能力课时落实(四)　酸碱中和滴定的拓展应用

(建议用时：40分钟)

1．实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液，下列说法或操作正确的是(　　)

A．盛FeSO4溶液的锥形瓶滴定前用FeSO4溶液润洗2～3次

B．选碱式滴定管量取标准KMnO4溶液，并用碘化钾淀粉溶液作指示剂

C．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数会导致滴定结果偏低

D．锥形瓶内溶液颜色变化由浅绿色变为紫红色，立即记下滴定管液面所在刻度

C　[滴定操作时锥形瓶只需用水洗干净即可，不能润洗，A项错误；标准KMnO4溶液应用酸式滴定管量取，不用添加任何指示剂，B项错误；实验时读数前仰后俯，导致读数体积小于实际消耗标准溶液体积，所测溶液浓度将偏低，C项正确；确定滴定终点时，需溶液由浅绿色变为紫红色，且30 s内溶液颜色不再发生变化，才可以确定滴定终点，D项错误。]

2．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，选择KSCN溶液

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

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，碘单质剩余，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沉淀，银离子剩余，故C正确；待测液中的碘离子被双氧水氧化生成碘单质，淀粉显蓝色，即开始滴定就出现蓝色，蓝色加深，碘离子反应完全时，蓝色不再加深，但是不易观察，不能判断滴定终点，故D错误。]

3．H2S2O3是一种弱酸，实验室欲用0.01 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液，发生的反应为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，下列说法合理的是(　　)

A．该滴定可用甲基橙作指示剂

B．Na2S2O3是该反应的还原剂

C．该滴定可选用如图所示装置

D．该反应中每消耗2 mol Na2S2O3，电子转移数为4NA

B　[溶液中有单质碘，应加入淀粉溶液作指示剂，碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应，当反应到达终点时，单质碘消失，蓝色褪去，故A错误；Na2S2O3中硫元素化合价升高被氧化，作还原剂，故B正确；Na2S2O3溶液显碱性，应该用碱式滴定管，故C错误；反应中每消耗2 mol Na2S2O3，电子转移数为2NA，故D错误。]

4．下列滴定中，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↓

B　[A项，锥形瓶中为酸，加入酚酞无色，达到滴定终点，溶液显碱性，溶液变为浅红色，故现象为无色→浅红色，正确；B项，锥形瓶中为碱，达到滴定终点，溶液显酸性，应选择指示剂甲基橙，现象是溶液由黄色变为红色，错误；C项，高锰酸钾为紫色，滴入酸性高锰酸钾前溶液无色，到达滴定终点为浅紫红色，故现象为无色→浅紫红色，正确；D项，碘遇淀粉变蓝色，加入碘前无色，滴加碘反应至终点，碘遇淀粉呈蓝色，正确。]

5．用0.100 mol·L－1酸性高锰酸钾溶液滴定25.00 mL某未知浓度的草酸(H2C2O4)溶液，滴定曲线如图所示，其中E为电动势，反映溶液中c(MnO)的变化。下列有关叙述错误的是(　　)

A．酸性高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管中

B．滴定过程中不需要使用指示剂

C．滴定结束后俯视读数，会导致所测草酸溶液的浓度偏低

D．若草酸溶液的浓度为0.200 mol·L－1，则a点的c(Mn2＋)＝0.100 mol·L－1

D　[酸性高锰酸钾溶液显酸性，且有强氧化性，应盛放在酸式滴定管中，A正确；酸性高锰酸钾溶液本身有颜色，当达到滴定终点时溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色，故不需要使用指示剂，B正确；俯视读数，会导致所读标准溶液体积偏低，则待测液浓度也偏低，C正确；根据滴定曲线可知，a点为滴定终点，根据反应的离子方程式2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O可计算出此时消耗酸性高锰酸钾溶液的体积为20.00 mL，若不考虑混合前后溶液体积的变化，c(Mn2＋)＝≈0.044 mol·L－1，D错误。]

6．(双选)中和滴定是一种操作简单，准确度高的定量分析方法，实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析。这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点，下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是(　　)

A．利用H＋＋OH－===H2O来测量某氢氧化钠溶液的浓度时：甲基橙——黄色

B．利用“2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋”，用NaI溶液测量Fe(NO3)3样品中Fe(NO3)3百分含量：淀粉——蓝色

C．利用“Ag＋＋SCN－===AgSCN↓”原理，可用标准KSCN溶液测AgNO3溶液浓度：Fe(NO3)3——血红色

D．用标准酸性KMnO4溶液滴定NaHSO3溶液以测量其浓度：KMnO4——紫红色

AB　[A项，用标准的盐酸溶液滴定氢氧化钠溶液，甲基橙为指示剂，溶液滴定终点的现象为由黄色变为橙色，错误；B项，利用2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋原理，由于一开始就生成了单质碘，溶液呈蓝色，无法判断滴定终点，错误；C项，利用Ag＋＋SCN－===AgSCN↓原理，用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度，Fe(NO3)3为指示剂，溶液滴定终点的现象为由无色变为血红色，正确；D项，用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液，KMnO4本身就是指示剂，溶液滴定终点的现象为由无色变为紫红色，正确。]

7．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)，充分反应之后冷却，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。

请回答下列问题：

(1)在酸性条件下，MnO2将Na2C2O4氧化的离子方程式为___。

(甲) (乙)

(2)0.0200 mol/L KMnO4标准溶液应选用右图中的__________(填“甲”或“乙”)滴定管中；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

