3.2.4實驗測定酸鹼滴定曲線
一、實驗目的：
①練習使用pH計測量溶液pH值；
②學習以圖示處理科學實驗數據的方法；
③探究酸鹼反應中pH值變化特點；
④體會定量實驗在化學研究中的作用。
二、實驗原理：
酸鹼滴定曲線是以酸鹼中和滴定過程中滴加酸（或鹼）的量為橫坐標，以溶液pH為縱坐標繪出的一條溶液pH隨酸（或鹼）的滴加量而變化的曲線。它描繪了酸鹼中和滴定過程中溶液pH的變化情況，其中酸鹼滴定終點附近的pH突變情況，對於酸鹼滴定中如何選擇合適的酸鹼指示劑具有重要意義。
三、實驗用品：
pH計、酸式滴定管、鹼式滴定管、燒杯、錐形瓶、鐵架臺、滴定管夾。
0.1000mol/L氫氧化鈉、0.1000mol/L鹽酸溶液、酚酞溶液、蒸餾水。
四、實驗步聚：用已知濃度的0.1000mol/L鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉為例。
（1）量取待測鹽酸溶液20.00mL於錐形瓶中，滴入2-3滴酚酞，振蕩。
（2）把錐形瓶放在鹼式滴定管的下面，並在瓶子底墊一塊白瓷磚，小心滴入鹼液，邊滴邊搖動錐形瓶，直到因加入一滴鹼液後，溶液由無色變成紅色，並在半分鐘內不褪去為止，滴定結束。
（3）參考實驗記錄表，每隔一定體積，記錄並測pH：
向20.00mL 0.1000mol/L鹽酸中滴加0.1000mol/L氫氧化鈉過程中pH的變化如下：
V（NaOH）/mL
0.00
10.00
15.00
18.00
19.00
19.96
20.00
20.04
21.00
22.00
30.00
pH
1
1.48
1.85
2.28
2.59
4.00
7.00
10.30
11.39
11.68
12.30
（4）根據實驗數據，以氫氧化鈉體積為橫坐標，以所測的pH為縱坐標繪製中和反應曲線：
①0.100mol/LNaOH滴定20.00mL0.100mol/LHCl過程中的pH變化曲線：
②0.100mol/LHCl滴定20.00mL0.100mol/LNaOH過程中的pH變化曲線：
注意：強酸與強鹼完全中和時，溶液的pH就為7，但指示劑變色時，溶液的pH不等於7，為什麼可將滴定終點當成完全中和的點？
分析：根據滴定曲線圖進行分析（結合滴定曲線說明）強酸強鹼完全中和時溶液的pH就為7，而滴定的終點則是通過指示劑顏色的變化來觀察，此時溶液的pH往往不是7，但由滴定曲線可知：在滴定過程中開始一段時間溶液的pH變化不大，處於量變過程中，而在接近完全中和時，滴入0.02的鹼溶液時，溶液的pH變化很大，溶液由酸性變中性再變成鹼性發生了突變，往事後再滴入鹼溶液，溶液的pH變化又比較緩慢，說明滴定過程中，溶液的酸鹼性變化經過了由量變引起質變的過程，有一段發生了pH突變的過程，完全中和和酚酞或甲基橙指示劑變色的pH雖不同，但只相差半滴，即只有0.02左右，這種誤差是在許可的範圍之內。
（練習）
1．下圖是用0.100 0 mol·L－1的鹽酸滴定某未知濃度的NaOH溶液的示意圖和某次滴定前、後盛放鹽酸的滴定管中液面的位置。
請回答下列問題：
（1）儀器A的名稱是____________。
（2）鹽酸的體積讀數：滴定前讀數為________mL，滴定後讀數為________mL。
（3）某實驗小組同學的三次實驗的實驗數據如下表所示。根據表中數據計算出的待測NaOH溶液的平均濃度是________mol·L－1（保留四位有效數字）。
實驗編號
待測NaOH溶液的體積/mL
滴定前鹽酸的體積讀數/mL
滴定後鹽酸的體積讀數/mL
1
20.00
1.20
23.22
2
20.00
