题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
选指示剂不是看它「能不能变色」,而是看变色范围落在不落在计量点附近的 pH 突跃里。弱酸被强碱滴定,计量点因 A⁻ 水解呈碱性,突跃偏碱性一侧,酸性范围变色的指示剂会提前停。
自编示意:0.1000 mol/L HA(Ka = 1.8×10⁻⁵)用 0.1000 mol/L NaOH 滴定,等体积混合后 A⁻ 浓度 0.0500 mol/L。浓度与常数均为自编示意,不代表真实物质常数。
二、逐题精讲
题1
题1 求计量点 pH,并在酚酞与甲基橙之间选指示剂。
解析
Ka = 1.8×10⁻⁵ 给 pKa = 4.7447。计量点只剩 A⁻,Kb = Kw/Ka = 5.555556e-10,[OH⁻] = √(Kb·c) = √(5.555556e-10×0.0500) = 5.270463e-06 mol/L,pOH = 5.2782,pH = 8.7218。酚酞变色 8.2–10.0 覆盖计量点,甲基橙 3.1–4.4 完全在突跃之前,故选酚酞。若错选甲基橙,颜色一变就停,此时远未到计量点。
答案 计量点 pH = 8.7218;选酚酞,不选甲基橙。
采分点 pKa 1 分、Kb 1 分、[OH⁻] 1 分、pOH 与 pH 各 1 分、指示剂选择 1 分。
易错点 把计量点当成中性 pH=7:弱酸强碱滴定计量点呈碱性。
题2
题2 若误用甲基橙并在 pH = 4.0 停滴,求此时已中和的分数与少滴的量。
解析
停滴时溶液仍是 HA/A⁻ 缓冲体系,用 Henderson 式反推:pH = pKa + lg([A⁻]/[HA]),故 [A⁻]/[HA] = 10^(4.0−4.7447) = 0.1800。已中和分数 = 比值/(1+比值) = 0.1800/1.1800 = 15.25%,即少滴了约 84.75%。这不是取位误差,是终点整整提前了一个突跃区。若要补救,须改用酚酞重滴,或用电位法按 pH 突跃定终点,不能把已滴体积按比例放大凑数。
答案 已中和 15.25%,少滴约 84.75%;须换指示剂重滴。
采分点 Henderson 式 1 分、比值 1 分、分数式 1 分、分数 1 分、少滴量 1 分、补救口径 1 分。
易错点 把「少滴 84.75%」写成「体积差 84.75 mL」,是相对量与绝对量混用。
三、规律小结与对照表
| 量 | 公式 | 数值 | 说明 |
|---|---|---|---|
| pKa | −lgKa | 4.7447 | — |
| 计量点 [OH⁻] | √(Kw/Ka·c) | 5.2705e-06 | c = 0.0500 |
| 计量点 pH | 14 + lg[OH⁻] | 8.7218 | 碱性 |
| 酚酞范围 | — | 8.2–10.0 | 覆盖计量点 |
| 甲基橙范围 | — | 3.1–4.4 | 提前变色 |
| pH=4.0 已中和 | r/(1+r) | 15.25% | r = 0.1800 |
小结:先算计量点 pH 再选指示剂;终点误差按缓冲式回代,选错指示剂不能靠放大体积补救。
四、自测清单
- 能由 Ka 求 pKa
- 能计算 A⁻ 水解的 [OH⁻]
- 能求计量点 pH
- 能按变色范围选指示剂
- 能用 Henderson 式回代终点分数
- 能说明少滴量是相对量