2019届一轮复习人教版中和滴定学案

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第28讲　中和滴定 ‎1．实验原理 利用酸碱中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝。‎ 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(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。‎ ‎(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。‎ ‎(3)滴定管特征和使用要求 ‎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0.01 mL。‎ ‎③洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗2～3次。‎ ‎④排气泡：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滴定管的选用 酸性、氧化性的试剂用酸式滴定管，因为酸性和氧化性物质易 腐蚀橡胶。‎ 碱性的试剂用碱式滴定管，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。‎ ‎3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)‎ ‎(1)滴定准备“八动词”‎ ‎ ‎ ‎(2)滴定过程“三动作”‎ ‎(3)终点判断“两数据”‎ ‎①最后一滴：滴入最后一滴，溶液颜色发生突变。‎ ‎②半分钟：颜色突变后，经振荡半分钟内不复原，视为滴定终点。‎ ‎(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。‎ ‎4．常用酸碱指示剂及变色范围 ‎1．正误判断，正确的画“√”，错误的画“×”。‎ ‎(1)中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶(　　)‎ ‎(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点(　　)‎ ‎(3)滴定管盛标准液时，其液面一定要调在0刻度(　　)‎ ‎(4)用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液(　　)‎ ‎(5)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2～3遍(　　)‎ 答案　 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√‎ ‎2．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考如图所示，从下表中选出正确选项(　　)‎ 答案　 D 解析　解答本题的关键是：①‎ 明确酸式、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液，而碱式滴定管不能盛放酸液，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。‎ 考点1　中和滴定及误差分析 典例1　现用中和滴定来测定某烧碱溶液的浓度。‎ ‎(1)滴定：用________式滴定管盛装c mol·L－1盐酸标准液。右图表示某次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置。把用去的标准盐酸的体积填入表格中，此次滴定结束后的读数为________mL，滴定管中剩余液体的体积为________。‎ 该实验应选用________作指示剂。‎ ‎(2)有关数据记录如下：‎ 根据所给数据，写出计算烧碱溶液的物质的量浓度的表达式c＝________________________________(不必化简)。‎ ‎(3)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏高”或“偏低”)：‎ ‎①若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶，则会使测定结果________。‎ ‎②读数时，若滴定前仰视，滴定后俯视，则会使测定结果________。‎ ‎③若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外，则会使测定结果________。‎ ‎④滴加盐酸速度过快，未充分振荡，则看到溶液变色，立刻停止滴定，则会使测定结果________。‎ 解析　(1)盛装盐酸用酸式滴定管；读数注意视线与凹液面最低点水平，精确到小数点后两位；酚酞的变色范围与7最接近。‎ ‎(2)运用c(H＋)·V(H＋)＝c(OH－)·V(OH－)，c(OH－)＝，消耗盐酸的体积取平均值。‎ ‎(3)c(OH－)＝，主要分析对V(H＋)的影响。①不影响V(H＋)，无影响；②V(H＋)偏小，结果偏低；③V(H＋)偏大，结果偏高；④V(H＋)偏小，结果偏低。‎ 答案　 (1)酸　24.90　大于25.10 mL　酚酞 ‎(2) ‎(3)①无影响　②偏低　③偏高　④偏低 名师精讲 ‎1．中和滴定的两个易错点 ‎(1)分清完全中和与恰好为中性 ‎①完全中和强调的是酸、碱恰好反应生成盐，根据酸碱的强弱不同，溶液可能为中性，也可能为酸性或碱性。‎ ‎②‎ 酸碱反应恰好为中性则强调的是反应后溶液为中性，而酸、碱不一定正好反应。可能酸不足，也可能酸过量，也可能恰好反应。这取决于酸碱的相对强弱。‎ ‎(2)酸碱中和滴定指示剂的选择 ‎①指示剂的变色点与滴定终点的pH越接近越好。‎ ‎②指示剂在滴定终点时颜色变化明显，指示准确。‎ ‎③石蕊的“红色→紫色”“紫色→蓝色”的颜色变化不够明显，所以石蕊不能作为酸碱中和反应的指示剂。‎ ‎2．酸碱中和滴定中常见误差分析 ‎(1)误差分析的方法 依据原理c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，所以c(待测)＝，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。V(标准)变大，则c(待测)偏高；V(标准)变小，则c(待测)偏低。