2024届高考化学复习讲义第八章水溶液中的离子反应与平衡第三讲酸碱中和反应及中和滴定考点一酸碱中和滴定实验及误差分析含答案

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考点1 酸碱中和滴定实验及误差分析
1.实验原理
（1）用已知浓度的酸（碱）来测定未知浓度的碱（酸）的实验方法叫作酸碱中和滴定。
（2）对于强酸、强碱的中和，开始时由于被滴定的酸（碱）浓度较大，滴入少量的碱（酸）对其pH的影响不大。当滴定接近终点（pH＝7）时，很少量的碱（酸）就会引起溶液pH突变（如图所示）。
注意 酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性，最终溶液的酸碱性取决于生成的盐的性质，强酸强碱盐的溶液呈中性，强碱弱酸盐的溶液呈碱性，强酸弱碱盐的溶液呈酸性。
2.实验用品
（1）主要仪器和试剂
仪器酸式滴定管（如图1所示）碱式滴定管（如图2所示）精确度为[1] 0.01 mL，“0”刻度在[2] 上 ，越往下数值越[3] 大 滴定管夹、锥形瓶、铁架台等（见图3）
试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

图1 图2 图3
（2）滴定管的使用
①酸式滴定管下端为玻璃活塞，能耐酸和氧化剂的腐蚀，可用于盛装酸性或氧化性溶液，但不能盛装碱性溶液。
②碱式滴定管下端为橡胶管和玻璃珠，橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀，所以碱式滴定管一般盛装碱性溶液。
拓展 聚四氟乙烯滴定管既可以盛装酸性溶液也可以盛装碱性溶液，是因为其活塞材质为聚四氟乙烯，不怕酸碱腐蚀。
3.常用指示剂
拓展 石蕊溶液作指示剂时，变色范围较宽，且颜色变化不明显，所以酸碱中和滴定时一般不选用石蕊为指示剂。
4.实验操作（以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）
（1）滴定前的准备
①滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：洗涤→装液→加指示剂。
（2）滴定
（3）终点判断、读数
当滴入[16] 最后半滴 标准液，溶液变色，且[17] 半分钟
（4）数据处理
按上述操作重复[19] 2～3 次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c（NaOH）＝[20] c（HCl）·V（盐酸）V（NaOH溶液） 计算。
5.误差分析
（1）误差分析依据
当酸碱恰好中和时，有关系式：c待＝γc标·V标V待，c标、V待、γ均为已知量，所以c待的大小取决于V标的大小，V标偏大，则c待偏高；V标偏小，则c待偏低。
（2）常见的误差分析（以0.1 ml/L NaOH标准溶液滴定盐酸为例）
1.易错辨析。
（1）酸性KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装。（ ✕ ）
（2）可用碱式滴定管准确移取20.00 mL NaOH溶液。（ √ ）
（3）将液面在0刻度处的25.00 mL的酸式滴定管中的液体全部放出，液体的体积为25 mL。（ ✕ ）
（4）中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好，指示剂一般加入2～3 mL。（ ✕ ）
（5）中和滴定实验时，滴定管、锥形瓶均用待测液润洗。（ ✕ ）
2.[指示剂的选择]利用滴定实验测定待测溶液浓度时指示剂的选择：
（1）强酸（强碱）滴定强碱（强酸）时选择 甲基橙或酚酞溶液 。
（2）强酸滴定弱碱时选择 甲基橙溶液 。
（3）强碱滴定弱酸时选择 酚酞溶液 。
（4）Na2S2O3溶液滴定碘水时选择 淀粉溶液 。
提示 选择酸碱指示剂时，应选择变色明显、变色的pH范围小且与滴定终点溶液的pH相接近的指示剂，以减小误差。
3.[滴定终点的判断]利用滴定实验测定待测溶液浓度时，滴定终点的准确判断可以减小误差。
