苏教版高中化学选择性必修1 3.2.2 酸碱中和滴定 随堂练(含解析)

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名称 苏教版高中化学选择性必修1 3.2.2 酸碱中和滴定 随堂练(含解析)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-10-10 09:58:07

文档简介

专题3 水溶液中的离子反应
第二单元 溶液的酸碱性
第2课时 酸碱中和滴定
一、酸碱中和滴定
1.酸碱中和滴定原理
(1)利用已知浓度的酸(或碱)去滴定一定体积未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的体积,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。
其中已知浓度的酸(或碱)溶液常称为标准液,未知浓度的碱(或酸)溶液常称为待测液。
(2)酸碱中和反应的实质可用离子方程式H++OH-===H2O来表示,在中和反应中,H+、OH-之间的物质的量关系是n(H+)=n(OH-);若用参加反应的c(H+)、c(OH-)来表示,其关系式为c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,由此可计算c(H+),其表达式是c(H+)=;也可计算c(OH-),其表达式是c(OH-)=。由c(H+)、c(OH-)可分别求出相应酸、碱的浓度。
2.主要仪器
(1) 酸碱中和滴定所用的主要仪器是滴定管和锥形瓶。
(2)滴定管
①滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管。
酸式滴定管用于盛放酸性或中性溶液,碱式滴定管用于盛放碱性溶液。
②既能盛放酸性溶液又能盛放碱性溶液的滴定管,活塞由聚四氟乙烯制成;若溶液中的物质见光易分解,可用棕色滴定管盛放。
③滴定管的上都标有规格大小、使用温度、刻度;滴定管的精确读数为0.01mL。
3.滴定管的使用方法
(1)检查:使用前先检查滴定管活塞是否漏水。
(2)润洗:在加入酸、碱液之前,应使用待装的酸、碱溶液分别润洗滴定管内壁2~3次。
(3)装液:注入待装的酸、碱溶液至滴定管0刻度线以上2~3mL处。
(4)排气泡:酸式滴定管快速打开活塞冲走气泡,碱式滴定管将橡胶管向上弯曲,挤压玻璃球,赶走气泡,使滴定管尖嘴部分充满溶液。
(5)调液面:调整管中液面至“0”或“0”刻度以下,记录读数V0。滴定管的读数时,视线、刻度线、凹液面在同一水平线上。
(6)滴定:左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。滴定过程中,滴加速度不宜过快,接近终点时,应逐渐减慢滴加速度。
(7)终点的判断:最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,即为滴定终点。滴加完毕记录读数V1,消耗溶液的体积为V1-V0。
【易错提醒】
(1)酸式滴定管为玻璃活塞,可盛装酸性溶液和氧化性溶液(如酸性高锰酸钾溶液),但不可盛装碱液,因为碱液会腐蚀玻璃活塞;碱式滴定管为橡皮管和玻璃珠,不能盛装酸性溶液和氧化性溶液。
(2)滴定管的“0”刻度位于上方,最大刻度位于滴定管下部,最大刻度下部没有刻度,因此实际盛装溶液的体积大于最大刻度所标注的体积。
(3)滴定管的最小刻度为0.1mL,精确度为0.01mL。
(4)锥形瓶只能用蒸馏水洗净,不可用待测液润洗。
(5)滴定管使用时的操作要依照查漏—水洗—润洗—装液—调节液面、赶气泡—读数的顺序进行。
二、中和滴定曲线和pH突变
1.中和滴定曲线的绘制
取0.100 0 mol·L-1的盐酸溶液20.00 mL,注入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。
(1)计算滴定过程中的pH变化,填写下表空格:
V(NaOH) 0.00 18.00 19.80 19.96 19.98 20.00 20.02 20.04 20.20 22.00 40.00
pH 1.00 2.28 3.30 4.00 4.30 7.00 9.70 10.00 10.70 11.70 12.52
(2)根据上表数据绘制滴定曲线
(3)由上述滴定曲线可知,滴定终点前后,溶液的pH变化规律是:终点前后,pH产生突跃现象。
(4)达到终点的现象是溶液由无色变为红色。
2.pH突变与指示剂选择
(1)pH突变
强酸和强碱完全反应时,pH=7。当NaOH溶液的体积从19.98mL变为20.02mL,pH从4.3突跃到9.7,因此只要选择突变范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差。
(2)中和滴定终点的判断
判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)的方法是在待测液中加2~3滴指示剂,观察滴定过程中其颜色的变化,常选用的指示剂是酚酞或甲基橙,而不用石蕊试液的原因是石蕊试液颜色变化不明显。
(3)指示剂的选择
对于不同的酸碱中和反应,指示剂的选择可依据中和滴定曲线来确定。
指示剂 酸色 中间色 碱色 变色的pH范围
甲基橙 红 橙 黄 3.1 ~ 4.4
甲基红 红 橙 黄 4.4 ~ 6.2
酚酞 无色 粉红 红 8.2 ~ 10.0
【名师点拨】指示剂的选择和滴定终点的判断
(1)指示剂的选择:
强酸与强碱相互滴定时,选甲基橙或酚酞都可以,但不能选石蕊试液(遇酸、碱颜色变化不明显)。一般原则是酸滴定碱,选甲基橙;碱滴定酸,选酚酞。
(2)滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例):
若用酚酞作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。
若用甲基橙作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。
三、【基础实验】测定未知浓度盐酸的物质的量浓度
1.实验仪器和药品
仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶
药品:0.1000mol·L-1NaOH溶液,未知浓度的盐酸、酚酞、蒸馏水
2.实验步骤
(1)准备阶段:
滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面(赶气泡)→记读数
锥形瓶:洗涤→注待测液→记读数→加指示剂
(2)滴定阶段:
滴定:左手控制滴定管活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化。
(3)终点判断:溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点。记录消耗标准液的体积。
(4)计算结果:
求出三次测定数值的平均值,计算待测盐酸的物质的量浓度。若几次测定结果相差较大,应重新进行测定。
四、酸碱中和滴定误差分析
1.酸碱中和滴定误差产生的原因
(1)操作失误产生的误差
(2)药品误差(变质或混有杂质)
(3)读数误差
2.误差分析的基本依据
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等。
分析误差要根据计算式分析,根据c(待)=,c(标)、V(待)均为定值,c(待)的大小取决于V(标)的大小。
3.分析方法
将所有变化量先归结为标准溶液用量V(标)变化,然后根据公式进行判断。
标准溶液用量偏多,V(标)变大,待测溶液浓度c(待)偏高。
标准溶液用量偏少,V(标)变小,待测溶液浓度c(待)偏低。
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:
步骤 操作 V(标) c(待)
洗涤 酸式滴定管未用标准液润洗 偏大 偏大
碱式滴定管未用待测液润洗 偏小 偏小
锥形瓶用待测液润洗 偏大 偏大
锥形瓶洗净后还有蒸馏水 无影响 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 偏小 偏小
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定到终点时气泡消失 偏大 偏大
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏小 偏小
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴溶液颜色无变化 偏大 偏大
读数 滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) 偏小 偏小
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 偏大 偏大
【名师点拨】
读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如图Ⅰ;开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时,管内液体的体积大于24.00 mL(√)
(2)用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液(√)
(3)“中和滴定”实验中,锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管用蒸馏水洗净后,必须润洗后方可使用(√)
(4)当观察到锥形瓶中颜色发生变化,立即停止滴定并记下滴定管液面读数(×)
(5)量取20.00 mL待测液时可用量筒量取(×)
(6)滴定管盛标准溶液时,调液面一定要调到“0”刻度(×)
2.为什么酸式滴定管不能用来盛装碱性溶液,碱式滴定管不能盛装酸性溶液?
