1、1第 3 课时 专题研究酸碱中和滴定及其拓展应用考点一 酸碱中和滴定的实验原理和操作步骤1实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸)，根据中和反应的等量关系来测定酸(或碱)的浓度。(2)在酸碱中和滴定过程中，开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大，滴入少量的碱(或酸)对其 pH 的影响不大。当滴定接近终点(pH7)时，很少量(一滴，约 0.04 mL)的碱(或酸)就会引起溶液 pH 突变(如图所示)。提醒 酸碱恰好中和(即滴定终点)时溶液不一定呈中性，最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质，强酸强碱盐的溶液呈中性，强碱弱酸盐的溶液呈碱性，强酸弱碱盐的溶液呈酸性。2滴定关键(1)准确
2、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。 3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。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管的使用滴定管的精确度为 0.01 mL。试剂性质 滴定管 原因酸性、氧化性 酸式滴定管 酸性、氧化性物质易腐蚀橡胶管 碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开24指示剂(1)常用酸碱指示剂及变色范围指示剂 变色范围的 pH石蕊 5.0 红色 5.08.0 紫色 8.0 蓝色甲基橙 3.1 红色 3.14.4 橙色 4.4 黄色酚酞 8.2 无色 8.21
3、0.0 粉红色 10.0 红色(2)指示剂选择的基本原则酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂，因其颜色变化不明显。滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用 NaOH 溶液滴定醋酸。滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的 Na2SO3溶液滴定 KMnO4溶液时，KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。5实验操作(以酚酞作指示剂，用标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例)(1)滴定前的准备(2)滴定(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录
4、标准液的体积。(4)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，根据 c(NaOH)计算。c(HCl)V(HCl)V(NaOH)6误差分析3误差分析的原理：依据 c(标准) V(标准) c(待测) V(待测)，所以 c(待测)，因为 c(标准)与 V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起c(标 准 )V(标 准 )V(待 测 )V(标准)的变化，即可分析出结果。以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例：步骤 操作 V(标准) c(待测)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 偏高洗涤锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
5、 不变 无影响取液放出碱液的滴定管开始时有气泡，放出碱液后气泡消失变小 偏低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 偏高滴定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 偏低读数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 偏高考法精析考法一 滴定操作及误差分析1(2019济南七校联考)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( )选项 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 指示剂 滴
6、定管A 碱 酸 石蕊 乙B 酸 碱 酚酞 甲4C 碱 酸 甲基橙 乙D 酸 碱 酚酞 乙解析：选 D 解答本题的关键：明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项；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或强氧化性溶液，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，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溶液，只要操作正确，都能得到正确的结果。2某学生用 0.150 0 molL1 NaOH 溶液测定某未知浓度的盐酸，其操作可分解为如下几步：A用蒸馏水洗净滴定管B用待测定的溶液润洗酸式滴定管C用酸式滴定管取稀盐酸 25.00 mL，注入
7、锥形瓶中，加入酚酞D另取锥形瓶，再重复操作 23 次E检查滴定管是否漏水F取下碱式滴定管用标准 NaOH 溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上23 cm 处，再把碱式滴定管固定好，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下G把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度完成以下填空：(1)滴定时正确操作的顺序是(用字母填写)：_F_D(2)操作 F 中应该选择右图中滴定管_(填“甲”或“乙”)。(3)滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应注意观察_。滴定终点溶液颜色的变化是_。(4)滴定结果如表所示：标准溶液的体积/mL滴定次数 待测液体积/mL滴定
