第十一单元 水溶液中的离子平衡（3）
2015-11-25 09:49:37 来源： 撰稿：董啸 摄影摄像： ; 评论：0 点击：
第十一单元 水溶液中的离子平衡（3）
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授课人：董 啸 |
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①掌握原电离平衡原理、盐类水解的原理； |
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教学目标： |
②掌握溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算； |
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③利用平衡移动原理解释某些问题。
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教学重点： |
液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算 |
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教学难点： |
利用平衡移动原理解释某些问题 |
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教学方法： |
精讲精炼，分析比较，发现规律 |
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教学过程： |
第三课时 |
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基础知识精析
三、酸碱中和滴定
1、定义：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)的实验方法叫做酸碱中和滴定。
2、原理：测出恰好完全反应的酸和碱的体积，根据化学方程式中的酸和碱的物质的量之比，通过计算得出未知溶液的浓度。
C(酸)×V(酸)=c(碱)×V(碱) (一元酸碱)
3、成功的关键：
①准确测定两种溶液的体积；②准确判断滴定终点。
4、具体做法:
①仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管夹、烧杯等。
酸式滴定管：不能盛放碱液、水解呈破性的盐溶液、氢氟酸；
碱式滴定管：不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液。
②试剂：标准溶液、待测溶液、蒸馏水、指示剂
【拓展知识】
指示剂的选择：选择指示剂时，滴定终点前后溶液的颜色改变，颜色变化对比明显，变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
常用酸碱指示剂及变色范围
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指示剂 |
变色范围的pH |
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石蕊 |
<5.0红色 |
5.0～8.0紫色 |
>8.0蓝色 |
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甲基橙 |
<3.1红色 |
3.1～4.4橙色 |
>4.4黄色 |
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酚酞 |
<8.2无色 |
8.2～10.0浅红色 |
>10.0红色 |
(1)强酸与强碱的中和滴定，到达终点时，pH变化范围很大，一般用酚酞，也可用甲基橙。
(2)强酸滴定弱碱恰好完全反应时，生成的盐水解使溶液呈酸性，故选择在酸性范围内变色的指示剂——甲基橙。
(3)强碱滴定弱酸．恰好完全反应时，生成的盐水解使溶液呈碱性，故选择在碱性范围内变色的指示剂——酚酞。
注意：一般不用石蕊试液。原因是其溶液颜色变化对比不明显，且变色范围较大。
③操作过程：
a.准备：滴定管（检漏、润洗、装液、调零）、锥形瓶（洗涤、取液、读数、加指示剂）；
b.滴定：将滴定管中的液体逐渐加入锥形瓶中（先快后慢），直到指示剂的颜色恰好发生变化且半分钟不变化为止，记录所得数据，并重复测2～3次；
c.计算：将所得数据代入公式进行计算。
【注意】
a.一般待测液装在锥形瓶中，标准液装在滴定管中；
b.锥形瓶不能润洗；
c.滴定过程中用左手握活塞旋转开关，右手不断旋转荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中颜色变化；
d.滴定结果计算时应取平均值。
5、误差分析:
①分析依据：
(a表示酸与碱反应的化学计量数比)
②分析方法：以待测液加入锥形瓶为准分析
实际操作中可能会引起c标、V标、V待的变化，但在计算时，c标和V待（是固定值、不变量）都作为已知量计算，只有滴定管中所消耗的标准液的体积V标随不同操作而变化，即V标是一个变量。
分析时只要看操作对V标的影响如何，如果操作使V标增大则所测的待测液的浓度偏大，反之则偏小。
③误差的分类：
A.偏高
a．滴定管未润洗，直接装标准液；
b．锥形瓶水洗后，用待测液润洗；
c．滴定前滴定管内有气泡，滴定后滴定管内气泡消失；
d．滴定时标准液滴在锥形瓶外；
e．滴定终点时仰视读数；
f．滴定终点时待测液过量；
g．滴定开始时俯视读数，滴定终点时仰视读数。
B.偏低
a．取待测液的滴定管或移液管水洗后未润洗；
b．取待测液时有损失；
c．滴定终点时俯视读数；
d．滴定开始时仰视读数，滴定终点时俯视读数；
e．溶液颜色刚刚出现变化就停止滴定。
C. 无影响
a．锥形瓶水洗后，未干燥也未用待测液润洗；
b．滴定管调零时，液面低于零刻度（读数是准确的）；
c．滴定前向锥形瓶中加入蒸馏水。
【活学活用】以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：
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步骤 |
操作 |
V(标准) |
c(待测) |
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洗涤 |
酸式滴定管未用标准溶液润洗 |
变大 |
偏高 |
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碱式滴定管未用待测溶液润洗 |
变小 |
偏低 |
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锥形瓶用待测溶液润洗 |
变大 |
偏高 |
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锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 |
不变 |
无影响 |
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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 |
