全面剖析“酸堿中和滴定”為2016年高考化學(xué)把脈

朱紅文

酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)是高中化學(xué)中的定量實(shí)驗(yàn)，高考中常常以酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的基本原理進(jìn)行氧化還原滴定、沉淀滴定的考查等，而另一種常見的考查方式就是酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的一些基本操作、誤差分析、化學(xué)計(jì)算等。所以中和滴定在高考當(dāng)中具有重要地位，我們要對(duì)它給予重視。下面我們就來對(duì)它進(jìn)行一次全面而細(xì)致的理解。

1.實(shí)驗(yàn)原理

（1）用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸），根據(jù)中和反應(yīng)的等量關(guān)系來測定酸（或堿）的濃度。

（2）利用酸堿指示劑明顯的顏色變化，表示反應(yīng)已完全，指示滴定終點(diǎn)。

2.實(shí)驗(yàn)用品

（1）儀器：酸式滴定管（如圖1A）、堿式滴定管（如圖1B）、滴定管夾、鐵架臺(tái)、錐形瓶。

（2）試劑：標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、指示劑、蒸餾水。

（3）滴定管的使用：

3.實(shí)驗(yàn)操作（以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例）

（1）滴定前的準(zhǔn)備：

（2）滴定：如圖2。

（3）終點(diǎn)判斷：等到滴人最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來的顏色，視為滴定終點(diǎn)并記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。

（4）操作步驟：

①儀器的洗滌：

滴定管（或移液管）：自來水一蒸餾水→待裝溶液潤洗。

錐形瓶：自來水→蒸餾水（禁止用所裝溶液洗滌）。

②裝液調(diào)整液面：

裝液，使液面一般高于“O”刻度，驅(qū)除玻璃尖嘴處的氣泡。

③讀數(shù)：調(diào)整液面在“O”刻度或“0”刻度以下.讀出初讀數(shù)，滴定終點(diǎn)，讀出末讀數(shù)。

4.數(shù)據(jù)處理

按上述操作重復(fù)二至三次，求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值，根據(jù)計(jì)算。

命題點(diǎn)1 酸堿中和滴定中儀器、指示劑的選擇

1.滴定管的選擇

盛放強(qiáng)氧化性溶液、酸性溶液時(shí)選擇酸式滴定管，如酸性高錳酸鉀溶液、硝酸溶液、稀硫酸等。盛放堿溶液、堿性溶液時(shí)選擇堿式滴定管，如NaOH溶液、Na2CO3溶液等。

2.指示劑選擇的基本原則

變色要靈敏，變色范圍要小，使變色范圍盡量與滴定終點(diǎn)溶液的酸堿性一致。

（1）不能用石蕊作指示劑，原因是它變色范圍較大，而且顏色變化不是很明顯。

（2）滴定終點(diǎn)為堿性時(shí)，用酚酞作指示劑，例如用Na（）H溶液滴定醋酸。

（3）滴定終點(diǎn)為酸性時(shí)，用甲基橙作指示劑，例如用鹽酸滴定氨水。

（4）強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿一般用甲基橙，但用酚酞也可以。

例1實(shí)驗(yàn)窒現(xiàn)有3種酸堿指示劑，其pH變色范圍如下：

甲基橙：3.1～4.4石蕊：5.O～8.o酚酞：8.2～10.0

用NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時(shí)，下列敘述中正確的是（）。

A.溶液呈中性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑

B.溶液呈中性，只能選用石蕊作指示劑

C.溶液呈堿性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑

D.溶液呈堿性，只能選用酚酞作指示劑

分析：NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反應(yīng)生成CH.COONa時(shí)，CH3COO-水解顯堿性，而酚酞的變色范圍為8.2～1o.o，比較接近。答案為D。

例2用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考如圖3所示的滴定管，從下表中選出正確選項(xiàng)（）。

分析：解答本題的關(guān)鍵是：①明確酸式、堿式滴定管使用時(shí)的注意事項(xiàng)，②指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛放堿，而堿式滴定管不能盛放酸，指示劑應(yīng)選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙，不能選用石蕊。答案為D。

