高二化学酸碱中和滴定人教版1知识精讲

高二化学高二化学酸碱中和滴定酸碱中和滴定人教版人教版 【同步教育信息同步教育信息】 一. 本周教学内容 酸碱中和滴定 二. 重点、难点 1. 使学生掌握酸碱中和的原理和有关计算。 2. 初步掌握中和滴定的实验操作方法。 3. 学会对中和滴定过程中的误差进行分析，培养学生的思维能力。 三. 具体内容 酸碱中和滴定原理 1. 概念 （1）定性分析和定量分析 定性分析：鉴定物质的成分 定量分析：测定各成分的含量 （2）酸碱中和滴定 用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的实验方法。 2. 酸碱中和滴定原理 （1）实质：H+ +OH= H2O （2）原理：在中和反应中使用一种已知物质的量浓度的酸（或碱）溶液与未知物质的 量浓度的碱（或酸）溶液完全中和，测出二者所用的体积，根据化学方程式中酸碱物质的 量比求出未知溶液的物质的量浓度。 （3）关键： 准确测定参加反应的两种溶液的体积和准确判断中和反应是否恰好完全。 准确测定参加反应的两种溶液的体积所用的仪器是滴定管。 准确判断中和反应是否恰好完全是借助酸碱指示剂。 （4）酸、碱指示剂的选择 计算题： 在 0.1000molL 的盐酸 20.00mL 中逐滴滴入 0.1000molL 氢氧化钠溶液 40.00mL。 判断下列情况下溶液的 pH。 a. 未滴氢氧化钠溶液时盐酸溶液的) 1(pHpH b. 滴加氢氧化钠溶液到完全反应相差一滴 （1 滴溶液的体积是 0.04mL）这时溶液的)4(pHpH c. 完全反应后再多加 1 滴氢氧化钠溶液时的)10(pHpH d. 逐滴加入氢氧化钠溶液 40.00mL 时溶液的)13(pHpH 跟完全反应所需氢氧化钠溶液相差一滴(或多加一滴)，对计算盐酸的浓度有没有影 响？（通过计算说明） 解：解： 跟实际浓度相比，误差很小。)/(1002 . 0 01996 . 0 0200 . 0 1000 . 0 LmolC 酸 Lmol /1000 . 0 0.1000molL 氢氧化钠溶液逐滴加入 20.00mL0.1000molL 盐酸溶液时，溶液 pH 的 变化曲线和指示剂的变色情况。 因此，在滴定终点前后，溶液的 pH 发生突跃，酚酞或甲基橙的变色点落在溶液 pH 的 突跃范围内，按 pH 突跃范围内的体积计算，结果是可以达到足够的准确度的。所以，强酸、 强碱的中和滴定可以选用酚酞或甲基橙作指示剂来指示滴定终点。 中和滴定不选石蕊作指示剂，因为石蕊的颜色变化没有清晰的界限。 强酸强碱相互滴定时，酚酞、甲基橙均可。通常选择颜色由浅变深的指示剂。 3. 中和滴定的操作过程： A. 主要仪器： 管夹、烧杯等锥形瓶、铁架台、滴定 蚀橡皮氧化性溶液、它们易腐不能盛放酸性溶液和强碱式滴定管 、它们易腐蚀玻璃碱性的盐溶液、氢氟酸不能盛放碱液、水解呈酸式滴定管 仪器)( )( B. 实验步骤： 查： 检验酸式滴定管是否漏水 洗： 先水洗，后润洗。 盛、调： 用漏斗注入标准液至“0”刻度上方 23cm 处； 将液面调节到“0”刻度（或“0”刻 度以下某一刻度）记下刻度。 取： 待测液、指示剂 滴定： 滴定时，禁止左手离开活塞、眼睛看别的地方，要注视锥形瓶内液体的颜色变化。 记录读数： 精确度到小数点后两位，如：24.00mL、23.38m，最后一位是估计值。 不同的读数方法会得出不同的读数，思考下列情况产生的结果。 读数方法读数结果 （1）仰视 （2）平视 （3）俯视 数据处理：每个样品滴定 23 次，取平均值求出结果。 4. 误差分析 中和滴定实验中，不同的错误操作引起不同的量产生不同的偏差，它们对实验结果的 影响也不同，学生分析误差时往往无所适从。