2019年高考化學(xué) 實(shí)驗(yàn)全突破 專題15 酸堿中和滴定及應(yīng)用教案.doc

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專題15 酸堿中和滴定及應(yīng)用 一．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)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，即反應(yīng)到達(dá)終點(diǎn)。 指示劑 變色范圍的pH 石蕊 <5.0紅色 5.0～8.0紫色 >8.0藍(lán)色 甲基橙 <3.1紅色 3.1～4.4橙色 >4.4黃色 酚酞 <8.2無色 8.2～10.0粉紅色 >10.0紅色 二. 實(shí)驗(yàn)用品 1. 儀器：酸式滴定管 (如圖A)、堿式滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺(tái)、錐形瓶。 滴定管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及使用方法 三． 實(shí)驗(yàn)操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液為例) (1) 滴定前的準(zhǔn)備 ① 滴定管：查漏→洗滌→潤(rùn)洗→裝液→調(diào)液面→記錄。 ② 錐形瓶：注堿液→記讀數(shù)→加指示劑。 (2) 滴定 (3) 終點(diǎn)判斷：等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液，指示劑變色，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。 四．?dāng)?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，再根據(jù)c(NaOH)＝計(jì)算。 例1用滴定法測(cè)定Na2CO3(含NaCl雜質(zhì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下列操作會(huì)引起測(cè)定值偏高的是（ ） A．試樣中加入酚酞作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)酸液進(jìn)行滴定 B．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)酸液進(jìn)行滴定 C．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，直接加入待測(cè)溶液進(jìn)行滴定 D．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測(cè)液，取20.00 mL進(jìn)行滴定 【答案】B 例2 Ⅰ.某學(xué)生用 0.100 molL-1 的 KOH 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸， 其操作可分解為如下幾步： A.移取 20.00 ml 待測(cè)鹽酸溶液注入潔凈的錐形瓶，并加入 2～3 滴酚酞； B．用 標(biāo) 準(zhǔn) 溶 液 潤(rùn) 洗 滴 定 管 2～3次 ； C.把盛有標(biāo)準(zhǔn)溶液的堿式滴定管固定好，調(diào)節(jié)滴定管尖嘴使之充滿溶液； D.取標(biāo)準(zhǔn) KOH 溶液注入堿式滴定管至刻度“0”以上 2～3 ml； E.調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”以下刻度，記下讀數(shù)； F.把錐形瓶放在滴定管的下面，用標(biāo)準(zhǔn) KOH 溶液滴定至終點(diǎn)并記下滴定管液面的刻度。 就此實(shí)驗(yàn)完成填空： (1)正確操作步驟的順序是(用字母序號(hào)填寫)_____。 (2)上述 A 步驟操作之前，若先用待測(cè)溶液潤(rùn)洗錐形瓶，則滴定結(jié)果_________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 (3)滴定管(裝標(biāo)準(zhǔn)溶液)在滴定前尖嘴處有氣泡，滴定過程中氣泡消失，使滴定結(jié)果_____(填“偏高”“偏低”或“不變”)。 Ⅱ.測(cè)血鈣的含量時(shí)，可將 2.0 ml 血液用蒸餾水稀釋后，向其中加入足量草酸銨(NH4)2C2O4 晶體，反應(yīng)生成 CaC2O4 沉淀。將沉淀用稀硫酸處理得 H2C2O4 后，再用酸性 KMnO4 溶液滴定，氧化產(chǎn)物為 CO2，還原產(chǎn)物為 Mn2+，若終點(diǎn)時(shí)用去 20.00 ml 1.010-4 molL-1 的 KMnO4 溶液。 (1)寫出用 KMnO4 滴定 H2C2O4 的離子方程式_____________。 (2)判斷滴定終點(diǎn)的方法是_________。 (3)計(jì)算：血液中含鈣離子的濃度為_____gml-1。 【答案】B、D、C、E、A、F 偏高 偏高 2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝愿咤i酸鉀溶液后，溶液由無色變?yōu)闇\紫色，且半分鐘內(nèi)不褪色 1.010-4 【拓展提升】 恰好中和＝酸堿恰好完全反應(yīng)≠溶液呈中性≠滴定終點(diǎn)。 2．在酸堿中和滴定誤差分析中，要看清楚標(biāo)準(zhǔn)液與待測(cè)液的位置。標(biāo)準(zhǔn)液在滴定管中與標(biāo)準(zhǔn)液在錐形瓶中產(chǎn)生誤差情況相反。 3．誤差分析 以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚酞作指示劑)為例，常見的因操作不正確而引起的誤差有： 步驟 操作 VA cB 洗滌 酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液潤(rùn)洗 變大 偏高 堿式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗 變小 偏低 錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗 變大 偏高 錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水 不變 無影響 取液 放出堿液的滴定管開始有氣泡，放出液體后氣泡消失 變小 偏低 滴定 酸式滴定管滴定前有氣泡，滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失 變大 偏高 振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出 變小 偏低 部分酸液滴在錐形瓶外 變大 偏高 溶液顏色較淺時(shí)滴入酸液過快，停止滴定后反加一滴堿液顏色無變化 變大 偏高 讀數(shù) 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確，滴定后俯視讀數(shù)(或前仰后俯) 變小 偏低 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視讀數(shù)(或前俯后仰) 變大 偏高 例3 用已知濃度的NaOH標(biāo)準(zhǔn)液滴定未知濃度的醋酸溶液，下列操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高的是： A．以甲基橙為指示劑滴至溶液由紅色變橙色 B．滴定前堿式滴定管尖嘴處有氣泡，滴定后氣泡消失 C．讀滴定管讀數(shù)時(shí)，滴定前仰視，終點(diǎn)時(shí)俯視 D．振蕩時(shí)錐形瓶中的液滴濺出來 【答案】B 例4閱讀下列實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，根據(jù)題目要求回答問題： 某學(xué)生為測(cè)定未知濃度的硫酸溶液，實(shí)驗(yàn)如下：用1.00mL待測(cè)硫酸配制100mL稀H2SO4溶液；以0.14 molL－1的NaOH溶液滴定上述稀H2SO4 25.00mL，滴定終止時(shí)消耗NaOH溶液15.00mL。 （1）堿式滴定管用蒸餾水潤(rùn)洗后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗導(dǎo)致滴定結(jié)果_____________（填“偏小”、“偏大”或“無影響”）。 （2）配制稀H2SO4溶液，必須使用的主要容器是_________________。 （3）計(jì)算待測(cè)硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度（計(jì)算結(jié)果保留到小數(shù)點(diǎn)后第二位）___________。 （4）欲配制0.175mol/L醋酸鈉溶液500mL，可采用以下兩種方案： 方案一：用托盤天平稱取_______g無水醋酸鈉，溶于適量水中，配成500mL溶液。 方案二：用體積均為250 mL且濃度均為________的醋酸與氫氧化鈉兩溶液混合而成（設(shè)混合后的體積等于混合前兩者體積之和）。 【答案】 偏大 100mL容量瓶 4.20mol/L 7.2 0.35mol/L 【解析】(1). 