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2021新教材高中化学第三章2.3酸碱中和滴定学案 人教版选择性必修1

2021-12-24 来源:易榕旅网
晨鸟教育

酸碱中和滴定

【学法指导】

1.了解酸碱中和滴定的概念和原理。

2.会运用酸碱中和滴定测定未知浓度的强酸或强碱的浓度。 3.掌握酸碱中和滴定实验的操作步骤和误差分析。 【基础梳理】

一、酸碱滴定的定义和原理 1.定义

依据中和反应,用 2.原理

酸碱中和反应的实质可用离子方程式 物质的量关系是 即:c(H+)=

-

来测定 实验方法叫酸碱中和滴定。

来表示,在中和反应中,H+、OH之间的

-

-

,若用参加反应的c(H+)、c(OH)来表示,其关系式为

,c(OH)=

二、酸碱中和滴定的仪器和操作 1.仪器

杯、白纸,有时还需要 ☂名师点拨

、锥形瓶、铁架台、 、烧

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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。 2.指示剂的选择

(1)原则:中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。终点时,指示剂的 色范围越窄越好,对溶液的酸碱性变化较灵敏。通常选用 不灵敏的

。变

,而不选用颜色变化

(2)中和滴定中,酸碱指示剂用量及颜色变化

【典例 1】实验室现有 3种酸碱指示剂,其变色范围如下:

甲基橙:3.1~4.4、石蕊:5.0~8.0、酚酞:8.2~10.0,用 0.100 0 NaOH溶液滴定未知

molgL1 浓度的 CH COOH 溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是(

3

)

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.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂 答案:D

解析:NaOH和 CH COOH 恰好完全反应时生成 CH COONa ,溶液显碱性,而酚酞的变色范围

3

3

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为 8.2~10.0,故应选酚酞做指示剂。 3.中和滴定的实验操作 (1)滴定前的准备工作

(2)滴定

终点的判断: 【典例 2】正误判断。

(1) 锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干(

)

)

(2) 酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后,再用相应待测溶液润洗(

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(3) 待测液定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中( )

(4)滴定前读数要求精确,滴定管中液体凹液面的最低点必须与“0”刻度或“0”刻度以上的 某一刻度相切( 答案:×√××

【典例 3】(1)取一锥形瓶,用 NaOH待测溶液润洗两次; (2)在锥形瓶中放入 25 mL NaOH待测溶液; (3)加入几滴石蕊试液作指示剂; (4)取一支酸式滴定管,洗涤干净;

(5)直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定; (6)左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶; (7)两眼注视着滴定管内标准酸溶液液面的变化,直至滴定终点。 以上关于酸碱中和滴定实验的叙述中错误的是( ) A.(4)(6)(7) C.(3)(5)(7) 答案:D

解析:锥形瓶不用润洗,操作(1)错误;一般不用石蕊作酸碱中和滴定的指示剂,操作(3) 错误;滴定管必须用待装液润洗后才能注入待装液,操作(5)错误;两眼应注视锥形瓶中溶 液颜色的变化,操作(7)错误。 三、实验测定酸碱滴定曲线

用0.1000mol/L的NaOH溶液,滴定20 .00ml 0.1000mol/L的HCl 溶液过程中pH的变化。

B.(1)(5)(6)(7) D.(1)(3)(5)(7)

)

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【典例 4】在 25℃ 时,用 0.125 的标准盐酸滴定 25.00 mL未知浓度的 NaOH溶液所得

molgL

1

滴定曲线如图所示。图中 K 点代表的 pH为( )

A.13 答案:A

B.12 C.10 D.11

解析:由题图可知,在 时 pH=7,HCl与 NaOH恰好完全反应,由

V (HCl) 20.00 mL c(HCl) gV (HCl) c(NaOH) gV (NaOH)

c(HCl) gV (HCl) 0.125 molgL

1

20.0010 L

3

c(NaOH)

V (NaOH)

