人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH优秀一课一练
展开第二节 水的电离和溶液的pH
第3课时 酸碱中和滴定
课程学习目标
1.通过实验探究,掌握酸碱中和滴定的原理。
2.结合真实情境中的应用实例,掌握酸碱中和滴定的操作方法和误差分析。
3.结合真实情境中的应用实例,了解酸碱中和滴定在生产、生活中的应用。
学科核心素养
1.通过酸碱中和滴定原理的理解、指示剂选择等,形成滴定原理的认知模型,并根据模型应用到其他滴定(如氧化还原反应滴定、沉淀滴定)中去。
2.能根据教材中的酸碱中和滴定实验,完成实验操作,观察现象,客观地进行记录、收集实验证据,培养科学探究与创新意识。
【新知学习】
一.酸碱中和滴定的原理与主要仪器
1.原理:
(1)含义:酸碱中和滴定是依据 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。
(2)原理:
中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱
c(H+)=eq \f(cOH-·V碱,V酸)或c(OH-)=eq \f(cH+·V酸,V碱)。
2.主要仪器及使用:
(1)仪器eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(__酸式滴定管__如图1,__碱式滴定管__如图2, 滴定管夹、铁架台、烧杯、__锥形瓶__))
(2)滴定管的结构及使用方法
【注意】
滴定管的“0”刻度在最上面,越往下数值越大,因为下端有一部分没有刻度,所以滴定管的实际容积大于它的标定容积。滴定管读数时要精确到0.01mL。注意量筒与滴定管的区别。
二.酸碱中和滴定操作
1.实验操作:
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例:
(1)滴定前的准备
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
左手滴,右手摇,眼睛 注视锥形瓶内溶液颜色变化 。
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内 不恢复 原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复 二至三 次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)= eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH) 计算。
2.常用酸碱指示剂及变色范围:
3.酸碱滴定曲线:
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。如图所示为用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 HCl溶液过程中的pH变化曲线。
由曲线可以看出,在酸、碱中和滴定过程中,溶液的pH在接近滴定终点时有一个突变过程,在此范围内,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。
【知识进阶】
一.酸碱中和滴定实验
【问题探究】
1.酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同?
不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应,酸和碱都不剩余,此时溶液可能为中性,也可能为酸性或碱性;而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点,二者不相同。酸碱恰好完全反应的点与滴定终点特别接近,在一般科学研究中不会造成大的误差。
2.在酸碱中和滴定实验中,标准液的浓度是越大越好还是越小越好?
标准液的浓度一般为0.100 0 ml·L-1为宜。浓度太大,易引起较大误差;浓度太小,所需标准液体积太大,不易操作。
3.用盐酸滴定氨水(氯化铵溶液显酸性),选什么作指示剂?怎样描述滴定终点?
可选择甲基橙作指示剂。滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内颜色不再变化,则达到滴定终点。
【知识归纳总结】
1.滴定操作步骤:
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例。
(1)滴定前的准备。
(2)滴定:放出一定体积的氢氧化钠溶液于洗净的锥形瓶中,滴加2~3滴酚酞试液,用标准盐酸开始滴定。左手:控制活塞,逐滴加入标准液,先快后慢。
右手:摇动锥形瓶。
眼睛:注视锥形瓶内溶液颜色变化,即到终点,记录末读数。
2.数据处理:
为减小误差,滴定时,要求重复实验2~3次,求平均值。将测得的实验数据代入中和滴定计算公式计算。
3.滴定终点判断答题模板:
【典例1】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 ml·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D.甲基红
