酸碱中和滴定及应用1

考点过关（中）考点9 酸碱中和滴定及应用

酸碱中和滴定是高中化学最重要的定量实验之一,在科学实验中占重要地位，它的原理和操作方法可以扩展到氧化还原滴定和沉淀滴定，中和滴定原理是熟悉的酸碱中和反应，由于酸碱中和反应与日常生活及实验室工作联系非常密切应用性强，所以常以酸碱中和反应原理为切入点，考查水解平衡和电离平衡理论的运用，其实验操作、仪器使用、指示剂选择、滴定终点判断、误差分析、定量计算等知识既是学习的重点，也是学习的难点。以酸碱中和滴定曲线为载体,全面考查电解质溶液和化学学科守恒的思想观念,已经成了近几年高考频繁出题的新热点。

酸碱中和反应的实质可用离子方程式H ＋＋OH －=H 2O 来表示，在中和反应中，H ＋、OH －之间的物质的量关系是n (H ＋)＝n (OH －)；若用参加反应的c (H ＋)、c (OH －)来表示，其关系式为c (H ＋)·V 酸＝c (OH －)·V 碱，由此可计算c (H ＋)，其表达式是c (H ＋)＝c －V 碱

V 酸；也可计算c (OH －)，其表达式是c (OH －)＝c ＋V 酸V 碱。由c (H ＋

)、c (OH －)可分别求出相应酸、碱的浓度。中和滴定的关键是准确判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)，指示剂的选择不但要考虑变色明显、灵敏，而且要选择指示剂的变色范围与滴定时pH 突跃范围相吻合，这样就能准确指示到达滴定终点(即酸碱恰好中和时的pH)。其方法是在待测液中加2～3滴指示剂，观察滴定过程中其颜色的变化，常选用的指示剂是酚酞或甲基橙，不用石蕊试液的原因是石蕊试液颜色变化不明显。酸碱中和滴定所用的主要仪器是锥形瓶和滴定管，酸式滴定管包括玻璃活塞、长玻璃管，可盛放酸性溶液、强氧化性溶液，不能盛放碱性溶液及氢氟酸，碱式滴定管包括长玻璃管、橡皮管、玻璃球，可盛放碱性溶液。滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度，滴定管的精确读数为0.01mL 。滴定管使用前先检查滴定管活塞是否漏水，在加入反应液之前，洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2～3遍。

【例题1】下面是关于酸碱中和滴定实验操作的叙述:①取一锥形瓶,用待测NaOH 溶液润洗两次；②在一锥形瓶中加入25.00 mL 待测NaOH 溶液；③加入几滴石蕊试剂作指示剂；④取一支酸式滴定管,洗涤干净；⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定；⑧左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶；⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面变化,直至滴定终点。其中叙述错误．．

的是( ) A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦

酸碱中和滴定的实验步骤可以提炼为6个关键字。洗(洗涤)：洗涤仪器并进行检漏、润洗；取(取液)：向酸(碱)式滴定管中注入标准液，向锥形瓶中注入待测液，加入2～3滴指示剂；滴(滴定)：在锥形瓶下垫一张白纸，向锥形瓶中先快后慢地加入标准液(后面逐滴加入)，至指示剂发生明显的颜色变化(如由红色变

为无色或红色变为橙色、无色变为粉红色等)且半分钟内不变时，停止滴定；读(读数)：平视滴定管中凹液面最低点，读取溶液体积；记(记录)：记录滴定前和滴定终点时滴定管中标准液的刻度，重复滴定2～3次将数据记入表中；算(计算)：以(V终－V始)为消耗的标准液的体积，取2～3次实验结果的平均值，依据c待

＝c标·V标

V待

(一元酸碱)计算待测液的物质的量浓度。中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，也可以迁移应用于

氧化还原反应，Na2CO3、NaOH的混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：

【例题2】实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生测定盐酸的浓度在实验室中进行实验。请完成下列填空：

(1)配制100 mL 0.10 mol/L NaOH标准溶液。

①主要操作步骤：计算→称量→溶解→________(冷却后)→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→________→________→将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签。

②称量________g氢氧化钠固体所需仪器有：天平(带砝码、镊子)、________、_______。

(2)取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用自己配制的标准液NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下：

