2019届一轮复习人教版中和滴定学案

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文档介绍

2019届一轮复习人教版中和滴定学案

第28讲 中和滴定 ‎1.实验原理 利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(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)=。‎ 酸碱中和滴定的关键:‎ ‎(1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。‎ ‎(2)选取适当指示剂,准确判断滴定终点。‎ ‎2.实验用品 ‎(1)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、烧杯、锥形瓶。‎ ‎(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。‎ ‎(3)滴定管特征和使用要求 ‎①构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。‎ ‎②精确度:读数可估计到0.01 mL。‎ ‎③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗2~3次。‎ ‎④排气泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。‎ ‎⑤滴定管的选用 酸性、氧化性的试剂用酸式滴定管,因为酸性和氧化性物质易 腐蚀橡胶。‎ 碱性的试剂用碱式滴定管,因为碱性物质易腐蚀玻璃,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)滴定准备“八动词”‎ ‎ ‎ ‎(2)滴定过程“三动作”‎ ‎(3)终点判断“两数据”‎ ‎①最后一滴:滴入最后一滴,溶液颜色发生突变。‎ ‎②半分钟:颜色突变后,经振荡半分钟内不复原,视为滴定终点。‎ ‎(4)数据处理 按上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。‎ ‎4.常用酸碱指示剂及变色范围 ‎1.正误判断,正确的画“√”,错误的画“×”。‎ ‎(1)中和滴定实验时,用待测液润洗锥形瓶(  )‎ ‎(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点(  )‎ ‎(3)滴定管盛标准液时,其液面一定要调在0刻度(  )‎ ‎(4)用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液(  )‎ ‎(5)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2~3遍(  )‎ 答案  (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√‎ ‎2.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示,从下表中选出正确选项(  )‎ 答案  D 解析 解答本题的关键是:①‎ 明确酸式、碱式滴定管使用时的注意事项,②指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛放碱液,而碱式滴定管不能盛放酸液,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊。‎ 考点1 中和滴定及误差分析 典例1 现用中和滴定来测定某烧碱溶液的浓度。‎ ‎(1)滴定:用________式滴定管盛装c mol·L-1盐酸标准液。右图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。把用去的标准盐酸的体积填入表格中,此次滴定结束后的读数为________mL,滴定管中剩余液体的体积为________。‎ 该实验应选用________作指示剂。‎ ‎(2)有关数据记录如下:‎ 根据所给数据,写出计算烧碱溶液的物质的量浓度的表达式c=________________________________(不必化简)。‎ ‎(3)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏高”或“偏低”):‎ ‎①若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果________。‎ ‎②读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果________。‎ ‎③若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果________。‎ ‎④滴加盐酸速度过快,未充分振荡,则看到溶液变色,立刻停止滴定,则会使测定结果________。‎ 解析 (1)盛装盐酸用酸式滴定管;读数注意视线与凹液面最低点水平,精确到小数点后两位;酚酞的变色范围与7最接近。‎ ‎(2)运用c(H+)·V(H+)=c(OH-)·V(OH-),c(OH-)=,消耗盐酸的体积取平均值。‎ ‎(3)c(OH-)=,主要分析对V(H+)的影响。①不影响V(H+),无影响;②V(H+)偏小,结果偏低;③V(H+)偏大,结果偏高;④V(H+)偏小,结果偏低。‎ 答案  (1)酸 24.90 大于25.10 mL 酚酞 ‎(2) ‎(3)①无影响 ②偏低 ③偏高 ④偏低 名师精讲 ‎1.中和滴定的两个易错点 ‎(1)分清完全中和与恰好为中性 ‎①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。‎ ‎②‎ 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 ‎①指示剂的变色点与滴定终点的pH越接近越好。‎ ‎②指示剂在滴定终点时颜色变化明显,指示准确。‎ ‎③石蕊的“红色→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。‎ ‎2.酸碱中和滴定中常见误差分析 ‎(1)误差分析的方法 依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以c(待测)=,因c(标准)与V(待测)已确定,因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。‎ ‎(2)常见误差分析 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:‎ ‎1.