1.21
29.21
3
20.00
1.50
23.48
（4）對下列幾種假定情況進行討論(填「無影響」「偏高」或「偏低」)：
①取待測液的滴定管，滴定前滴定管尖端有氣泡，滴定後氣泡消失，對測定結果的影響是________；
②若滴定前錐形瓶未用待測液潤洗，對測定結果的影響是________；
③標準液讀數時，若滴定前俯視，滴定後仰視，對測定結果的影響是________。
答案：（1）酸式滴定管 （2）0.80 22.80 （3）0.110 0 （4）①偏低 ②無影響 ③偏高
分析：(1)儀器A為酸式滴定管。(2)滴定管的刻度由上到下逐漸增大，精確度為0.01 mL，因此滴定前的讀數為0.80 mL，滴定後為22.80 mL。(3)第2組讀數與其他兩組差別較大，屬異常值，應捨去，c(NaOH)＝0.020 00 L(0.100 0 mol·L－1×0.022 00 L)＝0.110 0 mol·L－1。(4)①會使V(HCl)偏小，c(NaOH)偏低；②對測定結果無影響；③會使V(HCl)偏大，c(NaOH)偏高。
2．（2019·欽州期末）乙二酸俗名草酸，下面是化學學習小組的同學對草酸晶體（H2C2O4·xH2O）進行的探究性學習過程，請你參與並協助他們完成相關學習任務。該組同學的研究課題是測定草酸晶體（H2C2O4·xH2O）中的x值。通過查閱資料和查尋網絡得，草酸易溶於水，其水溶液可以用酸性KMnO4溶液進行滴定：2MnO4(－)＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。學習小組的同學設計了如下實驗步驟測定x值：
①稱取1.260 g純草酸晶體，將其配成100.00 mL溶液作為待測液；
②取25.00 mL待測液放入錐形瓶中，再加入適量的稀H2SO4；
③用濃度為0.100 0 mol·L－1的酸性KMnO4溶液進行滴定，達到終點時消耗標準液10.00 mL。
請回答下列問題：
（1）滴定時，將酸性KMnO4標準液裝在圖中的________（填「甲」或「乙」）滴定管中。
（2）本實驗滴定達到終點的標誌是____________________________。
（3）通過上述數據，求得x＝________。討論：
①若滴定至終點時俯視滴定管讀數，則由此測得的x值會________（填「偏大」「偏小」或「不變」，下同）。
②若滴定時所用的酸性KMnO4溶液因久置而導致濃度變小，則由此測得的x值會________。
答案：（1）甲
（2）當滴入最後一滴酸性KMnO4標準溶液時，溶液由無色變為紫紅色，且半分鐘內不褪色
（3）2 ①偏大 ②偏小
分析：(1)因為酸性KMnO4溶液具有強氧化性，會腐蝕橡膠管，故應用酸式滴定管盛裝。(2)可利用MnO4(－)～Mn2＋的顏色變化判斷滴定終點，當達到滴定終點時，溶液將由無色變為紫紅色。(3)由題給離子方程式及數據可知，1.260 g純草酸晶體中所含H2C2O4的物質的量為0.100 0 mol·L－1×10.00 mL×10－3 L·mL－1×2(5)×25.00 mL(100.00 mL)＝0.010 0 mol，則1.260 g H2C2O4·xH2O中所含H2O的物質的量為18 g·mol－1(1.260 g－0.010 0 mol×90 g·mol－1)＝0.020 0 mol，則x＝2。①若滴定至終點時俯視滴定管讀數，則所得的消耗的酸性KMnO4標準溶液的體積偏小，測得的n(H2C2O4)偏小，則n(H2O)偏大，x值偏大。②若酸性KMnO4溶液濃度偏小，則消耗的體積偏大，測得x值偏小。