分析时应注意思维的有序性，首先依题意列 出计算式，再区别计算过程中不变量和变化量，然后紧紧抓住变化量对实验结果的影响进 行分析。 （）/（n）（n 表示酸碱反应的物质的量之比） 待 c 标 c 标 V 待 V 在实际计算时，标准液浓度和待测液体积按已知数据计算，是不变量。只有滴定管中 所消耗的标准体积随不同操作而变化。从上计算式可知与成正比。以上实验中， 标 V 标 V 待 c 只要使增大的操作所得待测液浓度都偏大，即产生正误差，反之误差为负值。 标 V 误差分析结论 前述各种误差中： 滴定管用水润洗后未用标准液润洗就直接注入标准液； 滴定 前盛标准液的滴定管尖嘴内有气泡，滴定完毕后气泡消失； 滴定过程中不慎将标准液滴 出锥形瓶外或滴定管漏液； 滴定前读数准确，滴定后仰视滴定管刻度； 锥形瓶用蒸 馏水洗净后再用待测液润洗等，这些都会引起测定结果偏高。能使测定结果偏低的有：移 液管未润洗直接吸取待测液；滴定过快成细流将待测液溅出锥形瓶壁而又未摇匀洗下；记 录起始体积时仰视读数终点时俯视；用含 Na2O 杂质的 NaOH 配制标准溶液来测定盐酸浓度 等。 【典型例题典型例题】 例 1 有一支 50mL 的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在 10mL 刻度处，现把管内液 体全部流下排出，用量筒承接，所得溶液的体积应为（ ） A. 10mL B. 40mL C. 大于 40mL D. 不能确定 答案：答案：C 解析：解析：滴定管的最大刻度线在活栓的上方还有一段距离，因此若将溶液全部排出，其 体积必然要超过读数所显示的体积。因此，依此题给出的读数和操作，由滴定管流出的液 体体积必然要超过 40mL。 例 2 用一定浓度的 NaOH 溶液作标准液，酚酞为指示剂，滴定未知浓度的盐酸溶液。 未用标准液润洗碱式滴定管； 未用盐酸润洗移液管； 未用盐酸润洗锥形瓶； 滴定 前碱式滴定管尖嘴部分气泡未排除； 滴定前仰视而滴定后俯视碱式管中液面读数； 滴定完毕后较长时间红色不褪。以上属错误操作且导致所测盐酸溶液浓度偏低的是（ ） A. B. C. D. 答案：答案：C 本题还可以采用排除法快速解题。当你判断出是符合题意以后，将排除选项 A 和 D。马上判断是否符合题意。如果符合题意则答案为选项 B，否则答案为选项 C。 解析：解析：本实验是碱滴定酸，测定体积为碱的体积(即滴定管读数)，待测未知浓度是酸 的浓度。故 酸 碱碱 酸 V CV C 未用标准液润洗碱式滴定管，碱式滴定管内残留的蒸馏水将稀释，耗用增 碱 C 碱 V 大，测出酸的浓度偏高。不符合题意。 未用盐酸润洗移液管，酸的浓度降低。耗用碱的体积减少，测出酸的浓度偏低。 碱 V 符合题意。 未用盐酸润洗锥形瓶，这是正确操作。不符合题意。 滴定前滴定管尖嘴气泡未排除，耗用碱的体积增大，测出酸的浓度偏高。不符 碱 V 合题意。 滴定前仰视，滴定后俯视，测出碱的体积偏低，则酸的浓度偏低，符合题意。 碱 V 滴定后红色不褪，说明碱过量，即碱的体积偏大，测出酸的浓度偏高。不符合题意。 例 3 向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸直到不再产生二氧化碳气体为止，则在此过程 中，溶液的碳酸氢根离子浓度变化趋势可能是（ ） A. 逐渐减小 B. 逐渐增大 C. 先逐渐增大，而后减小 D. 先逐渐减小而后增大 你的选择是（ ） （填正确选项的标号） 试用化学方程式和简要文字表达其理由 答案：答案：C 首先因为有 Na2CO3 = 2Na+CO32和 CO32+H+ =HCO3的反应，溶液中 HCO3的浓度逐渐 增大；而后又因进一步反应：H+ +HCO3=CO2+H2O 而使溶液中 HCO3的浓度逐渐减小。 