(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 ml·L-1,烧碱样品的纯度是 。
【答案】A B 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
0.4000 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,一般应选甲基橙、酚酞、甲基红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。
(3)为准确判断滴定终点,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化,且在铁架台上垫一张白纸。
(4)平均标准盐酸体积V(HCl)=eq \f(20.50-0.40mL+24.00-4.10mL,2)=20.00 mL,然后根据c(NaOH)=eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH),解得c(NaOH)=0.400 0ml·L-1,w(NaOH)=eq \f(0.400 0 ml·L-1×0.5 L×40 g·ml-1,8.2 g)×100%≈97.56%。
【点拨】
指示剂的选择与颜色变化
〔变式训练1〕食用白醋中醋酸含量在30~50 mg·mL-1,某食品检验机构,现使用酸碱中和滴定法测定某品牌白醋的总酸量是否合格。
Ⅰ.实验步骤:
(1)量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中用水稀释后转移到100 mL____(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴____作指示剂。
(3)读取盛装0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示,则此时的读数为____mL。
(4)滴定。滴定终点的现象是____。
Ⅱ.数据记录:
Ⅲ.数据处理:
某检测员在处理数据时计算得:
平均消耗的NaOH溶液的体积V=(15.95+15.00+15.05+14.95)×eq \f(1,4)mL=15.24 mL。
指出他的计算的不合理之处:____。
该品牌白醋是否合格?____。
该白醋的总酸度为____mg·mL-1。
【答案】容量瓶 酚酞试液 0.70 溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不变色
第一组数据与后三组数据相差较大,属于异常值,应舍去 合格 45
【解析】
Ⅰ.(2)强碱滴定弱酸时,指示剂应选酚酞试液。
Ⅲ.V=(15.00 mL+15.05 mL+14.95 mL)×eq \f(1,3)=15.00 mL
n(CH3COOH)=15.00 mL×10-3L·mL-1×0.100 0 ml·L-1=1.500×10-3ml
醋酸的含量为eq \f(1.500×10-3×60×1 000,10×\f(20,100))mg·mL-1=45 mg·mL-1,合格。
二.酸碱中和滴定误差分析
【问题探究】
用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(放锥形瓶中),选用甲基橙作为指示剂。
1.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质,会对测定结果产生什么影响?
偏高。相同质量的NaOH比Na2CO3消耗HCl要多。
2.以溶液颜色由红色变为橙色为滴定终点,会对测定结果产生什么影响?
提示:由红色变为橙色还没有达到滴定终点,若此时读数会使测定结果偏低。
【知识归纳总结】
1.误差分析依据:分析误差要根据计算式:c待测=eq \f(c标准×V标准,V待测),当用标准液滴定待测液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小由V标准的大小决定。
2.误差分析:
(以NaOH标准溶液滴定一定体积的待测HCl为例)
【典例2】使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 ml·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作会使测定结果偏高的是( )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 ml·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴
④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③ B.②④
C.②③④ D.①②③④
【答案】A
【解析】
根据c(测)=eq \f(c标·V标,V测)判断,①量筒用蒸馏水,洗净后直接量取盐酸,所配标准液浓度偏小,滴定NaOH溶液时V(标)变大,c(测)偏高;②配制盐酸时,俯视容量瓶刻度线,c(标)变大,滴定NaOH溶液时,V(标)偏小,c(测)偏低;③滴定结束时,读数后滴定管尖嘴处悬一滴液体,V(标)偏大,c(测)偏高;④滴定过程中用蒸馏水将锥形瓶内壁盐酸冲下,对测定结果无影响,故选A。
