【同步讲义】高中化学(沪科版2020)选修第一册--3.3.1 酸碱中和 讲义
展开3.3.1 酸碱中和滴定
学习聚焦
知识精讲
知识点01 酸碱中和滴定的原理
酸碱中和滴定
1. 定义:用已知物质的量的浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。
2. 原理:由于酸、碱发生中和反应时,反应物间按一定的物质的量之比进行,基于此,可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。
对于反应: HA + BOH====BA+H2O
1mol 1mol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
即可得 C(HA).V(HA)=== C(BOH).V(BOH)
若取一定量的HA溶液(V定),用标准液BOH[已知准确浓度C(标)]来滴定,至终点时消耗标准液的体积可读出(V读)代入上式即可计算得C(HA)
若酸滴定碱,与此同理
若酸为多元酸, HnA + nBOH===BnA+nH2O
1mol nmol
C(HA).V(HA) C(BOH).V(BOH)
则有关系:
【即学即练1】某学生用已知物质的量浓度的标难溶液来测定未知物质的量浓度的盐酸时,选择酚酞作指示剂。请回答下列问题:
(1)配制标准溶液。配制所需的玻璃仪器有:烧杯、量筒,玻璃棒、_______、_______。
(2)若滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,所用NaOH标准溶液的体积为_______。
(3)滴定过程中边滴加边摇动锥形瓶,直到加入半滴溶液后,_______,表明已经到达滴定终点。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示:
滴定次数
待测盐酸的体积
标准溶液体积
滴定前的刻度/mL
滴定后的刻度
第一次
25.00
0.00
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
第三次
25.00
0.22
26.31
依据表中数据计算该盐酸的物质的量浓度为_______。
(5)在上述实验中,下列操作会造成测定结果偏低的有_______(填字母)。
a.滴定结束后盛装标准液的滴定管有气泡
b.锥形瓶水洗后末干燥
c.碱式滴定管水洗后末用标准溶液润洗
d.滴定终点时俯视读数
【答案】(1) 容量瓶 胶头滴管
(2)26.10
(3)溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色
(4)0.1044
(5)ad
【解析】(1)配制标准溶液,需要500mL容量瓶,则配制所需的玻璃仪器有:烧杯、量筒,玻璃棒、500mL容量瓶、胶头滴管。
(2)若滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,所用NaOH标准溶液的体积为26.10mL-0.00mL=26.10。
(3)滴定过程中边滴加边摇动锥形瓶,由于是酚酞作指示剂,则直到加入半滴溶液后,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色,表明已经到达滴定终点。
(4)三次实验消耗标准液体积分别是(mL)26.11、28.74、26.09,第二次误差较大,舍去,两次消耗标准液体积是,所以该盐酸的物质的量浓度为=0.1044mol/L;
(5)a.滴定结束后盛装标准液的滴定管有气泡,消耗标准液体积减少,结果偏低;
b.锥形瓶水洗后末干燥,不影响测定结果;
c.碱式滴定管水洗后末用标准溶液润洗,消耗标准液体积增加,测定结果偏高;
d.滴定终点时俯视读数,读数偏小,测定结果偏低;
答案选ad。
知识点02 酸碱中和滴定的实验过程
滴定方法的关键
(1)准确测定两种反应物的溶液体积
仪器:滴定管、移液管
(2)确保标准液、待测液浓度的准确
润洗:滴定管、移液管要润洗,锥形瓶不要润洗
(3)滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)
指示剂的使用方法:在待测溶液中滴加2-3滴酸碱指示剂。
指示剂的选择原则:终点时指示剂的颜色变化明显灵敏、易观察。
(因为石蕊试剂变化不灵敏,所以一般不用石蕊作中和滴定的指示剂。)
指示剂的选择原则:滴定终点时溶液的pH值尽可能与指示剂的变色范围一致。
用强碱滴定强酸 酚酞 、甲基橙
用强酸滴定弱碱 甲基橙
用强碱滴定弱酸 酚酞
实验步骤
①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。
查漏:检查滴定管是否漏水,操作中活塞转动是否灵活。
洗涤:依次用洗液、自来水、蒸馏水洗涤干净。
润洗:用待装溶液润洗滴定管2~3次,以保证装入溶液时不改变原溶液的浓度。
充液(赶气泡)调液面、读数:准备标准酸溶液→注酸液→赶气泡→调节液面(在“0”或“0”以下)→
记录读数。(用同样的方法把碱式滴定管准备好并记下读数。)
②滴定(以已知标准酸液滴定未知碱液为例)
量取待碱液:取碱溶液→放入锥形瓶→滴加指示剂。把锥形瓶放在酸式滴定管下,垫一张白纸。
操作:边滴边振荡→滴加速度先快后慢→注意指示剂的变化→判断终点(半分钟不再变化)→记下V(终)读数。
注:左手控制滴定管活塞,右手不断振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,先快后慢,当
接近终点时,应一滴一摇。
③重复滴定2~3次,计算平均值。
【即学即练2】【查阅资料】乙二酸俗称草酸,草酸晶体(H2C2O4•2H2O)在100 ℃时开始升华,157 ℃时大量升华并开始分解;草酸蒸气在低温下迅速冷凝为固体;草酸钙不溶于水,草酸蒸气能使澄清石灰水变浑浊。
Ⅰ.乙二酸的不稳定性:根据草酸晶体的组成,猜想其受热分解产物为CO、CO2和H2O。
(1)请用下列装置组成一套探究并验证其产物的实验装置。请回答下列问题:
①装置的连接顺序为:A→D→B→G→______→______→C→G______。
②装置中冰水混合物的作用是______。
③整套装置存在不合理之处______。
Ⅱ.乙二酸的弱酸性:
(2)为验证草酸具有弱酸性设计了下列实验,其中能达到实验目的的是______。
A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色
B.测定0.1 mol•L-1草酸溶液的pH
C.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出
Ⅲ.乙二酸的还原性:
(3)该小组同学向用硫酸酸化的KMnO4溶液中滴入过量的草酸溶液,发现酸性KMnO4溶液褪色,从而判断草酸具有较强的还原性。该反应的离子方程式为:2MnO+H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
利用该性质测草酸浓度,取草酸(H2C2O4)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,表格中记录了实验数据:
滴定次数
待测液体积(mL)
