高中化学58个考点34、酸碱中和滴定

高中化学58个考点精讲34、酸碱中和滴定1．复习重点1、理解中和滴定的基本原理2、掌握滴定的正确步骤，了解所用仪器的结构（两种滴定管）。3、理解指示剂的选用原则和终点颜色变化判定。4、学会误差分析及成因2．难点聚焦一、中和反应及中和滴定原理1、中和反应：酸+碱正盐+水如：①Hcl+NaOH===NaCl+H2O②H2SO4+2NaOH====Na2SO4+2H2O③N3PO4+3NaOH====Na3PO4+3H2O注意：①酸和碱恰好完全中和，溶液不一定呈中性，由生成的盐性质而定。②由于所用指示剂变色范围的限制，滴定至终点不一定是恰好完全反应时，但应尽量减少误差。2、中和滴定原理由于酸、碱发生中和反应时，反应物间按一定的物质的量之比进行，基于此，可用滴定的方法确定未知酸或碱的浓度。对于反应：HA+BOH====BA+H2O1mol1molC(HA).V(HA)C(BOH).V(BOH)即可得C(HA).V(HA)===C(BOH).V(BOH))HA()BOH()BOH()HA(VV.CC若取一定量的HA溶液（V足），用标准液BOH[已知准确浓度C（标）]来滴定，至终点时消耗标准液的体积可读出（V读）代入上式即可计算得C（HA）定读标VV.CC)HA(若酸滴定碱，与此同理若酸为多元酸，HnA+nBOH===BnA+nH2O1molnmolC(HA).V(HA)C(BOH).V(BOH)则有关系：)HB()HA()BOH()HA(V.nV.CC3、滴定方法的关键（1）准确测定两种反应物的溶液体积（2）确保标准液、待测液浓度的准确（3）滴定终点的准确判定（包括指示剂的合理选用）4、滴定实验所用的仪器和操作要点（1）仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹（带铁架台）、锥形瓶（或烧杯+玻棒）、量筒（或移液管）。（2）操作：①滴定前的准备：查漏、洗涤、润洗、充液（赶气泡）调液面、读数。②滴定：移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。③计算。（3）滴定管“0”刻度在上。二、滴定曲线和指示剂的选择随着标准液的滴入，溶液的PH在发生变化，这种变化有何特征？为何能用指示剂判定终点是否到达？如何选用合适的指示剂？1、滴定曲线请看两个实例实例1：用0.10mol/LNaOH溶液滴定0.10mol/LHCl溶液20.00mL加入的VNaOH(mL)余VHCl(mL)过量VNaOH(mL)PH0.0020.001.018.002.002.319.800.203.319.980.024.320.000.007.0突跃范围20.020.029.720.200.2010.722.002.0011.740.0020.0012.5实例2：用0.01mol/LNaOH滴定20mL0.10mol/LCH3COOH溶液加入的VNaOH(mL)余VHCl(mL)过量VNaOH(mL)PH0.0020.002.918.002.005.719.800.206.719.980.027.720.000.008.7突跃范围20.020.029.720.200.2010.722.002.0011.740.0020.0012.6由上表数据可看出：在滴定接近终点时，少加或多加0.02mLNaOH溶液，即一滴之差造成的误差在允许范围内，但pH值出现突变，因此选择指示剂时，应选择变色范围与滴定时pH值突跃范围相吻合的指示剂。现将几种典型的滴定曲线画出如下图。2、酸碱指示剂（1）酸碱指示剂的变色范围（PH值）甲基3.13.1~4.44.4红橙黄酚酞58~1010无色浅红红石蕊85~88红紫蓝（2）根据滴定曲线和指示剂的发色范围选用指示剂。从上面滴定曲线图可依次看出①0.1mol/LNaOH滴定盐酸，酚酞和甲基均可使用，当然两者测定结果不同。②0.1mol/LNaOH溶液滴定0.1mol/LCH3COOH溶液恰好中和生成CH3COOCa,溶液呈弱碱性,选酚酞为指示剂,PH=8~10浅红色,误差小。③用HCl滴定NH3.H2O恰好中和生成NH4Cl,溶液呈弱酸性,选甲基橙为指示剂,3.1~4.4橙色，误差小。④用HCl滴定0.1mol/LNa2CO3溶液第一步生成NaHCO3时，可选用酚酞为指示剂，由红色→浅红→无色。化学方程式为：Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaOH第二步生成碳酸（CO2↑+H2O），可选用甲基橙为指示剂，由黄色→橙色，化学方程式为：NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑小结：（1）指示剂的选择：（由滴定曲线可知）①强酸强碱相互滴定，可选用甲基橙或酚酞。②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性，则选用酸性变色范围的指示剂（甲基橙）；若反应生成强碱弱酸盐，溶液呈碱性，则选用碱性变色范围的指示剂（酚酞）③石蕊试液因颜色变化不明显，且变色范围过宽，一般不作滴定指示剂。（2）终点判断：（滴入最后一滴，溶液变色后，半分钟内不复原）指示剂操作酚酞甲基橙强碱滴定强酸无色变为浅红色橙色变为黄色强酸滴定强碱浅红色变为无色黄色变为橙色一、误差分析0刻度由小到大上下误读及结果：若起始平视，终仰视，则V读偏大C测偏大若起始平视，终俯视，则V读偏小C测偏小若先仰后俯，则V读偏小，C测偏小若先俯后仰，则V读偏小，C测偏大以一元酸和一元碱的中的滴定为例定读标测读标定测VVCCVCVC...因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积，均为定值，代入上式计算。但是实际中C标、V定都可能引起误差，一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上，若V读偏大，则测定结果偏大；若V读偏小，则测定结果偏小，故通过分析V读的变化情况，可分析滴定的误差。引起误差可能因素有以下几种：（1）视（读数）注意：①滴定管中液体读数时精确到0.01mL②一般需滴定2-3次，取其平均值（2）洗（仪器洗涤）正确洗法：二管二洗——滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次，再用待装液润洗几次。一瓶一洗——锥形瓶只能用蒸馏水洗。注意：一般滴定管装标准液，锥形瓶里装待测液。错误洗法导致结果：①滴定管仅用水洗，使标准液变稀，故消耗标准液体积一定变大，V读变大，结果偏大。②移液管仅用水洗，则待测液变稀，所取待测液溶质物质的量变少，V读变小，结果偏小。