25.00 10 L

3

0.1 molgL 。由 1

K

W

cH

gc

molgL

1

10

13

1

OH 知,25 ℃ 时 0.1

c H

的 NaOH溶液中 molgL

,即其 pH=13。

四、酸碱中和滴定的误差分析

特别提醒读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如 图Ⅰ;开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。

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【典例 5】用标准浓度的 NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列情况会使盐酸的物质的量浓 度偏低的是( )

A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入标准浓度的 NaOH溶液 B.碱式滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失 C.记录消耗的碱液,滴定前平视,滴定后俯视凹液面 D.锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接装入未知浓度的盐酸 答案:C

解析:未用 NaOH溶液润洗滴定管,会使 NaOH溶液的浓度偏小,结果偏高,A项错误;未排除 滴定管尖端的气泡,使读取的 NaOH溶液的体积比实际用量大,结果偏高,B项错误;滴定前 平视,滴定后俯视凹液面,这样读取的 NaOH溶液的体积比实际用量小,结果偏低,C项正确; 锥形瓶中含有蒸馏水对测定结果无影响,D项错误。

【典例 6】现用盐酸标准溶液来测定 NaOH溶液的浓度。实验操作如下: ①向溶液中加入 2~3滴指示剂, ②取 20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中, ③用氢氧化钠溶液滴定至终点, ④重复以上操作,

⑤配制 250 mL盐酸标准溶液

⑥根据实验数据计算氢氧化钠溶液的物质的量浓度。

(1)实验过程中正确的操作顺序是__________(填序号),上述操作②中使用的仪器除锥形

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瓶外,还需要__________,用__________作指示剂。

V (NaOH)

(2)滴定并记录 的初、终读数。数据记录如表所示:

某 同 学 在 处 理 数 据 过 程 中 计 算 得 到 平 均 消 耗 NaOH 溶 液 的 体 积 为 19.98 20.00 20.80 20.02 20.20 V (NaOH)= mL mL

4

。他的计算_________(填“合理”或“不

合理”),理由是__________。通过仪器测得第 4次滴定过程中溶液 pH随加入氢氧化钠溶液体 积的变化曲线如图所示,则 a__________(填“>”“<”或“=”)20.02。

答案:(1)⑤②①③④⑥;酸式滴定管;酚酞

(2)不合理;第 3次滴定时消耗 NaOH溶液的体积明显偏大,该值应舍去;<

解析:(1)在用未知浓度的 NaOH溶液滴定已知浓度的盐酸的操作中,正确的操作顺序是 ⑤②①③④⑥。操作②取 20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中,使用的仪器除锥形瓶外,还需要 酸式滴定管;为了使滴定结果准确,可用酚酞作指示剂,以减小滴定误差。(2)该同学的计 算不合理,原因是第 3次滴定时消耗 NaOH溶液的体积明显偏大,偏离真实值,应舍去。根据 滴定曲线可知,在二者恰好完全反应时,pH=7.0,此时没有达到滴定突跃(指示剂未变色), 所以 a

20.02。

【课后练习】

1.某学生用已知物质的量浓度的 NaOH溶液来测定未知物质的量浓度的 H C O 溶液,下列说

2

2

4

法正确的是( )

A.碱式滴定管旋塞处应涂上少许凡士林,可防止漏液 B.将标准溶液装入滴定管,应借助烧杯或漏斗等玻璃仪器

C.滴定时,通常用左手控制玻璃珠,使液体流速先快后慢,右手同一方向摇动锥形瓶,眼睛 注视锥形瓶中溶液颜色变化

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D.可选择甲基橙作指示剂

2.下列有关酸碱滴定实验操作的叙述错误的是( )

A.准备工作:先用蒸馏水洗涤滴定管,再用待测液和标准液润洗对应的滴定管

B.量取 15.00 mL待测液:在 25 mL滴定管中装入待测液,调整初始读数为 10.00 mL后,将剩 余待测液全部放入锥形瓶

C.判断滴定终点:指示剂颜色突变,且半分钟内颜色不再变化

D.读数:读数时眼睛要平视,末读数减去初读数即为反应消耗溶液的体积

3.以酚酞溶液作指示剂,对某新制 NaOH溶液进行中和滴定(滴定后溶液体积的变化忽略不 计),数据记录如表所示:

则该新制 NaOH溶液的浓度 (c) 计算合理的是(

0.01A. c

3 V

V

V

)

0.01V

1

2

V

g

1

2

3

molgL

1

c

B.