标准KMnO4溶液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.50
20.40
第二次
25.00
3.00
23.00
第三次
25.00
1.00
22.50
第四次
25.00
4.00
24.10
①滴定时,KMnO4溶液应装在______式滴定管中,滴定终点时的现象是______。
②该草酸溶液的浓度为______。
③下列操作会引起测定结果偏高的是_____。
A.滴定管在盛装KMnO4溶液前未润洗
B.滴定过程中,锥形瓶振荡的太剧烈,以致部分液体溅出
C.滴定前读数正确,滴定终点时俯视读数
D.装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后,没用待测液润洗
【答案】(1) FE 除去草酸蒸气,防止干扰CO2的检验 没有CO尾气处理装置
(2)B
(3) 酸 当滴入最后半滴标准液时,锥形瓶中溶液由无色变为浅红色或浅紫色,且半分钟内不褪色 0.2 mol/L A
【分析】猜想其受热分解产物为CO2、CO和H2O,草酸晶体( H2C2O4∙2H2O )在100℃时开始升华,157℃时大量升华并开始分解,草酸蒸气在低温下可冷凝为固体,所以生成的气体中含有草酸蒸气,应该检验生成产物成分时除去草酸,因为检验二氧化碳需要氢氧化钙溶液,溶液中含有水分,所以要先用无水硫酸铜检验水蒸气;用CuO检验CO,CO生成二氧化碳,为防止CO生成的CO2干扰产物中CO2的检验,所以要先检验CO2、后检验CO。草酸是二元弱酸,可根据测定一定浓度的草酸溶液的pH进行判断。草酸具有还原性,能够与酸性KMnO4溶液发生氧化还原反应,草酸被氧化产生CO2气体,KMnO4溶液被还原为无色Mn2+,根据氧化还原反应过程中电子转移数目相等,利用反应消耗KMnO4溶液的浓度及体积计算其物质的量,进而可得草酸的物质的量及浓度。
【解析】(1)①根据上述分析可知:显使用装置A使草酸晶体分解,再通过D装置检验H2O,然后经过B进行冷凝除去草酸蒸气,再通过G检验CO2气体,通过F除去CO2,通过E进行干燥,然后通过C使CO发生反应,再通过G检验是否产生CO2,来判断CO气体的产生,故其排列顺序是A→D→B→G→F→E→C→G;
②冰水混合物的作用是除去产物中草酸蒸气,防止干扰实验;
③CO有毒,不能直接排入空气中,因此要有尾气处理装置;
(2)A.将草酸晶体溶于含酚酞的NaOH溶液中,溶液褪色,说明草酸具有酸性,但不能说明草酸部分电离,不能证明草酸是弱酸,A错误;
B.测定0.l mol/L草酸溶液的pH,如果溶液中氢离子浓度小于草酸浓度的2倍,就说明草酸部分电离为弱电解质,B正确;
C.将草酸溶液加入Na2CO3溶液中,有CO2放出,说明草酸酸性大于碳酸,但不能说明草酸部分电离,不能证明草酸是弱酸,C错误;
故合理选项是B;
(3)①滴定时,KMnO4溶液具有强氧化性,能够腐蚀碱式滴定管的橡胶管,因此应装在酸式滴定管中;
开始H2C2O4溶液显无色,随着KMnO4溶液滴入,H2C2O4溶液不断被消耗,当其被消耗完全后,再滴入半滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅红色或紫红色,半分钟内不褪色,说明滴定达到终点,故滴定终点时的现象是当滴入最后半滴标准液时,锥形瓶中溶液由无色变为浅红色或浅紫色,且半分钟内不褪色;
②四次实验滴定消耗KMnO4溶液的体积分别是19.90 mL、20.00 mL、21.00 mL、20.10 mL,可见21.00 mL误差较大,应该舍去,则平均消耗KMnO4溶液的体积V=,n(KMnO4)=0.1 mol/L×0.020 L=0.0020 mol,根据反应方程式为:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O中物质反应转化关系为n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.0020 mol=0.0050 mol,由于草酸溶液的体积是25.00 mL,故该草酸溶液浓度为c(H2C2O4)=;
③A.滴定管在盛装KMnO4溶液前未润洗,导致标准溶液被稀释,滴定消耗标准溶液体积偏大,由此计算的待测溶液浓度偏高,A符合题意;
B.滴定过程中,锥形瓶振荡的太剧烈,以致部分液体溅出,则消耗标准溶液体积偏小,由此计算的待测溶液浓度偏低,B不符合题意;
C.滴定前读数正确,滴定终点时俯视读数,则消耗标准溶液体积的读数偏小,消耗标准溶液体积偏小,由此计算的待测溶液浓度偏低,C不符合题意;
D.装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后,没用待测液润洗,不影响消耗KMnO4溶液体积,对待测溶液的浓度测定无影响,D不符合题意;
故合理选项是A。
知识点03 酸碱中和滴定中的误差
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值,代入上式计算。
但是实际中C标、V定都可能引起误差,一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上,若V读偏大,则测
定结果偏大;若V读偏小,则测定结果偏小,故通过分析V读的变化情况,可分析滴定的误差。
能引起误差的一些操作
V(HCl)
c(NaOH)
药品不纯(如NaOH中含有Na2O)
增大
偏高
锥形瓶用蒸馏水洗净后,未把水倒净
无影响
无影响
锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测液润洗
增大
偏高
酸式滴定管未用标准液润洗
增大
偏高
碱式滴定管未用待测液润洗
减小
偏低
用移液管量取25ml待测液时残夜吹出
增大
偏高
内有气泡,滴定后无气泡
增大
偏高
尖嘴未充满标准液就开始滴定
增大
偏高
滴定时部分部分标准液附在锥形瓶壁上
增大
偏高
滴定时未摇匀或HCl成股流下
减小
偏低
用酚酞做指示剂,当红色褪成无色,反滴一滴无颜色变化
增大
偏高
【即学即练3】五氧化二氮(N2O5)是有机合成中常用的绿色硝化剂。N2O5常温下为白色固体,可溶于CH2Cl2等氯代烃溶剂,微溶于水且与水反应生成强酸,高于室温时不稳定。
(1)某化学兴趣小组设计臭氧(O3)氧化法制备N2O5,反应原理为。实验装置如图,回答下列问题:
①装置C的名称_______,装置D的作用是_______;装置E的作用是_______。
②写出装置A中发生反应的化学方程式_______。
③实验时,将装置C浸入_______(填“热水”或“冰水”)中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气。
(2)判断C中反应已结束的简单方法是_______。
(3)用滴定法测定N2O5粗产品中N2O4的含量。取2.0 g粗产品,加入20.00 mL0.1250 mol⋅L-1酸性高锰酸钾溶液。充分反应后,用0.1000 mol⋅L-1H2O2溶液滴定剩余的高锰酸钾,达到滴定终点时,消耗H2O2溶液17.50mL。(已知:H2O2与HNO3不反应且不考虑其分解)
①产品中N2O4与KMnO4发生反应的离子方程式为_______。
