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）．試回答：
（1）在25℃時，1L水中約能溶解0.01g碳酸鋇，則該溫度下碳酸鋇的溶度積Ksp=

 

．
（2）向混有BaCO₃沉淀的NaOH溶液中滴入鹽酸，應選用

 

指示劑，理由是

 

；
判斷到達滴定終點的實驗現(xiàn)象是

 

．
（3）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	0.00	31.00
2	20.00	1.00	32.04
3	20.00	1.10	32.18

①實驗3到達滴定終點時所耗HCl溶液的體積為

 

；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）
②滴定時的正確操作是

 

．
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)．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)溶度積Ksp（BaCO₃）=c（Ba²⁺）?c（CO₃^2-）計算出碳酸鋇的溶解度；
（2）根據(jù)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，選擇合適的指示劑，注意不能讓碳酸鋇與鹽酸反應；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）①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)；
②根據(jù)酸堿中和滴定中正確的操作方法解答；
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．

解答：解：（1）在25℃時，1L水中約能溶解0.01g碳酸鋇，溶解的碳酸鋇的物質的量為：n（BaCO₃）=

0.01g

197g/mol

=5.08×10^-5mol，溶液鋇離子和碳酸根離子濃度為：c（Ba²⁺）=c（CO₃^2-）=5.08×10^-5mol/L，Ksp（BaCO₃）=c（Ba²⁺）?c（CO₃^2-）=5.08×10^-5×5.08×10^-5≈2.58×10^-9，
故答案為：2.58×10^-9（2.5×10^-9～2.6×10^-9均可）；
（2）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；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：酚酞；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（或若用甲基橙等酸性范圍內變色的指示劑，則會有部分BaCO₃跟鹽酸反應，其所消耗的鹽酸的量偏大，從而使測定結果偏高）；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）①實驗3的初讀數(shù)為1.10mL，末讀數(shù)為：32.18mL，所以到達滴定終點時所耗HCl溶液的體積為：32.18mL-1.10mL=31.08 mL；實驗1消耗的鹽酸體積為31.00mL，實驗2消耗標準液鹽酸的體積為：32.04mL-1.00mL=31.04mL，滴定數(shù)據(jù)都是有效的，三次滴定消耗鹽酸的平均體積為：

31.08 mL +31.00mL+31.04mL

3

=31.04mL，待測液氫氧化鈉的濃度為：c（待測）=

c(標準)?V(標準)

c(待測)

=

0.2000mol?L-1×0.03104L

0.020L

=0.3104mol/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：0.3104mol/L×0.25mol=0.0776mol，
樣品中氫氧化鈉的質量分數(shù)為：ω（NaOH）=

0.0776mol×40g/mol

5.0g

×100%=62.08%，
故答案為：31.08 mL； 62.08；
②在中和滴定過程中，滴定時的正確操作為：左手控制活塞，右手不斷搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液顏色的變化，
故答案為：左手控制活塞，右手不斷搖動錐形瓶，眼睛注視錐形瓶中溶液顏色的變化；
③A．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．

點評：本題考查了難溶物溶度積的計算、酸堿中和實驗的有關判斷、誤差分析，該題是中等難度的試題，也是高考中的常見題型，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)

，由于V待均為定植，所以c（待測）的大小取決于c（標準）、V（標）的大小．