1

20

mol L

2

20

0.01 0.01 V

g C.

mol L c

mol L g

1

V V

c D.

1 1

1 3

2 20 20

4.用标准盐酸滴定未知浓度的 NaOH溶液,下列操作不会引起实验误差的是( ) A.用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定 B.用酚酞作指示剂滴至红色刚变无色时立即停止滴定

C.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用 NaOH溶液润洗,然后装入 NaOH溶液进行滴定 D.将 NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入少量蒸馏水后进行滴定

5.如图所示曲线 a和 b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( )

1 mol

LA.盐酸的物质的量浓度为

1

B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性

C.曲线 a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线 D.酚酞不能用作本实验的指示剂

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6.以下是关于中和滴定实验的叙述:

(1)取一锥形瓶,用待测 NaOH溶液润洗两次; (2)在锥形瓶中放入 25.00 mL待测 NaOH溶液; (3)加入几滴石蕊溶液作指示剂; (4)取一支酸式滴定管,洗涤干净;

(5)直接向酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定; (6)左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶; (7)两眼注视着滴定管内盐酸液面下降,直至达到滴定终点。 其中不合理的是( ) A.(4)(6)(7) C.(3)(5)(6)

B.(1)(5)(6)(7) D.(1)(3)(5)(7)

7.为测定某盐酸的浓度,准确量取 20.00 mL该盐酸于锥形瓶中,用 0.100 0 molgL NaOH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.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液出现红色时立即停止滴定,开始读数 C.用 25 mL酸式滴定管量取 20.00 mL待测溶液于锥形瓶中

D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分悬有一滴溶液,则测定结果偏小 8.下列滴定实验中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是( ) 提示:

2KMnO O

4

5K SO

2

3

3H SO

2

4

6K SO

2

4

2MnSO

4

2

、 I Na S 2NaI 3H S

2

2

A.A

4

B.B

2

C.C

2

2

4

D.D

9.已知: KMnO 、 MnO 在酸性条件下均能将草酸钠( Na C O )氧化。

测定软锰矿中 MnO 质量分数的方法是:称取 1.20 g软锰矿样品,加入 2.68 g草酸钠固体,

2

再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应),充分反应后冷却,滤去杂质,将所得滤液转 移到 250 mL容量瓶中并定容,从中取出 25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再用 0.020 0 mol/ L KMnO 标准溶液进行滴定,当滴入 20.00 mL KMnO 溶液时恰好完全反应。

4

4

回答下列问题:

(1)在酸性条件下, MnO 将 Na C O 氧化的离子方程式为___________。

2

2

2

4

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(2)0.020 0 mol/ L KMnO 标准溶液应选用下图中的_____________(填“甲”或“乙”)

4

盛装;将锥形瓶置于滴定管下方进行滴定时,眼睛注视____________直至滴定终点;判断到 达滴定终点的现象是____________________。

(3)软锰矿中 MnO 的质量分数为__________________。

2

(4)若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测 MnO 的质量分数偏小的是____________

2

(填选项)。

A.溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻璃棒洗涤 B.滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时气泡消失 C.定容时,俯视刻度线

D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数 10.I.已知某温度下 的电离常数

CH COOH K

3

。该温度下,向 20 mL

1.6

105

KOH溶液,其 pH变化曲线如图所示(忽

0.01

molgL

1

溶液中逐滴加入 0.01

CH COOH

3

molgL1

略温度变化)。请回答下列问题:(已知 lg4≈0.6)

c

(1)a点溶液中

H

为__________,pH约为____________。

(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是_____________点,滴定过程中宜选用__________ 作指示剂,滴定终点在_____________(填“c点以上”或“c点以下”)。

Ⅱ.若向 20 mL 稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是____________(填 字母)。

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A. C. B.

