高考化学 第8章水溶液中的离子平衡第2节 水的电离和溶液的酸碱性 考点3酸碱中和滴定讲与练.docx

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高考化学第8章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性考点3酸碱中和滴定讲与练

考点三　酸碱中和滴定

李仕才

1．实验原理

（1）概念：

用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法。

（2）原理：

c待＝

（以一元酸与一元碱的滴定为例）。

（3）酸碱中和滴定的关键

①准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。

②选取适当指示剂，准确判断滴定终点。

2．实验用品

（1）仪器：

酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。

（2）试剂：

标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

（3）滴定管。

①构造：

“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。

②精确度：

读数可估计到0.01mL。

③洗涤：

先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。

④排泡：

酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。

⑤使用注意事项。

3．实验操作（以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例）

（1）滴定前的准备。

①滴定管：

检查是否漏水→蒸馏水洗涤→用待装液润洗→装液→排泡→调液面→记录。

②锥形瓶：

蒸馏水洗涤→装液→加指示剂。

（2）滴定。

（3）终点判断：

等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点，并记录标准液的体积。

4．数据处理

按上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c（NaOH）＝

计算。

但要注意某个数值与其他数据相差较大时，可以舍去。

5．误差分析

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（酚酞作指示剂）因操作不当引起的V（标）及c（待测）的变化见下表：

判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）

1．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。

（　×　）

2．酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差。

（　×　）

3．滴定管的读数为24.6mL。

（　×　）

4．中和滴定时眼睛必须注视锥形瓶内溶液颜色的变化。

（　√　）

5．用碱式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液。

（　×　）

6．滴定管在加入待装液之前一定要用所要盛装的待装液润洗2～3次。

（　√　）

7．容量为25mL的滴定管，滴定过程中要用去10.00mL的液体，此时滴定管中剩余液体的体积为15mL。

（　×　）

8．在中和滴定实验中，滴定前盛标准液的滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，测定结果待测液浓度偏高。

（　√　）

1．中和滴定终点是指示剂颜色发生突变的点，但不一定是酸碱恰好中和的点。

通常有一定误差（允许误差）。

2．滴定停止后，必须等待1～2分钟，待附着在滴定管内壁的溶液流下后，再进行读数。

3．中和滴定中指示剂的选择原则

指示剂选择的基本原则是：

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，指示剂的用量不宜过多，温度不宜过高。

（1）不能用石蕊作指示剂，原因是石蕊溶液变色范围较宽，且在滴定终点时颜色的变化不易区分。

（2）滴定终点溶液为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸。

（3）滴定终点溶液为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。

（4）强酸滴定强碱或强碱滴定强酸用甲基橙或酚酞都可以。

一、中和滴定操作和误差分析

1．在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol/LHCl溶液，其液面恰好在5mL刻度处。

若把滴定管内溶液全部放入烧杯中，再用0.1mol/LNaOH溶液进行中和，则所需NaOH溶液的体积（　　）

A．大于20mLB．小于20mL

C．等于20mLD．等于5mL

解析：

酸式滴定管的25.00mL刻度的下端无刻度，所以其液面恰好在5mL刻度处时，所量取的溶液的体积要大于20mL，则用0.1mol/L的氢氧化钠溶液中和时，需要的氢氧化钠溶液的体积大于20mL，答案选A。

答案：

A

2．准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定，下列说法正确的是（　　）

A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定

B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大

C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定

D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小

解析：

滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液，相当于将溶液稀释了，应用标准NaOH溶液润洗后再装入标准NaOH溶液进行滴定，A项错误；随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中的盐酸被中和，锥形瓶中溶液pH由小变大，B项正确；用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由无色变红色且半分钟不褪色，则停止滴定，C项错误；滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则导致计算时的NaOH溶液体积偏大，引起测定结果偏大，D项错误。

答案：

B

3．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，从下表中选出正确选项（　　）

解析：

解答本题的关键是：

①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项，②指示剂的变色范围。

酸式滴定管不能盛放碱，而碱式滴定管不能盛放酸，指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙，不能选用石蕊。

答案：

D

4．用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸，若测定结果偏低，其原因可能是（　　）

A．配制标准溶液的固体KOH中混有NaOH杂质

B．滴定到终点读数时，仰视滴定管的刻度，其他操作正确

C．盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗

D．滴定到终点读数时，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液

解析：

A项将会使标准碱液的c（OH－）偏大，滴定时耗用的V（OH－）偏小，导致结果偏低，正确；B项滴定终点时仰视读数，将使读取碱液的体积偏大，测定结果偏高，错误；C项用未知液润洗锥形瓶将使测定结果偏高，错误；D项尖嘴处悬挂溶液将使读取的标准液体积偏大，测定结果偏高，错误。

答案：

A

5．某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。

请回答下列问题：

（1）用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视__________________________，直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并________________为止。