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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 |
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振荡锥形瓶时部分液体溅出 |
变小 |
偏低 |
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部分酸液滴出锥形瓶外 |
变大 |
偏高 |
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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 |
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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 |
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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 |
6、答题方法
①滴定终点的判断答题模板：当滴入最后一滴××××××标准溶液后，溶液变成××××××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。
②图解量器的读数方法
平视读数：如图1实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体；读取液体体积时，视线应与凹液面最低点保持水平，视线与刻度的交点即为读数(即凹液面定视线，视线定读数)。
俯视读数：俯视如图2当用量筒测量液体的体积时，由于俯视视线向下倾斜，寻找切点的位置在凹液面的上侧，读数高于正确的刻度线位置，即读数偏大。
仰视读数：如图3读数时，由于视线向上倾斜，寻找切点的位置在液面的下侧，因滴定管刻度标法与量筒不同，这样仰视读数偏大。
俯视和仰视的误差，还要结合具体仪器进行分析，因为量筒刻度从下到上逐渐增大；而滴定管刻度从下到上逐渐减小，并且滴定管中液体的体积是两次体积读数之差，在分析时还要看滴定前读数是否正确，然后才能判断实际量取的液体体积是偏大还是偏小。
【深度思考】
1．酸式滴定管怎样查漏？
答案 向已洗净的滴定管中装上一定体积的水，安置在滴定管夹上直立静置两分钟，观察有无水滴漏下。然后将活塞旋转180°，再静置两分钟，观察有无水滴漏下，如均不漏水，滴定管即可使用。
2．容量为25 mL的滴定管，滴定过程中用去10.00 mL的液体，此时滴定管中剩余液体的体积为15 mL吗？
答案 由于滴定管的“0”刻度在滴定管的上方；滴定管下端是没有刻度的，故剩余液体体积大于15 mL。
3．(1)滴定管为什么要润洗？锥形瓶需要润洗吗？(2)读数时为什么要平视凹液面？(3)滴定管排空气的目的是什么？
答案 (1)滴定管不润洗相当于对所盛装溶液的稀释，锥形瓶不需润洗，润洗后相当于所盛装溶液的物质的量增大。(2)仰视读数偏大，俯视读数偏小。(3)如不排空气，取液时体积变小，滴定时体积变大。
4．KMnO4(H＋)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中？
答案：强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中，碱性溶液应盛放在碱式滴定管中。即酸性KMnO4溶液、稀盐酸、溴水应盛放在酸式滴定管中，Na2CO3溶液应盛放在碱式滴定管中。
5．滴定管盛标准溶液时，其液面一定要在0刻度吗？
答案：不一定。只要在0刻度或0刻度以下某刻度即可，但一定要记录下滴定开始前液面的读数。
6．(1)中和滴定的关键是什么？(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗？
答案 (1)中和滴定的关键：①准确测定两种反应物溶液的体积；②确保标准液浓度的准确；③滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)。
(2)滴定终点是指示剂颜色发生突变的点，不一定是酸碱恰好中和的点。
7．右图为室温时向25 mL某浓度的NaOH溶液中逐滴滴加0.2 mol·L－1的CH3COOH溶液的过程中pH的变化曲线。
(1)图中NaOH的物质的量浓度为_________mol·L－1。
(2)G点溶液呈中性，则二者恰好完全反应的点是在FG区间还是GH区间？________区间。
答案 (1)0.1 (2)FG
解析 向NaOH溶液中滴加醋酸，起点pH＝13，NaOH的浓度为0.1 mol·L－1。二者恰好完全反应时，生成CH3COONa，此时溶液呈碱性，应该在FG之间。
【知识拓展】中和滴定的拓展应用
1.沉淀滴定法
(1)概念：
沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。例如，利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。
(2)原理：
利用沉淀反应，测定恰好反应时，两种物质的体积，通过计算得出某种物质的含量。
③计算：利用沉淀反应中两种物质之间的定量关系，通过计算确定位置物质的含量。
④指示剂：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溶液滴定溶液中的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定义：以氧化还原反应为基础的测定方法。
②原理：利用氧化还原反应，测定恰好反应时，两种物质的体积，通过计算得出某种物质的含量。
③计算：利用氧化还原反应中两种物质之间的定量关系，通过计算确定位置物质的含量。
④指示剂：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氧化性或还原性，但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。氧化滴定剂有高锰酸钾溶液、重铬酸钾溶液、碘水溶液等；还原滴定剂有亚铁盐溶液、抗坏血酸水溶液(即维生素C)等。
说明：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颜色褪去时即为滴定终点。
【探究高考】
1．判断正误，正确的划“√”，错误的划“×”
(1)25 ℃与60 ℃时，水的pH相等 (×)(2012·福建理综，10B)
解析 水的电离是吸热反应，升温，促进水的电离，c(H＋)增大。
(2)中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等 (√)
(2012·福建理综，10C)
(3)“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管用蒸馏水洗净后，须经干燥或润洗后方可使用 (√)(2011·浙江理综，8C)
解析 容量瓶、锥形瓶不用润洗，但滴定管或移液管须润洗或干燥后使用。