提示 酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞,碱液容易与玻璃中的SiO2反应生成Na2SiO3,使玻璃活塞与滴定管壁粘合在一起,碱式滴定管有胶皮管,容易被酸性溶液腐蚀。
3.现用0.100 0 mol·L-1的盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有以下操作:
①向溶液中加入1~2滴指示剂;
②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中;
③用氢氧化钠溶液滴定至终点;
④重复以上操作;
⑤配制250 mL盐酸标准溶液;
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。
(1)以上各步中,正确的操作顺序是_________________________(填序号),上述操作②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要________________,使用____________作指示剂。
(2)如何判断滴定终点?
________________________________________________________________________。
(3)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数。数据记录如表所示:
滴定次数 1 2 3 4
V(标准溶液)/mL 20.00 20.00 20.00 20.00
V(NaOH)/mL(初读数) 0.10 0.30 0.00 0.20
V(NaOH)/mL(终读数) 20.08 20.30 20.80 20.22
V(NaOH)/mL(消耗) 19.98 20.00 20.80 20.02
根据表中数据计算待测NaOH溶液的物质的量浓度是________ mol·L-1。
答案 (1)⑤②①③④⑥ 酸式滴定管 酚酞
(2)当滴入最后半滴NaOH溶液,溶液由无色变成粉红色,且30 s内不变色,则达到滴定终点 (3)0.100 0
解析 操作②为取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中,使用的仪器除锥形瓶外,还需要酸式滴定管;为了使滴定结果准确,使用的指示剂的颜色宜由浅到深,故使用酚酞试液,可以减小滴定误差。
4.称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内,盐酸放在滴定管中)。
用A.偏高;B.偏低;C.无影响;D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造成的误差。
(1)称量固体NaOH时,未调节天平的零点(  )
(2)将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确(  )
(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗(  )
(4)开始滴定时,滴定管尖嘴处有气泡,滴定完毕气泡排出(  )
(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下,结束时初读数按0计算(  )
(6)在滴定过程中活塞处漏液(  )
(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出(  )
(8)滴定前读数时仰视,滴定完毕读数时俯视(  )
答案 (1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A
解析 (1)称量固体NaOH时,未调节天平零点,不能确定称量结果是偏大还是偏小。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水并不影响NaOH与HCl的中和反应。(3)滴定管中装盐酸前未润洗相当于将待测液稀释了,导致测定结果偏低。(4)滴定前有气泡,滴定后无气泡,相当于待测液比实际用量多了,导致结果偏低。(5)读出的数据比实际值小,导致结果偏大。(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的体积比实际消耗量多,导致结果偏低。(7)摇动锥形瓶时,用力过猛,使少量液体溅出,致使一部分NaOH未被中和,消耗待测液体积减小,使测定结果偏高。(8)读出的数据比实际值偏小,使结果偏高。
问题一 酸碱中和滴定原理
【典例1】现用物质的量浓度为a mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸的物质的量浓度,请填写下列空白:
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是__________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入下图左的__________(填“甲”或“乙”)中。
(3)上图右是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,则c(HCl)=________mol·L-1。
答案 (1)用标准NaOH溶液润洗 (2)乙
(3)
解析:(1)碱式滴定管水洗后应用标准NaOH溶液润洗2~3次,每次润洗液都要从尖嘴处排出。
(2)NaOH为强碱,应将NaOH溶液注入碱式滴定管中,故选乙。
(3)滴定过程中消耗NaOH溶液的体积为(V2-V1) mL,因此c(HCl)=mol·L-1。
【解题必备】中和滴定的原理
(1)中和滴定的依据是参加反应的H+与OH-的物质的量相等,已知标准液的物质的量浓度、标准液的体积、待测液的体积,从而求得待测液的浓度。
(2)计算依据:n(H+)=n(OH-)
根据反应方程式进行计算,如硫酸与NaOH溶液反应,方程式为:H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O,得到关系式:2c(H2SO4)·V(H2SO4)=c(NaOH)·V(NaOH),然后依据该关系式进行计算。
【变式1-1】在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5 mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1 mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积(  )
A.大于20 mL    B.小于20 mL C.等于20 mL D.等于5 mL
答案 A
解析 若要正确解答本题,必须准确了解滴定管的刻度特征,滴定管下部有无刻度线部分直至尖嘴底部,故盐酸实际体积大于20 mL,因此需NaOH溶液的体积大于20 mL。
【变式1-2】某同学取20.00 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,恰好将未知浓度的H2SO4溶液20.00 mL滴定至终点,下列说法正确的是(  )
A.该实验不需要指示剂
B.用量筒量取上述硫酸的体积
C.H2SO4的浓度为1.00 mol·L-1
D.参加反应的H+和OH-的物质的量相等
答案 D
解析 酸碱中和滴定需要指示剂,A项错误;量筒的精确度为0.1 mL,应用滴定管量取20.00 mL硫酸,B项错误;n(H2SO4)=n(H+)×=n(NaOH)×=5×10-3 mol,c(H2SO4)=0.25 mol·L-1,C项错误;恰好完全反应时,n(H+)=n(OH-),D项正确。
问题二 酸碱中和滴定曲线及指示剂的选择
【典例2】将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各示意图混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是(  )
答案 D
解析 向醋酸溶液中滴加NaOH溶液,随着NaOH的不断滴入,c(CH3COOH)逐渐减小,但开始时由于NaOH不足,NaOH完全反应,所以在CH3COOH过量的阶段中,c(NaOH)为零。
【解题必备】
1.酸碱中和滴定曲线
(1)pH的突变
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时,很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变,酸、碱的浓度不同,pH突变范围不同。
(2)滴定曲线
酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。
例如:以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液为例,其滴定曲线如图所示。
2.指示剂选择的基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
(1)不能用石蕊作指示剂。