（2）下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________（填字母序号）。

A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸

B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥

C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失

D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数

（3）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________mL，终点读数为________mL，所用盐酸溶液的体积为________mL。

（4）某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示：

依据表中数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。

解析：

在求c（NaOH）和进行误差分析时应依据公式：

c（NaOH）＝

。

欲求c（NaOH），须先求V[（HCl）aq]再代入公式；进行误差分析时，要考虑实际操作对每一个量即V[（HCl）aq]和V[（NaOH）aq]的影响，进而影响c（NaOH）。

（1）考查酸碱中和滴定实验的规范操作。

（2）考查由于不正确操作引起的误差分析。

A项，滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸稀释，消耗相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；B项，用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH－的物质的量，也就不影响结果；C项，若排出气泡，液面会下降，故读取V酸偏大，结果偏高；D项，读取盐酸体积偏小，结果偏低。

（3）读数时，以凹液面的最低点为基准。

（4）先算出耗用标准盐酸的平均值

＝

＝26.10mL（第二次偏差太大，舍去），c（NaOH）＝

＝0.1044mol·L－1。

答案：

（1）锥形瓶中溶液的颜色变化　在半分钟内不变色

（2）D　（3）0.00　26.10　26.10

（4）

＝

＝26.10mL，c（NaOH）＝

＝0.1044mol·L－1

二、滴定终点的描述

6．

（1）用amol·L－1的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液，用酚酞作指示剂，达到滴定终点的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

若用甲基橙作指示剂，滴定终点现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（2）用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液，以测定水中SO2的含量，应选用________作指示剂，达到滴定终点的现象是________________________________________________________________________。

（3）用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液，以测定水中SO2的含量，是否需要选用指示剂________（填“是”或“否”），达到滴定终点的现象是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。

（4）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：

一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再用KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋，滴定Ti3＋时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________________________________________________________________________________，

达到滴定终点时的现象是________________________________________________________________________。

答案：

（1）滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复红色　当滴入最后一滴标准液，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复黄色

（2）淀粉溶液　当滴入最后一滴标准液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色

（3）否　当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液，溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色

（4）Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋　当滴入最后一滴标准液，溶液变成红色，且半分钟内不褪色

三、滴定曲线的分析

7．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点时恰好完全中和，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

解析：

由图可知，盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，都是0.1mol·L－1，A错误；P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等，恰好完全中和，溶液呈中性，故B项正确；曲线a对应的溶液起点的pH等于1，故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，C项错误；强酸和强碱的中和滴定，达到终点时溶液为中性，指示剂选择酚酞或甲基橙都可以，D项错误。

答案：

B

8．常温下，用0.10mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.10mol·L－1HCl溶液和20.00mL0.10mol·L－1CH3COOH溶液，得到2条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．图2是滴定盐酸的曲线

B．a与b的关系是：

a

C．E点对应离子浓度由大到小的顺序为：

c（CH3COO－）>c（Na＋）>c（H＋）>c（OH－）

D．这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂

解析：

如果酸为强酸，则0.1000mol·L－1酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图1为盐酸滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点氢氧化钠溶液的体积是20mL，酸和碱的物质的量相等，二者恰好反应生成强酸强碱盐，其溶液呈中性；醋酸溶液中滴入的氢氧化钠溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以氢氧化钠溶液的体积小于20.00mL，a>b，故B错误；E点溶液的成分为醋酸钠和醋酸，溶液呈酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，盐类水解程度较小，则溶液中离子浓度为c（CH3COO－）>c（Na＋）>c（H＋）>c（OH－），故C正确；氢氧化钠和盐酸反应恰好呈中性，可以选择甲基橙或酚酞；氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性，只能选择酚酞，故D错误。

答案：

C

9.已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。

该温度下，向20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L－1KOH溶液，其pH变化曲线如图所示（忽略温度变化）。

请回答下列有关问题：

（1）a点溶液中c（H＋）为________，pH约为________。

（2）a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________，滴定过程中宜选用________作指示剂，滴定终点在________（填“c点以上”或“c点以下”）。

（3）若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________（填序号）。

解析：

（1）电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。

由K＝

得，c（H＋）＝

mol·L－1＝4×10－4mol·L－1。

（2）a点是醋酸溶液，b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d点是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK水解促进水的电离，所以c点溶液中水的电离程度最大。

由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。

滴定终点应在c点以上。

（3）由于稀氨水显碱性，首先排除选项A和C；两者恰好反应时溶液显酸性，排除选项D，故正确的答案为B。

答案：

（1）4×10－4mol·L－1　3.4

（2）c点　酚酞　c点以上　（3）B

　酸碱中和滴定的拓展应用——

沉淀滴定和氧化还原滴定

1沉淀滴定

（1）概念：

沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。

生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，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－浓度。

（2）原理：

沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，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小，否则不能用这种指示剂。