②判断滴定终点的方法是_______。
③产品中N2O4的质量分数为_______。
【答案】(1) 三颈烧瓶 安全瓶,防止倒吸 防止空气中的水蒸气进入C中 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 冰水
(2)红棕色褪去
(3) 5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+ 溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色 20.7%
【解析】(1)①根据装置图可知装置C名称是三颈烧瓶;
装置D的作用是安全瓶,可以防止倒吸现象的发生;
装置E的作用是干燥,以防止空气中的水蒸气进入C中;
②在装置A中Cu与浓硝酸混合发生氧化还原反应产生硝酸铜、二氧化氮和水,发生反应的化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;
③由于N2O5在高于室温时对热不稳定,所以实验时,将装置C浸入冰水中,打开装置A中分液漏斗的活塞,一段时间后C中液体变为红棕色。关闭分液漏斗的活塞,打开活塞K,通过臭氧发生器向装置C中通入含有臭氧的氧气;
(2)装置C中,NO2溶于CH2Cl2,使溶液变为红棕色,故当红棕色褪去可推断C中反应已结束;
(3)①N2O4与酸性KMnO4溶液反应生成硝酸锰和硝酸,该反应的离子方程式为:5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+;
②酸性KMnO4溶液呈紫红色,用H2O2溶液滴定被还原为无色的Mn2+,故判断滴定终点的方法是:滴入最后一滴0.1000 mol/LH2O2标准溶液时,锥形瓶中溶液的紫红色恰好褪去,且半分钟内不恢复原色,说明滴定达到终点;
③KMnO4的总物质的量为n(KMnO4)总=c·V=0.1250 mol/L×0.020 L=2.5×10-3 mol,根据电子守恒可知H2O2与KMnO4反应的比例关系为:5H2O2~2KMnO4,剩余KMnO4物质的量为n(KMnO4)剩=n(H2O2)=×0.1000 mol/L×0.0175 L=7.0×10-4 mol;所以与N2O4反应的KMnO4物质的量为n(KMnO4)=2.5×10-3 mol -7.0×10-4 mol =1.8×10-3 mol,由反应方程式5N2O4+2+2H2O=2Mn2++10+4H+,可得关系式:5N2O4~ 2KMnO4,n(N2O4) = n(KMnO4)=×1.8×10- 3 mol=4.5×10- 3 mol,则N2O4的质量m(N2O4)=n·M=4.5×10- 3 mol ×92 g/ mol=0.414 g,故产品中N2O4的质量分数为。
知识点04 氧化还原滴定
1.原理
利用氧化还原反应中的定量关系及溶液颜色的变化,测定物质的含量。
2.常用氧化还原滴定法
(1)待测H2C2O4(C2O42-)滴定标准KMnO4溶液
①原理:2MnO4- + 5H2C2O4 + 6H+ →2Mn2+ + 10CO2 ↑+ 8H2O
②滴定终点:滴入最后一滴H2C2O4溶液, 颜色由紫红色变为无色,且30s内不变
(2)标准Na2S2O3溶液滴定含I2溶液
①原理:2S2O32- + I2→ 2I- + S4O62-
②滴定终点:以淀粉溶液为指示剂,滴入最后一滴Na2S2O3溶液, 颜色由蓝色变为无色,且30s内不变
【即学即练4】
常见考法
常见考法一 酸碱中和的原理及实验
【例1】亚硫酰氯(SOCl2)又名氯化亚砜,是一种无色或淡黄色液体,遇水剧烈水解生成白雾和能使品红溶液褪色的无色气体,常用作脱水剂。某实验小组设计实验制备氯化亚砜并探究其性质。
已知:①实验室制备原理为
实验一:制备并探究SOCl2的性质,制备SOCl2的装置如图(夹持装置已略去)。
(1)三颈烧瓶中盛有适量PCl3,上图中制取SO2的装置为_______。
(2)装置b的作用是_______。
(3)SOCl2可用作热分解FeCl2·4H2O制取无水FeCl2的脱水剂,反应的化学方程式为_______。
实验二:测定某SOCl2样品中SOCl2的纯度。
①用称量瓶准确称量2.38 g SOCl2样品。
②连同称量瓶一起放入盛有300 mL NaOH溶液的密封水解瓶中,盖紧并用蒸馏水封口,轻轻摇动,待称量瓶盖打开,将水解瓶放入冰水浴,浸泡水解1h后,将水解瓶中的溶液全部转移到500 mL容量瓶中,洗涤水解瓶2~3次,洗涤液一并转入容量瓶中,静置至室温,定容,摇匀,得到溶液M。
③准确量取50.00 mL溶液M于250 mL碘量瓶中,加入两滴指示剂,用2 mol/L的盐酸中和过量的NaOH溶液至恰好完全。
④准确加入50.00 mL0.0500 mol/L碘标准溶液,充分反应后,用淀粉溶液作指示剂,用0.1000 mol/L的Na2S2O3溶液滴定过量的碘,反应为。平行测定四次,记录反应消耗Na2S2O3溶液的体积。
(4)步骤③所得溶液与碘标准溶液反应的离子方程式为_______。
(5)步骤④判断滴定终点的方法为_______。
(6)若滴定前后滴定管内液面读数如图所示,则此时消耗Na2S2O3溶液的体积为_______mL。
(7)四次平行实验消耗Na2S2O3溶液的体积如下表所示:
第一次
第二次
第三次
第四次
Na2S2O3溶液的体积/mL
如上图所示
19.98
20.00
20.02
样品中SOCl2的质量分数为_______%;下列情况会导致测定的SOCl2的质量分数偏高的是_______(填标号)。
A.水解过程,气体吸收不充分,有部分气体逸出
B.实际Na2S2O3溶液浓度偏低
C.实际碘标准溶液浓度偏低
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
【答案】(1)F
(2)吸收未反应的Cl2、SO2和SOCl2蒸气,防止空气中的水蒸气进入三颈瓶
(3)FeCl2·4H2O+4SOCl2FeCl2+4SO2+8HCl
(4)
(5)当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复蓝色
(6)24.60
(7) 75 CD
【分析】制备SOCl2需要先制取Cl2和SO2,根据装置分析:在装置A中用高锰酸钾和浓盐酸反应制取氯气,氯气中含有氯化氢和水,需要先使用装置B中饱和食盐水除去氯化氢,再使用装置C的浓硫酸干燥,然后通入装置D的三颈烧瓶中;在装置F中用Na2SO3、浓硫酸发生复分解反应制取SO2,然后经装置F的浓硫酸的干燥作用通入装置D的三颈烧瓶中,发生反应:。
【解析】(1)根据上述分析可知上图中制取SO2的装置为F;
(2)装置b连接在球形冷凝管上方,其作用是吸收未反应的Cl2、SO2和SOCl2蒸气,防止空气中的水蒸气进入三颈瓶而导致SOCl2水解;
(3)FeCl2·4H2O受热分解产生无水FeCl2和H2O,SOCl2与水反应产生SO2和HCl,HCl溶于水使溶液显酸性,又可抑制FeCl2·4H2O发生水解反应,相应反应的化学方程式为:FeCl2·4H2O+4SOCl2FeCl2+4SO2+8HCl;
