Question

用中和滴定的方法測定NaOH和Na₂CO₃的混合溶液中NaOH的含量，可先在混合液中加入過量的BaCl₂溶液，使Na₂CO₃完全轉變成BaCO₃沉淀，然后用標準鹽酸滴定（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）滴定時應選用

 

作指示劑；
（2）判斷到達滴定終點的實驗現(xiàn)象是

 

．
（3）下列操作會導致燒堿樣品中NaOH含量測定值偏高的是

 

A．錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測液潤洗  
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤洗
C．在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失    
D．滴定前平視讀數(shù)，滴定結束俯視讀數(shù)
（4）為測定某燒堿樣品中NaOH的含量（設樣品中雜質為Na₂CO₃），某同學進行如下實驗：準確稱取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于三個用蒸餾水洗凈的錐形瓶中，分別加入過量的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的鹽酸標準液進行滴定，相關數(shù)據(jù)記錄如表：

實驗編號	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)，計算出燒堿樣品中含NaOH的質量分數(shù)為

 

%．（小數(shù)點后保留兩位數(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，某同學進行下列實驗：
準確稱取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的鹽酸標準液進行滴定至終點，消耗鹽酸標準液v₁ml，然后再滴加2滴甲基橙繼續(xù)用濃度為cmol?L^-1的鹽酸標準液進行滴定至終點，消耗鹽酸標準液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（用化學式表示）：
①v₁＞v2

②v₁=v2

③v₁＜v2

．

Answer 1

考點：中和滴定

專題：實驗題

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；
（2）根據(jù)滴定前溶液為紅色，滴定結束時溶液為無色判斷滴定終點現(xiàn)象；
（3）根據(jù)c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

分析滴定操作對測定結果的影響；
（4）根據(jù)表中實驗3的初讀數(shù)和末讀數(shù)計算出消耗標準液鹽酸的體積；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，然后計算出消耗鹽酸的平均體積，再根據(jù)反應計算出待測液氫氧化鈉的濃度及樣品中NaOH的質量分數(shù)；
（5）酚酞作指示劑時NaHCO₃不會被滴定，若用酚酞作指示劑，則滴定終點時：NaOH→NaCl，Na₂CO₃→NaHCO₃；后加甲基橙（在pH小于3.1時顯紅色，pH為3.1～4.4時呈橙色，pH大于4.4時呈黃色）作指示劑，指示反應為：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O；
根據(jù)兩步反應需要鹽酸的體積確定物質（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，則與鹽酸反應兩次消耗的鹽酸由反應方程式可知其物質的量相等，即V₁=V₂，若V₁＞V₂，固體中必定含有氫氧化鈉，因為鹽酸加進去先跟氫氧化鈉反應，后跟碳酸鈉反應，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，此時只有NaOH與HCl反應，BaCO₃不與HCl反應，
故答案為：酚酞；
（2）原溶液為堿性，酚酞為紅色，滴定終點時，紅與粉紅無明顯變化，故非終點，終點應為粉紅色變?yōu)闊o色，所以達到終點的現(xiàn)象為：溶液的顏色剛好由淺紅變?yōu)闊o色且半分鐘內顏色不變化即為滴定終點，
故答案為：溶液的顏色剛好由淺紅變?yōu)闊o色且半分鐘內顏色不變化即為滴定終點；
（3）A．錐形瓶用蒸餾水洗后未用待測液潤洗，對待測液物質的量沒有影響，不影響滴定結果，故A錯誤；
B．酸式滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤洗，導致標準液濃度減小，滴定時消耗的標準液體積偏大，根據(jù)c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

可知，測定結果偏高，故B正確；
C．在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失，導致消耗的標準液體積偏大，根據(jù)c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

可知，測定結果偏高，故C正確；
D．滴定前平視讀數(shù)，滴定結束俯視讀數(shù)，導致讀出的標準液體積偏小，根據(jù)c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

可知，測定結果偏低，故D錯誤；
故選BC；
（4）實驗1、2、3的到達滴定終點時所耗HCl溶液的分別體積為：20.20mL，19.80mL，22.60mL，所以第三次滴定為無效數(shù)據(jù)，消耗鹽酸的平均體積為：

20.20mL+19.80mL

2

=20.00mL，待測液氫氧化鈉的濃度為：c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

=

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的量為：0.2mol/L×250×10^-3L=0.05mol，
樣品中氫氧化鈉的質量分數(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時顯紅色，pH為8～10時顯淺紅色，在pH小于7時褪為無色，以酚酞作指示劑，指示反應為NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃；
后加甲基橙（在pH小于3.1時顯紅色，pH為3.1～4.4時呈橙色，pH大于4.4時呈黃色）作指示劑，指示反應為：NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O；
當固體為NaOH和Na₂CO₃，第一步發(fā)生的反應為NaOH+HCl═NaCl+H₂O、Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，碳酸鈉第一步、第二步和鹽酸反應需要體積相等，則第一步多出的鹽酸和氫氧化鈉反應，則v₁＞v₂，
當固體為Na₂CO₃，第一步發(fā)生的反應為Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，碳酸鈉第一步、第二步和鹽酸反應需要體積相等，則v₁=v₂，
在溶液中NaOH與NaHCO₃不能共存，當固體為Na₂CO₃、NaHCO₃，第一步發(fā)生的反應為Na₂CO₃+HCl═NaCl+NaHCO₃，第二步發(fā)生的反應為NaHCO₃+HCl═NaCl+CO₂↑+H₂O，第二步和鹽酸反應需要體積大于第一步，則v₁＜v₂，
故答案為：①NaOH、Na₂CO₃；②Na₂CO₃；③Na₂CO₃、NaHCO₃．

點評：本題考查了酸堿中和實驗的有關判斷、誤差分析，探究物質的組成，該題是中等難度的試題，試題綜合性強，注重能力的培養(yǎng)．該題的難點在于誤差分析，誤差分析的總依據(jù)為：c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

，c（待測）的大小取決于V（標準）的大小，注意根據(jù)兩步反應需要鹽酸體積的大小確定溶液中的溶質．