高中化学 酸碱中和滴定及其拓展应用

酸碱中和滴定及其拓展应用

1．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L1NaOH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：选B A项，滴定管用水洗涤后，还要用待装溶液润洗，否则将要引起误差，错误；B项，在用NaOH溶液滴定盐酸的过程中，锥形瓶内溶液由酸性逐渐变为中性，溶液的pH由小变大，正确；C项，用酚酞作指示剂，锥形瓶中溶液应由无色变为粉红色，且半分钟内不恢复原色时才能停止滴定，错误；D项，滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则碱液的体积偏大，测定结果偏大，错误。

2．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

解析：选B 溶液中有单质碘，应加入淀粉溶液作指示剂，碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，单质碘消失，蓝色褪去，故A错误；Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化，作还原剂，故B正确；Na2S2O3溶液显碱性，应该用碱式滴定管，故C错误；反应中每消耗2 mol Na2S2O3，电子转移数为2 mol，故D错误。

3．常温下，用0.50 mol·L

－1

氢氧化钠溶液滴定某一元弱酸(HA)

的溶液中，滴定曲线如图所示，下列叙述不正确的是( )

A．该弱酸在滴定前的浓度大于0.001 mol·L1

－

B．由滴定起点数据可计算该弱酸的Ka(电离常数)为2×105

－

C．滴定过程为判断滴定终点，最合适的指示剂是酚酞 D．滴定终点时，c(Na) ＞c(A) ＞c(OH) ＞c(H)

解析：选B 由图像可知，起始酸的pH为3，c(H)＝103 mol·L1，因为HA是弱酸，

＋

－

－

＋

－

－

＋

则酸的浓度必大于0.001 mol·L1，A项正确；HA是弱酸，HA的体积未知，无法由滴定起

－

点数据计算该弱酸的Ka，B项错误；此滴定终点溶液显碱性，而酚酞的变色范围是8.2～10.0，故应选择酚酞作指示剂，C项正确；滴定终点时，酸碱恰好反应生成NaA，NaA是强碱弱

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酸盐，A水解导致溶液显碱性，则滴定终点时离子浓度顺序为c(Na)＞c(A)＞c(OH)＞ c(H)，D项正确。

4．常温下，用0.10 mol·L1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L1 HCl溶液和

－

－

＋

－＋－－

20.00 mL 0.10 mol·L1 CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，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＜b

C．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为 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：选C 如果酸为强酸，则0.10 mol·L

－1

－

＋

＋

－

酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图

1为盐酸的滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点NaOH溶液的体积是20.00 mL，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NaOH溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以b点NaOH溶液的体积小于20.00 mL，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，则溶液中离子浓度可能为c(CH3COO)＞c(Na)＞c(H)＞c(OH)，故C正确；NaOH和盐酸恰好反应呈中性，可以选择甲基橙或酚酞；NaOH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。

5．(2018·牡丹江期中)现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。 Ⅰ.实验步骤

(1)配制待测白醋溶液，用________(填仪器名称)量取10.00 mL食用白醋，在______(填仪器名称)中用水稀释后转移到100 mL_____(填仪器名称)中定容，摇匀即得待测白醋溶液。

(2)量取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴酚酞作指示剂。 (3)读取盛装0.100 0 mol·L1 NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。

－

－

＋

＋

－

(4)滴定。判断滴定终点的现象是______________________________，达到滴定终点，停止滴定，并记录NaOH溶液的最终读数，重复滴定3次。

(5)如图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为________mL。 Ⅱ.实验记录

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滴定次数 实验数据(mL) V(样品) V(NaOH)(消耗) Ⅲ.数据处理与讨论 (6)甲同学在处理数据时计算得：平均消耗NaOH溶液的体积V＝15.95＋15.00＋15.05＋14.95

＝15.24 mL。

4

①指出他计算的不合理之处：______________________________________________。 ②按正确数据处理，得出c(市售白醋)＝________ mol·L1，市售白醋总酸量＝________