(4)SOCl2与NaOH在溶液中发生反应:SOCl2+4NaOH=Na2SO3+4NaCl+2H2O,当向③所得溶液中加入碘标准溶液时,I2与Na2SO3发生氧化还原反应:;
(5)在步骤④中,用淀粉溶液作指示剂,用0.1000 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定过量I2,若I2恰好消耗完全,则溶液会由蓝色变为无色,故步骤④判断滴定终点的方法为当滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复蓝色;
(6)根据图示可知滴定前Na2S2O3标准溶液体积为0.30 mL,滴定终点时Na2S2O3标准溶液体积为24.90 mL,则消耗其体积V=24.90 mL-0.30 mL=24.60 mL;
(7)进行滴定时四次实验消耗Na2S2O3标准溶液体积分别是24.60 mL、19.98 mL、20.00 mL、20.02 mL,显然第一次实验数据偏差较大,应该舍去,则平均消耗Na2S2O3标准溶液体积V(Na2S2O3)=20.00 mL,根据反应方程式:SOCl2+4NaOH=Na2SO3+4NaCl+2H2O、可得关系式:SOCl2~~I2,由可知剩余I2的物质的量n(I2)= n(Na2S2O3)=×0.1000 mol/L×0.020 L=0.0010 mol,由于加入的I2的总物质的量是n(I2)=0.0500 mol/L×0.050 L=0.0025 mol,故Na2SO3反应消耗的I2的物质的量为n(I2)= 0.0025 mol-0.0010 mol=0.0015 mol,故利用关系式SOCl2~~I2,可知SOCl2配制的50.00 mL溶液中含有溶质的物质的量n(SOCl2)=0.0015 mol,则2.38 gSOCl2中其质量分数为:;
A.水解过程,气体吸收不充分,有部分气体逸出,导致消耗I2标准溶液体积偏少,则导致测定的SOCl2的质量分数偏低,A不符合题意;
B.实际Na2S2O3溶液浓度偏低,其反应消耗I2标准溶液体积偏少,由此导致测定的SOCl2的质量分数偏低,B不符合题意;
C.实际碘标准溶液浓度偏低,则滴定消耗标准溶液体积偏大,使得反应消耗I2标准溶液物质的量偏多,由此导致测定的SOCl2的质量分数偏高,C符合题意;
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,则剩余I2反应消耗Na2S2O3溶液体积偏少,剩余I2物质的量偏少,与Na2SO3发生反应的I2偏多,因而导致测定的SOCl2的质量分数偏高,D符合题意;
故合理选项是CD。
必杀技
【同步练习1】氧化镧(La2O3)在光学玻璃、陶瓷电容器、燃料电池等领域有广泛应用,工业上通常将沉淀剂加入氯化镧(LaCl3)溶液得水合碳酸镧La2(CO3)3·xH2O,经灼烧获得氧化镧产品。
I.水合碳酸镧的制备
已知:制备水合碳酸镧时,若溶液碱性太强会有碱式碳酸镧[La(OH)CO3]生成。
(1)向氯化镧溶液中加入适量碳酸氢铵溶液,控制溶液pH为6.5~7,充分搅拌后陈化2h,洗涤数次,真空抽滤,得到水合碳酸镧。
①制备La2(CO3)3 ·xH2O时不宜用Na2CO3溶液代替NH4HCO3溶液,其原因是_______。
②生成La2(CO3)3 ·xH2O的离子方程式为_______。
③证明La2(CO3)3 ·xH2O固体已洗涤干净的实验操作是 _______。
(2)某兴趣小组利用以下装置模拟制备水合碳酸镧。
Ⅰ.仪器X的名称为_______;装置接口的连接顺序为a_______ f(填接口字母)。
Ⅱ.灼烧水合碳酸镧得La2O3固体
Ⅲ. EDTA滴定法测定La2O3(Mr= 326)样品纯度
已知:样品中杂质不与EDTA反应;EDTA均可与La3+、Zn2+按1:1形成配合物; Zn2+遇二甲酚橙显玫瑰红色;La3+的EDTA配合物中加入NH4F后,EDTA会被重新释放。
步骤1:准确称取La2O3样品m1g,用适量稀盐酸溶解后,稀释至250mL(待测液);
步骤2:取25 mL待测液于锥形瓶中,加入V1 mLc1mol·L-1 EDTA(过量)充分反应;
步骤3:加入1滴二甲酚橙指示剂,用c2 mol·L-1锌标准液滴定剩余的EDTA至玫瑰红色(不计数);
步骤4:加入0. 5gNH4F(过量)放置10分钟,释放与镧络合的EDTA,用c2 mol·L-1锌标准液滴定至终点,消耗锌标准液V2 mL。
(3)实验测得此样品的纯度为_______(用代数式表示);步骤4加入NH4F溶液后,若放置时间过短,会导致产品中La2O3纯度测定值_______(填“偏低”“ 偏高”“无影响”)。
【答案】(1) 防止溶液碱性太强时生成碱式碳酸镧[或La(OH)CO3] 6+2La3++(x-3)H2O= La2(CO3)·xH2O+3CO2↑ 取最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银,若无白色沉淀生成,证明已洗涤干净
(2) (球形)干燥管 edbc
(3) 偏低
【解析】(1)①制备La2(CO3)3 ·xH2O时不宜用Na2CO3 溶液代替NH4HCO3溶液,其原因是防止溶液碱性太强时生成碱式碳酸镧[或La(OH)CO3]。
②碳酸氢钠与氯化锂生成La2(CO3)3 ·xH2O,离子方程式为6+2La3++(x-3)H2O= La2(CO3)·xH2O+3CO2↑。
③证明La2(CO3)3 ·xH2O固体已洗涤干净的实验操作是取最后一次洗涤液于试管中,加入硝酸酸化的硝酸银,若无白色沉淀(碳酸银)生成,证明已洗涤干净。
(2)Ⅰ.仪器X的名称为(球形)干燥管;①中产生氯化钙、氨气、水气体进入③中经过X除去水蒸气,④中生成二氧化碳、水、氯化钠,二氧化碳进入②中,②装置除去挥发出的氯化氢,③中生成碳酸氢铵与氯化镧反应生成La2(CO3)3 ·xH2O,装置接口的连接顺序为aedbcf;
(3)Ⅲ.取25 mL待测液于锥形瓶中,加入V1 mLc1mol·L-1 EDTA(过量)充分反应;释放与镧络合的EDTA,用c2 mol·L-1锌标准液滴定至终点,消耗锌标准液V2 mL。相当于用锌溶液进行滴定,故25mL·c(La)= c2 V2,c(La)=mol·mL-1,n(La)=mol,n(La2O3)= 5c2V2mol,实验测得此样品的纯度为:。
步骤4加入NH4F溶液后,若放置时间过短,La的释放不完全,会导致产品中La2O3纯度测定值偏低。
常见考法二 酸碱中和实验误差分析
【例2】酸性KMnO4溶液能与草(H2C2O4)溶液反应。某探究小组利用反应过程中溶液紫色消失快慢的方法来研究影响化学反应速率的因素。
Ⅰ.实验前首先用浓度为0.1000mol•L-1酸性KMnO4标准溶液滴定未知浓度的草酸溶液。
(1)在酸性条件下能够发生上述反应,请写出该反应离子方程式:______。
(2)取25.00mL待测草酸溶液于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,用0.1000mol•L-1高锰酸钾溶液滴定,消耗KMnO4溶液20.00mL。
①滴定过程中操作滴定管的图示正确的是______。
A. B. C.
②滴定到达终点的判断标志是______。
③下列操作可能造成测得草酸溶液浓度偏高的是______.