〔变式训练2〕用酚酞作指示剂,以0.100 ml·L-1的NaOH溶液测定锥形瓶中一定体积的盐酸的物质的量浓度。下列操作将导致测定值高于实际值的是( C )
A.标准液在“0”刻度线以上,未予调整就开始滴定
B.滴定过程中振荡时,锥形瓶中有液滴溅出
C.观察记录滴定管内液面刻度时滴定前俯视,滴定后仰视
D.酚酞指示剂由无色变为红色时立即停止滴定
【答案】C
【解析】
由c(HCl)=eq \f(cNaOH·VNaOH,VHCl)可知:标准液在“0”刻度线以上,未予调整就开始滴定,导致NaOH溶液读数偏低,测定值偏低,A错;锥形瓶中液滴溅出,导致待测盐酸体积减小,V(NaOH)偏小,测定值偏低,B错;碱式滴定管内滴定前俯视,读数偏小,滴定后仰视,读数偏大,V(NaOH)偏大,测定值偏高,C正确;酚酞指示剂由无色变为红色时立即停止滴定,可能HCl并未完全反应,V(NaOH)偏小,测定值偏低,D错。
【效果检测】
1.(2021·北京市第十二中学高二期末)下列操作或仪器名称不正确的是
A.排出滴定管内气泡B.读取滴定管读数
C.锥形瓶无需用待测液润洗D.酸式滴定管
【答案】D
【详解】
A.把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤压滴定管下端软管处,排出滴定管内气泡,A操作正确;
B.读取滴定管读数应平视,眼睛应与凹液面最低点相平,并精确到2位小数,B操作正确;
C.图中所指仪器名称为锥形瓶,无需用待测液润洗,C操作正确;
D.图为碱式滴定管,D名称错误;
答案为D。
2.(2021·海原县第一中学高二期中)下列有关中和滴定的操作:①用标准液润洗滴定管;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滴加指示剂于待测液。正确的操作顺序是
A.③①②⑤④B.①②④③⑤C.⑤④③②①D.③①②④⑤
【答案】A
【详解】
在中和滴定操作时,第一步应检查滴定管是否漏水;然后用待盛装液体润洗滴定管,再将待盛装液体注入滴定管内;往待测液所在的锥形瓶内滴加指示剂,最后进行滴定;因此,正确的操作顺序是③①②⑤④,故选A。
3.(2021·浙江省诸暨市第二高级中学高二期中)下列实验中,由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是
A.用量筒量取一定体积液体时,俯视读出的读数
B.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,所测出的碱液的浓度值
C.同一滴定实验,一般做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次
D.达到滴定终点时,俯视读数标准液滴定未知物质的量浓度的HCl溶液
【答案】D
【详解】
A. 用量筒量取一定体积液体时,俯视读出的读数,会使所读取的数值大于液体的实际体积,浓度偏高,故A错误;
B. 用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,会导致浓度偏低,所用体积增加,则测定结果偏高,故B错误;
C. 同一滴定实验,一般做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次,则测定结果可能偏低、也可能偏高,不能确定,故C错误;
D. 达到滴定终点时,俯视读数标准液滴定未知物质的量浓度的HCl溶液,所测出的体积数值偏低,故D正确;
故选D。
4.(2021·宁夏银川一中高二期中)下列有关实验操作的说法错误的是
A.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
B.在酸碱中和滴定实验中,滴定管使用前应润洗
C.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D.称量时,称量物放在称量纸上或烧杯内,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘
【答案】C
【详解】
A.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水,不影响待测液的溶质的物质的量,所以不影响消耗标准液的体积,对中和滴定结果无影响,故A正确;
B.滴定管不用待盛装的溶液润洗,相当于给溶液稀释,会造成误差,在酸碱中和滴定实验中,滴定管使用前应润洗,故B正确;
C.滴定时,眼睛应观察锥形瓶内颜色的变化,以判断终点,故C错误;
D.称量固体,遵循左物右码的原则,则称量物放在称量纸上,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘,故D正确;
故选C。
5.(2021·浙江)下列说法不正确的是
A.容量瓶、分液漏斗、滴定管使用前均要检漏
B.pH计可用于酸碱中和滴定终点的判断
C.用酸式滴定管量取18.20 mL Na2SiO3溶液
D.用简易量热计测反应热时需要用到环形玻璃搅拌棒
【答案】C
【详解】
A.容量瓶是准确配制一定体积、一定物质的量浓度溶液的仪器,最后要定容、摇匀,因此一定要查漏;分液漏斗是分离互不相溶的两层液体混合物的仪器,为充分分离混合物,使用前也需查漏;滴定管是进行滴定操作的仪器,为准确测定待测物质的多少,被滴加的标准溶液体积必须准确,因此使用前也要检漏,A正确;
