2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第3讲酸碱中和反应及中和滴定
展开考点1 酸碱中和滴定实验及误差分析
1.实验原理
(1)用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(酸)的实验方法叫作酸碱中和滴定。
(2)对于强酸、强碱的中和,开始时由于被滴定的酸(碱)浓度较大,滴入少量的碱(酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少量的碱(酸)就会引起溶液pH突变(如图所示)。
注意 酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成的盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。
2.实验用品
(1)主要仪器和试剂
仪器酸式滴定管(如图1所示)碱式滴定管(如图2所示)精确度为[1] 0.01 mL,“0”刻度在[2] 上 ,越往下数值越[3] 大 滴定管夹、锥形瓶、铁架台等(见图3)
试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
图1 图2 图3
(2)滴定管的使用
①酸式滴定管下端为玻璃活塞,能耐酸和氧化剂的腐蚀,可用于盛装酸性或氧化性溶液,但不能盛装碱性溶液。
②碱式滴定管下端为橡胶管和玻璃珠,橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀,所以碱式滴定管一般盛装碱性溶液。
拓展 聚四氟乙烯滴定管既可以盛装酸性溶液也可以盛装碱性溶液,是因为其活塞材质为聚四氟乙烯,不怕酸碱腐蚀。
3.常用指示剂
拓展 石蕊溶液作指示剂时,变色范围较宽,且颜色变化不明显,所以酸碱中和滴定时一般不选用石蕊为指示剂。
4.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:洗涤→装液→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断、读数
当滴入[16] 最后半滴 标准液,溶液变色,且[17] 半分钟
(4)数据处理
按上述操作重复[19] 2~3 次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=[20] c(HCl)·V(盐酸)V(NaOH溶液) 计算。
5.误差分析
(1)误差分析依据
当酸碱恰好中和时,有关系式:c待=γc标·V标V待,c标、V待、γ均为已知量,所以c待的大小取决于V标的大小,V标偏大,则c待偏高;V标偏小,则c待偏低。
(2)常见的误差分析(以0.1 ml/L NaOH标准溶液滴定盐酸为例)
1.易错辨析。
(1)酸性KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装。( ✕ )
(2)可用碱式滴定管准确移取20.00 mL NaOH溶液。( √ )
(3)将液面在0刻度处的25.00 mL的酸式滴定管中的液体全部放出,液体的体积为25 mL。( ✕ )
(4)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3 mL。( ✕ )
(5)中和滴定实验时,滴定管、锥形瓶均用待测液润洗。( ✕ )
2.[指示剂的选择]利用滴定实验测定待测溶液浓度时指示剂的选择:
(1)强酸(强碱)滴定强碱(强酸)时选择 甲基橙或酚酞溶液 。
(2)强酸滴定弱碱时选择 甲基橙溶液 。
(3)强碱滴定弱酸时选择 酚酞溶液 。
(4)Na2S2O3溶液滴定碘水时选择 淀粉溶液 。
提示 选择酸碱指示剂时,应选择变色明显、变色的pH范围小且与滴定终点溶液的pH相接近的指示剂,以减小误差。
3.[滴定终点的判断]利用滴定实验测定待测溶液浓度时,滴定终点的准确判断可以减小误差。
(1)用a ml·L-1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是 滴入最后半滴标准溶液,溶液由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复原色 ;若用甲基橙作指示剂,达到滴定终点的现象是 滴入最后半滴标准溶液,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色 。
(2)用强酸标准溶液滴定弱碱溶液时,以甲基橙为指示剂,达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复原色 。
(3)用强碱标准溶液滴定弱酸溶液时,以酚酞为指示剂,达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原色 。
(4)用Na2S2O3标准溶液滴定碘水时,以淀粉溶液为指示剂,达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色 。
(5)用酸性KMnO4标准溶液滴定H2O2溶液时,达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原色 。
内不恢复原色,视为滴定达到终点并记录消耗标准液的体积。读数时,视线要[18] 与凹液面最低处相切 。
4.[误差分析]利用滴定实验测定待测溶液的浓度时,操作规范可以减小误差。以NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例:
