高二化学酸碱中和滴定
[学习目标]
1、理解酸碱中和滴定的基本原理。
2、初步学会中和滴定的基本操作方法。
3、掌握酸碱中和的有关计算和简单误差分析。
[学法指导与知识提要]
中和滴定是化学分析中的一种重要方法，滴定操作技术要求比较严格。本节重点是掌握中和滴定的方法，难点是中和滴定的操作技术和实验误差分析。
一、酸碱中和滴定的原理
1、实质：H++OH-＝H2O
酸、碱有强弱之分，但酸、碱中和反应的实质不变。
例：HCl+NaOH＝NaCl+H2O
CH3COOH+NaOH＝CH3COONa+H2O
H2SO4+2NH3·H2O＝(NH4)2SO4+2H2O
反应中，起反应的酸、碱物质的量之比等于它们的化学计量数之比。
例如：2NaOH+H2SO4＝Na2SO4+2H2O
由 H2SO4---------NaOH
1mol 2mol
C酸·V酸 C碱·V碱
则C碱= 
2、概念：用已知物质的量浓度的酸（或碱）测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法叫中和滴定。
二、中和滴定操作
1、仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、烧杯、滴定管夹、锥形瓶、铁架台。
2、试剂：标准浓度的溶液，待测浓度的溶液，指示剂。
3、滴定前准备
（1）检查滴定管是否漏液
（2）玻璃仪器洗涤：
①水洗
②用标准液润洗装标准液的滴定管
③用待测液润洗装待测液的滴定管
（3）向用标准液润洗过的滴定管中装入标准液。调整液面到0刻度或0刻度以下（注意O刻度在上方），排除滴定管尖嘴部分气泡，记下刻度读数。
（4）往锥形瓶中加入一定体积(一般为20.00mL)的待测液
注意：锥形瓶只能用蒸馏水洗 ，一定不能用待测液润洗，否则结果会偏高，锥形瓶取液时要用滴定管（或用相应体积规格的移液管），不能用量筒。
（5）向锥形瓶中加入2滴指示剂。
指示剂的选择
指示剂的颜色变化要灵敏，变色范围最好接近等当点，且在滴定终点由浅色变深色，即：碱滴定酸宜用酚酞作指示剂，酸滴定碱宜用甲基橙作指示剂（滴定过程中一般不能用石蕊作指示剂）。
注意：指示剂用量不能过多，因指示剂本身也具有弱酸性或弱碱性，会使滴定中耗标准液量增大或减小，造成滴定误差。
4、滴定操作
左手操作滴定管，右手摇动锥形瓶，眼睛注意观察锥形瓶中溶液颜色变化，到最后一滴刚好使指示剂颜色发生改变，且半分钟不再变化为止，记下刻度读数。
再重复上述操作一次或两次。（定量分析的基本要求）
终点的判断方法：最后一滴刚好使指示剂颜色发生改变，半分钟不再变化
5、计算
取两次操作或叁次操作所耗实际试液体积的平均值进行计算。（如果有偏差太大的要舍去）
注意：用滴定管的精确度为0.01mL，故无论用滴定管取待测液或用标准液滴定达终点计数时，待测液和标准液体积都必须精确到小数点后第二位数。
三、中和滴定误差分析
从以上计算数学式可知，造成滴定误差的关键因素是：①标准液浓度是否准确 ②待测液体积 ③滴定时耗标准液的体积。因此，滴定时引起误差的错误操作常有以下几点：
1、锥形瓶水洗后，又用待测液润洗，再取液，待测液实际用量增大造成测定结果是浓度偏高。
2、不能用量筒取待测液，因量筒为粗略量具，分度值为最大量度的1/50，精度低，要用移液管取液。
3、滴定管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，滴定中耗体积增大，测定结果是使待测液浓度偏高。
