高三化學總復習 專題攻略 之水溶液中的離子平衡 四、 酸堿中和滴定（含解析）

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酸堿中和滴定 【高考預測】 1. (★)了解酸堿中和滴定的操作方法。 2. (★★)酸堿中和滴定原理的運用。 鎖定高考 1．（2015江蘇）下列實驗操作正確的是（ ） A．用玻璃棒蘸取CH3COOH溶液點在水濕潤的pH試紙上，測定該溶液的pH B．中和滴定時，滴定管用所盛裝的反應液潤洗2～3次 C．用裝置甲分液，放出水相后再從分液漏斗下口放出有機相 D．用裝置乙加熱分解NaHCO3固體 【答案】B 2．（2016課標Ⅰ）298 K時，在20.0 mL 0.10 mol/L氨水中滴入0.10 mol/L的鹽酸，溶液的pH與 所加鹽酸的體積關系如圖所示。已知0.10 mol/L氨水的電離度為1.32%，下列有關敘述正確的是 A．該滴定過程應該選擇酚酞作為指示劑 B．M點對應的鹽酸體積為20.0 mL C．M點處的溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－) D．N點處的溶液中pH<12 【答案】D 夯實基礎 一．實驗原理 1. 用已知濃度的酸(或堿)滴定未知濃度的堿(或酸)的濃度。 2. 利用酸堿指示劑明顯的顏色變化表示反應已完全，即反應到達終點。 指示劑 變色范圍的pH 石蕊 <5.0紅色 5.0～8.0紫色 >8.0藍色 甲基橙 <3.1紅色 3.1～4.4橙色 >4.4黃色 酚酞 <8.2無色 8.2～10.0粉紅色 >10.0紅色 二. 實驗用品 1. 儀器：酸式滴定管(如圖A)、堿式滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺、錐形瓶。 滴定管的結(jié)構(gòu)特點及使用方法 三． 實驗操作(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例) (1) 滴定前的準備 ① 滴定管：查漏→洗滌→潤洗→裝液→調(diào)液面→記錄。 ② 錐形瓶：注堿液→記讀數(shù)→加指示劑。 (2) 滴定 (3) 終點判斷：等到滴入最后一滴標準液，指示劑變色，且在半分鐘內(nèi)不恢復原來的顏色，視為滴定終點并記錄標準液的體積。 四．數(shù)據(jù)處理 按上述操作重復二至三次，求出用去標準鹽酸體積的平均值，再根據(jù)c(NaOH)＝計算。 典例1 用滴定法測定Na2CO3(含NaCl雜質(zhì))的質(zhì)量分數(shù)，下列操作會引起測定值偏高的是(　　) A．試樣中加入酚酞作指示劑，用標準液進行滴定 B．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入標準酸液進行滴定 C．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，直接加入待測溶液滴定 D．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測液，取20.00 mL進行滴定 【答案】　B 【解析】　滴定管應用待裝液進行潤洗，否則會引起待裝液濃度下降，若為標準酸液會引起測定值偏高，若為待測液會引起測定值偏低。 典例2 （2014課標Ⅰ）下列有關儀器的使用方法或?qū)嶒灢僮髡_的是( ) A．洗凈的錐形瓶和容量瓶可以放進烘箱中烘干 B．酸式滴定管裝標準液前，必須先用該溶液潤洗 C．酸堿滴定實驗中，用待測溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差 D．用容量瓶配溶液時，若加水超過刻度線，立即用滴定管吸出多余液體。 【答案】B 重難突破 一. 實驗探究 恰好中和＝酸堿恰好完全反應≠溶液呈中性≠滴定終點。 2．在酸堿中和滴定誤差分析中，要看清楚標準液與待測液的位置。標準液在滴定管中與標準液在錐形瓶中產(chǎn)生誤差情況相反。 3．誤差分析 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚酞作指示劑)為例，常見的因操作不正確而引起的誤差有： 步驟 操作 VA cB 洗滌 酸式滴定管未用標準酸溶液潤洗 變大 偏高 堿式滴定管未用待測溶液潤洗 變小 偏低 錐形瓶用待測溶液潤洗 變大 偏高 錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水 不變 無影響 取液 放出堿液的滴定管開始有氣泡，放出液體后氣泡消失 變小 偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有氣泡，滴定終點時氣泡消失 變大 偏高 振蕩錐形瓶時部分液體濺出 變小 偏低 部分酸液滴在錐形瓶外 變大 偏高 溶液顏色較淺時滴入酸液過快，停止滴定后反加一滴堿液顏色無變化 變大 偏高 讀數(shù) 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確，滴定后俯視讀數(shù)(或前仰后俯) 變小 偏低 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視讀數(shù)(或前俯后仰) 變大 偏高 典例1 用標準鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉溶液，下列操作導致結(jié)果偏低的是(　　) ① 錐形瓶用蒸餾水洗凈后，再用待測液潤洗2～3次 ② 滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失 ③ 滴定前仰視讀數(shù)，滴定后平視讀數(shù) ④ 搖動錐形瓶時，有少量液體濺出 ⑤ 滴定時，錐形瓶里加入少量蒸餾水稀釋溶液 A．