命題點(diǎn)2酸堿中和滴定中的誤差分析

1.酸堿中和滴定原理

依據(jù)原理c（標(biāo)準(zhǔn)）.V（標(biāo)準(zhǔn)）=c.（待測）.V（待測），所以c（待測），因c（標(biāo)準(zhǔn)）與V（待測）已確定，因此只要分析出不正確操作引起V（標(biāo)準(zhǔn)）的變化，即分析出結(jié)果。

2.常見誤差

以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿（酚酞作指示劑）為例，常見的因操作不正確而引起的誤差有：

3.量器的讀數(shù)方法

（1）平視讀數(shù)（如圖4A）：實(shí)驗(yàn)室中用量筒、移液管或滴定管量取一定體積的液體；讀取液體體積時(shí)，視線應(yīng)與凹液面最低點(diǎn)保持水平，視線與刻度的交點(diǎn)即為讀數(shù)（即凹液面定視線，視線定讀數(shù)）。

（2）俯視讀數(shù)（如圖4B）：當(dāng)用量筒測量液體的體積時(shí)，由于俯視視線向下傾斜，尋找切點(diǎn)的位置在凹液面的上側(cè)，讀數(shù)高于正確的刻度線位置，即讀數(shù)偏大。

（3）仰視讀數(shù)（如圖4C）：讀數(shù)時(shí)，由于視線向上傾斜，尋找切點(diǎn)的位置在液面的下側(cè)，因滴定管刻度標(biāo)法與量筒不同，這樣仰視讀數(shù)偏大。

例3用已知濃度的鹽酸測定未知濃度NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度，待測液放在錐形瓶中。中和滴定時(shí)下列操作會(huì)使測定結(jié)果偏低的是（錐形瓶中溶液用滴定管量?。ǎ?。

A.堿式滴定管未用待測堿液潤洗

B.酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗

C.滴定過程中滴定管內(nèi)不慎有標(biāo)準(zhǔn)液濺…

D.滴定前俯視讀數(shù)，滴定后讀數(shù)正確

分析：A項(xiàng)堿式滴定管未用待測堿液潤洗，導(dǎo)致實(shí)際取用的堿少，則消耗的酸少，結(jié)果偏低。B項(xiàng)酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗，會(huì)造成消耗的酸多，結(jié)果偏高。C項(xiàng)偏高。D項(xiàng)計(jì)算出消耗的酸將會(huì)偏多，結(jié)果偏高（滴定管的“0”刻度在上面）。答案為A。

命題點(diǎn)3 中和滴定原理的拓展應(yīng)用

1.沉淀滴定

（1）概念：沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行滴定、測量分析的方法。生成沉淀的反應(yīng)很多，但符合條件的卻很少，實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法，即利用Agl與鹵素離子的反應(yīng)來測定Cl-、Br-、I-濃度。

（2）原理：沉淀滴定所用的指示劑本身就是一種沉淀劑，滴定劑與被滴定物反應(yīng)的生成物的溶解度要比滴定劑與指示劑反應(yīng)的生成物的溶解度小，否則不能用這種指示劑。如用AgN03溶液測定溶液中C1的含量時(shí)常以CrO2-4為指示劑，這是因?yàn)锳gCl比Ag2 CrO1更難溶的緣故。

2.氧化還原滴定

（1）原理：以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)。

（2）實(shí)例：①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。

原理：。

指示劑：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外選擇指示劑，當(dāng)?shù)稳胍坏嗡嵝訩Mn04溶液后，溶液由無色變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明到達(dá)滴定終點(diǎn)。

②Na2S2O3溶液滴定碘液。

原理：。

指示劑：用淀粉作指示劑，當(dāng)?shù)稳胍坏蜰a2S203溶液后，溶液的藍(lán)色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色，說明到達(dá)滴定終點(diǎn)。

