第3章 物质在水溶液中的行为 专题强化练6　酸碱中和滴定原理的应用

专题强化练6　酸碱中和滴定原理的应用

1.(2020福建师大附中期末,)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　　　　tB(填“>”“=”或“<”)。 

(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品,小刚利用反应原理2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4 10CO2↑+2MnSO4+K2SO4+8H2O来测定样品中乙二酸的含量,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。配制溶液除胶头滴管外,还需要的玻璃仪器有　。 

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　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中,进行滴定操作。滴定达到终点的判断方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

③计算:重复上述操作2次,记录实验数据如下表,此样品的纯度为　　　　。 

④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是　 　　。 

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.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视

2.(2020江西南昌第二中学期末,)维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的分子式是C6H8O6。维生素C易被空气中的氧气氧化。新鲜的水果、蔬菜、乳制品都富含维生素C,如新鲜橙汁中维生素C的含量为500 mg·L-1左右。某校课外活动小组测定了某品牌的软包装橙汁中维生素C的含量,下面是测定分析的实验报告:

(1)测定目的:测定XX牌软包装橙汁中维生素C的含量。

(2)测定原理:C6H8O6+I2 C6H6O6+2H++2I-。

(3)实验用品

①实验仪器:酸式滴定管、铁架台、锥形瓶、滴管等。

②试剂:　　　　　　(填指示剂名称),7.5×10-3 mol·L-1标准碘液,蒸馏水。 

(4)实验步骤

①洗涤仪器:检查滴定管是否漏水,润洗好后装好标准碘液。

②打开软包装橙汁,目测颜色(橙黄色,澄清度好),用酸式滴定管向锥形瓶中移入20.00 mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。

③用左手控制滴定管的　　　　　　(填部位),右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化直到滴定终点,判断滴定终点的现象是　　　　　　　　　。 

记下读数,再重复操作2次。

(5)数据记录处理:若经数据处理,滴定中消耗标准碘液的体积是15.00 mL,则此橙汁中维生素C的含量为　　　　mg·L-1。 

3.(2020黑龙江哈尔滨期末,)酱油是一种常用调味剂,根据国标要求酱油中NaCl的含量不应低于15 g/100 mL。莫尔法是较简单的一种测量Cl-含量的方法。现采用该法测量某市售酱油是否符合NaCl含量标准要求。实验原理如下(25 ℃):

Ag++Cl- AgCl↓(白色)　Ksp(AgCl)=1.8×10-23 mol2/L2

2Ag++Cr Ag2CrO4↓(砖红)　Ksp(Ag2CrO4)=1.2×10-22 mol3/L3

准确量取酱油样品5.00 mL并将其稀释至100 mL,从中取出10.00 mL置于锥形瓶中,再向锥形瓶中加入适量的K2CrO4溶液,以0.100 0 mol/L的硝酸银标准溶液滴定,重复实验三次。

(1)样品稀释过程中,用　　　　　量取酱油样品,应在　　　　　　中定容,还需用到的玻璃仪器有　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)滴定过程中眼睛应注视　     , 当出现　　　　　　　　　　　　　时说明达到滴定终点。 

(3)若三次消耗硝酸银标准溶液的平均体积为12.50 mL,则稀释后的酱油中NaCl的物质的量浓度为　　　　mol/L,该市售酱油是否符合NaCl含量标准　　　　(填“符合”或“不符合”)。深度解析 

(4)在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol/L的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成　　　　　(填化学式)沉淀,当该沉淀对应的离子沉淀完全(离子浓度≤10-5 mol/L)时溶液的pH为　。 

已知25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11 mol3/L3,Ksp[Cu(OH)2]=1.0×10-21 mol3/L3。

答案全解全析

1.答案　(1)<

(2)①烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶　②酸式　滴入最后一滴溶液,溶液由无色变成浅紫(红)色,且半分钟内不褪色　③90%　④ac

解析　(1)升高温度,化学反应速率加快,即A中反应速率快,褪色所需的时间短,得出tA<tB。

(2)①配制250 mL一定物质的量浓度的溶液所需玻璃仪器是烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管。