③　　　 B．④⑤ C．①②③ D．③④ 【答案】D 二. 中和滴定的遷移應用 1. 氧化還原滴定 典例2 (1) 用重鉻酸鉀法(一種氧化還原滴定法)可測定產(chǎn)物Fe3O4中的二價鐵含量。若需配制濃度為0.010 00 molL－1的K2Cr2O7標準溶液250 mL，應準確稱取________g K2Cr2O7(保留4位有效數(shù)字，已知MK2Cr2O7＝294.0 gmol－1)。配制該標準溶液時，下列儀器中不必要用到的有________(用編號表示)。 ① 電子天平?、?燒杯?、?量筒?、?玻璃棒?、?容量瓶?、?膠頭滴管?、?移液管 (2) 滴定操作中，如果滴定前裝有K2Cr2O7標準溶液的滴定管尖嘴部分有氣泡，而滴定結(jié)束后氣泡消失，則測定結(jié)果將________(填“偏大”“偏小”或“不變”)。 ⑶ 取Ce(OH)4產(chǎn)品0.536 g，加硫酸溶解后，用0.100 0 molL－1 FeSO4標準溶液滴定至終點時(鈰被還原為Ce3＋)，消耗25.00 mL標準溶液。該產(chǎn)品中Ce(OH)4的質(zhì)量分數(shù)為________。 【答案】　Ⅰ. (1) 0.735 0?、邰摺?2) 偏大?、? 97.0 2. pH曲線的理解 ⑴ 強堿滴定強酸 ⑵ 弱酸滴定強堿 典例3 （2015廣東）準確移取20.00mL某待測HCl溶液于錐形瓶中，用0.1000molL-1NaOH溶液滴 定，下列說法正確的是（ ） A．滴定管用蒸餾水洗滌后，裝入NaOH溶液進行滴定 B．隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中溶液pH由小變大 C．用酚酞作指示劑，當錐形瓶中溶液由紅色變無色時停止滴定 D．滴定達終點時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴，則測定結(jié)果偏小 【答案】B 【解析】滴定管用蒸餾水洗滌后，沒有用標準液洗滌，裝入NaOH溶液進行滴定會造成NaOH溶液的 濃度變小，用量增多，結(jié)果偏大，A錯；酸中滴入堿，溶液的堿性增強，酸性減弱，溶液pH由小變大，B對；用酚酞作指示劑，錐形瓶溶液開始是無色的，當錐形瓶中溶液由無色變紅色，而且半分鐘內(nèi)不褪色時，證明滴定達到了滴定終點，C錯；滴定達終點時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴，造成堿的用量偏多，則測定結(jié)果偏大，D錯。 典例4 室溫下，用0.10 molL－1的鹽酸滴定20.00 mL 0.10 molL－1的某堿BOH溶液得到的滴定曲線如圖所示： 下列判斷不正確的是(　　) A．a(chǎn)點時，溶液呈堿性，溶液中c(B＋)>c(Cl－) B．b點時溶液的pH＝7 C．當c(Cl－)＝c(B＋)時，V(HCl)<20.00 mL D．c點時溶液中c(H＋)約為0.03 molL－1 【答案】　B 跟蹤訓練 1．（2016北京）在兩份相同的Ba(OH)2溶液中，分別滴入物質(zhì)的量濃度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其導電能力隨滴入溶液體積變化的曲線如右圖所示。下列分析不正確的是 A．①代表滴加H2SO4溶液的變化曲線 B．b點，溶液中大量存在的離子是Na+、OH– C．c點，兩溶液中含有相同量的OH– D．a(chǎn)、d兩點對應的溶液均顯中性 2．(2016浙江)苯甲酸鈉（，縮寫為NaA）可用作飲料的防腐劑。研究表明苯甲酸（HA）的抑菌能力顯著高于A–。已知25 ℃時，HA的Ka=6.2510–5，H2CO3的Ka1=4.1710–7，Ka2=4.9010–11。在生產(chǎn)碳酸飲料的過程中，除了添加NaA外，還需加壓充入CO2氣體。下列說法正確的是（溫度為25℃，不考慮飲料中其他成分） A．相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較低 B．提高CO2充氣壓力，飲料中c(A–)不變 C．當pH為5.0時，飲料中=0.16 D．碳酸飲料中各種粒子的濃度關系為：c(H+)=c()+c()+c(OH–)–c(HA) 3．（2015安徽）25℃時，在10mL濃度均為0.1mol/LNaOH和NH3H2O混合溶液中，滴加0.1mol/L的鹽酸，下列有關溶液中粒子濃度關系正確的是（ ） A．未加鹽酸時：c(OH－)＞c(Na＋)= c(NH3H2O) B．加入10mL鹽酸時：c(NH4＋) ＋c(H＋) ＝ c(OH－) C．加入鹽酸至溶液pH=7時：c(Cl－) = c(Na＋) D．加入20mL鹽酸時：c(Cl－) ＝c(NH4＋) ＋c(Na＋) 4．