于盛放酸性或中性溶液，碱式滴定管用于盛放碱性溶液。
②既能盛放酸性溶液又能盛放碱性溶液的滴定管，活塞由聚四氟乙烯制成；若溶液中的物质见光易分解，可用棕色滴定管盛放。
③滴定管的上都标有规格大小、使用温度、刻度；滴定管的精确读数为0.01mL。
3．滴定管的使用方法
(1)检查：使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
(2)润洗：在加入酸、碱液之前，应使用待装的酸、碱溶液分别润洗滴定管内壁2～3次。
(3)装液：注入待装的酸、碱溶液至滴定管0刻度线以上2～3mL处。
(4)排气泡：酸式滴定管快速打开活塞冲走气泡，碱式滴定管将橡胶管向上弯曲，挤压玻璃球，赶走气泡，使滴定管尖嘴部分充满溶液。
(5)调液面：调整管中液面至“0”或“0”刻度以下，记录读数V0。滴定管的读数时，视线、刻度线、凹液面在同一水平线上。

(6)滴定：左手控制活塞或玻璃小球，右手摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。滴定过程中，滴加速度不宜过快，接近终点时，应逐渐减慢滴加速度。
(7)终点的判断：最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色，即为滴定终点。滴加完毕记录读数V1，消耗溶液的体积为V1-V0。
【即学即练1】现用物质的量浓度为a mol·L－1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸的物质的量浓度，请填写下列空白：
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后，接下来应该进行的操作是__________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时，应将标准NaOH溶液注入下图左的__________(填“甲”或“乙”)中。

(3)上图右是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数，则c(HCl)＝________mol·L－1。
答案：(1)用标准NaOH溶液润洗　(2)乙
(3)
解析：(1)碱式滴定管水洗后应用标准NaOH溶液润洗2～3次，每次润洗液都要从尖嘴处排出。
(2)NaOH为强碱，应将NaOH溶液注入碱式滴定管中，故选乙。
(3)滴定过程中消耗NaOH溶液的体积为(V2－V1) mL，因此c(HCl)＝mol·L－1。

知识点02 中和滴定曲线和pH突变
1．中和滴定曲线的绘制
取0.100 0 mol·L－1的盐酸溶液20.00 mL，注入锥形瓶中，滴加2滴酚酞溶液，用0.100 0 mol·L－1的NaOH溶液滴定。
(1)计算滴定过程中的pH变化，填写下表空格：
V(NaOH)
0.00
18.00
19.80
19.96
19.98
20.00
20.02
20.04
20.20
22.00
40.00
pH
1.00
2.28
3.30
4.00
4.30
7.00
9.70
10.00
10.70
11.70
12.52
(2)根据上表数据绘制滴定曲线


(3)由上述滴定曲线可知，滴定终点前后，溶液的pH变化规律是：终点前后，pH产生突跃现象。
(4)达到终点的现象是溶液由无色变为红色。
2．pH突变与指示剂选择
(1)pH突变
强酸和强碱完全反应时，pH=7。当NaOH溶液的体积从19.98mL变为20.02mL，pH从4.3突跃到9.7，因此只要选择突变范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差。
(2)中和滴定终点的判断
判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)的方法是在待测液中加2～3滴指示剂，观察滴定过程中其颜色的变化，常选用的指示剂是酚酞或甲基橙，而不用石蕊试液的原因是石蕊试液颜色变化不明显。
(3)指示剂的选择
对于不同的酸碱中和反应，指示剂的选择可依据中和滴定曲线来确定。
指示剂
酸色
中间色
碱色
变色的pH范围
甲基橙
红
橙
黄
3.1 ~ 4.4
甲基红
红
橙
黄
4.4 ~ 6.2
酚酞
无色
粉红
红
8.2 ~ 10.0

【即学即练2】某同学取20.00 mL 0.50 mol·L－1 NaOH溶液，恰好将未知浓度的H2SO4溶液20.00 mL滴定至终点，下列说法正确的是(　　)
A．该实验不需要指示剂
B．用量筒量取上述硫酸的体积
C．H2SO4的浓度为1.00 mol·L－1
D．参加反应的H＋和OH－的物质的量相等
答案：D
解析：酸碱中和滴定需要指示剂，A项错误；量筒的精确度为0.1 mL，应用滴定管量取20.00 mL硫酸，B项错误；n(H2SO4)＝n(H＋)×＝n(NaOH)×＝5×10－3 mol，c(H2SO4)＝0.25 mol·L－1，C项错误；恰好完全反应时，n(H＋)＝n(OH－)，D项正确。