B.pH计能够准确判断溶液的酸碱性,因此可用于酸碱中和滴定终点的判断,B正确;
C.Na2SiO3溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,而不能使用酸式滴定管量取溶液,C错误;
D.用简易量热计测反应热时,为使酸、碱溶液快速混合,减少实验过程中的热量损失,需要用到环形玻璃搅拌棒,D正确;
故合理选项是C。
6.(2021·上海)下列有关中和滴定的实验操作正确的是
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,加入待装液
B.移液管用蒸馏水洗涤后,加入待装液
C.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴接触了锥形瓶内壁
D.滴定到锥形瓶内液体颜色发生变化,马上停止滴定
【答案】C
【详解】
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,先用待装液润洗2~3次,再加入待装液,故A错误;
B.移液管用蒸馏水洗涤后,先用待装液润洗2~3次,再加入待装液,故B错误;
C.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴接触了锥形瓶内壁,可使残余在滴定管尖嘴部分的液体进入锥形瓶,故C正确;
D.滴定到锥形瓶内液体颜色发生变化,且半分钟内颜色无变化,停止滴定,故D错误;
选C。
7.(2021·河南高二月考)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作或说法错误的是
A.酸式滴定管未润洗就装标准溶液滴定会使测定结果偏高
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥直接加入待测的NaOH溶液
C.若用甲基橙作指示剂则滴定终点颜色由黄色变为橙色
D.滴定管润洗后应将润洗液从上口倒出
【答案】D
【详解】
A.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗就装标准液滴定,导致标准液浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=,c(待测)偏高,故A正确;
B.锥形瓶用蒸馏水洗净即可,无需润洗和干燥,故B正确;
C.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,达到滴定终点时,溶液由碱性变成酸性,用甲基橙作指示剂滴定至终点时,溶液由黄色变为橙色,故C正确;
D.滴定管润洗时,从上口加入3~5mL润洗液,倾斜着转动滴定管,然后从下口放出,操作不合理,故D错误;
故选D。
8.(2021·广东高二期末)实验室现有3种酸碱指示剂。其pH变色范围如下
甲基橙:3.1~4.4 石蕊:`5.0~8.0 酚酞:8.2~10.0
用0.1000 ml/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时。下列叙述正确的是
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈酸性,可选用甲基橙作指示剂
D.溶液星碱性,只能选用酚酞作指示剂
【答案】D
【详解】
NaOH与CH3COOH恰好完全反应生成CH3COONa,CH3COONa为强碱弱酸盐,水解后溶液呈碱性,为了减少滴定误差,应选择指示剂的pH范围与CH3COONa溶液的pH接近,所以指示剂选择酚酞,D正确;
故选D
9.(2021·河南高二期末)一元酸HX和HY都是20mL,分别用滴定,滴定曲线如图,下列说法正确的是
A.用滴定HX时,选用甲基橙做指示剂,测定结果偏低
B.HX可能是HCl,HY可能是
C.HX和HY的物质的量浓度可能都为1ml/L
D.a和b对应溶液的导电性相同
【答案】A
【详解】
A.氢氧化钠滴定HX,恰好完全反应溶液显碱性,甲基橙在酸性时就变色,故氢氧化钠消耗量会减小,测定结果偏低,故A正确;
B.与20mL酸恰好反应时消耗的碱的体积为20mL,所以酸的浓度都是0.1ml/L,根据图像纵坐标可知,HX为弱酸,HY为强酸,故B错误;
C.根据B分析可知,HX和HY的物质的量浓度都为0.1ml/L,故C错误;
D.a点对应溶质是NaX和HX,HX为弱电解质;b点对应溶质是NaY和HY,HY是强电解质,虽然各物质的浓度都相同,但是溶液中离子浓度不相同,故导电性不同,故D错误;
故选A。
10.(2021·四川省内江市第六中学)准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000ml·L-1NaOH溶液滴定。下列说法正确的是
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由大变小
【答案】B
【详解】
A.滴定管使用必须用NaOH标准液润洗,否则消耗的标准液偏大,测定酸的浓度偏大,故A错误;
B.滴定终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则消耗的标准液偏大,则测定酸的浓度偏大,
故B正确;