(4)用0.200 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L－1)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和(√)(2012·浙江理综，12C)
解析 强酸与强碱溶液正好完全中和时，所得溶液pH＝7，而强碱与弱酸正好完全中和时，溶液的pH>7，若所得溶液的pH＝7，则碱不足。
(5)已知一定温度下，醋酸溶液的物质的量浓度为c，电离度为α，Ka＝。若加入少量CH3COONa固体，则电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋向左移动，α减小，Ka变小 (×)(2011·浙江理综，12B)
解析 醋酸溶液中加入少量CH3COONa固体，溶液中c(CH3COO－)增大，平衡左移，α减小，由于温度不变，Ka不变。
(6)常温下，将pH＝3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4 (×)
(2012·浙江理综，12A)
解析 稀释10倍后，3<pH<4。
(7)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw大于100 ℃时NaCl溶液的Kw (×)(2011·天津理综，5A)
解析 温度越高，Kw越大。
(8)100 ℃时，将pH＝2的盐酸与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性(×)
(2011·天津理综，5D)
解析 由于100 ℃时，Kw>10－14，所以pH＝12的NaOH过量，呈碱性。
(9)中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶 (×)(2012·山东理综，11A)
解析 锥形瓶不能润洗。
2．(2012·上海，7)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是 ( )
A．NaHSO4溶液 B．KF溶液 C．KAl(SO4)2 溶液 D．NaI溶液
答案 D
解析 NaHSO4电离生成的H＋能抑制水的电离，选项A错误；KF电离生成的F－能水解生成弱电解质HF，从而促进水的电离，选项B错误；KAl(SO4)2电离出的Al3＋能水解生成Al(OH)3，从而促进水的电离，选项C错误；NaI是强酸强碱盐，不水解，且电离出的Na＋和I－对水的电离平衡没有影响，选项D正确。
3．(2011·四川理综，9)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是 ( )
A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶5×109∶5×108
C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109
答案 A
解析 25 ℃时，pH＝0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.05 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，根据Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，则由水电离出的c(H＋)＝10－13 mol·L－1；pH＝10的Na2S溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－4 mol·L－1；pH＝5的NH4NO3溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5mol·L－1，故等体积上述溶液中发生电离的水的物质的量之比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，即选项A正确。
4．(2012·新课标全国卷，11)已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是 ( )
A．a＝b B．混合溶液的pH＝7 C．混合溶液中，c(H＋)＝ mol·L－1
D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)
答案 C
解析 判断溶液呈中性的依据是c(H＋)＝c(OH－)。A项中，a＝b，酸碱恰好完全反应生成正盐和水，由于酸碱强弱未知，不能确定溶液的酸碱性；B项中未说明温度为25 ℃，故混合溶液的pH＝7时不一定呈中性；C项混合溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，因为c(H＋)＝ mol·L－1，则c(OH－)＝ mol·L－1，c(H＋)＝c(OH－)，故溶液呈中性；D项中c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)，只能说明溶液中电荷守恒，无法判断溶液的酸碱性。
5．(2011·上海，19改编)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )
A．b可能显碱性 B．a可能显酸性或碱性
C．a不可能显酸性 D．b可能显碱性或酸性
答案 B
解析 常温下pH为3的某酸溶液可能是强酸溶液也可能是弱酸溶液。若是强酸溶液，与pH为11的氨水等体积混合，得到的a溶液显碱性；若是弱酸溶液，与pH为11的氨水等体积混合，得到的a溶液的酸碱性由弱酸和氨水的电离程度的相对大小决定，因此可能显酸性，也可能显碱性。总之：a溶液可能显酸性，也可能显碱性，故B项正确，C项错误。同理可分析得知，b溶液显中性或酸性，故A项不正确，D项错误。
6．[2010·山东理综，28]实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡___移动(填“向左”、“向右”或“不”)；若加入少量下列试剂中的____，产生H2的速率将增大。
a．NaNO3 b．CuSO4 c．Na2SO4 d．NaHSO3
答案 向右 b
解析 反应过程中消耗H＋，c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。
a、c对反应无影响，b项Zn置换出Cu，形成Cu－Zn原电池，反应速率增大，d使反应速率变慢。
7．[2012·浙江理综，26(3)]已知：I2＋2S2O===S4O＋2I－。某学习小组用“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体的试样(不含能与I－发生反应的氧化性杂质)的纯度，过程如下：取0.36 g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，生成白色沉淀。用0.100 0 mol·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗Na2S2O3标准溶液20.00 mL。
①可选用________作滴定指示剂，滴定终点的现象是__________。
②CuCl2溶液与KI反应的离子方程式为__________________。
③该试样中CuCl2·2H2O的质量百分数为__________。
