滴定终点与指示剂的选择

11-07 15:37:14   浏览次数:349次  栏目：高一化学教学设计

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答案：（1）不会 当酚酞刚变色时，盐酸只与氢氧化钠作用，不与碳酸钡反应 （2）浅红色 无色（3）不能 （4）不能 偏高   【例题3】取体积均为25 mL浓度均为0.10 mol/L的两份 NaOH溶液，把其中一份放在空气中，一段时间后溶液的pH_____（填“增大”、“减小”或“不变”），其原因是_____。   用已知浓度的硫酸溶液中和上述两份溶液，若中和第一份（在空气中放置一段时间）所消耗硫酸溶液的体积为V_A，另一份消耗硫酸溶液的体积为V_B，则：   （1）以甲基橙为指示剂时，V_A与V_B的关系是________________。   （2）以酚酞为指示剂时，V_A与V_B的关系是___________________。   解析：NaOH溶液置于空气中，因NaOH与空气中的CO₂反应，使NaOH的浓度减小，因此溶液的pH减小。用硫酸滴定Na₂CO₃溶液，反应分两个阶段进行：①H⁺ + CO₃^2－ ＝ HCO₃^－（此时溶液显弱碱性）；②H⁺ + HCO₃^－ ＝ H₂O + CO₂↑（此时溶液显弱酸性）。滴定过程按哪种反应进行，取决于选择的指示剂。因此（1）以甲基橙为指示剂时，因其变色范围pH在3.1～4.4之间，由2NaOH → Na₂CO₃ → CO₂ → H₂SO₄可知，消耗的H₂SO₄的量不变，因此有V_A＝V_B；（2）以酚酞为指示剂时，酚酞的变色范围pH在8.2～10.0之间，滴定按①进行，消耗的硫酸的量减少，因此有V_A＜V_B。   答案：pH减小   原因见解析    （1）V_A＝V_B  （2）V_A＜V_B   【例题4】双指示剂法可用来测定由NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃中的一种或几种物质组成的混合物的含量，具体做法是：向待测液中加入酚酞，用盐酸标准溶液滴定，当红色退去时，NaOH完全被中和，且Na₂CO₃完全转化为NaHCO₃，这时消耗V₁ mL盐酸，然后再向待液中加入甲基橙，再继续滴加盐酸标准溶液，当溶液由黄变橙时，NaHCO₃被转化为NaCl，这时消耗V₂ mL盐酸。   （1）       判断物质的组成，用NaOH、NaHCO₃、Na₂CO₃填写下表的空格：  

V₁、V₂ 的变化 ① V₁≠0 V₂＝0 ② V₁＝0 V₂≠0 ③ V₁＝V₂≠0 ④ V₁＞V₂＞0 ⑤ V₂＞V₁＞0 式 样 成 分          

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  （2）若盐酸浓度为0.5 mol/L，含惰性杂质的混合物重1.20 g，V₁为30.00 mL   ，V₂为5.00 mL，求各成分的质量分数。   解析：（1）用酚酞作指示剂时，发生下面两个反应：   Na₂CO₃ +HCl ＝ NaHCO₃ + NaCl；NaOH + HCl ＝ NaCl + H₂O   用甲基橙作指示剂时反应为：NaHCO₃ +HCl ＝ NaCl + H₂O + CO₂↑    此外溶液中NaOH和NaHCO₃不能共存，因为还要发生如下反应：   NaOH + NaHCO₃ ＝ Na₂CO₃ + H₂O，原混合物可分为以下五种情况来讨论：   ①若只含NaOH，则V₁≠0，V₂＝0；   ②若只含NaHCO₃，则V₁＝0，V₂≠0；   ③若只含Na₂CO₃，则V₁＝V₂≠0；   ④若含NaOH和Na₂CO₃，则V₁＞V₂＞0；   ⑤若含Na₂CO₃和NaHCO₃，则V₂＞V。₁＞0 由此可知，题中各情况下式样的成分为：①NaOH；②NaHCO₃；③Na₂CO₃；④含NaOH和Na₂CO₃；   ⑤含Na₂CO₃和NaHCO₃。   （2）由于V₁＞V故该试样是由NaOH和Na₂CO₃以及惰性杂质组成。₂＞0， 设NaOH含量为x   Na₂CO₃ → HCl → NaHCO₃ → HCl   1        1         1        1           5 mL               5 mL   NaOH       →         HCl   1                     1   x            (30－5)×10^－3×0.5 mol   解得x ＝ 0.0125 mol，故m(NaOH) ＝ 0.0125×40 g ＝ 0.5 g   n(Na₂CO₃) ＝ n(HCl) ＝ 5×10^－3×0.5 mol ＝ 0.0025 mol   m(Na₂CO₃) ＝ 0.0025 mol×106 g/mol ＝ 0.265 g w(NaOH) ＝ ×100％ ＝ 41.67％   w(Na₂CO₃) ＝ ×100％ ＝ 22.1％   其它杂质的质量分数为：   1－41.67％－22.1％ ＝ 36.23％   答案：见解析。   点拨：为了测定某混合物的组成，可根据混合物中各成分的性质，依据反应中特定的定量关系，以及反应过程中溶液的 变化，采用两种不同的指示剂来进行滴定。求解时要注意各阶段反应中的定量关系。   说明：（1）酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性，最终溶液的酸碱性还是取决于生成盐的水解情况。 （2）滴定终点与完全中和是有差距的，滴定终点是指示剂变色点，完全中和点是酸碱恰好反应点。

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