(2)滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。
【变式2-1】在25 ℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸溶液滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为(  )
A.13 B.12 C.10 D.11
答案 A
解析 由图示可知,在V(HCl)=20.00 mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH),知c(NaOH)===0.1 mol·L-1,c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=10-13 mol·L-1,pH=13。
【变式2-2】3.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠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1 mol·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的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
答案 B
解析 由滴定起始时pH=1可知盐酸的浓度为0.1 mol·L-1,A错;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
问题三 酸碱中和滴定实验
【典例3】某学生用0.100 mol·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
A.移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,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 2~3 cm;
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的下面,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___________________(用序号字母填写)。
(2)上述B步骤操作的目的是______________________________________________。
(3)上述A步骤操作之前,若先用待测溶液润洗锥形瓶,则滴定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)判断到达滴定终点的实验现象是__________________________________________。
答案 (1)BDCEAF
(2)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
(3)偏高 (4)溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色
解析 (2)无论是盛放标准液还是待测液的滴定管均应润洗,因为滴定管的内壁上附着的蒸馏水会将放入的溶液稀释而引起测定误差。(3)A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,会使待测液的体积大于20.00 mL,消耗标准液增多,则测定结果偏高。(4)由于用酚酞作指示剂,故当溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色时即达到了滴定终点。
【变式3-1】下列与滴定实验有关的说法中正确的是(  )
A.用NaOH滴定盐酸时,只能用酚酞作指示剂
B.用KMnO4滴定亚硫酸钠溶液的实验中不需要另外加入指示剂
C.用滴定管准确量取20.0 mL盐酸
D.用NaOH滴定盐酸时,若滴定结束时俯视读数,会导致测定结果偏高
答案 B
解析 A项,氢氧化钠滴定盐酸时,还可以借助甲基橙,pH计等确定滴定终点,错误;B项,高锰酸钾溶液本身有颜色且消耗完后为无色,正确;C项,使用滴定管量取溶液时,数字记录应精确到0.01 mL,错误;D项,俯视会导致读数偏小,结果偏低,错误。
【变式3-2】有关酸碱滴定实验,下列说法正确的是(  )
A.滴定管和锥形瓶都需要使用蒸馏水和待装液润洗
B.滴定前,必须将滴定管中液体的液面调至0刻度
C.滴定至终点时,溶液一定呈中性
D.测定待测液的浓度,至少需要完成两组平行实验,取消耗标准液的平均值
答案 D
解析 A.滴定管需要润洗,但锥形瓶不能润洗,否则导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高,故A错误;B.滴定前,滴定管中液体的液面不一定非要调至0刻度,可调至0刻度以下,故B错误;C.滴定至终点时,溶液不一定呈中性,如NaOH滴定醋酸,滴定终点生成醋酸钠,溶液呈碱性,故C错误;D.测定待测液的浓度,为了减少滴定误差,至少需要完成两组平行实验,取消耗标准液的平均值,故D正确。
问题四 酸碱中和滴定误差分析
【典例4】使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作会使测定结果偏高的是(  )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸 ②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线 ③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴 ④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③ B.②④ C.②③④ D.①②③④
答案 A
解析 ①未干燥,相当于稀释盐酸,滴定时将消耗盐酸偏多,使结果偏高,③滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴盐酸,相当于消耗盐酸偏多,使结果偏高。
【解题必备】中和滴定误差分析常见问题
(1)仪器洗涤
在酸碱中和滴定前的准备工作中,滴定管用蒸馏水洗净后,还要用标准液润洗2~3次,其原因是标准液的浓度已知,若滴定管未用标准液润洗,滴定管内壁附着的水会使标准液实际浓度减小,消耗标准液体积增大,由c(待)=可知,待测液浓度偏大。
(2)在滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后,不能用待测液润洗。因为若用待测液润洗锥形瓶,会使量取的待测液的实际体积增大,消耗标准液的体积增大,使测定结果偏大。
(3)滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面在同一水平线上。试分析右图读数对滴定结果的影响。
①如图Ⅰ,开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,滴定结果会偏小。
②如图Ⅱ,开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,滴定结果会偏大。
【变式4-1】在化学实验操作中,往往由于读数不规范导致较大的实验误差。下列有关实验中,会导致所配制(或所测定)溶液浓度偏高的是(其他操作均正确)(  )
A.配制500 mL 1 mol·L-1稀硫酸实验中,用量筒量取18 mol·L-1浓硫酸时俯视读数
B.配制100 mL 5 mol·L-1氯化钠溶液实验中,定容时仰视刻度线
C.用标准盐酸滴定待测NaOH溶液实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数
D.用标准NaOH溶液滴定待测盐酸实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数
答案 C
解析 A项,俯视读数使得所量液体体积小于所需的体积,使得所配制溶液浓度偏低;B项,定容时仰视刻度线,当液面已超过刻度线后才认为恰好与刻度线相切,使得所配制溶液浓度偏低;C项,如使用碱式滴定管放出20.00 mL待测NaOH溶液到锥形瓶中,起始时液面在“0”刻度处,俯视使液面已超过20.00 mL刻度后才认为恰好为20.00 mL,实际放出的液体偏多,消耗的盐酸偏多,所测待测液浓度偏高;D项,NaOH是标准溶液,俯视使读数偏小,V标偏小,所测待测液浓度偏低。
【变式4-2】实验室用0.100 mol·L-1NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸。
(1)盛NaOH标准液的滴定管尖嘴部分留有气泡,排除气泡的方法应采用图中的__________操作。(填“甲”“乙”或“丙”)
(2)下列操作会导致实验结果偏低的是__________。(填标号)
A.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗
