第三章　第二节　第5课时　酸碱中和滴定曲线　氧化还原滴定法 学案 （含答案）-2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1

第第页第三章第二节第5课时酸碱中和滴定曲线氧化还原滴定法学案（含答案）—2023-2024学年（人教版2023）高中化学选择性必修1第5课时酸碱中和滴定曲线氧化还原滴定法

[核心素养发展目标]

1.理解酸碱中和滴定曲线。

2.理解氧化还原滴定。

一、酸碱中和滴定曲线

1．酸碱中和滴定曲线的绘制

用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1左右的HCl溶液的相关数据如下表所示：

V[NaOH(aq)]/mL05.0010.0015.0018.0019.0019.5019.98

pH1.001.221.481.843.123.603.904.30

V[NaOH(aq)]/mL20.0020.0220.0820.1021.0025.0030.0035.00

pH7.009.7010.3010.4011.3812.0512.3012.44

请以NaOH溶液的体积为横坐标，pH为纵坐标，在坐标纸上绘制NaOH溶液滴定HCl溶液过程中，溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线图。

(1)由滴定曲线分析，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有何变化？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

(2)滴定曲线对中和滴定操作有何启示？

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2．分析酸碱中和滴定曲线

首先看横、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；再找滴定终点和中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(常温下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。

1．如图是向100mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像，根据图像所得结论正确的是()

A．原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L－1

B．X的值为0.1

C．原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

D．X的值为0.001

2.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是()

A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性

C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线

D．酚酞不能用作本实验的指示剂

3．请回答有关滴定过程中的相关问题。

(1)用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，滴定曲线如上图所示。

①在图中A的pH范围使用的指示剂是__________；C的pH范围使用的指示剂是________。

②下列关于上述中和滴定过程中的操作，正确的是________(填字母)。

A．用碱式滴定管量取已知浓度的烧碱溶液

B．滴定管和锥形瓶都必须用待装液润洗

C．滴定过程中始终注视锥形瓶中溶液颜色变化

D．锥形瓶中的待测液可用量筒量取

(2)如图表示用相同浓度的NaOH溶液分别滴定浓度相同的3种一元酸，由图可确定酸性最强的是________________。

4．某实验小组在常温下，用0.100mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的HCl溶液。

已知：混合溶液的体积等于酸、碱体积相加。可根据图示计算滴定的突跃范围。

(1)该HCl溶液的浓度为___________________________________________________。

(2)若滴加20.02mLNaOH溶液，所得溶液的pH≈9.7，试计算滴加19.98mLNaOH溶液，所得溶液的pH＝________(保留一位小数)。

二、氧化还原滴定法

滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，还可应用于氧化还原反应的定量测定。

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性的物质，或者间接滴定一些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。

2．滴定方式及应用

(1)直接滴定法：许多还原性物质Fe2＋、NO、H2O2等可用直接滴定法，如5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

(2)返滴定法：例如，测MnO2含量时，可在H2SO4溶液中加入过量的Na2C2O4标准溶液，待与MnO2作用完毕后，用KMnO4标准液滴定过量的C2O。

MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O,2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

(3)间接滴定法：某些非氧化性物质，可以用间接滴定法进行测定。例如，测Ca2＋含量时，先将Ca2＋沉淀为CaC2O4，再用稀硫酸将所得沉淀溶解，用KMnO4标准液滴定溶液中的H2C2O4，间接求得Ca2＋含量。

CaC2O4＋2H＋===H2C2O4＋Ca2＋，2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

3．指示剂

氧化还原滴定的指示剂有三类：

(1)氧化还原指示剂。

(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。

(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。

4．试剂

常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

5．实例

(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液

原理2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O

指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫红色，不用另外选择指示剂

终点判断当滴入最后半滴酸性KMnO4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

(2)Na2S2O3溶液滴定含碘溶液

原理2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI

指示剂用淀粉作为指示剂

终点判断当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点

6.计算依据

依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式，或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。

7．误差分析

类比酸碱中和滴定处理。

1．某兴趣小组同学用0.1000mol·L－1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢，反应原理为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。

(1)滴定达到终点的现象是__________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性KMnO4标准溶液的体积如表所示：

第一次第二次第三次第四次

体积/mL17.1018.1018.0017.90

计算试样中过氧化氢的浓度为_____________mol·L－1。

(3)若滴定前尖嘴中有气泡，滴定后消失，则测定结果_____(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