①滴定达到终点的标志是____________________。

②根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为________(保留两位有效数字)。

③在上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________。

A．滴定终点读数时俯视读数B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸溶液润洗

C．锥形瓶水洗后未干燥D．碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失

②计算盐酸的浓度时，应计算三次的平均值，因NaOH标准液浓度以及待测液的体积都一样，故只算NaOH 溶液体积的平均值即可。③A项，滴定终点时俯视读数，相当于把数值看小，造成测定结果偏小；B项，酸式滴定管的作用在本题中是移取溶液，水洗后未用待测液润洗导致待测液浓度偏小，测定结果偏低；C项，锥形瓶水洗后未干燥对结果无影响。

【答案】(1)①转移定容摇匀②0.4烧杯(或表面皿) 药匙(2)①最后一滴NaOH溶液加入时，溶液由无色恰好变成浅粉红色并且在半分钟内不恢复原色②0.11 mol/L③D

酸碱中和滴定曲线图是以所滴入的酸或碱溶液的体积为横坐标、以中和反应后溶液的pH为纵坐标体现中和滴定过程的曲线图。强酸与强碱互相滴定的曲线图，前半部分与后半部分形状变化不大，但中间突跃大(即酸或碱溶液一滴之差，溶液pH变化大，出现突变)。分析强酸与强碱互相滴定时的离子浓度大小，只要关注水的电离平衡即可，没有其它平衡影响；强酸滴定弱碱或强碱滴定弱酸的曲线图，突跃小，较平缓；强酸滴定弱碱的起点低(因弱碱pH相对较小)，前半部分形状有差异；强碱滴弱酸的起点高(因弱酸pH相对较大)，前半部分形状有差异。分析强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱时的离子浓度大小，不仅要考虑生成盐的水解平衡，而且还要考虑过量弱酸或弱碱的电离平衡与水的电离平衡。

【例题3】298K时，在20.0mL 0.10mol/L氨水中滴入0.10 mol/L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 mol/L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 mL

C．M点处的溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)D．N点处的溶液中pH<12

C．根据电荷守恒可得：c(NH4＋)+ c(H＋)＝c(Cl－)+c(OH－)。由于M点处的溶液显中性，c(H＋)＝c(OH－)，所以c(NH4＋)＝c(Cl－)。盐是强电解质，电离远远大于弱电解质水的电离程度，所以溶液中离子浓度关系是：c(NH4＋)＝c(Cl－)＞c(H＋)＝c(OH－)，错误；D．N点氨水溶液中已经电离的一水合氨浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度，c(OH-)=0.1mol/L×1.32%=1.32×10?3mol/L，根据水的离子积常数可知：N处的溶液中氢离子

浓度＝

14

3

10

mol

1.3210

-

-

?

＝7.6×10－12mol/L，根据pH=?lg c(H+)可知此时溶液中pH<12，正确。【答案】D

【考点练习】

1.一只规格为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) mLB．流出溶液的体积为(n－m) mL

C．管内溶液体积等于(a－n) mLD．管内溶液体积多于n mL

2．下列实验操作不会引起误差的是( )

A．酸碱中和滴定时，用待测液润洗锥形瓶

B．酸碱中和滴定时，用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液

C．用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时，选用酚酞作指示剂，实验时不小心多加了几滴

D．用标准盐酸测定未知浓度NaOH结束实验时，酸式滴定管尖嘴部分有气泡，开始实验时无气泡

3.用1.0 mol·L－1的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示，则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是(）

A．1.0 mol·L－1,20 mL B．0.5 mol·L－1,40 mL

C．0.5 mol·L－1,80 mL D．1.0 mol·L－1,80 mL

4．向20.00 mL稀氨水中逐滴加入等物质的量浓度的盐酸，下列示意图变化趋势正确的是( )

5．下图是用0.100 0 mol·L－1NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度盐酸(酚酞作指示剂)的滴定曲线，下列说法正确的是( )

A．水电离出的氢离子浓度：a>b

B．盐酸的物质的量浓度为0.010 0 mol·L－1

C．指示剂变色时，说明盐酸与NaOH恰好完全反应

D．当滴加NaOH溶液为10.00 mL时，该混合液的pH＝1＋lg3

6．某学生为测定某烧碱样品中NaOH的质量分数，进行如下实验(已知该样品中含有少量不与酸作用的杂质)：A．在250 mL 容量瓶中定容，配制成250 mL 烧碱溶液