解析：解析：本题考查可溶性正盐与强酸反应的过程及逻辑思维能力和科学语言的表达能力。 初中化学所学的碳酸钠与盐酸的反应：Na2CO3+2HCl = 2NaCl+CO2+H2O 是在两两混 合的情况下一步完成的。而本题所给的关键信息是“碳酸钠的浓溶液”和“逐滴加入稀盐 酸”。由于碳酸钠是强电解质，在溶液中完全电离：Na2CO3=2Na+CO32，在其浓溶液中存 在大量 CO32离子，逐滴加稀盐酸时，加入的 H+立即与 CO32结合：H+ +CO32=HCO3导致 HCO3离子浓度逐渐增大，当加入的盐酸中所含 H+的物质的量与溶液中 CO32-的物质的量相 等时 c（HCO3）达到最大值。再继续加酸时，H+ 将进一步与 HCO3结合：H+ +HCO3= H2O+CO2导致 HCO3离子浓度又逐渐变小，当加入的盐酸中所含 H+的物质的量为 Na2CO3溶 液中 CO32物质的量的两倍时，反应完全，HCO3浓度几乎为零。这也往往是分析化学中用 双指示剂法（先用酚酞后用甲基橙）测定 NaOH 与 Na2CO3（或 Na2CO3与 NaHCO3）混合物的 计算依据。 例 4 用标准盐酸滴定未知浓度的氨水。如果滴到恰好溶液的 pH=7 时，下列说法正确的 是（ ） A. 盐酸不足 B. 两者恰好完全反应 C. 测得氨水浓度偏高 D. 测得氨水浓度偏低 答案：答案： A D 解析：解析：假定盐酸与氨水恰好完全反应，溶液的溶质为 NH4Cl，由于水解，溶液应 4 NH 呈酸性，pH V2 0V2 V1 0 试样的成分 （2）若盐酸浓度为 0.5mol/ L，含中性杂质的混合物为 1.200g，V1=30.00mL，V2=5.00mL，求各物质的质量分数。 答案：答案：见解析 解析：解析：利用双指示剂法分析碱性混合物的组成是容量分析中有实际意义的分析方法， 常用以测定烧碱中 NaOH 的质量分数（因吸收空气中 CO2而混有 Na2CO3杂质）。 当 V10，V2=0 时，表示该物质中只含有 NaOH，不含 Na2CO3或 NaHCO3（有后两种 杂质时，V20）。 当 V20，V1=0 时，表示该物质中只含有 NaHCO3，发生反应： NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2，反应达终点的溶液为 CO2饱和溶液，pH 在 3.14.4， 在甲基橙变色（黄到橙）范围内。此时溶液中不含 NaOH 和 Na2CO3（若有这两种物质，滴入 酚酞为红色，V10）。 当 V1=V20 时，溶液只含有 Na2CO3，其两步反应消耗盐酸的量相等。 Na2CO3+HCl=NaCl+NaHCO3 NaHCO3+HCl=NaCl+CO2+H2O 第一步反应完成则滴定终点酚酞无色。 第二步反应完成则滴定终点甲基橙橙色。此情况不含 NaOH 和 NaHCO3。 V1V20 时，则溶液中含 NaOH 和 Na2CO3，此时 C酸 V1= n（NaOH）+n（Na2CO3）， C酸V2 = n（Na2CO3），则 n（NaOH）=（V1V2）；也可能是 NaOH 与 NaHCO3的混合物， 酸 C 此时 n（NaOH）n（Na2CO3） V2V10，此溶液也有两种可能。 A. Na2CO3和 NaHCO3的混合物。 )( 321 CONanVC 酸 )()( 3322 NaHCOnCONanVC 酸 则)()( 123 VVCNaHCOn 酸 B. NaOH 与 NaHCO3的混合物，只是必须 n（NaHCO3）n（NaOH）。 由题（2）题示条件 V1V20。 