能力拓展

考法01 酸碱中和滴定的原理和仪器的使用
1．中和滴定的原理
（1）中和滴定的依据是参加反应的H+与OH-的物质的量相等，已知标准液的物质的量浓度、标准液的体积、待测液的体积，从而求得待测液的浓度。
（2）计算依据：n(H+)=n(OH-)
根据反应方程式进行计算，如硫酸与NaOH溶液反应，方程式为：H2SO4+2NaOH=Na2SO4+2H2O，得到关系式：2c(H2SO4)·V(H2SO4)=c(NaOH)·V(NaOH)，然后依据该关系式进行计算。
2．中和滴定实验仪器的使用
（1）酸式滴定管为玻璃活塞，可盛装酸性溶液和氧化性溶液（如酸性高锰酸钾溶液），但不可盛装碱液，因为碱液会腐蚀玻璃活塞；碱式滴定管为橡皮管和玻璃珠，不能盛装酸性溶液和氧化性溶液。
（2）滴定管的“0”刻度位于上方，最大刻度位于滴定管下部，最大刻度下部没有刻度，因此实际盛装溶液的体积大于最大刻度所标注的体积。
（3）滴定管的最小刻度为0.1mL，精确度为0.01mL。
（4）锥形瓶只能用蒸馏水洗净，不可用待测液润洗。
（5）滴定管使用时的操作要依照查漏—水洗—润洗—装液—调节液面、赶气泡—读数的顺序进行
【典例1】下列有关滴定操作的顺序正确的是(　　)
①用标准溶液润洗滴定管　②往滴定管内注入标准溶液 ③检查滴定管是否漏水　④滴定　⑤洗涤
A．⑤①②③④ B．③⑤①②④
C．⑤②③①④ D．②①③⑤④
答案：B
解析：滴定操作的顺序为查漏—洗涤—润洗—注液—滴定。



分层提分

题组A 基础过关练
1．下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是(　　)
A．滴定管　　　 B．分液漏斗 C．过滤漏斗 D．容量瓶
答案：C
2．酸碱恰好完全中和时(　　)
A．酸与碱的物质的量一定相等
B．溶液呈现中性
C．酸与碱的物质的量浓度相等
D．酸所能提供的H＋与碱所能提供的OH－的物质的量相等
答案：D
解析：酸碱恰好完全中和时酸所能提供的H＋与碱所能提供的OH－的物质的量相等，但酸与碱的物质的量不一定相等，溶液也不一定呈中性。
3．在一支25.00 mL的酸式滴定管中盛有0.1 mol·L－1HCl溶液，其液面恰好在5.00 mL刻度处，若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中，然后以0.1 mol·L－1NaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积(　　)
A．大于20 mL　　　 B．小于20 mL C．等于20 mL D．等于5 mL
答案：A
解析：25.00 mL的滴定管中，若液面在5.00 mL刻度处，则其中液体体积是25.00 mL－5.00 mL＝20.00 mL。考虑到25.00 mL刻度下方还有一段无刻度区，若将液体全部放出，则应该是多于20.00 mL。
4．用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列操作中正确的是(　　)
A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后，直接加入已知浓度的盐酸
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，用NaOH溶液润洗后再加入待测液
C．滴定时，没有逐出滴定管下口的气泡
D．读数时，视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
答案：D
5．甲、乙两人用同一瓶盐酸滴定同一瓶NaOH溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后，使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中；乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数均正确，你的判断是(　　)
A．甲操作有错
B．乙操作有错
C．甲测定数值一定比乙小
D．乙实际测得值较不准确
答案：A
解析：锥形瓶不应用碱液润洗，且甲使用滴定管前未润洗，而甲用过的滴定管对乙来说已润洗过。
6．一只规格为a mL的滴定管，其尖嘴部分充满溶液，管内液面在m mL处，当液面降到n mL处时，下列判断正确的是(　　)
A．流出溶液的体积为(m－n) mL
B．流出溶液的体积为(n－m) mL
C．管内溶液体积等于(a－n) mL
D．管内溶液体积多于n mL
答案：B
解析：滴定管的“0”刻度在上方，越向下刻度越大，所以流出液体的体积为(n－m) mL；刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液，所以管内溶液体积大于(a－n) mL。
7．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，而酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性，需用酸式滴定管量取。
8．现用0.10 mol·L－1 HCl溶液滴定10 mL 0.05 mol·L－1 NaOH溶液，若酸式滴定管未润洗，达到终点时所用盐酸的体积应是(　　)
A．10 mL B．5 mL C．大于5 mL D．小于5 mL
答案：C
解析：用0.10 mol·L－1 HCl溶液滴定10 mL 0.05 mol·L－1 NaOH溶液正好需5 mL HCl溶液。现盐酸被稀释，其浓度小于0.10 mol·L－1，故中和NaOH所需体积大于5 mL。
9．用1.0 mol·L－1的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示，则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是(　　)