B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
C.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度
D.滴定过程中振荡锥形瓶,液体不慎溅出
答案 (1)丙 (2)D
解析 (1)盛放NaOH溶液的滴定管为碱式滴定管,碱式滴定管的气泡通常在橡皮管内,只要将滴定玻璃管尖嘴朝上,并挤压橡皮管中的玻璃珠就可以将气泡排出,图示操作中正确的为丙;
(2)A.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗,导致标准液被稀释,滴定过程中消耗标准液体积偏大,测定结果偏高,故A错误;B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗,使未知液体积偏大,消耗标准液的体积增大,测定结果偏高,故B错误;C.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,导致读出的标准液体积偏大,测定结果偏高,故C错误;D.滴定过程中振荡锥形瓶,液体不慎溅出,导致待测液中溶质的物质的量偏小,滴定时消耗标准液的体积偏小,测定结果偏低,故D正确;
1.测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(  )
答案 B
解析 实验过程中,①量取一定量的浓硫酸并稀释,所需仪器为量筒、烧杯、玻璃棒;②转移定容得待测液,所需仪器为烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定,所需仪器为酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。选项中A为容量瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶,D为碱式滴定管,上述操作中,不需要用到的仪器为分液漏斗。
2.利用下列实验装置及药品能完成相应实验的是(  )
选项 A B C D
目的 测定某盐酸的浓度 测定某NaOH溶液的浓度 记录滴定终点读数:12.20 mL 排除滴定管内气泡
装置或操作
答案 D
解析 眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,从而判断滴定终点,操作不合理,故A错误;由图中所给药品可知,缺少指示剂,不能确定滴定终点,不能完成实验,故B错误;滴定管的“0”刻度在上方,读数应为11.80 mL,故C错误;图中挤压橡胶管,挤压时尖嘴向上,气泡密度较小,轻轻挤压玻璃珠,使溶液从尖嘴流出,可将气泡赶出,操作合理,故D正确。
3.下列有关叙述正确的是(  )
A.下端连有橡皮管的滴定管为酸式滴定管
B.在进行滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管
C.滴定前应排出滴定管尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化
答案 C
4.①取一锥形瓶,用NaOH待测溶液润洗两次;②在锥形瓶中放入25.00 mL NaOH待测溶液;③加入几滴石蕊试液作指示剂;④取一支酸式滴定管,洗涤干净;⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定;⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;⑦两眼注视着滴定管内标准酸溶液液面的变化,直至滴定终点。以上关于酸碱中和滴定实验的叙述中错误的是(  )
A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦ C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦
答案 D
解析 锥形瓶不能润洗,操作①错误;一般不用石蕊试液作酸碱中和滴定的指示剂,操作③错误;滴定管必须用待装液润洗后才能注入待装液,操作⑤错误;两眼应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,操作⑦错误。
5.室温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL),继续加水至50 mL,所得溶液的pH是(  )
A.4 B.7.2 C.10 D.11.3
答案 C
解析 c(OH-)==1×10-4 mol·L-1,c(H+)==1×10-10 mol·L-1,pH=10,故C项正确。
6.如图是用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定10.00 mL一定物质的量浓度的盐酸的图像,依据图像推出盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量浓度是下表内的(  )
选项 A B C D
c(HCl)/(mol·L-1) 0.120 0 0.040 00 0.030 00 0.090 00
c(NaOH)/(mol·L-1) 0.040 00 0.120 0 0.090 00 0.030 00
答案 D
解析 由图像可知,30.00 mL NaOH溶液恰好中和10.00 mL盐酸,则3c(NaOH)=c(HCl),排除B、C两项;A中c(HCl)=0.120 0 mol·L-1,c(H+)=0.120 0 mol·L-1,pH<1,与图像不符。
7.用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的浓度,用酚酞作指示剂,下列操作不会影响实验精确度的是(  )
A.滴定实验中配制标准酸液时,所用砝码生锈
B.用滴定管量取20.00 mL酸液时,开始时平视读数,结束时俯视读数
C.酸式滴定管水洗后未用酸溶液润洗
D.用蒸馏水洗净锥形瓶后盛入待测NaOH溶液进行滴定
答案 D
解析 配制标准酸液时应用量筒量取一定体积的浓盐酸,不能用托盘天平称量浓盐酸,且砝码生锈产生误差,A项不符合题意;用滴定管量取20.00 mL酸液时,开始时平视读数,结束时俯视读数,会使量取的酸液体积偏大,导致测定结果偏大,B项不符合题意;酸式滴定管水洗后未用酸溶液润洗,使酸溶液的浓度偏低,滴定过程中消耗酸溶液体积偏大,导致测定结果偏大,C项不符合题意;用蒸馏水洗净锥形瓶后盛入待测NaOH溶液进行滴定,由于氢氧化钠的物质的量不变,则消耗酸溶液的体积不变,操作正确,不会影响实验精确度,D项符合题意。
8.用已知物质的量浓度的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作会导致测定结果偏小的是(  )
①酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用待装液润洗 ②碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用待装液润洗 ③滴定前酸式滴定管尖嘴处未充满溶液,滴定至终点时充满溶液 ④取碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液,取完后充满溶液 ⑤锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗 ⑥滴定时摇晃锥形瓶将液体溅出瓶外 ⑦滴定过程中,滴定管漏液(未漏入锥形瓶内) ⑧读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视
A.②④ B.①③⑤⑦ C.④⑧ D.②④⑥⑧
答案 D
解析 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,c(NaOH)=,把其他因素的影响都归结到V(HCl)上讨论c(NaOH)是偏大还是偏小。①标准盐酸被稀释必然消耗更多的盐酸,即V(HCl)偏大,则c(NaOH)偏大;②待测碱溶液被稀释,滴定时消耗的盐酸体积减小,因而c(NaOH)偏小;③有部分盐酸补满尖嘴处,即V(HCl)偏大,则c(NaOH)偏大;④待测液实际量偏小,消耗V(HCl)偏小,则c(NaOH)偏小;⑤待测液实际量增多,滴定时用去的标准HCl溶液体积增大,则c(NaOH)偏大;⑥待测液实际量减少,滴定时用去的标准HCl溶液体积减小,则c(NaOH)偏小;⑦V(HCl)偏大,则c(NaOH)偏大;⑧读取标准HCl溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视,这样读取的标准HCl溶液体积偏小,则c(NaOH)偏小。
9.以酚酞试液作指示剂,对某新制NaOH溶液进行中和滴定实验,数据记录如下表:
实验编号 待测液 消耗标准盐酸(0.01 mol·L-1) 的体积
① 20 mL NaOH溶液 V1 mL
② 20 mL NaOH溶液+10 mL H2O V2 mL
③ 敞口隔夜放置的20 mL NaOH溶液 V3 mL
则该新制的NaOH溶液的浓度c(mol·L-1)计算合理的是(  )
A.c=0.01×(V1+V2+V3)/(3×20)