2．实验室有一瓶未知浓度的Na2S2O3溶液，通过下列实验测定其浓度。

①取10.00mLNa2S2O3溶液于锥形瓶中，滴入2～3滴指示剂。

②取一滴定管，依次查漏，洗涤，用0.01mol·L－1I2标准溶液润洗，然后注入该标准溶液，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。

请回答下列问题：

(1)步骤①加入的指示剂是__________________________________________________。

(2)步骤③达到滴定终点的判断：____________________________________________。

(3)已知实验数据如下表：

实验次数开始读数/mL结束读数/mL

10.1019.20

21.8520.75

30.0024.06

则废水中的Na2S2O3的物质的量浓度为________。

(4)下列操作会导致测定结果偏高的是________(填字母)。

A．滴定管在装液前未用标准溶液润洗

B．滴定过程中，锥形瓶振荡得太剧烈，锥形瓶内有液滴溅出

C．装标准溶液的滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡，滴定终点时发现气泡

D．达到滴定终点时，仰视读数

第5课时酸碱中和滴定曲线氧化还原滴定法

[核心素养发展目标]1.理解酸碱中和滴定曲线。2.理解氧化还原滴定。

一、酸碱中和滴定曲线

1．酸碱中和滴定曲线的绘制

用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L－1左右的HCl溶液的相关数据如下表所示：

V[NaOH(aq)]/mL05.0010.0015.0018.0019.0019.5019.98

pH1.001.221.481.843.123.603.904.30

V[NaOH(aq)]/mL20.0020.0220.0820.1021.0025.0030.0035.00

pH7.009.7010.3010.4011.3812.0512.3012.44

请以NaOH溶液的体积为横坐标，pH为纵坐标，在坐标纸上绘制NaOH溶液滴定HCl溶液过程中，溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线图。

答案

(1)由滴定曲线分析，在酸、碱中和滴定过程中，溶液的pH在接近滴定终点时有何变化？

提示pH发生突变。

(2)滴定曲线对中和滴定操作有何启示？

提示在pH发生突变的范围内，滴加很少的酸(或碱)，溶液的pH就有很大的变化，能使指示剂的颜色变化明显，有利于确定滴定终点。

2．分析酸碱中和滴定曲线

首先看横、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；再找滴定终点和中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(常温下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。

1.如图是向100mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像，根据图像所得结论正确的是()

A．原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L－1

B．X的值为0.1

C．原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

D．X的值为0.001

答案A

解析原盐酸的pH＝1，则c(HCl)＝0.1mol·L－1，A项正确、C项错误；滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01mol，B、D项错误。

2.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是()

A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性

C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线

D．酚酞不能用作本实验的指示剂

答案B

解析当曲线a所表示的中和反应刚开始时，溶液的pH＝1，说明原溶液是盐酸，所以曲线a表示的是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，故c(HCl)＝c(H＋)＝0.1mol·L－1，A、C项错误；P点时二者恰好完全中和，生成氯化钠，则溶液呈中性，B项正确；甲基橙的变色范围是3.1～4.4，酚酞的变色范围是8.2～10.0，且变色现象较明显，所以该中和滴定实验可以用酚酞或甲基橙作指示剂，D项错误。

3．请回答有关滴定过程中的相关问题。

(1)用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，滴定曲线如图所示。

①在图中A的pH范围使用的指示剂是__________；C的pH范围使用的指示剂是________。

②下列关于上述中和滴定过程中的操作，正确的是________(填字母)。

A．用碱式滴定管量取已知浓度的烧碱溶液

B．滴定管和锥形瓶都必须用待装液润洗

C．滴定过程中始终注视锥形瓶中溶液颜色变化

D．锥形瓶中的待测液可用量筒量取

(2)如图表示用相同浓度的NaOH溶液分别滴定浓度相同的3种一元酸，由图可确定酸性最强的是________________。

答案(1)①酚酞甲基橙②AC(2)③

解析(1)①A中pH变化范围在8.2～10左右，指示剂为酚酞，C中pH变化范围在3.1～4.4左右，指示剂为甲基橙。②考查中和滴定基本常识，锥形瓶不能用待装液润洗，B错；为保证实验的准确性，待测液不能用量筒量取，D错。(2)浓度相同的3种一元酸，③的pH最小，说明酸性最强。

