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备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第8章水溶液中的离子反应与平衡第41讲酸碱中和滴定及拓展应用（附解析）
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这是一份备战2025届新高考化学一轮总复习分层练习第8章水溶液中的离子反应与平衡第41讲酸碱中和滴定及拓展应用（附解析），共7页。试卷主要包含了00 mL KMnO4溶液，下列实验操作正确的是，90 mL，关于滴定实验的下列说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
1.(2023·广东深圳统考)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液并用来滴定白醋样品,下列图示操作不能达到实验目的的是( )
A.操作甲:用玻璃棒搅拌以加速NaOH固体溶解
B.操作乙:配制NaOH溶液时向容量瓶中加水至刻度线
C.操作丙:弯曲并挤压胶管中玻璃珠以排出滴定管尖端气泡
D.操作丁:滴定时滴入液体和摇动锥形瓶同时进行
2.(2021·广东卷)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为( )
3.下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )
A.洗净的锥形瓶和滴定管都需烘干后才能使用
B.利用如图所示的方法,排出碱式滴定管内的气泡
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶可以减小实验误差
D.用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液
4.(2023·广东广州期末)下列实验操作正确的是( )
A.用图1装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.图3为酸式滴定管,使用后需洗涤干净,并轻轻放入烘箱烘干
D.碱式滴定管排气泡的操作方法如图4,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液
5.关于滴定实验的下列说法正确的是( )
A.在酸碱中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化
B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,达到滴定终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,会使测定结果偏小
C.用KMnO4标准溶液滴定草酸时,KMnO4标准溶液盛装在碱式滴定管中
D.所有的滴定实验都需要加入指示剂
6.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+3H2SO46K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S2NaI+S↓。
7.(2023·海南卷)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题:
(1)实验方案中出现的图标和,前者提示实验中会用到温度较高的设备,后者要求实验者 (填防护措施)。
(2)灰化:干燥样品应装入 (填字母)中,置高温炉内,控制炉温850 ℃,在充足空气气氛中燃烧成灰渣。
a.不锈钢培养皿
b.玻璃烧杯
c.石英坩埚
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸,直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是 (填化学式),因而本实验应在实验室的 (填设施名称)中进行。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示),存在安全风险,原因是 。
(4)测定铁含量基本流程:将滤液在200 mL容量瓶中定容,移取25.00 mL,除尽N并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是 。
②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是 。
③本实验中,使测定结果偏低的是 (填字母)。
a.样品未完全干燥
b.微量滴定管未用标准溶液润洗
c.灰渣中有少量炭黑
层次2综合性
8.(2022·浙江6月选考卷)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 ml·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 ml·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围为4.3~9.7)。下列说法不正确的是( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH-H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
