酸碱中和滴定实验误差分析
上传: 何琼华 更新时间：2012-5-19 20:47:38
酸碱中和滴定是中学化学实验中的重要定量实验，特别是其实验误差分析是学生学习和掌握本实验的重点和难点。在教学中，学生遇到有关实验误差分析总会出现困惑，直接影响到学生对实验结果的准确判断和相关问题的解决。为了突破这一教学难点，在教学中，首先引导学生从酸碱中和滴定原理入手，理解中和滴定原理，即：酸提供的H的物质的量与碱提供的OH的物质的量相等。然后把原理公式化，即：C(待)＝n·C(标)·V(标)/V(待)（n表示酸碱反应的物质的量之比）。其次在误差分析中，明确公式中的n、V(待)和C(标)均为确定量，只有V(标)是变量，C(待)和V(标)成正，实验中引起的各种误差，只要造成V(标)偏大的所得C(待)都偏高，反之偏低。把引起误差因素最终归结到V(标)的变化上，再进行实验误差分析。根据引起误差的原因，对常见的分类归纳分析如下：
一、仪器洗涤不当
酸碱中和滴定实验中，滴定管、移液管和锥形瓶都要用蒸馏水洗净，且滴定管、移液管还要用待装液润洗2∽3次，锥形瓶不润洗。若洗涤不当就会引起误差，如：
1、滴定管蒸馏水洗后未用标准液润洗，就直接装入标准液，造成标准液稀释，溶液浓度降低，滴定中消耗V(标)偏大，C(待)偏高。
2、盛待测液滴定管或移液管水洗后，未用待测液润洗就取液加入锥形瓶，造成待测液被稀释，V(标)偏小，C(待)偏低。
3、锥形瓶水洗后，又用待测液润洗，再取待测液，造成V(标)偏大，C(待)偏高。
4、滴定前，锥形瓶用水洗涤后，或锥形瓶中残留水未干燥，或取完待测液后再向锥形瓶中加点水便于观察，虽然V(待)增大，但C(待)变小，其物质的量不变, 无影响。
二、读数不当
在读数时，应将滴定管直立在水平面上，两眼平视，视线与液面凹面最低处水平相切。若读数不当就会引起误差，如：
1、盛标准液的滴定管，滴定前仰视滴定管读数，滴定后平视滴定管读数, 造成V(标)减小,C(待)偏低。
2、盛标准液的滴定管，滴定前平视滴定管刻度线，滴定终了仰视刻度线，读数偏大，造成V(标)偏大，C(待)偏高。 -+
3、盛标准液的滴定管，滴定前平视滴定管刻度线，滴定终了俯视刻度线，读数偏小，造成V(标)减小，C(待)偏低。
4、盛标准液的滴定管，滴定前仰视滴定管刻度线，读数偏大，滴定后俯视刻度线，读数偏小。造成V(标)减小，C(待)偏低。
三、操作不当
在实验的过程中，要按照酸碱中和滴定实验规定的具体要求，进行规范的操作，常见的由于操作不当引起的误差主要有：
1、用滴定管取待测液时，滴定管尖嘴处有气泡未排出就取液加入锥形瓶，由于气泡填充了部分待测液， 使得待测液体积减小，造成滴定时V(标)偏小，则C(待)偏低。
2、滴定前，液面在“0”刻度线之上，未调整液面，造成V(标)偏小，C(待)偏低。
3、移液管悬空给锥形瓶放待测液, 使待测液飞溅到锥形瓶外，或在瓶壁内上方附着，未被标准液中和，造成滴定时V(标)偏小, C(待)偏低。
4、移液管下端的残留液吹入锥形瓶内, 使待测液体积偏大，消耗的V(标)偏大, C(待)偏高。
5、滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，部分标准液用来填充气泡所占体积，造成V(标)偏大，C(待)偏高。
6、滴定前滴定管尖嘴部分无气泡，滴定后产生气泡，消耗液体的体积被气泡占据，V(标)偏小，则C(待)偏低。
7、滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外或盛标准液滴定管漏液，造成V(标)偏大，C(待)偏高。
8、滴定达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液,造成实际进入锥形瓶的标准液减小，使V(标)偏大，C(待)偏高。
9、溶液变色未保持30秒，即停止滴定，结果溶液又恢复原来的颜色，造成V(标)减小，C(待)偏低。
10、滴定过快成细流，立即读数，造V(标)偏大，C(待)偏高。
四、指示剂选择不当
指示剂的选择，一般强酸与强碱相互滴定时，既可选用甲基橙，也可选用酚酞；强酸与弱碱相互滴定时，应选用甲基橙；强碱与弱酸相互滴定时，应选用酚酞，一般不选用石蕊，指示剂用量为2∽3滴为宜。若选择不当就会引起误差，如：
1、用强酸滴定弱碱，指示剂选用酚酞。由于酚酞的变色范围在8.2∽10之间,造成消耗强酸V（标）偏小，C(待)偏低。
2、用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙。由于甲基橙的变色范围在3.1∽4.4之间,造成消耗强碱V（标）偏小，C(待)偏低。
五、来自配制标准液产生的误差
配制0.1mol/L的NaOH溶液500mL，需要NaOH质量 2.0g
