酸碱中和滴定.docx
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酸碱中和滴定
第26讲酸碱中和滴定(第3课时)
学习目标
i•掌握酸碱中和滴定原理与操作
2.能进行滴定相关的误差分析
提纲挈领
1.实验原理
利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
以标准盐酸
溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=cV
酸碱中和滴定的关键:
(1)准确测定标准液和待测液的体积;
2)准确判断y
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管,图B是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形_
滴定
(2)试剂
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管的使用
1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
2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。
3.实验操作
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
1
T记体积T加指示剂。
滴定管:
查漏t洗涤t润洗t装液t调液面t记录。
2锥形瓶:
注碱液
(2)
滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,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。
(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)=
cV计算
r计算。
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
5•指示剂选择的基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
(1)不能用石蕊作指示剂。
(2)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。
(3)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。
(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
(5)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颜色褪去时即为滴定终点。
指点迷津
1•酸碱式滴定管的选择
【指点】强氧化性溶液(如KMnO4(H+)溶液、溴水等)及酸性溶液应盛放在酸式滴定管中,碱性溶(如Na2CO3等水解显碱性的溶液及碱溶液应盛放在碱式滴定管中。
2.滴定管盛标准溶液时,其液面一定要在0刻度吗?
【指点】不一定。
只要在0刻度或0刻度略下的某刻度即可,但一定要记录下滴定开始前液面的读数。
3.滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗?
【指点】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时的点。
4.滴定终点的判断:
【指点】当滴入最后一滴XXX标准溶液后,溶液变成XXX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:
(1)最后一滴:
必须说明是滴入最后一滴”溶液。
(2)颜色变化:
必须说明滴入最后一滴”溶液后溶液颜色的变化”。
3)半分钟:
必须说明溶液颜色变化后半分钟内不再恢复原来的颜色”。
5.量器的读数方法
(即凹液面定视线,视线
【指点1】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定读数)。
图3
【指点2】俯视读数(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。
【指点3】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。
至于俯视和仰视的误差,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。
如右图,滴定前仰视、滴定后俯视读数,造成的读数之差比实际所用溶液的体积偏小。
同步练习
1.
用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂),用偏高”偏低”或无影响”
填空。
(1)酸式滴定管未用标准溶液润洗
(2)锥形瓶用待测溶液润洗
(3)锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
4)放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
5)酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
(6)部分酸液滴出锥形瓶外
7)酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
8)酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
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0.1000molLNaOH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
甲乙
4.
(1)用amolL_1的HCI滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的
现象是
若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是
(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用作
指示剂,达到滴定终点的现象是。
(3)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO?
的含量,是否需要选
用指示剂(填是”或否”,达到滴定终点的现象是
(4)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:
一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti:
再
用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生
反应的离子方程式为,达到滴定终点时的现象是
5.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(填字母)。
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
0.1000molL1盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
P25.00
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
6.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:
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1h;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70〜80C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(填字母)。
A.H2C2O42H2OB.FeSO4C.浓盐酸D.Na2SO3
(3)若准确称取Wg你选的基准试剂溶于水配成500mL溶液,取25.00mL置于锥形瓶中,用KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。
KMnO4溶液的物质的量浓度为
-1
mol•。
(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”)。
高考链接
11
HA,溶液pH的变化曲线如图所示。
1.(2015•东理综,13)室温下向10mL0.1molNaOH溶液中加入0.1molL「的一元酸
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A_)>c(H)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A「)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A_)>c(HA)
-1
2.(2015广东理综,12)准确移取20.00mL某待测HCI溶液于锥形瓶中,用0.1000molL•NaOH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
3.[2015山东理综,31(3)]利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
已知:
2CrO:
-+2H+===Cr2°7-+出0Ba"+CrO:
-===BaCrO4J
步骤I:
移取xmL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用bmolL-1盐酸标准
液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0mLo
步骤n:
移取ymLBaCI2溶液于锥形瓶中,加入xmL与步骤I相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用bmolL-1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1
mLo
滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管,“0刻度位于滴定管的(填上方”或下方”。
BaCI?
溶
液的浓度为mol-L-1,若步骤n中滴加盐酸时有少量待测液溅出,
Ba2+浓度测量值将(填偏大”或偏小”。
4.[2015江苏,18(4)]准确称取0.1710gMnSO4H2O样品置于锥形瓶中,加入适量H3PO4和NH4NO3溶液,加热使Mn2+全部氧化成Mn3+,用c(Fe2+)=0.0500molL-1的标准溶液滴定至终点(滴定过程中Mn3+被还原为Mn2+),消耗Fe"溶液20.00mL。
计算MnSO4H2O样品的纯度(请给出计算过程)。
5•草酸合铁(川)酸钾晶体Kx[Fey(C2O4)z]nH2O可用于摄影和蓝色印刷。
为确定其组成,某化学兴趣小组在没有氧气干扰下进行如下实验:
实验I•草酸根含量的测定
称取0.9820g样品放入锥形瓶中,加入适量稀硫酸和一定量水,加热至343〜358K,用0.2000
molL-1KMnO4溶液滴定,滴定过程中草酸根离子转变成CO2逸出反应容器,KMnO4转变成Mn2十。
达到滴定终点时,共消耗KMnO4溶液12.00mL。
实验n.铁含量的测定
将上述滴定过草酸根的保留液充分加热,使淡紫红色消失。
冷却后,调节溶液pH并加入过量的KI
固体,充分反应后调节pH至7左右,滴入几滴淀粉溶液作指示剂,用0.2500molL「1W2S2O3标准溶液滴定至终点,共消耗Na2S2O3溶液8.00mL。
(已知:
实验n中涉及的部分离子方程式为I2+2S2O3===2I+S4O62)
请根据上述实验回答下列问题
(1)实验I在滴定过程中反应的离子方程式为
参考答案
同步练习
1•答案⑴偏高⑵偏高⑶无影响⑷偏低
(5)偏高(6)偏高(7)偏低(8)偏高
2•答案D
解析NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反应时生成CHsCOONa,由于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。
3•答案D
4.