8、前刻度 滴定后刻度51 25.00 1.02 21.032 25.00 0.60 20.603 25.00 0.20 20.19计算该盐酸的物质的量浓度为_(精确至 0.000 1)。(5)下列操作会导致测定结果偏高的是_。A碱式滴定管在装液前未用标准 NaOH 溶液润洗B滴定过程中，锥形瓶摇荡得太剧烈，锥形瓶内有液滴溅出C碱式滴定管尖嘴部分在滴定前没有气泡，滴定终点时发现气泡D达到滴定终点时，仰视读数答案：(1)E A B C G (2)乙 (3)锥形瓶内溶液颜色的变化 锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色 (4)0.120 0 molL 1 (5)AD备考方略1图解量器的读数方法
9、(1)平视读数实验室中用量筒、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)。(2)俯视和仰视(如图 b 和图 c)俯视和仰视的误差，要结合具体仪器进行分析，不同的量器的刻度的顺序不同，如量筒刻度从下到上逐渐增大；滴定管刻度从下到上逐渐减小。如图 b 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。如图 c 当用滴定管测量液体的体积时，由于仰视视线向上倾斜，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。2滴定终点
10、判断的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。解答此类题目注意三个关键点：最后一滴 必须说明是滴入“最后一滴”溶液6颜色变化 必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液的颜色变化半分钟 必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”考法二 滴定曲线分析3.(2016全国卷)298 K 时，在 20.0 mL 0.10 molL1 氨水中滴入 0.10 molL1 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 molL1 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
11、 mLC M 点处的溶液中 c(NH ) c(Cl ) c(H ) c(OH ) 4D N 点处的溶液中 pH12解析：选 D 当恰好完全中和时，生成 NH4Cl，而 NH4Cl 溶液呈酸性，酚酞的变色范围pH 为 8.210.0，甲基橙的变色范围 pH 为 3.14.4，故应选甲基橙作指示剂，A 项错误；当 V(盐酸)20.0 mL 时，恰好完全反应，溶液呈酸性， B 项错误； M 点时由溶液中电荷守恒知 c(NH ) c(H ) c(Cl ) c(OH )，而溶液呈中性，即 c(H ) c(OH )，则 c(NH ) 4 4 c(Cl )，但 c(NH ) c(Cl )c(H ) c(OH
12、 )，C 项错误；该温度下，0.10 molL1 4氨水的电离度为 1.32%，则 c(OH )0.10 molL1 1.32%1.3210 3 molL1 0.01 molL 1 ，故其溶液的 pH12，D 项正确。4(2016浙江 10 月选考)常温下，用浓度为 0.1 000 molL1 的 NaOH 溶液分别逐滴加入到 20.00 mL 0.1 000 molL1 的 HX、HY 溶液中，pH 随 NaOH 溶液体积的变化如图。下列说法正确的是( )A V(NaOH)0 mL 时，两份溶液中， c(X )c(Y )B V(NaOH)10.00 mL 时， c(X )c(Na )c(HX
13、)c(H )c(OH )C V(NaOH)20.00 mL 时， c(OH )c(H )c(Na )c(X )DpH7 时，两份溶液中， c(X ) c(Na ) c(Y )解析：选 B 由图可知 HX 为弱酸，在水中部分电离；HY 为强酸，在水中全部电离，故浓度均为 0.1 000 molL1 的 HX、HY 溶液中 c(Y )c(X )，A 项错误；当 V(NaOH)10.00 mL 时溶液中溶质为等物质的量的 HX 和 NaX，由图可知此时 pH4，HX 的电离程7度大于 NaX 的水解程度，故 c(X )c(Na )c(HX)c(H )c(OH )，B 项正确；当 V(NaOH)20
14、mL 时，溶液中的溶质为 NaX，又因 X H 2O=HXOH ，但极其微弱，故 c(Na )c(X )c(OH )c(H )，C 项错误；当 V(NaOH)20.00 mL 时，两份溶液的溶质分别为NaX、NaY，由于 NaX 为强碱弱酸盐，此时 pH7，而 NaY 为强酸强碱盐，此时 pH7，故当两溶液中 pH7 时，HX 溶液中需 V(NaOH)甲乙 (5)图 2 20.00备考方略 图像题的分析步骤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 pH7 的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然
15、后确定中性点(pH7)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实例以用 0.100 0 molL1 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 molL1 HA 溶液为例，其滴定曲线如图。关键点 离子浓度关系点 O原点为 HA 的单一溶液，0.100 0 molL 1 HA 的 pH1，说明是弱酸， c(HA)c(H )c(A )c(OH )点两者反应生成等物质的量的 HA 和 NaA，此时溶液 pHc(Na )c(HA)c(H )c(OH )点此时溶液 pH7，溶液呈中性，酸没有完全被反应， c(A ) c(Na )c(HA)c(H ) c
