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第2课时　酸碱中和滴定
课后·训练提升
基础巩固
1.用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液(甲基橙作指示剂),下列操作正确的是(　　)。
A.本实验最好选择酚酞作指示剂
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准盐酸进行滴定
C.当滴定至溶液由黄色变为橙色时,即为滴定终点,立即停止滴定
D.滴定时,边摇动锥形瓶边观察瓶中溶液的颜色变化
答案:D
解析:用盐酸滴定氢氧化钠溶液,达到滴定终点时酚酞由浅红色变为无色,不易观察,最好选择滴定过程中颜色由浅变深的指示剂,如甲基橙,A项错误;滴定管用蒸馏水洗涤后,再用标准盐酸润洗才能装入标准盐酸进行滴定,B项错误;甲基橙作指示剂时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不变色,可认为达到滴定终点,停止滴定,C项错误;滴定时,边摇动锥形瓶边观察瓶中溶液的颜色变化,以判断滴定终点,D项正确。
2.测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括:①量取一定量的浓硫酸,稀释;②转移定容得待测液;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。上述操作中,不需要用到的仪器为(　　)。
答案:B
解析:实验过程中,①量取一定量的浓硫酸并稀释,所需仪器为量筒、烧杯、玻璃棒;②转移定容得待测液,所需仪器为烧杯、玻璃棒、容量瓶、胶头滴管;③移取20.00 mL待测液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定,所需仪器为酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶。选项中A为容量瓶,B为分液漏斗,C为锥形瓶,D为碱式滴定管,上述操作中,不需要用到的仪器为分液漏斗。
3.室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH一定大于7的是(　　)。
A.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.05 mol·L-1的氢氧化钡溶液
C.pH=4的CH3COOH溶液和pH=10的氢氧化钠溶液
D.pH=4的盐酸和pH=10的氨水
答案:D
解析:HCl为一元强酸,NaOH为一元强碱,Ba(OH)2为二元强碱,故等体积等物质的量浓度的盐酸与NaOH溶液恰好中和,pH=7,与Ba(OH)2溶液反应时,c(H+)=c(OH-)=2c[Ba(OH)2],pH=7,A、B两项错误;pH=4的CH3COOH溶液中电离出的c(H+)=1×10-4 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液中电离出的c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,因此CH3COOH电离出的H+恰好与NaOH中和,反应过程中CH3COOH会继续电离出H+,故pH<7,同理,D项中氨水过量,溶液显碱性,pH>7,C项错误,D项正确。
4.下列有关中和滴定实验的叙述中不正确的是(　　)。
A.滴定管下端连有乳胶管的为碱式滴定管,只能装入碱性溶液
B.重复实验操作时,开始滴速可以稍快些,临近终点时放慢滴加速度
C.滴定前应先排除尖嘴部分的气泡,以使其充满溶液
D.滴定过程中眼睛应注视滴定管内液面的变化,以观察滴速
答案:D
解析:D项应两眼观察锥形瓶内溶液的颜色变化。
5.用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中,会引起实验误差的是(　　)。
A.取干燥洁净的酸式滴定管,润洗后装入盐酸标准溶液
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液
C.往盛有20.00 mL NaOH溶液的锥形瓶中滴入3滴酚酞溶液后进行滴定
D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,用NaOH溶液润洗3次,再装入一定体积的NaOH溶液
答案:D
解析:A项不会引起误差;锥形瓶内存有少量蒸馏水,NaOH的物质的量不变,消耗标准液的体积不变,B项不会引起误差;锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使测定结果偏高。
6.一支规格为a mL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在m mL处,当液面降到n mL处时,下列判断正确的是(　　)。
A.流出溶液的体积为(m-n) mL
B.流出溶液的体积为(n-m) mL
C.管内溶液体积等于(a-n) mL
D.管内溶液体积多于n mL
答案:B
解析:滴定管的“0”刻度在上方,越向下刻度值越大,所以流出溶液体积为(n-m)mL。刻度线以下尖嘴部分的溶液在刻度以外,所以管内剩余溶液的体积大于(a-n)mL。
7.酚酞溶液作指示剂,用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH溶液是否过量,判断它是否过量的方法是(　　)。
A.加入5 mL盐酸进行滴定
B.返滴一滴待测盐酸
C.重新进行滴定
D.以上方法均不适用
答案:B
解析:判断是否滴定过量的方法是返滴一滴待测盐酸,看颜色是否复原。
8.用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中不含有与酸反应的杂质,试根据实验回答下列问题。
(1)准确称取烧碱样品2.50 g,将样品配成250 mL的待测溶液。
(2)滴定管使用前洗涤后应　 。
(3)取10.00 mL待测溶液,用　　　　　　(填仪器名称)量取注入锥形瓶中。
(4)用0.200 0 mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视　　　　　　　　直到滴定终点。
(5)根据下列测定数据,分析得到合理数据,计算待测烧碱溶液的浓度为　　　　　　　。
滴定次数 待测溶液体积/mL 标准盐酸体积/mL
滴定前读数 滴定后读数
