把握考向 精準(zhǔn)復(fù)習(xí)——例說酸堿中和滴定考題預(yù)測(cè)

陜西

酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)中的一個(gè)傳統(tǒng)必做實(shí)驗(yàn)，也是一個(gè)重要的定量實(shí)驗(yàn)，縱覽近幾年高考試題，中和滴定考查頻率較高。試題涉及實(shí)驗(yàn)的儀器使用與基本操作、滴定反應(yīng)的計(jì)算、數(shù)據(jù)處理與誤差分析、遷移應(yīng)用、圖象分析等，既考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握情況，又考查學(xué)生的學(xué)科思維方法，分析理解能力，接受、整合、應(yīng)用信息的能力。預(yù)計(jì)2019年高考在中和滴定實(shí)驗(yàn)的考查上將會(huì)繼續(xù)有所重視，試題會(huì)有繼承、發(fā)展與創(chuàng)新，主要考查方式變化不會(huì)太大。

一、考查主要儀器的使用

【例1】(高考題組編)下列敘述正確的是

( )

A.(2017·全國(guó)卷Ⅲ)取20.00 mL鹽酸，在50 mL 酸式滴定管中裝入鹽酸，調(diào)整初始讀數(shù)為30.00 mL后，將剩余鹽酸放入錐形瓶

B.(2016·天津卷)用如圖所示儀器準(zhǔn)確量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液

C.(2017·海南卷)容量瓶和滴定管使用前均需要檢漏

D.(2014·全國(guó)卷Ⅰ)酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中，酸式滴定管裝標(biāo)準(zhǔn)溶液前，必須先用該溶液潤(rùn)洗，用待滴定溶液潤(rùn)洗錐形瓶以減小實(shí)驗(yàn)誤差

【答案】C

【解析】滴定管最大刻度以下沒有刻度，在50 mL酸式滴定管中裝入鹽酸，調(diào)整初始讀數(shù)為30.00 mL后，將剩余鹽酸放入錐形瓶中，鹽酸的體積大于20.00 mL，A錯(cuò)誤；K2Cr2O7溶液有強(qiáng)氧化性，準(zhǔn)確量取一定體積K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液應(yīng)用酸式滴定管，圖為堿式滴定管，B錯(cuò)誤；容量瓶和滴定管使用前均需要檢漏，C正確；酸堿滴定實(shí)驗(yàn)中，錐形瓶不用待測(cè)液潤(rùn)洗，D錯(cuò)誤。選C。

【備考提示】滴定實(shí)驗(yàn)用到的主要玻璃儀器有酸、堿式滴定管和錐形瓶。滴定管的使用應(yīng)注意以下四個(gè)方面：一是滴定管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，滴定管的“0”刻度在上方，且最大刻度至活塞(或玻璃球)部分沒有刻度，其刻度是上小下大。二是滴定管的精確程度和讀數(shù)記錄，滴定管精確到0.1 mL，估讀到0.01 mL，記錄溶液體積需保留到小數(shù)點(diǎn)后面兩位。三是使用前要先檢漏，再用蒸餾水洗，然后用所裝溶液潤(rùn)洗2～3次。四是對(duì)盛裝試劑的要求，酸式滴定管只能用來裝酸性、氧化性試劑，不能裝堿性試劑；堿式滴定管只能裝堿性試劑，不能裝酸性和氧化性試劑。錐形瓶使用前不需檢漏，不用潤(rùn)洗。

二、考查滴定操作及指示劑的選擇

【例2】(高考題組編)關(guān)于滴定實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是

( )

A.(2016·海南卷)滴定接近終點(diǎn)時(shí)，滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶?jī)?nèi)壁

B.(2018·全國(guó)卷Ⅲ)用標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液來測(cè)定其濃度，選擇酚酞為指示劑

