Question

【題目】某化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用酸堿滴定法測(cè)定某變質(zhì)燒堿樣品(含Na2CO3雜質(zhì))中 NaOH 的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

(I)迅速地稱取燒堿樣品0.50 g，溶解后配制成100 mL溶液，備用。

(II)將0.1000 mol·L1HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入酸式滴定管，調(diào)零，記錄起始讀數(shù)V0；用堿式滴定管取 20.00mL 樣品溶液于錐形瓶中，滴加 2 滴酚酞；以HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第一終點(diǎn)，記錄酸式滴定管的讀數(shù)V1；然后再向錐形瓶?jī)?nèi)滴加2滴甲基橙，繼續(xù)用 HCl 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第二終點(diǎn)，記錄酸式滴定管的讀數(shù)V2。重復(fù)上述操作兩次，記錄數(shù)據(jù)如下：

實(shí)驗(yàn)序號(hào)	1	2	3
V0/ mL	0.00	0.00	0.00
V1/ mL	22.22	22.18	22.20
V2/ mL	23.72	23.68	23.70

(1)步驟I中所需的玻璃儀器有燒杯、玻璃棒、膠頭滴管和__。酸式滴定管用蒸餾水洗凈后、裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液并調(diào)零之前，應(yīng)進(jìn)行的操作是__。

(2)溶液中的H2CO3、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨 pH 的變化如圖所示：

酚酞和甲基橙指示劑的變色pH范圍及對(duì)應(yīng)顏色見(jiàn)表。

酚酞	無(wú)色 pH < 8.0	粉紅 pH 8.0~9.8	紅 pH > 9.8
甲基橙	紅 pH < 3.1	橙 pH 3.1~4.4	黃 pH > 4.4

①滴定至第一終點(diǎn)時(shí)，溶液中含碳微粒的主要存在形式為__。

②滴定至第一終點(diǎn)的過(guò)程中，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__。

③已知：pKa1= lgKa1，結(jié)合圖像可知，H2CO3的pKa1約為__。

a.5.0 b.6.4 c.8.0 d.10.3

(3)下列有關(guān)滴定的說(shuō)法正確的是__。

a.滴定至第一終點(diǎn)時(shí)，溶液中 c(H+)+c(Na+) = 2c() + c() + c(OH)

b.滴定至第一終點(diǎn)時(shí)，溶液中 n(Cl) +n() + n() + n(H2CO3) =n(Na+)

c.判斷滴定至第二終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬?/span>

d.記錄酸式滴定管讀數(shù)V1時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，會(huì)導(dǎo)致測(cè)得的NaOH質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低

(4)樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(NaOH) =__%(計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后 1 位)

Answer 1

【答案】100mL容量瓶（量筒） 用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液潤(rùn)洗酸式滴定管 H++OH-═H2O H+ += b bcd 84.1

【解析】

（1）配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的步驟選擇需要的儀器，用到的儀器：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、量筒、膠頭滴管和容量瓶（一定要注明規(guī)格），酸式滴定管用蒸餾水洗凈后，還應(yīng)該進(jìn)行的操作是需要用待裝標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗減少誤差；

（2）①?gòu)膱D中可以看出當(dāng)酚酞試液變色時(shí)，pH大致為8，此時(shí)溶液中含碳微粒主要時(shí)碳酸氫根離子；②滴定至第一終點(diǎn)的過(guò)程中，發(fā)生的反應(yīng)是氫氧化鈉和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈉溶液，碳酸鈉和鹽酸反應(yīng)生成碳酸氫鈉；③根據(jù)電離平衡常數(shù)表達(dá)式可知H2CO3的Ka1= 結(jié)合圖像便可計(jì)算；

(3) a．根據(jù)溶液中的電荷守恒式判斷；b．根據(jù)物料守恒式可判斷；c．第二反應(yīng)終點(diǎn)是繼續(xù)滴入鹽酸和碳酸氫鈉反應(yīng)生成氯化鈉溶液，甲基橙溶液由黃色變?yōu)槌壬��?/span> d．記錄酸式滴定管讀數(shù)V1時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，記錄鹽酸溶液體積減��；