B.c=0.01×(V1+V2)/(2×20)
C.c=0.01×(V1+V3)/(2×20)
D.c=0.01×V1/20
答案 B
解析 ②20 mL NaOH溶液中加入10 mL H2O,其溶质物质的量不变,只要仍用20 mL来进行计算,仍可得正确值;③敞口隔夜放置的NaOH溶液已发生反应生成部分Na2CO3溶液,用酚酞作指示剂,消耗盐酸的量将发生改变。
10.某同学用中和滴定法测定某烧碱溶液的浓度。
Ⅰ.实验步骤:
(1)用仪器________(填“A”或“B”)量取待测烧碱溶液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴酚酞作指示剂。
(2)记录盛装0.100 0 mol·L-1标准盐酸的酸式滴定管的初始读数。
如果某时刻液面位置如图所示,则此时的读数为______ mL。
(3)滴定。滴定过程中,眼睛应始终注视_____________________________。
(4)滴定终点的现象是______________________________________________________。
Ⅱ.数据记录:
实验编号 烧碱待测液 体积V/mL 标准盐酸体 积(消耗)V/mL
1 25.00 18.05
2 25.00 18.00
3 25.00 17.95
4 25.00 18.95
Ⅲ.数据处理:
计算该烧碱溶液的浓度c(NaOH)=____ mol·L-1(精确到小数点后4位)。
Ⅳ.误差分析:
以下操作会导致测定结果偏高的是________(填字母)。
A.未用盐酸标准溶液润洗滴定管
B.装待测液前,锥形瓶中有少量蒸馏水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
答案 Ⅰ.(1)A (2)0.70 (3)锥形瓶中溶液的颜色变化 (4)滴入最后半滴标准溶液后溶液由红色恰好变为无色且半分钟内不恢复原色
Ⅲ.0.072 0 Ⅳ.AC
解析 Ⅲ.在四组数据中,第4组数据有明显误差,故舍弃。c1(NaOH)==0.072 2 mol·L-1,同理可得c2(NaOH)=0.072 0 mol·L-1,c3(NaOH)=0.071 8 mol·L-1,则c(NaOH)==0.072 0 mol·L-1。Ⅳ.A项,未用盐酸标准溶液润洗滴定管,造成盐酸浓度偏小,所用盐酸体积偏大,测定结果偏高;B项,装待测液前,锥形瓶中有少量蒸馏水,无影响;C项,滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,所用盐酸体积偏大,测定结果偏高;D项,读数时,滴定前仰视,滴定后俯视,造成盐酸读数偏小,结果偏低。
1.如图是常温下向20.00 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是(  )
A.原盐酸的浓度为0.10 mol·L-1
B.x的值为2.00
C.pH=12时,V的值为20.4
D.原盐酸的浓度为1.0 mol·L-1
答案 A
解析 当V(NaOH)=0时,盐酸的pH=1,因此c(HCl)=0.10 mol·L-1,A正确、D错误;当溶液pH=7时,HCl与NaOH恰好完全反应,因此n(HCl)=n(NaOH),故V(NaOH)=20.00 mL,B错误;当溶液pH=12时,1×10-2 mol·L-1=,解得V(NaOH)≈24.44 mL,C错误。
2.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液过程中的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HCl换成同浓度的CH3COOH,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
答案 D
解析 b点在突变范围内,极少量NaOH溶液会引起pH的突变,A正确;图中反应终点的pH在4.30~9.70之间,故选择指示剂的变化范围应与反应终点的pH范围一致,B正确;醋酸是弱酸,等浓度醋酸的pH大于盐酸,曲线ab段将上移,C正确;使用酚酞作指示剂,用同浓度氨水代替NaOH溶液,滴定终点时溶液由无色变为浅红色,则氨水需过量,则消耗氨水的体积大于NaOH溶液,D错误。
3.室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.Ⅰ表示的是滴定醋酸溶液的曲线
B.初始盐酸和醋酸溶液浓度均为0.100 mol·L-1
C.滴定盐酸和醋酸溶液时,均可选择酚酞作指示剂
D.以甲基橙作指示剂滴定盐酸时,终点时颜色变化为由黄色变橙色
答案 D
解析 醋酸是弱电解质,HCl是强电解质,相同浓度的醋酸和盐酸,醋酸的pH>盐酸的pH,所以Ⅰ表示滴定醋酸溶液的曲线,Ⅱ表示的是滴定盐酸的曲线,故A正确;根据图像可知,滴定盐酸和醋酸溶液消耗的V(NaOH)都等于20.00 mL,故盐酸和醋酸溶液浓度相等,都等于0.100 mol·L-1,故B正确;酚酞的变色范围是8.2~10.0,则用NaOH滴定醋酸溶液、盐酸时,均可选择酚酞作指示剂,故C正确;以甲基橙作指示剂滴定盐酸时,开始时的溶液颜色为红色,最后的颜色变化应为由红色变为橙色,且30 s内不变化,故D不正确。
4.酸雨对环境的危害很大,普通雨水也显弱酸性,是因为水中溶解了CO2。已知常温、常压下,饱和CO2的水溶液的pH约为3.9,则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3溶液(显碱性)时,适宜选用的指示剂及达到滴定终点时溶液颜色变化的情况分别为(  )
A.石蕊、由蓝变红 B.甲基橙、由橙变黄
C.酚酞、红色褪去 D.甲基橙、由黄变橙
答案 D
解析 滴定过程中,HCl与NaHCO3反应生成NaCl、CO2和H2O,NaHCO3溶液显碱性,NaCl溶液显中性,CO2的水溶液显酸性,盐酸与NaHCO3溶液恰好完全反应时,所得溶液中含有NaCl及溶解的CO2,由各溶液的酸碱性可知,二者恰好完全反应时所得溶液的酸碱性相当于饱和CO2的水溶液,即所得溶液的pH约为3.9。甲基橙的变色范围(pH)为3.1~4.4,恰好完全反应所得溶液的pH在此变色范围(pH)内,则可选择甲基橙作指示剂,又因滴定时溶液的pH由大到小,故达到滴定终点时溶液的颜色变化为由黄变橙,D项符合题意。
5.滴定法是化学分析的常用方法,是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法,在常量分析中有较高的准确度。酸碱中和滴定和氧化还原滴定是常见的两种滴定方法:
Ⅰ.氧化还原滴定:双氧水常用于医用伤口消毒、环境消毒和食品消毒。化学兴趣小组欲准确测定某市售双氧水中H2O2的含量:取25.00 mL双氧水至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准溶液滴定,其反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O。
(1)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入______(填“酸”或“碱”)式滴定管中。
(2)滴定到达终点的现象是______________________________________________。
Ⅱ.酸碱中和滴定:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL等浓度的盐酸和醋酸溶液,得到两条滴定曲线,如图所示:
(1)滴定盐酸的曲线是图______(填“1”或“2”)。
(2)达到B、D状态时,反应消耗的NaOH溶液的体积a______(填“>”“<”或“=”)b(已知醋酸钠溶液呈碱性)。
答案 Ⅰ.(1)酸 (2)滴入最后半滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为浅紫红色,且30秒内不褪色
Ⅱ.(1)1 (2)>
解析 Ⅰ.(1)由于高锰酸钾标准溶液具有强氧化性,所以只能使用酸式滴定管。(2)滴定到达终点的现象是滴入最后半滴高锰酸钾溶液,溶液呈浅紫红色,且30秒内不褪色。Ⅱ.(1)HCl是强酸、CH3COOH是弱酸,浓度相同的HCl和CH3COOH的pH:HCl第二单元 溶液的酸碱性
第2课时 酸碱中和滴定
一、酸碱中和滴定
1.酸碱中和滴定原理
(1)利用已知浓度的酸(或碱)去滴定一定体积未知浓度的碱(或酸),通过测定反应完全时消耗已知浓度的酸(或碱)的体积,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的浓度的方法。
其中已知浓度的酸(或碱)溶液常称为__________,未知浓度的碱(或酸)溶液常称为__________。
(2)酸碱中和反应的实质可用离子方程式H++OH-===H2O来表示,在中和反应中,H+、OH-之间的物质的量关系是_________________;若用参加反应的c(H+)、c(OH-)来表示,其关系式为__________________,由此可计算c(H+),其表达式是c(H+)=__________;也可计算c(OH-),其表达式是c(OH-)=__________。由c(H+)、c(OH-)可分别求出相应酸、碱的浓度。