A.滴定终点读数时俯视 B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失
C.没有润洗锥形瓶 D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁
④该草酸溶液的物质的量浓度为______(保留四位有效数字)。
Ⅱ.用2mL0.1000mol•L-1KMnO4溶液与4mL上述草酸溶,液研究不同条件对化学反应速率的影响。
组别
10%硫酸体积/mL
温度/℃
加入其他物质
①
2
20
②
2
20
10滴饱和MnSO4溶液
③
2
30
④
1
20
(3)如果研究催化剂对化学反应速率的影响,使用实验②和______(用①~④表示)。
(4)如果要利用实验①和④,研究硫酸浓度对化学反应速率的影响,实验④中还需加入______。
(5)某同学对实验①进行了三次实验,测得溶液褪色时间如表:则实验①中用KMnO4来表示的化学反应速率为______(忽略混合前后溶液体积的变化)。
溶液褪色所需时间
第一
第二
第三
5.1
6.8
4.9
【答案】(1)2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
(2) A 最后半滴标准液滴入,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不复原 B 0.2000 mol/L
(3)①
(4)1 mL蒸馏水
(5)0.005 mol/(L⋅min)
【解析】(1)酸性条件下,高锰酸钾溶液与草酸溶液反应生成Mn2+、CO2和H2O,MnO~Mn2+转移5个电子,H2C2O4~CO2转移2个电子,则根据得失电子守恒,配平可得离子反应方程式为:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,故答案为:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O;
(2)①酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,因此用酸式滴定管盛装酸性高锰酸钾溶液,滴定时用左手控制滴定管的活塞,拇指和食指、中指旋转活塞,防止活塞被意外打开,故正确的操作为A,故答案为:A;
②滴定达到终点的现象为最后半滴标准液滴入,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不复原,故答案为:最后半滴标准液滴入,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不复原;
③A. 滴定终点时俯视读数,读得消耗的KMnO4的体积偏小,最终测得的浓度偏低,A不选;
B.滴定前有气泡,滴定后气泡消失,读得消耗的KMnO4的体积比实际偏大,最终测得的浓度偏大,B选;
C.没有润洗锥形瓶对实验结果无影响,C不选;
D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁对实验结果无影响,D不选;
故答案为:B;
④已知消耗0.1000mol/L的酸性高锰酸钾溶液20.00mL,消耗的MnO物质的量为0.002mol,根据方程式可得2MnO~5 H2C2O4,则n(H2C2O4)=0.005mol,则c(H2C2O4)==0.2000mol/L,故答案为:0.2000 mol/L;
(3)实验①、②的温度和浓度均相同,实验②加入了催化剂,因此使用实验②和实验①研究催化剂对化学反应速率的影响,实验①、③的其他条件均相同,而温度不用,因此使用实验③和实验①研究催化剂对化学反应速率的影响。故答案为:①;
(4)若要利用实验④和①,研究硫酸浓度对化学反应速率的影响,则需要控制除浓度外的其他条件相同,因此实验④可加入1mL的蒸馏水;故答案为:1 mL蒸馏水;
(5)根据表格数据分析可知,第三次数据与前两次数据差值太大,有误差应该舍去,因此由第一、二次数据可知,褪色的平均时间为5.0min,则用KMnO4来表示的化学反应速率为=0.005 mol/(L⋅min)。故答案为:0.005 mol/(L⋅min);
必杀技
【同步练习2】下列叙述正确的是
A.NaOH滴定未知浓度的醋酸溶液时,用甲基橙作指示剂
B.用湿润的pH试纸测氯水的pH值,测定值偏大
C.测定中和热时,将碱缓慢倒入酸中混合,所测温度值偏高
D.盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,终点读数时无气泡,结果偏高
【答案】D
【解析】A.氢氧化钠溶液与醋酸溶液完全反应生成强碱弱酸盐醋酸钠,溶液呈碱性,若滴定时,选用甲基橙做指示剂,醋酸溶液不可能完全反应,会导致所测浓度偏低,故A错误;
B. 氯水中含有的次氯酸具有强氧化性,能使有机色质漂白褪色,所以用pH试纸无法测得氯水的pH,故B错误;
C.测定中和热时,将碱缓慢倒入酸中混合时会有热量散失,导致所测温度值偏低,故C错误;
D.盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液时,滴定前滴定管尖嘴处有气泡,终点读数时无气泡会使盐酸溶液体积偏大,导致所测结果偏高,故D正确;
故选D。
常见考法三 氧化还原滴定
【例3】草酸亚铁是一种淡黄色结晶性粉末,常用于制药工业。实验小组通过测定某草酸亚铁样品中Fe2+和的含量,进而可判断其纯度,测定过程示意图如下。
已知:。回答下列问题:
(1)KMnO4溶液应装入_______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
(2)滴定在65~85℃进行,应采取的加热方式为_______。
(3)H3PO4可与有色离子Fe3+形成无色的,使滴定的终点更容易判断。该滴定终点的现象是_______。
(4)“滴定I”目的是测定和的总量,以下操作会导致结果偏高的是_______。
A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管 B.滴定终点时,俯视读数
C.振荡时,锥形瓶内部分溶液溅出 D.锥形瓶用样品溶液润洗
(5)“滴定II”发生反应的离子方程式为_______。
(6)该样品中_______(填最简整数比)。
【答案】(1)酸式
(2)水浴加热
(3)当加入最后半滴KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红(紫)色,且半分钟内不恢复无色
(4)AD
(5)
(6)9:10
【解析】(1)KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶,所以应装入酸式滴定管中。答案为:酸式;
(2)滴定在65~85℃进行,不超过100℃,可使用水浴控温,所以应采取的加热方式为:水浴加热。答案为:水浴加热;
(3)该滴定操作时,起初溶液的颜色为Fe2+的颜色,滴定终点时,KMnO4稍过量,溶液为稀KMnO4溶液的颜色,所以终点的现象是:当加入最后半滴KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红(紫)色,且半分钟内不恢复无色。答案为:当加入最后半滴KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红(紫)色,且半分钟内不恢复无色;
(4)A.未用KMnO4标准溶液润洗滴定管,则KMnO4标准溶液被稀释,滴定所用KMnO4标准溶液的体积偏大,测定结果偏高;
B.滴定终点时,俯视读数,则读取KMnO4标准溶液的体积偏小,测定结果偏低;
C.振荡时,锥形瓶内部分溶液溅出,则所用KMnO4标准溶液的体积偏小,测定结果偏低;
D.锥形瓶用样品溶液润洗,则消耗KMnO4标准溶液的体积偏大,测定结果偏高;
综合以上分析,AD符合题意,故选AD。答案为:AD;
(5)“滴定II”时,Fe2+被KMnO4氧化为Fe3+,KMnO4被还原为Mn2+等,发生反应的离子方程式为。答案为:;
(6)由题意可知,Fe2+消耗KMnO4溶液的体积为13.50mL,Fe2+和共同消耗KMnO4的体积为43.50mL,则消耗KMnO4的体积为43.50mL-13.50mL=30.00mL,由关系式5Fe2+——KMnO4、5——2KMnO4,可求出该样品中=0.02mol/L×0.0135L×5: 0.02mol/L×0.0300L×2.5=9:10。答案为:9:10。
必杀技
【同步练习3】用间接滴定法测定某葡萄糖酸钙产品的纯度,其步骤如下:
①称取产品置于烧杯中,加入蒸馏水及适量稀盐酸溶液;