③锥形瓶用待测液洗过，则瓶内待测液的溶质量偏多，V读偏大，结果偏大。④第一次滴定完后，锥形瓶内液体倒去后，尚未清洗，接着第二次滴定，滴定结果如何，取决于上次滴定情况如何。（3）漏（液体溅漏）①滴定过程中锥形瓶内液体溅出，则结果偏小。②终点已到，滴定管下端尖中级有液滴，则V读偏大，测定结果偏大。（4）泡（滴定管尖嘴气泡）正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽，最后也不能出现气泡。如滴定开始有气泡，后气泡消失，则结果偏大。若先无气泡，后有气泡，则结果偏小。（5）色（指示剂变色控制与选择）滴定时，眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。指示剂变色后应半分钟内不复原。如变色后立即复原，则结果偏小。另外，同一种滴定，选择的指示剂不同，测定结果不同。（6）杂（标准物含杂）用于配制标准液的固体应该是纯净物。但其中有可能混有杂质，称量时又按需标准物固体质量来称取的，帮一般均会产生误差，在此杂质又分两种情况：①杂质与待测液不反应如NaOH中含NaCl，所配的NaOH溶液浓度变小，滴定盐酸时，NaCl不参与反应，所需标准液的体积偏大，故测定结果偏大。俯视：看小平视：正确仰视：看大②若杂质与待测液反应，则应作具体分析。关键：比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。若消耗杂质的质量较大，则相当于削弱了原标准液的作用能力，故与一定量待测物反应时，消耗的标准体积变大，测定结果偏大。或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应，根据消耗的待测物质量的多少来判断。如杂质作用待测物质量越多，说明作用能力被增强，故测定结果偏小。3．例题精讲例1：图示为10mL一定物质的量浓度的盐酸x，用一定浓度的NaOH溶液y滴定。根据图示推出x和y的物质的量浓度是（）ABCDX浓度（mol/L）0.120.040.030.09Y浓度（mol/L）0.040.120.090.03PH值解析：（1）x10ml、y30ml时恰好中。30y-10x13yx.A、B合适（2）加入y20ml时，PH=2代入01.03003.02009.010.D,01.0304.03004.02012.010.APH=2∴选D。例2．用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液，中和后加水至100ml，若滴定时终点判断有误差：①多加1滴H2SO4；②少加1滴H2SO4；（设1滴为0.05ml）则①和②[H+]的比值是（）A、10B、50C、5×103D、104解析：①多一滴H2SO4[H+]=L/mol10100201.005.05②少一滴即OH过量，[OH-]=10-5mol/L.[H+]=10-9mol/L①与②[H+]比值495101010。故选D。例3：草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示，为了测定x值，进行如下实验：称取Wg草酸晶体，配成100.00mL水溶液（1）称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内，加入适量稀H2SO4后，用浓度为amol·L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止，所发生的反应2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O试回答：（1）实验中不需要的仪器有（填序号）_________，还缺少的仪器有（填名称）_____________________。a.托盘天平（带砝码，镊子）b.滴定管c.100mL量筒d.100mL容量瓶e.烧杯f.漏斗g.锥形瓶h.玻璃棒球i.药匙j.烧瓶（2）实验中，标准液KMnO4溶液应装在_____________________式滴定管中，因为______________________________________________________________________。（3）若在接近滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，则所测得的x值会__________________________（偏大、偏小、无影响）（4）在滴定过程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL，则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为________________________mol·L-1，由此可计算x的值是____________。解析：该题涉及到气化还原滴定，虽然基于反应原理与中和滴定不同，但实验原理及操作和所用仪器等类似。由于该反应有明显的颜色变化，故可不可用指示剂。（1）c,f,j还缺少铁架台（带滴定管夹），胶头滴管（定容时用）（2）用酸式滴定管，因KMnO4溶液有强氧化性，能腐蚀橡皮管。（3）无影响。因当初所取的待测液的物质的量一定。（4）2KMnO4~5H2C2O42mol5molaV×10-3mol0.025×Cmoll/mol10aVCC025.0510aV23H2C2O4·xH2O~H2C2O4~xH2O1mol18xg1.010aVg901.010aVW5aV9W50x,10aV9wx18100aV14．实战演练一、选择题1、下列是实验操作中，能达到实验目的是（）A、用100mL量筒量取5.2mL盐酸B、用托盘天平称取25.20g氯化钠C、用100mL容量瓶配制50mL0.1mol·L-1盐酸D、用25.00mL碱式滴定管量取14.80mLNaOH溶液2、有已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列操作正确的是（）A、酸式滴定管用蒸馏水洗净后，直接加入已知浓度的盐酸B、锥形瓶用蒸馏水洗净后，再用未知浓度的NaOH待测液荡洗2~3次C、滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡D、读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平3、用盐酸滴定NaOH溶液的实验中，以甲基橙为指示剂，滴定到终点时，溶液颜色的变化是（）A、由黄色变为红色B、由黄色变为橙色C、由橙色变为红色D、由红色变为橙色