2.主要仪器
(1) 酸碱中和滴定所用的主要仪器是__________和__________。
(2)滴定管
①滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管。
酸式滴定管用于盛放__________或__________溶液,碱式滴定管用于盛放__________溶液。
②既能盛放酸性溶液又能盛放碱性溶液的滴定管,活塞由____________________制成;若溶液中的物质见光易分解,可用__________滴定管盛放。
③滴定管的上都标有__________、__________、__________;滴定管的精确读数为__________。
3.滴定管的使用方法
(1)检查:使用前先检查滴定管活塞____________________。
(2)润洗:在加入酸、碱液之前,应使用待装的酸、碱溶液分别润洗滴定管内壁__________次。
(3)装液:注入待装的酸、碱溶液至滴定管____________________处。
(4)排气泡:酸式滴定管快速打开活塞冲走气泡,碱式滴定管将橡胶管向上弯曲,挤压玻璃球,赶走气泡,使滴定管尖嘴部分____________________。
(5)调液面:调整管中液面至____________________以下,记录读数V0。滴定管的读数时,视线、刻度线、凹液面在____________________上。
(6)滴定:左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视_______________________的变化。滴定过程中,滴加速度________________,接近终点时,应逐渐__________滴加速度。
(7)终点的判断:最后一滴恰好使指示剂颜色发生____________________且____________不变色,即为滴定终点。滴加完毕记录读数V1,消耗溶液的体积为__________。
【易错提醒】
(1)酸式滴定管为玻璃活塞,可盛装酸性溶液和氧化性溶液(如酸性高锰酸钾溶液),但不可盛装碱液,因为碱液会腐蚀玻璃活塞;碱式滴定管为橡皮管和玻璃珠,不能盛装酸性溶液和氧化性溶液。
(2)滴定管的“0”刻度位于上方,最大刻度位于滴定管下部,最大刻度下部没有刻度,因此实际盛装溶液的体积大于最大刻度所标注的体积。
(3)滴定管的最小刻度为0.1mL,精确度为0.01mL。
(4)锥形瓶只能用蒸馏水洗净,不可用待测液润洗。
(5)滴定管使用时的操作要依照查漏—水洗—润洗—装液—调节液面、赶气泡—读数的顺序进行。
二、中和滴定曲线和pH突变
1.中和滴定曲线的绘制
取0.100 0 mol·L-1的盐酸溶液20.00 mL,注入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。
(1)计算滴定过程中的pH变化,填写下表空格:
V(NaOH) 0.00 18.00 19.80 19.96 19.98 20.00 20.02 20.04 20.20 22.00 40.00
pH 2.28 3.30 10.70 11.70 12.52
(2)根据上表数据绘制滴定曲线
(3)由上述滴定曲线可知,滴定终点前后,溶液的pH变化规律是:________________________。
(4)达到终点的现象是______________________________。
2.pH突变与指示剂选择
(1)pH突变
强酸和强碱完全反应时,pH=7。当NaOH溶液的体积从19.98mL变为20.02mL,pH从4.3突跃到9.7,因此只要选择突变范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差。
(2)中和滴定终点的判断
判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)的方法是________________________________________,常选用的指示剂是__________或__________,而不用石蕊试液的原因是____________________。
(3)指示剂的选择
对于不同的酸碱中和反应,指示剂的选择可依据中和滴定曲线来确定。
指示剂 酸色 中间色 碱色 变色的pH范围
甲基橙 红 橙 黄 3.1 ~ 4.4
甲基红 红 橙 黄 4.4 ~ 6.2
酚酞 无色 粉红 红 8.2 ~ 10.0
【名师点拨】指示剂的选择和滴定终点的判断
(1)指示剂的选择:
强酸与强碱相互滴定时,选甲基橙或酚酞都可以,但不能选石蕊试液(遇酸、碱颜色变化不明显)。一般原则是酸滴定碱,选甲基橙;碱滴定酸,选酚酞。
(2)滴定终点的判断(以NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸为例):
若用酚酞作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由无色突变为粉红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。
若用甲基橙作指示剂,当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液的颜色由红色变为橙色,且半分钟内不变为原色,说明达到滴定终点。
三、【基础实验】测定未知浓度盐酸的物质的量浓度
1.实验仪器和药品
仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶
药品:0.1000mol·L-1NaOH溶液,未知浓度的盐酸、酚酞、蒸馏水
2.实验步骤
(1)准备阶段:
滴定管:__________→__________→__________→__________→__________→记读数
锥形瓶:__________→__________→__________→__________
(2)滴定阶段:
滴定:左手____________________,右手____________________,眼睛________________________。
(3)终点判断:溶液由________色变为________色,且______________________________,视为滴定终点。记录消耗标准液的体积。
(4)计算结果:
求出三次测定数值的__________,计算待测盐酸的物质的量浓度。若几次测定结果相差较大,应____________________。
四、酸碱中和滴定误差分析
1.酸碱中和滴定误差产生的原因
(1)操作失误产生的误差
(2)药品误差(变质或混有杂质)
(3)读数误差
2.误差分析的基本依据
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等。
分析误差要根据计算式分析,根据c(待)=,c(标)、V(待)均为定值,c(待)的大小取决于_________的大小。
3.分析方法
将所有变化量先归结为标准溶液用量V(标)变化,然后根据公式进行判断。
标准溶液用量偏多,V(标)变大,待测溶液浓度c(待) __________。
标准溶液用量偏少,V(标)变小,待测溶液浓度c(待) __________。
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:
步骤 操作 V(标) c(待)
洗涤 酸式滴定管未用标准液润洗
碱式滴定管未用待测液润洗
锥形瓶用待测液润洗
锥形瓶洗净后还有蒸馏水
取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定到终点时气泡消失
振荡锥形瓶时部分液体溅出
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴溶液颜色无变化
读数 滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
【名师点拨】
读数误差可以用画图的形式来理解和记忆。如开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,如图Ⅰ;开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,如图Ⅱ。
1.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时,管内液体的体积大于24.00 mL( )
(2)用50 mL酸式滴定管可准确量取25.00 mL KMnO4溶液( )
(3)“中和滴定”实验中,锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管用蒸馏水洗净后,必须润洗后方可使用( )
(4)当观察到锥形瓶中颜色发生变化,立即停止滴定并记下滴定管液面读数( )
(5)量取20.00 mL待测液时可用量筒量取( )
(6)滴定管盛标准溶液时,调液面一定要调到“0”刻度( )
2.为什么酸式滴定管不能用来盛装碱性溶液,碱式滴定管不能盛装酸性溶液?