‎ ‎(2)常见误差分析 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：‎ ‎1．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。请填写下列空白：‎ ‎(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________________，直到加入最后一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并__________________________。‎ ‎(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)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：‎ 依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。‎ 答案　 (1)锥形瓶中溶液颜色变化　在半分钟内不变色　(2)D ‎(3)＝＝26.10 mL，‎ c(NaOH)＝＝0.1044 mol·L－1‎ 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V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响，进而影响c(NaOH)。‎ ‎(3)先算出耗用标准盐酸的平均值：‎ ＝＝26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)，‎ c(NaOH)＝＝0.1044 mol·L－1。‎ 考点2　酸碱中和滴定曲线分析 典例2　(2016·全国卷Ⅰ)298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L－1氨水中滴入0.10 mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(　　)‎ A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL C．M点处的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)‎ D．N点处的溶液中pH<12‎ 解析　酚酞的变色范围是8.2～10.0，又因为NH4Cl是强酸弱碱盐，水解显酸性，故正好中和时溶液显酸性，盐酸的量不足时溶液可能就褪色了，使测量值偏小，故应用甲基橙作指示剂，A错误；当加入盐酸20.0 mL时正好生成NH4Cl，因为NH的水解使溶液pH<7，而M点对应pH＝7，故加入盐酸少于20.0 mL，B错误；由电荷守恒知：c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，又因pH＝7，故c(H＋)＝c(OH－)，所以c(NH)＝c(Cl－)，但c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c (OH－)，C错误；由0.10 mol·L－1氨水的电离度为1.32%可知： c(OH－)＝0.10 mol·L－1× 1.32%＝0.00132 mol·L－1，所以c(H＋)＝ mol·L－1> mol·L－1＝1.0×10－12 mol·L－1，故pH<12，D正确。‎ 答案　 D 名师精讲 滴定曲线分析的方法 ‎(1)分析步骤：首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱，这在判断滴定终点时至关重要；再次找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)‎ 的位置；最后分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。‎ ‎(2)滴定过程中的定量关系：①电荷守恒关系在任何时候均存在；②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定，但不一定为等量关系。‎ ‎2.常温下，用pH＝m的盐酸滴定20 mL pH＝n的MOH溶液，且m＋n＝14。混合溶液的pH与盐酸体积V的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．a点：c(Cl－)>c(M＋)>c(OH－)>c(H＋)‎ B．b点：MOH和HCl恰好完全反应 C．c点：c(H＋)＝c(OH－)＋c(MOH)‎ D．a点到d点：水电离的c(H＋)·c(OH－)先变大，后变小 答案　 D 解析　m＋n＝14，从图像看出，b点时，盐酸体积与MOH溶液体积相等，溶液呈碱性，说明混合溶液中MOH过量，MOH继续电离，说明MOH是弱碱。A项，a点对应的溶液呈碱性，溶液中离子浓度大小顺序为c(M＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，错误；B项，b点对应的溶液中MOH未完全反应，溶液呈碱性，错误；C项，c点对应的溶液显中性，c(H＋)＝c(OH－)，错误；D项，在碱溶液中滴加盐酸，水的电离程度逐渐增大，当碱与酸恰好完全反应时，水的电离程度最大，然后随着盐酸的不断加入，水的电离受到抑制，则水电离的c(H＋)·c(OH－)先变大，后变小，正确。‎ ‎3．室温下，向a点(pH＝a)的20.00 mL 1.000 mol·L－1氨水中滴入1.000 mol·L－1盐酸，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)‎ A．将此氨水稀释，溶液的导电能力减弱 B．b点溶液中离子浓度大小可能存在：‎ c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)‎ C．c点时消耗盐酸体积V(HCl)<20.00 mL D．a、d两点的溶液，水的离子积Kw (a)＞Kw(d)‎ 答案　 D 解析　A项，稀释氨水，虽然促进一水合氨的电离，但溶液中离子浓度减小，导电能力降低，正确；B项，b点pH>7，c(OH－)>c(H＋)，溶液中电荷守恒为c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，则c(NH)＞c(Cl－)，即c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，正确；C项，溶液显中性时，HCl的物质的量小于一水合氨，所以c点消耗盐酸体积V(HCl)<20.00 mL，正确；D项，d点温度高于a点，水的离子积Kw(a)c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)‎ B．