9.(2023·广东潮州二模)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 ml·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 ml·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 ml·L-1稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示,下列说法正确的是( )
图1
图2
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C.a点溶液中:c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
D.c、d两点水的电离程度相等
10.(2023·广东佛山调研)常温下,用0.1 ml·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 ml·L-1的H3PO2溶液,滴定过程中混合溶液的pH随加入的NaOH溶液体积变化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.常温下,Ka(H3PO2)的数量级为10-5
B.B点对应的溶液中:2[c(H+)-c(OH-)]=c(H2P)-c(H3PO2)
C.H3PO2为弱酸
D.滴定至V=20 mL的过程中,溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
11.25 ℃时,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1的一元强酸甲和一元弱酸乙,滴定曲线如图所示。下列有关判断正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表的滴定最好选用甲基橙作指示剂
B.曲线Ⅱ为NaOH溶液滴定一元弱酸乙
C.电离常数Ka(乙)=1.01×10-5
D.图像中的x>20.00
12.(2023·广东深圳统考)草酸(H2C2O4)是一种重要的化学试剂,常用来定量测定某些物质的浓度,因此其浓度的准确度非常重要。为测定某草酸溶液的浓度,设计了酸碱中和滴定和氧化还原滴定两种测定方法。
Ⅰ.酸碱中和滴定法
已知:0.1 ml·L-1草酸氢钠溶液的pH=2.7,该溶液具有一定缓冲性,滴入少量强酸或强碱溶液时溶液pH变化较小;草酸的电离常数=5×10-2,=5×10-5。
操作步骤:量取待测草酸溶液10.00 mL置于锥形瓶中,滴加2滴指示剂;将0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液盛装于滴定管中进行滴定,达到滴定终点并记录NaOH溶液的最终读数,再重复滴定3次,记录数据如下:
(1)该滴定过程中应选用的指示剂为 (填“酚酞”或“甲基橙”)。
(2)将NaOH溶液盛装于滴定管后,需要排尽滴定管尖嘴部分的气泡,并将液面调至 。
(3)由上述滴定结果可计算得c(草酸)= ml·L-1。
(4)若出现下列情况,测定结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定至终点时,俯视读数
D.用蒸馏水清洗滴定管后,未用NaOH标准液润洗
Ⅱ.氧化还原滴定法
用已知浓度的KMnO4溶液滴定该草酸溶液,最终生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体和Mn2+。
(5)滴定过程中涉及反应的离子方程式为 。
(6)滴定时盛装KMnO4溶液的滴定管为 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),滴定过程中,刚开始滴定时溶液的颜色变化较慢,一段时间后溶液的颜色变化速度明显加快,猜测原因为 (指明具体微粒的具体作用),滴定至终点的现象为 。
层次3创新性
13.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为N,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 ml·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 ml·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。
回答下列问题:
(1)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++N+4H+NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为 mg·m-3。
(2)若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
第41讲 酸碱中和滴定及拓展应用