(1)答案滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色当滴入最后-
滴标准液,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色
(2)答案淀粉溶液当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
(3)答案否当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色
(4)
答案Ti3++Fe3+===Ti4++Fe2+当滴入最后一滴标准液,溶液变成血红色,且半分钟内不褪
出气泡,液面会下降,故读取V酸偏大,结果偏高;正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图
所示:
26.11mL+26.09mL
2
=26.10mL(第二次偏差太大,舍去
),
一1
0.1000molL・X26.10mL
c(NaOH)=25.00mL
=0.1044molL・
6.答案
(1)酸式滴定管
(2)A⑶63V⑷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,应用酸式滴定管量取。
(2)H2C2O42H2O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。
⑶根据得失电子守恒原理有关系式:
5(H2C2O42H2O)〜2KMnO4,则KMnO4溶液的浓度为
Wg25.00mL2
126gmol1X500mL为10W-1
c(KMn°4)=vX10一L=63VmolL。
(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
将偏咼。
7.答案
25aV0V2c,
WV1%
解析本题涉及的化学方程式或离子方程式为CaCO3+2HCI===CaCI2+出0+CO2f,C2O4+Ca2+
===CaC2O4j,CaC2O4+H2SO4===H2C2O4+CaSO4,2MnO4+5H2C2O4+6H===2Mn2+10C°2f+8H2O,由此得出相应的关系式:
5CaCO3〜5H2C2O4〜2MnO4
5moln(CaCO3)
2mol
—1—3
amolL1/2x10L
解得:
n(CaCO3)=2.5aV20O—mol
aV2&o—3晋1皿壯]{盹-mol—1则原溶液中w(CaCO3)=1
25aV0V2%。
Xioo%=WV1
咼考链接
1.答案D
解析A项,a点NaOH与HA恰好完全反应,溶液的|
了水解反应,则溶液中:
c(Na+)>c(A—)>c(OH—)>c(HA)>
应,促进了水的电离,b点主要由于HA的电离而使溶液呈酸性,抑制了水的电离,
程度大于b点水的电离程度,错误;C项,根据电荷守恒:
c(Na+)+c(H+)=c(A—)+c(OH—),pH=7,贝Uc(H+)=c(OH—),可得c(Na+)=c(A),错误;D项,b点
溶液中溶质为等物质的量NaA和HA,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,所以c(A—)>c(HA),正确。
2.答案B
解析A项,滴定管用水洗涤后,还要用待装溶液润洗,否则将引起误差,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。
bV0—V1
pH为8.7,呈碱性,说明-c(H+),错误;B项,a
HA为弱酸,NaA发生点NaA发生了水解反所以a点水的电离
偏大
3.答案上方y……
解析“0刻度位于滴定管的上方。
由题意可得关系式BaCl2〜CrO2「〜H+,则有c(BaCl2)>>0—‘L=b
bV0—V1
molL
—1—3
molL>(V0—V1)>10L,解得c(BaCl2)=
液溅出,则V变小,Ba2+浓度测量值将偏大。
4.答案n(Fe2)=0.0500molL饗严叫—1=1.00>03mol
1000mLL
2+2+—3
n(Mn)=n(Fe)=1.0010mol
―3—1
m(MnSO4H2O)=1.0010molX69gmol=0.169gMnSO4H2O样品的纯度为黑品>10°%~98.8%解析:
根据氧化还原反应中得失电子守恒:
n(Mn3+)>=n(Fe2+)
—3___
mol,根据Mn元素守恒,m(MnSO4H2O)=1.00>0X169g=0.169g,纯度是{仃丫0X100%=
若步骤n中滴加盐酸时有少量待测
>1=20.00氷0—3X0.0500mol=1.0010—3
0.169
98.8%。
—+2+
5.答案
(1)2MnO4+5H2C2O4+6H===2Mn+8H2O+10CO2?
(2)偏高
(3)滴下最后一滴Na2S2O3标准溶液,溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不变色
(4)2MnO4〜5C2O4—
25
-32-
0.2氷2X10moln(C2O4)
2--3
n(C2O4)=6X10mol
2S2O3一〜I2〜2Fe3+
22
-33+
0.258X10moln(Fe)
3+-3
n(Fe)=2MOmol根据电荷守恒:
n(K*)=6MO3mol
-3-3-3
根据质量守恒:
m(H2O)=0.9820-39>6810—56X2X10—8886810=0.108(g)-3
n(H2O)=6&0mol
+3+2—
n(K):
n(Fe):
n(C2O4):
n(H2O)=3:
1:
3:
3,化学式为K3[Fe(C2O4)3]3H2O
(3)实验n用淀粉溶液作指示剂,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(写出计算过程)。