3.现用0.100 0 mol·L-1的盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有以下操作:
①向溶液中加入1~2滴指示剂;
②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中;
③用氢氧化钠溶液滴定至终点;
④重复以上操作;
⑤配制250 mL盐酸标准溶液;
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。
(1)以上各步中,正确的操作顺序是_________________________(填序号),上述操作②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要________________,使用____________作指示剂。
(2)如何判断滴定终点?
________________________________________________________________________。
(3)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数。数据记录如表所示:
滴定次数 1 2 3 4
V(标准溶液)/mL 20.00 20.00 20.00 20.00
V(NaOH)/mL(初读数) 0.10 0.30 0.00 0.20
V(NaOH)/mL(终读数) 20.08 20.30 20.80 20.22
V(NaOH)/mL(消耗) 19.98 20.00 20.80 20.02
根据表中数据计算待测NaOH溶液的物质的量浓度是________ mol·L-1。
4.称取一定质量的NaOH来测定未知浓度的盐酸时(NaOH放在锥形瓶内,盐酸放在滴定管中)。
用A.偏高;B.偏低;C.无影响;D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造成的误差。
(1)称量固体NaOH时,未调节天平的零点(  )
(2)将NaOH放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确(  )
(3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗(  )
(4)开始滴定时,滴定管尖嘴处有气泡,滴定完毕气泡排出(  )
(5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下,结束时初读数按0计算(  )
(6)在滴定过程中活塞处漏液(  )
(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出(  )
问题一 酸碱中和滴定原理
【典例1】现用物质的量浓度为a mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸的物质的量浓度,请填写下列空白:
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是__________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入下图左的__________(填“甲”或“乙”)中。
(3)上图右是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,则c(HCl)=________mol·L-1。
【解题必备】中和滴定的原理
(1)中和滴定的依据是参加反应的H+与OH-的物质的量相等,已知标准液的物质的量浓度、标准液的体积、待测液的体积,从而求得待测液的浓度。
(2)计算依据:n(H+)=n(OH-)
根据反应方程式进行计算,如硫酸与NaOH溶液反应,方程式为:H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O,得到关系式:2c(H2SO4)·V(H2SO4)=c(NaOH)·V(NaOH),然后依据该关系式进行计算。
【变式1-1】在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5 mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1 mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积(  )
A.大于20 mL    B.小于20 mL C.等于20 mL D.等于5 mL
【变式1-2】某同学取20.00 mL 0.50 mol·L-1 NaOH溶液,恰好将未知浓度的H2SO4溶液20.00 mL滴定至终点,下列说法正确的是(  )
A.该实验不需要指示剂
B.用量筒量取上述硫酸的体积
C.H2SO4的浓度为1.00 mol·L-1
D.参加反应的H+和OH-的物质的量相等
问题二 酸碱中和滴定曲线及指示剂的选择
【典例2】将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各示意图混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是(  )
【解题必备】
1.酸碱中和滴定曲线
(1)pH的突变
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时,很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变,酸、碱的浓度不同,pH突变范围不同。
(2)滴定曲线
酸碱滴定曲线是以酸碱混合过程中滴加酸(或碱)的量为横坐标,以溶液pH为纵坐标绘出一条溶液pH随酸(或碱)的滴加量而变化的曲线。
例如:以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液为例,其滴定曲线如图所示。
2.指示剂选择的基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
(1)不能用石蕊作指示剂。
(2)滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。
【变式2-1】在25 ℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸溶液滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为(  )
A.13 B.12 C.10 D.11
【变式2-2】3.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠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1 mol·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的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
问题三 酸碱中和滴定实验
【典例3】某学生用0.100 mol·L-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
A.移取20.00 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,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 2~3 cm;
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的下面,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___________________(用序号字母填写)。
(2)上述B步骤操作的目的是______________________________________________。
(3)上述A步骤操作之前,若先用待测溶液润洗锥形瓶,则滴定结果________(填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(4)判断到达滴定终点的实验现象是__________________________________________。
【变式3-1】下列与滴定实验有关的说法中正确的是(  )
A.用NaOH滴定盐酸时,只能用酚酞作指示剂
B.用KMnO4滴定亚硫酸钠溶液的实验中不需要另外加入指示剂
C.用滴定管准确量取20.0 mL盐酸
D.用NaOH滴定盐酸时,若滴定结束时俯视读数,会导致测定结果偏高
【变式3-2】有关酸碱滴定实验,下列说法正确的是(  )
A.滴定管和锥形瓶都需要使用蒸馏水和待装液润洗
B.滴定前,必须将滴定管中液体的液面调至0刻度
C.滴定至终点时,溶液一定呈中性
D.测定待测液的浓度,至少需要完成两组平行实验,取消耗标准液的平均值
问题四 酸碱中和滴定误差分析
【典例4】使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作会使测定结果偏高的是(  )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸 ②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线 ③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴 ④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③ B.②④ C.②③④ D.①②③④
【解题必备】中和滴定误差分析常见问题
(1)仪器洗涤
在酸碱中和滴定前的准备工作中,滴定管用蒸馏水洗净后,还要用标准液润洗2~3次,其原因是标准液的浓度已知,若滴定管未用标准液润洗,滴定管内壁附着的水会使标准液实际浓度减小,消耗标准液体积增大,由c(待)=可知,待测液浓度偏大。
(2)在滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后,不能用待测液润洗。因为若用待测液润洗锥形瓶,会使量取的待测液的实际体积增大,消耗标准液的体积增大,使测定结果偏大。
