第12讲 酸碱中和滴定和氧化还原反应滴定-新高二化学暑假衔接讲义(人教版)
展开1.知道滴定管的构造、用途以及使用方法。
2.学会指示剂的选择并能判断滴定终点,能判断滴定过程中所产生的实验误差。
3.能通过酸碱中和滴定的方法测定酸或碱的浓度,掌握数据分析与处理的方法,培养定量研究的意识。
1.知道中和滴定中的两个关键问题,会判断滴定终点。
2.酸碱中和滴定原理及误差判断。
1.准确判断酸碱中和滴定及氧化还原反应滴定的终点。
2.酸碱中和滴定及氧化还原反应滴定的误差判断。
工业制备的烧碱中常含有NaCl,如何测定样品中烧碱的纯度?
我们可以通过已知浓度的盐酸与烧碱的反应,来测定NaOH的量,进而计算烧碱的纯度。
一、酸碱中和滴定
滴定终点判断
当滴入最后半滴×××标准溶液后,溶液变成×××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
解答此类题目注意三个关键点:
①最后半滴:必须说明是滴入“最后半滴”溶液。
②颜色变化:必须说明滴入“最后半滴”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“半分钟内不再恢复原来的颜色”。
二、常见酸碱指示剂及变色范围
说明:Na2CO3与H+反应,选用的指示剂不同,发生的反应也不同:Na2CO3eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(盐酸),\s\d 4(————→))),\s\d 5(酚酞))NaHCO3、Na2CO3eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(盐酸),\s\d 4(————→))),\s\d 5(甲基橙))CO2。
三、中和滴定的误差分析
以标准盐酸滴定NaOH溶液为例,根据中和滴定原理,分析所产生的误差:
四、图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线
五、氧化还原滴定
以氧化还原反应为基础的滴定分析法
考点一:仪器的使用
例1.(2023·北京朝阳区高二上学期期末)下列仪器中,不属于酸碱中和滴定中常用仪器的是
考点二:滴定终点判断、误差分析
例2.(2023·湖北孝感市高二上学期期末)滴定实验是化学学科中重要的定量实验。请回答下列问题:
I.中和滴定,用中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混合溶液中NaOH的含量。
(1)滴定前可向混合液中加入过量的_______使Na2CO3沉淀,向混有沉淀的NaOH溶液中滴入盐酸,再选用酚酞做指示剂,判断到达滴定终点的实验现象是_________________________________________。
(2)下列操作会导致烧碱样品中NaOH含量测定值低的是_______。
A.锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测液润洗
B.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
C.在滴定前无气泡,滴定后有气泡
D.滴定前平视读数,滴定结束俯视读数
考点三:氧化还原滴定
例3.(2023·河北保定市高二上学期期中)滴定实验是化学学科中最重要的定量实验之一、常见的滴定实验有酸碱中和滴定、氧化还原反应滴定、沉淀滴定等。
获取安全的饮用水一直以来都是人们关注的重要问题,自来水厂经常用氯气进行杀菌,某化学兴趣小组利用氧化还原反应滴定,测定了某工厂废水中游离态氯的含量,实验如下:
①取水样50.00 mL于锥形瓶中,加入10.00 mL KI溶液(足量),滴入2~3滴淀粉溶液。
②将自己配制的0.0010 ml·L-1 Na2S2O3标准溶液(显碱性)装入滴定管中,调整液面,记下读数。
③将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6。
试回答下列问题:
(1)①滴定前装有标准液的滴定管排气泡时,应选择下图中的_______(填标号,下同)。
②若用25.00 mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积_______。
a.=10.00 mLB.=15.00 mLC.<10.00 mLD.>15.0 0mL
(2)步骤①发生反应的离子方程式为_______________________。
(3)达到滴定终点的现象是________________________________________________。
(4)实验中消耗了Na2S2O3标准溶液4.00 mL,所测水样中游离态氯(Cl2)的含量为_______ mg·L-1。
(5)实验测得游离态氯的浓度比实际浓度偏大,造成误差的原因可能是_________(填标号)。
A.配制Na2S2O3标准溶液定容时,加水超过刻度线
B.锥形瓶水洗后直接装待测水样
C.装Na2S2O3标准溶液的滴定管水洗后没有润洗
D.滴定到达终点时,俯视读出滴定管读数
E.装Na2S2O3标准溶液的滴定管滴定前尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
1.(2023·福建福州高二上学期期末)下列实验操作或结论正确的是
A.滴定前待测液润洗锥形瓶
B.容量瓶和滴定管使用前均需要查漏
C.蒸馏完毕时,先关闭冷凝水,再停止加热
D.用标准液滴定待测液时,读取滴定管的刻度滴定前平时,滴定后俯视会造成测定结果偏高