C.(2014·安徽卷)使用滴定管、錐形瓶、燒杯、0.100 0 mol/L 鹽酸即可測(cè)定NaOH溶液濃度

D.(2016·全國(guó)卷Ⅰ)用鹽酸滴定氨水選擇酚酞作為指示劑

【答案】A

【解析】接近滴定終點(diǎn)時(shí)，滴定管尖嘴處懸掛的液滴需通過接觸錐形瓶壁的方法使其進(jìn)入錐形瓶中與待測(cè)液發(fā)生反應(yīng)，A正確；標(biāo)準(zhǔn)HCl溶液滴定NaHCO3溶液，應(yīng)選擇甲基橙作指示劑，B錯(cuò)誤；用0.100 0 mol/L鹽酸測(cè)定NaOH溶液濃度，除需用到滴定管、錐形瓶、燒杯、NaOH溶液外，還需要指示劑，C錯(cuò)誤；用鹽酸滴定氨水宜選擇甲基橙作為指示劑，D錯(cuò)誤。選A。

【備考提示】滴定實(shí)驗(yàn)的操作中應(yīng)注意：標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴加速度先快后慢，接近終點(diǎn)時(shí)逐滴滴加，滴定管尖嘴處懸掛的溶液通過接觸錐形瓶?jī)?nèi)壁使其流入發(fā)生反應(yīng)，并用蒸餾水沖洗錐形瓶?jī)?nèi)壁，確保完全反應(yīng)；眼睛注視錐形瓶中溶液顏色的變化。根據(jù)酸堿的強(qiáng)弱選擇指示劑，強(qiáng)酸強(qiáng)堿相互滴定，選用酚酞或甲基橙作指示劑；強(qiáng)酸滴弱堿，用甲基橙作指示劑；強(qiáng)堿滴弱酸，用酚酞作指示劑。

三、考查滴定過程中離子濃度的變化

【例3】(2015·安徽卷)25℃時(shí)，在10 mL濃度均為0.1 mol/L NaOH和NH3·H2O混合溶液中，滴加0.1 mol/L的鹽酸，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)：c(OH-)>c(Na+)=c(NH3·H2O)

C.加入鹽酸至溶液pH=7時(shí)：c(Cl-)=c(Na+)

【答案】B

【備考提示】滴定過程中溶液中各離子濃度隨標(biāo)準(zhǔn)溶液的加入逐漸發(fā)生變化，在滴定不同階段比較離子濃度時(shí)，必須根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，推出溶液中溶質(zhì)是什么，各占多少，有些離子濃度等量關(guān)系則需要利用電荷守恒和物料守恒結(jié)合溶液酸堿性進(jìn)行分析判斷。

四、考查滴定曲線圖象分析

1.滴定過程中水的電離程度變化曲線

【例4】(2018·廈門模擬)常溫下，向20 mL某濃度的硫酸溶液中滴入0.1 mol·L-1氨水，溶液中水電離的氫離子濃度隨加入氨水的體積變化如圖所示。下列分析正確的是

( )

A.V=40

B.c點(diǎn)所示溶液中：c(H+)-c(OH-)=2c(NH3·H2O)

C.NH3·H2O的電離常數(shù)K=10-4

【答案】D

【備考提示】酸堿抑制水的電離，氫離子或氫氧根離子濃度越大，水的電離程度越小，若氫離子和氫氧根離子濃度相等，水的電離程度相等；鹽類的水解促進(jìn)水的電離，水解的離子濃度越大，水的電離程度越大。在酸堿中和滴定過程中，溶液中水的電離程度先逐漸增大，至恰好完全反應(yīng)時(shí)水的電離程度最大，即曲線最高點(diǎn)表示恰好完全反應(yīng)，隨后再加入過量的標(biāo)準(zhǔn)溶液，水的電離程度又逐漸減小。

2.滴定過程中溶液導(dǎo)電性變化曲線

【例5】(2018·山東青島質(zhì)檢)電解質(zhì)溶液電導(dǎo)率越大導(dǎo)電能力越強(qiáng)。常溫下用0.100 mol·L-1鹽酸分別滴定10.00 mL濃度均為0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液{二甲胺在水中電離與氨相似，常溫下Kb[(CH3)2NH]=1.6×10-4}。利用傳感器測(cè)得滴定過程中溶液的電導(dǎo)率如圖所示。下列說法正確的是

( )

A.曲線①代表滴定二甲胺溶液的曲線

C.d點(diǎn)溶液中：c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O]

