高考化学专题复习 专题八　水溶液中的离子平衡_第3讲　酸碱中和滴定学案

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第3讲　酸碱中和滴定
酸碱中和滴定
1.实验原理(1)酸碱中和滴定是利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定　未知浓度的碱(或酸)    的实验方法。(2)以标准盐酸滴定待测的NaOH溶液,待测NaOH溶液的浓度为c(NaOH)=          。
(3)酸碱中和滴定的关键a.准确测定　标准液的体积    。b.准确判断　滴定终点    。
2.实验用品(1)仪器　酸式滴定管    (图A),　碱式滴定管    (图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管a.构造:“0”刻度在上方,尖嘴部分无刻度。b.精确度:读数可估计到　0.01     mL。c.洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用　待装    液润洗。d.排气泡:在滴定前要排出尖嘴中的气泡。
(4)滴定管的使用
3.中和滴定实验操作(以酚酞作指示剂,用盐酸滴定氢氧化钠溶液)(1)滴定前的准备
 
(2)滴定
(3)终点判断:等到滴入最后一滴标准盐酸,溶液　由红色变为无色    ,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2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据原理计算。c(NaOH)=         
1.易错易混辨析(正确的画“√”,错误的画“✕”)。(1)用碱式滴定管量取20.00 mL的高锰酸钾溶液 (　　)(2)滴定终点就是酸、碱恰好中和的点 (　　)(3)滴定管和锥形瓶都应该用待装的溶液润洗2~3次 (　　)(4)酸碱中和滴定实验要重复进行2~3次,求算标准溶液体积的平均值 (    　)(5)用碱式滴定管准确量取20.00 mL的NaOH溶液 (　　)
✕
✕
✕
√
√
(6)将液面在0 mL处的25 mL的酸式滴定管中的液体全部放出,液体的体积为25 mL (　　)(7)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 (　　)(8)滴定终点溶液一定呈中性 (　　)
✕
✕
✕
2.(1)用a mol·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　当滴入最后一滴盐酸标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复原色    。(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用　淀粉溶液    作指示剂,达到滴定终点的现象是　当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色    。(3)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂　否    (填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是　当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色    。
3.乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸,是一种具有还原性的有机弱酸,在化学上有着广泛应用。(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时,他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L-1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L-1 H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA　<    (填“>”“=”或“<”)tB。写出该反应的离子方程式:　2Mn +5H2C2O4+6H+   10CO2↑+2Mn2++8H2O    。
(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用上述反应的原理来测定其含量,具体操作如下: ①配制250 mL溶液:准确称量5.000 g乙二酸样品,配成250 mL溶液。配制溶液需要的计量仪器有　电子天平、250 mL容量瓶    。②滴定:准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液装入　酸式    (填“酸式”或“碱式”)滴定管,进行滴定操作。在滴定过程中发现,刚滴下少量KMnO4标准溶液时,溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后,紫红色才慢慢消失;再继续滴加时,紫
红色就很快褪去,可能的原因是　反应生成的Mn2+对反应有催化作用    ;判断滴定达到终点的现象是　当滴入最后一滴KMnO4标准溶液,溶液由无色变成浅紫色,且半分钟内不褪色    。③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下。则消耗KMnO4标准溶液的平均体积为　20.00    mL,此样品的纯度为　90.00%    。
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是　AC    。A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管B.滴定前锥形瓶内有少量水C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失D.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
解析　(1)其他条件相同,温度高时,反应速率快,则溶液褪色所需的时间短。酸性KMnO4溶液能将草酸氧化为CO2,Mn 被还原为Mn2+。(2)①准确称量5.000 g样品需要电子天平,配制250 mL的溶液需要250 mL容量瓶。②酸性高锰酸钾溶液有强氧化性,应置于酸式滴定管中。反应一段时间后反应速率加快,可能是反应生成的Mn2+对反应有催化作用。③第三次实验数据的误差太大,应舍去。前两次实验消耗KMnO4标准溶液的平均体积为20.00 mL。25.00 mL所配草酸溶液中,n(H2C2O4)= n(Mn )=2.5×0.100 0 mol·L-1×20.00×10-3L=0.005 0 mol,则250 mL溶液中含0.050 0 mol草酸,其质量为0.050 0 mol×90 g·mol-1=4.500 g,此样品的纯度为 ×100%=90.00%。④未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,
