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1、专题 15 酸碱中和滴定及应用 一实验原理 1. 用已知浓度的酸( 或碱 ) 滴定未知浓度的碱( 或酸 ) 的浓度。 2. 利用酸碱指示剂明显的颜色变化表示反应已完全，即反应到达终点。 指示剂变色范围的pH 石蕊8.0 蓝色 甲基橙4.4 黄色 酚酞10.0 红色 二. 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、锥形瓶。 滴定管的结构特点及使用方法 三实验操作( 以标准盐酸滴定待测NaOH 溶液为例 ) (1) 滴定前的准备 滴定管：查漏洗涤润洗装液调液面记录。 锥形瓶：注碱液记读数加指示剂。 (2) 滴定 (3) 终点判断：等到滴入最后
2、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。 四数据处理 按 上 述 操 作 重 复 二 至 三 次 ， 求 出 用 去 标 准 盐 酸 体 积 的 平 均 值 ， 再 根 据c(NaOH) c（HCl）V（HCl） V（NaOH ） 计算。 例 1 用滴定法测定Na2CO3( 含 NaCl 杂质 ) 的质量分数，下列操作会引起测定值偏高的是（） A试样中加入酚酞作指示剂，用标准酸液进行滴定 B滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准酸液进行滴定 C锥形瓶用蒸馏水洗涤后，直接加入待测溶液进行滴定 D滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00 mL
3、进行滴定 【答案】 B 例 2 . 某学生用0.100 mol L -1 的 KOH 标准溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分解为 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，调节滴定管尖嘴使之充满溶液； D. 取标准 KOH 溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上 23 ml； 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
4、作步骤的顺序是( 用字母序号填写)_ 。 (2) 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”) 。 (3) 滴定管 ( 装标准溶液 ) 在滴定前尖嘴处有气泡，滴定过程中气泡消失，使滴定结果_( 填 “偏高”“偏低”或“不变”) 。 . 测血钙的含量时，可将 2.0 ml 血液用蒸馏水稀释后，向其中加入足量草酸铵(NH4)2C2O4晶 体，反应生成 CaC2O4沉淀。将沉淀用稀硫酸处理得 H2C2O4后，再用酸性 KMnO4溶液滴定， 氧化产物为 CO2，还原产物为 Mn 2+，若终点时用去 20.00 ml 1.010 -4 molL -1
5、 的 KMnO4溶 液。 (1) 写出用 KMnO4滴定 H2C2O4 的离子方程式 _。 (2) 判断滴定终点的方法是_。 (3) 计算：血液中含钙离子的浓度为_gml -1 。 【答案】 B、D、C、 E、A、F 偏高偏高 2MnO4 - +5H2C2O4+6H +=2Mn2+10CO 2+8H2O 当滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液后，溶液由无 色变为浅紫色，且半分钟内不褪色1.0 10 -4 【拓展提升】 1. 恰好中和酸碱恰好完全反应溶液呈中性滴定终点。 2在酸碱中和滴定误差分析中，要看清楚标准液与待测液的位置。标准液在滴定管中与标 准液在锥形瓶中产生误差情况相反。 3误差分析 以标准酸
6、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VAcB 洗涤 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低 锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响 取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低 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 振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低 部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高 溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴碱液颜色无变化变大偏高 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 酸式滴定管滴定前读数
7、正确，滴定后仰视读数( 或前俯后仰 ) 变大偏高 例 3 用已知浓度的NaOH标准液滴定未知浓度的醋酸溶液，下列操作会导致测定结果偏高的是： A以甲基橙为指示剂滴至溶液由红色变橙色 B滴定前碱式滴定管尖嘴处有气泡，滴定后气泡消失 C读滴定管读数时，滴定前仰视，终点时俯视 D振荡时锥形瓶中的液滴溅出来 【答案】 B 例 4 阅读下列实验内容，根据题目要求回答问题： 某学生为测定未知浓度的硫酸溶液，实验如下：用1.00mL 待测硫酸配制100mL稀 H2SO4溶液； 以 0.14 molL 1 的 NaOH 溶液滴定上述稀H2SO425.00mL，滴定终止时消耗NaOH溶液 15.00mL。 （1
