苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性导学案

这是一份苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性导学案，共7页。
2．试剂：常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3．指示剂：氧化还原滴定的指示剂有三类：
(1)氧化还原指示剂。
(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
4．实例
(1)Na2S2O3溶液滴定碘液
原理：2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。
指示剂：用淀粉作指示剂，当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点。
(2)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理：2MnOeq \\al(－,4)＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。
指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。
1．某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度，试样不含其他能与I－发生反应的氧化性杂质，已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===S4Oeq \\al(2－,6)＋2I－。取m g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，用0.100 0 ml·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，部分实验仪器和读数如图所示。
下列说法正确的是( )
A．试样在甲中溶解，滴定管选乙
B．选用淀粉作指示剂，当甲中溶液由蓝色变为无色时，即达到滴定终点
C．丁图中，滴定前滴定管的读数为(a－0.50)mL
D．对装有标准液的滴定管读数时，滴定前后读数方式如丁图所示，则测得的结果偏小
答案 D
解析 A项，甲中盛装的是含有I2的溶液，则滴定管中盛装的为Na2S2O3标准溶液，该溶液显碱性，应选用碱式滴定管(丙)，不正确；B项，溶液变色且经过30 s左右溶液不恢复原来的颜色，视为滴定终点，不正确；C项，滴定管“0”刻度在上端，故滴定前的读数为(a＋0.50)mL，不正确；D项，滴定后俯视读数，将导致读数偏小，故测得的结果偏小，正确。
2．过氧化氢的水溶液适用于医用消毒、环境消毒和食品消毒。
Ⅰ.过氧化氢性质探究实验
(1)酸性条件下H2O2可将Fe2＋转化成Fe3＋，由此说明H2O2具有________性。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸，其中Ka1＝2.20×10－12、Ka2＝1.05×10－25，则H2O2的电离方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________，
常温下，1 ml·L－1的H2O2溶液的pH约为________。
Ⅱ.过氧化氢含量的测定实验
某兴趣小组同学用0.100 0 ml·L－1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢，反应原理为2MnOeq \\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。
(3)滴定达到终点的现象是________________________________________________。
(4)用移液管移取25.00 mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示：
计算试样中过氧化氢的浓度为________ml·L－1。
(5)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
答案 (1)氧化 (2)H2O2H＋＋HOeq \\al(－,2)、HOeq \\al(－,2)H＋＋Oeq \\al(2－,2) 5.8 (3)滴入最后半滴KMnO4溶液后，锥形瓶内溶液恰好由无色变为浅红色，且30秒内溶液不褪色 (4)0.180 0 (5)偏高
解析 (1)酸性条件下，H2O2可将Fe2＋氧化为Fe3＋，体现了过氧化氢的氧化性。
(2)过氧化氢属于二元弱酸，分步电离，其电离方程式为H2O2H＋＋HOeq \\al(－,2)、HOeq \\al(－,2)H＋＋Oeq \\al(2－,2)；又Ka1＝2.20×10－12，Ka2＝1.05×10－25，Ka1≫Ka2，以第一步电离为主，则Ka1＝eq \f(cH＋·cHO\\al(－,2),cH2O2)≈eq \f(c2H＋,1)＝2.20×10－12，所以c(H＋)≈1.48×10－6 ml·L－1，即pH≈5.8。(3)滴定达到终点的现象是滴入最后半滴KMnO4溶液后，锥形瓶内溶液恰好由无色变为浅红色，且30秒内溶液不褪色。(4)由于第一次数据误差过大，故舍去；根据反应2MnOeq \\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，c2(H2O2)＝eq \f(0.100 0 ml·L－1×18.10×10－3×2.5,25.00×10－3 L)＝0.181 0 ml·L－1，同理c3(H2O2)＝0.180 0 ml·L－1，c4(H2O2)＝0.179 0 ml·L－1，则c(H2O2)＝eq \f(c2H2O2＋c3H2O2＋c4H2O2,3)＝0.180 0 ml·L－1。(5)滴定前滴定管尖嘴处有气泡，造成V(标准)偏大，则测定结果偏高。
