1、
某化学兴趣小组的同学利用酸碱滴定法测定某变质烧碱样品(含Na2CO3杂质)中 NaOH 的质量分数。实验步骤如下:
(I)迅速地称取烧碱样品0.50 g,溶解后配制成100 mL溶液,备用。
(II)将0.1000 mol·L−1HCl标准溶液装入酸式滴定管,调零,记录起始读数V0;用碱式滴定管取 20.00mL 样品溶液于锥形瓶中,滴加 2 滴酚酞;以HCl 标准溶液滴定至第一终点,记录酸式滴定管的读数V1;然后再向锥形瓶内滴加2滴甲基橙,继续用 HCl 标准溶液滴定至第二终点,记录酸式滴定管的读数V2。重复上述操作两次,记录数据如下:
实验序号 | 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)步骤I中所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和__。酸式滴定管用蒸馏水洗净后、装入标准溶液并调零之前,应进行的操作是__。
(2)溶液中的H2CO3、、的物质的量分数随 pH 的变化如图所示:
酚酞和甲基橙指示剂的变色pH范围及对应颜色见表。
酚酞 | 无色 pH < 8.0 | 粉红 pH 8.0~9.8 | 红 pH > 9.8 |
甲基橙 | 红 pH < 3.1 | 橙 pH 3.1~4.4 | 黄 pH > 4.4 |
①滴定至第一终点时,溶液中含碳微粒的主要存在形式为__。
②滴定至第一终点的过程中,发生反应的离子方程式为__。
③已知:pKa1= −lgKa1,结合图像可知,H2CO3的pKa1约为__。
a.5.0 b.6.4 c.8.0 d.10.3
(3)下列有关滴定的说法正确的是__。
a.滴定至第一终点时,溶液中c(H+)+c(Na+) = 2c() + c() + c(OH−)
b.滴定至第一终点时,溶液中n(Cl−) +n() + n() + n(H2CO3) =n(Na+)
c.判断滴定至第二终点的现象是溶液由黄色变为橙色
d.记录酸式滴定管读数V1时,俯视标准液液面,会导致测得的NaOH质量分数偏低
(4)样品中NaOH的质量分数(NaOH) =__%(计算结果保留小数点后 1 位)
100mL容量瓶(量筒) 用标准盐酸溶液润洗酸式滴定管 H++OH-═H2O H+ += b bcd 84.1
(1)配制一定物质的量浓度溶液的步骤选择需要的仪器,用到的仪器:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管和容量瓶(一定要注明规格),酸式滴定管用蒸馏水洗净后,还应该进行的操作是需要用待装标准液润洗减少误差;
(2)①从图中可以看出当酚酞试液变色时,pH大致为8,此时溶液中含碳微粒主要时碳酸氢根离子;②滴定至第一终点的过程中,发生的反应是氢氧化钠和盐酸反应生成氯化钠溶液,碳酸钠和盐酸反应生成碳酸氢钠;③根据电离平衡常数表达式可知H2CO3的Ka1=结合图像便可计算;
(3) a.根据溶液中的电荷守恒式判断;b.根据物料守恒式可判断;c.第二反应终点是继续滴入盐酸和碳酸氢钠反应生成氯化钠溶液,甲基橙溶液由黄色变为橙色; d.记录酸式滴定管读数V1时,俯视标准液液面,记录盐酸溶液体积减小;
(4)将0.1000mol/L HCl标准溶液装入酸式滴定管,调零,记录起始读数V0;用碱式滴定管取20.00 mL样品溶液于锥形瓶中,滴加2滴酚酞;以HCl标准溶液滴定至第一终点(此时溶质为NaCl和NaHCO3),记录酸式滴定管的读数V1,发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后再向锥形瓶内滴加2滴甲基橙,继续用HCl标准溶液滴定至第二终点,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,记录酸式滴定管的读数V2,重复上述操作两次,记录数据计算出平均值V1和V2,(V2-V1)即为碳酸氢钠消耗的盐酸,结合反应过程计算样品中碳酸钠的质量,得到样品中氢氧化钠的质量分数;
(1)配制一定物质的量浓度溶液的一般步骤为:计算、称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀,用到的仪器:托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管;还缺少的玻璃仪器:100mL容量瓶(量筒),酸式滴定管用蒸馏水洗净后、装入标准溶液前,应进行的操作是:用HCl标准溶液润洗酸式滴定管,故答案为:100 mL容量瓶;用HCl标准溶液润洗酸式滴定管;
(2) ①第一阶段滴定使用了酚酞做指示剂,故滴定到pH为8时,即为滴定终点,对照微粒分布图中可知,此时,溶液中含碳微粒的主要存在形式为,故答案为:;
②滴定至第一终点的过程中OH-和与盐酸反应分别生成水和,故该过程中发生反应的离子方程式为H++OH-═H2O,H+ +=,故答案为:H++OH-═H2O,H+ +=;
③根据电离平衡常数表达式可知H2CO3的Ka1=结合图像可知,当pH=6.4左右时,c() = c(),故H2CO3的pKa1约为6.4,故答案为:b;
(3) a.滴定至第一终点时,溶液中的电荷守恒式为c(H+)+c(Na+) = 2c() + c() +c(OH−)+c(Cl−),故a错误;
b.滴定至第一终点时,溶液中是氯化钠和碳酸氢钠的混合溶液,故由物料守恒式:n(Cl−) +n() + n() +n(H2CO3) =n(Na+),故b正确;
c.根据图中可知,碳酸氢根基本完全转化为碳酸时,pH大致为4,故滴定至第二终点的现象是溶液由黄色变为橙色,故c正确;
d.记录酸式滴定管读数V1时,俯视标准液液面,记录盐酸溶液体积V1减小,计算得到碳酸钠质量增大,氢氧化钠质量减小,质量分数减小,故d正确;
故答案为:bcd;
(4)将0.1000mol/L HCl标准溶液装入酸式滴定管,调零,记录起始读数V0;用碱式滴定管取20.00 mL样品溶液于锥形瓶中,滴加2滴酚酞;以HCl标准溶液滴定至第一终点(此时溶质为NaCl和NaHCO3),记录酸式滴定管的读数V1,发生的反应为NaOH+HCl=NaCl+H2O,Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,然后再向锥形瓶内滴加2滴甲基橙,继续用HCl标准溶液滴定至第二终点,发生的反应为:NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,记录酸式滴定管的读数V2。重复上述操作两次,记录数据如表,
平均V1=,平均V2=,发生反应NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑,消耗的盐酸溶液体积=23.70mL-22.20mL=1.50mL,结合反应过程计算样品中碳酸钠的质量=0.0015L×0.1mol/L×=0.00075mol,得到样品中氢氧化钠的质量分数=
,故答案为:84.1。
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