4、滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，气泡作标准液体积计算，造成测定结果浓度偏高。
5、滴定过程中，标准液滴到锥形瓶外，或盛标准液滴定管漏液，读数时，V标偏大，造成测定结果是待测液浓度偏大。
6、盛待测液滴定管水洗后，未用待测液润就取液入锥形瓶，造成待测液被稀释，测定结果浓度偏低。
7、读数不准确，例如，盛标准液的滴定管，滴定前仰视，读数偏大，滴定后俯视，读数偏小。造成计算标准液体积差偏小，待测液测定结果浓度偏低。
8、待测液溅到锥形瓶外或在瓶壁内上方附着未被标准液中和，测定结果待测液浓度偏低。
9、标准液滴入锥形瓶后未摇匀，出现局部变色或刚变色未等待半分钟观察变色是否稳定就停止滴定，造成滴定未达终点，测定结果待测液浓度偏低。
注意：
（1）酸式滴定管可以盛装酸性或强氧化性等液体，但一定不能盛装碱液，
碱式滴定管只能盛装碱性或对橡胶无腐蚀性液体，一定不能盛装酸性或强氧化性液体。
（2）滴定管使用时，下端没有刻度部分液体不能用于滴定。
（3）滴定管规格常有25.00mL和50.00mL两种。
（4）滴定完成后，应即时排除滴定管中废液，用水洗净，倒夹在滴定管架上。
（5）中和滴定的终点是指示剂变色点，故溶液一定不是中性。而酸、碱恰刚巧完全中和时，溶液不一定呈中性。
附：酸、碱中和滴定实验装置和操作示意图，
【典型例题】
例1、准确量取25.00mL KMnO4溶液可以选用的仪器是（ ）
A、50mL量筒 B、10mL量筒 C、50mL酸式滴定管 D、50mL碱式滴定管
解析；本题考查了滴定管的结构使用及测量精度。题中KMnO4是强氧化剂，不能使用带胶管的碱式滴定管（KMnO4要腐蚀橡胶），而50mL、10mL的量筒的刻度精度达不到读数精确到0.01的要求，而滴定管的最小刻度为0.1，可估读到0.01。故可选酸式滴定管（C）。
例2、某学生做中和滴定实验的过程如下：
①取一支碱式滴定管，用蒸馏水洗净；
②加入待测的NaOH溶液，记录液面刻度读数；
③用酸式滴定管放出一定量标准酸液，置于未经标准酸清洗的洁净锥形瓶中，并加入适量蒸馏水；
④加入两滴酚酞试液（锥形瓶内）；
⑤滴定时边滴边振荡，眼睛注视滴定管内液面的变化；
⑥当小心滴到溶液由无色变成浅红色时，即停止滴定；
⑦记录液面刻度读数；
⑧根据两次滴定读数得出NaOH溶液体积为22mL。
指出上述实验过程中的错误之处 。
解析：从表面看，此实验似乎做反了，应用标准酸滴定未知碱，而不是用未知碱滴标准酸。实际上整体操作并没有错，因为正滴与反滴目的一致。已知C酸、v酸滴定读出v碱，照样可计算求得C碱，但在过程中有一些操作的错误。
②加入待测液前，应用待测碱液清洗碱式滴定管。
⑤滴定时应注视锥形瓶内液体颜色的变化，而不要去关注滴定管内液面的变化。
⑥滴到浅红色在半分钟之内颜色不消失，才能停止滴定而不是立即停止。
⑧NaOH的体积应精确到0.1，估读到0.01，记录22mL是错误的，应为22.00mL。
例3、实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度。用甲基橙作指示剂，下列操作可能使测定结果偏低的是 。
A．酸式滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液清洗
B．开始实验时，酸式滴定管尖咀部份有气泡，在滴定过程中气泡消失。
C．滴定过程中，锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色，但又立即变为黄色，此时便停止滴定，记录读数。
D．达到滴定终点时，俯视读数并记录。