1.B 解析 搅拌可以加速固体的溶解,则操作甲为用玻璃棒搅拌以加速氢氧化钠固体溶解,A正确;配制一定物质的量浓度溶液定容时,应用玻璃棒引流向容量瓶中加水至距刻度线1~2cm处,则操作乙中缺少玻璃棒引流,B错误;排出碱式滴定管中尖嘴部分气泡时应使带有玻璃小球的橡胶管弯曲并挤压胶管中玻璃珠迅速排液,则操作丙为弯曲并挤压胶管中玻璃珠以排出滴定管尖端气泡,C正确;中和滴定时,左手应控制滴定管滴入液体,同时右手摇动锥形瓶进行滴定,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,D正确。
2.B 解析 本题考查一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定。溶液配制时用到容量瓶,溶液滴定时用到碱式滴定管和锥形瓶,实验中未用到分液漏斗,B项符合题意。
3.B 解析 洗净的锥形瓶和滴定管都不需要烘干,滴定管只需要用待测液或标准液润洗,故A错误;将碱式滴定管尖嘴部分向上倾斜45°,慢慢挤压玻璃珠排气,如题图,故B正确;锥形瓶不需要润洗,用待测溶液润洗锥形瓶增大了标准液的用量,增大实验误差,故C错误;KMnO4为强氧化剂,腐蚀橡胶管,故强氧化剂用酸式滴定管量取,故D错误。
4.D 解析 KMnO4溶液应该使用酸式滴定管,A错误;滴定管的小刻度在上,大刻度在下,故滴定终点读数为18.10mL,B错误;玻璃量具受热会导致形变,引起刻度不准,一般是用纯水清洗后,倒置自然晾干,也可以放入通风橱风干,不能放入烘箱烘干,C错误;碱式滴定管中的气泡通常在橡皮管内,只要将滴定管下方的玻璃尖嘴朝上,并挤压橡皮管中的玻璃球,就可将气泡排出,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液,D正确。
5.A 解析 酸碱中和滴定过程中,左手控制活塞,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A正确;用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,达到滴定终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则消耗NaOH标准溶液的体积偏大,使测定结果偏大,B错误;KMnO4溶液具有强氧化性,易腐蚀橡胶,要盛放在酸式滴定管中,C错误;并不是所有的滴定实验都需要加入指示剂,如用KMnO4标准溶液滴定含还原性物质(如草酸等)的溶液时,不需要加指示剂,达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,D错误。
6.B 解析 B项,锥形瓶中的溶液为弱碱,达到滴定终点时溶液显酸性,应选择甲基橙指示剂,现象是溶液由黄色变为橙色,错误。
7.答案 (1)佩戴护目镜
(2)c (3)NO2 通风橱 液体无法顺利流下
(4)①滴定更准确,节约试剂 ②舍去第二次数据 ③a
解析 (1)标识提醒实验者需佩戴护目镜。
(2)高温灼烧固体物质需在石英坩埚中进行。
(3)滴加32%的硝酸,灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是NO2,由于NO2有毒,需在通风橱进行;将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液,加入溶液时,容量瓶中形成压强差,可能导致溶液无法顺利流下。
(4)①木耳中铁含量较少,选用微量滴定管使实验微型化,滴定更准确,节约试剂。
②三次平行滴定中,第二组数据偏差较大,应舍去。
③a.铁元素的含量=×100%,样品未完全干燥,使测定结果偏低;b.微量滴定管未用标准溶液润洗,标准溶液被稀释,使测定结果偏高;c.灰渣中有少量炭黑,对测定结果无影响。
8.B 解析 恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中醋酸根离子会水解,溶液显碱性,A正确;加入20mLNaOH溶液时,溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液,此时c(H+)≈ml·L-1=×10-3ml·L-1>1×10-4.3ml·L-1,则滴加NaOH溶液至pH=4.3,说明醋酸也参加了反应,B错误;滴定前盐酸和醋酸的浓度相同,故滴定过程中,氯离子浓度等于醋酸分子的浓度和醋酸根离子的浓度和,C正确;向20mL浓度均为0.1ml·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1ml·L-1的NaOH溶液,当NaOH溶液的体积为20mL时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠,故c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正确。