B．用移液管(或碱式滴定管)量取25.00 mL 烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂

C．在天平上准确称取烧碱样品20.5 g，在烧杯中加蒸馏水溶解

D．将物质的量浓度为1.00 mol/L 的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管，调整液面，记下开始刻度数V1 mL E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定至溶液变为橙色为止，记录终点耗酸体积V2 mL

回答下列问题：

(1)正确的操作步骤的顺序是(填写字母)______→______→________→______→______。

(2)滴定管读数应注意________________________________。

(3)E步骤的操作中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是__________。

(4)下列操作中可能使所测NaOH的质量分数偏低的是________(填字母)。

a．A步操作中未将溶液冷却至室温就转移到容量瓶中定容

b．C步操作中，称量药品时，砝码放在左盘，NaOH放在右盘

c．D步操作中酸式滴定管在装入标准H2SO4溶液前未用标准液润洗

d．读取硫酸体积时，开始时仰视读数，结束时俯视读数

(5)硫酸的初读数和末读数如图所示。末读数为______ mL，初读数为____ mL，用量为________ mL。按滴定所得数据来计算出的烧碱样品中NaOH的质量分数为________。

7．在标准状况下，充满HCl的烧瓶做完喷泉实验后得到稀盐酸，用标准Na2CO3溶液滴定这种盐酸来测定它的准确浓度，请你回答下列问题：

(1)用标准Na2CO3溶液滴定这种盐酸时，Na2CO3溶液应装在________式滴定管中，若用甲基橙作指示剂，达到滴定终点时，溶液从________色变为________色。

(2)现配制三种浓度的标准Na2CO3溶液，你认为最合适的是下列第________种(填序号)。

①2.500 mol·L－1②0.25 mol·L－1③0.025 mol·L－1

(3)若采用上述合适浓度的标准Na2CO3溶液滴定，用c(Na2CO3)表示，滴定时实验数据列表如下，求这种待测稀盐酸的物质的量浓度(用数据和符号列式即可)：c(HCl)＝________。

6.实验室用下列方法测定某水样中O2的含量。

(1)实验原理

①用如图所示装置，使溶解在水中的O2在碱性条件下将Mn2＋氧化成MnO(OH)2，反应的离子方程式为_________________________________________________________。

②在酸性条件下，再用I－将生成的MnO(OH)2还原为Mn2＋，反应的离子方程式为_________。然后用Na2S2O3

标准溶液滴定生成的I2，反应方程式为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6。

(2)实验步骤

①打开止水夹a和b，从A处向装置内鼓入过量N2，此操作的目的是______________；

②用注射器抽取某水样20.00 mL从A处注入锥形瓶；

③再分别从A处注入含m molNaOH溶液及过量的MnSO4溶液；

④完成上述操作后，关闭a、b，将锥形瓶中溶液充分振荡；

⑤打开止水夹a、b，分别从A处注入足量NaI溶液及含n mol H2SO4的硫酸；

⑥重复④的操作；

⑦取下锥形瓶，向其中加入2～3滴__________作指示剂；

⑧用0.005 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点。滴定终点的现象是______________________。

(3)数据分析

①若滴定过程中消耗的Na2S2O3标准溶液体积为3.90 mL，则此水样中氧(O2)的含量为___mg·L－1。

②若未用Na2S2O3标准溶液润洗滴定管，则测得水样中O2的含量将__________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

参考答案

1.【解析】滴定管的“0”刻度在上方，越向下刻度越大，所以流出液体的体积为(n－m) mL；刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液，所以管内溶液体积大于(a－n) mL。【答案】B

2.【解析】A中锥形瓶一定不要用待测液润洗，否则使待测液的量偏大，消耗标准液的体积偏大从而使所测浓度偏大；B中冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液，还是量取待测溶液，都必须用待装溶液润洗2～3次，否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小，影响结果；C中在滴定过程中，指示剂略多加了几滴，一般不影响实验结果，因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量；D中开始实验时酸式滴定管中无气泡，结束实验时有气泡，会导致所读取的V(HCl)偏小，依据V(HCl)·c(HCl)＝V(NaOH)·c(NaOH)，使所测的c(NaOH)偏小。【答案】C

