高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH第3课时当堂检测题

第3课时　酸碱中和滴定

基础过关练

题组一　酸碱中和滴定的常用仪器与指示剂的选择

1.如图表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(　　)

A.等于a mL　      B.等于(50-a) mL

C.一定大于a mL　 D.一定大于(50-a) mL

2.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 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是　(深度解析)

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

3.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,可供选用的滴定管如图甲、乙所示,从下表中选出正确选项　(　　)

题组二　酸碱中和滴定实验

4.(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) B.(1)(5)(6)(7)

C.(3)(5)(7)　 D.(1)(3)(5)(7)

5.(2020江苏启东中学高二上期中)下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是(　　)

A.用图B可准确量取25.00 mL的KMnO4溶液

B.滴定过程中,眼睛要时刻注视滴定管中液面的变化

C.滴定管装入液体前需用待装液润洗

D.滴定前平视,滴定结束后仰视读数,不影响测定结果

6.(2020浙江台州高二上期末)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H2C2O4溶液,下列说法正确的是(　　)

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

D.可选择甲基橙作指示剂

7.(2020上海宝山一模)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

8.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(　　)

A.c= mol·L-1    B.c= mol·L-1

C.c= mol·L-1       D.c= mol·L-1

9.(2020海南中学高二上期末)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,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。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 mol·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　　　　mol·L-1,烧碱样品的纯度是　　　　。 

题组三　酸碱中和滴定的误差分析

10.(2020湖南张家界高二上期末)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

11.(2020广东珠海高二上期末)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 mol·L-1 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

题组四　酸碱中和滴定曲线分析

12.在25 ℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示。图中K点代表的pH为(　　)

A.13　 B.12       C.10　 D.11

13.Ⅰ.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10-5。该温度下,向20 mL 0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1 KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列问题:(已知lg4≈0.6)

(1)a点溶液中c(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)。 

能力提升练

题组一　中和滴定的拓展应用——沉淀反应滴定

1.()已知Ag2CrO4是砖红色沉淀,下列滴定反应中,指示剂使用不正确的是(　　)

A.用标准FeCl3溶液滴定KI溶液,KSCN溶液作指示剂

B.用I2溶液滴定Na2SO3溶液,淀粉作指示剂

C.用AgNO3溶液滴定NaCl溶液,Na2CrO4作指示剂

D.用H2O2溶液滴定KI溶液,淀粉作指示剂

2.()我国国标推荐的食品、药品中Ca元素含量的测定方法之一为利用Na2C2O4使处理后的样品中的Ca2+形成沉淀,过滤、洗涤,然后将所得CaC2O4固体溶于过量的强酸,最后使用已知浓度的KMnO4溶液通过滴定来测定溶液中Ca2+的含量。回答以下问题:

(1)KMnO4溶液应该用　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装,除滴定管外,还需要的玻璃仪器有　　　　　　　　　　　　　　　(写出两种即可)。 

(2)试写出滴定过程中发生反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)滴定终点的颜色变化为溶液由　　　　色变为　　　　色。 

(4)以下操作会导致测定结果偏高的是　　　　(填字母)。 

a.装入KMnO4溶液前未润洗滴定管

b.滴定结束后俯视读数

c.滴定结束后,滴定管尖端悬有一滴溶液

d.滴定过程中,振荡时将少量待测液洒出

(5)某同学对上述实验方案进行了改进并用于测定某品牌的钙片(主要成分为CaCO3)中钙元素的含量,其实验过程如下:取2.00 g样品放入锥形瓶中,用酸式滴定管向锥形瓶内加入20.00 mL浓度为0.10 mol·L-1的盐酸(盐酸过量),充分反应一段时间,用酒精灯将锥形瓶内液体加热至沸腾,数分钟后,冷却至室温,加入2~3滴酸碱指示剂,用浓度为0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液8.00 mL。[提示:Ca(OH)2微溶于水,pH较低时不会产生沉淀]据此回答:

①为使现象明显、结果准确,滴定过程中的酸碱指示剂应选择　　　　(填“石蕊”“甲基橙”或“酚酞”)溶液。深度解析 

②实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③则此2.00 g钙片中CaCO3的质量为　　　　g。 

题组二　中和滴定的拓展应用——氧化还原反应滴定

3.(2020福建福州一中高二上期末联考,)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:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4 6K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S 2NaI+S↓

4.(2020四川攀枝花高二上期末,)已知:KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化。测定软锰矿中MnO2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,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 KMnO4标准溶液进行滴定,当滴入20.00 mL KMnO4溶液时恰好完全反应。

回答下列问题:

(1)在酸性条件下,MnO2将Na2C2O4氧化的离子方程式为　。 

(2)0.020 0 mol/L KMnO4标准溶液应选用下图中的　　　　(填“甲”或“乙”)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MnO2的质量分数为　　　　。 

(4)若在实验过程中存在下列操作,其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是　　　　(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

答案全解全析

基础过关练

1.D　滴定管的零刻度在上面,滴定管刻度线以下还有一小段没有刻度,因此滴定管能量取的液体体积大于其量程,题图中滴定管中液体体积一定大于(50-a) mL。

2.D　NaOH和CH3COOH恰好完全反应时生成CH3COONa,溶液显碱性,而酚酞的变色范围为8.2~10.0,故应选酚酞做指示剂。

规律方法　酸碱中和滴定指示剂选择的基本原则

变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点时溶液的酸碱性一致。

(1)强酸滴定强碱一般用甲基橙,用酚酞也可以。

(2)滴定终点时,溶液呈碱性,用酚酞作指示剂。

(3)滴定终点时,溶液呈酸性,用甲基橙作指示剂。

3.D　甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。酸碱中和滴定中不选用石蕊试液作指示剂,A项错误;酸式滴定管不能盛放碱液,B项错误;碱式滴定管不能盛放酸液,C项错误。