2.(2023·广东佛山高二上学期期末)用NaOH标准液滴定未知浓度盐酸,滴定曲线如图1实线所示。下列说法正确的是
A.若使用酚酞做指示剂,滴定终点pH=7
B.图1中虚线可表示该NaOH标准液滴定与盐酸浓度相同的醋酸
C.向锥形瓶中加入少量蒸馏水,对测量结果没有影响
D.图2为碱式滴定管,读数是28.20 mL
3.(2023·北京西城区高二上学期期末)用0.1000 ml·L-1HCl溶液滴定0.1000 ml·L-1左右的NaOH溶液。下列说法不正确的是
A.在使用滴定管前,首先要检查活塞是否漏水,在确保不漏水后方可使用
B.锥形瓶盛装0.1000 ml·L-1左右的NaOH溶液前必须保持干燥
C.酸式滴定管在盛装0.1000 ml·L-1HCl溶液前要用该溶液润洗2~3次
D.用酚酞作指示剂,达到滴定终点时,溶液颜色从粉红色刚好变为无色,且半分钟内不变色
4.(2023·湖南三湘联考高二上学期期末)用0.1000 ml·L-1标准盐酸滴定50.00 mL未知浓度的NaOH溶液的酸碱中和滴定实验中,下列有关说法正确的是
A.用蒸馏水洗净酸式滴定管、锥形瓶后可分别直接注入标准盐酸和待测液NaOH溶液
B.滴定时左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视滴定管液面变化
C.此中和滴定实验的指示剂可采用酚酞,滴定终点的现象为:溶液由无色变为红色,且30 s内颜色不变
D.若滴定前仰视读数、滴定后俯视读数,则所测NaOH溶液的浓度偏低
5.(2023·北京第四中学高二上学期期中)实验室用标准KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液,下列说法或操作正确的是
A.盛FeSO4溶液的锥形瓶滴定前用FeSO4溶液润洗2~3次
B.选碱式滴定管盛放标准KMnO4溶液,并用碘化钾淀粉溶液作指示剂
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变浅紫色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.滴定前仰视读数,滴定后俯视读数会导致滴定结果偏低
6.(2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中)常温下,向100 mL 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 ml·L-1
D.水的电离程度随着稀硫酸的加入逐渐减小
7.(2022·上海模拟)测定鸡蛋壳中碳酸钙含量的方法如下:将一定质量鸡蛋壳粉碎后用已知浓度与体积的足量盐酸充分溶解(假设其他成分不反应),直到不再有气泡产生。再加入2滴酚酞溶液,用标准NaOH溶液滴定至终点,记录消耗NaOH溶液体积。若某次测定的碳酸钙含量偏高,可能的原因是
A.所用的盐酸浓度过高,有一定挥发
B.终点时溶液呈较深的红色
C.滴定管清洗后直接盛装标准NaOH溶液
D.滴定前未通过加热赶走溶解的CO2
8.(2023·福建三明高二上学期期末)利用草酸(H2C2O4)及草酸盐的性质可测定人体血液中钙离子的浓度。
某次实验抽取血样10.00 mL,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液,析出草酸钙沉淀,将此沉淀洗涤后溶于强酸得草酸,再用硫酸酸化的0.0100 ml·L-1 KMnO4标准液平行滴定三次,平均消耗KMnO4溶液12.00 mL。
相关离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。
①向滴定管中注入KMnO4溶液前,滴定管需要_________________、洗涤和润洗。
②达到滴定终点的现象是_____________________________________________________________。
③血液样品中Ca2+浓度为___________mg·mL-1(保留4位有效数字)。
④下列操作可使所测结果偏高的是___________(填标号)。
A.酸式滴定管未用标准液润洗就直接注入酸性高锰酸钾溶液
B.滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定结束后读取标准液体积时,俯视读数
1.(2023·四川成都高二上学期期末)下列仪器在酸碱中和滴定实验中不会使用到的是
A.分液漏斗B.滴定管C.锥形瓶D.烧杯
2.(2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中)下列有关滴定操作的顺序正确的是
①润洗仪器 ②注入反应液 ③检查仪器 ④调节起始读数 ⑤放出反应液
A.③①④⑤②B.③①⑤②④C.③①②④⑤D.②①③⑤④
3.下列实验操作正确的是
A.选用图1滴定管量取17.60 mLNaCl溶液
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.中和滴定时,选用图1滴定管盛装NaOH标准溶液
D.可用图3装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
4.(2022·湖南益阳市高二上学期期末)常温下将一定体积蒸馏水加入到一定质量的土壤样品中,充分搅拌后过滤,测量滤液的pH。然后向滤液中滴加氨水,边滴加边测量溶液的pH。实验记录如下。
下列说法正确的是
A.实验表明,该土壤样品呈碱性