解一：解一：混合物中含有 NaOH 和 Na2CO3则有： )(1025 . 1 10)00 . 5 00.30(5 . 0)()( 23 21 molVVCNaOHn 酸 %67.41 200 . 1 401025 . 1 % 2 NaOH %08.22%100 200 . 1 1061055 . 0 % 3 32 CONa 解二：解二：混合物由 NaOH 与 NaHCO3组成： %50%100 200 . 1 4010305 . 0 % 3 NaOH % 5 . 17%100 200 . 1 841055 . 0 % 3 3 NaHCO 本题答案为： （1）表 NaOHNaHCO3Na2CO3NaOH Na2CO3Na2CO3 NaHCO3 或 为 NaOH 与 NaHCO3等物质的量混合物。 为 n（NaOH）n（NaHCO3）的混合物。 为 n（NaOH）n（NaHCO3）的混合物。 （2）NaOH 的质量分数为 41.67，Na2CO3的质量分数为 22.08和 NaOH 的质量分数 为 50.0，NaHCO3的质量分数为 17.5。 【模拟试题模拟试题】 1. 用盐酸滴定氨水，最适宜采用的指示剂应该是（ ） A. pH 试纸 B. 酚酞 C. 石蕊 D. 甲基橙 2. 中和滴定开始后，应注视 滴定管内的液面变化。 锥形瓶中溶液颜色的变化。 滴定管端溶液流出的速度。（ ） A. 和 B. 和 C. 和 D. 只有 3. 下例仪器不能用于盛放 NaOH 溶液的是（ ） A. 酸式滴定管 B. 碱式滴定管 C. 橡胶塞的细口瓶 D. 细口试剂瓶 4. 在中和滴定中，盛放待测液的锥形瓶应该用（ ） A. 待测液洗 B. 自来水洗 C. 用蒸馏水洗后待测液洗 23 次 D. 用自来水洗后用蒸馏水洗 23 次 5. 下列几种情况，对中和滴定结果无影响的是（ ） A. 盛待测液的锥形瓶里的蒸馏水 B. 滴定管尖嘴部在滴定前有气泡 C. 盛标准酸的滴定管未用标准酸洗 D. 滴定前仰视刻度线，滴定后俯视刻度线 6. 为了在酸碱中和滴定中，提高所测溶液浓度的精确度，减小误差，必须（ ） A. 标准液浓度要大 B. 待测液浓度要大 C. 对待测液要预热 D. 进行重复实验，计算其平均值 7. 甲、乙、丙 3 支试管中分别放有同体积，同物质的量浓度的 HCl、H2SO4、CH3COOH， 再加入同体积同物质的量浓度的 NaOH 溶液，若甲试管中溶液 pH=7，则下列结论正确的是 （ ） A. 乙、丙中溶液的 pH 均为 7 B. 乙中溶液 pH 7，丙中溶液 pH 7 C. 乙中溶液 pH=7，丙中溶液 pH7 D. 乙中溶液 pH7，丙中溶液 pH=7 8. 下面是一段关于中和滴定的实验叙述： 取 25mL 未知浓度的盐酸溶液，（a）放入锥形瓶中，此瓶需事先用蒸馏水洗净；（b） 并经该待测液润洗过；（c）加入几滴酚酞作指示剂；（d）取一支酸式滴定管，经蒸馏水 洗净后；（e）直接往其中注入标准 NaOH 溶液，进行滴定；（f）一旦发现溶液由无色变成 粉红色并在半分钟内不褪色，即停止滴定，记下数据。 文中的操作中，有错误的是（ ） A. b、c、e、f B. b、d、e C. b、d、e、f D. d、e、f 9. 中和滴定时，用于量取待测液体积的仪器是（ ） A. 胶头滴管 B. 烧杯 C. 滴定管 D. 移液管 10. 进行中和滴定时，事先不应该用所盛溶液洗涤的仪器是（ ） A. 酸式滴定管 B. 碱式滴定管 C. 锥形瓶 D. 移液管 11. 用标准浓度的氢氧化钠溶液来滴定未知浓度的盐酸，使用酚酞做为指示剂，下列叙 述中说明恰好达到滴定终点的是（ ） A. 由红色变为无色 B. 由无色变为红色 C. 由浅红色变成红色 D. 