②加入足量溶液,用氨水调节为4~5,生成白色沉淀,过滤、洗涤;
③将②洗涤后所得的固体溶于稀硫酸溶液中,用标准溶液滴定,消耗标准溶液。
(1)用标准溶液滴定待测液的反应原理为__________(用离子方程式表示),判断滴定达到终点的现象为_________。
(2)根据以上实验数据,测得产品中葡萄糖酸钙晶体的纯度为__________(保留三位有效数字)。
【答案】(1) 滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色
(2)
【解析】(1)生成的白色沉淀是草酸钙,加入稀硫酸溶解转化为草酸,草酸能被酸性高锰酸钾溶液氧化,反应的离子方程式为,高锰酸钾溶液显紫红色,则判断滴定达到终点的现象为滴入最后半滴高锰酸钾标准溶液,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色。
(2)根据方程式结合原子守恒可知~5CaC2O4~5H2C2O4~2KMnO4,因此产品中葡萄糖酸钙晶体的纯度为≈93.3%。
分层提分
题组A 基础过关练
1.下列实验操作正确且能达到实验目的的是
A.装置甲可用于过氧化氢与二氧化锰制备氧气
B.装置乙可用于配制1.0的硫酸
C.装置丙可用于分离和的固体混合物
D.装置丁可用于测定醋酸的浓度
【答案】D
【解析】A.二氧化锰是粉末状固体,不能放在多孔隔板上,故A错误;
B.浓硫酸不能在容量瓶中稀释,应在烧杯中稀释,冷却后转移到容量瓶中定容,故B错误;
C.碘单质加热易升华,氢氧化铝加热也易分解,故不能用此装置分离和的固体混合物,故C错误;
D.碱式滴定管中盛放碱溶液,反应终点为醋酸钠溶液,显碱性,用酚酞作指示剂,故D正确;
故选D。
2.下列各仪器或装置能达到实验目的的是
A.测定新制氯水的pH
B.保存的稀硫酸
C.量取10.0mL的NaOH溶液
D.中和滴定
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【解析】A.pH计可以测定新制氯水的pH,故A正确;
B.容量瓶不能保存溶液,故B错误;
C.分液漏斗没有刻度,不能量取一定体积的溶液,故C错误;
D.图示为测定中和热的实验装置,故D错误;
故选A。
3.下列能达到实验目的并且对装置或仪器的使用或操作规范的是
A.用裂化汽油提纯溴水中的
B.用标准溶液滴定未知浓度的溶液
C.验证浓硫酸具有吸水性、强氧化性
D.灼烧海带灰
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【解析】A.裂化汽油中含不饱和烃,能与溴单质发生加成,不能用于提纯溴水中的溴单质,故A错误;
B.高锰酸钾具有强氧化性应用酸式滴定管装液,故B错误;
C.浓硫酸使蔗糖脱水炭化体现浓硫酸的脱水性而非吸水性,故C错误;
D.灼烧海带应在坩埚中进行,故D正确;
故选:D。
4.常温下,用氢氧化钠溶液滴定稀盐酸时,溶液随溶液的体积变化如图所示。下列说法正确的是
A.一般用蓝色手柄滴定管量取稀盐酸 B.一般选用甲基橙试液作终点指示剂
C.稀盐酸的浓度为 D.氢氧化钠溶液的浓度为
【答案】D
【解析】A.蓝色手柄滴定管用于盛放碱性物质,盐酸为酸性,A错误;
B.甲基橙变色范围为酸性,氢氧化钠和盐酸生成中性氯化钠,氢氧化钠能使酚酞试液变红色,故指示剂选酚酞,B错误;
C.由图可知,起点pH=1,氢离子浓度为0.1mol/L,盐酸为强酸,则稀盐酸的浓度为,C错误;
D.HCl和反应关系为,则氢氧化钠溶液的浓度为,D正确;
故选D。
5.按一定的速率用0.10溶液滴定10.00.10溶液,溶液和温度随的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.滴定分析时,X点可用甲基橙、Z点可用酚酞作指示剂指示滴定终点
B.当时溶液的,且溶液中
C.25℃时,的电离常数
D.从W至Z点,Z点水的电离程度和都最大
【答案】D
【解析】A.A.酚酞的变色pH范围8.2-10,Z点的pH=11.9,不能用酚酞作指示剂指示滴定终点,故A错误;
B.当时溶质为等浓度的Na2A、NaHA,溶液呈碱性,说明A2-的水解大于HA-的电离,又A2-的水解大于HA-的水解,故c(A2-)
D.从W至Z点,Z点溶液温度最高,溶质只有Na2A,所以Z点水的电离程度和Kw都最大,故D正确;
故选D。
6.某课外兴趣小组欲测定某NaOH溶液的浓度,其操作步骤如下:
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后,再用待测溶液润洗2~3次,再注入待测溶液,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数;将锥形瓶用蒸馏水洗净后,用待测溶液润洗锥形瓶2~3次;从碱式滴定管中放出25.00mL待测溶液到锥形瓶中。
②酸式滴定管用蒸馏水洗净后,立即向其中注入0.1000mol·L-1标准盐酸,调节滴定管的尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下的位置,记下读数。
③向锥形瓶中滴入酚酞作指示剂,进行滴定。滴定至终点,测得所耗盐酸的体积为V1mL。
④重复以上过程,但在滴定过程中向锥形瓶中加入5mL的蒸馏水,测得所耗盐酸的体积为V2mL。
试回答下列问题:
(1)滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察_______;滴定终点时的现象为锥形瓶中的溶液由_______;
(2)该小组在步骤①中的错误是_______,由此造成的测定结果_______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”);
(3)步骤②缺少的操作是_______,由此造成的测定结果_______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”);
(4)若滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果_______,若酸式滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定终了没有气泡使滴定结果_______(填“偏高”或“偏低”或“无影响”);
(5)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为_______mL;
(6)根据下列数据:
测定次数
待测液体积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
第一次
25.00
0.40
20.38
第二次
25.00
4.00
24.02
请计算待测烧碱溶液的物质的量浓度_______。(请写出解答过程)
【答案】(1) 锥形瓶中溶液颜色变化 浅红色变成无色且半分钟内不恢复原色
(2) 锥形瓶用(或不能用)待测液润洗 偏高
(3) 酸式滴定管应用标准盐酸溶液润洗 偏高
(4) 偏低 偏高
(5)22.60
(6)0.0800moL/L
【分析】欲用标准盐酸溶液滴定某NaOH溶液以测定其浓度,准备实验时,酸式滴定管用蒸馏水洗净后,应用标准液润洗;而锥形瓶不能用待测溶液润洗,滴定时,锥形瓶中的溶液从浅红色变为无色时,且半分钟内不褪色,达到滴定终点,应停止滴定;为减小实验误差,应作平均实验,数据有效时,V(标准)用两次的平均值;根据c(待测)=分析误差;
【解析】(1)中和滴定时,左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察锥形瓶中溶液颜色变化;用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,使用酚酞为指示剂,开始时溶液为碱性,因此溶液显红色,当达到滴定终点的现象为:锥形瓶中的溶液从浅红色变为无色时,且半分钟内不褪色;
(2)该小组在步骤①中的错误是锥形瓶用(或不能用)待测液润洗,由此造成的的后果是使标准溶液体积偏大、测定结果偏高;
(3)步骤②缺少的操作是酸式滴定管应用标准盐酸溶液润洗,由此稀释了标准溶液,使标准溶液体积偏大、测定结果偏高;
(4)若滴定前平视,滴定终了俯视,所测标准溶液体积偏小、测定结果偏低,若酸式滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定终了没有气泡,则标准溶液体积偏大、测定结果偏高;
(5)滴定管0刻度在上,大刻度在下的结构,根据滴定管中液体凹液面的位置可确定该溶液体积读数为22.60mL;