答案 ①淀粉溶液 蓝色褪去，放置一定时间后不复色
②2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2 ③95%
解析 ①“间接碘量法”测定含有CuCl2·2H2O晶体试样的纯度的基本原理是CuCl2氧化I－生成I2，用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2，而淀粉溶液遇I2显蓝色，故可用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内溶液不恢复原来的颜色。
②CuCl2与KI发生氧化还原反应，离子方程式为2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2。
③由题给信息可得关系式：2Cu2＋～I2～2S2O，则有n(CuCl2·2H2O)＝n(Cu2＋)＝n(S2O)＝0.100 0 mol·L－1×20.00×10－3 L＝2.000×10－3 mol，m(CuCl2·2H2O)＝2.000×10－3 mol×171 g·mol－1＝0.342 g。试样中CuCl2·2H2O的质量分数为×100%＝95%。
8．[2009·浙江理综，28(4)]四氯化硅粗产品经精馏后，得到的残留物中常含有铁元素，为了分析残留物中铁元素的含量，先将残留物预处理，使铁元素还原成Fe2＋ ，再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定，反应的离子方程式5Fe2＋＋MnO＋8H＋==5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O
①滴定前是否要滴加指示剂？________(填“是”或“否”)，请说明理由：__________。
②某同学称取5.000 g残留物，经预处理后在容量瓶中配制成100 mL溶液，移取25.00 mL试样溶液，用1.000×10－2 mol· L－1 KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时，消耗标准溶液20.00 mL，则残留物中铁元素的质量分数是________。
答案 ①否 MnO有色，故不需其他指示剂 ②4.48%
解析 ①因MnO本来有颜色，故不再需其他指示剂。
②由关系式
5Fe2＋ ～ MnO
5 1
n(Fe2＋) 20.00×10－3 L×1.000×10－2 mol·L－1 可求出25.00 mol试样溶液中n(Fe2＋)＝0.001 mol，所以残留物中铁元素的质量分数 w(Fe)＝×100%＝4.48%
9．(2009·四川理综，26Ⅰ)过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂，它的水溶液又称为双氧水，常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液，准确测定了过氧化氢的含量，并探究了过氧化氢的性质。测定过氧化氢的含量 。请填写下列空白：
(1)移取10.00 mL密度为ρ g·mL－1的过氧化氢溶液至250 mL________(填仪器名称)中，加水稀释至刻度，摇匀。移取稀释后的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中，加入稀硫酸酸化，用蒸馏水稀释，作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样，其反应的离子方程式如下，请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
MnO＋H2O2＋H＋===Mn2＋＋H2O＋
(3)滴定时，将高锰酸钾标准溶液注入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是_________________。
(4)重复滴定三次，平均耗用c mol·L－1 KMnO4标准溶液V mL，则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为_____________________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，则测定结果________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
答案 (1)容量瓶
(2)2 5 6 2 8 5 O2
(3)酸式 滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色
(4) (5)偏高
解析 (1)仪器的选用根据题意应该选用容量瓶。
(2)残缺方程式配平首先应确定缺什么，分析可知缺的是O2，根据电子转移守恒，配平化学方程式。
(3)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。滴定到达终点的现象是：滴入一滴高锰酸钾溶液，溶液呈浅红色，且30秒内不褪色。
(4)根据配平的化学方程式计算出过氧化氢的量，最后计算出原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡，滴定后气泡消失，有一部分溶液占据了气泡的体积，并没有滴入锥形瓶，则测定结果偏高。
【教后记】
题组一 中和滴定仪器及指示剂的选择
1．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 ( )
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选项 |
锥形瓶中溶液 |
滴定管中溶液 |
选用指示剂 |
选用滴定管 |
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A |
碱 |
酸 |
石蕊 |
碱式滴定管 |
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B |
酸 |
碱 |
酚酞 |
酸式滴定管 |
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C |
碱 |
酸 |
甲基橙 |
碱式滴定管 |
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D |
酸 |
碱 |
酚酞 |
碱式滴定管 |
答案 D
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，另外还要注意在酸碱中和滴定中，无论是标准溶液滴定待测溶液，还是待测溶液滴定标准液，只要操作正确，都能得到正确的结果。
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0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是 ( )
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
答案 D
