03第35讲酸碱中和滴定及拓展应用【正文】听课手册

第35讲酸碱中和滴定及拓展应用1.了解酸碱中和滴定的原理和方法、实验操作及数据处理方法,了解滴定法在定量测定实验中的应用。

2.了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用。考点一酸碱中和滴定的基本原理1.实验原理(1)原理利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)溶液滴定未知浓度的碱(或酸)溶液。以标准盐酸滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=c((2)关键①准确测定参加反应的酸、碱溶液的。

②选取适当的指示剂,准确判断。

2.实验用品(1)仪器:滴定管(如图A)、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。(3)滴定管①精确度:读数可以估读到。

②选取方法试剂性质滴定管原因酸性、氧化性

滴定管

碱性

滴定管

③使用方法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

(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。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(2)滴定操作要领(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。

5.误差分析分析依据:c(待测)=c(若V(标准)偏大c(待测);

若V(标准)偏小c(待测)。

[微点拨](1)滴定终点是通过指示剂颜色变化来判断停止滴定的“点”,滴定终点与恰好反应点越吻合,测定的误差就越小。(2)若滴定时某组数据明显误差过大,即离群数据,应舍弃。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)甲乙丙丁(1)[2024·北京卷]用HCl标准溶液滴定NaOH溶液(如图甲) ()(2)[2024·甘肃卷]准确量取15.00mL稀盐酸(如图乙) ()(3)[2024·湖南卷]用NaOH标准溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,用甲基橙作指示剂进行滴定 ()(4)[2024·山东卷]调控滴定速度(如图丙) ()(5)[2024·浙江卷]用于标准酸溶液滴定未知碱溶液(如图丁) ()题组一酸碱中和滴定原理分析1.[2024·北京西城区统考]用0.1000mol·L-1HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验的说法中,不正确的是 ()A.本实验可选用酚酞作指示剂B.用酸式滴定管盛装0.1000mol·L-1HCl溶液C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低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题组二酸碱中和滴定实验操作及误差分析3.[2024·广东东莞七校联考]一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。若要配制1.00mol·L-1的NaOH标准溶液,用其滴定某未知浓度的稀硫酸。下列有关说法错误的是 ()A.实验中用到的滴定管和容量瓶使用前都需要检漏B.如果实验需用490mL的NaOH标准溶液,配制时可选用500mL容量瓶C.用甲基橙作指示剂,滴定终点时,溶液颜色由黄色变为橙色D.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,再用待装稀硫酸润洗,使测定浓度偏大4.[2025·山东淄博实验中学检测]用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的物质的量浓度,待测液放在锥形瓶中。中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取) ()A.碱式滴定管未用待测碱液润洗B.酸式滴定管未用标准盐酸润洗C.滴定过程中滴定管内不慎有标准液滴出D.滴定前俯视读数,滴定后读数正确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可能引起的误差如表所示。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)变大偏高教材模型人教·选择性必修1·第三章第二节用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1HCl溶液过程中的pH变化(1)解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是抓住“5个点”,即起点、半中和点(反应一半点)、中和点(恰好完全反应点)、中性点(常温pH=7)和过量点。起点①起点为单一HCl溶液,此时pH=1;若为弱酸,可结合其浓度和起点的pH计算弱酸的电离平衡常数半中和点②等浓度NaCl和HCl的混合液,此时溶液呈酸性;若为弱酸(HA),可结合纵坐标pH判断HA的电离程度和NaA水解程度的相对大小,并判断相关离子的浓度大小中和点③NaOH和HCl溶液恰好中和,溶质为NaCl,溶液呈中性;若为弱酸(HA),NaA发生水解,此时溶液呈碱性中性点③NaOH和HCl溶液反应,中和点和中性点重合;若为弱酸,中性点要稍早于中和点过量点④NaOH溶液过量,溶质为NaCl和NaOH,混合液呈碱性;若为弱酸(HA),过量NaOH会抑制NaA的水解(2)模型应用①看纵坐标,弄清楚是酸溶液加入碱溶液中,还是碱溶液加入酸溶液中。②看起点,由起点可以看出被滴定溶质的酸性或碱性的强弱,判断滴定终点时至关重要。③找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点溶液的酸、碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置。④分析其他的特殊点,如滴定一半点、过量点等。[注意]两个关键点:①曲线的起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸的起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱的起点高。②突跃变化范围不同:强碱与强酸反应(或强酸与强碱反应)的突跃变化范围大于强碱与弱酸反应(或强酸与弱碱反应)。链接高考例[浙江卷]室温下,向20.00mL0.1000mol·L-1盐酸中滴加0.1000mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知lg5=0.7。下列说法不正确的是 ()A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大D.V(NaOH)=30.00mL时,pH=12.3衍生应用应用1强碱滴定弱酸(模型直接考查)1.[2024·浙江名校联盟联考]常温下,用0.1mol·L-1KOH溶液滴定10mL0.1mol·L-1HA溶液的滴定曲线如图所示。下列说法错误的是 ()A.根据c点或d点可以确定HA是弱酸B.若a点pH=4,则HA的电离平衡常数约为1×10-7C.e点溶液中:2c(OH-)-2c(H+)=c(A-)+3c(HA)D.对d点溶液加热(不考虑挥发),则c(应用2强碱滴定酸性不同两酸(模型叠加考查)2.一元酸HX溶液和HY溶液都是20mL,分别用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是 ()A.用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定HX溶液时,选用甲基橙作指示剂,测定结果偏低B.HX可能是HCl,HY可能是CH3COOHC.HX和HY的物质的量浓度可能都为1.000mol·L-1D.a点和b点对应溶液的导电性相同考点二酸碱中和滴定的拓展应用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)两种常用氧化还原滴定法①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理2MnO4-+6H++5H2C2O410CO2↑+2Mn2++8H2指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂终点判断当加入最后半滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变为色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点