9.C 解析 X曲线为NaHCO3溶液的滴定曲线,Y曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线,A错误;b、c都是滴入25mL稀盐酸,b点是NaHCO3与盐酸恰好完全反应,所得溶液的溶质为NaCl和碳酸,b点溶液呈酸性,c点是Na2CO3与HCl等物质的量完全反应,所得溶液的溶质为NaHCO3和NaCl(且两者物质的量浓度相等),由于HC的水解程度大于电离程度,c点溶液呈碱性,故b点溶液的pH小于c点溶液的pH,B错误;a点是Na2CO3溶液中加入15mL稀盐酸,根据反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl知,a点所得溶液中溶质有Na2CO3、NaHCO3和NaCl,且三者物质的量浓度之比为2∶3∶3,由于C、HC的水解都很微弱,HC的电离也很微弱,故溶液中c(HC)>c(C)>c(H2CO3),C正确;c点是Na2CO3与HCl等物质的量完全反应,所得溶液的溶质为NaHCO3和NaCl(且两者物质的量浓度相等),由于HC的水解程度大于电离程度,c点溶液呈碱性,对水的电离起促进作用,d点是Na2CO3与HCl以物质的量之比1∶2完全反应,所得溶液的溶质为NaCl和碳酸,d点溶液呈酸性,碳酸电离的H+抑制水的电离,故c点水的电离程度大于d点,D错误。
10.D 解析 由图可知,未加入氢氧化钠溶液时,0.1ml·L-1的H3PO2溶液pH为3,说明H3PO2为弱酸,则Ka(H3PO2)==1.0×10-5,其数量级为10-5,A、C正确;B点时NaOH溶液与H3PO2溶液反应得到等浓度的H3PO2和NaH2PO2混合溶液,据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2P),据元素守恒:2c(Na+)=c(H2P)+c(H3PO2),综合可得2[c(H+)-c(OH-)]=c(H2P)-c(H3PO2),B正确;加入20mL0.1ml·L-1氢氧化钠溶液时,20mL0.1ml·L-1的H3PO2溶液恰好完全反应,所得NaH2PO2溶液呈碱性,则H2P在溶液中水解促进水的电离,溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)增大,D错误。
11.C 解析 根据两种酸的浓度均为0.1000ml·L-1以及曲线Ⅰ、Ⅱ的起点对应的pH可知,曲线Ⅰ为NaOH滴定一元弱酸乙,曲线Ⅱ为NaOH滴定一元强酸甲,B项错误;分析曲线Ⅰ可知,滴定终点时溶液为碱性,故应选取酚酞作指示剂,A项错误;由a点可知,滴定前一元弱酸乙溶液中c(H+)=0.0010ml·L-1,故Ka(乙)=≈1.01×10-5,C项正确;由曲线Ⅱ可知,强碱滴定强酸达到滴定终点时,pH=7,x=20.00,D项错误。
12.答案 (1)酚酞 (2)“0”刻度或“0”刻度以下
(3)0.075 (4)D
(5)5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O
(6)酸式滴定管 生成的Mn2+对该反应有催化作用 滴入最后半滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色且半分钟不褪色
解析 (1)草酸为弱酸,滴定终点应为完全反应生成草酸钠,此时溶液显碱性,所以该滴定过程中应选用的指示剂为酚酞。
(2)滴定管“0”刻度在最上边,将NaOH溶液盛装于滴定管后,排尽滴定管尖嘴部分的气泡,将液面调至“0”刻度或“0”刻度以下。
(3)应舍掉第一组误差较大数据,再根据滴定终点消耗NaOH与草酸的物质的量之比为2∶1,可计算得:c(草酸)==0.075ml·L-1。
(4)滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,对滴定结果无影响,A错误;在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出,会导致溶质偏少,测定结果偏低,B错误;滴定至终点时,俯视读数,读取的NaOH溶液体积偏小,测定结果偏低,C错误;用蒸馏水清洗滴定管后,未用NaOH标准液润洗,会导致消耗的NaOH溶液体积偏大,滴定结果偏高,D正确。
(5)滴定过程中涉及反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(6)滴定时盛装KMnO4溶液时应选用酸式滴定管,刚开始滴定时溶液的红色褪去速度较慢,一段时间后溶液的红色褪去速度明显加快,对比滴定前后溶液中微粒变化,猜测原因为生成的Mn2+对该反应具有催化作用,滴定至终点的现象为滴入最后半滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色且半分钟不褪色。
13.答案 (1)×104 (2)偏高
解析 (1)根据关系式:Cr2~6Fe2+,求得K2Cr2O7标准溶液消耗n(Fe2+)=6c2V2×10-3ml;则N消耗n(Fe2+)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,根据关系式3Fe2+~N得n(N)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,n(NOx)=n(NO2)=n(N)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,VL气样中含m(NO2)=(c1V1-6c2V2)×46×mg,所以气样中NO2的含量为mg·m-3=×104mg·m-3。
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
CH3COOH溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
酚酞
浅红色→无色
C
酸性KMnO4溶液