(1)若碱式滴定管未润洗,所测c(HCl) 偏大 。(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)
(2)若取盐酸时,酸式滴定管尖嘴处有气泡,取一定体积后气泡消失,所测c(HCl) 偏小 。
(3)若滴定结束时读取NaOH标准溶液俯视液面,所测c(HCl) 偏小 。
(4)锥形瓶用水洗涤后未干燥,所测c(HCl) 不变 。
提示 依据公式c(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH溶液)V(盐酸) 分析。
命题点 酸碱中和滴定指示剂选择及误差分析
1.[浙江高考]室温下,向20.00 mL 0.100 0 ml·L-1盐酸中滴加0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( C )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH溶液)=30.00 mL时,pH=12.3
解析 氢氧化钠与盐酸恰好完全反应生成氯化钠和水,氯化钠属于强酸强碱盐,溶液呈中性,即室温下pH=7,A正确;指示剂的变色范围在pH突变范围内,可减小实验误差,B正确;指示剂的变色范围越接近反应的理论终点,实验误差越小,从题图可知,甲基红的变色范围更接近反应终点(pH=7),误差更小,C错误;当加入NaOH溶液的体积为30.00 mL时,盐酸不足,过量的n(NaOH)=30.00×10-3 L×0.100 0 ml·L-1-20.00×10-3 L×0.100 0 ml·L-1=10-3 ml,所以溶液中c(NaOH)=10-3ml0.050 L=0.02 ml·L-1,c(H+)=10-140.02ml·L-1=5×10-13 ml·L-1,故pH=12.3,D正确。
命题拓展
[选项拓展]下列说法正确的是( A )
A.V(NaOH溶液)=16.36 mL时,pH=2
B.V(NaOH溶液)=40.00 mL时,c(Cl-)=c(OH-)+c(H+)
C.V(NaOH溶液)从0增至40.00 mL的滴定过程中,水的电离程度先减小后增大
解析 V(NaOH溶液)=16.36 mL时,盐酸过量,过量的V(盐酸)=20.00 mL-16.36 mL=3.64 mL,V总=16.36 mL+20.00 mL=36.36 mL,溶液中c(H+)=3.64×10-3L×0.100 0 ml·L-136.36×10-3L≈0.010 0 ml·L-1,则溶液pH=2,A项正确。V(NaOH溶液)=40.00 mL时,n(Na+)=2n(Cl-),则c(Na+)=2c(Cl-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则2c(Cl-)+c(H+)=c(OH-)+ c(Cl-),可得c(Cl-)+c(H+)=c(OH-),B项错误。V(NaOH溶液)从0增至20.00 mL过程中,HCl逐渐被中和至恰好完全反应,HCl浓度逐渐减小至0,溶液中水的电离程度先增大;V(NaOH溶液)从20.00 mL增至40.00 mL过程中,NaOH过量,溶液中NaOH的浓度逐渐增大,溶液中水的电离程度逐渐减小,C项错误。
2.[指示剂选择][广东高考]准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是 ( B )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
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.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
解析 滴定管用蒸馏水洗涤并用NaOH溶液润洗后,方可装入NaOH溶液进行滴定,A项错误;在滴定过程中,锥形瓶中溶液的pH由小变大,B项正确;用酚酞作指示剂,当溶液由无色变为浅红色,且30 s内颜色不褪去,说明达到滴定终点,可停止滴定,C项错误;滴定后,若滴定管尖嘴部分有悬滴,说明计算时代入的NaOH溶液体积的值比实际滴入的大,导致测定结果偏大,D项错误。
考点2 酸碱中和滴定的拓展应用
中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应,也适用于氧化还原反应和沉淀反应等。
拓展 (1)沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、分析的方法。常见的有银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以K2CrO4为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4难溶。
1.[氧化还原滴定]用0.01 ml·L-1酸性KMnO4溶液测定Na2SO3溶液的浓度。
(1)反应原理: 5SO32-+2MnO4-+6H+ 2Mn2++5SO42-+3H2O 。(用离子方程式表示)
(2)酸式滴定管用水洗涤后,还需要用 0.01 ml·L-1酸性KMnO4 溶液润洗。用碱式滴定管量取x mL Na2SO3 溶液于锥形瓶中。该实验为什么不需要指示剂? KMnO4溶液为紫红色,产物中Mn2+无色,利用其颜色变化指示终点 。
(3)滴定终点的现象是 滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 ,
滴定操作重复3次,该滴定实验数据如下:
c(Na2SO3)= 0.016 7 ml·L-1 。
