考点46酸碱中和滴定——备战2021年高考化学一轮复习考点一遍过(教师版含解析).pdf
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1、考点46 酸碱中和滴定(知识整合一、酸碱中和滴定1.实验原理利用酸碱中和反应,用己知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=c H C 1)H C 1)V(NaOH)酸碱中和滴定的关键:(1)准确测定标准液的体积。(2)准确判断滴定终点。2.实验用品仪器酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。刷uf-allnHnnvA(2)试剂标准液、待测液、指示剂、蒸播水。(3)滴定管的使用试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀
2、玻璃,致使玻璃活塞无法打开3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备检 漏 I检查滴定管活塞是否漏水I洗 涤 I先川蒸福水 洗”,再川待装液“润洗”滴定管I装、搦一滴定管中“装”液至()刻度以上.并“排”气泡I调 越-调 整 液面至0 或 0 刻度以下,并读数I注、加|-将20 m l.碱液注入锥形瓶.并加指示剂(2)滴定/左手控制滴定管活塞旌)/右手摇动锥形瓶彳 眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。注意:滴定终点是指示剂颜色的突变点,不是恰好中和的点,也不
3、是pH等于7 的点。(4)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,根据c(NaOH)=H。)(HC1)计V(NaOH)4.指示剂选择的基本原则与注意事项常用酸碱指示剂及变色范围如下表所示:指示剂变色范围的pH石蕊8.0蓝色甲基橙4.4黄色酚醐10.0红色选择指示剂时应遵循变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致的原则。注意事项如下:(1)不能用石蕊作指示剂。(2)滴定终点为碱性时,用酚甑作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。(3)滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酷也可以。(5)并不是所
4、有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2sCh溶液滴定KMnOa溶液时,KMnO 颜色恰好褪去时即为滴定终点。二、酸碱中和滴定中常见误差分析1.误差分析的方法c(标准)-V(标准)依据原理C(标准)标准)=C(待测)“待测),得 C(待测尸-,因为以标准)与 M待测)已伙待测)确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。2.常见误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酷作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:步骤操作“标准)C(待测)酸式滴定管未用标准溶液润洗变大偏高洗涤碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸镭水不变无
5、影响取液放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失变小偏低酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失变大偏高滴定振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高3.A者用量器的读数1俯 视 W 10.04.00k平视4-二75.0025 mL10 mL量筒、-、仰视察/滴定管图1图2图3(1)平视读数(如 图 1):实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体,读取液体体积时,
6、视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即“凹液面定视线,视线定读数(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数偏大。(3)仰视读数(如图3):读数时,由于视线向上倾斜,寻找切点的位置在凹液面的下侧,因滴定管刻度标法与量筒不同,这样仰视读数偏大。三、酸碱中和滴定的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、N a O H和N a 2 c O 3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
