决胜高考之【教材热点实验】15 酸碱中和滴定

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【教材实验热点】15 酸碱中和滴定
【教材实验梳理】
1.酸碱中和滴定
(1)实验原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液，待测的氢氧化钠溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。
(2)实验用品
蒸馏水、0.1000 mol/L盐酸溶液、0.1000 mol/L NaOH溶液、酚酞指示剂、甲基橙指示剂；pH计、锥形瓶、烧杯、酸式和碱式滴定管、滴定管夹、铁架台。
(3)实验装置

(4)实验步骤
①滴定前的准备工作。滴定管：查漏→水洗→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录初始读数；锥形瓶：水洗→装液→滴加指示剂。②滴定。左手控制滴定管，右手不停摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。酸碱中和滴定开始时和达到滴定终点之后，测试和记录pH的间隔可稍大些，如每加入5～10 mL酸(或碱)，测试和记录一次；滴定终点附近，测试和记录pH的间隔要小，每滴加一滴测一次。③数据处理。

实验滴定
注意：①最后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
②颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。
③半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”。
④读数时，要平视滴定管中凹液面的最低点读取溶液的体积。
(5)数据处理
按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值及待测碱液体积的平均值，根据c(NaOH)=计算。
(6)滴定曲线
酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标，以溶液pH为纵坐标绘出的一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱中和滴定过程中溶液pH的变化情况，其中酸碱滴定终点附近的pH突变情况(如上滴定曲线图)，对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。

2.误差分析
(1)原理
cB=，VB是准确量取的待测液的体积，cA是标准溶液的浓度，它们均为定值，所以cB的大小取决于VA的大小，VA大则cB大，VA小则cB小。
(2)误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不当而引起的误差有：

3.酸碱中和滴定拓展应用
中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，还可以迁移应用于氧化还原反应、NaOH和Na2CO3混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。
(1)氧化还原滴定法
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
a．酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理：2+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，当滴入一滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。
b．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，说明到达滴定终点。
(2)双指示剂滴定法(以盐酸滴定NaOH和Na2CO3的混合溶液为例)
酚酞作指示剂：NaOH+HCl=NaCl+H2O
Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3
甲基橙作指示剂：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O
(3)沉淀滴定法(利用生成沉淀的反应)
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−或I−的含量。
【答题技巧】
滴定管检查是否漏水操作
①酸式滴定管：关闭活塞，向滴定管中加入适量水，用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上，观察是否漏水，若2分钟内不漏水，将活塞旋转180°，重复上述操作。
②碱式滴定管：向滴定管中加入适量水，用滴定管夹将滴定管固定在铁架台上，观察是否漏水，若2分钟内不漏水，轻轻挤压玻璃球，放出少量液体，再次观察滴定管是否漏水。
滴定管赶气泡的操作
①酸式滴定管：右手将滴定管倾斜30°左右，左手迅速打开活塞使溶液冲出，从而使溶液充满尖嘴。
②碱式滴定管：将胶管弯曲使玻璃尖嘴向上倾斜，用两指捏住胶管，轻轻挤压玻璃珠，使溶液从尖嘴流出，即可赶出碱式滴定管中的气泡。
【例题讲解】
1．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NaOH溶液，选择甲基橙作指示剂．请填写下列空白：
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视____，直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并____为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是_____。
A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为____mL，终点读数为____mL；所用盐酸溶液的体积为___mL.

【巩固练习】
2．用0.0100mol∙L-1的KMnO4标准溶液滴定某未知浓度的H2C2O4溶液，下列说法错误的是
A．用酸式滴定管量取标准KMnO4溶液，该滴定实验不需要指示剂
B．用25mL滴定管进行滴定时，滴定终点读数为21.7mL
C．滴定管使用前需检验是否漏液
D．若滴定终止时，俯视读数，所测H2C2O4浓度偏低
3．以酚酞为指示剂，用0.1000mol/L的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V(NaOH)的变化关系如图所示。

[比如A2-的分布系数：δ(A2-)=]
下列叙述不正确的是
A．曲线①代表δ(HA-)，曲线②代表δ(A2-)
B．HA-的电离常数K=1.0×10-5
C．H2A溶液的浓度为0.1000mol/L
D．滴定终点时，溶液中c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)
4．实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中可能使测定结果偏低的是
A．酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2～3次
B．开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失
C．锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，立即记下滴定管液面所在刻度
D．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次
5．测定水的总硬度一般采用配位滴定法，即在pH=10的氨性溶液中，以铬黑作为指示剂，用EDTA(乙二胺四乙酸)标准溶液直接滴定水中的Ca2+、Mg2+测定中涉及的反应有：①M2+ （金属离子）+Y4-（EDTA）=MY2-；
②M2++EBT（铬黑T，蓝色）=MEBT（酒红色）；
③MEBT+Y4-（EDTA）=MY2-+EBT。下列说法正确的是
A．配合物MEBT的稳定性大于MY2-
B．在滴定过程中眼睛要随时观察滴定管中液面的变化
C．达到滴定终点的现象是溶液恰好由酒红色变为蓝色，且半分钟内不恢复原色
D．实验时装有EDTA标准液的滴定管只用蒸馏水洗涤而未用标准液润洗，测定结果将偏小
6．298 K时，在20.0 mL 0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L－1 氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是

