2024届高考一轮复习 酸碱中和滴定及拓展应用

酸碱中和滴定及拓展应用

体积滴定终点2.实验用品(1)仪器:

滴定管(如图A所示)、

滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。

(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。酸式碱式(3)滴定管:①构造:“0”刻度线在

,尖嘴部分

(填“有”或“无”)刻度。

酸式滴定管:下端带有玻璃活塞;碱式滴定管:下端带有橡胶管,管内装有玻璃小球。②精确度:读数可以估读到

。

③排气泡:酸式、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出

中的气泡。

④装液:盛装溶液时,其液面不一定要在“0”刻度,可以在“0”刻度以下。上无0.01尖嘴试剂性质滴定管原因酸性、氧化性

滴定管

碱性

滴定管

⑤容量:因滴定管上端的“0”刻度以上和下端的最大刻度以下是没有刻度的,故量程为25mL的滴定管,若滴定过程中用去10.00mL的液体,则滴定管中剩余液体体积必定大于15mL。⑥使用注意事项:酸式氧化性物质易腐蚀橡胶管碱式碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开⑦使用方法:是否漏水2~3mL“0”刻度 “0”刻度以下的某刻度3.指示剂的变色范围及选择的基本原则(1)常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH石蕊<5.0

5.0~8.0

>8.0

甲基橙<3.1

3.1~4.4

>4.4

酚酞<8.2

8.2~10.0

>10.0

红色紫色蓝色红色橙色黄色无色粉红色红色(2)选择指示剂的基本原则变色要灵敏,变色范围要小,变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。①不能用石蕊作中和滴定的指示剂(变色范围太大且终点时指示剂颜色变化不明显)。②滴定终点为碱性时,用

作指示剂,如用NaOH溶液滴定醋酸。

③滴定终点为酸性时,用

作指示剂,如用盐酸滴定氨水。

④强酸滴定强碱一般用

或

。

⑤并非所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液时,溶液呈

时即为滴定终点。酚酞甲基橙甲基橙酚酞浅红色4.实验操作以酚酞作指示剂,用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例。(1)滴定前的准备①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。(2)滴定操作要领

控制滴定管的活塞

摇动锥形瓶

锥形瓶内溶液的颜色变化(3)终点判断直到因加入半滴酸,溶液颜色从

色刚好变为

色,且在

内不变色,即到达滴定终点,记录

的体积。

(4)数据处理按上述操作重复

次,先算出每一次待测液的浓度,再求浓度的平均值。

粉红无半分钟标准液2~3

偏大偏小1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)盛放待测液的锥形瓶一定要润洗,否则产生实验误差(

)(2)25℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液到pH=7,V(醋酸)<V(NaOH)(

)×[解析]锥形瓶不能润洗,否则导致测得的溶液浓度偏高,错误;×[解析]等浓度的醋酸溶液和NaOH溶液若等体积混合,恰好完全中和生成CH3COONa,呈碱性,若使溶液呈中性,需V(醋酸)>V(NaOH),错误;(3)用碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液(

)(4)用标准盐酸滴定待测NaOH溶液时,滴定前仰视,滴定后俯视,则测定值偏大

(

)×[解析]KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,不能用碱式滴定管量取,错误;×

(6)滴定管在加入试液之前一定要用待盛装的试液润洗2~3次

(

)(5)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3mL(

)×[解析]中和滴定操作中所需标准溶液浓度越接近越好,指示剂一般加入2~3滴,错误。√[解析]滴定管用蒸馏水洗涤后,在加入试液之前一定要用待盛装的试液润洗2~3次,否则会造成试液浓度偏低,正确。(7)滴定管盛装标准液时,液面一定要调到“0”刻度线

(

)×[解析]滴定管盛装标准液时,液面要调到“0”刻度线或“0”刻度线下方某刻度处,错误。2.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.1~4.4石蕊:5.0~8.0

酚酞:8.2~10.0用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是(

)A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂D[解析]NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反应时生成CH3COONa,CH3COO-水解使溶液显碱性,而酚酞的变色范围为8.2~10.0,比较接近。1.