3.【解析】本题的关键是把握滴定终点，pH＝7恰好完全反应，即n(H＋)＝n(OH－)。滴定前稀H2SO4的pH＝0，c(H＋)＝1.0 mol·L－1，则c(H2SO4)＝0.5 mol·L－1，当pH＝7时V(NaOH)＝40 mL，通过计算原硫酸溶液的体积为40 mL。【答案】C

4.【解析】NH3·H2O是弱酸，pH>7，A、C错误；NH3·H2O＋HCl===NH4Cl＋H2O，随着盐酸加入，溶液pH减小，当盐酸过量时，溶液的pH由过量的盐酸决定，HCl是强电解质，当氨水与盐酸等浓度时，盐酸的pH离7远。【答案】B

已经有一点点过量，C 项错误；当滴加的氢氧化钠溶液的体积是0.01 L 时，溶液显酸性，此时c (H ＋)＝ 0.100 0 mol·L －1×0.02 L－0.100 0 mol·L －1×0.01 L 0.02 L ＋0.01 L ＝0.13mol·L －1，pH ＝－lg c (H ＋)＝－lg 0.13＝1＋lg3，D 项正确。【答案】D

6.【解析】(1)正确顺序应是称量→溶解→定容→滴定，所以应是C 、A 、B 、D 、E 。(2)观察滴定管液面高度时视线应与凹液面最低点齐平，读数估读到0.01 mL 。(3)滴定终点时，白纸起衬托作用，更易于分辨颜色变化。(4)a 项，会使所配NaOH 溶液的浓度偏大，从而使质量分数偏高；b 项，会使所称药品小于20.5 g ，而使样品质量分数偏低；c 项，会稀释H 2SO 4而使V (H 2SO 4)偏大，从而使样品质量分数偏大；d 项，会使V (H 2SO 4)偏小，从而使计算所得样品质量分数偏小。所以应选b 、d 。(5)注意读数估读到0.01 mL ，滴定管“0”刻

度在上，末读数为24.00 mL ，初读数为0.30 mL ，用量为23.70 mL 。c (NaOH)＝

2×c 2SO 4V 2SO 4V ＝

2×1.00 mol/L×23.70×10－3 L 25×10－3 L

＝1.896 mol/L 。烧碱样品中NaOH 的质量分数为w (NaOH)＝40 g/mol×1.896 mol/L×250×10－3

L 20.5 g

×100%≈92.49%。 【答案】(1)C A B D E(2)视线与凹液面最低点齐平，读数精确到0.01 mL(3)使滴定到终点时，溶液颜色变化更明显，易于分辨(4)bd(5)24.00 0.30 23.70 92.49%

7.【解析】(1)Na 2CO 3溶液呈碱性，应装在碱式滴定管中；甲基橙遇盐酸显红色，滴加Na 2CO 3溶液至滴定终点时，溶液由红色变橙色。(2)充满HCl 的烧瓶做完喷泉实验后，所得盐酸的物质的量浓度为c (HCl)＝V L 22.4 L/mol V L

＝0.045 mol·L －1，为减小实验误差应用浓度与之接近的Na 2CO 3溶液进行滴定，故选③。(3)实验1中Na 2CO 3溶液的体积偏大，应删除，因此实验2和实验3所用Na 2CO 3溶液体积的平均值为＋2

＝17.00 mL ，用甲基橙作指示剂时，Na 2CO 3＋2HCl===2NaCl ＋CO 2↑＋H 2O ，因此c (HCl)＝c 2CO 3

mL×220.00 mL

＝1.7c (Na 2CO 3)。 【答案】(1)碱 红 橙 (2)③ (3)1.7c (Na 2CO 3)

6mol ，则此水样中氧(O 2)的含量为4.875×10－6 mol×32 g·mol －1×1 000 mg·g －10.02 L ＝7.8 mg·L －1。②若未用Na 2S 2O 3标准溶液润洗滴定管，则c (Na 2S 2O 3)减小，V (Na 2S 2O 3)增大，所以n (O 2)增大，故测得水样中O 2的含量将偏大。

【答案】(1)①2Mn 2＋＋O 2＋4OH －===2MnO(OH)2②MnO(OH)2＋2I －＋4H ＋===Mn 2＋

＋I 2＋3H 2O(2)①排出装置内的空气，避免空气中的O 2的干扰 ⑦淀粉溶液 ⑧滴最后一滴标准液，溶液恰好由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复原色(3)①7.8 ②偏大