(1)NaOH已部分潮解 偏高
(2)NaOH中含有杂质：
①杂质不与盐酸反应 偏高
②所含杂质消耗1mol盐酸需质量大于40g 偏高(例如：Na2CO3、NaHCO3) ③所需杂质消耗1mol盐酸需质量小于40g 偏低(例如：Na2O)
(3)砝码有油污 偏低
六、终点判断不准
酸碱中和滴定终点在实际操作中，通常是用酸碱指示剂的颜色变化来表示的，酸碱指示剂颜色变化半分钟不褪色的时刻，即为滴定终点。若判断不准就会引起误差，如：
1、强酸滴定弱碱时，甲基橙由黄色变为红色停止滴定。使测出的V(标)偏大，C(待)偏高。
2、强碱滴定弱酸时，酚酞由无色变为粉红色时立即读数。使测出的V(标)偏小，C(待)偏低。 总之，造成中和滴定实验误差的因素是多方面的，学生理解了误差产生原因，掌握了误差分析的正确思路，即：造成的因素→ 直接后果→ 对V(标)的影响→滴定误差。再通过适量的练习，就能顺利完成中和滴定实验误差分析。
第二篇：酸碱中和滴定实验误差分析
酸碱中和滴定实验误差分析
1.用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。
2.酸碱中和反应的实质：H＋＋OH－＝H2O
公式：a. n(H＋)=n(OH－) b. C(H＋)V(H＋)=C(OH－)V(OH－)
3.中和滴定过程中，容易产生误差的6个方面是：
①洗涤仪器(滴定管、移液管、锥形瓶)；
②气泡；
③体积读数(仰视、俯视):俯视刻度线，实际加水量未到刻度线，使溶液的物质的量浓度增大；
仰视刻度线，实际加水量超过刻度线，使溶液的物质的量浓度减小；
④指示剂选择不当；
⑤杂质的影响；
⑥操作(如用力过猛引起待测液外溅等)。
具体分析如下：
(1)滴定前，在用蒸馏水洗涤滴定管后，未用标准液润洗。(偏高)
(2)滴定前，滴定管尖端有气泡，滴定后气泡消失。(偏高)
(3)滴定前，用待测液润洗锥形瓶。(偏高)
(4)取待测液时，移液管用蒸馏水洗涤后，未用待测液润洗。(偏低)
(5)取液时，移液管尖端的残留液吹入锥形瓶中。(偏高)
(6)读取标准液的刻度时，滴定前平视，滴定后俯视。(偏低)
(7)若用甲基橙作指示剂，最后一滴盐酸滴入使溶液由橙色变为红色。(偏高)
(8)滴定过程中，锥形瓶振荡太剧烈，有少量溶液溅出。(偏低)
(9)滴定后，滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中。(偏高)
(10)滴定前仰视读数，滴定后平视刻度读数。(偏低)
(11)滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水。(无影响)
(12)滴定过程中，滴定管漏液。(偏高)
(13)滴定临近终点时，用洗瓶中的蒸馏水洗下滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中。(操作正确，无影响)
(14)过早估计滴定终点。(偏低)
(15)过晚估计滴定终点。(偏高)
(16)一滴标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下。(偏高)
(以上所指偏高偏低抑或无影响是指待测酸碱浓度)
分析技巧：1.分析不当操作对公式中四个变量其中一个或多个的大小影响，
2.根据公式，分析对V标准液的影响，V标准液比理论偏大，则待测液浓度测量值比实际值偏大，反之亦然。故而V标准液是我们考察的重点。
3.对于(11)，分析向已经准确量取好的待测液中滴加入水，虽然改变了待测液浓度和体积，但并不影响n待测液，所以V标准液不变化，对测量结果无影响。
酸碱中和滴定——专题训练
[例1]某学生做中和滴定实验的过程如下：(a)取一支碱式滴定管，(b)用蒸馏水洗净，(c)加入待测的NaOH溶液，(d)记录液面刻度读数，(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液，(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中，(g)加入适量蒸馏水，(h)加入酚酞试液2滴，(i)滴定时，边滴边摇荡，(j)边注视滴定管内液面的变化，(k)当小心地滴到溶液由无色变成粉红色时，即停止滴定。(l)记录液面刻度读数。(m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22 mL。指出上述实验过程中的错误之处(用编号表示) 。
[例2]用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞作为指示剂，造成测定结果偏高的原因可能是( )
