2019高中化学第1部分第二单元第2课时酸碱中和滴定讲义（含解析）苏教版 16页

酸碱中和滴定1．在酸性、碱性试剂保存时，对瓶塞有何要求？提示：碱性试剂用橡胶塞，酸性试剂和强氧化性试剂用磨口玻璃塞。2．使用前需检查是否漏水的仪器有哪些？提示：主要是带玻璃活塞的仪器如容量瓶、分液漏斗等。3．强酸、强碱反应的本质是什么？据此可得出恰好反应的什么关系？提示：H＋＋OH－===H2O，可得n(H＋)===n(OH－)或c(H＋)·V(H＋)＝c(OH－)·V(OH－)。[新知探究]探究1　酸碱中和滴定的原理(1)酸碱中和滴定的含义：利用已知浓度的酸(或碱)去滴定未知浓度的碱(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。(2)酸碱中和滴定实验原理：①中和反应的实质：H＋＋OH－===H2O。②恰好中和反应时满足关系：n(H＋)酸＝n(OH－)碱。③一元强酸、强碱间的关系：c(待)＝。探究2　酸碱中和滴定实验中用到的仪器及使用(1)仪器n(2)滴定管的使用：[必记结论]1．滴定管的优点是易于控制所滴加液体的流量、读数比较精确，精确到小数点后两位，如24.00mL、23.38mL，最后一位是估读值。2．酸式滴定管和碱式滴定管使用时不能混用。酸式滴定管可用于盛装酸性或具有强氧化性的液体，碱式滴定管用于盛装碱性液体。3．中和滴定中有关仪器的洗涤：滴定管在使用前经检查不漏水后再进行洗涤，须先用自来水洗(必要时用特殊试剂洗)，再用蒸馏水洗，然后再用待盛液润洗2～3次，但锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗，否则会引起误差。4．要注意滴定管的刻度，“0”刻度在上，往下越来越大，全部容积大于它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。滴定时，所用溶液不得超过最低刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸(或碱)，也不得中途向滴定管中添加试剂。[成功体验]1．想一想，连一连。n解析：酸式滴定管下端是玻璃活塞，盛放酸性溶液或氧化性溶液，碱式滴定管下端是带有玻璃球的乳胶管，只能盛放碱性溶液。答案：A—(1)—a、d　B—(2)—b、c2．在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol·L－1的HCl溶液，其液面恰好在5mL刻度处，若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中，然后以0.1mol·L－1的NaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积(　　)A．大于20mL　　　　　B．小于20mLC．等于20mLD．等于5mL解析：选A　若要正确解答本题，必须准确了解滴定管的刻度特征，如图，滴定管下部有无刻度线部分直至尖嘴底部，故盐酸实际体积大于20mL，因此需NaOH溶液的体积大于20mL。[新知探究]探究1　酸碱中和滴定实验操作(以用NaOH溶液滴定盐酸为例)(1)滴定的准备：①滴定管：查漏、洗涤、润洗、装液、调液面、读数。②锥形瓶：洗涤、装液、加指示剂。(2)滴定操作：①从酸式滴定管中放出一定体积的盐酸于锥形瓶中，并滴入2滴酚酞溶液。把锥形瓶放在碱式滴定管下面。n②用左手控制碱式滴定管橡胶管内玻璃珠，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化及滴定流速，当溶液由无色变为粉红色且半分钟内不褪色，记下刻度。③按上述操作重复2～3次。探究2　酸碱滴定过程中pH的突变和滴定曲线1．pH的突变在酸碱反应过程中，溶液的pH会发生变化，对于强酸强碱的反应，开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大，加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时，很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变，酸、碱的浓度不同，pH突变范围不同。2．滴定曲线酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(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。例如：以0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1HCl溶液为例，其滴定曲线如图所示。[必记结论]酸碱中和滴定实验的关键1．准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积(1)因量筒是粗略量取一定体积液体的仪器，因此本实验不用量筒，而用滴定管。(2)滴定管是精确测量溶液体积的仪器，读数时需估读，记录数据时，记录到小数点后2位。2．选取适当的指示剂，准确判断滴定终点(1)对指示剂的要求：变色要明显、灵敏，且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。(2)石蕊溶液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别)，且变色范围过宽，一般不作滴定指示剂。(3)强酸与强碱之间滴定一般选用甲基橙或酚酞。n[成功体验]3．[双选题]用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，如右图甲、乙，从下表中选出正确选项(　　)锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管A碱酸石蕊甲B酸碱酚酞甲C碱酸甲基橙甲D酸碱酚酞乙解析：选C、D　酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂，A项不正确；酸式滴定管不能盛放碱液，B项不正确。而C、D两项不管是滴定管的使用还是指示剂的选用都正确。4．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是(　　)A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1B．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的滴定曲线D．酚酞不能用作本实验的指示剂解析：选B　由滴定起始时pH＝1可知盐酸的浓度为0.1mol·L－1，A错；曲线a起始时溶液pH＝1，可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线；酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。[新知探究]续表nnn[成功体验]5．