－

1 20.00 15.95 2 20.00 15.00 3 20.00 15.05 4 20.00 14.95 g/100 mL。

解析：(1)配制待测白醋溶液，用酸式滴定管准确量取10.00 mL食用白醋，在烧杯中加蒸馏水稀释，再转移到100 mL容量瓶中进行定容。

(4)待测白醋中滴加酚酞作指示剂，开始时溶液无色，达到滴定终点时，溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不褪色。

(5)滴定管的0刻度在上方，图中滴定管1 mL分成10个小格，每个小格代表0.10 mL，故图中滴定管中液面读数为22.60 mL。

(6)①分析表中实验数据，第1组实验消耗NaOH溶液的体积与其他三组相差较大，应舍去第1组数据，取其他三组数据进行计算。②第2～4组实验中消耗NaOH溶液的平均体积为V(NaOH)＝

－3

15.00＋15.05＋14.95

mL＝15.00 mL，则有n(CH3COOH)＝n(NaOH)＝

3

－

－1

－3

1.5×103 mol

15.00×10 L×0.100 0 mol·L＝1.5×10 mol，c(CH3COOH)＝＝0.075

0.02 Lmol·L1。100 mL该醋酸中含有醋酸的量为0.075 mol·L1×0.1 L＝7.5×103 mol，因量取

－

－

－

10.00 mL食用白醋配制成100 mL待测白醋溶液，故10.00 mL 食用白醋中c(CH3COOH)7.5×103 mol－－－＝＝0.75 mol·L1，m(CH3COOH)＝7.5×103 mol×60 g·mol1＝0.45 g，故该

0.01 L

－

市售白醋的总酸量为4.5 g/100 mL。

答案：(1)酸式滴定管 烧杯 容量瓶

(4)溶液由无色变成浅红色，且半分钟内不褪色 (5)22.60

(6)①第1组实验数据误差明显大，属异常值，应舍去 ②0.75 4.5

6．Ⅰ.已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×105。该温度下，向20 mL 0.01

－

mol·L1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 mol·L1 KOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽

－

－

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略温度变化)。请回答下列有关问题：(已知lg 4＝0.6)

(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________点，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”)。

Ⅱ.(3)若向20 mL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________(填字母)。

＋

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＝c2H＋－－－－

得，c(H)≈1.6×105×0.01 mol·L1＝4×104 mol·L1。(2)a点是醋酸溶

cCH3COOH

＋

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。

答案：(1)4×104 mol·L1 3.4 (2)c 酚酞 c点以上 (3)B

－

－

7．某小组以CoCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料，在活性炭催化下，合成了橙黄色晶体X。为确定其组成，进行如下实验。

①氨的测定：精确称取w g X，加适量水溶解，注入如图所示的三颈瓶中，然后逐滴加入足量10% NaOH溶液，通入水蒸气，将样品液中的氨全部蒸出，用V1 mL c1 mol·L

－

－1

的

盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶，用c2 mol·L1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。

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②氯的测定：准确称取样品X，配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定，K2CrO4溶液为指示剂，至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。

回答下列问题：

(1)装置中安全管的作用原理是___________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时，应使用______式滴定管，可使用的指示剂为__________。

(3)样品中氨的质量分数表达式为___________________________________________。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验，若气密性不好测定结果将__________(填“偏高”或“偏低”)。

(5)测定氯的过程中，使用棕色滴定管的原因是________________；滴定终点时，若溶液中c(Ag)＝2.0×105 mol·L1，c(CrO2L1。[已知：Ksp(Ag2CrO4)＝4)为________mol·

＋

－

－

－

－

1.12×10

－12

]

(6)经测定，样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3，钴的化合价为________。制备X的化学方程式为_______________________________________________________；

X的制备过程中温度不能过高的原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：(1)当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定。(2)盛装氢氧化钠溶液应使用碱式滴定管，强碱滴定强酸，可以使用酚酞，也可以使用甲基红作指示剂。 (3)总的盐酸的物质的量减去氢氧化钠的物质的量即为氨气物质的量，所以氨的质量分数的c1V1－c2V2×103×17表达式为×100%。(4)气密性不好，会有一部分氨逸出，使测定结果w