A. 配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质
B. 滴定终点读数时，俯视滴定管的刻度，其他操作正确
C. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过，未用未知液润洗
D. 滴定到终点读数时，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
[例3]用NaOH滴定pH相同、体积相同的H2SO4、HCl、CH3COOH三种溶液，恰好中和时，所用相同浓度NaOH溶液的体积依次为V1、V2、V3，则这三者的关系是( )
(A)V1＞V2＞V3 (B)V1＜V2＜V3 (C)V1＝V2＞V3 (D)V1＝V2＜V3
[例4]用0.01 mol/L H2SO4滴定0.01mol/L NaOH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. 10 B. 50 C. 5×103 D. 104
[例5]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。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____________。
分析：该题涉及到氧化还原滴定，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) H2C2O4·xH2O ~ H2C2O4 ~ xH2O
巩固练习：
1. 在下列叙述仪器“0”刻度位置正确的是( )
A. 在量筒的上端 B. 在滴定管上端
C. 在托盘天平刻度尺的正中 D. 在托盘天平刻度尺的右边
2. 准确量取25.00ml KMnO4溶液，可选用的仪器是( )
A. 25ml量筒 B. 25ml酸式滴定管
C. 25ml碱式滴定管 D. 有刻度的50ml烧杯
3. 下列实验中，由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是( )
A. 用量筒量取一定体积液体时，俯视读出的读数
B. 用标准盐酸滴定氢氧化钠溶液测碱液浓度时，酸式滴定管洗净后，没有用标准盐酸润洗，直接装标准盐酸滴定碱液，所测出的碱液的浓度值
C. 测定硫酸铜晶体结晶水含量时，加热温度太高使一部分硫酸铜发生分解，所测出的结晶水的含量
D. 做中和热测定时，在大小烧杯之间没有垫碎泡沫塑料(或纸条)所测出的中和热数值
4. 酸碱中和反应属于放热反应，酸碱中和生成1mol水时所放出的热量称为中和热。放下列浓度均为0.1mol/L的溶液混合时，相关说法中正确的是( )
A. 与NaOH反应时，HCL的中和热小于CH3COOH的中和热
B. 与NaOH反应时，HCL的中和热大于CH3COOH的中和热
C. 与NaOH反应时，H2SO4的中和热大于HCL的中和热
D. 与H2SO4反应时，Ba(OH)2的中和热等于NaOH的中和热的2倍
5. 下列关于等体积、等pH的NaOH和氨溶液的说法正确的是( )
A. 两种溶液中OH－的浓度相同
B. 需要等浓度、等体积的盐酸中和
C. 温度升高10℃，两溶液的pH仍相等
D. 两种溶液中溶质的物质的量浓度相同
6. 下列有关中和滴定的操作：①用标准液润洗滴定管；②往滴定管内注入标准溶液；③检查滴定管是否漏水；④滴定；⑤滴加指示剂于待测液；⑥洗涤。正确的操作顺序是( )
A. ⑥③①②⑤④ B. ⑤①②⑥④③
C. ⑤④③②①⑥ D. ③①②④⑤⑥
7. 某学生用碱式滴定管量取0.1mol·L-1的NaOH溶液，开始时仰视液面读数为1.0mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.0mL，该同学在操作中实际取出的液体体积为( )
A. 大于10.0mL B. 小于10.0mL C. 等于10.0mL D. 等于11.0mL
8. 已知次碘酸(HIO)既能和酸又能和碱发生中和反应。它与盐酸发生反应将生成( )
A. HI B. IOCl C. HClO D. ICl
9. 有等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种碱溶液，滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和，用去酸的体积分别为V1、V2、V3，则三者的大小关系正确的是
A. V3＞V2＞V1 B. V3＝V2＝V1
C. V3＞V2＝V1 D. V1＝V2＞V3
10. 用标准的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列各操作中，无误差的是( )
