Question

用中和滴定的方法測(cè)定NaOH和Na₂CO₃的混合溶液中NaOH的含量，可先在混合液中加入過(guò)量的BaCl₂溶液，使Na₂CO₃完全轉(zhuǎn)變成BaCO₃沉淀，然后用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定（已知幾種酸堿指示劑變色的pH范圍：①甲基橙3.1～4.4  ②甲基紅4.4～6.2  ③酚酞8.2～10）．
（1）滴定時(shí)應(yīng)選用

 

作指示劑；
（2）判斷到達(dá)滴定終點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．
（3）下列操作會(huì)導(dǎo)致燒堿樣品中NaOH含量測(cè)定值偏高的是

 

A．錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測(cè)液潤(rùn)洗  
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
C．在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失    
D．滴定前平視讀數(shù)，滴定結(jié)束俯視讀數(shù)
（4）為測(cè)定某燒堿樣品中NaOH的含量（設(shè)樣品中雜質(zhì)為Na₂CO₃），某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：準(zhǔn)確稱取5.0g樣品配制成250mL溶液，然后分三次各取配制好的燒堿溶液20.00mL于三個(gè)用蒸餾水洗凈的錐形瓶中，分別加入過(guò)量的BaCl₂溶液，并向錐形瓶中各加入1～2滴指示劑，用濃度為0.2000mol?L^-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定，相關(guān)數(shù)據(jù)記錄如表：

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	V（燒堿溶液）/mL	V（HCl）/mL
		初讀數(shù)	末讀數(shù)
1	20.00	0.80	21.00
2	20.00	1.00	20.80
3	20.00	0.20	22.80

依據(jù)表中數(shù)據(jù)，計(jì)算出燒堿樣品中含NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為

 

%．（小數(shù)點(diǎn)后保留兩位數(shù)字）
（5）若某樣品可能由NaOH、Na₂CO₃、NaHCO₃中的一種或兩種組成，為確定其組成，某同學(xué)進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：
準(zhǔn)確稱取mg樣品配制成250mL溶液，取配制好的溶液20.00mL于錐形瓶中，加入2滴酚酞作指示劑，用濃度為cmol?L^-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液v₁ml，然后再滴加2滴甲基橙繼續(xù)用濃度為cmol?L^-1的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定至終點(diǎn)，消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液v₂ml（v₁和v₂均不為0），
根據(jù)v₁和v₂數(shù)值大小判斷樣品的組成（用化學(xué)式表示）：
①v₁＞v2

②v₁=v2

③v₁＜v2

．

Answer 1

考點(diǎn)：中和滴定

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：（1）根據(jù)酸堿指示劑變色的pH范圍分析：①甲基橙3.1～4.4 ②甲基紅4.4～6.2 ③酚酞8.2～10，選擇合適的指示劑，注意不能讓碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)；
（2）根據(jù)滴定前溶液為紅色，滴定結(jié)束時(shí)溶液為無(wú)色判斷滴定終點(diǎn)現(xiàn)象；
（3）根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

分析滴定操作對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響；
（4）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)3的初讀數(shù)和末讀數(shù)計(jì)算出消耗標(biāo)準(zhǔn)液鹽酸的體積；根據(jù)三次滴定消耗的鹽酸體積，先判斷數(shù)據(jù)的有效性，然后計(jì)算出消耗鹽酸的平均體積，再根據(jù)反應(yīng)計(jì)算出待測(cè)液氫氧化鈉的濃度及樣品中NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（5）酚酞作指示劑時(shí)NaHCO₃不會(huì)被滴定，若用酚酞作指示劑，則滴定終點(diǎn)時(shí)：NaOH→NaCl，Na₂CO₃→NaHCO₃；后加甲基橙（在pH小于3.1時(shí)顯紅色，pH為3.1～4.4時(shí)呈橙色，pH大于4.4時(shí)呈黃色）作指示劑，指示反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O；
根據(jù)兩步反應(yīng)需要鹽酸的體積確定物質(zhì)（v₁和v₂均不為0），在溶液中NaOH與NaHCO₃不能共存，如果是純碳酸鈉溶液，則與鹽酸反應(yīng)兩次消耗的鹽酸由反應(yīng)方程式可知其物質(zhì)的量相等，即V₁=V₂，若V₁＞V₂，固體中必定含有氫氧化鈉，因?yàn)辂}酸加進(jìn)去先跟氫氧化鈉反應(yīng)，后跟碳酸鈉反應(yīng)，為NaOH、Na₂CO₃．

