【知识解析】酸碱中和滴定
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酸碱中和滴定
1 酸碱中和滴定的定义和原理
（1）酸碱中和滴定的定义
依据中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的实验方法叫酸碱中和滴定。
（2）酸碱中和滴定的原理
①中和反应：酸＋碱→盐＋水。中和反应的实质：H＋＋OH－===H2O。
②酸碱中和滴定的原理：酸碱中和滴定以酸碱中和反应为基础，通过滴定中用去的已知浓度的酸或碱的体积，利用化学方程式所表示的酸碱之间的计量关系，求得待测碱或酸的物质的量浓度。
2 酸碱中和滴定的仪器与操作
（1）仪器
酸式滴定管（精确到0.01 mL）、碱式滴定管（精确到0.01 mL）、烧杯、滴定管夹、铁架台、锥形瓶（用来盛装待测溶液）等。
图3－2－3
名师提醒
（1）酸式滴定管下端为玻璃活塞，能耐酸和强氧化剂的腐蚀，可用于盛装酸性或强氧化性溶液，但不能盛装碱性溶液。
（2）碱式滴定管下端为乳胶管和玻璃珠，乳胶管易被酸性或强氧化性溶液腐蚀，所以碱式滴定管一般只盛装碱性溶液。
（3）滴定管的“0”刻度在最上面，越往下数值越大，因为下端有一部分没有刻度，所以滴定管的实际容积大于它的标定容积。滴定管读数时要精确到0.01 mL。注意量筒与滴定管的区别。
（4）滴定管使用前必须检查是否漏液。
对于酸式滴定管，先关闭活塞，装水至“0”刻度以上，直立约2分钟，仔细观察有无水珠滴下，然后将活塞转动180°，再直立约2分钟，观察有无水珠滴下，若均无水珠滴下，则不漏水。对于碱式滴定管，装水后直立约2分钟，观察是否漏水即可。如果出现漏水或酸式滴定管活塞转动不灵活的情况，应将酸式滴定管活塞拆下重新涂抹凡士林，碱式滴定管需要更换玻璃珠或乳胶管。
（5）滴定管在加入反应液前要用所盛装的反应液润洗2～3遍，不然滴定管内壁附着的蒸馏水会将反应液稀释，使溶液浓度降低，影响测定结果。
（2）指示剂的选择
①中和反应恰好完全反应的时刻叫滴定终点。为准确判断滴定终点，必须选用变色明显、变色范围的pH与终点的pH相一致的酸碱指示剂。通常选用酚酞或甲基橙，而不选用颜色变化不灵敏的石蕊。
②中和滴定中，酸碱指示剂用量及颜色变化
滴定种类 选用的
指示剂 滴定终点颜色变化 指示剂用量 滴定终点判断标准
强酸滴定强碱 甲基橙 黄色→橙色
2～3滴 当指示剂恰好变色并在半分钟内不恢复原色，即认为达到滴定终点 酚酞 红色→无色
强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色→橙色
强碱滴定强酸 甲基橙 红色→黄色
酚酞 无色→粉红色
强碱滴定弱酸 酚酞 无色→粉红色
名师提醒
（1）石蕊一般不能用作中和滴定的指示剂，因为石蕊的颜色变化不明显，且变色范围较宽。
（2）指示剂不要多加，因为指示剂本身为弱酸或弱碱。 （3）指示剂的选择可依据“强酸滴弱碱用甲基橙，强碱滴弱酸用酚酞，强滴强二者皆行”。
（3）中和滴定的实验操作
①滴定前的准备工作
②滴定
图3－2－7
当最后一滴反应液滴下时，指示剂颜色恰好发生明显变化，且半分钟内不恢复原色，即达到滴定终点。滴定达到终点后，停止滴定，静置片刻，读出并记录终点读数。定量测定时，只有多次重复实验才能排除偶然因素，减小实验误差，所以上述滴定操作应重复2～3次。
3 实验测定酸碱滴定曲线
酸碱滴定曲线是以酸碱中和滴定过程中滴加酸（或碱）的量为横轴，以溶液的pH为纵轴绘出的一条溶液pH随酸（或碱）的滴加量而变化的曲线。它描述了酸碱中和滴定过程中溶液pH的变化情况，其中酸碱滴定终点附近的pH突变情况，对于酸碱滴定中如何选择合适的酸碱指示剂具有重要意义。如图3－2－8所示是用0.100 0 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL
0.100 0 mol/L HCl溶液过程中的pH变化。
图3－2－8
在接近滴定终点时，约一滴（0.04 mL）碱或酸就会引起溶液pH的突变，因此选择指示剂时，应选择变色范围与滴定时pH突变范围相吻合的指示剂。
名师提醒
在酸碱反应过程中，溶液的pH会发生变化，对强酸、强碱的反应，开始时由于被中和的酸（或碱）的浓度较大，加入少量的碱（或酸）对其pH的影响不大。当反应接近滴定终点时，很少量的碱（或酸）就会引起溶液的pH突变，酸、碱的浓度不同，pH突变范围不同。
典例详析
例3－9（2019广东深圳测试）
滴定实验时，必须要按以下要求操作的是
A．锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干
B．酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后，再用相应待测溶液润洗
C．待测液一定要放在锥形瓶中，标准液一定要放在滴定管中
D．滴定前读数要求精确，滴定管中液体凹液面的最低点必须与“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度相切