（1）用a ml·L－1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，用酚酞作指示剂，达到滴定终点的现象是 滴入最后半滴标准溶液，溶液由粉红色变为无色，且半分钟内不恢复原色 ；若用甲基橙作指示剂，达到滴定终点的现象是 滴入最后半滴标准溶液，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复原色 。
（2）用强酸标准溶液滴定弱碱溶液时，以甲基橙为指示剂，达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复原色 。
（3）用强碱标准溶液滴定弱酸溶液时，以酚酞为指示剂，达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不恢复原色 。
（4）用Na2S2O3标准溶液滴定碘水时，以淀粉溶液为指示剂，达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色 。
（5）用酸性KMnO4标准溶液滴定H2O2溶液时，达到滴定终点的现象为 滴入最后半滴标准溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不恢复原色 。
内不恢复原色，视为滴定达到终点并记录消耗标准液的体积。读数时，视线要[18] 与凹液面最低处相切 。
4.[误差分析]利用滴定实验测定待测溶液的浓度时，操作规范可以减小误差。以NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例：
（1）若碱式滴定管未润洗，所测c（HCl） 偏大 。（填“偏大”“偏小”或“不变”，下同）
（2）若取盐酸时，酸式滴定管尖嘴处有气泡，取一定体积后气泡消失，所测c（HCl） 偏小 。
（3）若滴定结束时读取NaOH标准溶液俯视液面，所测c（HCl） 偏小 。
（4）锥形瓶用水洗涤后未干燥，所测c（HCl） 不变 。
提示 依据公式c（HCl）＝c（NaOH）·V（NaOH溶液）V（盐酸）分析。
研透高考 明确方向
命题点 酸碱中和滴定指示剂选择及误差分析
1.[浙江高考]室温下，向20.00 mL 0.100 0 ml·L－1盐酸中滴加0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5＝0.7。下列说法不正确的是（ C ）
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时，pH＝7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂，可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点，误差比甲基橙的大
D.V（NaOH溶液）＝30.00 mL时，pH＝12.3
解析 氢氧化钠与盐酸恰好完全反应生成氯化钠和水，氯化钠属于强酸强碱盐，溶液呈中性，即室温下pH＝7，A正确；指示剂的变色范围在pH突变范围内，可减小实验误差，B正确；指示剂的变色范围越接近反应的理论终点，实验误差越小，从题图可知，甲基红的变色范围更接近反应终点（pH＝7），误差更小，C错误；当加入NaOH溶液的体积为30.00 mL时，盐酸不足，过量的n（NaOH）＝30.00×10－3 L×0.100 0 ml·L－1－20.00×10－3 L×0.100 0 ml·L－1＝10－3 ml，所以溶液中c（NaOH）＝10－3ml0.050L＝0.02 ml·L－1，c（H＋）＝10－140.02ml·L－1＝5×10－13 ml·L－1，故pH＝12.3，D正确。
命题拓展
[选项拓展]下列说法正确的是（ A ）
A.V（NaOH溶液）＝16.36 mL时，pH＝2
B.V（NaOH溶液）＝40.00 mL时，c（Cl－）＝c（OH－）＋c（H＋）
C.V（NaOH溶液）从0增至40.00 mL的滴定过程中，水的电离程度先减小后增大