某学生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溶液时,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________________,直到加入最后一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并__________________________。‎ ‎(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________(填字母序号)。‎ 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)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:‎ 依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。‎ 答案  (1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色 (2)D ‎(3)==26.10 mL,‎ c(NaOH)==0.1044 mol·L-1‎ 解析 在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:c(NaOH)=。欲求c(NaOH),须先求V[(HCl)aq],再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响,进而影响c(NaOH)。‎ ‎(3)先算出耗用标准盐酸的平均值:‎ ==26.10 mL(第二次偏差太大,舍去),‎ c(NaOH)==0.1044 mol·L-1。‎ 考点2 酸碱中和滴定曲线分析 典例2 (2016·全国卷Ⅰ)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·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(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)‎ D.N点处的溶液中pH<12‎ 解析 酚酞的变色范围是8.2~10.0,又因为NH4Cl是强酸弱碱盐,水解显酸性,故正好中和时溶液显酸性,盐酸的量不足时溶液可能就褪色了,使测量值偏小,故应用甲基橙作指示剂,A错误;当加入盐酸20.0 mL时正好生成NH4Cl,因为NH的水解使溶液pH<7,而M点对应pH=7,故加入盐酸少于20.0 mL,B错误;由电荷守恒知:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),又因pH=7,故c(H+)=c(OH-),所以c(NH)=c(Cl-),但c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c (OH-),C错误;由0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%可知: c(OH-)=0.10 mol·L-1× 1.32%=0.00132 mol·L-1,所以c(H+)= mol·L-1> mol·L-1=1.0×10-12 mol·L-1,故pH<12,D正确。‎ 答案  D 名师精讲 滴定曲线分析的方法 ‎(1)分析步骤:首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱,这在判断滴定终点时至关重要;再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)‎ 的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。‎ ‎(2)滴定过程中的定量关系:①电荷守恒关系在任何时候均存在;②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定,但不一定为等量关系。‎ ‎2.常温下,用pH=m的盐酸滴定20 mL pH=n的MOH溶液,且m+n=14。混合溶液的pH与盐酸体积V的关系如图所示。下列说法正确的是(  )‎ A.a点:c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+)‎ B.b点:MOH和HCl恰好完全反应 C.c点:c(H+)=c(OH-)+c(MOH)‎ D.a点到d点:水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小 答案  D 解析 m+n=14,从图像看出,b点时,盐酸体积与MOH溶液体积相等,溶液呈碱性,说明混合溶液中MOH过量,MOH继续电离,说明MOH是弱碱。A项,a点对应的溶液呈碱性,溶液中离子浓度大小顺序为c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),错误;B项,b点对应的溶液中MOH未完全反应,溶液呈碱性,错误;C项,c点对应的溶液显中性,c(H+)=c(OH-),错误;D项,在碱溶液中滴加盐酸,水的电离程度逐渐增大,当碱与酸恰好完全反应时,水的电离程度最大,然后随着盐酸的不断加入,水的电离受到抑制,则水电离的c(H+)·c(OH-)先变大,后变小,正确。‎ ‎3.室温下,向a点(pH=a)的20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中滴入1.000 mol·L-1盐酸,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(  )‎ A.将此氨水稀释,溶液的导电能力减弱 B.b点溶液中离子浓度大小可能存在:‎ c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)‎ C.c点时消耗盐酸体积V(HCl)<20.00 mL D.a、d两点的溶液,水的离子积Kw (a)>Kw(d)‎ 答案  D 解析 A项,稀释氨水,虽然促进一水合氨的电离,但溶液中离子浓度减小,导电能力降低,正确;B项,b点pH>7,c(OH-)>c(H+),溶液中电荷守恒为c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(NH)>c(Cl-),即c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),正确;C项,溶液显中性时,HCl的物质的量小于一水合氨,所以c点消耗盐酸体积V(HCl)<20.00 mL,正确;D项,d点温度高于a点,水的离子积Kw(a)c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)‎ B.