2.[沉淀滴定][2023浙江改编][Al2(OH)aClb]m的絮凝效果可用盐基度衡量,盐基度=aa+b。测定产品[Al2(OH)aClb]m的盐基度。
Cl-的定量测定:称取一定量样品,配成溶液,移取25.00 mL溶液于锥形瓶中,调pH=6.5~10.5,滴加指示剂K2CrO4溶液。在不断摇动下,用0.100 0 ml·L-1AgNO3标准溶液滴定至浅红色(有Ag2CrO4沉淀),30秒内不褪色。平行测试3次,平均消耗AgNO3标准溶液22.50 mL。
另测得上述样品溶液中c(Al3+)=0.100 0 ml·L-1。产品的盐基度为 0.7 。
命题点1 氧化还原滴定
1.[天津高考改编]烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用一定的采样和检测方法。回答下列问题:
NOx含量的测定
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NO3-,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 ml·L-1FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 ml·L-1K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
(1)NO被H2O2氧化为NO3-的离子方程式为 2NO+3H2O2 2H++2NO3-+2H2O 。
(2)滴定操作使用的玻璃仪器主要有 锥形瓶、酸式滴定管 。
(3)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NO3-+4H+ NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O72-+6Fe2++14H+ 2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为 23×(c1v1-6c2v2)3v×104 mg·m-3。
解析 (1)NO被H2O2氧化为NO3-,则H2O2被还原为H2O,配平离子方程式为2NO+3H2O2 2NO3-+2H++2H2O。(2)K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性,能氧化碱式滴定管下端的橡胶部分,因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(3)根据滴定原理,可得原溶液中NO3-消耗的n(Fe2+)=(c1 ml·L-1×v1×10-3 L-c2 ml·L-1×v2×10-3 L×6) ×=5(c1v1-6c2 v2)×10-3 ml,则n(NO3-)=13n(Fe2+)=53(c1v1-6c2v2)×10-3 ml, 故气样中NOx折合成NO2的含量为53(c1v1-6c2v2)×10-3 ml×46 000 mg·ml-1÷(v×10-3) m3=23×(c1v1-6c2v2)3v ×104 mg·m-3。
命题点2 沉淀滴定
2.[天津高考]用沉淀滴定法快速测定 NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 ml)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.100 0 ml·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.100 0 ml·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.100 0 ml·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其目的是 防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制 Fe3+的水解) 。
(2)b和c两步操作是否可以颠倒 否(或不能) ,说明理由 若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点 。
(3)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为 10.00 mL,测得c(I-)= 0.060 0 ml·L-1。
(4)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为 用 NH4SCN 标准溶液进行润洗 。
(5)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果 偏高 。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果 偏高 。