解析：
例4、称取纯Na2CO3 0.53g，用未知浓度的盐酸滴定，恰好完全反应时，用去10mL盐酸。取此盐酸20mL（稀释到200mL）。做如下实验：称取工业烧碱6.25g加入溶解到1L，用上述稀释后的盐酸滴定，达到终点时，稀盐酸和烧碱溶液的体积比为3∶2，求工业烧碱的纯度。
解析：
例5、完成下列表格中的误差分析
[同步练习]
一、选择题（每题只有一个选项符合题意）
1、用盐酸作标准液滴定待测浓度的碱溶液，若用甲基橙作指示剂，当滴定达终点时，溶液颜色变化是（ ）
A、由红色变橙色 B、由黄色变红色
C、由黄色变橙色 D、由橙色变黄色
2、一支25mL滴定管，内盛溶液液面在15.00mL刻度处，当将滴定管内液体全部排出时，所得液体的体积是（ ）
A、10.00mL B、15.00mL C、小于10.00mL D、大于10.00mL
3、中和滴定中，用浓度为C mol·L－1的某二元酸溶液中和摩尔质量为M g·mol－1的一元碱Wg，耗这种二元酸溶液的体积是（ ）
4、用0.1mol·L－1 NaOH溶液滴定100mL 0.1mol·L－1盐酸，若滴定误差在±0.1%以内，反应完毕后，溶液pH的范围为（ ）
A、3.3～10.7 B、4.3～9.7 C、5.3～8.7 D、6～8
5、某学生中和滴定实验过程为：（a）取碱式滴定管；（b）用蒸馏水洗净；（c）即加入待测的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入只用蒸馏水洗涤过的锥形瓶中；（f）向锥形瓶中加入适量蒸馏水；（g）加入酚酞试液2滴；（h）滴定时边摇荡锥形瓶；（i）边注视滴定管内液面变化；（j）当滴到溶液由无色变到粉红色时，立即停止滴定；（k）记录液面刻度读数；（m）根据重复两次滴定得耗NaOH溶液体积平均值为22mL，上述实验过程中错误之处有（ ）
A、c、d、f、j、k B、c、i、j、m C、e、f、i、m D、c、e、f、i、j、m
6、将含有杂质的4.0g NaOH配成1000mL溶液，取20mL置于锥形瓶中，用0.1mol·L－1的盐酸滴定。用甲基橙作指示剂，滴定达终点时，耗酸19.0mL，则NaOH中含有的杂质不可能为（ ）
A、NaCl B、Na2CO3 C、NaHCO3 D、Ca(OH)2
7、下图是向20.00mL盐酸中逐渐滴入NaOH溶液时，溶液pH值变化的图象，根据图象分析，下列结论中不正确的是（ ）
A、盐酸起始浓度为0.1mol·L-1 B、NaOH溶液浓度为0.08mol·L-1
C、滴入碱量为20mL时，向混合溶液中滴入2滴甲基橙试液，溶液显橙色
D、滴到中和点时，耗NaOH物质的量为0.002mol
8、酸碱恰好完全中和时，它们一定相等的是（ ）
A、质量 B、物质的量 C、物质的量浓度 D、H+和OH-的物质的量
9、已知常温常压下，饱和CO2的水溶液pH=3.9，则可推断用标准盐酸滴定NaHCO3溶液时，适量选择的指示剂及终点颜色变化的情况是（ ）
A、石蕊，由蓝变红 B、甲基橙，由橙变黄
C、酚酞，由红变浅红 D、甲基橙，由黄变橙
10、物质的量浓度相同，体积也相同的一元酸和一元碱恰好中和时，溶液将（ ）
A、显酸性 B、显碱性 C、显中性 D、无法确定其酸碱性
二、选择题（每题有1—2个选项符合题意）
11、下列说法中，正确的是（ ）
A、酸碱中和反应的实质是H++OH－=H2O
B、酸碱中和反应的离子方程式，都可用H++OH－=H2O表示
C、当酸碱完全中和时，两者物质的量一定相等
D、当酸碱完全中和时，所得盐溶液pH值不一定等于7