7、性的物质。(2)实例酸性K M n C M溶液滴定H 2 c 2 O 4溶液原理:2 M 1 1 O 4 +6 H+5H 2 c 2 C)4 =1 0 C O 2 T+2 M r?+8H 2 O指示剂:酸 性K M n C 4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入一滴酸性K M n C U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。N a 2 s 2 O 3溶液滴定碘液原理:2 N a 2 s 2 O 3+l 2=N a 2 S Q 6+2 N a I指示剂:用淀粉作指示剂,当滴入一滴N a 2 s 2 O 3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
8、终点。2.双指示剂滴定法(以盐酸滴定N a O H和N a 2 cCh的混合溶液为例)酚献作指示剂:N a O H+H C l z=N a C l+H2ON a 2 c O 3+H C I =N a C I+N a H C O3甲基橙作指示剂:N a H C O.+H C l =N a C l+C O2t+H2O3.沉淀滴定法(利用生成沉淀的反应)(1)概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法,生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用A g+与卤素离子的反应来测定C l,B r,厂的浓度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被
9、滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用A g N 0 3溶液测定溶液中C的含量时常以C r O 为指示剂,这是因为A g C l比A g z C r C U更难溶的缘故。点考向考向一 酸、碱中和滴定仪器、指示剂的选择典例引领典 例 1关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是A.实验可用于测溶液pHB.实验是用酸性KMnCU溶液滴定C.装置是滴定操作时手的操作D.装置中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终点【解析】A、B、C 三项均正确;装置中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,半分钟不恢复成原来的颜色,即达到滴
10、定终点,D 项错误。【答案】D变式拓展1.用 0.0100mol/L的 KMnCU标准溶液滴定某未知浓度的H2c2O4溶液,下列说法错误的是A.该滴定实验不需要指示剂B.该实验用到的玻璃仪器有酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶C.滴定管使用前需检验是否漏液D.若滴定终止时,仰视读数,所测H2c2。4浓度偏高【答案】B【解析】A.滴定终点,溶液由无色变为紫色,不需要指示剂,故 A 正确;B.该实验用到的玻璃仪器有酸式滴定管、锥形瓶,用不到碱式滴定管,故 B 错误;C.滴定管使用前需检验是否漏液,故 C 正确;D.若滴定终止时,仰视读数,读取的标准溶液的体积偏大,所测H2c2。4浓度偏高,故 D 正确
11、;故选B。,中和滴定的两个易错点(1)分清完全中和与恰好为中性完全中和强调的是酸、碱恰好反应生成盐,根据酸碱的强弱不同,溶液可能为中性,也可能为酸性或碱性。酸碱反应恰好为中性则强调的是反应后溶液为中性,而酸、碱不一定正好反应。可能酸不足,也可能酸过量,也可能恰好反应。这取决于酸碱的相对强弱。(2)酸碱中和滴定指示剂的选择指示剂的变色点与滴定终点的pH越接近越好。指示剂在滴定终点时颜色变化明显,指示准确。石蕊的“红色一紫色”“紫色蓝色”的颜色变化不够明显,所以石蕊不能作为酸碱中和反应的指示剂。考向二酸碱中和滴定实验操作与误差分析典例引领典例2现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g-100
12、mL。I.实验步骤配制待测白醋溶液,用(填 仪 器 名 称 虐 取 10.00 m L食用白醋,在_ _ _ _ _ _ _(填仪器名称)中用水稀释后转移到1 0 0 mL(填仪器名称)中定容,摇匀即得待测白醋溶液。(2)量取待测白醋溶液20.00 m L于锥形瓶中,向其中滴加2 滴酚献作指示剂。(3)读取盛装0.100 0 mol L-NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。(4)滴定。判断滴定终点的现象是,达到滴定终点,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数,重复滴定3 次。寻2=23(5汝口图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为 mLoH.实验记录滴定次数实验数据1234V(样品)20.0