K2SO3溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
Na2S溶液
淀粉
无色→蓝色
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725
滴定次数
1
2
3
4
V(草酸)/mL
10.00
10.00
10.00
10.00
V[NaOH(aq)](消耗)/mL
15.95
15.00
15.02
14.98
1.(2023·广东深圳统考)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液并用来滴定白醋样品,下列图示操作不能达到实验目的的是( )
A.操作甲:用玻璃棒搅拌以加速NaOH固体溶解
B.操作乙:配制NaOH溶液时向容量瓶中加水至刻度线
C.操作丙:弯曲并挤压胶管中玻璃珠以排出滴定管尖端气泡
D.操作丁:滴定时滴入液体和摇动锥形瓶同时进行
2.(2021·广东卷)测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为( )
3.下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )
A.洗净的锥形瓶和滴定管都需烘干后才能使用
B.利用如图所示的方法,排出碱式滴定管内的气泡
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶可以减小实验误差
D.用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液
4.(2023·广东广州期末)下列实验操作正确的是( )
A.用图1装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.图3为酸式滴定管,使用后需洗涤干净,并轻轻放入烘箱烘干
D.碱式滴定管排气泡的操作方法如图4,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液
5.关于滴定实验的下列说法正确的是( )
A.在酸碱中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化
B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,达到滴定终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,会使测定结果偏小
C.用KMnO4标准溶液滴定草酸时,KMnO4标准溶液盛装在碱式滴定管中
D.所有的滴定实验都需要加入指示剂
6.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+3H2SO46K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S2NaI+S↓。
7.(2023·海南卷)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。回答问题:
(1)实验方案中出现的图标和,前者提示实验中会用到温度较高的设备,后者要求实验者 (填防护措施)。
(2)灰化:干燥样品应装入 (填字母)中,置高温炉内,控制炉温850 ℃,在充足空气气氛中燃烧成灰渣。
a.不锈钢培养皿
b.玻璃烧杯
c.石英坩埚
(3)向灰渣中滴加32%的硝酸,直至没有气泡产生。灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是 (填化学式),因而本实验应在实验室的 (填设施名称)中进行。若将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液(如图所示),存在安全风险,原因是 。
(4)测定铁含量基本流程:将滤液在200 mL容量瓶中定容,移取25.00 mL,除尽N并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
①选用微量滴定管的原因是 。
②三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是 。
③本实验中,使测定结果偏低的是 (填字母)。
a.样品未完全干燥
b.微量滴定管未用标准溶液润洗
c.灰渣中有少量炭黑
层次2综合性
8.(2022·浙江6月选考卷)25 ℃时,向20 mL浓度均为0.1 ml·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1 ml·L-1的NaOH溶液(醋酸的Ka=1.8×10-5;用0.1 ml·L-1的NaOH溶液滴定20 mL等浓度的盐酸,滴定终点的pH突跃范围为4.3~9.7)。下列说法不正确的是( )
A.恰好中和时,溶液呈碱性
B.滴加NaOH溶液至pH=4.3的过程中,发生反应的离子方程式为H++OH-H2O
C.滴定过程中,c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.pH=7时,c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