解析◆滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后无须干燥，其中的蒸馏水不计入加入试剂的体积，也就不影响滴定结果，故A项不符合题意；酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后，一定要再用相应待测溶液润洗，否则会稀释待测溶液，B项符合题意；待测液和标准液都可以放在锥形瓶中，盛放在锥形瓶中的溶液的体积为已知量，C项不符合题意；滴定前，滴定管中液体的凹液面的最低点与“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度相切，“0”刻度以上没有刻度，D项不符合题意。
答案◆B
例3－10
某学生用碱式滴定管量取0.1 mol·L－1的NaOH溶液，开始时仰视液面，读数为1.00 mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.00 mL，该同学在操作中实际取出的液体体积
A．大于10.00 mL B．小于10.00 mL
C．等于10.00 mL D．等于11.00 mL
解析◆滴定管的“0”刻度在最上面，用滴定管量取NaOH溶液，开始时仰视液面，会使读数偏大，取出部分溶液后，俯视液面，会使读数偏小，故实际取出的液体体积大于10.00 mL。
答案◆A
点评◆
滴定管读数的方法
读取标准液的体积，读数时，视线应平视，与滴定管内凹液面的最低点相切。
图3－2－5
误读方式及结果：
若起始平视，最终仰视，则V标偏大，c待偏大；
若起始平视，最终俯视，则V标偏小，c待偏小；
若先仰后俯，则V标偏小，c待偏小；
若先俯后仰，则V标偏大，c待偏大。
例3－11
用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，所用滴定管如图3－2－6所示，下表中正确的是
图3－2－6
锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
① 碱 酸 石蕊 乙
② 酸 碱 酚酞 甲
③ 碱 酸 甲基橙 甲
④ 酸 碱 酚酞 乙
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
解析◆石蕊的颜色变化不明显，且变色范围过大，一般不作中和滴定的指示剂，且乙为碱式滴定管，不能用来盛放酸溶液，①错；甲为酸式滴定管，不能用来盛放碱溶液，②错；甲基橙可用作强酸滴定强碱的指示剂，③对；当用酚酞作指示剂时，也可用强碱滴定强酸，④对。
答案◆D
例3－12
某烧碱样品中含有少量不与酸反应的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
A．配制250 mL烧碱溶液
B．用移液管（或碱式滴定管）量取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中并加几滴甲基橙指示剂
C．用托盘天平准确称取烧碱样品w g，在烧杯中加蒸馏水溶解
D．将物质的量浓度为m mol/L的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管中，调整液面，记下开始刻度V1 mL
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点刻度V2 mL
请回答下列问题：
（1）正确的操作步骤是________→________→________→D→________（填字母）。
（2）滴定管读数时应注意________________________________（至少答两点）。
（3）操作中锥形瓶下垫一张白纸的作用是________________________。
（4）操作D中液面应调整到________________；尖嘴部分应________________。
（5）滴定到终点时锥形瓶内溶液的pH为________；终点时的颜色变化是________________。 （6）若酸式滴定管没用标准H2SO4溶液润洗，会使测定结果________（填“偏高”“偏低”或“无影响”，其他操作均正确）。
（7）该烧碱样品的纯度计算式是________。
解析◆（1）本题应先配制250 mL烧碱溶液，取25.00 mL于锥形瓶中，用标准H2SO4溶液进行滴定，故正确的操作步骤是C→A→B→D→E。（2）滴定管读数时，滴定管要垂直，装液和放液后需等一会儿，待液面不发生变化时才能读数；读数时要平视，视线与凹液面的最低点相切；读数精确到0.01 mL。（3）垫一张白纸有利于准确判断滴定终点时溶液的颜色变化。（4）调整液面时应调至“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度，尖嘴部分应充满溶液，且无气泡。（5）滴定时锥形瓶内溶液的pH由大变小，终点时pH为3.1～4.4，溶液颜色由黄色变为橙色。（6）若酸式滴定管没有用标准H2SO4溶液润洗，则滴定时消耗标准H2SO4溶液的体积偏大，所测烧碱溶液的浓度偏高。（7）滴定时消耗H2SO4的物质的量为211000VVm mol，则参与反应的NaOH的物质的量为2121000VVm mol，故烧碱样品的纯度为21212mol40g/mol10801000100%%gVVmmVVww＝。
答案◆（1）C A B E （2）滴定管垂直；装液和放液后需要等一会儿，待液面不发生变化时才能读数；读数时要平视，视线与凹液面的最低点相切；读数精确到0.0l mL（任答两点即可） （3）便于准确判断滴定终点时溶液的颜色变化 （4）“0”刻度或“0”刻度以下的某一刻度充满溶液，无气泡 （5）3.1～4.4 由黄色变为橙色 （6）偏高 （7）2180%mVVw
