2021版化学名师讲练大一轮复习鲁科新高考地区专用版高考新风向·命题新情境 8.2水溶液 酸碱中和滴定

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高考新风向·命题新情境

滴定操作的方法:

(1)传统方法:

滴定作为一种经典的分析技术被广泛使用。最早,滴定剂通过带有刻度的玻璃管(滴定管)添加并记录消耗的体积,手动调节旋塞开关来控制滴定剂的添加量,当反应进行到终点时,指示剂颜色发生变化。起初,只能进行那些到终点有颜色变化的滴定,后来的滴定可以人为加入指示剂。结果的精确性主要靠化学师的技术能力,尤其是辨别不同颜色的能力。

(2)现代方法:

用于电位测量的电极取代了颜色指示剂,从而提高了结果的精确性与准确性。

自动滴定仪是由微处理器控制的仪器,可自动完成所有滴定相关操作:

①添加滴定剂;②监测反应(采集信号);③识别终点;④数据存储;⑤计算;⑥存储结果;⑦将数据传送至打印机或电脑/外部系。

问题1.传统方法中是如何提高结果的精准性的?(素养角度——宏观辨识与微观探析)

提示:重复滴定2～3次,求消耗标准溶液体积的平均值。

问题2.在氧化还原滴定实验中,氧化剂通常使用什么滴定管?(素养角度——科学探究与创新意识)

提示:氧化剂会氧化橡胶管,故应该用酸式滴定管取用。

问题3.室温下,用0.10 mol·L-1的盐酸滴定20.00 mL 0.10 mol·L-1的某碱BOH 溶液,用自动滴定仪得到的滴定曲线如下。(素养角度——变化观念与平衡思想)

(1)a点时,溶液呈碱性,溶液中c(B+)和c(Cl-)的大小关系如何?

提示:a点为BOH—BCl共存的溶液,呈碱性,故有c(B+)>c(Cl-)。

(2)b点时溶液的pH=7吗?

提示:不对。从图象起点pH<13,可知BOH为弱碱,b点为滴定终点,生成强酸弱碱盐,水解呈酸性,故pH<7。

(3)c点时溶液中c(H+)约为多少?

提示:加入盐酸为40 mL时,c(H+)=(0.10×40-0.10×20)÷60 mol·L-1≈

0.03 mol·L-1。

1.苹果酸(H2MA,K a1=1.4×10-3;K a2=1.7×10-5)是一种安全的食品保鲜剂,H2MA分子比离子更易透过细胞膜而杀灭细菌。

常温下,向20 mL 0.2 mol·L-1H2MA溶液中滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。根据图示判断,下列说法正确的是 ( )

A.b点比a点杀菌能力强

B.曲线Ⅲ代表HMA-物质的量的变化

C.MA2-水解常数K h≈7.14×10-12

D.当V=30 mL时,溶液显酸性

【解析】选D。H2MA与NaOH反应过程中H2MA浓度逐渐减小、HMA-浓度先增大后减小、MA2-浓度增大,所以Ⅰ表示H2MA、Ⅱ表示HMA-、Ⅲ表示MA2-。H2MA分子比离子更易透过细胞膜而杀灭细菌,则H2MA浓度越大杀菌能力越大,H2MA浓度:a>b,所以杀菌能力a>b,A错误;通过上述分析可知,Ⅲ表示MA2-物质的量的变化,B错

误;MA2-水解常数K h===≈5.88×10-10,C错误;当V= 30 mL时,溶液中生成等物质的量浓度的NaHMA、Na2MA,根据图知溶液中

c(HMA-)

2.乳酸亚铁晶体{[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O}是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与FeCO3反应制

得:2CH 3CH(OH)COOH+FeCO3+2H2O[CH3CH(OH)COO]2Fe·3H2O+CO2↑。

乳酸亚铁晶体纯度的测量:

(1)若用KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其原因可能是_______________。

(2)经查阅文献后,改用Ce(SO4)2标准溶液滴定进行测定。反应中Ce4+的还原产物为Ce3+。测定时,先称取5.760 g 样品溶解后进行必要处理,用________配制成

250 mL溶液,每次取25.00 mL、0.100 0 mol·L-1Ce(SO4)2标准溶液滴定至终点,记录数据如表。则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为________(以质量分数表示,乳酸亚铁晶体相对分子质量为288)。

滴定次数0.100 0 mol·L-1 Ce(SO4)2标准液体积/mL 滴定前读数滴定后读数

1 0.10 19.85

2 0.12 21.32

3 1.05 20.70

【解析】(1)根据乳酸亚铁的结构简式,乳酸亚铁中含有羟基,羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,乳酸根中羟基(—OH)被氧化多消耗了酸性高锰酸钾溶液,因此滴定实验中发现结果总是大于100%;

(2)用250 mL容量瓶配制成250 mL溶液,三次消耗Ce(SO4)2的体积分别是

19.75 mL、21.20 mL、19.65 mL,第二次消耗的体积与另外两次消耗的体积差别大,删去21.20 mL,因此平均消耗的Ce(SO4)2的体积为 mL=19.70 mL,根据得失电子数目守恒,因此有19.70×10-3 L×0.1 mol·L-1×1×=n(Fe2+)×1,解得n(Fe2+)=1.97×10-2 mol,样品的纯度为×100%=98.5%。

答案:(1)乳酸根中羟基(—OH)被氧化多消耗了酸性高锰酸钾溶液(2)250 mL容量瓶98.5%

【加固训练】

1.(2020·南平模拟)常温下,CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10-5 mol·L-1。向20 mL浓度均为0.1 mol·L-1NaOH和NH3·H2O的混合液中滴加等物质的量浓度的CH3COOH溶液,所得混合液的电导率与加入CH3COOH溶液的体积(V)关系如图所示。下列说法错误的是( )

A.M点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(NH3·H2O)>c(N)

B.溶液呈中性的点处于N、P之间

C.已知lg3≈0.5,P点的pH=5

D.P点:3[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]=2[c(Na+)+c(N)+c(NH3·H2O)]

【解析】选D。M点溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、NH3·H2O,CH3COONa 水解,NH3·H2O电离,但CH3COONa水解程度小于NH3·H2O电离程

度,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(NH3·H2O)>c(N),故A正确;体积为20 mL时NaOH和醋酸恰好完全反应、体积为40 mL时醋酸和一水合氨恰好完全反应;醋酸钠溶液呈碱性、醋酸铵溶液呈中性,要使混合溶液呈中性,应该使醋酸稍微过量,所以要使溶液呈中性,加入醋酸的体积应该大于40 mL,应该在N、P之间,故B正确;加入醋酸60 mL时,溶液中的溶质为CH3COONa、CH3COONH4、CH3COOH,且三者的物质的量浓度相等,该溶液为缓冲溶液,溶液的pH=pK a-lg=-lg1.8×10-5-