解答： 解：（1）根據(jù)題中提供的酸堿指示劑的變色范圍可知，只有酚酞的變色在堿性范圍內(nèi)，此時(shí)只有NaOH與HCl反應(yīng)，BaCO₃不與HCl反應(yīng)，
故答案為：酚酞；
（2）原溶液為堿性，酚酞為紅色，滴定終點(diǎn)時(shí)，紅與粉紅無(wú)明顯變化，故非終點(diǎn)，終點(diǎn)應(yīng)為粉紅色變?yōu)闊o(wú)色，所以達(dá)到終點(diǎn)的現(xiàn)象為：溶液的顏色剛好由淺紅變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)顏色不變化即為滴定終點(diǎn)，
故答案為：溶液的顏色剛好由淺紅變?yōu)闊o(wú)色且半分鐘內(nèi)顏色不變化即為滴定終點(diǎn)；
（3）A．錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測(cè)液潤(rùn)洗，對(duì)待測(cè)液物質(zhì)的量沒(méi)有影響，不影響滴定結(jié)果，故A錯(cuò)誤；
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)液濃度減小，滴定時(shí)消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

可知，測(cè)定結(jié)果偏高，故B正確；
C．在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導(dǎo)致消耗的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大，根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

可知，測(cè)定結(jié)果偏高，故C正確；
D．滴定前平視讀數(shù)，滴定結(jié)束俯視讀數(shù)，導(dǎo)致讀出的標(biāo)準(zhǔn)液體積偏小，根據(jù)c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

可知，測(cè)定結(jié)果偏低，故D錯(cuò)誤；
故選BC；
（4）實(shí)驗(yàn)1、2、3的到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)所耗HCl溶液的分別體積為：20.20mL，19.80mL，22.60mL，所以第三次滴定為無(wú)效數(shù)據(jù)，消耗鹽酸的平均體積為：

20.20mL+19.80mL

2

=20.00mL，待測(cè)液氫氧化鈉的濃度為：c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

=

20×10-3L×0.2mol/L

20×10-3L

=0.2mol/L，
5.0g樣品配制成的250mL溶液中含有的氫氧化鈉的物質(zhì)的量為：0.2mol/L×250×10^-3L=0.05mol，
樣品中氫氧化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：ω（NaOH）=

0.05mol×40g/mol

5g

×100%=40%，
故答案為：40.00；
（5）酚酞在pH大于10時(shí)顯紅色，pH為8～10時(shí)顯淺紅色，在pH小于7時(shí)褪為無(wú)色，以酚酞作指示劑，指示反應(yīng)為NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃；
后加甲基橙（在pH小于3.1時(shí)顯紅色，pH為3.1～4.4時(shí)呈橙色，pH大于4.4時(shí)呈黃色）作指示劑，指示反應(yīng)為：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O；
當(dāng)固體為NaOH和Na₂CO₃，第一步發(fā)生的反應(yīng)為NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，碳酸鈉第一步、第二步和鹽酸反應(yīng)需要體積相等，則第一步多出的鹽酸和氫氧化鈉反應(yīng)，則v₁＞v₂，
當(dāng)固體為Na₂CO₃，第一步發(fā)生的反應(yīng)為Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，碳酸鈉第一步、第二步和鹽酸反應(yīng)需要體積相等，則v₁=v₂，
在溶液中NaOH與NaHCO₃不能共存，當(dāng)固體為Na₂CO₃、NaHCO₃，第一步發(fā)生的反應(yīng)為Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應(yīng)為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，第二步和鹽酸反應(yīng)需要體積大于第一步，則v₁＜v₂，
故答案為：①NaOH、Na₂CO₃；②Na₂CO₃；③Na₂CO₃、NaHCO₃．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了酸堿中和實(shí)驗(yàn)的有關(guān)判斷、誤差分析，探究物質(zhì)的組成，該題是中等難度的試題，試題綜合性強(qiáng)，注重能力的培養(yǎng)．該題的難點(diǎn)在于誤差分析，誤差分析的總依據(jù)為：c（待測(cè)）=

c(標(biāo)準(zhǔn))?V(標(biāo)準(zhǔn))

c(待測(cè))

，c（待測(cè)）的大小取決于V（標(biāo)準(zhǔn)）的大小，注意根據(jù)兩步反應(yīng)需要鹽酸體積的大小確定溶液中的溶質(zhì)．