12、关于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的下列说法中，错误的是（ ）
A、用于盛装被滴定的溶液
B、使用前用蒸馏水洗后还必须用待测液润洗
C、若瓶中装入被滴定溶液量太少，可向瓶中加入一定量蒸馏水稀释
D、滴定时，应用左手依顺时针方向旋摇锥形瓶
13、下列仪器中，没有“0”刻度线的是（ ）
A、温度计 B、量筒 C、滴定管 D、容量瓶
14、用0.01mol/L NaOH溶液滴定0.01mol/L的H2SO4溶液中和后加水到100mL。若滴定时终点判断有误差：①多加了一滴NaOH，②少加了一滴NaOH。（设1滴为0.05mL），则①和②溶液中C（OH-）之比值是（ ）
A、1 B、10-4 C、104 D、4×104
15、两人用同一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH溶液，甲将锥形瓶用NaOH待测液清洗后，使用水洗后后的移液管移取碱液于锥形瓶中；乙则用甲用过的移液管取碱液于刚用蒸馏水洗过的尚残留有蒸馏水的锥形瓶中，其它操作及读数全部正确，你的判断是（ ）
A、甲操作有错 B、乙操作有错
C、甲测得的数值一定比乙小 D、乙测得的值较准确。
16、用某种量器对一种液体进行体积测量，设正确的读数为n mL，仰视读数为x mL，俯视读数为y mL。若x>n>y，则所用量器是（ ）
A、量筒 B、滴定管 C、容量瓶 D、移偏管
三、填空题
17、A同学用10mL量筒量取某液体，读数时视线偏高（如下图），该同学所得读数是 ， B同学向50mL滴定管中加入某种液体，在调整液面高度后，读数时视线偏低（如下图），该同学所得读数是 。
18、某同学为测定某烧碱样品中含NaOH的纯度（设样品中杂质为NaCl），进行如下实验：
（1）称取样品：调节托盘天平到零点后，在天平两盘放质量大小相同纸片，使天平保持平衡，向左盘放一个5g砝码，将游码拨0.2g处；向右盘纸片上缓缓小心加烧碱颗粒到天平达平衡。该操作的错误之处有： 。按如上操作，该同学称取烧碱样品的实际量应是 。
（2）配制溶液：将纸片上的烧碱样品小心移入100mL容量瓶中，加蒸馏水到刻度，盖紧瓶塞，反复倒置摇匀，该操作的错误是 。按此方法所配制得的溶液浓度应 （从“偏高”或“偏低”等词中选填）
（3）取液：将用蒸馏水洗净的锥形瓶再用所配制碱液润洗2～3次，再用蒸馏水洗净的移液管取10mL所配碱液移入锥形瓶，再向瓶中加入约15mL蒸馏水将碱液稀释。此操作中错误之处是 。
（4）滴定：向锥形瓶中加入约2mL酚酞溶液，用浓度为0.5mol·L－1的盐酸标准液进行滴定，滴定时左手操作滴定管，右手猛力振荡锥形瓶，当锥形瓶中溶液颜色刚变粉红色时，停止滴定，记下耗酸体积数，此步操作中错误之处是 。
将（3）（4）操作重复一次
（5）计算：取两次操作耗标准酸液体积平均值为20.00mL，依此数据计算出烧碱样品中含NaOH的质量分数为 。
19、维生素C的分子式是C6H8O6，水溶液呈酸性，高温或较长时间受热易损耗，许多新鲜水果、蔬菜、乳制品中都含有丰富的维生素C，例如：新鲜橙汁中含维生素C浓度在500mg·L－1左右。
某校化学课外活动小组进行测定果汁中维生素C含量实验，下面是他们的实验过程及分析报告，请根据此报告填写有关空白。
（1）实验目的：测定××牌软包装鲜橙汁维生素C含量。
（2）实验原理：C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I－。
（3）实验用品和试剂：