C.用酚酞作指示剂,滴定前锥形瓶中为无色溶液,则当锥形瓶中溶液由无色变红色时,且半分钟内不褪色,停止滴定,故C错误;
D.碱滴定酸,氢离子浓度逐渐减小,则随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变
大,故D错误;
故选B。
11.(2021·浙江省嘉善中学高二月考)用已知物质的量浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,可能有以下操作:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后,直接装入已知浓度的NaOH溶液;
②经检查碱式滴定管不漏液,胶管中玻璃珠控制灵活后,用少量已知的NaOH溶液洗涤2~3次后再装入碱液,将液面调至刻度“0”处,用滴定管夹将其固定在铁架台上;
③用待测盐酸润洗移液管移取一定体积的待测盐酸,放至用蒸馏水洗净的锥形瓶中;
④往锥形瓶中滴加几滴甲基橙,在瓶下垫一张白纸;
⑤手捏碱式滴定管中的玻璃珠,快速放液以使指示剂尽快变色;
⑥指示剂变色后再滴加几滴碱液,以稳定变色。
以上操作中错误的是
A.①②⑥B.①②③
C.①⑤⑥D.②③④
【答案】C
【详解】
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后,直接装入已知物质的量浓度的NaOH溶液,标准液被稀释,浓度偏小,造成V(标)偏大,c(待测)偏大,故①错误;
②经检查碱式滴定管不漏液,胶管中玻璃珠控制灵活后,用少量已知浓度NaOH溶液洗涤2~3次后再装入碱液,将液面调至“0”刻度处,用滴定管夹将其固定在铁架台上,对V(标)无影响,c(待测)偏不变,故②正确;
③用移液管移取一定体积的待测盐酸,放至用蒸馏水洗净的锥形瓶中,对V(标)无影响,c(待测)偏不变,故③正确;
④往锥形瓶中滴加几滴甲基橙,在瓶下垫一张白纸,便于观察变色点,对V(标)无影响,c(待测)偏不变,故④正确;
⑤手捏碱式滴定管中的玻璃珠,快速放液以使指示剂尽快变色,造成V(标)偏大,c(待测)偏大,故⑤错误;
⑥指示剂变色后再滴几滴碱液,以稳定变色,造成V(标)偏大,c(待测)偏大,故⑥错误;
故错误的有:①⑤⑥,故选:C。
12.(2021·江苏高二期中)下列实验操作正确的是
A.用图1装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.中和滴定时,选用图3滴定管盛装NaOH标准溶液
D.为了减小误差,可选用滴定管量取一定体积的溶液
【答案】D
【详解】
A.KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应放于酸式滴定管中,并且在滴定时,滴定管的尖嘴不能插入锥形瓶中,A错误;
B.滴定管“0”刻度在上方,从上至下依次增大,虚线处读数为18.10 mL,B错误;
C.图3为酸性滴定管,不能盛放碱NaOH溶液,C错误;
D.滴定管的精确度为0.01 mL,精确度高,可以量取一定体积的溶解,D正确;
故合理选项是D。
13.(2021·广西高二期末)下列与滴定实验有关的说法中正确的是
A.用碱式滴定管准确量取20.00mL的高锰酸钾溶液
B.NaOH标准液滴定盐酸,若滴定结束时俯视刻度,会导致测定结果偏高
C.醋酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,用甲基橙作指示剂,会导致测定结果偏高
D.用滴定亚硫酸钠溶液时,当最后一滴高锰酸钾标准液滴入锥形瓶中,溶液颜色由无色变为粉红色时,即达滴定终点
【答案】C
【详解】
A.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管的橡皮管,不能用碱式滴定管量取,所以用酸式滴定管量取20.00 mL酸性高锰酸钾溶液,故A错误;
B.用NaOH滴定盐酸时若滴定结束时俯视刻度,导致V(标准)偏小,根据分析,可以知道c(待测)偏小,故B错误;
C.甲基橙变色的pH范围是3.1~4.4,用甲基橙作指示剂滴定后溶液呈酸性,醋酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,醋酸钠溶液因水解呈碱性、滴定终点时溶液呈碱性,滴定时用甲基橙作指示剂,醋酸过量,导致V(标准)偏大,c(待测)偏大,故C正确;
D.用滴定亚硫酸钠溶液,高锰酸钾被还原而褪色、当最后一滴高锰酸钾标准液滴入锥形瓶中,溶液颜色由无色变为粉红色时,且半分钟内不褪去,即达终点,故D错误;
故选C。
14.(2021·江苏)用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(如图),下列实验操作不会引起误差的是
A.盛装NaOH溶液的滴定管在水洗后未用待装液润洗
B.盛装盐酸的锥形瓶用水洗后未用待装液润洗
C.其他操作均正确,滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度
D.滴定前无气泡,滴定到终点时,发现尖嘴处有气泡
【答案】B
【详解】
A.盛装NaOH溶液的滴定管在水洗后未用待装液润洗,会导致消耗标准溶液的体积增大,根据c(待测)=,测定结果会偏高,故A不选;
B.盛装待测液的锥形瓶用水洗后未用所装待测液润洗,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=,对测定结果无影响,故B选;