A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
7．用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I−)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ．准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.2468 g（0.0250 mol）后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.1000 mol·L−1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ．滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.1000 mol·L−1 AgNO3溶液（过量），使I−完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.1000 mol·L−1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98

f．数据处理。
回答下列问题：
（1）将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__________。
（2）AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是___________________________。
（3）滴定应在pH＜0.5的条件下进行，其原因是___________________________________。
（4）b和c两步操作是否可以颠倒________________，说明理由________________________。
（5）所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为_____mL，测得c(I−)=_________________ mol·L−1。
（6）在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为________________________。
（7）判断下列操作对c(I−)测定结果的影响（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果_______________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果____________________。
8．摩尔盐[xFeSO4·y(NH4)2SO4·zH2O]是一种重要化工原料。其组成可通过下列实验测定：
①称取1.5680 g样品，准确配成100 mL溶液A。
②量取25.00mL溶液A，加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全，过滤、洗涤，干燥至恒重，得到白色固体0.4660g。
③再量取25.00 mL溶液A，滴加适量稀硫酸，用0.0200 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点，生成Mn2＋，消耗KMnO4溶液10.00 mL。
(1)③中发生反应的离子方程式为___________，滴定终点的现象是___________。
(2)通过计算确定样品的组成(必须写出计算过程)。______
9．Na2S2O3•5H2O俗称“海波”，是重要的化工原料，常用作脱氯剂、定影剂和还原剂。
(1)Na2S2O3还原性较强，在碱性溶液中易被Cl2氧化成SO，常用作脱氯剂，该反应的离子方程式是___。
(2)测定海波在产品中的质量分数。依据反应2S2O+I2═S4O+2I-，可用I2的标准溶液测定产品的纯度。称取5.500g产品，配制成100mL溶液。取10.00mL该溶液，以淀粉洛液为指示剂，用浓度为0.05000mol•L-1I2的标准溶液进行滴定，相关数据记录如表所示。
编号
1
2
3
溶液的体积/mL
10.00
10.00
10.00
消耗I2标准溶液的体积/mL
19.99
19.08
20.01

①判断滴定终点的现象是___。
②计算海波在产品中的质量分数___(写出计算过程)。
③滴定法测得产品中Na2S2O3•5H2O含量为100.5%，则产品中可能混有的物质是___。
10．氯气与碱溶液反应，在低温和稀碱溶液中主要产物是ClO-和Cl-，在75℃以上和浓碱溶液中主要产物是和Cl-。研究小组用如下实验装置取氯酸钾(KClO3)，并测定其纯度。

A为浓盐酸，b为MnO2，c为饱和食盐水，d为30%KOH溶液，e为NaOH溶液。回答下列问题；
(1)检查装置气密性后，添加药品，待装置III水温升至75℃开始反应。
①装置I的作用是制备__________，反应的化学方程式为__________。
②若取消装置II，对本实验的影响是__________。
③实验结束，拆解装置I前为了防止大量氯气逸出，可采取的措施是__________。
④从装置III的试管中分离得到KClO3粗产品，其中混有的杂质是KClO和_______。
(2)已知碱性条件下，ClO-有强氧化性，而氧化性很弱。设计实验证明“碱性条件下，H2O2能被ClO-氧化，而不能被氧化”：_________(写出实验操作及现象)。
(3)为测定产品KClO3的纯度，进行如下实验：
步骤1：取2.45 g样品溶于水配成250 mL溶液。
步骤2：取25.00 mL溶液于锥形瓶中，调至pH=10，滴加足量H2O2溶液充分反应，然后煮沸溶液1~2分钟，冷却。
步骤3：加入过量KI溶液，再逐滴加入足量稀硫酸。()
步骤4：加入指示剂，用0.5000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液20.00 mL。()
①步骤2的目的是_________。写出煮沸时反应的化学方程式_________。
②样品中KClO3的质量分数为_________。(KClO3式量：122.5)
11．过氧化钙遇水具有放氧的特性，且本身无毒，不污染环境，是一种用途广泛的优良供氧剂，在工农业生产中有广泛的用途。
Ⅰ．过氧化钙制备方法很多。
(1)制备方法一：将CaCl2溶于水中，在搅拌下加入H2O2，再通入氨气进行反应可制备CaO2·8H2O，其化学方程式为_______________
在碱性环境下制取CaO2·8H2O的装置如下：