側(cè)4用的EDTA（） 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定硫酸鎳銨樣品溶液中的（離子方程式為），消耗EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液31.25 mL。若滴定管在使用前未用EDTA標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗，測得的Ni2+含量將（填“偏高”“偏低”或“不變”）。

分析：滴定管未潤洗，則滴定時(shí)所需標(biāo)準(zhǔn)溶液EDTA的量將增多，故測得的Ni2+含量偏高。

例5利用I2的氧化性可測定鋼鐵中硫的含量。做法是將鋼樣中的硫轉(zhuǎn)化成H2S03，然后用一定濃度的I2溶液進(jìn)行滴定，所用指示劑為________，滴定反應(yīng)的離子方程式為________。

分析：利用淀粉溶液遇碘顯藍(lán)色的原理，可選用淀粉溶液作指示劑。滴定反應(yīng)的離子方程式為

例6已知：，稱取提純后的試樣于錐形瓶中，加入氫氧化鈉溶液28.00 ml，反應(yīng)完全后，過量的氫氧化鈉用0.100 0 mol.I.I鹽酸滴定至終點(diǎn)，耗用鹽酸20.16 ml。上述滴定中，滴定管在注入鹽酸之前，先用蒸餾水洗凈，再用

。

分析：滴定管用蒸餾水洗凈后，需再用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤洗2～3次。

例7四氯化硅粗產(chǎn)品經(jīng)精餾后，得到的殘留物中常含有鐵元素，為了分析殘留物中鐵元素的含量，先將殘留物預(yù)處理，使鐵元素還原成Fe2+，再用KMno4標(biāo)準(zhǔn)溶液在酸性條件下進(jìn)行氧化還原滴定，反應(yīng)的離子方程式為。滴定前是否要滴加指示劑？

（填“是”或“否”），請(qǐng)說明理由：________。

分析：因MnO4本來有顏色，故不再需要其他指示劑。

例8（NH2SO4是常見的化肥和化工原料，受熱易分解。某興趣小組擬探究其分解產(chǎn)物。

[查閱資料] （NH4）2SO4在260℃和400℃時(shí)分解產(chǎn)物不同。

[實(shí)驗(yàn)探究]該小組擬選用圖5所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（夾持和加熱裝置略）。

實(shí)驗(yàn)1：連接裝置A-B-C-D，檢查氣密性，按圖示加入試劑（裝置B盛0.500 0 mol.I-1鹽酸70.00 ml）。通入N2排盡空氣后，于260℃加熱裝置A一段時(shí)間，停止加熱，冷卻，停止通入N2，品紅溶液不褪色，取下裝置B，加入指示劑，用0.200 0 mol.L-l NaOH溶液滴定剩余鹽酸，終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH溶液25.00 mI。經(jīng)檢驗(yàn)，滴定后的溶液中無SO2。

（1）儀器X的名稱是一。

（2）滴定前，下列操作的正確順序是________（填字母編號(hào)）。

a.盛裝0.200 0 mol.I-1 NaOH溶液

b.用0.200 0 mol.L-I NaOH溶液潤洗

c.讀數(shù)、記錄

d.查漏、清洗

e.排盡滴定管尖嘴的氣泡并調(diào)整液面

（3）裝置B內(nèi)溶液吸收氣體的物質(zhì)的量是________mol。

實(shí)驗(yàn)2：連接裝置A- D-B，檢查氣密性，按圖示重新加入試劑。通入N2排盡空氣后，于400℃加熱裝置A至（NH4）2S04完全分解無殘留物，停止加熱，冷卻，停止通人N2，觀察到裝置A、D之間的導(dǎo)氣管內(nèi)有少量白色固體。經(jīng)檢驗(yàn)，該白色固體和裝置D內(nèi)溶液中有 ，無 。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，氣體產(chǎn)物中無氮氧化物。

