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，相關數據記錄如表 

實驗編號	V（燒堿溶液）/mL	V（HCl）/mL
		初讀數	末讀數
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

 

；依據表中數據，計算出燒堿樣品中含NaOH的質量分數為

 

%．（小數點后保留兩位數字）
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，滴定結束俯視讀數．

Answer 1

分析：（1）根據溶度積Ksp（BaCO₃）=c（Ba²⁺）?c（CO₃^2-）計算出碳酸鋇的溶解度；
（2）根據酸堿指示劑變色的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象；
（3）①根據表中實驗3的初讀數和末讀數計算出消耗標準液鹽酸的體積；根據三次滴定消耗的鹽酸體積，先判斷數據的有效性，然后計算出消耗鹽酸的平均體積，再根據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；
②根據酸堿中和滴定中正確的操作方法解答；
③根據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，終點應為粉紅色變為無色，所以達到終點的現象為：溶液的顏色剛好由淺紅變為無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為無色且半分鐘內顏色不變化即為滴定終點；
（3）①實驗3的初讀數為1.10mL，末讀數為：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，滴定數據都是有效的，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，滴定結束俯視讀數，導致讀出的標準液體積偏小，根據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．該題的難點在于誤差分析，誤差分析的總依據為：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．