B.达到反应终点后,所得溶液中c(OH-)=1.0×10-10 ml·L-1
C.进行本实验时,氨水应装在酸式滴定管中
D.当所加氨水的体积为9.00 mL时,溶液的pH可能为7
5.常温下,用1.0 ml·L-1的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液,所得溶液的pH和所用NaOH溶液体积的关系如图所示,则原H2SO4溶液的物质的量浓度及完全反应后溶液的体积(忽略反应前后溶液体积的变化)分别是
A.1.0 ml·L-1 20 mLB.0.5 ml·L-1 40 mL
C.0.5 ml·L-1 80 mLD.1.0 ml·L-1 80 mL
6.为测定某盐酸的浓度,准确量取20.00 mL该盐酸于锥形瓶中,用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液出现浅红色时立即停止滴定,开始读数
C.用25 mL酸式滴定管量取20.00 mL待测溶液于锥形瓶中
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分悬有一滴溶液,则测定结果偏小
7.关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是
A.①可用于测溶液pH
B.②是用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液
C.③是滴定操作时手的操作
D.④中滴入一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终点
8.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
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)=30.00 mL时,pH≈12.3
9.(2023·山东临沂市沂水县高二上学期期中)二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如图。下列说法错误的是
A.Na2C2O4将MnO2还原为Mn2+
B.滴定终点溶液的颜色从无色变为浅紫色
C.MnO2含量为 EQ \f(8.7,m)%
D.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO2含量偏小
10.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)某学生用0.100 ml·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步:
A.移取20 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞;
B.用标准溶液润洗滴定管2~3次;
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管使尖嘴处充满溶液;
D.取标准KOH溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上2~3 mL处;
E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;
E.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。
就此实验完成填空:
(1)正确操作步骤的顺序是___________________、A、F(填字母)。
(2)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度为___________ ml·L-1(保留三位有效数字)。
II.葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L-1,取300.00 mL葡萄酒,通过适当的方法使所含SO2全部逸出并用H2O2将其全部氧化为H2SO4,然后用0.0900 ml·L-1 NaOH标准溶液进行滴定。
(3)滴定前排气泡时,应选择图中的_______(填字母)。
(4)选择酚酞指示剂时,判断反应到达滴定终点时的现象为___________________________________。
(5)滴定开始时无气泡,滴定终点读数时滴定管内有气泡,则测定结果(待测液浓度值)比实际值_______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(6)滴定至终点时,若消耗NaOH 25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量_______g·L-1。
概念
依据_________反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的_________的方法
原理
以HCl溶液为标准液,滴定待测液NaOH溶液为例:在中和反应中,酸提供的_________与碱提供的_________之间的_________相等,即c(测)=eq \f(c(标)·V(标),V(测))
关键
①准确测定待测液NaOH溶液的体积。
②选择合适的指示剂,准确判断滴定的终点。
滴定操作
主要仪器
_________、_________、铁架台(带滴定管夹)、_________、大烧杯
①精确度是百分之一。即可精确到0.01 mL!