D.b、c、e三點(diǎn)的溶液中，水的電離程度最大的是b點(diǎn)

【答案】C

【備考提示】溶液導(dǎo)電性變化主要看滴定過程中溶液中離子濃度變化情況，強(qiáng)酸(強(qiáng)堿)滴定弱堿(弱酸)過程中，溶液中離子濃度增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)。強(qiáng)酸(強(qiáng)堿)滴定強(qiáng)堿(強(qiáng)酸)過程中，滴定終點(diǎn)前，溶液中離子數(shù)目基本不變，溶液體積增大，離子濃度減小，導(dǎo)電性減弱；滴定終點(diǎn)后，繼續(xù)加入標(biāo)準(zhǔn)溶液，溶液中離子濃度又逐漸增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)。弱酸(弱堿)滴定強(qiáng)堿(強(qiáng)酸)過程中，溶液中離子濃度變化與強(qiáng)酸(強(qiáng)堿)滴定強(qiáng)堿(強(qiáng)酸)相似。因此根據(jù)曲線的變化趨勢(shì)可以判斷滴定反應(yīng)。

3.滴定過程中溶液溫度變化曲線

【例6】(2018·長(zhǎng)春模擬)向10 mL 0.5 mol/L的氨水中滴入等物質(zhì)的量濃度的鹽酸，滴定過程中混合溶液的溫度變化如圖所示，下列有關(guān)說法正確的是

( )

A.由水電離出的c(H+)：c點(diǎn)>b點(diǎn)

B.NH3·H2O的電離程度：a點(diǎn)>b點(diǎn)

【答案】C

【備考提示】酸堿中和滴定過程中滴定終點(diǎn)前溶液溫度逐漸升高，至滴定終點(diǎn)時(shí)溶液溫度達(dá)最高，滴定終點(diǎn)后，溶液溫度又降低，解題時(shí)以溫度最高點(diǎn)為突破點(diǎn)進(jìn)行分析作出判斷。

4.滴定過程中溶液pH變化曲線

【例7】(2016·全國(guó)卷Ⅰ·12)298 K時(shí)，在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.10 mol·L-1氨水的電離度為1.32%，下列有關(guān)敘述正確的是

( )

A.該滴定過程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑

B.M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.0 mL

D.N點(diǎn)處的溶液pH<12

【答案】D

【備考提示】酸堿中和滴定過程中溶液的pH有個(gè)突變范圍，解題時(shí)常需要用好三個(gè)點(diǎn)：利用起點(diǎn)可以判斷酸堿的強(qiáng)弱或計(jì)算強(qiáng)酸(強(qiáng)堿)的濃度；利用pH=7的點(diǎn)判斷溶液中的溶質(zhì)和所加入標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積；利用滴定終點(diǎn)判斷完全反應(yīng)時(shí)加入標(biāo)準(zhǔn)液的體積。強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí)，滴定終點(diǎn)在pH=7的點(diǎn)的下邊；強(qiáng)堿滴定弱酸時(shí)，滴定終點(diǎn)在pH=7的點(diǎn)的上邊；強(qiáng)強(qiáng)滴定時(shí)滴定終點(diǎn)一般就選pH=7的點(diǎn)(不考慮指示劑變色范圍)。還應(yīng)注意電荷守恒在比較離子濃度關(guān)系中的應(yīng)用。若涉及pOH曲線，要注意弄清pOH與c(OH-)及pH的關(guān)系進(jìn)行分析判斷。

5.滴定過程中組分含量變化曲線

( )

A.pH=1.2時(shí)，c(H2A)=c(HA-)

B.lg[K2(H2A)]=-4.2

C.pH=2.7時(shí)，c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)

D.pH=4.2時(shí)，c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

【答案】D

【備考提示】多元弱酸分步電離且步步減弱，溶液中酸的分子及各種酸根離子的含量變化隨著堿的增加呈階段性改變，要弄準(zhǔn)各曲線對(duì)應(yīng)的微粒是什么。解題時(shí)用好圖象的各個(gè)交點(diǎn)會(huì)使問題變得簡(jiǎn)單明了。