A．1.0 mol·L－1，20 mL B．0.5 mol·L－1，40 mL
C．0.5 mol·L－1，80 mL D．1.0 mol·L－1，80 mL
答案：C
解析：滴定前稀H2SO4的pH＝0，c(H＋)＝1.0 mol·L－1，则c(H2SO4)＝0.5 mol·L－1，当pH＝7时V(NaOH)＝40 mL，通过计算原硫酸溶液的体积为40 mL。本题考查中和滴定曲线，关键是把握滴定终点，pH＝7恰好完全反应，即n(H＋)＝n(OH－)。
10．如下图是常见仪器的部分结构：

(1)写出仪器名称A________，B________，C______，D________。
(2)使用前需检查是否漏水的仪器有__________(填字母)。
答案：(1)量筒　容量瓶　滴定管　温度计　(2)BC
解析：第(1)题是对常见仪器的认识，从刻度及形状判断常见仪器的名称。A没有0刻度，刻度自下而上由小到大，为量筒；B中只有一个刻度，上部有塞子，为容量瓶；C的刻度自上而下由小到大，为滴定管；D中0刻度在中间，有负值，为温度计。第(2)题是在第(1)题判断的基础上考查对容量瓶和滴定管使用前查漏的问题。
11．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，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________ mol·L－1，烧碱样品的纯度是________。
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　 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，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)根据c(NaOH)＝分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.400 0 mol·L－1，w(NaOH)＝×100%≈97.56%。

题组B 能力提升练
1．用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L－1的盐酸，如果达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05 mL)，继续加水至50 mL，所得溶液pH是(　　)
A．4 B．7.2 C．10 D．11.3
答案：C
解析：用0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定0.1 mol·L－1的盐酸，滴定到终点时溶液呈中性。多加1滴NaOH溶液(1滴溶液体积为0.05 mL)，加水至50 mL，此时溶液中c(OH－)＝＝1×10－4 mol·L－1，c(H＋)＝＝＝1×10－10 mol·L－1，pH＝10即选项C正确。
2．室温下，用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L－1盐酸，如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL)，继续加水至50 mL，所得溶液的pH是(　　)
A．4 B．7.2 C．10 D．11.3
答案：C
解析：c(OH－)＝＝1×10－4 mol·L－1，c(H＋)＝＝1×10－10 mol·L－1，pH＝10，故C项正确。
3．在25 ℃时，用0.125 mol·L－1的标准盐酸滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示。图中K点代表的pH为(　　)

A．13 B．12 C．10 D．11
答案：A
解析：由图示可知，在V(HCl)＝20.00 mL时，pH＝7，HCl与NaOH恰好完全反应，由c(HCl)·V(HCl)＝c(NaOH)·V(NaOH)知c(NaOH)＝＝0.1 mol·L－1。由Kw＝c(H＋)·c(OH－)知，0.1 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，即其pH＝13。
4．如图是常温下向20.0 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L－1 NaOH溶液时，溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线，根据图像所得的下列结论中正确的是(　　)

A．原盐酸的浓度为0.10 mol·L－1
B．x的值为2.0
C．pH＝12时，V的值为20.4
D．原盐酸的浓度为1.0 mol·L－1
答案：A
解析：当V(NaOH)＝0 mL时，盐酸的pH＝1，因此c(HCl)＝0.10 mol·L－1，A正确、D错误；当反应后溶液pH＝7时，HCl与NaOH恰好完全反应，因此n(HCl)＝n(NaOH)，故V(NaOH)＝20.0 mL，B错误；当反应后溶液pH＝12时，＝1×10－2 mol·L－1，解得V(NaOH)≈24.4 mL，C错误。
5．(1)选用以下主要仪器和试剂，是否可以达到测定NaOH溶液浓度的目的？________(填“是”或“否”)。
主要仪器：滴定管　锥形瓶　烧杯
试剂：NaOH溶液　0.100 0 mol·L－1盐酸
(2)现用物质的量浓度为0.100 0 mol·L－1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸的物质的量浓度，请填写下列空白：
①用标准NaOH溶液滴定时，应将标准NaOH溶液注入______(填“甲”或“乙”)中。