D.

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答案及解析

1.答案:C

解析:酸式滴定管旋塞处应涂凡士林,起润滑和密封作用,碱式滴定管没有旋塞,它是通过 挤压玻璃珠控制溶液滴加的速率,A错误;将标准溶液装入滴定管时,应借助移液管等玻璃仪 器,B错误;滴定时,通常用左手控制玻璃珠滴加溶液,右手摇动锥形瓶,使溶液向同一方向 旋转,眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化,以判定滴定终点,C正 确;NaOH溶液滴定 H C O

2

2

4

溶液达到滴定终点时生成强碱弱酸盐 Na C O ,溶液呈碱性,应选酚酞作指示剂,D错误。

2

2

4

2.答案:B

解析:用待测液和标准液润洗对应的滴定管,避免待测液和标准液被稀释引起较大误差,A正 确;根据滴定管结构可知,调整初始读数为 10.00 mL后,将剩余待测液全部放入锥形瓶,待 测液体积大于 15.00mL,B错误;滴定时,指示剂变色后并在半分钟内颜色不再变化,即可认 为已经达到滴定终点,C正确;读数时眼睛要平视,由于滴定管的 0刻度在上方,所以末读数 减去初读数即为反应消耗溶液的体积,D正确。

3.答案:B

解析:②20 mL NaOH溶液中加入 10 mLH O ,其溶质的物质的量不变;③敞口隔夜放置的 NaOH

2

溶液已部分发生反应,生成了 Na CO ,用酚酞作指示剂,消耗盐酸的量将发生改变。该新制

2

3

NaOH溶液的浓度应为实验①、②的平均值。

4.答案:D

解析:用蒸馏水洗净酸式滴定管后,装入标准盐酸进行滴定,标准盐酸被稀释,浓度偏小, 造成消耗的V(酸) 偏大,测得 c(碱) 偏大,A错误;用酚酞作指示剂,滴至溶液由红色变为无色 且半分钟内颜色不再变化时停止加盐酸,B错误;蒸馏水洗净锥形瓶后,再用 NaOH溶液润洗, 然后装入 NaOH溶液进行滴定,导致消耗的V(酸) 偏大,测得 c(碱) 偏大,C错 误;将 NaOH溶液

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放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水后进行滴定,待测液的物质的量不变,对 V(酸) c(碱)

无影响,可知 不变,D正确。

5.答案:B

解析:曲线 a所表示的中和反应刚开始时,溶液的 pH=1,说明被滴定的溶液是盐酸,所以曲 c c 1

(HCl) (H ) 0.1 mol L

线 a表示的是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线,故 ,A、C项错 误;P点时二者恰好完全反应,生成氯化钠,pH=7,溶液呈中性,故 B项正确;酚酞的变色范 围是 8.2~10,且变色现象较明显,所以该中和滴定实验可以用酚酞作指示剂,故 D项错误。

6.答案:D

解析:操作(1)中锥形瓶不能用待测液润洗;操作(3)中不宜用石蕊溶液作为中和滴定的 指示剂,因为它的显色效果不明显;操作(5)中滴定管需用标准液润洗后才能注入标准液; 操作(7)中两眼应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。

7.答案:C

解析:滴定管应用 NaOH溶液润洗,否则导致 NaOH溶液被稀释,所测盐酸浓度偏大,A错误; 当锥形瓶中溶液由无色变红色且 30 s内颜色不再变化时停止滴定,不能出现红色立即停止滴 定,B错误;酸性溶液用酸式滴定管量取,C正确;滴定达到终点时发现滴定管尖嘴部分悬有 一滴溶液,导致消耗的 NaOH溶液的体积偏大,则所测盐酸浓度偏大,D错误。