解析 (1)滴定实验中用NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂,Fe3+容易发生水解,影响滴定终点判断,因此控制pH<0.5,目的是抑制Fe3+的水解。(2)Fe3+能与I-发生氧化还原反应:2Fe3++2I- 2Fe2++I2,因此b、c不能颠倒,否则指示剂耗尽,无法判断滴定终点。(3)第1组数据误差较大,舍去,取第2组、第3组实验数据的平均值,则消耗NH4SCN标准溶液的体积为(10.02+9.98) mL×12=10.00 mL。根据滴定原理,则n(Ag+)=n(I-)+n(SCN-),故n(I-)=n(Ag+)-n(SCN-)=0.025 L×0.100 0 ml·L-1-0.01 L×0.100 0 ml·L-1=0.001 5 ml,则c(I-)=0.001 5ml0.025 L=0.060 0 ml·L-1。(4)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液之前,要先用NH4SCN标准溶液润洗滴定管。(5)①配制AgNO3标准溶液时,若烧杯中溶液有少量溅出,配制的AgNO3标准溶液的浓度偏低,则滴定时消耗的NH4SCN标准溶液的体积偏小,测得的c(I-)偏高。②滴定管“0”刻度在上,滴定终点读数时俯视,读取体积偏小,计算所用NH4SCN的物质的量偏低,测得的 c(I-)偏高。
1.[2023山东]阅读下列材料,完成(1)~(3)题。
一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROH CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入m g ROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O 2CH3COOH。
③加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1 mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2 mL。
(1)对于上述实验,下列做法正确的是( C )
A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
解析 容量瓶检漏时,需先倒置看是否漏水,不漏水,再将容量瓶正放,旋转活塞180度,再倒置一次看是否漏水,因此进行容量瓶检漏时,需倒置两次,A错误;滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,且半分钟内溶液颜色不变化,才可判定达到滴定终点,B错误;滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直,C正确,D错误。
(2)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是( A )
A.c(V2-V1)×171 000m×100%B.c(V1-V2)×171 000m×100%
(V2-V1)×171 000m×100%D.c(0.5V2-V1)×171 000m×100%
解析 用c ml·L-1 NaOH-甲醇标准溶液进行滴定,根据反应CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O,结合步骤④可得关系式:乙酸酐[(CH3CO)2O]~2CH3COOH~2NaOH,则n(乙酸酐)=0.5cV2×10-3 ml,根据反应(CH3CO)2O+ROH CH3COOR+CH3COOH,结合步骤②,设样品中ROH为x ml,则x+2×(0.5cV2×10-3-x)=cV1×10-3,解得x=c(V2-V1)×10-3,又因ROH样品的质量为m g,则ROH样品中羟基的质量分数为c(V2-V1)×171 000m×100%,A正确。
(3)根据上述实验原理,下列说法正确的是( B )
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
解析 由于乙酸酐能发生醇解反应生成羧酸和酯,生成的羧酸可用NaOH-甲醇标准溶液进行滴定,因此不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,A错误;NaOH-甲醇标准溶液中甲醇挥发会造成标准溶液浓度增大,所消耗体积偏小,将导致测定结果偏小,B正确;步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将使测定的V1减小,导致测定结果偏大,C错误;步骤④中,若加水量不足,则乙酸酐不能完全转化为乙酸,使测得的V2减小,导致测定结果偏小,D错误。
2.[中和滴定曲线应用][2022浙江]某同学在两个相同的特制容器中分别加入20 mL 0.4 ml·L-1 Na2CO3溶液和40 mL 0.2 ml·L-1 NaHCO3溶液,再分别用0.4 ml·L-1盐酸滴定,利用pH计和压力传感器检测,得到如下曲线:
下列说法正确的是( C )
A.图中甲、丁线表示向NaHCO3溶液中滴加盐酸,乙、丙线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸
B.当滴加盐酸的体积为V1 mL时(a点、b点),所发生的反应用离子方程式表示为HCO3-+H+ CO2↑+H2O
C.根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,c点可用酚酞、d点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中均满足:c(H2CO3)-c(CO32-)=c(OH-)-c(H+)
解析 因为CO32-比HCO3-的水解程度大,且Na2CO3溶液浓度比NaHCO3溶液大,故Na2CO3溶液的初始pH较大,甲线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,向Na2CO3溶液中滴加盐酸时,CO32-→HCO3-→H2CO3→CO2,开始加入盐酸时没有CO2产生,故丁线表示向Na2CO3溶液中滴加盐酸,A项错误;从图像可以看出,b点尚未放出CO2,此时反应的离子方程式是HCO3-+H+ H2CO3,B项错误;图像显示c点pH在8~10,则可以用酚酞作指示剂,d点pH在 3~4,则可以用甲基橙作指示剂,C项正确;根据质子守恒,Na2CO3溶液中c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),D项错误。