堿式滴定管用蒸餾水潤(rùn)洗后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，所以消耗的標(biāo)準(zhǔn)液會(huì)增多，滴定結(jié)果偏大，故答案為：偏大； (2). 配制100mL溶液必須用到100mL容量瓶，則配制稀H2SO4溶液，必須使用的主要容器是100mL容量瓶，故答案為：100mL容量瓶； (3).根據(jù)反應(yīng)2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，稀釋后的硫酸溶液濃度為：c(H2SO4)=（0.14mol/L0.015L）五．氧化還原反應(yīng)滴定 例5黃鈉鐵礬[NaaFeb(SO4)c(OH)d]具有沉淀顆粒大、沉淀速率快、容易過濾等特點(diǎn)。某研究小組先將某廢水中Fe2＋氧化為Fe3＋，再加入Na2SO4使其生成黃鈉鐵礬而除去鐵。為測(cè)定黃鈉鐵礬的組成，該小組進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)： ①稱取12.125 g樣品，加鹽酸完全溶解后，配成250.00 mL溶液A。 ②量取25.00 mL溶液A，加入足量的KI，再用0.2500 molL－1 Na2S2O3溶液滴定生成的I2(反應(yīng)原理為I2＋2Na2S2O3＝2NaI＋Na2S4O6)，消耗30.00 mL Na2S2O3溶液至終點(diǎn)。 ③另取50.00 mL溶液A，加入足量BaCl2溶液充分反應(yīng)后，過濾，將所得沉淀洗滌、干燥后，稱得其質(zhì)量為2.330 g。 （1）NaaFeb(SO4)c(OH)d中a、b、c、d之間的代數(shù)關(guān)系式為 。 （2）通過計(jì)算確定黃鈉鐵礬的化學(xué)式(寫出計(jì)算過程)。 【答案】（1）a＋3b＝2c＋d （2）黃鈉鐵礬的化學(xué)式為NaFe3(SO4)2(OH)6 【解析】試題分析：（1）根據(jù)電荷守恒a＋3b＝2c＋d （2）由相關(guān)反應(yīng)知：n(Fe3＋)=2n(I2)=n(Na2S2O3)250 mL溶液A中： n(Fe3＋)＝0.2500 molL－130.00 mL10－3 LmL－110＝7.5010－2mol n(SO2－4)＝2.330g 233 gmol－15＝5.0010－2mol 根據(jù)質(zhì)量守恒有： n(Na+)23 gmol－1＋n(OH－)17 gmol－1 ＝12.125 g－7.5010－2mol56 gmol－1－5.0010－2mol96 gmol－1 根據(jù)電荷守恒有： n(Na+)＋7.5010－2mol3＝5.0010－2mol2＋n(OH－) 解得： n(Na+)＝0.025 mol n(OH－)＝0.150 mol a∶b∶c∶d＝n(Na+)∶n(Fe3+)∶n(SO2－4)∶n(OH－)＝1∶3∶2∶6 黃鈉鐵礬的化學(xué)式為NaFe3(SO4)2(OH)6。 例6 CuSO4溶液與K2C2O4溶液棍合反應(yīng)，產(chǎn)物之一是某種只含一種陰離子的藍(lán)色鉀鹽水合物。通過下述實(shí)驗(yàn)確定該晶體的組成。 步驟a：稱取0.6720 g樣品，放入錐形瓶，加入適量2 molL－1稀硫酸，微熱使樣品溶解。再加入30 ml水加熱，用0.2000 molL－1 KMnO4溶液滴定至終點(diǎn)，消耗8.00 mlKMnO4溶液。 步驟b：接著將溶液充分加熱，使淡紫紅色消失，溶液最終呈現(xiàn)藍(lán)色。冷卻后，調(diào)節(jié)pH并加入過量的KI固體，溶液變?yōu)樽厣a(chǎn)生白色沉淀CuI。用0.2500 molL－1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)，消耗8.00 ml Na2S2O3溶液。已知涉及的部分反應(yīng)的離子方程式為： I2+2S2O32-=2I+S4O62- （1）已知室溫下CuI的Ksp=1.2710－12，欲使溶液中c(Cu )≤1.010－6 molL－1，應(yīng)保持溶液中c(I－)≥ molL－1。 （2）MnO4－在酸性條件下，加熱能分解為O2，同時(shí)生成Mn2＋。寫出該反應(yīng)的離子方程式為 若無此加熱操作，則測(cè)定的Cu2＋的含量將會(huì) (填“偏高”、“偏低”或“不變”)。 （3）步驟b中第一步反應(yīng)的方程式為 ，若用淀粉溶液做指示劑，則滴定終點(diǎn)觀察到的現(xiàn)象為 。 （4）通過計(jì)算確定樣品晶體的組成。(請(qǐng)寫出計(jì)算過程) 【答案】 （1）1.2710-6 （2）4MnO4-+12H+4Mn2++5O2↑+6H2O；偏高； （3）2Cu2++4I-=2CuI↓+I2 溶液由藍(lán)色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色 （4）K2Cu(C2O4)2H2O