会使标准溶液浓度偏低,耗用标准溶液体积偏大,结果偏高,A项符合题意。滴定前锥形瓶内有少量水,对实验结果无影响,B项不符合题意。滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,气泡体积计入了消耗标准溶液的体积,使标准溶液体积偏大,结果偏高,C项符合题意。观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,使消耗的标准溶液体积偏小,结果偏低,D项不符合题意。
考点　酸碱中和滴定典例探究例　某学生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)用标准盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视　锥形瓶中溶液颜色变化    ,直到加入最后一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,且　半分钟内不恢复原色    为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度偏低的是　D    。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图所示,则起始读数为　0.00    mL,终点读数为　26.10    mL,所用盐酸的体积为　26.10    mL。
(4)某学生根据三次实验分别记录有关数据如下:
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
答案    V= =26.10 mL,c(NaOH)= =0.104 4 mol·L-1。
规律方法
1.滴定终点的判断答题模板当滴入最后一滴……标准溶液后,溶液变成……色,且半分钟内不恢复原来的颜色。2.图解量器的读数方法(1)平视读数(如图1):用量筒或滴定管量取一定体积的液体,读取液体体积示数时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即读数(即凹液面定视线,视线定读数)。
(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,由于俯视时视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确读数时的刻度线位置,即读数偏大。(3)仰视读数(如图3):仰视时,视线向上倾斜,寻找切点的位置在液面的下侧,滴定管刻度标法与量筒不同,仰视时读数偏大。
题组训练题组一　酸碱中和滴定的数据处理及误差分析
1.(2020河南洛阳模拟)现使用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液利用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。在本实验的滴定过程中,下列操作会使实验结果偏小的是 (　　)A.碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗B.碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡,滴定后气泡消失C.锥形瓶中加入待测白醋溶液后,再加少量水D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
D
解析　A项造成NaOH标准液浓度偏小,则消耗标准液偏多,实验结果偏大;B项读数偏大,实验结果偏大;C项无影响;D项白醋的物质的量减小,消耗的NaOH标准液偏少,实验结果偏小。
2.(2020山东滨州模拟)实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生用0.10 mol·L-1 NaOH标准溶液进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空:取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
(1)滴定达到终点的标志是　滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变成红色,且半分钟内不褪色    。(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为　0.11 mol·L-1    (保留两位有效数字)。(3)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成结果偏高的有　D、E    (填字母序号)。A.滴定终点读数时俯视B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗C.锥形瓶水洗后未干燥
D.配制标准溶液时,称量的NaOH固体中混有Na2CO3固体E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
解析　(2)计算盐酸的浓度时,应计算三次中和滴定的平均值,因为NaOH标准液浓度及待测液的体积均相同,所以只算NaOH溶液体积的平均值即可。(3)滴定终点读数时俯视,消耗标准液的体积偏小,结果偏小,A错误;酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗,盐酸浓度偏小,结果偏小,B错误;锥形瓶水洗后未干燥,对结果无影响,C错误;配制标准溶液时,称量的NaOH固体中混有Na2CO3固体,等质量的固体消耗的盐酸偏少,消耗标准溶液的体积偏大,结果偏高,D正确;碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,消耗标准液的体积偏大,结果偏高,E正确。
题组二　滴定曲线的分析
3.(2020山东烟台模拟)在25 ℃时,向50.00 mL未知浓度的氨水中逐滴加入0.5 mol·L-1的HCl溶液。滴定过程中,溶液的pOH[pOH=-lg c(OH-)]与滴入HCl溶液体积的关系如图所示,则下列说法中正确的是 (　　)
D
4.(2020北京朝阳一模)25 ℃时,用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液,混合溶液的导电能力变化曲线如图所示,其中b点为恰好反应点。下列说法不正确的是 (　　)A.溶液的导电能力与离子种类和浓度有关B.b点溶液的pH=7C.a→c过程中,n(CH3COO-)不断增大D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)
解析　b点为恰好反应点,即滴定终点,此时溶液可视为醋酸钠的水溶液,由于醋酸根离子水解,所以溶液显碱性,常温下,pH>7,故B错误。
B
题组三　中和滴定的拓展应用