9.(2023·广东潮州二模)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 ml·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 ml·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 ml·L-1稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示,下列说法正确的是( )
图1
图2
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C.a点溶液中:c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
D.c、d两点水的电离程度相等
10.(2023·广东佛山调研)常温下,用0.1 ml·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 ml·L-1的H3PO2溶液,滴定过程中混合溶液的pH随加入的NaOH溶液体积变化关系如图所示,下列说法不正确的是( )
A.常温下,Ka(H3PO2)的数量级为10-5
B.B点对应的溶液中:2[c(H+)-c(OH-)]=c(H2P)-c(H3PO2)
C.H3PO2为弱酸
D.滴定至V=20 mL的过程中,溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)不变
11.25 ℃时,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1的一元强酸甲和一元弱酸乙,滴定曲线如图所示。下列有关判断正确的是( )
A.曲线Ⅰ代表的滴定最好选用甲基橙作指示剂
B.曲线Ⅱ为NaOH溶液滴定一元弱酸乙
C.电离常数Ka(乙)=1.01×10-5
D.图像中的x>20.00
12.(2023·广东深圳统考)草酸(H2C2O4)是一种重要的化学试剂,常用来定量测定某些物质的浓度,因此其浓度的准确度非常重要。为测定某草酸溶液的浓度,设计了酸碱中和滴定和氧化还原滴定两种测定方法。
Ⅰ.酸碱中和滴定法
已知:0.1 ml·L-1草酸氢钠溶液的pH=2.7,该溶液具有一定缓冲性,滴入少量强酸或强碱溶液时溶液pH变化较小;草酸的电离常数=5×10-2,=5×10-5。
操作步骤:量取待测草酸溶液10.00 mL置于锥形瓶中,滴加2滴指示剂;将0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液盛装于滴定管中进行滴定,达到滴定终点并记录NaOH溶液的最终读数,再重复滴定3次,记录数据如下:
(1)该滴定过程中应选用的指示剂为 (填“酚酞”或“甲基橙”)。
(2)将NaOH溶液盛装于滴定管后,需要排尽滴定管尖嘴部分的气泡,并将液面调至 。
(3)由上述滴定结果可计算得c(草酸)= ml·L-1。
(4)若出现下列情况,测定结果偏高的是 (填字母)。
A.滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶
B.在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出
C.滴定至终点时,俯视读数
D.用蒸馏水清洗滴定管后,未用NaOH标准液润洗
Ⅱ.氧化还原滴定法
用已知浓度的KMnO4溶液滴定该草酸溶液,最终生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体和Mn2+。
(5)滴定过程中涉及反应的离子方程式为 。
(6)滴定时盛装KMnO4溶液的滴定管为 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),滴定过程中,刚开始滴定时溶液的颜色变化较慢,一段时间后溶液的颜色变化速度明显加快,猜测原因为 (指明具体微粒的具体作用),滴定至终点的现象为 。
层次3创新性
13.烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下采样和检测方法。
将V L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化为N,加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入V1 mL c1 ml·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 ml·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗V2 mL。
回答下列问题:
(1)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++N+4H+NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为 mg·m-3。
(2)若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
第41讲 酸碱中和滴定及拓展应用