(3)滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面在同一水平线上。试分析右图读数对滴定结果的影响。
①如图Ⅰ,开始读数仰视,滴定完毕读数俯视,滴定结果会偏小。
②如图Ⅱ,开始读数俯视,滴定完毕读数仰视,滴定结果会偏大。
【变式4-1】在化学实验操作中,往往由于读数不规范导致较大的实验误差。下列有关实验中,会导致所配制(或所测定)溶液浓度偏高的是(其他操作均正确)(  )
A.配制500 mL 1 mol·L-1稀硫酸实验中,用量筒量取18 mol·L-1浓硫酸时俯视读数
B.配制100 mL 5 mol·L-1氯化钠溶液实验中,定容时仰视刻度线
C.用标准盐酸滴定待测NaOH溶液实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数
D.用标准NaOH溶液滴定待测盐酸实验中,使用碱式滴定管开始平视,后来俯视读数
【变式4-2】实验室用0.100 mol·L-1NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸。
(1)盛NaOH标准液的滴定管尖嘴部分留有气泡,排除气泡的方法应采用图中的__________操作。(填“甲”“乙”或“丙”)
(2)下列操作会导致实验结果偏低的是__________。(填标号)
A.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗
B.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
C.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度
D.滴定过程中振荡锥形瓶,液体不慎溅出
1.测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(  )
2.利用下列实验装置及药品能完成相应实验的是(  )
选项 A B C D
目的 测定某盐酸的浓度 测定某NaOH溶液的浓度 记录滴定终点读数:12.20 mL 排除滴定管内气泡
装置或操作
3.下列有关叙述正确的是(  )
A.下端连有橡皮管的滴定管为酸式滴定管
B.在进行滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管
C.滴定前应排出滴定管尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化
4.①取一锥形瓶,用NaOH待测溶液润洗两次;②在锥形瓶中放入25.00 mL NaOH待测溶液;③加入几滴石蕊试液作指示剂;④取一支酸式滴定管,洗涤干净;⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定;⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;⑦两眼注视着滴定管内标准酸溶液液面的变化,直至滴定终点。以上关于酸碱中和滴定实验的叙述中错误的是(  )
A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦ C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦
5.室温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL),继续加水至50 mL,所得溶液的pH是(  )
A.4 B.7.2 C.10 D.11.3
6.如图是用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定10.00 mL一定物质的量浓度的盐酸的图像,依据图像推出盐酸和NaOH溶液中溶质的物质的量浓度是下表内的(  )
选项 A B C D
c(HCl)/(mol·L-1) 0.120 0 0.040 00 0.030 00 0.090 00
c(NaOH)/(mol·L-1) 0.040 00 0.120 0 0.090 00 0.030 00
7.用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的浓度,用酚酞作指示剂,下列操作不会影响实验精确度的是(  )
A.滴定实验中配制标准酸液时,所用砝码生锈
B.用滴定管量取20.00 mL酸液时,开始时平视读数,结束时俯视读数
C.酸式滴定管水洗后未用酸溶液润洗
D.用蒸馏水洗净锥形瓶后盛入待测NaOH溶液进行滴定
8.用已知物质的量浓度的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作会导致测定结果偏小的是(  )
①酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用待装液润洗 ②碱式滴定管用蒸馏水洗净后未用待装液润洗 ③滴定前酸式滴定管尖嘴处未充满溶液,滴定至终点时充满溶液 ④取碱液时滴定管尖嘴处未充满溶液,取完后充满溶液 ⑤锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗 ⑥滴定时摇晃锥形瓶将液体溅出瓶外 ⑦滴定过程中,滴定管漏液(未漏入锥形瓶内) ⑧读取标准溶液体积时,滴定前仰视,滴定后俯视
A.②④ B.①③⑤⑦ C.④⑧ D.②④⑥⑧
9.以酚酞试液作指示剂,对某新制NaOH溶液进行中和滴定实验,数据记录如下表:
实验编号 待测液 消耗标准盐酸(0.01 mol·L-1) 的体积
① 20 mL NaOH溶液 V1 mL
② 20 mL NaOH溶液+10 mL H2O V2 mL
③ 敞口隔夜放置的20 mL NaOH溶液 V3 mL
则该新制的NaOH溶液的浓度c(mol·L-1)计算合理的是(  )
A.c=0.01×(V1+V2+V3)/(3×20)
B.c=0.01×(V1+V2)/(2×20)
C.c=0.01×(V1+V3)/(2×20)
D.c=0.01×V1/20
10.某同学用中和滴定法测定某烧碱溶液的浓度。
Ⅰ.实验步骤:
(1)用仪器________(填“A”或“B”)量取待测烧碱溶液25.00 mL于锥形瓶中,滴加2滴酚酞作指示剂。
(2)记录盛装0.100 0 mol·L-1标准盐酸的酸式滴定管的初始读数。
如果某时刻液面位置如图所示,则此时的读数为______ mL。
(3)滴定。滴定过程中,眼睛应始终注视_____________________________。
(4)滴定终点的现象是______________________________________________________。
Ⅱ.数据记录:
实验编号 烧碱待测液 体积V/mL 标准盐酸体 积(消耗)V/mL
1 25.00 18.05
2 25.00 18.00
3 25.00 17.95
4 25.00 18.95
Ⅲ.数据处理:
计算该烧碱溶液的浓度c(NaOH)=____ mol·L-1(精确到小数点后4位)。
Ⅳ.误差分析:
以下操作会导致测定结果偏高的是________(填字母)。
A.未用盐酸标准溶液润洗滴定管
B.装待测液前,锥形瓶中有少量蒸馏水
C.滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
D.读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
1.如图是常温下向20.00 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是(  )
A.原盐酸的浓度为0.10 mol·L-1
B.x的值为2.00
C.pH=12时,V的值为20.4
D.原盐酸的浓度为1.0 mol·L-1
2.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl溶液过程中的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HCl换成同浓度的CH3COOH,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
3.室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是(  )
A.Ⅰ表示的是滴定醋酸溶液的曲线
B.初始盐酸和醋酸溶液浓度均为0.100 mol·L-1
C.滴定盐酸和醋酸溶液时,均可选择酚酞作指示剂
D.以甲基橙作指示剂滴定盐酸时,终点时颜色变化为由黄色变橙色
4.酸雨对环境的危害很大,普通雨水也显弱酸性,是因为水中溶解了CO2。已知常温、常压下,饱和CO2的水溶液的pH约为3.9,则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3溶液(显碱性)时,适宜选用的指示剂及达到滴定终点时溶液颜色变化的情况分别为(  )
A.石蕊、由蓝变红 B.甲基橙、由橙变黄
C.酚酞、红色褪去 D.甲基橙、由黄变橙
5.滴定法是化学分析的常用方法,是一种简便、快速和应用广泛的定量分析方法,在常量分析中有较高的准确度。酸碱中和滴定和氧化还原滴定是常见的两种滴定方法:
Ⅰ.氧化还原滴定:双氧水常用于医用伤口消毒、环境消毒和食品消毒。化学兴趣小组欲准确测定某市售双氧水中H2O2的含量:取25.00 mL双氧水至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释。用一定浓度的高锰酸钾标准溶液滴定,其反应的离子方程式为2MnO+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+8H2O。
(1)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入______(填“酸”或“碱”)式滴定管中。
(2)滴定到达终点的现象是______________________________________________。
Ⅱ.酸碱中和滴定:常温下,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL等浓度的盐酸和醋酸溶液,得到两条滴定曲线,如图所示:
(1)滴定盐酸的曲线是图______(填“1”或“2”)。
(2)达到B、D状态时,反应消耗的NaOH溶液的体积a______(填“>”“<”或“=”)b(已知醋酸钠溶液呈碱性)。