(6)由表可知,2次测定数据偏差小均、真实有效,V(标准)══20.00mL,c(待测)=═0.0800mol/L。
题组B 能力提升练
7.下列说法正确的是
A.用标准浓度HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,可以选择酚酞为指示剂
B.除去碱式滴定管胶管内气泡的方法是将尖嘴垂直向下,挤压胶管内的玻璃球将气泡排出
C.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内璧
D.用稀NaOH滴定盐酸,用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时立即停止滴定
【答案】C
【解析】A.盐酸与碳酸氢钠反应后生成NaCl、水、二氧化碳,溶液显酸性,应选甲基橙作指示剂,故A错误;
B.除去碱式滴定管胶管内的气泡,气泡密度较小,应将尖嘴朝上,故B错误;
C.滴定管的尖嘴可能有液体,则滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内,保证体积准确,故C正确;
D.用酚酞作指示剂,滴定前溶液为无色,滴定后溶液变为红色,则当锥形瓶中溶液由无色变红色且30s不变色时停止滴定,故D错误;
故选:C。
8.用0.1000mol/L的NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度为c1的溶液和20.00mL浓度为c2的溶液,得到如图滴定曲线,其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点(这两点的横坐标分别为10.60mL和17.20mL)。下列说法不正确的是
A.X曲线代表,且c1>c2
B.溶液中,
C.若a点,则a点有
D.若b点时溶液中,则b点消耗了8.60mLNaOH溶液
【答案】D
【解析】A.是二元弱酸,滴定过程中有两次滴定突变,是一元酸,滴定时只有一次滴定突变,所以根据图示可知X曲线代表,Y曲线代表。其中c、d为两种酸恰好完全中和的化学计量点,根据恰好反应时消耗NaOH溶液的体积可知:,,,选项A正确;
B.由图可知,被完全中和时需消耗,则加入5.30mLNaOH溶液时,恰好转化为,因为,所以溶液呈酸性,故可推断的电离程度大于的水解程度,即,故,选项B正确;
C.若a点,则a点溶液为、按物质的量之比1∶1形成的混合溶液,因为,溶液显酸性,故的电离程度大于和的水解程度,则a点有,选项C正确;
D.若b点时加入氢氧化钠体积为8.60mL,则此时溶液为、按物质的量之比1∶1形成的混合溶液,因为,所以溶液呈酸性,故可推断的电离程度大于的水解程度,即溶液中,若要求b点时溶液中,则此时消耗氢氧化钠溶液的体积应小于8.60mL,选项D不正确;
答案选D。
9.下列说法正确的是
A.向醋酸中加水,导电性一定减弱
B.压缩和的混合气体,颜色变深可以用勒夏特列原理来解释
C.进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视滴定管内溶液液面的变化
D. ,能自发进行,原因是体系有自发地向混乱度增加的方向转变的倾向
【答案】D
【解析】A.向冰醋酸中加水,促进醋酸电离,开始时,醋酸电离程度大于溶液体积增大程度,溶液中c(CH3COO-)和c(H+)增大,溶液导电性增强,A错误;
B.压缩和的混合气体,颜色变深是因为体积缩小,NO2的浓度增大,不是因为平衡移动导致的,即不能用勒夏特列原理来解释,B错误;
C.进行中和滴定操作时,眼睛要始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,C错误;
D.该反应中,生成物有气体,体系混乱度增大,则,反应能自发进行,D正确;
故选D。
10.常温下,向100mL NaOH溶液中逐滴加入稀硫酸时,溶液的pH随加入稀硫酸体积的变化如图所示。下列说法错误的是
A.所加稀硫酸的pH为1
B.可以用酚酞作为判断滴定终点的指示剂
C.起始NaOH溶液的物质的量浓度为0.1
D.水的电离程度随着稀硫酸的加入逐渐增大
【答案】D
【解析】A. pH=7时,V=100mL,恰好完全中和,c(H+)=0.1,所加稀硫酸的pH为1,故A正确;
B. 强酸滴定强碱,可以用酚酞作为判断滴定终点的指示剂,故B正确;
C. 起始pH=13,NaOH溶液的物质的量浓度为0.1,故C正确;
D. 水的电离程度随着稀硫酸的加入逐渐增大,到终点后,溶液又呈酸性,水的电离程度随着稀硫酸的加入逐渐减少,故D错误;
故选D。
11.用0.1000mol/L的盐酸滴定20.00mLNaOH溶液,测定其浓度,下列说法正确的是
A.用量筒量取20.00mLNaOH溶液
B.需用NaOH溶液润洗锥形瓶
C.滴定前,没有除去酸式滴定管中的气泡,滴定后气泡消失,所测浓度会偏小
D.使用酚酞做指示剂,滴定终点的现象为溶液浅红色褪去,半分钟不变色
【答案】D
【解析】A.量筒的精确度为0.1,不能用量筒量取20.00mLNaOH溶液,应该用碱式滴定管,A错误;
B.盛待测液的锥形瓶不能润洗,若用待测液润洗,会使锥形瓶内残留溶质,消耗的标准液偏多,测定结果偏大,B错误;
C.滴定前,没有除去酸式滴定管中的气泡,滴定后气泡消失,会使标准液的体积偏大,所测浓度偏大,C错误;
D.使用酚酞做指示剂,滴定前溶液显红色,滴定终点的现象为溶液浅红色褪去,半分钟不变色,D正确;
故选D。
12.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时,标准液应该装在_______(填仪器名称)中;在用盐酸滴定氢氧化钠溶液的过程中,眼睛应注视_______,滴定达到终点的现象为_______。
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是_______。
A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(3)若滴定达终点时,滴定管中的液面如图所示,正确的读数为_______(填字母)
A.22.30mL B.23.65mL C.22.35mL D.23.70mL
(4)25℃时,若向20.00mL0.1000盐酸中滴加0.1000的NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知,下列说法错误的是_______。
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,
B.当接近终点时,需加快滴定速度便于观察颜色突变
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.时,
(5)某学习小组用“间接碘量法”测定含有晶体的试样(不含能与发生反应的氧化性杂质)的纯度,过程如下:取0.36g试样溶于水,加过量KI固体,充分反应,生成白色沉淀,用0.1000 标准溶液滴定,到达滴定终点时,消耗标准溶液20.00mL。
已知: 、
选用_______作滴定指示剂,试样中的质量分数为_______(保留小数点后一位)。
【答案】(1) 酸式滴定管 锥形瓶中溶液颜色的变化 最后一滴标准液加入后,溶液红色消失且半分钟内不变色
(2)C
(3)C
(4)B
(5) 淀粉溶液
【分析】滴定实验的步骤是:滴定前的准备:滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录,锥形瓶:注液体→记体积→加指示剂;滴定:眼睛注视锥形瓶溶液颜色变化;终点判断:记录数据;数据处理:通过数据进行计算;
【解析】(1)标准的盐酸溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时,标准液应该装在酸式滴定管中;在用盐酸滴定氢氧化钠溶液的过程中,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,滴定达到终点的现象为最后一滴标准液加入后,溶液红色消失且半分钟内不变色;
(2)A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液,导致标准液用量增加,所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏高,A不符合题意;
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,不影响所测氢氧化钠溶液的浓度数值,B不符合题意;
