高考化学二轮复习专题17滴定曲线教案113.docx

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高考化学二轮复习专题17滴定曲线教案113

专题17滴定曲线

　定量实验是将化学实验与化

学计量有机的结合在一起测定物质化学组成与含量的探究性实验，是近几年高考命题的常考题型。

设计中先通过实验测出相关的有效数据，然后经计算得出物质的组成与含量。

由于定量实验目的性、实用性强，能给予学生较大的创造空间，更能激发学生的学习兴趣，培养学生严谨求实的科学态度。

因此复习过程中注重定性实验拓展到定量实验的探讨。

酸碱中和滴定的原理及操作，不仅适用于酸碱中和反应，也可迁移应用于氧化还原反应、沉淀反应等。

近几年全国卷和各地方高考中，频繁出现涉及氧化还原滴定、沉淀滴定的综合性试题，侧重考查滴定原理的分析与应用，指示剂的选择，终点判断，数据处理及误差分析等，成为定量实验中考查的热点。

一、中和滴定的实验操作

1.原理

（1）酸碱恰好中和是指酸与碱按化学方程式中化学计量数关系恰好完全反应生成正盐。

利用中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法称为酸碱中和滴定。

（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（pH＝7）时，很少量（一滴，约0.04mL）的碱（或酸）就会引起溶液pH突变（如图所示）。

[注意]　酸碱恰好中和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．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。

3．实验用品

（1）仪器

酸式滴定管（如图A）、碱

式滴定管（如图B）、锥形瓶、滴定管夹等。

（2）试剂

标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

[注意]　①滴定管的精确度为0.01mL。

②酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶管。

③碱性的试剂一般用碱式滴定管，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使活塞无法打开。

④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

5.0～8.0紫色

>8.0蓝色

甲基橙

<3.1红色

3.1～4.4橙色

>4.4黄色

酚酞

<8.2无色

8.2～10.0浅红色

>10.0红色

4．中和滴定实验操作

（以酚酞作指示剂，用盐酸滴定氢氧化钠溶液）

（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。

例1、室温下向10mL0.1mol·L－1NaOH溶液中加入0.1mol·L－1的一元酸HA，溶液pH的变化曲线如图所示。

下列说法正确的是（　　）

A．a点所示溶液中[Na＋]＞[A－]＞[H＋]＞[HA]

B．a、b两点所示溶液中水的电离程度相同

C．pH＝7时，[Na＋]＝[A－]＋[HA]

D．b点所示溶液中[A－]＞[HA]

【答案】D

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。

例2、室温下，向a点（pH＝a）的20.00mL1.000mol·L－1氨水中滴入1.000mol·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：

[NH

]＞[Cl－]＞[OH－]＞[H＋]

C．c点时消耗盐酸体积V（HCl）＜20.00mL

D．a、d两点的溶液，水的离子积KW（a）＞KW（d）

【答案】D

例3、现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.1mol·L－1的NaOH溶液，乙为0.1mol·L－1的HCl溶液，丙为0.1mol·L－1的CH3COOH溶液。

试回答下列问题：

（1）甲溶液的pH＝________。

（2）丙溶液中存在的电离平衡为____________________________________________

________________________________________________________________________（用电离平衡方程式表示）

。

（3）常温下，用水稀释0.1mol·L－1

的CH3COOH溶液时，下列各量随水量的增加而增大的是________（填序号）。

①n（H＋）　　　　　　　　　②[H＋]

③

④[OH－]

（4）甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的[OH－]的大小关系为________。

（5）某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液，得到如图所示的两条滴定曲线，请回答有关问题：

①甲溶液滴定丙溶液的曲线是______（填“图1”或“图2”）曲线。

②a＝________。

【答案】

（1）13

（2）CH3COOHCH3COO－＋H＋、H2OOH－＋H＋

（3）①④　（4）丙>甲＝乙

（5）①图2　②20.00

例4、醋酸是日常生活中常见的弱酸。

Ⅰ.常温下在pH＝5的醋酸稀溶液中，醋酸电离出的[H＋]的精确值是________mol·L－1。

Ⅱ.某同学用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定20.00mL某浓度的CH3COOH溶液。

（1）部分操作如下：

①取一支用蒸馏水洗净的碱式滴定管，加入标准氢氧化钠溶液，记录初始读数

②用酸式滴定管放出一定量待测液，置于用蒸馏水洗净的锥形瓶中，加入2滴甲基橙

③滴定时，边滴加边振荡，同时注视滴定管内液面的变化

请选出上述操作过程中存在错误的序号：

________。

上述实验与一定物质的量浓度溶液配制实验中用到的相同仪器________。

（2）某次滴定

前滴定管液面如图所示，读数为____mL。

（3）根据正确实验结果所绘制的滴定曲线如图所示，其中点①所示溶液中[CH3COO－]＝1.7[CH3COOH]，点③所

示溶液中[CH3COO－]＋[CH3COOH]＝[Na＋]。

计算醋酸的电离常数：

________，该CH3COOH的物质的量浓度为________mol·L－1。

【答案】Ⅰ.10－5－10－9

Ⅱ.