3．工业废水中常含有一定量氧化性较强的Cr2Oeq \\al(2－,7)，利用滴定原理测定Cr2Oeq \\al(2－,7)含量的方法如下：
步骤Ⅰ：量取30.00 mL废水于锥形瓶中，加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ：加入过量的碘化钾溶液充分反应：Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O。
步骤Ⅲ：向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.100 0 ml·L－1 Na2S2O3溶液进行滴定，数据记录如表：(I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6)
(1)步骤Ⅰ量取30.00 mL废水选择的仪器是____________________________________。
(2)步骤Ⅲ中滴加的指示剂为________；滴定达到终点时的实验现象是__________________。
(3)步骤Ⅲ中a的读数如图所示，则：
①a＝________。
②Cr2Oeq \\al(2－,7)的含量为________ g·L－1。
(4)以下操作会造成废水中Cr2Oeq \\al(2－,7)含量测定值偏高的是________(填字母)。
A．滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度
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．量取Na2S2O3溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
答案 (1)酸式滴定管 (2)淀粉溶液 滴入最后半滴Na2S2O3溶液，溶液刚好从蓝色变为无色，且30 s内不变色 (3)①18.20 ②2.16 (4)CD
解析 (1)根据信息，Cr2Oeq \\al(2－,7)氧化性较强，量取废水应用酸式滴定管。(2)滴定碘单质应选用淀粉溶液作指示剂；滴定达到终点时碘单质刚好被消耗，溶液的颜色由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色。(3)①根据图示，滴定管“0”刻度在上，且精确到0.01 mL，a值为18.20。②根据Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O和I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，Cr2Oeq \\al(2－,7)～3I2～6Na2S2O3，n(Cr2Oeq \\al(2－,7))＝eq \f(1,6)n(Na2S2O3)＝eq \f(1,6)c(Na2S2O3)·V(Na2S2O3)，将三次数据分别代入，并求平均值，得n(Cr2Oeq \\al(2－,7))＝3×10－4 ml，进而求得Cr2Oeq \\al(2－,7)的含量为eq \f(3×10－4 ml×216 g·ml－1,0.03 L)＝2.16 g·L－1。
(4)根据Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6I－＋14H＋===2Cr3＋＋3I2＋7H2O和I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，c(待测)偏高，则Cr2Oeq \\al(2－,7)含量就偏高；A项，滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，造成V(标准)偏小，根据c(待测)＝eq \f(c标准·V标准,V待测)分析，c(待测)偏低；B项，盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用待测液润洗，对V(标准)无影响，则c(待测)无影响；C项，滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液，造成V(标准)偏大，则c(待测)偏高；D项，未用标准液润洗滴定管，标准液的浓度偏小，造成V(标准)偏大，则c(待测)偏高。
4．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NOeq \\al(－,3)，加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液，加入V1 mL c1 ml·L－1 FeSO4标准溶液(过量)，充分反应后，用c2 ml·L－1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2＋，终点时消耗V2 mL。
(1)滴定操作使用的玻璃仪器主要有____________。
(2)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为________ mg·m－3。
(3)判断下列情况对NOx含量测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
若FeSO4标准溶液部分变质，会使测定结果__________。
答案 (1)锥形瓶、酸式滴定管
(2)eq \f(23×c1V1－6c2V2,3V)×104 (3)偏高
解析 (1)滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、滴定管，因为该滴定液具有强氧化性，所以选用酸式滴定管。
(2)滴定过程中发生下列反应：
3Fe2＋＋NOeq \\al(－,3)＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O
Cr2Oeq \\al(2－,7)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O