由无色变为浅红色 12. 用标准浓度的盐酸来滴定未知浓度的氢氧化钠，若用甲基橙为指示剂，滴定终点时 的颜色变化应该是（ ） A. 由黄色变成红色 B. 由黄色变为橙色 C. 由橙色变成红色 D. 由红色变为橙色 13. 刻度“0”在上方的用于测量液体体积的仪器是（ ） A. 滴定管 B. 量筒 C. 移液管 D. 量杯 14. 有一支 50mL 的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在 10mL 刻度处，现把管内液 体全部流下排出，用量筒接收，所得溶液的体积（ ） A. 不能确定 B. 为 40mL C. 为 10mL D. 大于 40mL 15. 常温下用氢氧化钠溶液来滴定硫酸溶液，当达到滴定终点时，消耗氢氧化钠溶液的 体积等于锥形瓶中硫酸溶液的体积，则说明（ ） A. NaOH 和 H2SO4的质量分数相等 B. NaOH 和 H2SO4溶液的物质的量浓度相等 C. NaOH 的物质的量浓度等于 H2SO4物质的量浓度的两倍 D. 氢氧化钠溶液的 pH 和硫酸溶液的 pH 之和等于 14 16. 用已知浓度的盐酸来测定某 Na2CO3溶液的浓度，若配制 Na2CO3溶液时所用的 Na2CO3 中分别含有 NaOH NaCl NaHCO3 K2CO3杂质时，所测结果偏低的是（ ） A. B. C. D. 17. 向盛有 100mL0.5molL 硫酸的溶液中加入 25mL0.8molL 的氯化钡溶液，过滤后， 向滤液中滴加氢氧化钠溶液中和其酸性，需 2.5molL 的氢氧化钠溶液（ ） A. 100mL B. 40mL C. 25mL D. 20mL 18. 某学生的实验报告所列出的下列数据中合理的是（ ） A. 用 10mL 量筒量取 7.13mL 稀盐酸 B. 用托盘天平称量 25.20g NaCl C. 用广泛 pH 试纸测得某溶液的 pH 为 2.3 D. 用 25mL 滴定管做中和滴定时，用去某浓度的碱溶液 21.70mL 19. 用酸滴定碱时，滴定前读酸式滴定管读数时，视线低于水平线，滴定结束时读数正 确，这样会使测得的碱的浓度（ ） A. 偏高 B. 偏低 C. 不受影响 D. 不能确定 20. 下列实验中，直接采用沾有水滴的仪器，对实验结果没有影响的是（ ） A. 氨的喷泉实验：烧瓶 B. 实验制取氧气：试管 C. 中和滴定：锥形瓶 D. 中和滴定：滴定管 21. 用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱溶液时，会导致待测碱液的浓度测定结果偏低的 操作是（ ） （1）酸式滴定管用蒸馏水洗后，未用标准酸液润洗。 （2）碱式滴定管用蒸馏水洗后，未用待测碱液润洗。 （3）配制碱液时，称量后固体吸湿。 （4）滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，而在滴定过程中气泡被赶走。 （5）滴定过程中不慎将锥形瓶液摇出少量于瓶外。 A.（1）（3）（4） B.（2）（5） C.（2）（3）（5） D.（1）（3） 22. 用同一标准酸液通过酸碱中和滴定的方法，测定同一未知浓度的 NaOH 溶液时，可选 用两种不同的方法。 A 法：将一定体积未知浓度的 NaOH 溶液放入锥形瓶中，标准酸液放入滴定管中进行滴 定。 B 法：将一定体积的标准酸液放入锥形瓶中，未知浓度的 NaOH 溶液放入滴定管中进行 滴定。 （1）A 法必须使用 滴定管，B 法必须使用 滴定管。 （2）用 A 法操作时，滴定管用蒸馏水洗净之后，没有用标准酸液润洗，则测定结果数 值偏_。 （3）用 B 法操作时，滴定管用蒸