（1）①②③　烧杯和胶头滴管

（2）0.29（或0.28）

（3）1.7×10－5　0.1007

二、氧化还原滴定

氧化还原滴定的原理及指示剂的选择

（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，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。

（2）试剂：

常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7、I2等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、Na2S2O3等。

（3）指示剂：

氧化还原滴定的指示剂有三类：

①氧化还

原指示剂；

②专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝；

③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：

①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液：

原理：

2MnO

＋6H＋＋5H2C2O4===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O。

指示剂：

酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂，当滴入一滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅

红色，且半分钟内不退色，说明到达滴定终点。

②Na2S2O3溶液滴定碘液

原理：

2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。

指示剂：

用淀粉作指示剂，当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色退去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点。

例5、用ClO2处理过的饮用水（pH为5.5～6.5）常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子（ClO

）。

饮用水中的ClO2、ClO

含量可用连续碘量法进行测定。

ClO2被I－还原为ClO

、Cl－的转化率与溶液pH的关系如图所示。

当pH≤2.0时，ClO

也能被I－完全还原为Cl－。

反应生成的I2用标准Na2S2O3溶液滴定：

2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI。

（1）请写出pH≤2.0时ClO

与I－反应的离子方程式：

___________________________。

（2）请完成相应的实验步骤：

步骤1：

准确量取VmL水样加入到锥形瓶中；

步骤2：

调

节水样的pH为7.0～8.0；

步骤3：

加入足量的KI晶体；

步骤4：

加入少量淀粉溶液，用cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液V1mL；

步骤5：

__________________________；

步骤6：

再用cmol·L－1Na2S2O3溶液滴定至终点，又消耗Na2S2O3溶液V2mL。

（3）根据上述分析数据，测得该饮用水中ClO

的浓度为________m

ol·L－1（用含字母的代数式表示）。

【答案】

（1）ClO

＋4H＋＋4I－===Cl－＋2I2＋2H2O

（2）调节溶液的pH≤2.0　（3）

例6、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4mL0.01mol·L－1的酸性KMnO4溶液和2mL0.1mol·L－1H2C2O4（乙二酸）溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液退色所需的时间。

退色所需时间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250mL溶液：

准确称量5.000g乙二酸样品，配成250mL溶液。

配制溶液需要的计量仪器有_____________________________________________________。

②滴定：

准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.1000mol·L－1KMnO4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退去。

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，紫红色就很快退去，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

滴定前读数

滴定后读数

1

0.00

20.01

2

1.00

20.99

3

0.00

21.10

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

【答案】

（1）<　2MnO

＋5H2C2O4＋6H＋===10CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O

（2）①电子天平、250mL容量瓶　②酸式　反应生成的Mn2＋对反应有催化作用　滴入最后一滴溶液，溶液由无色变成浅紫色，且半分钟内不退色　③20.00　90.00%　④AC

＝4.500g，此样品的纯度为

×100%＝90.00%。

④未用KMnO4标准溶液润洗滴定管，会使标准溶液浓度偏低，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。

三、沉淀滴定

（1）概念：

沉淀滴定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。

（2）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溶液测定溶液中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。

例7、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，进而测定溶液中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，发生反应的离子方程式为_____________________________

________________________________________________________________________。

【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↓

例8、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wgX，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V1mLc1mol·L－1的盐酸标准溶液吸收。

蒸氨结束后取下接收瓶，用c2mol·L－1NaOH标准溶液滴定过剩的HCl，到终点时消耗V2mLNaOH溶液。

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[Ag＋]＝2.0×10－5mol·L－1，[CrO

]为______________mol·L－1。

[已知：

Ksp（Ag2CrO4）

＝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_____________________________________

_______________________________________________________________

_________。

【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（或甲基红）

（3）

×100%　（4）偏低

（5）防止硝酸银见光分解　2.8×10－3

（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