C.滴定终点仰视滴定管读数,读出的数据偏大,导致标准液体积偏大,根据c(待测)=,测定结果偏高,故C不选;
D.滴定前无气泡,滴定到终点时,发现尖嘴处有气泡,造成V(碱)偏小,根据c(待测)=,测定结果偏小,故D不选;
故选B。
15.(2020·重庆高二期末)下图是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.酚酞不能用作本实验的指示剂
B.盐酸的物质的量浓度为1 ml·L-1
C.P点时恰好完全中和,溶液呈中性
D.曲线b是氢氧化钠溶液滴定盐酸的曲线
【答案】C
【详解】
A.强酸、强碱相互滴定,指示剂可选择酚酞或甲基橙,故A错误;
B.根据曲线a可知,起点盐酸的pH=1,盐酸的物质的量浓度为0.1 ml·L-1,故B错误;
C.P点时恰好完全中和,溶质为氯化钠,溶液呈中性,故C正确;
D.曲线b的pH逐渐降低,所以b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的曲线,故D错误;
选C。
16.(2021·江苏高二期中)常温下,向盐酸中滴加0.1000NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知:①;②甲基红是一种常用的酸碱指示剂,其pH在4.4~6.2区间时呈橙色,时呈红色,时呈黄色。下列说法不正确的是
A.滴定时,边摇动锥形瓶边观察锥形瓶中溶液的颜色变化
B.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00mL时,所得溶液的pH=12.3
【答案】C
【详解】
A.滴定实验中,眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化,因为要根据颜色变化判断是否还要继续滴定,A正确;
B.NaOH与HCl完全反应生成NaCl,溶液显中性,则两者恰好完全反应时,pH=7,B正确;
C.由图示知,甲基红的变色范围更接近于中性,而甲基橙是在酸性条件下变色,所以选择甲基红作指示剂,误差更小些,C错误;
D.V(NaOH)=30.00mL时,碱过量,,,,D正确;
综上所述答案为C。
17.下图是用0.1000ml/L的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
请回答下列问题;
(1)仪器A的名称是___________。
(2)盐酸的体积读数:滴定前读数为___________mL。
(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出标准溶液盐酸的平均体积为___________,待测NaOH溶液的平均浓度是___________ml/L(保留四位有效数字)
(4)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏高”或“偏低”):
①取待测液的滴定管,取液前滴定管尖端有气泡,取液后气泡消失,对测定结果的影响是___________;
②若滴定前前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是___________;
③标准液读数时,若滴定前俯视,滴定后仰视,对测定结果的影响是___________。
【答案】酸式滴定管 0.80 22.00 0.1100 偏低 无影响 偏高
【详解】
(1)该滴定管的下端是玻璃活塞,所以仪器的名称为酸式滴定管;故答案为:酸式滴定管
(2)滴定前,滴定管中的液面读数为0.80mL,滴定后,滴定管中的液面读数为22.80mL,故答案为:0.80
(3)三次滴定消耗的体积为:22.02mL,28.00mL,21.98mL ,第二组数据与其他两组差别较大,属异常值。应舍去,则平均消耗V (NaOH)= 22.00 mL,氢氧化钠溶液的浓度为:故答案为:22.00,0.1100
(4)①取待测液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失,待测液的物质的量偏小,导致标准液的体积偏小,根据,分析可知造成待测液浓度偏低。
②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,待测液的物质的量不变,所以标准液体积也不变,可知不影响待测液浓度。
③标准液读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,标准液物质的量偏大,可知造成待测液浓度偏高。
故答案为:偏低、无影响、偏高
18.(2021·江苏启东中学高二月考)二氧化氯(ClO2)是一种绿色消毒剂,常温常压下为黄绿色气体,易溶于水。常见的化学合成方法有氧化法和还原法。
(1)过硫酸盐氧化法:用原料亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应,操作简单,同时可得到副产品Na2SO4。
制备时发生反应的离子方程式为___。
(2)盐酸还原法:此法制得的二氧化氯消毒液中常含有ClO2和Cl2两种主要成分。为测定某二氧化氯消毒液中ClO2的浓度,进行如下实验:
量取5.00mL二氧化氯消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00mL,再向其中加入过量KI溶液,充分振荡;用0.10ml/LNa2S2O3标准溶液滴定至浅黄色后,加入指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液5.50mL;加入稀H2SO4调节溶液pH=3,再用0.10ml/LNa2S2O3标准溶液滴定,滴至浅黄色时加入指示剂,继续滴定至终点,第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00mL。
已知:2ClO2+2KI=2KClO2+I2
KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI
计算该二氧化氯消毒液中ClO2的物质的量浓度___。(写出计算过程)
【答案】2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO 0.1ml/L
【详解】
(1)亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应,生成ClO2和Na2SO4,反应中亚氯酸钠作还原剂,1ml亚氯酸钠失1ml电子,过硫酸钠作氧化剂,1ml过硫酸钠转变成硫酸钠转移2ml电子,根据电子得失守恒可得反应的离子方程式为:2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO,故答案为:2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO;
(2)依据反应原理得关系式:
x=5.0×10-4 ml
c(ClO2)==0.1 ml/L
故答案为:0.1ml/L;
19.(2020·河北师范大学附属中学高二期中)水是最常用的溶剂,许多化学反应都需要在水溶液中进行。用0.1ml/LNaOH溶液滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1ml/L盐酸和醋酸溶液,得到如图所示的滴定曲线:
(1)用NaOH溶液滴定醋酸溶液通常所选择的指示剂为___,符合其滴定曲线的是__(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)滴定前的上述三种溶液中,由水电离出的c(H+)最大的是___溶液(填化学式)。
(3)图中和V1和V2大小的比较:V1___V2(填“>”“<”或“=”)。
(4)曲线Ⅰ中M点对应的溶液中,各离子的浓度由大到小的顺序是___。
【答案】酚酞 Ⅰ CH3COOH < c(CH3COO-)>c (Na+)>c (H+)>c (OH-)
【分析】
用NaOH溶液滴定醋酸溶液,滴定终点时溶液呈碱性,根据未加NaOH时的pH可知,图Ⅰ中酸的pH大于1,图Ⅱ中酸的pH=1,据此分析判断;酸和碱抑制水的电离,结合酸和碱电离出的氢离子或氢氧根离子浓度的大小分析判断对水的抑制程度;醋酸和氢氧化钠反应,当恰好完全反应得到的溶液显示碱性,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应得到的溶液显示中性,M点为等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液显示酸性,据此分析解答。
【详解】(1)用NaOH溶液滴定醋酸溶液,滴定终点时溶液呈碱性,可以选择酚酞为指示剂;由图中未加NaOH时的pH可知,图Ⅰ中酸的pH大于1,图Ⅱ中酸的pH=1,说明Ⅱ为0.1ml/L的盐酸溶液,Ⅰ为醋酸溶液滴定过程,所以滴定醋酸的曲线是Ⅰ,故答案为:酚酞;Ⅰ;
(2)0.1ml/LNaOH溶液氢氧根浓度是0.1ml/L,0.1ml/L的盐酸中氢离子浓度是0.1ml/L,对水的抑制作用一样,但是0.1ml/L醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1ml/L,对水的电离抑制较小,即三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是0.1ml/L醋酸溶液,故答案为:CH3COOH;
(3)醋酸和氢氧化钠反应,当恰好完全反应得到的醋酸钠显示碱性,要使得溶液显示中性,pH=7,需要醋酸稍过量,即氢氧化钠稍不足,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,得到的氯化钠显示中性,所以V1<V2,故答案为:<;
(4)0.1ml/LNaOH溶液10mL和溶液体积为20.00mL 0.1ml/L的醋酸反应,得到等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液显示酸性,此时离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO-)>c (Na+)>c (H+)>c (OH-),故答案为:c(CH3COO-)>c (Na+)>c (H+)>c (OH-)。
20.(2021·石家庄精英中学高二期末)某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应)