1.B 解析 搅拌可以加速固体的溶解,则操作甲为用玻璃棒搅拌以加速氢氧化钠固体溶解,A正确;配制一定物质的量浓度溶液定容时,应用玻璃棒引流向容量瓶中加水至距刻度线1~2cm处,则操作乙中缺少玻璃棒引流,B错误;排出碱式滴定管中尖嘴部分气泡时应使带有玻璃小球的橡胶管弯曲并挤压胶管中玻璃珠迅速排液,则操作丙为弯曲并挤压胶管中玻璃珠以排出滴定管尖端气泡,C正确;中和滴定时,左手应控制滴定管滴入液体,同时右手摇动锥形瓶进行滴定,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,D正确。
2.B 解析 本题考查一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定。溶液配制时用到容量瓶,溶液滴定时用到碱式滴定管和锥形瓶,实验中未用到分液漏斗,B项符合题意。
3.B 解析 洗净的锥形瓶和滴定管都不需要烘干,滴定管只需要用待测液或标准液润洗,故A错误;将碱式滴定管尖嘴部分向上倾斜45°,慢慢挤压玻璃珠排气,如题图,故B正确;锥形瓶不需要润洗,用待测溶液润洗锥形瓶增大了标准液的用量,增大实验误差,故C错误;KMnO4为强氧化剂,腐蚀橡胶管,故强氧化剂用酸式滴定管量取,故D错误。
4.D 解析 KMnO4溶液应该使用酸式滴定管,A错误;滴定管的小刻度在上,大刻度在下,故滴定终点读数为18.10mL,B错误;玻璃量具受热会导致形变,引起刻度不准,一般是用纯水清洗后,倒置自然晾干,也可以放入通风橱风干,不能放入烘箱烘干,C错误;碱式滴定管中的气泡通常在橡皮管内,只要将滴定管下方的玻璃尖嘴朝上,并挤压橡皮管中的玻璃球,就可将气泡排出,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液,D正确。
5.A 解析 酸碱中和滴定过程中,左手控制活塞,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A正确;用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,达到滴定终点时发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则消耗NaOH标准溶液的体积偏大,使测定结果偏大,B错误;KMnO4溶液具有强氧化性,易腐蚀橡胶,要盛放在酸式滴定管中,C错误;并不是所有的滴定实验都需要加入指示剂,如用KMnO4标准溶液滴定含还原性物质(如草酸等)的溶液时,不需要加指示剂,达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,D错误。
6.B 解析 B项,锥形瓶中的溶液为弱碱,达到滴定终点时溶液显酸性,应选择甲基橙指示剂,现象是溶液由黄色变为橙色,错误。
7.答案 (1)佩戴护目镜
(2)c (3)NO2 通风橱 液体无法顺利流下
(4)①滴定更准确,节约试剂 ②舍去第二次数据 ③a
解析 (1)标识提醒实验者需佩戴护目镜。
(2)高温灼烧固体物质需在石英坩埚中进行。
(3)滴加32%的硝酸,灰化容器中出现的红棕色气体主要成分是NO2,由于NO2有毒,需在通风橱进行;将漏斗直接置于容量瓶上过滤收集滤液,加入溶液时,容量瓶中形成压强差,可能导致溶液无法顺利流下。
(4)①木耳中铁含量较少,选用微量滴定管使实验微型化,滴定更准确,节约试剂。
②三次平行滴定中,第二组数据偏差较大,应舍去。
③a.铁元素的含量=×100%,样品未完全干燥,使测定结果偏低;b.微量滴定管未用标准溶液润洗,标准溶液被稀释,使测定结果偏高;c.灰渣中有少量炭黑,对测定结果无影响。
8.B 解析 恰好中和时,生成氯化钠溶液和醋酸钠溶液,其中醋酸根离子会水解,溶液显碱性,A正确;加入20mLNaOH溶液时,溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液,此时c(H+)≈ml·L-1=×10-3ml·L-1>1×10-4.3ml·L-1,则滴加NaOH溶液至pH=4.3,说明醋酸也参加了反应,B错误;滴定前盐酸和醋酸的浓度相同,故滴定过程中,氯离子浓度等于醋酸分子的浓度和醋酸根离子的浓度和,C正确;向20mL浓度均为0.1ml·L-1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1ml·L-1的NaOH溶液,当NaOH溶液的体积为20mL时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠,故c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正确。
9.C 解析 X曲线为NaHCO3溶液的滴定曲线,Y曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线,A错误;b、c都是滴入25mL稀盐酸,b点是NaHCO3与盐酸恰好完全反应,所得溶液的溶质为NaCl和碳酸,b点溶液呈酸性,c点是Na2CO3与HCl等物质的量完全反应,所得溶液的溶质为NaHCO3和NaCl(且两者物质的量浓度相等),由于HC的水解程度大于电离程度,c点溶液呈碱性,故b点溶液的pH小于c点溶液的pH,B错误;a点是Na2CO3溶液中加入15mL稀盐酸,根据反应Na2CO3+HClNaHCO3+NaCl知,a点所得溶液中溶质有Na2CO3、NaHCO3和NaCl,且三者物质的量浓度之比为2∶3∶3,由于C、HC的水解都很微弱,HC的电离也很微弱,故溶液中c(HC)>c(C)>c(H2CO3),C正确;c点是Na2CO3与HCl等物质的量完全反应,所得溶液的溶质为NaHCO3和NaCl(且两者物质的量浓度相等),由于HC的水解程度大于电离程度,c点溶液呈碱性,对水的电离起促进作用,d点是Na2CO3与HCl以物质的量之比1∶2完全反应,所得溶液的溶质为NaCl和碳酸,d点溶液呈酸性,碳酸电离的H+抑制水的电离,故c点水的电离程度大于d点,D错误。