（4）檢驗(yàn)裝置D內(nèi)溶液中有 ，無 的實(shí)驗(yàn)操作和現(xiàn)象是________。

（5）裝置B內(nèi)溶液吸收的氣體是________。

（6） （NH4）2S04在400℃分解的化學(xué)方程式是________。

解析：實(shí)驗(yàn)1，A裝置是用于分解（NH4）2S04的，開始通入氮?dú)馐菫榱伺艃粞b置中的空氣，避免干擾產(chǎn)物的檢驗(yàn)；最后通人氮?dú)?，是為了將生成的氣體，全部排人B、C、D中；B裝置是用于吸收氨氣的，B中無 ，證明沒有產(chǎn)生三氧化硫；C裝置是用于檢驗(yàn)二氧化硫的，260℃加熱，C中不褪色，證明沒有產(chǎn)生二氧化硫；D裝置是用于吸收尾氣的。

實(shí)驗(yàn)2，A-D-B，A中無殘留物，證明完全分解；D是用于吸收S的氧化物的，B是吸收氨氣的。

答案：（1）圓底燒瓶 （2）d b-a-e-c（3）0.03 （4）取少量D溶液于試管中，加入足量BaCI2溶液，有白色沉淀生成，再加入鹽酸，白色沉淀完全溶解，生成刺激性氣味的氣體，說明D內(nèi)溶液中有 ，無 （5） NH3 （6）

例9 室溫下向10 mL O.l mol.L-1NaOH溶液中加入0.1 mol.L-l的一元酸HA溶液，pH的變化曲線如圖6所示。

下列說法正確的是（）。

A.a點(diǎn)所示溶液中

B.a、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度相同

C.pH=7時(shí)

D.b點(diǎn)所示溶液中

解析：a點(diǎn)時(shí)酸堿恰好完全反應(yīng)，生成NaA，pH>7，說明HA是弱酸，離子濃度：。b點(diǎn)時(shí)HA過量，抑制水的電離。pH=7時(shí)，c（Na+）=c（A-）。b點(diǎn)時(shí)構(gòu)成NaA-HA混合溶液，pH<7，說明HA的電離能力強(qiáng)于A-的水解能力，c（A-》c（HA）。答案為D。

例10 25℃時(shí)，在10 mL濃度均為O.l mol·I-1的NaOH和NH3.H20混合溶液中，滴加O.l mol.L-l鹽酸，下列有關(guān)溶液中粒子濃度關(guān)系正確的是（）。

A.未加鹽酸時(shí)：

B.加入10 mL鹽酸時(shí)：

C.加入鹽酸至溶液pH=7時(shí)：

D.加入20 mL鹽酸時(shí)：

解析：A項(xiàng)，混合溶液中NaOH和NH3.H20的比例未知，無法判斷c（Na+）和c（NH3.H20）的大小，故A錯(cuò)誤。B項(xiàng)，加入10 mL鹽酸時(shí)，，又根據(jù)電荷守恒，，所以，故B正確。C項(xiàng)，根據(jù)電荷守恒，時(shí)，即，故C錯(cuò)誤。D項(xiàng)，加入20 mL鹽酸時(shí)：，由于NH4+的水解，所以，故D錯(cuò)誤。答案為B。

例11 下列實(shí)驗(yàn)操作正確的是（）。

A.用玻璃棒蘸取CH3 COOH溶液點(diǎn)在水濕潤的pH試紙上，測定該溶液的pH

B.中和滴定時(shí)，滴定管用所盛裝的反應(yīng)液潤洗2～3次

C.用裝置甲分液，放出水相后再從分液漏斗下口放出有機(jī)相

D.用裝置乙加熱分解NaHCO3固體

解析：測定醋酸pH，pH試紙不能事先濕潤，防止醋酸被稀釋而導(dǎo)致測定結(jié)果偏大，故A錯(cuò)誤。為防止液體被稀釋導(dǎo)致濃度減小而產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)誤差，滴定管用所盛裝的反應(yīng)液潤洗，故B正確。分液時(shí)，為避免液體重新混合而污染，下層液體從下口漏出，上層液體從上口倒出，故C錯(cuò)誤。碳酸氫鈉加熱分解生成水，應(yīng)防止試管炸裂，試管口應(yīng)略朝下，故D錯(cuò)誤。答案為B。