13、020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95山.数据处理与讨论15.95+15.00+15.05+14.95(6)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗NaOH溶液的体积丫=4=15.24mLo指出他计算的不合理之处:按正确数据处理,得出以市售白醋)=m ol.L1,市 售 白 醋 总 酸 量=g-lOOmL1,【答案】(1)酸 式 滴 定 管 烧 杯 容 量 瓶(4)溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色(5)22.60(6)第 1组实验数据误差明显大,属异常值,应 舍 去0.075 4.5【解析】(1)配制待测白醋溶液,用酸式滴定管准确量取10
14、.00 m L食用白醋,在烧杯中加蒸储水稀释,再转移到100 mL容量瓶中进行定容。(4)待测白醋中滴加酚酿作指示剂,开始时溶液无色,达到滴定终点时,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色。(5)滴定管的0 刻度在上方,图中滴定管1 mL分 成 10个小格,每个小格代表0.10 m L,故图中滴定管中液面读数为22.60 mL。(6)分析表中实验数据,第 1组数据消耗NaOH溶液的体积与其他三组相差较大,应舍去第1 组数据,取其他三组数据进行计算。第 24 组实验15.00+15.05+14.95 mL中消耗 NaOH 溶液的平均体积为 V(NaOH)=3=15.00 mL,贝 U n(CH3
15、COOH)=n(NaOH)1.5x10 3 mol=15.00 x 10 3 LxO.100 0 mol-L =1.5x10 3 mol,c(CH3coOH)=(H)2=0.075 m oll 100mL 该醋酸中含有醋酸的量为0.075 mol LTxO.l L=7.5xl0-3 m o l,因量取10.00 mL食用白醋配制成100 mL待测白醋溶液,故 10.00 m L食用白醋中皿CH3coOH)=7.5xl0-3 mo|x60 g.moL=0.45 g,故该市售白醋的总酸量 4.5 g-100 mL变式拓展2.I.某工厂废水中含游离态氯,通过下列实验测定其浓度。取水样10.0 m L
16、于锥形瓶中,加 入10.0 m L的K I溶液(足量),发生反应,滴入指示剂23滴。取一滴定管依次用自来水、蒸镭水洗净后,再用O.OlmoLL Na2s2O3溶液润洗,然后装入0.01molLHa2s2O3溶液到0刻度以上,排出下端尖嘴内的气泡,调整液面至0刻度或0刻度下某一位置,记下读数。将锥形瓶置于滴定管下进行滴定,发生的反应为:L+2Na2s2Ch=2NaI+Na2s试回答下列问答:(1)步骤中涉及的离子反应方程式 加入的指示剂是 o(2)步骤应使用 式滴定管。(3)判断达到滴定终点的实验现象是。II.(4)若用0.1032 mol/L HCI溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列情况对实
17、验结果无影响的是A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗B.锥形瓶未用待测液润洗C.滴定前滴定管尖嘴中有一气泡,滴定后气泡消失了D.滴定时将标准液溅出锥形瓶外(5)碳酸 H2co3,KI=4.3X10-7,/C2=5.6X10 ,草酸 H2c2。4&=5.9*10-2,=6.4 x10-5。/mol/LNa2co3溶液的pH 0.1 mol/L Na2c2O4溶液的pH(选填“大于”、“小于”或“等于)。若将等浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是(填选项字母代号)。A.c(H+)c(HC2O;)c(HCO;)c(COj)B.c(HCO3)c(HC2O;)c(C2O
18、 )c(CO:)C.以H,c(H C2O;)C(C2O 4-)C(C O,)D.C(H2C O3)c(HCO;)c(HC2O;)c(CO:)【答案】(l)C12+2r=2Cr+l2 淀粉溶液 碱(3)滴 最 后 滴 标 准 液,溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色(4)B(5)大于 AC【解析】(1)工厂废水中含游离态氯,和K I反应生成碘单质和氯离子,离子方程式为:C12+21=2C+l2;溶液中有单质碘,加入淀粉溶液呈蓝色,碘与Na2s2O3发生氧化还原反应,当反应终点时,蓝色褪去。故答案为:ci2+2r=2cr+i2;淀粉溶液;(2)硫代硫酸钠溶液显碱性,应选择碱式滴定管。故答案为:
19、碱;(3)碘遇淀粉变蓝色,所以溶液呈蓝色,随反应h+2Na2s2()3=2NaI+Na2s4。6进行,溶液中没有碘,溶液由蓝色为无色,说明反应到终点,判断达到滴定终点的实验现象是:滴最后一滴标准液,溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色。故答案为:滴最后一滴标准液,溶液由蓝色恰好变为无色,且半分钟内不变色。(4)A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗,标准盐酸的浓度偏小,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=c(标 准)xV(标 准)v j待 测)可知,测定c(待测)偏大,故 A 错误;B.锥形瓶未用待测液润洗,土、门 八 C(标 准)x V(标 准)对 V(标准)无影响,根据c(待测)=一丫(待
20、才)一可知,测定c(待测)无影响,故 B 正确;C.滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失了,造成V(标准)偏大,根据/土、ni C (标 准)X V(标 准)C(待测尸V苗;)1可 知 测 定 c(待测)偏大,故 C 错误;D.滴定时将标准液溅出锥形瓶外,造成V(标准)偏大根据C(待 测)=c(标 准)XV(标 准)v j待测)可知,测定c(待测)偏大,故 D 错误;故选:B;(5)草酸的二级电离常数等于碳酸的二级电离常数,说明草酸氢根的酸性比碳酸氢根的强,则 O.lmol/LNa2cCh溶液中碳酸根的水解程度大于O mol/L Na2c 4溶液中草酸根的水解程度,故 O.lmol/LNa
21、KO?溶液碱性更强,即 O.lmol/LNa2cCh溶液的pH大于O.lmol/LNa2c2O4溶液的p H,草酸的一级、二级电离常数均大于碳酸的一级电离常数,草酸、碳酸的一级电离远大于二级电离,第一步电离为主,因此溶液中C(H+)C(HC2O;)c(HCO;)c(CO;);c(H+)c(HC2O;)C(C2O;)C(CO;),则 AC 正确,BD 错误。故答案为:大于;AC。考向三滴定原理的拓展应用典例引领典例3 绿机(FeSCU-7H2O)是治疗缺铁性贫血药品的重要成分.某化学兴趣小组同学采用以下方法测定某绿矶样品纯度。实验步骤如下:a.称取2.850 g 绿桃产品,溶解,在 250 m
22、L容量瓶中定容;b.量取25.00 mL待测溶液于锥形瓶中;c.用硫酸酸化的0.01000 mol/L KMnCU溶液滴定至终点,消耗KMnCU溶液体积的平均值为20.00 mL。(D a步骤中定容时,如 果 仰 视 会 使 所 配 溶 液 浓 度(填“偏高”、“偏低”或 无影响”)。(2)滴定时盛放KMnCU溶 液 的 仪 器 为(填 仪 器 名 称)。(3)判 断 此 滴 定 实 验 达 到 终 点 的 方 法 是。(4)写出酸性高镒酸钾滴定Fe?+的离子反应方程式:。(5)计算上述样品中FeSO4-7H2O 的 质 量 分 数 为(结 果 保 留 3 位有效数字)。【解析】(l)a步骤中
23、定容时,如果仰视,则液面超过刻度线,因此会使所配溶液浓度偏低;(2)高镭酸钾溶液具有强氧化性,一般用硫酸酸化,所以滴定时盛放KMnO 溶液的仪器为酸式滴定管;(3)高锦酸钾溶液显红色,因此判断此滴定实验达到终点的方法是滴加最后一滴KMnO 溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色。(4)高镒酸钾能把亚铁离子氧化为铁离子,自身被还原为锦离子,M n元素化合价从+7价降低到+2价,得到5 个电子,铁元素化合价从+2价升高到+3价,失 去 1个电子,所以酸性高钛酸钾滴定Fe?,离子的反应方程式为5Fe2+MnO-8H+=5Fe3+Mn2+4H2O。(5)反应中消耗高钵酸钾的物质的量是0.01000mo
24、l/Lx0.02L=0.()002mol,根据方程式 5Fe2+MnO4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O 可知消耗亚铁离子是0.001 mol,所以根据铁原子守恒可知上述样品中FeSO4-7H2O 的质量分数为250O.OOlmolx x278g/mol【答案】偏低(2)酸式滴定管(3)滴加最后一滴KMnCU溶液时,溶液变成浅红色且半分钟内不褪色(4)5Fe2+MnO4+8H+=5Fe3+Mn2+4H2O(5)97.5%变式拓展3.六氨氯化镁(MgCb6NH3)具有极好的可逆性、放氨特性,是一种优良的储氨材料。某研究小组在实验室以菱镁矿(主要成分MgCCh,含 少 量 FeCCh等杂质)为
25、原料制备了六氨氯化镁,现在对产品的成分进行测定,其中氯离子含量检测方法如下:A.称 取1.4 20 g样品,加足量硫酸溶解,配制成250 m L溶液;B.量取25.00 m L待测液于锥形瓶中;C.用0.200 0mol/L AgNCh标准溶液滴定至终点,记录消耗AgNCh标准溶液的体积;D.重复b、c操作23次,平均消耗AgNCh标准溶液10.00 mL。(1)配制样品溶液时加硝酸的原因。(2)该 样 品 中 氯 离 子 百 分 含 量 为。(3)将 氯 离 子 百 分 含 量 实 验 值 与 理 论 值(36.04%)相 比 较,请 分 析 造 成 此 结 果 的 可 能 原 因 有(已知
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