[解析]　(1)酸性条件下，MnO2将Na2C2O4氧化，生成锰离子、二氧化碳和水，反应的离子方程式为MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O。(2)高锰酸钾具有强氧化性，应装在酸式滴定管中，甲是酸式滴定管，乙是碱式滴定管；眼睛应注意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，反应中消耗KMnO4的总量n(KMnO4)＝cV＝0.020 0 mol·L－1×20×10－3 L×＝4×10－3 mol，

MnO～Mn2＋～5e－，MnO2～Mn2＋～2e－，Na2C2O4～2CO2～2e－，根据电子守恒有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的溶质物质的量减小，滴定时消耗的高锰酸钾溶液偏小，测定的二氧化锰的含量结果偏高，A错误；滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消失，滴定前有气泡，滴定时消耗的高锰酸钾标准液体积偏大，测定的二氧化锰含量偏低，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，消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大，测定的二氧化锰含量偏低，C正确；滴定前仰视读数，滴定后俯视读数：滴定前仰视读数，读数会偏大，滴定后俯视读数，读数会偏小，最终计算结果偏小，消耗的高锰酸钾溶液偏小，测定的二氧化锰含量偏高，D错误。

[答案]　(1)MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O　(2)甲　锥形瓶中溶液颜色变化　 锥形瓶中溶液恰好由无色变成紫红色，且30秒内不褪色　(3)72.5%　(4)BC

8．Ⅰ．用0.200 0 mol/L的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分为如下几步：

①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，注入0.200 0 mol/L的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上；

②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体；

③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下，并记下读数；

④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴甲基橙溶液；

⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数。

⑥重复以上滴定操作2～3次。

(1)以上步骤有错误的是________(填编号)。

(2)以下是实验数据记录表

从表中可以看出，第1次滴定记录的NaOH溶液体积明显多于后两次的体积，其可能的原因是________(填字母)。

A．锥形瓶装液前，留有少量蒸馏水

B．滴定结束时，仰视计数

C．滴定前滴定管尖嘴无气泡，滴定结束有气泡

D．锥形瓶用待测液润洗

E．NaOH标准液保存时间过长，有部分变质

Ⅱ．取草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸，用浓度为0.1 mol·L－1的高锰酸钾溶液滴定，发生反应的化学方程式为：2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋10CO2↑＋2MnSO4＋8H2O。

(3)滴定时，KMnO4溶液应装在________ (填“酸”或“碱”)式滴定管中；滴定终点的现象是____________________________________________________

_______________________________________________________________。

Ⅲ．利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量，实验分两步进行。

已知：2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O；

Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓。

步骤Ⅰ：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。

步骤Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤Ⅰ相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。

(4)滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为________mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出，Ba2＋浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。

[解析]　(1)根据碱式滴定管在装液前应用待装液进行润洗，所以操作①错误。(2)从上表可以看出，第1次滴定记录的NaOH溶液体积明显多于后两次的体积，上面测得的盐酸浓度偏大，锥形瓶装液前，留有少量蒸馏水，n(HCl)不变，操作正确，A不选；滴定结束时，仰视计数，导致氢氧化钠溶液体积偏大，B选；滴定前滴定管尖嘴无气泡，滴定结束有气泡，导致氢氧化钠溶液体积偏小，C不选；锥形瓶用待测液润洗，待测液的物质的量偏大，所用氢氧化钠溶液体积偏大，D选； NaOH标准液保存时间过长，有部分变质，NaOH变质生成Na2CO3，以甲基橙为指示剂时，对结果无影响， E不选。(3)KMnO4溶液具有强氧化性，应装在酸式滴定管中；滴定时，当溶液颜色突变且半分钟内不变色，可说明达到滴定终点，所以当滴入最后一滴KMnO4溶液，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色。(4)步骤Ⅱ：待Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL，则发生2CrO＋2H＋===Cr2O＋H2O 的盐酸的物质的量为：V1×10－3×b mol，步骤Ⅰ：用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0 mL，加入的总盐酸的物质的量：V0×10－3×b mol，Ba2＋＋CrO===BaCrO4↓，与Ba2＋反应的CrO的物质的量为V0×10－3×b mol－V1×10－3×b mol＝(V0－V1)b×10－3mol，步骤Ⅱ：移取y mLBaCl2溶液于锥形瓶中，所以BaCl2溶液的浓度为 mol·L－1＝ mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量盐酸滴至锥形瓶外，会导致V1偏小，则c(BaCl2)＝ mol·L－1偏大。

[答案]　(1)①　(2)BD　(3)酸　滴加最后一滴高锰酸钾溶液时，锥形瓶中溶液颜色由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色　(4)上方　　偏大

9．(情境素养题)我国国标推荐的食品药品中钙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溶液通过滴定法测定溶液中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的结果偏高的是________(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

(5)某同学对上述实验方法进行了改进并用于测定某品牌的钙片中的钙元素(主要为CaCO3)含量，其实验过程如下：取2.00 g样品加入锥形瓶中，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。

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。

[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。(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，由于它的变色范围为8.2～10，会使Ca(OH)2形成沉淀析出，造成误差偏大。

CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑

HCl　＋                  NaOH===NaCl＋H2O

8．00 mL×0.10 mol·L－1    8.00 mL×0.10 mol·L－1

CaCO3所消耗的HCl为20.00 mL×0.10 mol·L－1－8.00 mL×0.10 mol·L－1＝12.00 mL×0.10 mol·L－1, m(CaCO3)＝×100 g·mol－1＝0.06 g。

[答案]　(1)酸式　烧杯、锥形瓶

(2)2MnO＋5C2O＋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