C.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,导致标准液读数偏小,所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低,C符合题意;
故选C;
(3)滴定管中的液面如图所示,正确的读数为22.35mL,故选C;
(4)A.NaOH与盐酸恰好完全反应时得到氯化钠溶液,,A正确;
B.当接近终点时,需放慢滴定速度,便于观察颜色突变,B错误;
C.由图可知,选择甲基红指示反应终点,比甲基橙更接近滴到终点,故误差比甲基橙的小,C正确;
D.时,氢氧根离子浓度为=,pOH=1.7,则,D正确;
故选B;
(5)碘单质能使淀粉变蓝色,故选用淀粉溶液做指示剂;根据化学方程式可知,,则试样中的质量分数为。
题组C 培优拔尖练
13.常温下用NaOH标准溶液滴定20mL等浓度的三元酸,得到pH与V(NaOH)、[或或]的关系分别如图1、图2所示。下列说法错误的是
A.当pH=10时,
B.,对应2.12<pH<7.2
C.20mL到40mL滴定过程中,水的电离程度逐渐增大
D.用NaOH标准液滴定NaH2A溶液时,可选用酚酞做指示剂
【答案】B
【分析】随NaOH加入,依次发生:,,,由图2知,当lgX=0时,,则曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ依次表示的pH与,由Ⅰ(4,1.88)、Ⅱ(10,2.8)、Ⅲ(14,1.64)知,=10-2.12,=10-7.2,=10-12.36。
【解析】A.=10-12.36,则,故A正确;
B.NaH2A溶液中,由图1知,pH>2.12,但pH不一定小于7.2,故B错误;
C.20mL到40mL滴定过程中,H+抑制水电离的作用逐渐减弱,则水的电离程度逐渐增大,故C正确;
D.酚酞指示剂的变色范围为8.2~10.0,由图1第2个pH突变可知,NaOH标准液滴定NaH2A溶液时,可选用酚酞做指示剂,故D正确;
故答案选B。
14.根据下列图示所得出的结论正确的是
A.图甲是室温下用NaOH溶液滴定某酸HX的滴定曲线,说明可用甲基橙判断该反应的终点
B.图乙是中的平衡浓度随温度变化的曲线,说明平衡常数
C.图丙是镁条与盐酸反应的化学反应速率随反应时间变化的曲线,说明时刻溶液的温度最高
D.图丁是溶液中滴加溶液之后,溶液的导电能力随滴入溶液体积变化的曲线,说明a点对应的溶液呈碱性
【答案】D
【解析】A.分析图像,曲线起点是pH约为2~3,某酸HX是弱酸,不能全部电离。则强碱滴定弱酸,当恰好反应是得到强碱弱酸盐,溶液呈碱性,应用酚酞作为指示剂,甲基橙适用滴定终点显酸性的条件下,A项错误;
B.分析图像,温度升高,的平衡浓度越小,说明平衡逆向移动,正反应是放热反应,则温度高,平衡常数小,则,B项错误;
C.反应速率受盐酸的浓度、温度等多个因素影响,速率最大时,不一定温度最高,C项错误;
D.溶液的导电能力与溶液中离子浓度和离子电荷有关。曲线上第一个转折点前是过量的与少量反应,离子反应是Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O,溶液中存在NaOH,第二个转折点是加入过量,继续与NaOH反应,溶液中含有硫酸钠,a点在第二转折点之前,氢氧化钠未反应完,故a点对应的溶液呈碱性,D项正确;
故答案选D。
15.向10.00mL0.01mol·L-1某一元酸HA溶液中逐滴加入0.01mol·L-1NaOH溶液,溶液pH变化曲线如图所示。下列说法不正确的是
A.HA是弱酸
B.b点表示的溶液中:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)
C.c点时:V=10.00mL
D.b、c、d点表示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
【答案】C
【分析】由图象知,0.01mol/L的HA溶液的pH值约为4,不能完全电离,为弱酸,加入的酸的物质的量=0.01mol/L×0.01L=10−4mol,b点碱的物质的量=0.01mol/L×0.005L=5×10−5mol,溶液溶质为NaA和HA,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于A−的水解程度,c点时,溶液呈中性,如V=10.00 mL,二者恰好反应,溶液应呈碱性,则实际加入NaOH溶液的体积应小于10mL,结合电荷守恒解答该题。
【解析】A.由图象知,0.01mol/L的HA溶液的pH值大于2,所以该酸是弱酸,故A正确;
B.b点时,加入的酸的物质的量=0.01mol/L×0.01L=10−4mol,碱的物质的量=0.01mol/L×0.005L=5×10−5mol,HA与NaOH充分反应得到等物质的量浓度的HA和NaA的混合液,根据物料守恒知,2c(Na+)=c(A-)+c(HA),故B正确;
C.HA与NaOH反应生成的钠盐是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,若要使溶液呈中性,酸应稍微过量,即V<10.00mL,故C错误;
D.溶液中呈电中性,溶液中正负离子所带电荷相等,即c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),故D正确;
故答案选C。
18.准确称取样品,加适量水溶解,转移至碘量瓶中,加过量溶液并用稀酸化,以淀粉溶液为指示剂,用标准溶液滴定至终点,消耗的溶液。测定过程中发生下列反应:、。计算样品的纯度(写出计算过程):_________ 。
【答案】根据实验流程及反应方程式得关系式:,样品中,则样品的纯度
【解析】根据实验流程及反应方程式得关系式:,样品中,则样品的纯度。
19.醋酸铅[]常温下为白色固体,常温下易溶于水,难溶于乙醇、甲苯、四氯化碳等有机溶剂等。在制备时常常含有结晶水,形成,与水敏感化合物反应时,影响反应的产物。实验室用如下简易装置进行脱水(加热装置省略),制备无水。
二颈瓶中放入和甲苯,然后加热。当溶液温度为时,固体全部溶解。加热至时,开始有回流,分水器中溶液开始分层。
按要求回答下列问题:
(1)当_______时,脱水完成,可以停止加热。
(2)脱水完成,停止加热。烧瓶底部有大量白色粉末状固体析出,进一步获得无水的操作为_______。
(3)用代替甲苯是否可行,理由是_______。
(4)实验结束后,得白色粉末状固体的量为,则实验中无水的产率为_______。(用百分数表示)
(5)亚硫酸盐泛指二氧化硫和能产生二氧化硫的一类无机含硫化合物,具有漂白、抗氧化和防腐作用的食品添加剂,国标法中规定醋酸铅溶液用于蒸馏碘量法测定食品中亚硫酸盐的含量。此方法利用密闭容器中酸化样品并蒸馏,释放出其中的二氧化硫,用醋酸铅溶液吸收,然后在蒸馏后的溶液中依次加入盐酸、指示剂,再以碘标准溶液滴定。现利用的碘标准溶液检验辣椒粉中亚硫酸盐的残留量。取辣椒粉,进行上述操作,滴定平均消耗碘标准液。
a.辣椒粉样品酸化时发生的离子方程式_______;
b.滴定操作中选择的指示剂为_______;
c.则辣椒粉中残留亚硫酸盐的含量_______。(以的质量进行计算,保留四位有效数字)
【答案】(1)分水器中液体不分层
(2)趁热过滤,洗涤,干燥
(3)CCl4密度比水大,会在分水器的下层,水在上层
(4)96%
(5) a 淀粉溶液 0.1344
【分析】通过蒸馏得到无水醋酸铅,再利用滴定法测定其溶液中含有的亚硫酸盐的含量。
【解析】(1)互不相溶的水和甲苯在加热过程中形成共沸物进入分水器,水的密度比甲苯大,在分水器的下层,甲苯在.上层,打开分水器下部的活塞可将水从下部接收,当分水器中液体不分层时,则脱水完成,可以停止加热;
(2)停止加热,烧瓶底部由大量白色醋酸铅粉末状固体析出,进一步得到醋酸铅的操作为:趁热过滤,洗涤,干燥;
(3)用CCl4不行, 因为CCl4密度比水大,会在分水器的下层,水在上层,导致液体超过分水器支管口后水又重新流入二颈瓶中,达不到脱水的目的;答案为CCl4密度比水大,会在分水器的下层,水在上层;
(4)根据反应可得关系式:
列比例式可得出,x=32. 5,故醋酸铅的产率=100%=96%;
(5)a.辣椒粉样品酸化时发生的离子方程式为;
b.滴定的原理为,选用淀粉做指示剂,当滴入最后半滴,锥形瓶的溶液中出现蓝色,且半分钏不褪色,即达到滴定终点,操作中选择的指示剂为淀粉溶液;
c.根据滴定原理消耗2.10mL0.01mol/L的I2溶液,则辣椒粉中残留亚硫酸盐的含量为=0.1334。
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