（2014山東）下列實驗操作或裝置（略去部分加持儀器）正確的是 5.（2014重慶）中華人民共和國國家標準（GB2760－2011）規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25g/L。某興趣小組用題9圖1裝置（夾持裝置略）收集某葡萄酒中SO2，并對含量堿性測定。 （1）儀器A的名稱是_______，水通入A的進口為_________。 （2）B中加入300.00ml葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為______________。 （3）除去C中過量的H2O2，然后用0.0900mol/LNaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇題9中圖2中的_____；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為__________；若用50ml滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖凇?0”處，則管內(nèi)液體的體積（填序號）____（①＝10ml，②＝40ml，③＜10ml，④＞40ml） （4）滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00ml，該葡萄酒中SO2含量為：__g/L。 （5）該測定結(jié)果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施_______。 1. 【答案】C 2. 【答案】C 【解析】A．根據(jù)題意，苯甲酸（HA）的抑菌能力顯著高于A–，相比于未充CO2的飲料，碳酸飲料的抑菌能力較高，A項錯誤；B．提高CO2充氣壓力，CO2+H2O+A?HA+HCO3-，平衡右移，飲料中c(A–)減小，B項錯誤；C．當pH為5.0時，飲料中=c(H+)Ka=10-5（6.2510–5）=0.16,C項正確；D．根據(jù)電荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(A-)，根據(jù)物料守恒得c(Na+)=c(A-)+c(HA)，兩式聯(lián)立，消去c(Na+)得c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)-c(HA)，故D項錯誤；答案選C。 3.【答案】B 【解析】A、混合溶液中，氫氧化鈉和一水合氨的混合比例未知，故無法判斷c(Na＋)= c(NH3H2O)，故A錯誤；B、加入10mL鹽酸時，c（Cl-）=c(Na+)，又根據(jù)電荷守恒得到：c(NH4＋) ＋c(H＋) + c(Na+)＝ c(OH－)+c（Cl-），所以c(NH4＋) ＋c(H＋) ＝ c(OH－)，B正確；C、根據(jù)電荷守恒得到：c(NH4＋) ＋ c(H＋) + c(Na+)＝ c(OH－)+c（Cl-），pH=7時，即c(H＋) ＝ c(OH－)，所以c(NH4＋) + c(Na+)＝ c（Cl-）， c(Cl－) >c(Na＋)，故C錯誤；D、加入20mL鹽酸時， c（Cl-）=2 c(Na＋),由于銨根離子的水解，c(NH4＋) ﹤c(Na+)，所以c(Cl－)>c(NH4＋) ＋c(Na＋)，故D錯誤，此題選B。 4.【答案】C 5. 【答案】（1）冷凝管或冷凝器；b （2）SO2＋H2O2＝H2SO4 （3）③；酚酞；④ （4）0.24 （5）原因：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸例如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響。 【解析】（1）根據(jù)儀器的構(gòu)造特點可知，儀器A是冷凝管或冷凝器。冷凝時冷卻水的流向應該是下口進，上口出，即水通入A的進口是b。 （2）SO2具有還原性，雙氧水具有氧化性，二者混合發(fā)生氧化還原反應生成硫酸，反應的化學方程式為SO2＋H2O2＝H2SO4。 （3）氫氧化鈉是堿，應該用堿式滴定管盛放。排液時將將乳管向上彎曲，同時拇指和食指捏住玻璃珠附近的橡皮管且用力擠捏，使溶液迅速排出，趕走氣泡，即選擇③。滴定終點時的pH＝8.8，說明溶液顯堿性，則指示劑的變色范圍在堿性條件下，甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，酚酞的變色范圍是8.2～10.0，所以選擇的指示劑是酚酞。由于滴定管的刻度自上而下逐漸增大，且最下面一段沒有刻度線，因此該滴定管中實際溶液的體積是＞50ml－10ml＝40mol。 （4）根據(jù)方程式可知2NaOH～H2SO4～SO2，則SO2的質(zhì)量是64g/mol＝0.072g，則該葡萄酒中SO2的含量為＝0.24g/L。 （5）由于鹽酸是揮發(fā)性酸，進入C裝置的氣體除了SO2外還有氯化氫，氯化氫也與氫氧化鈉反應，從而使得消耗氫氧化鈉溶液的體積增加，導致測定結(jié)果偏高。因此改進的措施為用不揮發(fā)的強酸，例如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，扣除鹽酸揮發(fā)的影響。