解析：NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反应生成CH3COONa时，CH3COO－水解显碱性，而酚酞的变色范围为8.2～10.0，比较接近。因此答案为D。
题组二 酸、碱中和滴定的误差分析及数据处理
3．实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生用0.10 mol·L－1 NaOH标准溶液进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空：
取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下。
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编号 |
NaOH浓度(mol·L－1) |
NaOH体积(mL) |
待测盐酸的体积(mL) |
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1 |
0.10 |
22.62 |
20.00 |
|
2 |
0.10 |
22.72 |
20.00 |
|
3 |
0.10 |
22.80 |
20.00 |
(1)滴定达到终点的标志是_______________________。
(2)根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为__________(保留两位有效数字)。
(3)排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的________，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(4)在上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________(填字母序号)。
A．滴定终点读数时俯视
B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗
C．锥形瓶水洗后未干燥
D．称量NaOH固体中混有Na2CO3固体
E．碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失
答案 (1)最后一滴NaOH溶液加入，溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色 (2)0.11 mol·L－1 (3)丙 (4)DE
解析 根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化，我们可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时，应计算三次中和滴定的平均值，因NaOH标准液浓度及待测液的体积也一样，故只算NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知，弯曲橡胶管即可将管中的气泡排出。
4．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________。
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下表：
|
滴定次数 |
待测NaOH溶液的体积/mL |
0.100 0 mol·L－1盐酸的体积/mL |
||
|
滴定前刻度 |
滴定后刻度 |
溶液体积/mL |
||
|
第一次 |
25.00 |
0.00 |
26.11 |
26.11 |
|
第二次 |
25.00 |
1.56 |
30.30 |
28.74 |
|
第三次 |
25.00 |
0.22 |
26.31 |
26.09 |
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)0.00 26.10 26.10
(4)＝＝26.10 mL，c(NaOH)＝＝0.104 4 mol·L－1
【题组训练】
1．莫尔法是一种沉淀滴定法，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl－的浓度。已知：
|
银盐 性质 |
AgCl |
AgBr |
AgCN |
Ag2CrO4 |
AgSCN |
|
颜色 |
白 |
浅黄 |
白 |
砖红 |
白 |
|
溶解度(mol·L－1) |
1.34×10－6 |
7.1×10－7 |
1.1×10－8 |
6.5×10－5 |
1.0×10－6 |
(1)滴定终点的现象是__________。
(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是_______。
A．NaCl B．BaBr2 C．Na2CrO4
刚好达到滴定终点时，发生的离子反应方程式为___________。
答案 (1)滴入最后一滴标准溶液，生成砖红色沉淀
(2)C 2Ag＋＋CrO===Ag2CrO4↓
解析 (1)根据沉淀滴定法的原理，可知溶液中Ag＋和Cl－先反应，Cl－消耗完后再和指示剂反应生成Ag2CrO4砖红色沉淀，由此可知滴定终点时的颜色变化。
(2)当用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液时，所选择的指示剂和Ag＋反应所生成沉淀的溶解度应大于AgSCN的溶解度，由题给数据可以看出溶解度比AgSCN大的有AgCl和Ag2CrO4，但是由于AgCl是白色沉淀，所以应选择Na2CrO4为指示剂，这样在滴定终点时沉淀的颜色发生明显的变化(白色→砖红色)以指示滴定刚好达到终点，此时的离子反应方程式为2Ag＋＋CrO===Ag2CrO4↓。
2．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示：
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1 h；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并放在暗处；④利用氧化还原滴定方法，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________(填序号)。
A．H2C2O4·2H2O B．FeSO4
C．浓盐酸 D．Na2SO3
(3)若准确称取W g你选的基准试剂溶于水配成500 mL溶液，取25.00 mL置于锥形瓶中，用KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。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”)。
答案 (1)酸式滴定管 (2)A (3) (4)偏高
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升高到＋3；浓盐酸易挥发；Na2SO3在空气中不稳定易被氧化成Na2SO4。
(3)根据得失电子守恒原理有关系式：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。
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