新人教版高中化学考点过关中考点9酸碱中和滴定及应用选修4
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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-=H2O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
c(H+),其表达式是c(H+)=错误!;也可计算c(OH-),其表达式是c(OH-)=错误!。碱,由此可计算
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.①⑤⑥⑦
C.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,Na 2CO 3、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/L ③D 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。