3.[2021山东改编]赖氨酸[H3N+(CH2)4CH(NH2)COO-,用HR表示]是人体必需氨基酸,其盐酸盐(H3RCl2)在水溶液中存在如下平衡:
H3R2+k1 H2R+k2 HRk3 R-
向一定浓度的H3RCl2溶液中滴加NaOH溶液,溶液中H3R2+、H2R+、HR和R-的分布系数δ(x)随pH变化如图所示。已知δ(x)=c(x)c(H3R2+)+c(H2R+)+c(HR)+c(R-),下列表述正确的是( C )
A.K2K1>K3K2
B.M点,c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H2R+)+c(Na+)+c(H+)
C.O点,pH=-lgK2-lgK32
D.P点,c(Cl-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
解析 向H3RCl2溶液中加入NaOH溶液,依次发生反应:H3R2++OH- H2R++H2O、H2R++ OH- HR+H2O、HR+ OH- R-+H2O,由此可确定各曲线代表的含义。
M点,c(H3R2+)=c(H2R+),根据电荷守恒得c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=2c(H3R2+)+c(H2R+)+c(Na+)+c(H+),代入c(H3R2+)=c(H2R+),得c(Cl-)+c(OH-)+c(R-)=3c(H2R+)+c(Na+)+c(H+),B项错误;P点溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),且此时HR的分布系数呈减小趋势,说明所加NaOH的物质的量多于H3RCl2的2倍,则c(Na+)>c(Cl-),故c(Na+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),D项错误。
4.[浙江高考]室温下,取20 mL 0.1 ml·L-1某二元酸H2A,滴加0.2 ml·L-1 NaOH溶液。
已知:H2A H++HA-,HA-⇌H++A2-。下列说法不正确的是( B )
A.0.1 ml·L-1H2A溶液中有c(H+ )-c(OH- )-c(A2-)=0.1 ml·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+ )-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
解析 解答本题的关键是审清已知信息中二元酸H2A第一步是完全电离的,这就导致HA-只电离不水解,且溶液中不存在H2A分子。对于0.1 ml·L-1H2A溶液而言,根据电荷守恒可知c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),根据物料守恒可知c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 ml·L-1,又H2A第一步完全电离,故c(H2A)=0,将c(HA-)+c(A2-)=0.1 ml·L-1代入c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)可得c(H+)=c(OH-)+c(A2-)+0.1 ml·L-1,故c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 ml·L-1,A项正确;当溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可得c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),若用去的NaOH溶液体积为10 mL,此时溶液的溶质为NaHA,由于HA-只电离不水解,故此时溶液呈酸性,要使溶液呈中性,则NaOH溶液的体积必须大于10 mL,B项错误;当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液pH<7,由HA-⇌H++ A2-,H2O⇌H++OH-,根据质子守恒得c(H+)=c(OH-) +c(A2-),故c(A2-)=c(H+)-c(OH-),C项正确;当用去NaOH溶液体积20 mL时,根据物料守恒可知c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),D项正确。
1.[2022山东]实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( A )
A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
解析 量取25.00 mL Na2CO3标准溶液应选择碱式滴定管或移液管,A项错误;Na2CO3溶液呈碱性,能与玻璃中的二氧化硅反应,因此应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B项正确;碳酸钠有吸湿性和一定的腐蚀性,称量碳酸钠固体时应选用烧杯,C项正确;达到滴定终点时溶液呈酸性,显橙色,D项正确。