②某学生的操作步骤如下：
A．移取V mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶中，并加入2～3滴酚酞；
B．用标准溶液润洗滴定管2～3次；
C．把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节滴定管使尖嘴部分充满溶液；
D．取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2～3 mL；
E．调节液面至“0”或“0”以下刻度，记下读数；
F．把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。
正确操作步骤的顺序是_________________(填字母)。
上述B步骤操作的目的是________________________________________________________。判断到达滴定终点的实验现象是______________________________________________。
③上图右是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数，c(HCl)＝_______________ mol·L－1。
答案：(1)否　(2)①乙　②BDCEAF　洗去附在滴定管内壁上的水，防止其将标准溶液稀释而带来误差　当滴入最后一滴标准液后，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色　③
解析：(1)缺少酸碱指示剂，无法判断滴定终点。
(2)①NaOH为强碱，应将NaOH溶液注入碱式滴定管中，故选乙。②按查漏→水洗→润洗→装液→排气泡→调液面→读数→加待测液和指示剂→滴定→判断终点→读数、记录数据→计算的顺序思考。判断滴定终点的方法是当滴入最后一滴标准液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色。③滴定过程中消耗NaOH溶液的体积为(V2－V1) mL，因此c(HCl)＝ mol·L－1。

题组C 培优拔尖练
1．下列指示剂的选择不正确的是(　　)(已知：I2＋2Na2S2O3)=2NaI＋Na2S4O6)

标准溶液
待测溶液
指示剂
A
HCl
NaOH
甲基橙
B
NaOH
HCl
酚酞
C
I2
Na2S2O3
淀粉
D
KMnO4
Na2SO3
酚酞
答案：D
解析：强酸与强碱滴定时，甲基橙或酚酞均可以，但一般强酸滴定强碱时用甲基橙，反之用酚酞，A、B均正确；据I2遇淀粉变蓝可检验I2，C正确；D项中KMnO4本身有颜色，无需再用其他指示剂，D不正确。
2．如图为10 mL一定物质的量浓度的盐酸用一定浓度的NaOH溶液滴定的图示。

(1)盐酸的浓度为____________。
(2)NaOH溶液的浓度为____________。
(3)当滴加NaOH溶液至26 mL时，溶液的pH为__________。
答案：(1)0.09 mol·L－1　(2)0.03 mol·L－1
(3)2＋lg3
解析：设它们的浓度分别为c(HCl)、c(NaOH)
pH＝7时：0.010 L·c(HCl)＝0.030 L·c(NaOH)
pH＝2时：c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1
解得：c(HCl)＝0.09 mol·L－1
c(NaOH)＝0.03 mol·L－1
当滴加NaOH溶液至26 mL时：c(H＋)＝＝×10－2 mol·L－1
pH＝－lgc(H＋)＝－lg(×10－2)＝2＋lg3。
3．滴定法是化学分析的常用方法，是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法，在常量分析中有较高的准确度。酸碱滴定和氧化还原滴定是常见的两种滴定方法：
Ⅰ．氧化还原滴定：双氧水常用于医用伤口消毒、环境消毒和食品消毒。化学兴趣小组欲准确测定某市售双氧水中H2O2的含量：取双氧水25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准液滴定，其反应的离子方程式为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O。
(1)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入______(填“酸”或“碱”)式滴定管中。
(2)滴定到达终点的现象是___________________________________________________。
Ⅱ．酸碱中和滴定：常温下，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL等浓度的盐酸和醋酸溶液，得到两条滴定曲线，如图所示：

(3)滴定盐酸的曲线是图______(填“1”或“2”)。
(4)滴定前CH3COOH的电离度为________。
(5)达到B、D状态时，反应消耗的NaOH溶液的体积a____(填“>”“<”或“＝”)b。
答案：(1)酸　(2)滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液呈紫色，且30秒内不褪色　(3)1　(4)1%　(5)>
解析：(1)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性，所以只能使用酸式滴定管。
(2)滴定到达终点的现象是滴入最后一滴高锰酸钾溶液，溶液呈紫色，且30秒内不褪色。
(3)HCl是强酸、CH3COOH是弱酸，浓度相同的HCl和CH3COOH的pH：HCl (4)滴定前CH3COOH溶液的pH＝3，溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，所以电离度α＝×100%＝1%。(5)达到B、D状态时，溶液为中性，NaCl不水解，CH3COONa水解使溶液呈碱性，溶液中留有一部分CH3COOH，所以反应消耗的NaOH溶液的体积：a>b。