酸鹼中和滴定歸納與分析

2021-02-13 高中化學

要點一、中和滴定的原理和方法。

   1、定義:用已知物質的量濃度的酸(或鹼)來測定未知物質的量濃度的鹼(或酸)的實驗方法叫中和滴定法。

   2、原理:在中和反應中使用一種已知物質的量濃度的酸(或鹼)溶液與未知物質的量濃度的鹼(或酸)溶液完全中和,測出二者所用的體積,根據反應化學方程式中酸、鹼物質的量的比求出未知溶液的物質的量濃度。

   3、關鍵:①準確測定參加反應的兩種溶液的體積;②準確判斷中和反應是否恰好完全反應。

   4、指示劑的使用。

   ①用量不能太多,常用2~3滴,因指示劑本身也是弱酸或弱鹼,若用量過多,會使中和滴定中需要的酸或鹼的量增多或減少。

   ②指示劑的選擇。

   選擇指示劑時,滴定終點前後溶液的顏色改變:顏色變化對比明顯。

   如強酸與強鹼的中和滴定,到達終點時,pH變化範圍很大,可用酚酞,也可用甲基橙;強酸滴定弱鹼,恰好完全反應時,生成的鹽水解使溶液呈酸性,故選擇在酸性範圍內變色的指示劑——甲基橙;強鹼滴定弱酸,恰好完全反應時,生成的鹽水解使溶液呈鹼性,故選擇在鹼性範圍內變色的指示劑——酚酞。

  一般不用石蕊試液,原因是其溶液顏色變化對比不明顯,且變色範圍較大。

要點二、中和滴定操作。

   1、中和滴定的儀器和試劑。

   ①儀器。酸式滴定管(不能盛放鹼性溶液、水解呈鹼性的鹽溶液、氫氟酸)、鹼式滴定管、鐵架臺、滴定管夾、燒杯、錐形瓶等。

   ②試劑。標準溶液、待測溶液、指示劑、蒸餾水。

   2、準備過程。

   ①滴定管的使用:

   a.檢驗酸式滴定管是否漏水(鹼式滴定管同樣檢驗)。

   b.洗淨滴定管後要用標準液潤洗2~3次,並排除滴定管尖嘴處的氣泡。

   c.注入液體:分別將酸、鹼反應液加入到酸式滴定管、鹼式滴定管中,使液面位於滴定管刻度「0」以上2 mL~3 mL處,並將滴定管垂直固定在滴定管夾上。

   d.調節起始讀數:在滴定管下放一燒杯,調節活塞,使滴定管尖嘴部分充滿反應液(如果酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,應快速放液以趕走氣泡;除去鹼式滴定管膠管中氣泡的方法如圖所示),並使液面處於某一刻度,準確讀取讀數並記錄。

   ②錐形瓶:只能用蒸餾水洗滌,不能用待測液潤洗。

   要點詮釋:(1)錐形瓶不能用待測液潤洗,潤洗後,瓶內壁會附著一定量的待測液。

   (2)在滴定過程中,錐形瓶中液體用水衝稀,對實驗結果無明顯影響。

   (3)滴定管在加入反應液之前要用所要盛裝的反應液潤洗,否則裝入的液體會被稀釋,影響結果。

   3、實驗步驟(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)。

   ①滴定管的檢漏。

   ②洗滌:分別取酸式滴定管和鹼式滴定管各一支(注意分析它們的結構),用清水洗淨,再用標準酸液和待測鹼液各潤洗2~3次,潤洗液必須從滴定管下端排出。

   ③裝液:向滴定管中裝入標準液,趕走氣泡,使液面刻度在「0」刻度或「0」以下某一刻度處,記錄讀數,從鹼式滴定管中放出一定體積鹼液到洗淨的錐形瓶中。

   ④滴定:往錐形瓶中加入2滴~3滴酚酞溶液,再向錐形瓶中滴加標準鹽酸(先快後慢)。當滴定快到終點時應一滴一搖,若指示劑在半分鐘內不變色,視為已到終點。滴定時應左手控制活塞,右手搖動錐形瓶(如圖),兩眼注視錐形瓶中顏色的變化。

⑤計算:定量測定時,只有多次重複實驗才能排除偶然因素,減少實驗誤差。應依原理取兩次或多次消耗標準溶液體積的平均值,求出

要點三、中和滴定誤差分析

誤差分析依據:

  若用標準溶液滴定待測液,消耗標準溶液多,則結果偏高;消耗標準溶液少,則結果偏低。分析誤差時應設定c標、V待為不變值,將所有因素歸結到V標上,凡使V標偏大的因素均使c待偏高,反之亦然。歸納起來,中和滴定的誤差分析如下表所示(以用標準鹽酸溶液滴定待測NaOH溶液為例):

步驟

操作

c(NaOH)