五、考查滴定終點(diǎn)的判斷、計(jì)算、誤差分析及遷移應(yīng)用等綜合問題

【例8】(2018·全國(guó)卷Ⅱ·28·節(jié)選)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合鐵酸鉀)為亮綠色晶體，可用于曬制藍(lán)圖。測(cè)定三草酸合鐵酸鉀中鐵的含量。

①稱量mg樣品于錐形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)。滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是______________。

②向上述溶液中加入過量鋅粉至反應(yīng)完全后，過濾、洗滌，將濾液及洗滌液全部收集到錐形瓶中。加稀H2SO4酸化，用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗KMnO4溶液VmL。該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為____________________。

【例9】(2017·天津卷)用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I-)，實(shí)驗(yàn)過程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液。

Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液

a.準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.246 8 g(0.025 0 mol)后，配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。

b.配制并標(biāo)定100 mL 0.100 0 mol·L-1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液，放在棕色試劑瓶中避光保存，備用。

Ⅱ.滴定的主要步驟

a.取待測(cè)NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。

b.加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1AgNO3溶液(過量)，使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。

c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。

d.用0.100 0 mol·L-1NH4SCN溶液滴定過量的Ag+，使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后，體系出現(xiàn)淡紅色，停止滴定。

e.再重復(fù)上述操作兩次。三次測(cè)定數(shù)據(jù)如下表：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)123消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL10.2410.029.98

f.數(shù)據(jù)處理。

回答下列問題：

(1)將稱得的AgNO3配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液，所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有______________。

(2)AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是______________。

(3)滴定應(yīng)在pH<0.5的條件下進(jìn)行，其原因是______________________________。

(4)b和c兩步操作是否可以顛倒__________，說明理由______________。

(5)所消耗的NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為________mL，測(cè)得c(I-)=________mol·L-1。

(6)在滴定管中裝入NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的前一步，應(yīng)進(jìn)行的操作為______________。

(7)判斷下列操作對(duì)c(I-)測(cè)定結(jié)果的影響(填“偏高”“偏低”或“無影響”)：

①若在配制AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，燒杯中的溶液有少量濺出，則測(cè)定結(jié)果________；

②若在滴定終點(diǎn)讀取滴定管刻度時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，則測(cè)定結(jié)果________。

【答案】(1)250 mL容量瓶和膠頭滴管 (2)AgNO3見光分解 (3)因滴定時(shí)要加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑，生成的AgSCN沉淀為淡紅色，若pH偏大，F(xiàn)e3+水解生成紅褐色氫氧化鐵膠體，會(huì)影響滴定終點(diǎn)的判斷，所以滴定應(yīng)在pH<0.5的條件下進(jìn)行 (4)不可以 若顛倒，F(xiàn)e3+與I-反應(yīng)，指示劑耗盡，無法判斷滴定終點(diǎn) (5)10.00 0.060 0 (6)用NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行潤(rùn)洗 (7)偏高 偏高

【備考提示】近幾年高考中除考查酸堿中和滴定外，還?？疾榈窖趸€原滴定、沉淀滴定、絡(luò)合滴定。對(duì)于滴定終點(diǎn)的判斷關(guān)鍵在于分析滴定終點(diǎn)前溶液的成分及溶液所顯示的顏色，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)溶液與指示劑作用顯示的顏色。用酸性高錳酸鉀溶液作標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定時(shí)，常常不需要指示劑，達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)溶液一般由無色變?yōu)闇\紅色；沉淀滴定或絡(luò)合滴定都需要用某些試劑與標(biāo)準(zhǔn)溶液反應(yīng)生成具有特殊顏色的沉淀或配合物顯示滴定終點(diǎn)。誤差分析務(wù)必結(jié)合計(jì)算式，看所測(cè)標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積或者有關(guān)變量在計(jì)算式的分子、分母還是作被減數(shù)等進(jìn)行分析判斷。滴定的計(jì)算都需要結(jié)合化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，涉及多步反應(yīng)時(shí)，需利用原子守恒或電子守恒準(zhǔn)確確定有關(guān)物質(zhì)之間的物質(zhì)的量關(guān)系式，再直接根據(jù)關(guān)系式列式計(jì)算。