用含a的代数式表示CH3COOH的电离常数 K＝ C．C点对应的溶液中，水电离出的H＋浓度大于10－7 mol·L－1‎ D．D点对应的溶液中，存在如下关系：c(CH3COO－)－c(CH3COOH)＝2c(H＋)－c(OH－)‎ 答案　 B 解析　A项，向NaOH溶液中滴入少量CH3COOH溶液时，可能存在c(Na＋)>c(OH－)>c(CH3COO－)>c(H＋)，错误；B项，加入a mL CH3COOH溶液时，所得溶液呈中性，根据电荷守恒，c(CH3COO－)＝c(Na＋)，溶液中c(H＋)和c(CH3COO－)分别为10－7 mol·L－1和 mol·L－1，过量的c(CH3COOH)为 mol·L－1，则CH3COOH的电离常数K＝‎ eq f(c(H＋)·c(CH3COO－),c(CH3COOH))＝，正确；C项，C点溶液呈酸性，抑制水的电离，错误；D项，所得溶液中含等量的CH3COOH和CH3COONa，根据电荷守恒和物料守恒有c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)和c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＝2c(Na＋)，联立两式得c(CH3COOH)－c(CH3COO－)＝2c(OH－)－2c(H＋)，错误。‎ ‎6．(2017·成都诊断)常温下，向20 mL 0.5 mol·L－1的CH3COOH溶液中逐滴滴加0.5 mol·L－1的NaOH溶液，滴定曲线如图。相关分析正确的是(　　)‎ A．滴加至①时，c(Na＋)＝c(CH3COO－)，酸碱恰好完全反应 B．滴加至②时，c(OH－)－c(H＋)＝c(CH3COOH)‎ C．滴定中，逐渐减小 D．滴定中，c(CH3COOH)与c(CH3COO－)之和保持不变 答案　 B 解析　A项，滴加到①时，溶液为中性，则c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒可知c(Na＋)＝c(CH3COO－)，若恰好反应，则为CH3COONa溶液，溶液显碱性，则①点时醋酸过量，错误；B项，滴加到②点时，溶液为CH3COONa溶液，溶液中OH－源于水的电离，CH3COO－水解，根据质子守恒c(OH－)＝c(H＋)＋c(CH3COOH)，正确；C项，溶液中存在平衡，CH3COOH??CH3COO－＋H＋，加入NaOH，H＋‎ 浓度减小，平衡正向移动，则比值增大，错误；D项，由物料守恒知，滴定中，CH3COOH分子和CH3COO－的物质的量和不变，但溶液的体积增大，二者的浓度和会减小，错误。‎ ‎7．H2S2O3是一种弱酸，实验室欲用0.01 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液，发生的反应为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。下列说法合理的是(　　)‎ A．该滴定可用甲基橙作指示剂 B．Na2S2O3是该反应的还原剂 C．该滴定可选用如图所示装置 D．该反应中每消耗2 mol Na2S2O3，电子转移数为4 mol 答案　 B 解析　溶液中有单质碘，应加入淀粉溶液作指示剂，A错误；Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化，作还原剂，B正确；Na2S2O3溶液显碱性，应该用碱式滴定管，C错误；反应中每消耗2 mol Na2S2O3，电子转移数为2 mol，D错误。‎ ‎8．常温下，用0.1000 mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1000 mol/L盐酸和20.00 mL 0.1000 mol/L醋酸溶液，得到2条滴定曲线，如图所示。若以HA表示酸，下列说法正确的是(　　)‎ A．滴定盐酸的曲线是图2‎ B．达到B、D状态时，两溶液中离子浓度均为c(Na＋)＝c(A－)‎ C．达到B、E状态时，反应消耗的n(CH3COOH)>n(HCl)‎ D．当0c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)‎ 答案　 B 解析　HCl是强电解质，醋酸是弱电解质，它们浓度相等时，盐酸的pH小于醋酸，滴定盐酸的曲线是图1，A错误；达到B、D状态时，两溶液中c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒，c(Na＋)＝c(A－)，B正确；达到B、E状态时，加入氢氧化钠溶液体积相等，反应消耗的n(CH3COOH)＝n(HCl)，C错误；滴定不同的酸，0c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)‎ C．C点：c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)‎ D．水电离出来的c(OH－)：B>D 答案　 D 解析　向H2A溶液中加入少量水，H2A、H＋的浓度均减小，＝＝，则增大，故A正确；10 mL 0.1 mol·L－1 NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L－1H2A溶液反应恰好生成NaHA，此时溶液呈酸性，HA－的电离程度大于其水解程度，所以B点有c(Na＋)＞c(HA－)>c(H＋)>c(A2－) >c(OH－)，故B正确；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)，C点溶液呈中性，所以c(Na＋)＝c(HA－)＋2c(A2－)，故C正确，D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A，A2－水解促进水的电离，B点为NaHA溶液，HA－电离使溶液呈酸性，抑制水的电离，所以水电离出来的c(OH－)：B

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