洗滌

未用標準溶液潤洗滴定管

偏高

錐形瓶用待測溶液潤洗

偏高

未用待測溶液潤洗取待測液的滴定管

偏低

錐形瓶洗淨後瓶內還殘留有蒸餾水

無影響

滴定

滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡

偏高

滴定過程中振蕩有液滴濺出

偏低

滴定時有幾滴標準溶液附在錐形瓶瓶壁上

偏高

讀數

滴定前仰視讀數或滴定後俯視讀數

偏低

滴定前俯視讀數或滴定後仰視讀數

偏高

  要點詮釋:讀數誤差可以用畫圖的形式來理解和記憶。如開始仰視讀數,滴定完畢俯視讀數,結果偏低;開始俯視讀數,滴定完畢仰視讀數,結果偏高,如圖。

  讀數時使眼睛和液面凹面最低點及刻度線保持水平,讀取與液面凹面相切處的數據。

1.酸與鹼完全中和時(    )。

   A.酸與鹼的物質的量一定相等 

   B.酸所能提供的H+與鹼所能提供的OH-的物質的量相等

   C.酸與鹼的質量相等      

   D.溶液呈中性

2.室溫下,下列溶液等體積混合後,所得溶液的pH一定大於7的是(    )

A.0.1 mol·L―1的鹽酸和0.1 mol·L―1的氫氧化鈉溶液

B.0.1 mol·L―1的鹽酸和0.1 mol·L―1的氫氧化鋇溶液

C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氫氧化鈉溶液

D.pH=4的鹽酸和pH=10的氨水

3.下圖中,曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉的相互滴定的滴定曲線,下列敘述正確的是(    )

A.鹽酸的物質的量濃度為1 mol/L

B.P點時反應恰好完全,溶液呈中性

C.曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉的滴定曲線

D.酚酞不能用作本實驗的指示劑

4.將氫氧化鈉稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,如圖示意混合溶液有關量或性質的變化趨勢,其中錯誤的是(    )D

5.某研究小組為測定食用白醋中醋酸的含量進行如下操作,其中正確的是(    )

A.用鹼式滴定管量取一定體積的待測白醋放入錐形瓶中

B.稱取4.0 g NaOH固體放入1000 mL容量瓶中,然後加水至刻度,配成1.00 mol·L―1 NaOH標準溶液

C.用NaOH溶液滴定白醋,使用酚酞作指示劑,溶液顏色恰好由無色變為淺紅色,且半分鐘內不褪色時,為滴定終點

D.滴定時眼睛要注意著滴定管內NaOH溶液的液面變化,防止滴定過量

6.對於常溫下pH為1的硝酸溶液,下列敘述正確的是(    )

A.該溶液1 mL稀釋至100 mL後,pH等於3

B.向該溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和

C.該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比值為10―12

D.該溶液中水電離出的c(H+)是pH為3的硝酸中水電離出的c(H+)的100倍

7.已知常溫、常壓下,飽和CO2的水溶液的pH=3.9,則可推斷用標準的鹽酸溶液滴定NaHCO3水溶液時,適宜選用的指示劑及滴定終點時顏色變化的情況是(    )

A、石蕊,由藍變紅      B、甲基橙,由橙變黃

C、酚酞,紅色褪去      D、甲基橙,由黃變橙

8.充滿HCl的燒瓶做完噴泉實驗後得到的稀鹽酸,用標準碳酸鈉溶液滴定這種鹽酸測定它的準確濃度,請你回答下列問題:

(1)用標準Na2CO3溶液滴定這種鹽酸時,Na2CO3溶液應裝在________式滴定管中,若用甲基橙作指示劑,達到滴定終點時,溶液從________色變為________色。

(2)現配製三種濃度的標準Na2CO3溶液,你認為最合適的是下列第________種。

①2.500 mol·L-1  ②0.25 mol·L-1  ③0.025 mol·L-1

(3)配製Na2CO3標準溶液的主要操作步驟為:計算→稱量→溶解→________→洗滌(並將洗滌液移入容量瓶)→________→________→將配製好的溶液倒入試劑瓶中,貼上標籤。

(4)下列實驗操作能引起誤差,對中和滴定結果的影響為:

㈠.來自滴定管操作產生的誤差:

   a滴定管用蒸餾水洗後,未用標準液潤洗__________   

   b滴定管未用待測液潤洗 __________   

㈡.來自錐形瓶操作產生的誤差:

   a錐形瓶用蒸餾水洗後又用待測液洗_______

   b錐形瓶未洗淨,殘留有與待測液中溶質反應的少量物質_________    

㈢.讀數帶來的誤差:

   a用滴定管量取待測液

 ①先俯視後仰視________     ②先仰視後俯視_________  

   b標準液

       ①先俯視後仰視________     ②先仰視後俯視_________

8.(1)鹼  紅  橙  (2)③  (3)轉移  定容  搖勻

  【解析】第(2)問中充滿HCl燒瓶做噴泉實驗所得鹽酸的物質的量濃度為:與之相匹配的為③(誤差小);

(4)若C1:標準液濃度;V1:標準液體積,V2:待測液體積。誤差分析時,關鍵是看所分析因素使哪個值發生了何種變化。

㈠.如滴定管用蒸餾水洗後,未用標準液潤洗,肯定使C1減小,但計算時仍帶入的原值,所以使測定結果偏高。

a滴定管用蒸餾水洗後,未用標準液潤洗                    偏高

b滴定管未用待測定液潤洗                                偏低

㈡.來自錐形瓶操作產生的誤差:

a錐形瓶用蒸餾水洗後又用待測液洗。                      偏高

b錐形瓶未洗淨,殘留有與待測液中溶質反應的少量物質。    偏低

㈢.讀數帶來的誤差:

a用滴定管量取待測液

  ①先俯視後仰視      偏低      ②先仰視後俯視          偏高

b標準液

     ①先俯視後仰視      偏高      ②先仰視後俯視          偏低

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