用含a的代数式表示CH3COOH的电离常数 K= C.C点对应的溶液中,水电离出的H+浓度大于10-7 mol·L-1‎ D.D点对应的溶液中,存在如下关系:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-c(OH-)‎ 答案  B 解析 A项,向NaOH溶液中滴入少量CH3COOH溶液时,可能存在c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),错误;B项,加入a mL CH3COOH溶液时,所得溶液呈中性,根据电荷守恒,c(CH3COO-)=c(Na+),溶液中c(H+)和c(CH3COO-)分别为10-7 mol·L-1和 mol·L-1,过量的c(CH3COOH)为 mol·L-1,则CH3COOH的电离常数K=‎ eq f(c(H+)·c(CH3COO-),c(CH3COOH))=,正确;C项,C点溶液呈酸性,抑制水的电离,错误;D项,所得溶液中含等量的CH3COOH和CH3COONa,根据电荷守恒和物料守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),联立两式得c(CH3COOH)-c(CH3COO-)=2c(OH-)-2c(H+),错误。‎ ‎6.(2017·成都诊断)常温下,向20 mL 0.5 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴滴加0.5 mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图。相关分析正确的是(  )‎ A.滴加至①时,c(Na+)=c(CH3COO-),酸碱恰好完全反应 B.滴加至②时,c(OH-)-c(H+)=c(CH3COOH)‎ C.滴定中,逐渐减小 D.滴定中,c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和保持不变 答案  B 解析 A项,滴加到①时,溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-),若恰好反应,则为CH3COONa溶液,溶液显碱性,则①点时醋酸过量,错误;B项,滴加到②点时,溶液为CH3COONa溶液,溶液中OH-源于水的电离,CH3COO-水解,根据质子守恒c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),正确;C项,溶液中存在平衡,CH3COOH??CH3COO-+H+,加入NaOH,H+‎ 浓度减小,平衡正向移动,则比值增大,错误;D项,由物料守恒知,滴定中,CH3COOH分子和CH3COO-的物质的量和不变,但溶液的体积增大,二者的浓度和会减小,错误。‎ ‎7.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。下列说法合理的是(  )‎ A.该滴定可用甲基橙作指示剂 B.Na2S2O3是该反应的还原剂 C.该滴定可选用如图所示装置 D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为4 mol 答案  B 解析 溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,A错误;Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化,作还原剂,B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,C错误;反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为2 mol,D错误。‎ ‎8.常温下,用0.1000 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1000 mol/L盐酸和20.00 mL 0.1000 mol/L醋酸溶液,得到2条滴定曲线,如图所示。若以HA表示酸,下列说法正确的是(  )‎ A.滴定盐酸的曲线是图2‎ B.达到B、D状态时,两溶液中离子浓度均为c(Na+)=c(A-)‎ C.达到B、E状态时,反应消耗的n(CH3COOH)>n(HCl)‎ D.当0c(Na+)>c(H+)>c(OH-)‎ 答案  B 解析 HCl是强电解质,醋酸是弱电解质,它们浓度相等时,盐酸的pH小于醋酸,滴定盐酸的曲线是图1,A错误;达到B、D状态时,两溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒,c(Na+)=c(A-),B正确;达到B、E状态时,加入氢氧化钠溶液体积相等,反应消耗的n(CH3COOH)=n(HCl),C错误;滴定不同的酸,0c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)‎ C.C点:c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)‎ D.水电离出来的c(OH-):B>D 答案  D 解析 向H2A溶液中加入少量水,H2A、H+的浓度均减小,==,则增大,故A正确;10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液反应恰好生成NaHA,此时溶液呈酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,所以B点有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-) >c(OH-),故B正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C点溶液呈中性,所以c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C正确,D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A,A2-水解促进水的电离,B点为NaHA溶液,HA-电离使溶液呈酸性,抑制水的电离,所以水电离出来的c(OH-):B
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