第一次 10.00 0.50 10.40
第二次 10.00 4.00 14.10
第三次 10.00 4.20 15.70
(6)根据上述测定数据,分析得到合理数据,计算烧碱的纯度为　　　　。
(7)若锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出,结果偏　　　;酸式滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失,结果偏　　　　。
答案:(2)用待盛溶液润洗　(3)碱式滴定管　(4)锥形瓶中溶液颜色的变化　(5)0.200 0 mol·L-1　(6)80%　(7)小　大
解析:(5)第三次实验标准溶液体积误差较大舍去,取前两次数据进行计算,可得待测烧碱溶液的浓度为0.200 0 mol·L-1。
(6)待测溶液中烧碱的质量为250 mL×10-3×0.200 0 mol·L-1×40 g·mol-1=2.00 g,则纯度为×100%=80%。
(7)锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出,则待测溶液减少,所用标准溶液偏少,结果偏小;滴定前有气泡,滴定后气泡消失,所用标准溶液偏多,结果偏大。
能力提升
1.如图是常温下向20.0 mL的盐酸中,逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线。下列结论中错误的是(　　)。
A.溶液的pH=7时,盐酸和NaOH溶液恰好完全反应
B.原盐酸的浓度为1.0 mol·L-1
C.x=20.0
D.pH=12时V≈24.4 mL
答案:B
解析:当V=0 mL时,盐酸的pH=1,因此c(HCl)=0.10 mol·L-1,B项错误;当溶液的pH=7时,HCl与NaOH恰好完全反应,因此n(HCl)=n(NaOH),故V=20.0 mL,A、C项正确;当溶液的pH=12时,0.10 mol·L-1×V mL-0.10 mol·L-1×20 mL=(V+20) mL×1×10-2 mol·L-1,解得V≈24.4,D项正确。
2.下列滴定实验中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是(　　)。
已知:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO46K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S2NaI+S↓
选项 滴定管中的溶液 锥形瓶中 的溶液 指示剂 滴定终点 颜色变化
A KSCN标准溶液 AgNO3溶液 Fe(NO3)3溶液 无色→红色
B 盐酸 氨水 甲基橙 黄色→橙色
C 酸性 KMnO4溶液 K2SO3溶液 无 无色→浅紫色
D 碘水 Na2S溶液 淀粉 蓝色→无色
答案:D
解析:当Ag+沉淀完全后,再滴入KSCN标准溶液,会生成Fe(SCN)3,溶液呈红色,A项正确;盐酸滴定氨水,恰好中和时生成氯化铵,溶液呈酸性,选择的指示剂是甲基橙,终点颜色变化为黄色→橙色,B项正确;亚硫酸钾被完全氧化后,过量的高锰酸钾使溶液显浅紫色,终点颜色变化为无色→浅紫色,C项正确;用碘水滴定硫化钠溶液,开始时溶液为无色,硫化钠被完全氧化后,碘水过量,淀粉遇碘变蓝,可选择淀粉作指示剂,滴定终点的颜色变化为无色→蓝色,D项错误。
3.浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是(　　)。
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:B点大于A点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
答案:D
解析:由图像知,0.10 mol·L-1的MOH溶液的pH为13,说明MOH为强碱,ROH溶液的pH小于13,说明ROH为弱碱,所以MOH的碱性强于ROH的碱性,A项正确;稀释有利于弱电解质的电离,B项正确;若两溶液无限稀释则接近中性,则它们的c(OH-)相等,C项正确;当lg=2时,MOH溶液的pH为11,ROH溶液的pH为10,若两溶液同时升高温度,ROH溶液中存在电离平衡,平衡会右移,c(R+)增大,c(M+)不变,比值减小,D项错误。
4.将含有杂质的4.0 g NaOH配成1 000 mL溶液,取20.00 mL于锥形瓶中,用0.100 mol·L-1的盐酸滴定,用甲基橙作指示剂,滴定达终点时,消耗19.00 mL盐酸,NaOH中含有的杂质不可能为(　　)。
A.NaCl B.Na2CO3
C.Na2O D.K2CO3
答案:C
解析:若NaOH不含杂质,则应消耗20.00 mL盐酸,实际消耗19.00 mL盐酸,说明杂质不消耗盐酸,或消耗的盐酸比等质量的NaOH固体所消耗的盐酸少。已知40 g NaOH消耗1 mol H+,而NaCl不消耗H+、53 g Na2CO3和69 g K2CO3均消耗1 mol H+、31 g Na2O消耗1 mol H+,所以含有NaCl或Na2CO3或K2CO3杂质,均使耗酸量偏小,而含有Na2O杂质会使耗酸量变大,不可能含有Na2O。
5.绿矾(FeSO4·7H2O)是治疗缺铁性贫血药物的重要成分。某化学兴趣小组采用以下方法测定某绿矾样品的纯度。
a.称取2.850 g绿矾样品,溶解后在250 mL容量瓶中定容配成待测液;
b.量取25.00 mL待测液于锥形瓶中;
c.用硫酸酸化的0.010 0 mol·L-1 KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液体积的平均值为20.00 mL。
下列说法不正确的是(　　)。
A.a步骤中定容时,仰视会使所测绿矾晶体的纯度偏低
B.滴定时盛放KMnO4溶液的仪器为酸式滴定管
C.滴加最后半滴KMnO4溶液时,溶液变成浅紫红色,即为滴定终点
D.上述样品中FeSO4·7H2O的质量分数约为97.5%
答案:C
解析:配制待测液,定容时仰视,液面高于刻度线,则所配溶液的浓度偏低,测得绿矾晶体的纯度偏低,A正确;KMnO4溶液具有强氧化性,滴定时要盛放在酸式滴定管中,B正确;滴加最后半滴KMnO4溶液,溶液变为浅紫红色,且半分钟内不褪色,则为滴定终点,C错误;用标准KMnO4溶液滴定FeSO4待测液时,存在关系:KMnO4~5FeSO4,则绿矾样品中FeSO4·7H2O的质量为5×0.010 0 mol·L-1 ×20.00×10-3 L××278 g·mol-1=2.780 g,故样品中FeSO4·7H2O的质量分数为×100%≈97.5%,D正确。