②Na2S2O3溶液滴定碘液原理2Na2S2O3+I2Na2S4O6+2N指示剂用淀粉溶液作指示剂终点判断当加入最后半滴Na2S2O3溶液后,溶液的褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点

2.沉淀滴定法(1)定义:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量的分析方法,生成沉淀的反应很多,但符合条件的却较少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种,滴定剂与被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,否则不能用这种指示剂。

[实例]用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时,常以CrO42-为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO【对点自测】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溶液滴定酸性KMnO4溶液时,不需要另外加入指示剂 ()(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 ()(4)用酸性KMnO4溶液滴定H2O2溶液时,不需要指示剂,滴定终点时溶液由粉红色变为无色 ()(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 ()题组一氧化还原滴定1.[2025·湖南师大附中检测]锑白(Sb2O3,两性氧化物)可用作白色颜料和阻燃剂。一种制备Sb2O3的实验步骤如下:ⅰ.按如图所示装置安装仪器(夹持仪器略),检查气密性,添加试剂、通入NH3,得到固液混合物。ⅱ.向容器A中加入一定量的蒸馏水,搅拌一段时间,过滤、洗涤、在110℃下烘干。取ag产品于锥形瓶中,用盐酸等试剂预处理后,用cmol·L-1碘标准液滴定。接近终点时加入2滴淀粉溶液,继续滴定至终点,消耗碘标准液VmL。反应原理:Sb3++I2Sb5++2I-。(1)滴定终点的现象为。

(2)产品中Sb元素的质量分数是%。

2.为了测定摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]产品的纯度,称取ag样品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为cmol·L-1的酸性KMnO4溶液滴定。每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如下:实验次数第一次第二次第三次消耗酸性高锰酸钾溶液体积/mL25.5225.0224.98(1)滴定过程中发生反应的离子方程式为,滴定终点的现象是。

(2)通过实验数据计算该产品的纯度:(用含字母a、c的式子表示)。上表第一次实验中记录的数据明显大于后两次,其原因可能是。

A.俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未润洗D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质,浓度降低答题规范滴定终点判断的规范描述当加入最后半滴××标准溶液后,溶液由××色变成××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。文字描述的三个关键点:(1)最后半滴:必须说明是加入“最后半滴”溶液。(2)颜色变化:必须说明加入“最后半滴”溶液后溶液“颜色的变化”。(3)半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。题组二沉淀滴定法3.[2024·北京朝阳区一模]分析化学中以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,测定c(Cl-)。已知:ⅰ.K2CrO4溶液中存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72ⅱ.25℃时,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12,Ag2CrO4为砖红色沉淀,Ksp(AgCl)=1.8×10-10,AgCl为白色沉淀。下列分析不正确的是 ()A.实验中先产生白色沉淀,滴定终点时产生砖红色沉淀B.产生白色沉淀时,存在AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)C.当产生砖红色沉淀时,若c(CrO42-)=5.0×10-3mol·L-1,D.滴定时应控制溶液pH在合适范围内,若pH过低,会导致测定结果偏低4.沉淀滴定法测定产品[Co(NH3)6]Cl3(三氯六氨合钴)中Cl-的质量分数:ⅰ.准确称取mg的产品,配制成100mL溶液,移取20.00mL于锥形瓶中;ⅱ.滴加几滴K2CrO4溶液为指示剂,用cmol·L-1AgNO3溶液滴定至终点;ⅲ.重复滴定三次,消耗AgNO3溶液体积的平均值为VmL,计算晶体中Cl-的质量分数。已知溶解度:AgCl为1.3×10-6mol·L-1,Ag2CrO4(砖红色)为6.5×10-5mol·L-1。(1)ⅱ中,滴定至终点的现象是。

(2)制备的晶体中Cl-的质量分数是

(列计算式即可)。经典真题·明考向1.[2022·河北卷]某水样中含一定浓度的CO32-、HCO3-和其他不与酸碱反应的离子。取10.00mL水样,用0.01000mol·L-1的HCl溶液进行滴定,溶液pH随滴加HCl溶液体积V(HCl)下列说法正确的是 ()A.该水样中c(CO32-)=0.01molB.a点处c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)C.当V(HCl)≤20.00mL时,溶液中c(HCO3-D.曲线上任意一点存在c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.032.[2023·山东卷]一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应[(CH3CO)2O+ROHCH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入mgROH样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O2CH3COOH。③加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1mL。④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用cmol·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL。(1)对于上述实验,下列做法正确的是 ()A.进行容量瓶检漏时,倒置一次即可B.滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点C.滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直D.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管(2)ROH样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是 ()A.c(VB.c(VC.0.5D.c(0(3)根据上述实验原理,下列说法正确的是 ()A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大3.[2022·湖南卷]室温时,用0.100mol·L-1的标准AgNO3溶液滴定15.00mL浓度相等的Cl-、Br-和I-混合溶液,通过电位滴定法获得lgc(Ag+)与V(AgNO3)的关系曲线如图所示[忽略沉淀对离子的吸附作用。若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol·L-1时,认为该离子沉淀完全。Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgBr)=5.4×10-13,K