10.D 解析 由图可知,未加入氢氧化钠溶液时,0.1ml·L-1的H3PO2溶液pH为3,说明H3PO2为弱酸,则Ka(H3PO2)==1.0×10-5,其数量级为10-5,A、C正确;B点时NaOH溶液与H3PO2溶液反应得到等浓度的H3PO2和NaH2PO2混合溶液,据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2P),据元素守恒:2c(Na+)=c(H2P)+c(H3PO2),综合可得2[c(H+)-c(OH-)]=c(H2P)-c(H3PO2),B正确;加入20mL0.1ml·L-1氢氧化钠溶液时,20mL0.1ml·L-1的H3PO2溶液恰好完全反应,所得NaH2PO2溶液呈碱性,则H2P在溶液中水解促进水的电离,溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)增大,D错误。
11.C 解析 根据两种酸的浓度均为0.1000ml·L-1以及曲线Ⅰ、Ⅱ的起点对应的pH可知,曲线Ⅰ为NaOH滴定一元弱酸乙,曲线Ⅱ为NaOH滴定一元强酸甲,B项错误;分析曲线Ⅰ可知,滴定终点时溶液为碱性,故应选取酚酞作指示剂,A项错误;由a点可知,滴定前一元弱酸乙溶液中c(H+)=0.0010ml·L-1,故Ka(乙)=≈1.01×10-5,C项正确;由曲线Ⅱ可知,强碱滴定强酸达到滴定终点时,pH=7,x=20.00,D项错误。
12.答案 (1)酚酞 (2)“0”刻度或“0”刻度以下
(3)0.075 (4)D
(5)5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O
(6)酸式滴定管 生成的Mn2+对该反应有催化作用 滴入最后半滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色且半分钟不褪色
解析 (1)草酸为弱酸,滴定终点应为完全反应生成草酸钠,此时溶液显碱性,所以该滴定过程中应选用的指示剂为酚酞。
(2)滴定管“0”刻度在最上边,将NaOH溶液盛装于滴定管后,排尽滴定管尖嘴部分的气泡,将液面调至“0”刻度或“0”刻度以下。
(3)应舍掉第一组误差较大数据,再根据滴定终点消耗NaOH与草酸的物质的量之比为2∶1,可计算得:c(草酸)==0.075ml·L-1。
(4)滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,对滴定结果无影响,A错误;在振荡锥形瓶时不慎将瓶内溶液溅出,会导致溶质偏少,测定结果偏低,B错误;滴定至终点时,俯视读数,读取的NaOH溶液体积偏小,测定结果偏低,C错误;用蒸馏水清洗滴定管后,未用NaOH标准液润洗,会导致消耗的NaOH溶液体积偏大,滴定结果偏高,D正确。
(5)滴定过程中涉及反应的离子方程式为5H2C2O4+2Mn+6H+10CO2↑+2Mn2++8H2O。
(6)滴定时盛装KMnO4溶液时应选用酸式滴定管,刚开始滴定时溶液的红色褪去速度较慢,一段时间后溶液的红色褪去速度明显加快,对比滴定前后溶液中微粒变化,猜测原因为生成的Mn2+对该反应具有催化作用,滴定至终点的现象为滴入最后半滴KMnO4溶液后,溶液变为浅红色且半分钟不褪色。
13.答案 (1)×104 (2)偏高
解析 (1)根据关系式:Cr2~6Fe2+,求得K2Cr2O7标准溶液消耗n(Fe2+)=6c2V2×10-3ml;则N消耗n(Fe2+)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,根据关系式3Fe2+~N得n(N)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,n(NOx)=n(NO2)=n(N)=(c1V1-6c2V2)×10-3ml,VL气样中含m(NO2)=(c1V1-6c2V2)×46×mg,所以气样中NO2的含量为mg·m-3=×104mg·m-3。
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
CH3COOH溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
酚酞
浅红色→无色
C
酸性KMnO4溶液
K2SO3溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
Na2S溶液
淀粉
无色→蓝色
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725
滴定次数
1
2
3
4
V(草酸)/mL
10.00
10.00
10.00
10.00
V[NaOH(aq)](消耗)/mL
15.95
15.00
15.02
14.98
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