中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,下列有关几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)的说法不正确的是(

)A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:滴定终点时,溶液由无色变为浅红色B.利用“Ag++SCN-

=AgSCN↓”反应,用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度时可用Fe(NO3)3作指示剂C.利用“2Fe3++2I-

=I2+2Fe2+”,用FeCl3溶液测量碘化钾样品中KI的百分含量时,可用淀粉作指示剂D.用标准NaOH溶液测量某盐酸的浓度时,若用酚酞作指示剂,当观察到溶液由无色变为粉红色,且半分钟不恢复时达到滴定终点题组一

酸碱中和滴定原理分析C[解析]当Na2SO3溶液反应完全时,再加半滴标准酸性KMnO4溶液,溶液颜色突变为浅红色,即为滴定终点,A正确;当AgNO3溶液反应完全时,再加半滴标准KSCN溶液,与Fe3+作用,溶液变为红色,指示达到滴定终点,B正确;FeCl3溶液与KI只要反应一开始就有I2生成,溶液就呈蓝色,不能表明反应完全,不能用淀粉作指示剂,故C错误;用标准NaOH溶液滴定盐酸,用酚酞作指示剂,起始溶液无色,终点时溶液为粉红色,D正确。2.用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1盐酸过程中的pH变化如图所示。下列说法错误的是(

)A.b点时,加入极少量NaOH溶液都会引起pH的突变B.选指示剂时,其变色范围应在4.30~9.70之间C.若将盐酸换成同浓度的CH3COOH溶液,曲线ab段将会上移D.都使用酚酞作指示剂,若将NaOH溶液换成同浓度的氨水,所消耗氨水的体积较NaOH溶液小D[解析]b点在突变范围内,极少量NaOH溶液也会引起pH突变,A正确;题图中反应终点的pH在4.30~9.70之间,选择指示剂的变色范围应在反应终点的pH范围内,B正确;醋酸是弱酸,等浓度时醋酸溶液的pH大于盐酸,滴定终点时醋酸钠溶液水解显碱性,曲线ab段将会上移,C正确;使用酚酞作指示剂,用同浓度氨水代替NaOH溶液,滴定终点时溶质为NH4Cl,溶液显酸性,要使溶液由无色变为浅红色,pH在8.2~10之间,则消耗氨水的体积大于NaOH溶液,D错误。[归纳总结]滴定曲线分析在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点时,半滴的碱(或酸)就会引起溶液的pH突变(如图所示)。酸碱恰好中和(即反应终点)时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20mL0.1000mol·L-1HCl溶液过程中的pH变化1.为测定某醋酸溶液浓度,量取20.00mL待测醋酸溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定。以下实验操作导致测定浓度偏高的操作有几个(

)①酸式滴定管用蒸馏水洗涤后加入醋酸溶液②锥形瓶用待测液润洗后加入20.00mL醋酸溶液③选酚酞作指示剂④当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液由无色变为浅红色,即为滴定终点⑤滴定管(装标准溶液)滴定前尖嘴处有气泡,滴定后无气泡,所测得待测液的浓度⑥中和滴定达终点时俯视滴定管内液面读数A.1个

B.2个

C.3个

D.4个题组二

酸碱中和滴定实验操作及误差分析B[解析]①酸式滴定管用蒸馏水洗涤后加入待测液,未润洗滴定管会导致溶液浓度减小,导致滴定消耗氢氧化钠溶液体积偏小,使测定结果浓度偏小,故不符合题意;②锥形瓶用待测液润洗后加入20.00mL醋酸溶液,待测液中醋酸的物质的量增大,导致滴定消耗氢氧化钠溶液体积偏大,测定结果偏高,故符合题意;③NaOH溶液与醋酸溶液完全反应生成醋酸钠,溶液显碱性,故用NaOH溶液滴定醋酸时选酚酞作指示剂能正确判断滴定终点,对测定结果无影响,故不符合题意;④当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液由无色变为浅红色说明还未达到滴定终点,还需半分钟内不变色,消耗NaOH溶液体积偏小,使测定结果浓度偏小,故不符合题意;⑤滴定管(装标准溶液)滴定前尖嘴处有气泡,滴定后无气泡会使消耗NaOH溶液体积偏大,导致测得待测液的浓度偏大,故符合题意;⑥中和滴定达终点时俯视滴定管内液面读数会导致滴定消耗氢氧化钠溶液体积偏小,使测得待测液的浓度偏小,故不符合题意;②⑤符合题意,故选B。2.某学生用0.100mol·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:A.移取20mL待测盐酸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“0”刻度以上2~3mL处;E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;F.把锥形瓶放在滴定管下面,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

(填字母)。

(2)上述B步骤操作的目的是

。

BDCEAF

洗去附在滴定管壁上的水,防止因将标准溶液稀释而带来误差2.某学生用0.100mol·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:A.移取20mL待测盐酸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“0”刻度以上2~3mL处;E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;F.把锥形瓶放在滴定管下面,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:(3)判断达到滴定终点的实验现象是

。

滴入最后半滴KOH溶液,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色[归纳总结]酸碱中和滴定中常见误差分析以标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂)为例,常见因操作不正确而引起的误差步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗

变大偏高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馏水不变无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步骤操作V(标准)c(待测)滴定酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失变大偏高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1.