－

偏低。(5)因为银见光易分解，所以使用棕色滴定管；由题意，c2(Ag)×c(CrO24)＝4.0×

＋

－

10

－10

×c(CrO24)＝1.12×10

－

－12

3

，c(CrO2L1。(6)由题给条件，可以写出X4)＝2.8×10mol·

－

－

－

的化学式为[Co(NH3)6]Cl3，所以Co的化合价为＋3，制备X的化学方程式为2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O，反应物中有NH3和H2O2，温度过高，会使过氧化氢分解、氨气逸出，不利于X的制备。

答案：(1)当A中压力过大时，安全管中液面上升，使A瓶中压力稳定 (2)碱 酚酞(或

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甲基红)

c1V1－c2V2×103×17(3)×100% (4)偏低 w

－

(5)防止银见光分解 2.8×103

－

(6)＋3 2CoCl2＋2NH4Cl＋10NH3＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出

8．某实验室采用新型合成技术，以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O为原料在玛瑙研钵中研磨反应，经过后处理得到蓝色晶体。已知该蓝色晶体的化学式为Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O，在合成过程中各种元素的化合价均不发生变化。为了测定其组成对草酸根与铜含量进行测定

①将蓝色晶体于研钵中研碎，取该固体粉末，加入1 mol·L1 H2SO4溶解，配制成250 mL

－

溶液。

②配制100 mL 0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液备用。

－

③取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，采用0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液滴定至草酸根

－

恰好全部氧化成二氧化碳，共消耗KMnO4溶液20.00 mL。

④另取所配溶液25.00 mL 于锥形瓶中，加入过量KI溶液，充分反应后用0.200 0 mol·L1

－

Na2S2O3溶液滴定，消耗12.50 mL。(发生反应：2Cu2＋4I===2CuI↓＋I2,2Na2S2O3＋

＋

－

I2===Na2S4O6 ＋ 2NaI)

(1)后处理提纯该蓝色晶体时，除掉的杂质的主要成分(除原料外)是________(填化学式)。

(2)配制0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液，需要的玻璃仪器有________、________、胶头滴

－

管、玻璃棒、烧杯。

(3)用Na2S2O3滴定时，应选用________滴定管(填“酸式”或“碱式”)。

(4)KMnO4溶液滴定草酸根过程中发生反应的离子方程式为____________________， 滴定终点的现象为____________________________________________________。 解析：(1)以Cu(CH3COO)·2H2O和K2C2O4·H2O为原料在玛瑙研钵中研磨反应，经过处理得到蓝色晶体，已知该蓝色晶体的化学式为Ka[Cub(C2O4)c]·nH2O，因在合成过程中各种元素的化合价均不发生变化，根据原料和蓝色晶体的化学式可知，除去的杂质主要成分是CH3COOK；(2)配制100 mL 0.100 0 mol·L1 KMnO4溶液，用到的玻璃仪器有：量筒、

－

烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管等；(3)Na2S2O3为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，所以应选用碱式滴定管；(4)KMnO4溶液滴定草酸根离子过程中，MnO4作氧化剂，Mn元素化合价降低生成Mn2，C2O24作还原剂，C元素化合价升高生成CO2，根据得失电子守恒