②读数时,视线、刻度、液面的凹面最低点在同一水平线上。
③滴定管洗净后必须_________润洗,而锥形瓶则_________用待盛液润洗
试剂
①待测液(NaOH溶液);②标准液(标准液HCl溶液);③指示剂(一般用酚酞或甲基橙,一般不用_________,颜色改变不明显)
滴定前准备
锥形瓶:洗涤→装待测液→记体积→加指示剂
滴定
终点判断
滴入最后一滴HCl溶液时,____________________________________停止滴定,并记录HCl溶液的体积,重复上述操作2~3次
数据处理
为减少实验误差,重复实验2~3次,求出所用标准溶液体积的_________,然后再计算待测液的物质的量_________。如:求出消耗HCl溶液的平均值(若三次滴定分分别消耗盐酸的体积为20.02 mL、19.98 mL、23.00 mL,则_________与其他数据相差较大,要_________),根据原理进行计算
指示剂
变色范围和pH
石蕊
甲基橙
酚酞
指示剂
酚酞
甲基橙
温馨提醒
强酸滴定强碱
_________色变为_________色
_________色变为_________色
①石蕊不用作指示剂;②终点颜色变化后要强调“半分钟内不褪色或不变色”
强碱滴定强酸
_________色变为_________色
_________色变为_________色
操作不当
具 体 内 容
误差
判断方法
仪器洗涤
1
酸式滴定管未用HCl润洗
_________
c(OH—)=
想一想:以上三个量中,什么是
记录量(不变量)、滴定量(可变量)
关键:看_________有无改变!
2
碱式滴定管未用NaOH润洗
_________
3
锥形瓶用NaOH润洗
_________
4
锥形瓶用蒸馏水洗后未干燥
_________
气泡处理
5
滴定前有气泡滴定后无气泡
_________
6
滴定前无气泡滴定有无气泡
_________
滴定过程
7
HCl漏滴出锥形瓶外
_________
8
振荡时瓶内溶液溅出
_________
读数方法
9
滴定前仰视,滴定后平视
_________
10
滴定前平视,滴定后仰视
_________
11
滴定前俯视,滴定后仰视
_________
12
滴定前仰视,滴定后俯视
_________
其他
13
滴HCl终点时尖咀悬一滴溶液
_________
14
指示剂变色即停止滴定
_________
15
滴定结束立即读数
_________
16
锥形瓶中待测液加水稀释
_________
17
一滴标准液附在锥形瓶壁上未流下
_________
以0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1 盐酸为例
由曲线可以看出,在酸、碱中和滴定过程中,溶液的pH在接近滴定终点时有一个_________过程,在此范围内,滴加很少的酸(或碱),溶液的pH就有很大的变化,能使指示剂的_________变化明显,所以即使_________、甲基橙的变色不在恰好中和的_________的点上,但体积差距很小,可以忽略不计
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,或者间接滴定本身并没有还原性或氧化性但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质
试剂
常见用于滴定的氧化剂:KMnO4、K2Cr2O7、I2等
常见用于滴定的还原剂:亚铁盐、草酸、维生素C等
指示剂
氧化还原指示剂
专用指示剂,如淀粉可用作碘量法的指示剂
自身指示剂,如KMnO4溶液可自身指示滴定终点
有关反应
方程式
指示剂
滴定终点颜色变化
酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液
2MnO4-+5C2O42—+16H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
_________另加指示剂
_________色恰好变为_________色
Na2C2O4溶液滴定酸性KMnO4溶液溶液
_________色恰好变为_________色
Na2S2O3溶液滴定碘水
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-
_________溶液
_________色恰好变为_________色
碘水滴定Na2S2O3溶液
_________色恰好变为_________色
A.分液漏斗
B.酸式滴定管
C.碱式滴定管
D.锥形瓶
加入氨水的体积/mL
0.00
2.00
4.00
6.00
8.00
10.00
12.00
l4.00
16.00
溶液的pH
4
4
4
4
6
8
10
10
10
实验编号
KOH溶液的浓度/ml·L-1
滴定完成时,KOH溶液入的体积/mL
待测盐酸的体积/mL
1
0.100
20.04
20.00
2
0.100
22.64
20.00
3
0.100
20.00
20.00
4
0.100
19.96
20.00
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