4．某实验小组在常温下，用0.100mol·L－1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的HCl溶液。

已知：混合溶液的体积等于酸、碱体积相加。可根据图示计算滴定的突跃范围。

(1)该HCl溶液的浓度为________。

(2)若滴加20.02mLNaOH溶液，所得溶液的pH≈9.7，试计算滴加19.98mLNaOH溶液，所得溶液的pH＝________(保留一位小数)。

答案(1)0.100mol·L－1(2)4.3

解析(1)20.00mL0.100mol·L－1的NaOH溶液和20.00mLHCl溶液恰好完全反应：NaOH＋HCl===NaCl＋H2O，则该HCl溶液的物质的量浓度等于NaOH溶液的物质的量浓度，为0.100mol·

L－1。

(2)由于NaOH溶液和HCl溶液均为0.100mol·L－1，氢氧化钠溶液中的氢氧根离子和等体积HCl溶液中的氢离子物质的量相等，若滴加19.98mLNaOH溶液到20.00mLHCl溶液中，则所得溶液含氯化钠和HCl，混合溶液中n(H＋)＝(20.00mL－19.98mL)×10－3L·mL－1

×0.100mol·L－1，则混合溶液中c(H＋)＝，pH＝－lg，pH≈4.3。

二、氧化还原滴定法

滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，还可应用于氧化还原反应的定量测定。

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性的物质，或者间接滴定一些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。

2．滴定方式及应用

(1)直接滴定法：许多还原性物质Fe2＋、NO、H2O2等可用直接滴定法，如5H2O2＋2MnO＋6H＋===5O2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

(2)返滴定法：例如，测MnO2含量时，可在H2SO4溶液中加入过量的Na2C2O4标准溶液，待与MnO2作用完毕后，用KMnO4标准液滴定过量的C2O。

MnO2＋C2O＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O,2MnO＋5C2O＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

(3)间接滴定法：某些非氧化性物质，可以用间接滴定法进行测定。例如，测Ca2＋含量时，先将Ca2＋沉淀为CaC2O4，再用稀硫酸将所得沉淀溶解，用KMnO4标准液滴定溶液中的H2C2O4，间接求得Ca2＋含量。

CaC2O4＋2H＋===H2C2O4＋Ca2＋，2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

3．指示剂

氧化还原滴定的指示剂有三类：

(1)氧化还原指示剂。

(2)专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。

(3)自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。

4．试剂

常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

5．实例

(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液

原理2MnO＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O

指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫红色，不用另外选择指示剂

终点判断当滴入最后半滴酸性KMnO4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

(2)Na2S2O3溶液滴定含碘溶液

原理2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI

指示剂用淀粉作为指示剂

终点判断当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点

6.计算依据

依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式，或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。

7．误差分析

类比酸碱中和滴定处理。

1．某兴趣小组同学用0.1000mol·L－1酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢，反应原理为2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。

(1)滴定达到终点的现象是________________________________________________________

______________________________________________________________________________。

(2)用移液管吸取25.00mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性KMnO4标准溶液的体积如表所示：

第一次第二次第三次第四次

体积/mL17.1018.1018.0017.90

计算试样中过氧化氢的浓度为________mol·L－1。

(3)若滴定前尖嘴中有气泡，滴定后消失，则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

答案(1)当滴入最后半滴标准液后，锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫红色，且30s内溶液不褪色(2)0.1800(3)偏高

解析(1)滴定达到终点的现象是当滴入最后半滴标准液后，锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫红色，且30s内溶液不褪色。(2)由于第一次数据误差过大，故舍去；根据反应2MnO＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑，分别求出其他三次的c(H2O2)，最后求出c(H2O2)的平均值。(3)滴定前尖嘴中有气泡，滴定后消失，导致读取的消耗的标准液的体积偏大，测定结果偏高。

2．实验室有一瓶未知浓度的Na2S2O3溶液，通过下列实验测定其浓度。

①取10.00mLNa2S2O3溶液于锥形瓶中，滴入2～3滴指示剂。

②取一滴定管，依次查漏，洗涤，用0.01mol·L－1I2标准溶液润洗，然后注入该标准溶液，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。

请回答下列问题：

(1)步骤①加入的指示剂是________。

(2)步骤③达到滴定终点的判断：_____________________________________________