8、） 碱式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗导致滴定结果_ （填“偏小”、 “偏大”或“无影响”）。 （2）配制稀H2SO4溶液，必须使用的主要容器是_。 （3）计算待测硫酸溶液的物质的量浓度（计算结果保留到小数点后第二位）_。 （4）欲配制0.175mol/L醋酸钠溶液500mL，可采用以下两种方案： 方案一：用托盘天平称取_g 无水醋酸钠，溶于适量水中，配成500mL溶液。 方案二：用体积均为250 mL 且浓度均为 _的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成（设混合 后的体积等于混合前两者体积之和）。 【答案】偏大 100mL容量瓶 4.20mol/L 7.2 0.35mol/L 【解析】 (1)
9、. 碱式滴定管用蒸馏水润洗后，未用标准液润洗，相当于标准液被稀释，所以消 耗的标准液会增多，滴定结果偏大，故答案为：偏大； (2). 配制 100mL 溶液必须用到100mL 容量瓶，则配制稀H2SO4溶液，必须使用的主要容器是 100mL容量瓶，故答案为：100mL容量瓶； (3).根 据 反 应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O， 稀 释 后 的 硫 酸 溶 液 浓 度 为 ： c(H2SO4)= （ 1 2 0.14mol/L 0.015L） 五氧化还原反应滴定 例 5 黄钠铁矾 NaaFeb(SO4)c(OH)d 具有沉淀颗粒大、沉淀速率快、容易过滤等特点。某研究小 组先将
10、某废水中Fe 2氧化为 Fe3，再加入 Na 2SO4使其生成黄钠铁矾而除去铁。为测定黄钠铁矾 的组成，该小组进行了如下实验： 称取 12.125 g样品，加盐酸完全溶解后，配成250.00 mL 溶液 A。 量取 25.00 mL溶液 A，加入足量的KI，再用 0.2500 mol L 1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2( 反 应原理为I2 2Na2S2O3 2NaINa2S4O6) ，消耗 30.00 mL Na2S2O3溶液至终点。 另取 50.00 mL 溶液 A，加入足量BaCl2溶液充分反应后，过滤，将所得沉淀洗涤、干燥后， 称得其质量为2.330 g 。 （1） NaaFeb(
11、SO4)c(OH)d中 a、b、c、d 之间的代数关系式为。 （2）通过计算确定黄钠铁矾的化学式( 写出计算过程 ) 。 【答案】（1） a3b2cd （2）黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6 【解析】试题分析： （1）根据电荷守恒a3b 2cd （2）由相关反应知：n(Fe 3 )=2n(I2)=n(Na2S2O3)250 mL 溶液 A中： n(Fe 3) 0.2500 m ol L 130.00 mL103 LmL1107.5010 2mol n(SO24) 2.330g 233 gmol 155.0010 2mol 根据质量守恒有： n(Na +) 23 gmol 1n
12、(OH) 17 gmol1 12.125 g 7.5010 2mol56 gmol15.00102mol96 gmol1 根据电荷守恒有： n(Na +) 7.50102mol35.00102mol2 n(OH) 解得： n(Na +) 0.025 mol n(OH ) 0.150 mol abcd n(Na +) n(Fe3+) n(SO2 4)n(OH) 1326 黄钠铁矾的化学式为NaFe3(SO4)2(OH)6。 例 6 CuSO4溶液与K2C2O4溶液棍合反应，产物之一是某种只含一种阴离子的蓝色钾盐水合物。 通过下述实验确定该晶体的组成。 步骤 a：称取 0.6720 g样品，放入锥
13、形瓶，加入适量2 mol L 1 稀硫酸，微热使样品溶解。 再加入 30 ml 水加热，用0.2000 mol L 1 KMnO 4溶液滴定至终点，消耗8.00 mlKMnO4溶液。 步骤 b：接着将溶液充分加热，使淡紫红色消失，溶液最终呈现蓝色。冷却后，调节pH 并加 入过量的KI 固体，溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI。用 0.2500 mol L 1 Na 2S2O3标准溶液 滴定至终点，消耗8.00 ml Na2S2O3溶液。已知涉及的部分反应的离子方程式为： I2+2S2O3 2-=2I+S 4O6 2- （1）已知室温下CuI 的 Ksp=1.2710 12，欲使溶液中 c(Cu
14、) 1.0 10 6 molL 1，应保持 溶液中 c(I ) molL 1。 （2）MnO 4 在酸性条件下，加热能分解为 O2，同时生成Mn 2。写出该反应的离子方程式为若无 此加热操作，则测定的Cu 2 的含量将会 ( 填“偏高”、“偏低”或“不变”) 。 （3）步骤 b 中第一步反应的方程式为，若用淀粉溶液做指示剂，则滴定终点观察到的现象为。 （4）通过计算确定样品晶体的组成。( 请写出计算过程) 【答案】 （1）1.2710 -6 （2） 4MnO 4 -+12H+ 4Mn 2+5O 2+6H2O ；偏高； （3） 2Cu 2+4I-=2CuI+I 2 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色 （4） K2Cu(C2O4)2H2O