16、(OH )点 此时两者恰好反应生成 NaA，为弱酸强碱盐溶液， c(Na )c(A )c(OH )c(H )点之后此时 NaOH 过量或者远远过量，溶液显碱性，可能出现 c(Na )c(A ) c(OH )c(H )，也可能出现 c(Na )c(OH ) c(A )c(H )考点二 酸碱中和滴定的拓展应用考 法 一 氧 化 还 原 滴 定 原 理 的 应 用9(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。(2)试剂常见的用于滴定的氧化剂有 KMnO4、K 2Cr2O7等；常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素 C 等。(3)指示剂：氧化还原滴定所用指
17、示剂可归纳为三类：氧化还原指示剂；专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘变蓝；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)实例酸性 KMnO4溶液滴定 H2C2O4溶液原理 2MnO 6H 5H 2C2O4=10CO22Mn 2 8H 2O 4指示剂 酸性 KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂终点判断当滴入最后一滴酸性 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Na 2S2O3溶液滴定碘液原理 2Na2S2O3I 2=Na2S4O62NaI指示剂 用淀粉作指示剂终点判断当滴入最后一滴 Na2S2O3溶液后，溶液
18、的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点对点练 1 过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂。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。请填写下列空白：(1)移取 10.00 mL 密度为 gmL1 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，请填写相关物质的化学计量数及化学式。(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_。10(4)重
19、复滴定三次，平均耗用 c molL1 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”“偏低”或“不变”)。解析：(1)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当滴入最后一滴高锰酸钾标准溶液后，溶液呈浅紫红色，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 100%。(5
20、)若滴定前滴定17cV200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。答案：(1)容量瓶 (2)2 5 6 2 8 5 O 2(3)酸式 当滴入最后一滴高锰酸钾标准溶液后，溶液呈浅紫红色，且 30 秒内不褪色(4) 100% (5)偏高17cV200对点练 2 中华人民共和国国家标准(GB27602011)规定葡萄酒中 SO2最大使用量为0.25 gL1 。某兴趣小组用图 1 装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中 SO2，并对其含量进行测定。(1)仪器 A 的名称是_，水通入 A 的进口为_。(2)B 中加入 300.00 mL 葡萄酒和适量盐
21、酸，加热使 SO2全部逸出并与 C 中 H2O2完全反应，其化学方程式为_。(3)除去 C 中过量的 H2O2，然后用 0.090 0 molL1 NaOH 标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图 2 中的_；若滴定终点时溶液的 pH8.8，则选择的指示剂为_；若用 50 mL 滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积(填序号)_(10 mL，40 mL，40 mL)。(4)滴定至终点时，消耗 NaOH 溶液 25.00 mL，该葡萄酒中 SO2含量为_gL1 。11(5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施_。解析：(1)根据仪器的结构特点
22、，可知 A 为冷凝管或冷凝器，冷却水下口进上口出，水能够充满冷凝管，冷却效果好。(2)SO 2被 H2O2氧化为 H2SO4，其化学方程式为SO2H 2O2=H2SO4。(3)盛放 NaOH 标准液，应选择碱性滴定管，滴定前用图方法排气泡；滴定终点时溶液的 pH8.8，在酚酞的变色范围(810)内；依据滴定管的结构特点，0 刻度在上，大刻度在下，且最下端尖嘴部位无刻度，因此液面在刻度“10”处，管内液体体积大于 40 mL。 (4)n(NaOH)0.090 0 molL1 0.025 L0.002 25 mol。根据反应关系SO2H 2SO42NaOH， m(SO2) 0.072 g，该葡萄酒
23、中 SO20.002 25 mol64 gmol 12的含量为 0.24 gL1 。(5)造成测定结果比实际值偏高的原因是反应过程中挥发0.072 g0.3 L出的盐酸滴定时消耗了 NaOH 标准液，可使用难挥发的强酸代替盐酸避免误差的产生。答案：(1)冷凝管或冷凝器 b(2)SO2H 2O2=H2SO4(3) 酚酞 (4)0.24(5)原因：盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，排除盐酸挥发的影响考 法 二 沉 淀 滴 定 原 理 的 应 用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。生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用