①X仪器的名称为___________
②乙中沉淀反应时常用冰水浴控制温度在0 ℃左右，其可能的原因分析：其一，该反应是放热反应，温度低有利于提高CaO2·8H2O的产率；其二：____________
③反应结束后，经过滤、洗涤、低温烘干可获得CaO2·8H2O。检验CaO2·8H2O是否洗涤干净的操作为_____________
(2)制备方法二：利用反应Ca(s)+O2(g)CaO2(s)，在纯氧条件下制取CaO2，实验室模拟装置示意图如下：

请回答下列问题：
①装置A中橡胶管的作用为_____________________
②请选择必要的装置，模拟实验室制备CaO2，按气流方向连接顺序为_____________(填仪器接口的字母编号，装置可重复使用)。
Ⅱ．水产运输中常向水中加一定量CaO2·8H2O增加溶氧量(DO)，水中溶氧量(DO)是用每升水中溶解氧气的质量来表示，其测定步骤及原理如下：
a．固氧：碱性下，O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2：2Mn2++O2+4OH−=2MnO(OH)2↓；
b. 氧化：酸性下，MnO(OH)2将I−氧化为I2；
c．滴定：用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2：2S2O+I2=S4O+2I−。
某同学向100.00mL水中加一定量CaO2·8H2O，取此水样50.00mL，按上述方法测定水中溶氧量(DO)，消耗 0.02 mol·L−1 Na2S2O3标准溶液 15.00 mL。
(1)滴定过程中使用的指示剂是_______________；
(2)请写出步骤 b 中的离子方程式_____________；
(3)该水样中的溶氧量(DO)为_________mg·L−1(忽略体积变化)。
12．草酸钻用途广泛，可用于指示剂和催化剂制备。
(1)向硫酸钴溶液中加入草酸铵溶液后，当溶液中浓度为时，浓度为_______。
(2)在空气中加热草酸钻晶体，受热过程中不同温度范围内分别得到一种固体物质，其质量如下表。
温度范围/℃



固体质量/g
8.82
4.82
4.50

经测定，加热到过程中的生成物只有和钴的氧化物，此过程发生反应的化学方程式为_______。
(3)钴有多种氧化物，其中可用作电极，若选用电解质溶液，通电时可转化为，其电极反应式为_______。
(4)为测定某草酸钻样品中草酸钴晶体的质量分数进行如下实验：
①取草酸钴样品，加入酸性溶液，加热(该条件下不被氧化)。
②充分反应后将溶液冷却至室温，加入容量瓶中，定容。
③取溶液，用溶液滴定。
④重复步骤③的实验2次。三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗标准溶液体积/
18.32
18.02
17.98

计算样品中草酸钴晶体的质量分数：_______(写出计算过程)。
13．化学兴趣小组通过如下实验方案检测某新装修居室内空气中的甲醛浓度：
①配制 KMnO4溶液：准确称取 0.079 gKMnO4，用少量水溶解，转入50 mL容量瓶中定容。取出1 mL此溶液，稀释100倍，保存备用。
②测定浓度：用移液管准确量取2 mL配制好的KMnO4溶液，注入一支约5 mL带有双孔橡胶塞的试管中，加入1 滴 6 mol•L-1H2SO4溶液，塞好橡胶塞，塞子上带一根细的玻璃管作为进气管。另取一个附针头的50 mL注射器，按右图所示组装好装置，将此装置置于待测地点，缓慢抽气，每次抽气50 mL，直到试管内溶液的浅红色褪尽，记录抽气次数为50次。

我国《居室空气中甲醛的卫生标准》规定，居室空气中甲醛的最高允许浓度为0.08 mg• m-3。根据上述实验结果判断该新装修居室内空气中的甲醛浓度是否达到国家标准，并写出简要计算过程_______。
14．某实验小组在常温下，用0.100mol/L的NaOH溶液滴定 20.00mL未知浓度的HCl溶液。

已知：混合溶液的体积等于酸、碱体积的相加，lg2=0.3。可根据图示计算滴定的突跃范围。
(1)该盐酸溶液的浓度为_______________________。
(2)若滴加20.02mLNaOH溶液，所得溶液的pH≈9.7，试计算滴加19.98mLNaOH溶液，所得溶液的pH≈________；(写出计算过程，保留1位小数)。