4.D　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。

5.C　高锰酸钾溶液具有强氧化性,应选用酸式滴定管盛装,图B为碱式滴定管,用于盛装碱性溶液,A错误;滴定过程中,为了及时判断滴定终点,眼睛要时刻注视锥形瓶中溶液颜色的变化,B错误;为了避免待装液被稀释,滴定管装入液体前需用待装液润洗,C正确;滴定前平视,滴定结束后仰视读数,读出的标准液体积偏大,会使测定结果偏大,D错误。

6.C　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H2C2O4溶液达到滴定终点时生成强碱弱酸盐Na2C2O4,溶液呈碱性,应选酚酞作指示剂,D错误。

7.B　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15.00 mL,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。

8.B　②20 mL NaOH溶液中加入10 mL H2O,其溶质的物质的量不变;③敞口隔夜放置的NaOH溶液已部分发生反应,生成了Na2CO3,用酚酞作指示剂,消耗盐酸的量将发生改变。该新制NaOH溶液的浓度应为实验①、②的平均值。

9.答案　(1)A　(2)B

(3)锥形瓶内溶液颜色的变化　便于观察锥形瓶内溶液颜色的变化,减小滴定误差

(4)0.400 0　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)先根据第一次、第二次滴定时消耗的标准酸溶液的体积求出两次滴定时消耗标准酸溶液的平均体积,再根据c(NaOH)=,解得c(NaOH)=0.400 0 mol·L-1,ω(NaOH)=×100%≈97.56%。

10.D　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)无影响,可知c(碱)不变,D正确。

11.C　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。

12.A　由题图可知,在V(HCl)=20.00 mL时pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH)知c(NaOH)===0.1 mol·L-1。由KW=c(H+)·c(OH-)知,25 ℃时0.1 mol·L-1的NaOH溶液中c(H+)=10-13 mol·L-1,即其pH=13。

13.答案　Ⅰ.(1)4×10-4 mol·L-1　3.4

(2)c　酚酞　c点以上

Ⅱ.B

解析　Ⅰ.(1)由K=、c(H+)=c(CH3COO-)得,c(H+)≈ mol·L-1=4×10-4 mol·L-1。(2)a点是醋酸溶液,b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液,c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液,d点是CH3COOK和KOH的混合溶液,酸、碱均能抑制水的电离,CH3COOK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。

能力提升练

1.D　铁离子与碘离子反应,生成亚铁离子和碘单质,KSCN溶液遇铁离子显红色,当溶液显红色时,说明碘离子反应完全,达到滴定终点,故A正确;淀粉遇碘单质显蓝色,当溶液显蓝色时,说明亚硫酸根离子已经被碘单质充分氧化,达到滴定终点,故B正确;Ag2CrO4是砖红色沉淀,当溶液中有砖红色沉淀时,待测液中的氯离子被充分反应,故C正确;待测液中的碘离子被双氧水氧化生成碘单质,淀粉遇I2变蓝,即开始滴定就出现蓝色,随着H2O2溶液的滴入,蓝色加深,碘离子反应完全时,蓝色不再加深,但溶液颜色的变化不易观察,不能准确判断滴定终点,故D错误。

2.答案　(1)酸式　烧杯、锥形瓶(答案合理即可)　(2)2Mn+5C2+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O　(3)无　浅紫　(4)ac　(5)①甲基橙　②将溶解在溶液中的CO2气体赶出　③0.06

解析　(1)KMnO4溶液具有强氧化性,应盛装在酸式滴定管中。

(3)KMnO4溶液本身可以作指示剂,滴定终点的颜色变化为无色变为浅紫色。

(5)实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是将溶解的CO2气体赶出;该滴定若用“酚酞”作指示剂,它的变色范围为8.2~10.0,则Ca(OH)2可能会形成沉淀析出,造成较大误差。

CaCO3+2HCl CaCl2+H2O+CO2↑

HCl　　　　　+　　　　　       NaOH NaCl+H2O

8.00×10-3 L×0.10 mol·L-1　8.00×10-3 L×0.10 mol·L-1

CaCO3所消耗的HCl的物质的量为20.00×10-3 L×0.10 mol·L-1-8.00×10-3 L×0.10 mol·L-1=1.2×10-3 mol,m(CaCO3)=×100 g·mol-1=0.06 g。

反思升华　并不是所有的滴定都需使用指示剂,如用标准KMnO4溶液滴定草酸根离子时,溶液颜色由无色变为浅紫色且半分钟内颜色不再变化即为滴定终点。

3.D　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。

4.答案　(1)MnO2+C2+4H+ Mn2++2CO2↑+2H2O

(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,MnO2将Na2C2O4氧化的离子方程式为MnO2+C2+4H+ Mn2++2CO2↑+2H2O。

(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)2.68 g Na2C2O4的物质的量n(Na2C2O4)=0.02 mol,消耗KMnO4的总的物质的量n(KMnO4)=0.020 0 mol·L-1×20×10-3L×=4×10-3 mol,Mn~Mn2+~5e-,MnO2~Mn2+~2e-,Na2C2O4~2CO2~2e-,根据得失电子守恒有2n(Na2C2O4)=2n(MnO2)+5n(KMnO4),即0.02 mol×2=2n(MnO2)+5×4×10-3 mol,则n(MnO2)=0.01 mol,m(MnO2)=0.01 mol×87 g/mol=0.87 g,所以软锰矿中MnO2的质量分数为×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。