25℃时,用一定浓度的NaOH溶液滴定某醋酸溶液,混合溶液的导电能力变化曲线如图所示,其中b点为恰好反应点。下列说法不正确的是(

)A.溶液的导电能力与离子种类和浓度有关B.b点溶液的pH>7C.a→c过程中,n(CH3COO-)不断增大D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)题组三

滴定曲线分析D[解析]不同离子所带电荷量不同时,导电能力不同,同种离子,浓度不同,导电能力也不同,溶液的导电能力与离子种类和浓度有关,故A正确;b点为恰好反应点,即滴定终点,此时溶液可视为醋酸钠的水溶液,由于醋酸根离子水解,所以溶液显碱性,常温下,pH>7,故B正确;a到b的过程,醋酸与加入的NaOH发生中和反应,醋酸的电离平衡正向移动,n(CH3COO-)逐渐增大,b到c的过程,由于溶液中NaOH的量逐渐增加,导致CH3COO-的水解平衡逆向移动,n(CH3COO-)逐渐增大,因此,从a到c的过程,n(CH3COO-)不断增大,故C正确;由题可知,c点的溶液可视为等浓度的NaOH与CH3COONa的混合溶液,由于醋酸根离子会发生水解,所以溶液中有:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-),故D错误。2.

分析化学中将“滴定分数”定义为所加滴定剂与被滴定组分的物质的量之比。甲基橙的变色范围是3.1~4.4。常温下以0.10mol·L-1的NaOH溶液为滴定剂滴定0.10mol·L-1一元酸HA溶液,并绘制出如图所示的滴定曲线。下列叙述正确的是(

)A.HA的电离方程式为HA=H++A-B.该酸碱中和滴定过程可选甲基橙作指示剂C.a点溶液满足:c(HA)+2c(H+)=c(A-)+2c(OH-)D.从a点到c点,溶液中水的电离程度一直增大C[解析]由图可知,当滴定分数为1.00时,酸碱恰好完全反应生成NaA,溶液的pH=8>7,溶液呈碱性,可知NaA为强碱弱酸盐,HA为弱酸,则HA的电离方程式为HA⇌H++A-,故A错误;甲基橙的变色范围是3.1~4.4,选取指示剂变色范围与滴定终点突变范围尽量重合,应选酚酞作指示剂,故B错误;a点滴定分数为0.5,可知NaOH与HA以1∶2反应,溶液中溶质为等物质的量的NaA、HA,混合溶液中存在电荷守恒c(OH-)+c(A-)=c(Na+)+c(H+),存在元素质量守恒为c(HA)+c(A-)=2c(Na+),由两式可知存在c(HA)+2c(H+)=c(A-)+2c(OH-),故C正确;从a点到b点时NaA水解促进水的电离,从b点到c点NaOH抑制水的电离,则从a点到c点,溶液中水的电离程度先增大后减小,故D错误。[方法技巧]滴定曲线分析抓五点(1)抓反应的“起始”点:判断酸、碱的相对强弱,或计算电离平衡常数,或计算c(H+),或计算pH。(2)抓反应“一半”点:判断几种溶质的等量混合。(3)抓“恰好”反应点:判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。(4)抓溶液的“中性”点:判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足,常结合电荷守恒进行判断。(5)抓反应的“过量”点:判断溶液中的溶质,判断哪种物质过量。

沉淀剂小2.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)试剂:常用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。

(3)实例:①用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。

原理:

。

指示剂及终点判断:酸性KMnO4溶液本身呈

,

不用另加指示剂;当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,溶液刚好由

变

,且半分钟内不变色,说明到达滴定终点。

②用Na2S2O3溶液滴定碘液。

原理:2Na2S2O3+I2

=Na2S4O6+2NaI。

指示剂及终点判断:用

作为指示剂;当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的

刚好褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点。

紫红色无色浅红色淀粉溶液蓝色[解析]H2O2溶液滴定KI溶液,滴定开始后即有I2生成,溶液变蓝,不能指示滴定终点,错误。[解析]KMnO4溶液本身呈现紫红色,当其变为无色时,即指示达到滴定终点,正确。1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)用标准H2O2溶液滴定KI溶液时,用淀粉溶液作指示剂(