A. 用蒸馏水洗净酸式滴定管后，注入标准溶液盐酸进行滴定
B. 用蒸馏水洗涤锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗，而后装入一定体积的NaOH溶液进行滴定
C. 用碱式滴定管量取10.00mLNaOH溶液放入用蒸馏水洗涤后的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水和2滴甲基橙试液后进行滴定
D. 若改用移液管取待测液10.00mLNaOH溶液放入锥形瓶后，把留在移液管尖嘴处的液体吹入锥形瓶内，再加入1mL甲基橙指示剂后进行滴定
11. 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考右图，从表中选出正确选项( )
12. 用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱时，会导致待测碱液的浓度偏低的操作是
①酸式滴定管用蒸馏水洗后，未用标准液润洗
②碱式滴定管用蒸馏水洗后，未用待测液润洗
③配制碱液时，称量的固体吸潮
④滴定前酸式滴定管尖嘴部分未充满溶液
⑤滴定中不慎将锥形瓶内液体摇出少量于瓶外
A. ①③④ B. ②⑤ C. ②③⑤ D. ①③
13. 某学生用0.1mol/L KOH溶液滴定未知浓度的盐酸溶液，其操作可分解为如下几步：
(A)移取20.00mL待测的盐酸溶液注入洁净的锥形瓶，并加入2-3滴酚酞
(B)用标准溶液润洗滴定管2-3次
(C)把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好，调节液面使滴定管尖嘴充满溶液
(D)取标准KOH溶液注入碱式滴定管至0刻度以上2-3cm
(E)调节液面至0或0刻度以下，记下读数
(F)把锥形瓶放在滴定管的下面，用标准KOH溶液滴定至终点，记下滴定管液面的刻度
完成以下填空：
(1)正确操作的顺序是(用序号字母填写)______________________.
(2)上述(B)操作的目的是___________________________________。
(3)上述(A)操作之前，如先用待测液润洗锥形瓶，则对测定结果的影响是(填偏大、偏小、不变，下同)_________________________。
(4)实验中用左手控制_________(填仪器及部位)，眼睛注视_______，直至滴定终点。判断到达终点的现象是___________。
(5)若称取一定量的KOH固体(含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定上述盐酸，则对测定结果的影响是___________________________________。
(6)滴定结束后如仰视观察滴定管中液面刻度，则对滴定结果的影响是______。
14. 某一种胃药片的制酸剂为碳酸钙，其中所含的制酸剂质量的测定如下：①需配制0.1mol/L的HCl的溶液和0.1mol/L的NaOH溶液②每次取一粒(药片质量均相同)0.2g的此胃药片，磨碎后加入20mL蒸馏水③以酚酞为指示剂，用0.1mol/L的NaOH溶液滴定，需用VxmL达滴定终点，④加入25mL0.1mol/L的HCl溶液
(1)写出全部实验过程的步骤_____(写编号顺序)
(2)下图所示的仪器中配制0.1mol/L的HCl溶液和0.1mol/L的NaOH溶液肯定不需要的仪器是
(填序号)，配制上述溶液还需用到的玻璃仪器是______(填仪器名称)
(3)配制上述溶液应选用的容量瓶规格分别为(填字母)
A. 50mL 50mL B. 100 mL 100 mL
C. 100 mL 150 mL D. 250 mL 250 mL
(4)写出相关的化学反应方程式:__________________________-
[参考答案]
1. B 2. B 3. D 4. B 5. A 6. A、B 7. A 8. D 9. C 10. C
11. C、D 12. C
13. (1)BDCEAF
(2)防止将标准液稀释
(3)偏大
(4)滴定管活塞；锥形瓶中溶液的颜色变化；锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪色。
(5)偏小
(6)偏大
14. (1)①②④③②④③或②①④③②④③
(2)A C 烧杯 玻璃棒
(3)B
(4)CaCO3＋2HCl＝CaCl2＋CO2↑＋H2O HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O