与Cr2Oeq \\al(2－,7)反应的Fe2＋的物质的量为6c2V2×10－3 ml，标准液中Fe2＋的物质的量为c1V1×
10－3 ml，则与NOeq \\al(－,3)反应的Fe2＋的物质的量为(c1V1－6c2V2)×10－3 ml，NOeq \\al(－,3)的物质的量为eq \f(c1V1－6c2V2×10－3,3) ml，则V L气样中折合成NO2的含量为eq \f(c1V1－6c2V2×10－3 ml,3V L)×46 g·
ml－1×eq \f(100.00 mL,20.00 mL)×1 000 mg·g－1×1 000 L·m－3＝eq \f(23×c1V1－6c2V2,3V)×104 mg·m－3。
(3)若FeSO4标准溶液部分变质，溶液中的Fe2＋浓度减小，消耗的FeSO4标准溶液的体积增大，会使测定结果偏高。
5．(2020·台州期末)亚硝酸钠是一种食品添加剂，具有防腐作用。某同学对亚硝酸钠进行相关探究。
(一)查阅资料
①亚硝酸钠(NaNO2)为无色、无味的晶体。
②HNO2是一种弱酸，能被常见强氧化剂氧化，但又是一种氧化剂，能把Fe2＋氧化为Fe3＋。
(二)问题讨论
(1)人体正常的血红蛋白中应含Fe2＋，误食亚硝酸盐(如NaNO2)会致使机体组织缺氧，若发生中毒时，你认为下列物质有助于解毒的是________(填字母)。
A．鸡蛋清
B．胃舒平[主要成分是Al(OH)3]
C．小苏打
D．维生素C
(2)亚硝酸钠和食盐性状相似，可采用碘化钾淀粉溶液(用稀硫酸酸化)来鉴别NaNO2和NaCl，证明是NaNO2的实验现象是______________，请解释稀硫酸的作用是___________________。
(三)实验测定
为了测定某样品中NaNO2的含量，进行如下实验：
①称取样品a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。
②取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.020 0 ml·L－1 KMnO4标准溶液进行滴定(还原产物为Mn2＋)，滴定结束后消耗KMnO4溶液V mL。
(3)上述实验①所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯之外还有____________(填一种)。
(4)用KMnO4标准溶液滴定样品溶液前，有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列)：检漏→蒸馏水洗涤→______→______→______→______→______→开始滴定。
A．用KMnO4标准溶液润洗2～3次
B．记录起始读数
C．调整滴定液液面至0刻度或0刻度以下
D．排除气泡
E．装入滴定液至碱式滴定管0刻度以上
F．装入滴定液至酸式滴定管0刻度以上
G．用NaNO2溶液润洗2～3次
(5)计算该样品中NaNO2的质量分数为________。(用含字母a、V的最简式表示)
答案 (1)D (2)溶液显蓝色 提供H＋，增强NOeq \\al(－,2)的氧化性，使其氧化I－(或生成亚硝酸氧化I－)
(3)100 mL容量瓶 (4)A F D C B (5)eq \f(69V,50a)%
解析 (1)NaNO2能使血红蛋白中的Fe2＋转化为Fe3＋而丧失其生理功能，若发生中毒时，有助于解毒的措施是加入还原剂使Fe3＋还原为Fe2＋，胃舒平和小苏打都没有还原性，鸡蛋清是重金属盐的解毒剂，只有维生素C有还原性，故选D。
(2)采用碘化钾淀粉溶液(用稀硫酸酸化)来鉴别NaNO2和NaCl时，硫酸与NaNO2反应生成HNO2，HNO2能氧化KI生成I2，淀粉遇到碘单质变蓝，所以溶液显蓝色的是NaNO2，无现象的是NaCl。
(3)根据题意需要配制100 mL溶液，则上述实验①所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、烧杯之外还有100 mL容量瓶。
(4)根据题意，用KMnO4标准溶液滴定样品溶液前，滴定管的正确操作：检漏→蒸馏水洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录数据，因此操作顺序为检漏→蒸馏水洗涤→A→F→D→C→B→开始滴定。
(5)根据关系式2KMnO4～5NaNO2，得到NaNO2的物质的量为2.5×0.02 ml·L－1×V×10－3 L
×4＝2V×10－4 ml，该样品中NaNO2的质量分数为
ω＝eq \f(2V×10－4 ml×69 g·ml－1,a g)×100%＝eq \f(69V,50a)%。
6．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将处理后的样品中的Ca2＋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。针对该实验中的滴定过程，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_____________________________________________。
(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，振荡时将待测液洒出
答案 (1)酸式 烧杯、锥形瓶
(2)2MnOeq \\al(－,4)＋5C2Oeq \\al(2－,4)＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O (3)无 浅紫 (4)ac
解析 (1)KMnO4溶液具有强氧化性，应放在酸式滴定管中。(3)KMnO4溶液本身可以作为指示剂，终点的颜色变化为无色变为浅紫色。第一次
第二次
第三次
第四次
V(KMnO4溶液)/mL
17.10
18.10
18.00
17.90
滴定次数
Na2S2O3溶液起始读数/mL
Na2S2O3溶液终点读数/mL
第一次
1.02
19.03
第二次
2.00
19.99
第三次
0.20
a