6.(1)选用以下主要仪器和试剂,是否可以达到测定NaOH溶液浓度的目的
　　　　(填“是”或“否”)。
主要仪器:滴定管、锥形瓶、烧杯
试剂:NaOH溶液、0.100 0 mol·L-1盐酸
(2)现用物质的量浓度为0.100 0 mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸,请回答下列问题。
①用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入图1中的　　　(填“甲”或“乙”)中。
②某学生的操作步骤如下:
A.移取V mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞溶液;
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,调节滴定管使尖嘴部分充满溶液;
D.取标准NaOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上2~3 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NaOH溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度。
正确操作步骤的顺序是　　　　　　　　(用字母序号填写)。
上述B步骤操作的目的是 　。
判断到达滴定终点的实验现象是 　。
③图2是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,c(HCl)=　　　　　　mol·L-1。
答案:(1)否
(2)①乙　②BDCEAF　洗去附在滴定管内壁上的水,防止其将标准溶液稀释而带来误差　当滴入最后半滴标准溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色　③
解析:(1)缺少酸碱指示剂,无法判断滴定终点。
(2)①NaOH为强碱,应将NaOH溶液注入碱式滴定管中,故选乙。
②按查漏→水洗→润洗→装液→排气泡→调液面→读数→加待测溶液和指示剂→滴定→判断终点→读数、记录数据→计算的顺序思考。判断滴定终点的方法是当滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色。
③滴定过程中消耗NaOH溶液的体积为(V2-V1) mL,因此c(HCl)= mol·L-1。
6.工业废水中常含有一定量氧化性较强的Cr2,利用滴定原理测定Cr2含量的方法如下:
步骤Ⅰ:量取30.00 mL废水于锥形瓶中,加入适量稀硫酸酸化。
步骤Ⅱ:加入过量的碘化钾溶液充分反应:Cr2+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O。
步骤Ⅲ:向锥形瓶中滴入几滴指示剂。用滴定管量取0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液进行滴定,数据记录如表:(I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6)
滴定次数 Na2S2O3溶液起始读数/mL Na2S2O3溶液终点读数/mL
第一次 1.02 19.03
第二次 2.00 19.99
第三次 0.20 a
(1)步骤Ⅰ量取30.00 mL废水选择的仪器是　　　　　　　。
(2)步骤Ⅲ中滴加的指示剂为　　　　;滴定达到终点时的实验现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)步骤Ⅲ中a的读数如图所示,则:
①a=　　　　　。
②Cr2的含量为　　　 g·L-1。
(4)以下操作会造成废水中Cr2含量测定值偏高的是　　　　(填字母)。
A.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
B.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
C.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
D.量取Na2S2O3溶液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
答案:(1)酸式滴定管
(2)淀粉溶液　滴入最后半滴Na2S2O3溶液,溶液刚好从蓝色变为无色,且半分钟内不变色
(3)①18.20　②2.16
(4)CD
解析:(1)根据信息,Cr2氧化性较强,量取废水应用酸式滴定管。(2)滴定碘单质应选用淀粉溶液作指示剂;滴定达到终点时碘单质刚好被消耗,溶液的颜色由蓝色变为无色,且在半分钟内不变色。(3)①根据图示,滴定管“0”刻度在上,且精确到0.01 mL,a值为18.20。②根据Cr2+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O和I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,Cr2~3I2~6Na2S2O3,n(Cr2)=n(Na2S2O3) =c(Na2S2O3)·V(Na2S2O3),将三次数据分别代入,并求平均值,得n(Cr2)=3×10-4 mol,进而求得Cr2的含量为=2.16 g·L-1。(4)根据Cr2+6I-+14H+2Cr3++3I2+7H2O和I2+2Na2S2O32NaI+Na2S4O6,则c(待测)偏高,所测Cr2含量就偏高;A项,滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,造成V(标准)偏小,c(待测)偏低;B项,盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,对V(标准)无影响,则c(待测)无影响;C项,滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,造成V(标准)偏大,则c(待测)偏高;D项,未用标准液润洗滴定管,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,则c(待测)偏高。
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