＋

－

－

2

和原子守恒得该反应的离子方程式为2MnO4＋5C2O24＋16H===2Mn＋10CO2↑＋

－

－

＋

＋

8H2O，当滴入最后一滴KMnO4溶液时，锥形瓶中溶液由无色变成浅红色，且30 s不褪色，

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说明达到了滴定终点。

答案：(1)CH3COOK (2)量筒 100 mL容量瓶 (3)碱式 (4)2MnO4＋5C2O24＋16H

－

－

＋

＋

===2Mn2＋10CO2↑＋8H2O 当滴入最后一滴KMnO4溶液时，锥形瓶中溶液由无色变成浅红色，且30 s不褪色

9．利用间接酸碱滴定法可测定Ba2的含量，实验分两步进行。

＋

2已知：2CrO24＋2H===Cr2O7＋H2O

－

＋

－

Ba2＋CrO24===BaCrO4↓

＋

－

步骤1：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂， 用b mol·L

－1

盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为V0 mL。

步骤2：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤1相同浓度的Na2CrO4

溶液，待Ba2完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L

＋

－1

盐酸标准液滴定至终点，测得

滴加盐酸的体积为V1 mL。

则BaCl2溶液浓度为______________________ mol·L1。若步骤2中滴加盐酸时有少量

－

待测液溅出，则Ba2浓度的测量值将____________(填“偏大”或“偏小”)。

＋

解析：由题意知，步骤1用于测定x mL Na2CrO4中的n(Na2CrO4)，步骤2用于测定与 Ba2反应后剩余n(Na2CrO4)，二者之差即为与Ba2反应的n(Na2CrO4)，由离子方程式知

＋

＋

H

＋

2

～ CrO24 ～ Ba，

－

＋

1 1

(V0b－V1b)×103 c(BaCl2)×y×103

－

－

所以c(BaCl2)＝

V0b－V1b－

mol·L1 y

＋

若步骤2中滴加盐酸时有少量待测液溅出，V1减小，则Ba2浓度测量值将偏大。 答案：

V0b－V1b

偏大 y

10．(2019·昆明测试)乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸，是一种有还原性的有机弱酸，在化学上有广泛应用。

(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时，他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 mol·L

－1

的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 mol·L1 H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，

－

A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA________tB(填“>”“＝”或“<”)。写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 (2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品，小刚利用上述反应的原理来测定其含量，具体操作为：

①配制250 mL溶液：准确称量5.000 g乙二酸样品，配成250 mL溶液。配制溶液需

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要的计量仪器有_________________________________________________________。

②滴定：准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.100 0 mol·L1

－

KMnO4标准溶液装入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管，进行滴定操作。

在滴定过程中发现，刚滴下少量KMnO4标准溶液时，溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色才慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪去，可能的原因是__________________________________________；判断滴定达到终点的现象是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 ③计算：重复上述操作2次，记录实验数据如下表。则消耗KMnO4标准溶液的平均体积为________ mL，此样品的纯度为____________。

序号 1 2 3

④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是____________________________。 A．未用KMnO4标准溶液润洗滴定管 B．滴定前锥形瓶内有少量水

C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视

解析：(1)其他条件相同，温度高时，反应速率快，则溶液褪色所需的时间短。酸性KMnO4

溶液能将草酸氧化为CO2，MnO4被还原为Mn2。(2)①准确称量5.000 g样品需要电子天平，

－

＋

滴定前读数 0.00 1.00 0.00 滴定后读数 20.01 20.99 21.10 配制250 mL的溶液需要250 mL容量瓶。②酸性高锰酸钾溶液有强氧化性，应置于酸式滴定管中。反应一段时间后反应速率加快，可能是反应生成的Mn2对反应有催化作用。③第三次实验

＋

数据的误差太大，应舍去。前两次实验消耗KMnO4标准溶液的平均体积为20.00 mL。25.00 mL5－－－

所配草酸溶液中，n(H2C2O4)＝n(MnO4)＝2.5×0.100 0 mol·L1×20.00×103 L＝0.005 000

2mol，则250 mL溶液中含0.050 00 mol草酸，其质量为0.050 00 mol×90 g·mol1＝4.500 g，此

－

样品的纯度为

4.500 g

×100%＝90.00%。④未用KMnO4标准溶液润洗滴定管，会使标准溶液浓

5.000 g

度偏低，耗用标准溶液体积偏大，结果偏高。滴定前锥形瓶内有少量水，对实验结果无影响。滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，气泡体积计入了标准溶液的体积，使标准溶液体积偏大，结果偏高。观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视，使标准溶液体积偏小，结果偏低。

答案：(1)< 2MnO4＋5H2C2O4＋6H===10CO2↑＋2Mn2＋8H2O

－

＋

＋

(2)①电子天平、250 mL容量瓶 ②酸式 反应生成的Mn2对反应有催化作用 滴入

＋

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最后一滴溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟内不褪色 ③20.00 90.00% ④AC