2.[2023雅安中学月考]某同学进行酸碱中和滴定实验,操作如下:①取一锥形瓶,用待测盐酸润洗两次;②向锥形瓶中加入25.00 mL待测盐酸,并加入几滴酚酞溶液;③另取一支碱式滴定管,检漏后用蒸馏水洗涤2~3次,向碱式滴定管中注入标准碱液;④调整碱式滴定管中液面至“0”刻度;⑤边滴加碱液,边摇动锥形瓶;⑥两眼注视滴定管内液面变化;⑦直至加入半滴标准液,溶液从无色变为粉红色且半分钟内不褪色,达到滴定终点。实验中存在的错误共有( C )
A.1处B.2处
C.3处D.4处
解析 锥形瓶用待测盐酸润洗会导致测定结果偏大,①错误;滴定管在用蒸馏水洗涤后要用标准液润洗,否则会导致测定结果偏大,③错误;滴定过程中眼睛观察锥形瓶内溶液颜色的变化,⑥错误。综上分析,C项符合题意。
3.[2023北京海淀区期末]食醋中含有醋酸等有机酸及少量氨基酸。食醋的酸度是指每100 mL食醋中含酸(均折合成醋酸)的质量。国家标准规定酿造食醋酸度不得低于3.5 g/100 mL。可用滴定法测定食醋的酸度。某小组同学量取10.00 mL自制食醋样品稀释至250.00 mL(溶液几乎无色),每次量取25.00 mL于锥形瓶中,加入3.00 mL中性甲醛溶液(掩蔽氨基的碱性),以酚酞为指示剂,用0.100 0 ml·L-1 NaOH标准溶液滴定,滴定管读数记录如表。
下列说法不正确的是( C )
A.醋酸易溶于水与“醋酸分子和水分子之间能形成氢键”有关
B.锥形瓶中溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色时停止滴定
C.该自制食醋样品的酸度不符合国家标准
D.若不加甲醛溶液,测定结果会偏低
解析 CH3COOH分子中的—OH和水分子间易形成氢键,使得醋酸易溶于水,A正确;用NaOH溶液滴定醋酸,以酚酞为指示剂,则达到滴定终点时,锥形瓶内溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色,B正确;由表中数据知,滴定时平均消耗NaOH溶液的体积为10.00 mL,根据CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O可计算稀释后CH3COOH的浓度为0.100 0ml·L-1×10.00 mL25.00 mL=0.04 ml·L-1,则原10.00 mL样品中CH3COOH的物质的量为0.04 ml·L-1×250.00×10-3 L=0.01 ml,质量为0.01 ml×60 g·ml-1=0.6 g,则100 mL食醋中含酸6 g,该食醋的酸度为 6 g/100 mL,符合国家标准,C错误;若不加甲醛溶液掩蔽氨基的碱性,则氨基会消耗一部分醋酸,造成滴定时消耗的NaOH溶液体积偏小,测定结果偏低,D正确。
4.[2024福州一检]室温下,将0.1 ml·L-1 NaOH溶液滴入10 mL 0.1 ml·L-1 HCl和0.1 ml·L-1 HA(Ka=10-3)的混合溶液中,测得混合溶液的pH随滴加的V(NaOH溶液)的变化关系如图所示。下列说法正确的是( B )
A.a点时,c(Cl-)>c(A-)>c(HA)
B.b点时,c(Cl-)=0.05 ml·L-1
C.c点时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.a→d过程中,水的电离程度大小关系为:c>b>a>d
解析
HCl为强酸,在溶液中完全电离,HA为弱酸(Ka=10-3),在溶液中部分电离,且HCl电离出的H+抑制HA的电离,所以a点c(HA)>c(A-),A项错误;b点加入10 mL NaOH溶液,溶液总体积变为原来的两倍,则c(Cl-)减小为0.05 ml·L-1,B项正确;c点溶液为等物质的量的NaCl和NaA的混合溶液,存在物料守恒:c(Na+)=c(A-)+ c(HA) +c(Cl-),C项错误;由上述分析可知,a点水的电离程度小于d点,D项错误。
5.[2023湖北武汉检测]电位滴定法是根据滴定过程中指示电极电位的变化来确定滴定终点的一种分析方法。在化学计量点附近,待测离子浓度发生突跃,指示电极电位(ERC)也产生突跃,进而确定滴定终点的位置。常温下,利用c ml/L HCl标准溶液滴定V mL某纯碱样品溶液中NaHCO3的含量(其他杂质不参与反应),电位滴定曲线如图所示。下列说法错误的是( D )
A.水的电离程度:a>c
B.a点对应溶液中存在:c(Na+)>c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
C.V mL该纯碱样品溶液中含有NaHCO3的质量为 0.084c g
D.c点指示的是第二滴定终点,b点到c点的过程中存在c(Na+)<c(Cl-)
解析
6.[2024上海交大附属中学开学考]滴定法是重要的化学定量分析方法,可将样品配成溶液,用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸度(总酸度单位:g/100 mL)。
(1)配制500 mL 0.100 0 ml·L-1 NaOH标准溶液需要准确称取 2.0 g固体NaOH。
(2)准备与滴定
①待测液的准备:用移液管吸取白醋样品25.00 mL置于 锥形瓶 (填仪器名称)中。
②标准溶液的准备:用滴定管盛装NaOH标准溶液。
③滴定:向待测液中加入2滴 酚酞溶液 作为指示剂,将NaOH标准溶液逐滴滴入样品中,当滴入最后半滴NaOH标准溶液后 溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不恢复原色 ,即达到滴定终点。
(3)数据处理与计算
重复上述操作,四次测定数据如表:
①计算得出白醋的总酸度为 0.48 g/100 mL。(白醋的溶质为CH3COOH)
②下列使测得的白醋的总酸度偏小的是 A (填标号,下同)。
A.移液管洗净后没有用白醋润洗
B.装NaOH标准溶液的滴定管尖嘴处滴定前有气泡,滴定结束后无气泡
C.用含有KOH杂质的NaOH固体配制标准溶液
D.配制NaOH标准溶液时,定容时仰视刻度线
(4)滴定曲线分析
①常温下,用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.10 ml·L-1 CH3COOH溶液的曲线如图所示。下列说法正确的是 D 。
A.a点溶液中:c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)
B.b点溶液中:c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)=c(Na+)
C.c点溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
②向c点溶液中滴加少量的稀盐酸,溶液中c(CH3COOH)c(CH3COO-)的值 变大 (填“变大”“变小”或“不变”)。
解析 (1)配制500 mL 0.100 0 ml·L-1NaOH 标准溶液,需要 n(NaOH)=cV=0.5 L×0.100 0 ml·L-1=0.05 ml,m(NaOH)=nM=0.05 ml×40 g·ml-1=2.0 g。(2)①滴定实验中,待测液置于锥形瓶中。③醋酸钠是强碱弱酸盐,溶液呈碱性,用酚酞溶液作指示剂,将NaOH标准溶液逐滴滴入样品中,当滴入最后半滴NaOH标准溶液,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点。(3)①根据表中数据可知,第3次实验数据误差大,应舍去,则消耗NaOH标准溶液的平均体积为20.01+19.97+20.023 mL=20.00 mL,根据反应CH3COOH+NaOH CH3COONa+H2O,可知n(CH3COOH)=n(NaOH)=0.02 L×0.100 0 ml·L-1=0.002 ml,m(CH3COOH)=0.002 ml×60 g·ml-1=0.12 g,白醋的总酸度为0.12 g×100 mL25.00 mL=0.48 g/100 mL 。②移液管洗净后没有用白醋润洗,使白醋的浓度偏低,A项正确;装NaOH标准溶液的滴定管尖嘴处滴定前有气泡,滴定结束后无气泡,则V(NaOH标准溶液)偏大,导致测得的白醋的浓度偏高,B项错误;用含有KOH杂质的NaOH固体配制标准溶液,溶液中c(OH-)偏低,消耗的V(NaOH标准溶液)偏大,导致测得的白醋的浓度偏高,C项错误;配制NaOH标准溶液时,定容时仰视刻度线,则c(NaOH标准溶液)偏低,使消耗的V(NaOH标准溶液)偏大,导致测得的白醋的浓度偏高,D项错误。(4)① a点溶液中溶质为CH3COOH、CH3COONa,电荷守恒关系为c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>c(Na+),A项错误; b点溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),电荷守恒关系为c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(CH3COO-)=c(Na+),则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+),B项错误; c点溶液中溶质为CH3COONa,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C项错误;在滴定刚开始时溶液中溶质为CH3COOH和极少量CH3COONa,可能出现c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),D项正确。②c点溶液中溶质为CH3COONa,滴加少量稀盐酸时c(CH3COOH)增大,c(CH3COO-)减小,则溶液中c(CH3COOH)c(CH3COO-)的值变大。
7.[2021浙江]产品分析:取一定量Cl2O浓溶液的稀释液,加入适量CCl4、过量KI溶液及一定量的稀H2SO4,充分反应。用标准Na2S2O3溶液滴定(滴定Ⅰ);再以酚酞为指示剂,用标准NaOH溶液滴定(滴定Ⅱ)。
已知产生I2的反应(不考虑Cl2与水反应):
2I-+Cl2 I2+2Cl-
4I-+Cl2O+2H+ 2I2+H2O+2Cl-
2I-+HClO+H+ I2+H2O+Cl-
实验数据如表:
(1)用标准Na2S2O3溶液滴定时,无需另加指示剂。判断滴定Ⅰ到达终点的实验现象是 CCl4溶液由紫红色突变到无色,且30 s内不恢复原色 。
(2)高纯度Cl2O浓溶液中要求n(Cl2O)/n(Cl2)≥99(Cl2O和HClO均以Cl2O计)。结合数据分析所制备的Cl2O浓溶液是否符合要求 溶液中Cl2O和Cl2的物质的量分别为1.000×10-3 ml、5×10-6 ml,n(Cl2O)n(Cl2)=200>99,符合要求 。
解析 (1)滴定Ⅰ为碘量法滴定,CCl4中I2被完全还原时到达滴定终点,即滴定到达终点的实验现象是CCl4溶液由紫红色突变到无色,且30 s内不恢复原色。(2)根据题意及已知反应中的化学计量数之比可得n(Cl2O)等于消耗的n(H2SO4)=2.505×10-3 ml-1.505×10-3 ml=1.000×10-3 ml,n(Cl2)=n(I2)-2n(Cl2O)=2.005×10-3 ml-2×1.000×10-3 ml=5×10-6 ml,即存在n(Cl2O)n(Cl2)=1.000×10-3ml5×10-6ml=200>99,故制备的Cl2O浓溶液符合要求。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