24、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溶液滴定溶液中的 Cl 的含量时常以 CrO 为指示剂，这是因为24AgCl 比 Ag2CrO4更难溶对点练 3 (2018全国卷)用 0.100 molL1 AgNO3滴定 50.0 mL 0.050 0 molL1 Cl 溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )12A根据曲线数据计算可知 Ksp(AgCl)的数量级为 1010B曲线上各点的溶液满
25、足关系式 c(Ag )c(Cl ) Ksp(AgCl)C相同实验条件下，若改为 0.040 0 molL1 Cl ，反应终点 c 移到 aD相同实验条件下，若改为 0.050 0 molL1 Br ，反应终点 c 向 b 方向移动解析：选 C 由题图可知，当 AgNO3溶液的体积为 50.0 mL 时，溶液中的 c(Cl )略小于 108 molL1 ，此时混合溶液中 c(Ag )0.100 molL 150.0 mL 0.050 0 molL 150.0 mL100 mL2.510 2 molL1 ，故 Ksp c(Ag )c(Cl )2.510 2 108 2.510 10 ，A 项正确；
26、因反应过程中有沉淀生成，溶液中必然存在平衡 AgCl(s)Ag (aq)Cl (aq)，故曲线上的各点均满足 c(Ag )c(Cl ) Ksp(AgCl)，B 项正确；根据 Ag Cl =AgCl可知，达到滴定终点时，消耗 AgNO3溶液的体积为20.0 mL，C 项错误；相同实验条件下，沉淀相同量的0.040 0 molL 150.0 mL0.100 molL 1Cl 和 Br 消耗的 AgNO3的量相同，由于 Ksp(AgBr) Ksp(AgCl)，当滴加相等量的 Ag 时，溶液中 c(Br ) c(Cl )，故反应终点 c 向 b 方向移动，D 项正确。对点练 4 (2017天津高考)用
27、沉淀滴定法快速测定 NaI 等碘化物溶液中 c(I )，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。.准备标准溶液a准确称取 AgNO3基准物 4.246 8 g(0.025 0 mol)后，配制成 250 mL 标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。b配制并标定 100 mL 0.100 0 molL1 NH4SCN 标准溶液，备用。.滴定的主要步骤a取待测 NaI 溶液 25.00 mL 于锥形瓶中。b加入 25.00 mL 0.100 0 molL1 AgNO3溶液(过量)，使 I 完全转化为 AgI 沉淀。c加入 NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d用 0.100 0 molL1 N
28、H4SCN 溶液滴定过量的 Ag ，使其恰好完全转化为 AgSCN 沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。e重复上述操作两次。三次测定数据如下表：13实验序号 1 2 3消耗 NH4SCN 标准溶液体积/mL 10.24 10.02 9.98f.数据处理。回答下列问题：(1)将称得的 AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有_。(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是_。(3)滴定应在 pH0.5 的条件下进行，其目的是_。(4)b 和 c 两步操作是否可以颠倒_，说明理由_。(5)所消耗的 NH4SCN 标准溶液平均体积为_mL，测得 c(I )_molL 1
29、。(6)在滴定管中装入 NH4SCN 标准溶液的前一步，应进行的操作为_。(7)判断下列操作对 c(I )测定结果的影响(填“偏高” “偏低”或“无影响”)。若在配制 AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果_。若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果_。解析：(1)配制一定物质的量浓度的标准溶液，除烧杯和玻璃棒外，还需用到的仪器有250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)AgNO 3见光容易分解，因此需要保存在棕色试剂瓶中。(3)滴定实验中用 NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂，Fe 3 容易发生水解，影响滴定终点判断，因此控制 pH0.5，目的是抑制 Fe
30、3 的水解。(4)Fe 3 能与 I 发生氧化还原反应：2Fe3 2I =2Fe2 I 2，因此 b、c 不能颠倒，否则指示剂耗尽，无法判断滴定终点。(5)第1 组数据误差较大，舍去，取第 2 组、第 3 组实验数据的平均值，消耗 NH4SCN 标准溶液的体积为(10.029.98)mL 10.00 mL。根据滴定原理，则 n(Ag ) n(I ) n(SCN )，12故 n(I ) n(Ag ) n(SCN )0.025 L0.100 0 molL1 0.01 L0.100 0 molL1 0.001 5 mol，则 c(I ) 0.060 0 molL1 。(6)在滴定管中装0.001 5
31、 mol0.025 L入 NH4SCN 标准溶液之前，要先用 NH4SCN 标准溶液润洗滴定管。(7)在配制 AgNO3标准溶液时，若烧杯中溶液有少量溅出，配制的 AgNO3标准溶液的浓度偏低，则滴定时消耗的NH4SCN 标准溶液的体积偏小，测得的 c(I )偏高。滴定管 0 刻度在上，读数时从上往下读数，读取体积偏小，计算所用 NH4SCN 的物质的量偏低，测得的 c(I )偏高。答案：(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 (2)避免 AgNO3见光分解 14(3)防止因 Fe3 的水解而影响滴定终点的判断(或抑制 Fe3 的水解)(4)否(或不能) 若颠倒，Fe 3 与 I 反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点(5)10.00 0.060 0 (6)用 NH4SCN 标准溶液进行润洗(7)偏高 偏高15