①配制0.10ml/L稀盐酸和0.10ml/LNaOH溶液;
②用一粒研碎后的药片(0.10g)中加入2.0mL蒸馏水;
③用0.10ml/LNaOH溶液中和过量稀盐酸,记录所消耗NaOH溶液的体积;
④加入稀盐酸。
请回答下到问题:
(1)正确操作顺序是_______(填序号)。
(2)测定过程中发生反应的离子方程式为_______。
(3)该测定实验共进行4次。实验室现有50mL、100mL、250mL、500mL4种规格的容量瓶,则配制盐酸度选用的容量瓶的规格为_______,理由是_______。
(4)某同学次测定所消耗的NaOH溶液的体积如下:
根据这个同学的实验数据,计算这种药片中碳酸钙的质量分数为_______%(保留3位有效数字)。
【答案】①②④③或②①④③ CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O、H++OH-=H2O 250mL 因为该实验中所需盐酸的体积为4×25.0mL=100mL,而每次量取过程中量筒中都含有残液(移液管需用待装液润洗、排气泡等),故配制溶液的体积应大于100mL,应选250mL的容量瓶 60.0%
【详解】(1)依据实验步骤判断操作顺序为:配制溶液、溶解样品、加入配制的过量盐酸溶液溶解碳酸钙、剩余的盐酸用氢氧化钠溶液滴定、计算反应的盐酸,通过碳酸钙和盐酸反应的定量关系计算含量,所以测定过程的正确操作顺序为①②④③或②①④③;
(2)过程中发生的反应为碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、二氧化碳和水,氢氧化钠溶液和盐酸反应生成氯化钠和水,离子方程式分别为CaCO3+2H+=Ca2++CO2↑+H2O、H++OH-=H2O;
(3)每次取用25.00mL盐酸,4次需100mL,因实验操作过程中需润洗移液管、赶气泡等都要消耗盐酸,故盐酸的需用量要大于100mL,选择容量瓶250mL;
(4)由图表数据可知,第1次数值偏差太大,舍去,消耗氢氧化钠溶液的平均体积==13.00mL,消耗盐酸的物质的量为0.025L×0.1ml/L-0.013L×0.1ml/L=0.0012ml,所以碳酸钙的质量分数为=60.0%。项目
具体结构或操作
构造
“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度
精确度
读数可以读到 0.01 mL
检漏
检查滴定管活塞是否漏水
润洗
加入反应液之前,滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3次
装液
将反应液加入相应的滴定管中,使液面位于“0”刻度线以上2~3 mL
排气泡
滴定前排出尖嘴处的气泡
调液面
调节活塞,使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下的某刻度,并记录读取数值
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1 红色
3.1~4.4 橙色
>4.4 黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0 浅红色
>10.0 红色
滴定次数
待测溶液体积/mL
标准盐酸体积
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
滴定种类
选用的
指示剂
滴定终点
颜色变化
指示剂
用量
滴定终点
判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2~3滴
当指示剂刚好变色并在半分钟内不恢复原色,即认为达到滴定终点
强碱滴定强酸
酚酞
无色→浅红色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→粉红色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
弱碱滴定强酸
红色→橙色
滴定次数
实验数据/mL
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
操作及读数
误差分析
仪器的洗涤或润洗
未用标准液润洗滴定管
偏高
未用待测液润洗移液管或所用的滴定管
偏低
用待测液润洗锥形瓶
偏高
洗涤后锥形瓶未干燥
无影响
滴定时溅落液体
标准液漏滴在锥形瓶外一滴
偏高
待测液溅出锥形瓶外一滴
偏低
将移液管下部的残留液吹入锥形瓶
偏高
尖嘴处有气泡
滴前有气泡,滴后无气泡
偏高
读数不正确
滴前仰视,滴后平视
偏低
滴前平视,滴后仰视
偏高
滴前仰视,滴后俯视
偏低
到达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准液
偏高
实验编号
待测NaOH溶液的体积/mL
滴定前盐酸的体积读数/mL
滴定后盐酸的体积读数/mL
1
20.00
1.20
23.22
2
20.00
1.21
29.21
3
20.00
1.50
23.48
测定次数
第1次
第2次
第3次
第4次
V[NaOH(aq)]mL
17.00
12.90
13.10
13.00
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