如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrO

为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。

2氧化还原滴定

（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）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。

（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）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溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入一滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，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＋I2===Na2S4O6＋2NaI。

指示剂：

用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴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。

1．KMnO4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液，由于KMnO4的强氧化性，它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原，生成难溶性物质MnO（OH）2，因此配制KMnO4标准溶液的操作如下所述：

①称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中，将溶液加热并保持微沸1h；

②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO（OH）2；

③过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂瓶中并放在暗处；

④利用氧化还原滴定法，在70～80℃条件下用基准试剂（纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质）溶液标定其浓度。

请回答下列问题：

（1）准确量取一定体积的KMnO4溶液需要使用的仪器是__________。

（2）在下列物质中，用于标定KMnO4溶液的基准试剂最好选用________（填字母）。

A．H2C2O4·2H2OB．FeSO4

C．浓盐酸D．Na2SO3

（3）若准确称取Wg

（2）中所选的基准试剂溶于水配成500mL溶液，取25.00mL置于锥形瓶中，用KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液VmL。

KMnO4溶液的物质的量浓度为________mol·L－1。

（4）若用放置两周的KMnO4标准溶液去测定水样中Fe2＋的含量，测得的浓度值将________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

解析：

（1）KMnO4溶液具有强氧化性，能将碱式滴定管下端的橡胶管腐蚀，所以不能用碱式滴定管量取，可以用酸式滴定管量取。

（2）H2C2O4·2H2O在常温常压下是稳定的结晶水合物；FeSO4在空气中不稳定，易被氧化，铁元素的化合价从＋2价升高到＋3价；浓盐酸易挥发；Na2SO3在空气中不稳定，易被氧化成Na2SO4。

（3）根据得失电子守恒有关系式：

5（H2C2O4·2H2O）～2KMnO4，则KMnO4溶液的浓度为c（KMnO4）＝

＝

mol·L－1。

（4）在放置过程中，由于空气中还原性物质的作用，使KMnO4溶液的浓度变小了，再去滴定水样中的Fe2＋时，消耗KMnO4溶液（标准溶液）的体积会增大，导致计算出来的c（Fe2＋）会增大，测定的结果偏高。

答案：

（1）酸式滴定管　

（2）A　（3）

　（4）偏高

2．酱油是一种常用调味剂，根据国际要求酱油中NaCl的含量不应低于15g/100mL。

莫尔法是较简单的一种测量Cl－含量的方法。

现采用该法测量某市售酱油是否符合NaCl含量标准要求。

实验原理如下（25℃）：

Ag＋＋Cl－===AgCl↓（白色）　Ksp（AgCl）＝1.8×10－10

2Ag＋＋CrO

===Ag2CrO4↓（砖红）　Ksp（Ag2CrO4）＝1.9×10－12

准确移取酱油样品5.00mL稀释至100mL。

从其中取出10.00mL置于锥形瓶中，再向其中加入适量的铬酸钾溶液，以0.1000mol/L的硝酸银标准溶液滴定，重复实验三次。

（1）样品稀释过程中，用________移取酱油样品，应在____________中定容，还需用到的玻璃仪器有________________________________。

（2）标准硝酸银溶液用棕色瓶盛装的原因是________________________________。

滴定中眼睛应注视__________，出现________________即达到滴定终点。

（3）滴定结束时，滴定管中液面如图所示，则读数为________。

（4）若三次消耗硝酸银标准溶液的平均体积为12.50mL，则稀释后的酱油中NaCl的浓度为________mol/L，该市售酱油是否符合NaCl含量标准________（填“符合”或“不符合”）。

解析：

（1）取5.00mL溶液，用酸式滴定管或移液管。

准确配制100mL溶液需要用到100mL容量瓶、烧杯（稀释）、玻璃棒（引流）、胶头滴管（定容）。

（2）AgNO3见光易分解，所以用棕色瓶盛装。

滴定时眼睛注视锥形瓶中颜色变化，当最后一滴滴下时，出现淡红色沉淀，且半分钟内不再消失，说明达到终点。

因为AgCl溶解度小，所以Cl－先沉淀，当Cl－沉淀完全时，CrO

才沉淀且生成砖红色沉淀，由于量少且混在白色沉淀中，所以显淡红色。

（3）滴定管读数读到小数点后2位，为12.70mL。

（4）c（Cl－）＝

＝0.1250mol·L－1。

5.00mL酱油稀释为100mL，原酱油中的c（NaCl）＝2.5mol·L－1，取100mL，m（NaCl）＝2.5mol·L－1×0.1L×58.5g·mol－1＝14.625g<15g，不符合标准。

答案：

（1）酸式滴定管或移液管　100mL容量瓶　烧杯、玻璃棒、胶头滴管

（2）硝酸银见光易分解　锥形瓶中颜色变化　淡红色沉淀，不再消失

（3）12.70mL

（4）0.1250　不符合