②高锰酸钾溶液具有强氧化性,应用酸式滴定管;用高锰酸钾标准溶液滴定乙二酸,滴定达到终点的判断方法是滴入最后一滴KMnO4标准溶液,溶液由无色变为浅紫(红)色,且半分钟(30 s)内不褪色。

③根据表格数据,3次实验消耗标准液的体积分别为20.01 mL、19.99 mL、21.10 mL,第3次与另外2次数据相差过大,应舍去,因此消耗KMnO4标准溶液的体积为=20.00 mL,根据反应的化学方程式,5.000 g样品中含有乙二酸的物质的量为20.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1××=0.05 mol,则乙二酸的质量为0.05 mol×90 g· mol-1=4.5 g,该样品的纯度为×100%=90%。

④分析误差,应分析标准溶液的体积,未用标准溶液润洗滴定管,直接注入标准溶液,会使标准溶液的浓度偏低,消耗标准溶液的体积偏大,测定结果偏高,a符合题意;滴定前锥形瓶内有少量水,对测定结果无影响,b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,气泡体积计入了标准溶液的体积,使消耗标准溶液的体积偏大,测定结果偏高,c符合题意;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,测定结果偏小,d不符合题意。

2.答案　(3)淀粉溶液

(4)活塞　滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色

(5)990

解析　(3)②测定原理是C6H8O6+I2 C6H6O6+2H++2I-,需要碘单质参加反应,即所需指示剂是淀粉溶液。

(4)③滴定过程中右手摇动锥形瓶,左手控制滴定管的活塞;滴定终点的现象是滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟内不褪色。

(5)根据测定原理,20.00 mL待测橙汁中n(C6H8O6)=n(I2)=15.00×10-3 L×7.5×10-3 mol·L-1=1.125×10-4 mol,维生素C的质量为1.125×10-4 mol×176 g· mol-1=1.98×10-2 g,该品牌软包装橙汁中维生素C的含量为=990 mg·L-1。

3.答案　(1)酸式滴定管　100 mL容量瓶　烧杯、玻璃棒、胶头滴管

(2)锥形瓶中溶液的变化　砖红色沉淀

(3)0.125 0　不符合

(4)Cu(OH)2　6

解析　(1)样品稀释过程中,用酸式滴定管移取酱油样品,在100 mL容量瓶中定容,还需用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管。

(2)在进行滴定时,眼睛应注视试剂瓶中溶液的变化,当出现砖红色沉淀时说明溶液中氯离子完全反应,即达到滴定终点。

(3)根据反应Ag++Cl- AgCl,n(Ag+)=c·V=0.100 0 mol/L×12.50 mL×10-3 L/mL=1.250 0×10-3 mol,则c(Cl-)==0.125 0 mol/L,即稀释后的酱油中NaCl的浓度为0.125 0 mol/L,则稀释前NaCl的浓度c(NaCl)=c(Cl-)==2.5 mol/L,其中NaCl的含量为2.5×10-3×58.5 g/mL=14.625 g/100 mL<15 g/100 mL,所以该酱油不符合标准。

(4)向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,由于25 ℃时Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Cu(OH)2],Mg(OH)2、Cu(OH)2的结构相似,故形成Cu(OH)2沉淀需要的OH-浓度较小,首先是Cu2+形成Cu(OH)2沉淀;若Cu2+沉淀完全,即c(Cu2+)≤10-5 mol/L,由于Ksp[Cu(OH)2]=c平(Cu2+)·(OH-)=1.0×10-21 mol3/L3,故c平(OH-)= mol/L=1.0×10-8 mol/L,c平(H+)== mol/L=1.0×10-6 mol/L,所以25 ℃下溶液的pH=6。

知识拓展

1.沉淀滴定

(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-等的浓度。

(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以Cr为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。

2.氧化还原滴定

(1)原理:以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质。

(2)实例:

①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液

原理:2Mn+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,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅紫(红)色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。

②Na2S2O3溶液滴定碘液

原理:2Na2S2O3+I2 Na2S4O6+2NaI

指示剂:用淀粉溶液作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。