(4)將0.1000mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入酸式滴定管，調(diào)零，記錄起始讀數(shù)V0；用堿式滴定管取20.00 mL樣品溶液于錐形瓶中，滴加2滴酚酞；以HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第一終點(diǎn)（此時(shí)溶質(zhì)為NaCl和NaHCO3），記錄酸式滴定管的讀數(shù)V1，發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，然后再向錐形瓶?jī)?nèi)滴加2滴甲基橙，繼續(xù)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第二終點(diǎn)，發(fā)生的反應(yīng)為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，記錄酸式滴定管的讀數(shù)V2，重復(fù)上述操作兩次，記錄數(shù)據(jù)計(jì)算出平均值V1和V2，（V2-V1）即為碳酸氫鈉消耗的鹽酸，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量，得到樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；

（1）配制一定物質(zhì)的量濃度溶液的一般步驟為：計(jì)算、稱量、溶解、移液、洗滌、定容、搖勻，用到的儀器：托盤天平、藥匙、燒杯、玻璃棒、膠頭滴管；還缺少的玻璃儀器：100mL容量瓶(量筒)，酸式滴定管用蒸餾水洗凈后、裝入標(biāo)準(zhǔn)溶液前，應(yīng)進(jìn)行的操作是：用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗酸式滴定管，故答案為：100 mL容量瓶；用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗酸式滴定管；

(2) ①第一階段滴定使用了酚酞做指示劑，故滴定到pH為8時(shí)，即為滴定終點(diǎn)，對(duì)照微粒分布圖中可知，此時(shí)，溶液中含碳微粒的主要存在形式為，故答案為：；

②滴定至第一終點(diǎn)的過(guò)程中OH-和與鹽酸反應(yīng)分別生成水和，故該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為H++OH-═H2O，H+ +=，故答案為：H++OH-═H2O，H+ +=；

③根據(jù)電離平衡常數(shù)表達(dá)式可知H2CO3的Ka1= 結(jié)合圖像可知，當(dāng)pH=6.4左右時(shí)，c() = c()，故H2CO3的pKa1約為6.4，故答案為：b；

(3) a．滴定至第一終點(diǎn)時(shí)，溶液中電荷守恒式為c(H+)+c(Na+) = 2c() + c() +c(OH)+c(Cl)，故a錯(cuò)誤；

b．滴定至第一終點(diǎn)時(shí)，溶液中是氯化鈉和碳酸氫鈉的混合溶液，故由物料守恒式：n(Cl) +n() + n() +n(H2CO3) =n(Na+)，故b正確；

c．根據(jù)圖中可知，碳酸氫根基本完全轉(zhuǎn)化為碳酸時(shí)，pH大致為4，故滴定至第二終點(diǎn)的現(xiàn)象是溶液由黃色變?yōu)槌壬�，�?/span>c正確；

d．記錄酸式滴定管讀數(shù)V1時(shí)，俯視標(biāo)準(zhǔn)液液面，記錄鹽酸溶液體積V1減小，計(jì)算得到碳酸鈉質(zhì)量增大，氫氧化鈉質(zhì)量減小，質(zhì)量分?jǐn)?shù)減小，故d正確；

故答案為：bcd；

(4)將0.1000mol/L HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液裝入酸式滴定管，調(diào)零，記錄起始讀數(shù)V0；用堿式滴定管取20.00 mL樣品溶液于錐形瓶中，滴加2滴酚酞；以HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第一終點(diǎn)（此時(shí)溶質(zhì)為NaCl和NaHCO3），記錄酸式滴定管的讀數(shù)V1，發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+HCl=NaCl+H2O，Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl，然后再向錐形瓶?jī)?nèi)滴加2滴甲基橙，繼續(xù)用HCl標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至第二終點(diǎn)，發(fā)生的反應(yīng)為：NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，記錄酸式滴定管的讀數(shù)V2。重復(fù)上述操作兩次，記錄數(shù)據(jù)如表，

平均V1=，平均V2=，發(fā)生反應(yīng)NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，消耗的鹽酸溶液體積=23.70mL-22.20mL=1.50mL，結(jié)合反應(yīng)過(guò)程計(jì)算樣品中碳酸鈉的質(zhì)量=0.0015L×0.1mol/L×=0.00075mol，得到樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

，故答案為：84.1。