(江苏高考)硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成，进行如下实验：①准确称取2.3350g样品，配制成100.00mL溶液A；②准确量取25.00mL溶液A，用0.04000mol·L－1的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2＋(离子方程式为Ni2＋＋H2Y2－===NiY2－＋2H＋)，消耗EDTA标准溶液31.25mL；③另取25.00mL溶液A，加足量的NaOH溶液并充分加热，生成NH356.00mL(标准状况)。(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗，测得的Ni2＋含量将________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。(2)氨气常用________检验，现象是________。(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。解析：本题主要考查化学实验及计算，意在考查考生的实验操作能力及数据处理与计算能力。(1)若滴定管未用EDTA标准溶液润洗，则EDTA标准溶液会被稀释，滴定过程中消耗标准溶液的体积增大，使滴定结果偏高。(2)氨气是碱性气体，溶于水生成弱碱(NH3·H2nO)，能够使红色石蕊试纸变蓝。(3)根据题目给出的数据，分别计算Ni2＋、NH、SO的物质的量，然后由Ni2＋、NH、SO的物质的量确定结晶水的物质的量。答案：(1)偏高(2)湿润的红色石蕊试纸　试纸颜色由红变蓝(3)n(Ni2＋)＝0.04000mol·L－1×31.25mL×10－3L·mL－1＝1.250×10－3moln(NH)＝＝2.500×10－3moln(SO)＝＝＝2.500×10－3molm(Ni2＋)＝59g·mol－1×1.250×10－3mol＝0.07375gm(NH)＝18g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.04500gm(SO)＝96g·mol－1×2.500×10－3mol＝0.2400gn(H2O)＝＝1．250×10－2molx∶y∶m∶n＝n(NH)∶n(Ni2＋)∶n(SO)∶n(H2O)＝2∶1∶2∶10硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O6．(高考组合题)(1)(山东高考节选)利用I2的氧化性可测定钢铁中硫的含量。做法是将钢样中的硫转化成H2SO3，然后用一定浓度的I2溶液进行滴定，所用指示剂为________，滴定反应的离子方程式为__________________________________________________。(2)(浙江高考节选)Ⅰ用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。若需配制浓度为0.01000mol·L－1的K2Cr2O7标准溶液250mL，应准确称取________gK2Cr2O7(保留4位有效数字，已知MK2Cr2O7＝294.0g·mol－1)。配制该标准溶液时，下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。①电子天平　②烧杯　③量筒　④玻璃棒　⑤容量瓶　⑥胶头滴管　⑦移液管Ⅱ滴定操作中，如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡，而滴定结束后气泡消失，则测定结果将________(填“偏大”、“偏小”或“不变”)。解析：(1)该过程中发生的离子反应为H2SO3＋I2＋H2O===4H＋＋2I－＋SO，可以用淀粉来检验碘单质是否完全反应，当碘过量时，溶液会变蓝。(2)①配制时需用K2Cr2O7固体质量为0.01000mol·L－1×0.250L×294.0g·mol－1＝0.7350g，实验时要用到的仪器有电子天平、烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管，不需要的是量筒和移液管。②实际反应的溶液体积小于读数，所以将会造成测定结果偏大。n答案：(1)淀粉　H2SO3＋I2＋H2O===4H＋＋2I－＋SO　(2)Ⅰ0.7350　③⑦　Ⅱ偏大7．(福建高考节选)硫代硫酸钠(Na2S2O3)是常用的还原剂。在维生素C(化学式C6H8O6)的水溶液中加入过量I2溶液，使维生素C完全氧化，剩余的I2用Na2S2O3溶液滴定，可测定溶液中维生素C的含量。发生的反应：C6H8O6＋I2===C6H6O6＋2H＋＋2I－2S2O＋I2===S4O＋2I－在一定体积的某维生素C溶液中加入amol/LI2溶液V1mL，充分反应后，用Na2S2O3溶液滴定剩余的I2，消耗bmol/LNa2S2O3溶液V2mL。该溶液中维生素C的物质的量是________mol。解析：由题目给出的两个离子方程式知，n(I2)＝n(C6H8O6)＋0.5n(S2O)，即aV1×10－3＝n(C6H8O6)＋0.5bV2×10－3，则n(C6H8O6)＝。答案：———————————————[关键语句小结]————————————————1．强酸、强碱相互滴定时，可选用甲基橙或酚酞作指示剂。2．进行中和滴定实验时，滴定管一定用所盛液体润洗，而锥形瓶不能润洗。3．强碱中和滴定的关键是准确测定酸、碱溶液的体积，准确判断滴定终点。4．中和滴定操作记忆口诀：左手塞，右手瓶；一边滴，一边摇；眼向下，别上瞧；颜色变，等等看；半分钟，记数据。5．滴定管读数时，仰视读数，视线偏低，读数偏大；俯视读数，视线偏高，读数偏小。n　　[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8.2g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL待测溶液。称量时，样品可放在________(填编号字母)称量。A．小烧杯中　　　B．洁净纸片上　　　C．托盘上(2)滴定时，用0.2000mol·L－1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填编号字母)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________mol/L，烧碱样品的纯度是________。滴定次数待测溶液体积(mL)标准酸体积滴定前的刻度(mL)滴定后的刻度(mL)第一次10.000.4020.50第二次10.004.1024.00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；(4)根据c(NaOH)＝分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.4000mol/L，w(NaOH)＝×100%＝97.56%。[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)0.4000　97.56%酸碱指示剂的选择：n1．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．③⑤①②④C．⑤②③①④D．②①③⑤④解析：选B　中和滴定的顺序一般为：查漏、洗涤、润洗、注液、滴定。1.