解析 V（NaOH溶液）＝16.36 mL时，盐酸过量，过量的V（盐酸）＝20.00 mL－16.36 mL＝3.64 mL，V总＝16.36 mL＋20.00 mL＝36.36 mL，溶液中c（H＋）＝3.64×10－3L×0.1000ml·L－136.36×10－3L≈0.010 0 ml·L－1，则溶液pH＝2，A项正确。V（NaOH溶液）＝40.00 mL时，n（Na＋）＝2n（Cl－），则c（Na＋）＝2c（Cl－），根据电荷守恒：c（Na＋）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（Cl－），则2c（Cl－）＋c（H＋）＝c（OH－）＋c（Cl－），可得c（Cl－）＋c（H＋）＝c（OH－），B项错误。V（NaOH溶液）从0增至20.00 mL过程中，HCl逐渐被中和至恰好完全反应，HCl浓度逐渐减小至0，溶液中水的电离程度先增大；V（NaOH溶液）从20.00 mL增至40.00 mL过程中，NaOH过量，溶液中NaOH的浓度逐渐增大，溶液中水的电离程度逐渐减小，C项错误。
2.[指示剂选择][广东高考]准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是（ B ）
A.滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小
解析 滴定管用蒸馏水洗涤并用NaOH溶液润洗后，方可装入NaOH溶液进行滴定，A项错误；在滴定过程中，锥形瓶中溶液的pH由小变大，B项正确；用酚酞作指示剂，当溶液由无色变为浅红色，且30 s内颜色不褪去，说明达到滴定终点，可停止滴定，C项错误；滴定后，若滴定管尖嘴部分有悬滴，说明计算时代入的NaOH溶液体积的值比实际滴入的大，导致测定结果偏大，D项错误。课标要求
核心考点
五年考情
核心素养对接
1.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
2.学生必做实验：强酸与强碱的中和滴定
酸碱中和滴定实验及误差分析
2023湖南，T12；2022年6月浙江，T23；2020年1月浙江，T23；2020全国Ⅰ，T13；2020上海，T19；2019年4月浙江，T21；2019上海，T13
证据推理与模型认知：建立强酸（碱）溶液滴定强碱（酸）溶液的滴定模型，根据实验结果能分析误差产生的原因；由酸碱溶液的滴定模型迁移应用到氧化还原滴定、沉淀滴定模型，知道氧化还原滴定、沉淀滴定的原理，并能进行误差分析
酸碱中和滴定的拓展应用
2023山东，T8、T9、T10；2023上海，T19；2023年6月浙江，T20；2022年1月浙江，T23
命题分析预测
1.高考常以滴定为基础，考查酸碱中和滴定、氧化还原滴定相关操作和计算等，涉及滴定类的定量计算常见的有物质制备中物质含量的定量计算、物质分离提纯中物质纯度的定量计算。
2.预计2025年高考非选择题中利用滴定原理测定某物质的浓度及滴定操作出现的概率仍较大
指示剂
变色的pH范围
甲基橙
酚酞
甲基红
误差来源
c（HCl）
滴定管
中产生
的误差
滴定管用蒸馏水洗涤后，未用标准液润洗
偏高
滴定管未用待测液润洗
偏低
盛标准液的滴定管滴定前有气泡，滴定后无气泡
[21] 偏高
盛标准液的滴定管滴定前无气泡，滴定后有气泡
[22] 偏低
盛待测液的滴定管使用前有气泡，使用后无气泡
偏低
盛待测液的滴定管使用前无气泡，使用后有气泡
[23] 偏高
锥形瓶
中产生
的误差
锥形瓶用蒸馏水洗涤后又用待测液洗
[24] 偏高
锥形瓶未洗净，残留有与待测液中溶质反应的少量物质
[25] 偏低
锥形瓶洗净后瓶内残留有少量蒸馏水
无影响
读数
产生
的误差
用滴定管量取待测液
先俯视后仰视
[26] 偏低
先仰视后俯视
[27] 偏高
用滴定管量取标准液
先俯视后仰视
[28] 偏高
先仰视后俯视
[29] 偏低
配制
标准
液产
生的
误差
配制500 mL
0.1 ml/L
NaOH溶液，
需要2.0 g
NaOH
NaOH已部分潮解
[30] 偏高
NaOH
中所含
杂质
杂质不与盐酸反应
[31] 偏高
所含杂质消耗1mlHCl所需质量大于40g（如Na2CO3、NaHCO3）
[32] 偏高
所含杂质消耗1 ml HCl所需质量小于40 g（如Na2O）
[33] 偏低