2019年高考化學(xué) 實驗全突破 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．實驗原理 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。 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. 實驗用品 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、錐形瓶。 滴定管的結(jié)構(gòu)特點及使用方法 三． 實驗操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例) (1) 滴定前的準(zhǔn)備 ① 滴定管：查漏→洗滌→潤洗→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)＝計算。 例1用滴定法測定Na2CO3(含NaCl雜質(zhì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下列操作會引起測定值偏高的是（ ） 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)酸液進行滴定 C．錐形瓶用蒸餾水洗滌后，直接加入待測溶液進行滴定 D．滴定管用蒸餾水洗滌后，直接注入待測液，取20.00 mL進行滴定 【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 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 溶液滴定至終點并記下滴定管液面的刻度。 就此實驗完成填空： (1)正確操作步驟的順序是(用字母序號填寫)_____。 (2)上述 A 步驟操作之前，若先用待測溶液潤洗錐形瓶，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.測血鈣的含量時，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+，若終點時用去 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)判斷滴定終點的方法是_________。 (3)計算：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。 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)酸溶液潤洗 變大 偏高 堿式滴定管未用待測溶液潤洗 變小 偏低 錐形瓶用待測溶液潤洗 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，滴定終點時氣泡消失 變大 偏高 振蕩錐形瓶時部分液體濺出 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，下列操作會導(dǎo)致測定結(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，滴定前仰視，終點時俯視 D．振蕩時錐形瓶中的液滴濺出來 【答案】B 例4閱讀下列實驗內(nèi)容，根據(jù)題目要求回答問題： 某學(xué)生為測定未知濃度的硫酸溶液，實驗如下：用1.00mL待測硫酸配制100mL稀H2SO4溶液；以0.14 molL－1的NaOH溶液滴定上述稀H2SO4 25.00mL，滴定終止時消耗NaOH溶液15.00mL。 （1）堿式滴定管用蒸餾水潤洗后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗導(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）計算待測硫酸溶液的物質(zhì)的量濃度（計算結(jié)果保留到小數(shù)點后第二位）___________。 （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洗后，未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗，相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)液被稀釋，所以消耗的標(biāo)準(zhǔn)液會增多，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。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。為測定黃鈉鐵礬的組成，該小組進行了如下實驗： 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。 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）通過計算確定黃鈉鐵礬的化學(xué)式(寫出計算過程)。 【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。通過下述實驗確定該晶體的組成。 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，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，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，則測定的Cu2＋的含量將會 (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，則滴定終點觀察到的現(xiàn)象為 。 （4）通過計算確定樣品晶體的組成。(請寫出計算過程) 【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