①仪器和用品（自选，略）
②试剂：浓度为7.50×10－3mol·L－1的标准碘（水）溶液，指示剂，蒸馏水等。
（4）实验过程：
①洗涤仪器，检查是否漏液，用标准液润洗后装好标准液待用。在此步操作中，需用蒸馏水洗涤的仪器有 。用标准液润洗的仪器是 。
②打开橙汁包，目测：颜色—橙黄色，澄清度—好，将仪器 该橙汁润洗2～3遍，移取20.00mL橙汁入锥形瓶，向瓶中加入2滴指示剂，该指示剂的名称是 。
③用左手操作滴定管，右手摇动锥形瓶，眼睛注视 。滴定至终点时的现象是 。
（5）数据记录和处理：（设计出表格，将三次滴定所得数据都填入表格中），若经数据处理，滴定中消耗标准碘溶液体积平均值为20.00mL，则此橙汁中维生素C的含量是 mg·L－1。
（6）问题讨论：
①从测定结果看，此软包装橙汁是否是纯天然橙汁 （填序号）
A、可能是 B、一定是 C、不是
②制造商可能采取的作法是 （填序号）
A、天然橙汁被加水稀释 B、天然橙汁被浓缩
C、向天然橙汁中添加维生素C D、用水和其原料混合制作
③对上述结论，你的意见是 （填序号）
A、向新闻界公布 B、向有关部门反映
C、继续实验 D、调查后再作结论
四、计算
20、通过中和滴定实验测定25.00mL未知浓度的H2SO4与23.80mL 0.42mol/L的NaOH溶液恰好完全中和，试计算H2SO4的物质的量浓度。
21、为测定人体血液中Ca2+的含量，有人设计如下方案：
若血样为10mL，消耗0.05mol·L－1 KMnO4(H+)溶液1.2mL，问：试写出有关反应方程式并计算出该血样中的含钙量（用g·L－1表示）。
同步测试答案：
一、选择题
1、C 2、D 3、D 4、B 5、B 6、D 7、C 8、D 9、D 10、D
二、选择题
11、A、D 12、B、D 13、B、D 14、C 15、A、D 16、B
三、填空题
17、5.2 5.20
18、（1）3处：①称量易吸湿潮解或腐蚀性药品，不能放到纸上，而应用玻璃器皿盛装 ②砝码与药品在天平两端位置错放，应该左盘放称量物，右盘放砝码 ③称量NaOH等易潮解性药品不能缓慢操作，而应迅速称量。 <4.8g
（2）容量瓶不能用于作固态物溶解的器皿，特别不能用于溶解过程中热效值变化大的物质溶解或浓溶液稀释。正确的操作是将NaOH固体在烧杯中溶解，经复温后才能移入容量瓶，还必须再经洗涤，移液，定容等过程，才能得浓度较准确的溶液。总体偏低
（3）2处：①锥形瓶水洗后不能再用待测液润洗 ②移液管取液前除水洗外，还必须经所要移取的溶液润洗2～3次。
（4）3处：①指示剂酚酞试液量取用过多，只能用1～2滴 ②摇动锥形瓶不能用力过猛，以免造成瓶中液体溅出瓶外 ③指示剂选择最好用甲基橙，并且变色应稳定在半分钟以上，若溶液刚变色即停止滴定，并不能说明瓶中试剂已均匀混合充分反应，此处指示剂变色点选择不适当，应当是看到加入一滴酸液时溶液刚巧由红色褪成无色并半分钟不变色。
（5）83.33%
解析：由C酸·V酸=C碱·V碱
19、（4）①酸式滴定管、锥形瓶、酸式滴定管 ②酸式滴定管、淀粉溶液 ③锥形瓶中溶液颜色变化。溶液变浅兰色半分钟不褪。
（5）1056
（6）①C ②C、D ③C、D
四、计算题
20、解：
21、解：Ca2++C2O42－=CaC2O4↓
CaC2O4+H2SO4=CaSO4+H2C2O4
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+2MnSO4+10CO2↑+8H2O
设血样中含Ca2+物质的量浓度为x，
由以上化学反应方程式可得关系式为：