8.答案:D

解析:氢氧化钠溶液滴定醋酸溶液,恰好中和时生成醋酸钠,溶液呈碱性,选择的指示剂是 酚酞,终点颜色变化为无色→浅红色,A正确;盐酸滴定氨水,恰好中和时生成氯化铵,溶液 呈酸性,选择的指示剂是甲基橙,终点颜色变化为黄色→橙色,B正确;亚硫酸钠被完全氧化 后,过量的高锰酸钾使溶液显浅紫色,终点颜色变化为无色→浅紫色,C正确;用碘水滴定硫 化钠溶液,开始时溶液为无色,硫化钠被完全氧化后,碘水过量,淀粉遇碘变蓝,可选择淀 粉作指示剂,滴定终点的颜色变化为无色→蓝色,D错误。

9.答案:(1) MnO C O2

2H O

2

2

4

4H

Mn2

2CO

2

2

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(2)甲;锥形瓶中溶液颜色的变化;锥形瓶中溶液恰好由无色变成浅紫色,且 30秒内溶液 颜色不再变化 (3)72.5% (4)BC

解析: (1)酸性条件下, MnO 将 Na C O 氧化的离子方程式为

2

2

2

4

MnO C O 2H O

2

2

2 4

4H

Mn

2

2CO

2

2

(2)高锰酸钾具有强氧化性,应盛装在酸式滴定管中,甲是酸式滴定管,乙是碱式滴定管; 眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化,以准确判断滴定终点。 (3)26.8 g

的物质的量

Na C O n

2

2

4

Na C O

2

2

4

,消耗 KMnO 的总的物质的量

0.02 mol

4

250 mL

n

KMnO

4

g

0.020 0 mol L 20 10 L

1

3

4 10 mol ,

3

MnO

4

Mn2,

5e

25 mL

MnO 2e

2

Mn2

Na C O

2

2

4

2CO

2

,根据得失电子守恒有 2e

KMnO ,即

0.02 mol 2 2n MnO

4

2nNa C O 4

2n

2

4

MnO 5n

2

5

2

,则

103 mol 2

n

MnO

2

0.01 mol m MnO

2

0.01 mol

87 g / mol 0.87 g

,所以软锰矿中

MnO

的质量分

2

0.87 g 数为

1.20 g

100% 72.5%

(4)溶液转移至容量瓶中,未将烧杯、玻璃棒洗涤,会导致配制的样品溶液中溶质的物质的 量减小,消耗的高锰酸钾标准液的体积偏小,会使测定的二氧化锰的质量分数偏大,A错误; 滴定前尖嘴部分有一气泡,滴定终点时气泡消失,消耗的高锰酸钾标准液体积偏大,会使测 定的二氧化锰的质量分数偏小,B正确;定容时,俯视刻度线,会导致配制的样品溶液的体积 偏小,溶液的浓度偏大,用高锰酸钾溶液滴定时,消耗的高锰酸钾标准液的体积偏大,测定 的二氧化锰的质量分数偏小,C正确;滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,消耗的高锰酸钾标 准液的体积偏小,会使测定的二氧化锰的质量分数偏大,D错误。

10.答案:I.(1)

4

;3.4

10 molgL

4

1

(2)c;酚酞;c点以上 Ⅱ.B

、 c

解 析 :

c H gc CH COO

I. ( 1 ) 由 K

3

c

得 ,

H

CH COO

c

H

1.6 10

5

0.01 mol L

1

3

c CH COOH

3

g g

4 10 mol L 。

4

1

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(2)a点是醋酸溶液,b点是醋酸和少量 CH COOK 的混合溶液,c点是 CH COOK 和少量醋

3

3

酸的混合溶液,d点是 CH COOK 和 KOH的混合溶液,酸、碱均能抑制水的电离, CH COOK

3

3

水解促进水的电离,所以 c点溶液中水的电离程度最大。由于酸、碱恰好完全反应时溶液呈 碱性,故应选酚酞作指示剂,滴定终点应在 c点以上。

Ⅱ.由于稀氨水显碱性,首先排除选项 A和 C;两者恰好反应时溶液显酸性,排除选项 D。

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