2.学生必做实验:强酸与强碱的中和滴定
酸碱中和滴定实验及误差分析
2023湖南,T12;2022年6月浙江,T23;2020年1月浙江,T23;2020全国Ⅰ,T13;2020上海,T19;2019年4月浙江,T21;2019上海,T13
证据推理与模型认知:建立强酸(碱)溶液滴定强碱(酸)溶液的滴定模型,根据实验结果能分析误差产生的原因;由酸碱溶液的滴定模型迁移应用到氧化还原滴定、沉淀滴定模型,知道氧化还原滴定、沉淀滴定的原理,并能进行误差分析
酸碱中和滴定的拓展应用
2023山东,T8、T9、T10;2023上海,T19;2023年6月浙江,T20;2022年1月浙江,T23
命题分析预测
1.高考常以滴定为基础,考查酸碱中和滴定、氧化还原滴定相关操作和计算等,涉及滴定类的定量计算常见的有物质制备中物质含量的定量计算、物质分离提纯中物质纯度的定量计算。
2.预计2025年高考非选择题中利用滴定原理测定某物质的浓度及滴定操作出现的概率仍较大
指示剂
变色的pH范围
甲基橙
酚酞
甲基红
误差来源
c(HCl)
滴定管
中产生
的误差
滴定管用蒸馏水洗涤后,未用标准液润洗
偏高
滴定管未用待测液润洗
偏低
盛标准液的滴定管滴定前有气泡,滴定后无气泡
[21] 偏高
盛标准液的滴定管滴定前无气泡,滴定后有气泡
[22] 偏低
盛待测液的滴定管使用前有气泡,使用后无气泡
偏低
盛待测液的滴定管使用前无气泡,使用后有气泡
[23] 偏高
锥形瓶
中产生
的误差
锥形瓶用蒸馏水洗涤后又用待测液洗
[24] 偏高
锥形瓶未洗净,残留有与待测液中溶质反应的少量物质
[25] 偏低
锥形瓶洗净后瓶内残留有少量蒸馏水
无影响
读数
产生
的误差
用滴定管量取待测液
先俯视后仰视
[26] 偏低
先仰视后俯视
[27] 偏高
用滴定管量取标准液
先俯视后仰视
[28] 偏高
先仰视后俯视
[29] 偏低
配制
标准
液产
生的
误差
配制500 mL
0.1 ml/L
NaOH溶液,
需要2.0 g
NaOH
NaOH已部分潮解
[30] 偏高
NaOH
中所含
杂质
杂质不与盐酸反应
[31] 偏高
所含杂质消耗1 ml HCl所需质量大于40 g(如Na2CO3、NaHCO3)
[32] 偏高
所含杂质消耗1 ml HCl所需质量小于40 g(如Na2O)
[33] 偏低
类型
滴定过程
滴定原理
滴定实例
指示剂
终点颜色变化
酸碱
中和
滴定
(包括
返滴
定)
强酸滴定强碱
甲基橙
溶液由黄色变为橙色
H++OH- H2O
强碱滴定强酸
酚酞
溶液由无色变为浅红色
测定NaOH和Na2CO3的混合物中NaOH的含量时,可先在混合溶液中加过量BaCl2溶液,使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀,过滤后用标准盐酸滴定滤液
甲基橙
溶液由黄色变为橙色
氧化
还原
滴定
Na2S2O3溶液滴定未知浓度的碘水
淀粉
溶液
溶液由蓝色变为无色
2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI
酸性KMnO4溶液滴定H2O2(或H2C2O4)溶液
不需
要指
示剂
溶液由无色变为浅红色
2MnO4-+5H2O2+6H+ 5O2↑+2Mn2++8H2O(或5H2C2O4+2MnO4-+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O)
沉淀
滴定
AgNO3溶液滴定含Cl-或I-的溶液
K2CrO4
溶液
出现淡红色沉淀
(Ag2CrO4为
砖红色沉淀)
Ag++ Cl- AgCl↓或Ag++ I- AgI↓
1
2
3
V(KMnO4溶液)/mL
10.02
9.80
9.98
V(Na2SO3溶液)/mL
15.02
15.00
14.98
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
第一次
第二次
第三次
滴定前NaOH溶液的体积读数/mL
0.00
1.00
2.00
滴定后NaOH溶液的体积读数/mL
9.90
11.00
12.10
实验序号
1
2
3
4
消耗NaOH标准溶液体积/mL
20.01
19.97
17.27
20.02
加入量n(H2SO4)/ml
2.505×10-3
滴定Ⅰ测出量n(I2)/ml
2.005×10-3
滴定Ⅱ测出量n(H2SO4)/ml
1.505×10-3
2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第1讲电离平衡: 这是一份2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第1讲电离平衡,共24页。
2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第2讲水的电离和溶液的pH: 这是一份2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第2讲水的电离和溶液的pH,共18页。
2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第7讲沉淀溶解平衡: 这是一份2025年高考化学精品教案第八章水溶液中的离子反应与平衡第7讲沉淀溶解平衡,共18页。