误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)中和滴定实验中，产生误差的原因主要有操作不当，读数不准等，分析误差要根据计算式分析，c待测＝，当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小。2．常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)n[例2]　用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液，下列操作导致结果偏低的是(　　)①锥形瓶用蒸馏水洗浄后，再用待测液润洗2～3次②滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定后气泡消失③滴定前仰视读数，滴定后平视读数④摇动锥形瓶时，有少量液体溅出⑤滴定时，锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液A．只有③B．④⑤C．①②③D．③④解析：选D　①中相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH，会多耗用盐酸，导致结果偏高；②中气泡体积充当了标准盐酸溶液，导致V(HCl)偏大，结果偏高；③中滴定前仰视使V(HCl)初偏大，则ΔV(HCl)＝V(HCl)末－V(HCl)初偏小，结果偏低；④中使NaOH溶液溅出，则使V(HCl)偏小，结果偏低；⑤对结果无影响。(1)中和滴定误差分析的两个基本原则①凡有利于标准液体积增大的因素都会使测定结果偏高，如滴定后仰视。反之，会使测定结果偏低，如滴定后俯视。②凡有利于待测物质的物质的量增大的因素都会使测定结果偏高，如用被滴定液润洗锥形瓶。反之，会使测定结果偏低，如摇动锥形瓶时有液体溅出。n(2)中和滴定读数误差分析的关键①滴定管的读数方法：液面、眼睛在两边，刻度在中间，三点(见如图A、B、C)成一水平线。②学会画图，读数误差可以通过图示表明，滴定管读数时，仰视读数，视线偏低，读数偏大；俯视读数，视线偏高，读数偏小。2．[双选题]用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是(　　)A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其他操作均正确B．盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗C．滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液D．未用标准液润洗碱式滴定管解析：选CD　由计算公式c(HCl)＝分析，造成结果偏高的原因是V(NaOH)偏大。[课堂双基落实]1．下列有关叙述中正确的是(　　)A．滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管B．在滴定时，左手操作锥形瓶，右手操作滴定管开关C．滴定前应首先排除尖嘴部分的气泡nD．滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化解析：选C　A是碱式滴定管，B右手操作锥形瓶，D两眼观察锥形瓶内颜色变化。2．(海南高考)用0.1026mol·L－1的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液，滴定达终点时，滴定管中的液面如右图所示，正确的读数为(　　)A．22.30mL　　　　　　　B．22.35mLC．23.65mLD．23.70mL解析：选B　滴定管是一种精确度较高的仪器，每一小格为0.10mL，零刻度在上，刻度自上而下逐渐增大。读数时视线要与凹液面的最低点相切，故读数为22.35mL。3．向盛有10mLNaOH溶液的烧杯中逐滴滴加稀盐酸，下列图像能够体现溶液的pH变化情况的是(　　)解析：选C　原溶液为NaOH溶液，pH>7，A、B错误，当向其中逐滴加入盐酸时，pH会减小，当接近中和反应终点时，pH突变，而后pH不断减小并趋于不变。4．(2015·广东高考)准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·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．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：选B　A项，滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B项，随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H＋n)越来越小，故pH由小变大。C项，用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D项，滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。5．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白：(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手轻轻摇动锥形瓶，眼睛注视________________________________________________________________________。直到加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并_____________________________为止。(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________(填字母序号)。A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如下所示，则起始读数为______mL，终点读数为______mL；所用盐酸溶液的体积为________mL。解析：在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式：c(NaOH)＝。欲求c(NaOH)须先得出V[HCl(aq)]再代入公式；进行误差分析时，要考虑实际操作对每一个量即V[HCl(aq)]和V[NaOH(aq)]的影响，进而影响c(NaOH)。(1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。(2)考查由于不正确操作引起的误差分析。酸式滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸冲稀，中和相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH－的物质的量，也就不影响结果；若排出气泡，液面会下降，故读取V酸偏大，结果偏高；正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图所示，故读取V酸偏小，结果偏低。(3)读数时，视线与凹液面的最低点水平。答案：(1)锥形瓶内溶液颜色变化　半分钟内不变(2)D　(3)0.00　26.10　26.10