)(2)用标准Na2S2O3溶液滴定KMnO4溶液时,不需要另外加入指示剂(

)×√(4)用酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液时,不需要指示剂,滴定终点时溶液由浅紫色变为无色(

)(3)用标准KI溶液滴定含有Fe3+的溶液,可以选用KSCN溶液作指示剂(

)√×[解析]

KSCN溶液遇Fe3+呈红色,当Fe3+反应完全时,红色褪去,指示达到滴定终点,正确。[解析]酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液时,滴定终点的溶液由无色变为浅红色,错误。(5)使用0.1mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定10mL0.1mol·L-1H2C2O4溶液,滴定终点时消耗KMnO4溶液恰好为4mL(

)×[解析]酸性KMnO4溶液滴定相同浓度的H2C2O4溶液,恰好完全反应时,酸性KMnO4溶液的体积为4mL,此时溶液仍为无色,需再加半滴标准液,才能呈现颜色变化,故标准液体积比4mL多半滴,错误。2.通过下列方法可以测定制备的三氯氧磷POCl3产品中Cl元素的含量,实验步骤如下:(1)A.取mg产品于锥形瓶中,加入足量NaOH溶液,再加稀硝酸至酸性;B.向锥形瓶中加入0.1000mol·L-1的AgNO3溶液30.00mL,使Cl-完全沉淀;C.向其中加入3mL硝基苯,用力摇动,其目的是

。

D.加入指示剂,用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点,记下所用体积VmL。已知:AgSCN是白色沉淀,Ksp(AgSCN)=2×10-12。使沉淀表面被有机物覆盖[解析]

使沉淀表面被有机物覆盖,防止步骤D对过量Ag+进行测定时产生干扰,因为AgCl转化为AgSCN会增加NH4SCN的用量,导致实验误差。(2)滴定选用的指示剂是

(填序号)。

A.淀粉

B.酚酞C.Fe2(SO4)3

D.FeCl2[解析]

用cmol·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+至反应完全,再滴入半滴NH4SCN溶液,Fe3+与SCN-反应会使溶液呈现红色,指示达到滴定终点,故可用Fe2(SO4)3作指示剂。C

题组一

沉淀滴定

2.用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。

Ⅰ.准备标准溶液

a.准确称取AgNO3基准物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。

b.配制并标定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN标准溶液,备用。

Ⅱ.滴定的主要步骤

a.取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。

b.加入25.00mL0.1000mol·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。

c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作为指示剂。

d.用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。

e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:f.数据处理。

回答下列问题:实验序号123消耗NH4SCN标准溶液体积/mL10.2410.029.98(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯、量筒和玻璃棒外还有

。

(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是

。

(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是

。

[解析]

(1)配制溶液所用的仪器有250mL(棕色)容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管等。(2)AgNO3受热或光照易分解,故存放在棕色试剂瓶中。

(3)Fe3+易水解,若pH过大,会促进Fe3+水解,影响终点的判断。250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管AgNO3见光易分解防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)(4)b和c两步操作是否可以颠倒?

,说明理由:

。

(5)所消耗的NH4SCN标准溶液的平均体积为

mL,测得c(I-)=

mol·L-1。

否(或不能)若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点10.000.0600(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为

。

[解析]

滴定管使用前要水洗、润洗。润洗是为了防止滴定管内残留的水将滴定管内所装溶液稀释。用NH4SCN标准溶液进行润洗(7)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果

。

②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果

。

偏高偏高题组二氧化还原滴定1.氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈,标准硫酸铈溶液常作Fe2+的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度,进行如下实验:取xmLKMnO4溶液于锥形瓶中,加入V1mLc1mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量),充分反应后,用c2mol·L-1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2+至终点,消耗V2mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应:Ce4++Fe2+

=Ce3++Fe3+)。c(KMnO4)=

mol·L-1(用代数式表示);若盛装标准硫酸铈溶液的滴定管没有用待装液润洗,则测得的结果

(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。

偏低

2.已知:Na2S2O3·5H2O的摩尔质量为248g·mol-1;2Na2S2O3+I2

=2NaI+Na2S4O6,取晶体样品ag,加水溶解后配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用