5.(2020福建厦门模拟)化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量(废水中不含干扰测定的物质)。Ⅰ.用已准确称量的KBrO3固体配制一定体积的a mol·L-1 KBrO3标准溶液;Ⅱ.取V1 mL上述溶液,加入过量KBr,加H2SO4酸化,溶液颜色呈棕黄色;Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入V2 mL废水;Ⅳ.向Ⅲ中加入过量KI;Ⅴ.用b mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时,滴加2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液V3 mL。
已知:I2+2Na2S2O3  2NaI+Na2S4O6;Na2S2O3和Na2S4O6溶液颜色均为无色。(1)Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和　容量瓶    。(2)Ⅱ中发生反应的离子方程式是　Br +5Br-+6H+ 3Br2+3H2O    。(3)Ⅲ中发生反应的化学方程式是 。(4)Ⅳ中加KI前,溶液颜色须为黄色,原因是　Br2过量,保证苯酚完全反应    。
(5)KI与KBrO3物质的量关系为n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量,理由是　反应物用量存在关系:KBrO3~3Br2~6KI,若无苯酚时,消耗KI物质的量是KBrO3物质的量的6倍,因有苯酚消耗Br2,所以当n(KI)≥6n(KBrO3)时,KI一定过量    。(6)Ⅴ中滴定至终点的现象是　溶液蓝色恰好消失,且半分钟内不恢复原色   。
(7)废水中苯酚的含量为         g·L-1(苯酚摩尔质量:94 g·mol-1)。(8)由于Br2具有　易挥发    性质,Ⅱ~Ⅳ中反应必须在密闭容器中进行,否则会造成测定结果偏高。
 　　~　　3Br21 mol　　 3 molx　　 (3aV1- bV3)×10-3 mol解得x=(aV1- bV3)×10-3 mol,所以废水中苯酚的含量为 =  g·L-1。
(8)当Br2有部分挥发掉后,在Ⅴ中消耗的Na2S2O3的量减少,即V3减小,会造成测定结果偏高。
6.人体血液里Ca2+的浓度一般采用mg·cm-3来表示。抽取一定体积的血样,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,可析出草酸钙(CaC2O4)沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于强酸可得草酸(H2C2O4),再用酸性KMnO4溶液滴定即可测定血液样品中Ca2+的浓度。某研究性学习小组设计如下实验步骤测定血液样品中Ca2+的浓度。Ⅰ.【配制KMnO4标准溶液】下图是配制50 mL KMnO4标准溶液的过程示意图。
(1)请你观察图示判断其中不正确的操作有　②⑤    (填标号)。(2)其中确定50 mL溶液体积的容器是　容量瓶    (填名称)。(3)如果按照图示的操作所配制的溶液进行实验,在其他操作均正确的情况
解析　(1)②不能在量筒中溶解固体,⑤定容时应平视刻度线。(2)应该用容量瓶确定50 mL溶液的体积。(3)用题图所示的操作配制溶液,定容时仰视刻度线,会使溶液体积偏大,所配制的溶液浓度偏小。(4)根据电荷守恒,(-1)×2+(+1)×6=(+x)×2,解得x=2。(5)滴定时,用酸性高锰酸钾溶液滴定草酸,反应达到终点时的现象为溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色。(6)20.00 mL血样经过题述处理后得到草酸,草酸消耗的高锰酸钾的物质的量为0.020 mol·L-1×0.012 L=2.4×10-4 mol,根据反应方程式及草酸钙的化学式CaC2O4可知,n(Ca2+)=n(H2C2O4)= n(Mn )=6×10-4 mol,Ca2+的质量为40 g·mol-1×6×10-4 mol=0.024 g=24 mg,钙离子的浓度为24 mg÷20 cm3=1.2 mg·cm-3。
实验步骤:(1)在装有温度计、冷凝管和搅拌器的三颈烧瓶中加入1.5 mL甲苯、100 mL水和4.8 g(约0.03 mol)高锰酸钾,慢慢开启搅拌器,并加热回流至回流液不再出现油珠。(2)停止加热,继续搅拌,冷却片刻后,从冷凝管上口慢慢加入适量饱和亚硫酸氢钠溶液,并将反应混合物趁热过滤,用少量热水洗涤滤渣。合并滤液和洗涤液,于冰水浴中冷却,然后用浓盐酸酸化至苯甲酸析出完全。将析出的苯甲酸过滤,用少量冷水洗涤,放在沸水浴上干燥。称量,粗产品为1.0 g。(3)纯度测定:称取0.122 g粗产品,配成乙醇溶液,于100 mL容量瓶中定容。每
次移取25.00 mL溶液,用0.010 00 mol·L-1的KOH标准溶液滴定,三次滴定平均消耗21.50 mL的KOH标准溶液。回答下列问题:(6)本实验制备的苯甲酸的纯度为　86.0%    ;据此估算本实验中苯甲酸的产率最接近于　C    (填标号)。A.70%　　B.60%　　C.50%　　D.40%
A.15.00 mL　　　B.35.00 mL C.大于35.00 mL　　　D.小于15.00 mL(4)某FeC2O4·2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:Ⅰ.称取m g样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75 ℃。用c mol·L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1 mL。 Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75 ℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30 s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2 mL。
则测得样品中Fe元素含量偏高,C不正确;若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,会导致步骤Ⅱ中消耗KMnO4溶液体积偏大,则测得样品中Fe元素含量偏高,D正确。
3.(2019课标Ⅱ,26节选)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。回答下列问题:(2)以重晶石(BaSO4)为原料,可按如下工艺生产立德粉: (3)成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2-KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 mol·L-1
Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2   2I-+S4 。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为　浅蓝色至无色    ,样品中S2-的含量为     ×100%    (写出表达式)。