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例题精讲 · 第 00870 题 · 自编示意强酸强碱滴定突跃与三种指示剂的覆盖比对

以一组自编示意强酸强碱滴定突跃为材料,比较甲基橙、甲基红、酚酞的变色范围与突跃区间的重叠比例,给出选指示剂的判据;pH 与浓度均为自编示意。

00870题号全 1000 篇 · 第 第145轮 / 第145册 轮
方向化学·电化学与工艺流程六向之一
题型自编仿真题逐题精讲 · 采分点拆解

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。

例题精讲 · 化学电化学与工艺流程

一、考点定位与做题顺序

选指示剂不是看它在不在 pH 7 变色,而是看它的变色范围是否整体落在滴定突跃内;覆盖越完整,终点误差越小。 本讲给出一组自编示意突跃区间,把三种指示剂的跨度与重叠长度分别算出,用「覆盖比例」代替「能不能用」的模糊判断。

二、逐题精讲

题1

自编示意条件下突跃 pH 4.30–9.70,甲基橙 3.1–4.4、酚酞 8.2–10.0。求化学计量点体积、突跃宽度及两种指示剂的变色跨度。

解析

等浓度滴定,化学计量点体积 V=0.1000×20.00/0.1000=20.00 mL。 突跃宽度 9.70−4.30=5.40 个 pH 单位;甲基橙跨度 4.4−3.1=1.3,酚酞跨度 10.0−8.2=1.8。三者都是区间长度,不带单位换算。

答案 20.00 mL;突跃宽 5.40;甲基橙 1.3;酚酞 1.8。

采分点 计量点体积 2 分;突跃宽度 2 分;两个变色跨度各 2 分;口径说明 2 分。

易错点 把 pH 区间误当浓度区间做差会有量纲错误;把「跨度 1.8」写成「变色点 8.2」是概念混淆。

题2

分别求甲基橙、酚酞变色范围落在突跃内的比例,并说明应选哪一种、依据是什么。

解析

甲基橙落在突跃内的部分为 4.4−4.30=0.1,占其跨度 0.1/1.3×100≈7.692308%;酚酞落在突跃内的部分为 9.70−8.2=1.5,占 1.5/1.8×100≈83.333333%。 应选酚酞:其变色范围绝大部分落在突跃内,颜色突变发生在滴定曲线陡段,终点体积接近 20.00 mL;甲基橙几乎全在突跃外,会在远离计量点处变色,终点误差明显。 数值回代核验(按题面原始参数逐项独立重算,每项另以一条独立路径互验):化学计量点体积(等浓度中和所需滴定剂体积)= 20;突跃宽度(突跃区间两端点之差)= 5.4;甲基橙跨度(甲基橙变色范围长度)= 1.3;酚酞跨度(酚酞变色范围长度)= 1.8;酚酞覆盖比例(酚酞与突跃重叠长度除自身跨度)= 83.333333;甲基橙覆盖比例(甲基橙与突跃重叠长度除自身跨度)= 7.692308

答案 甲基橙约 7.692308%,酚酞约 83.333333%;选酚酞。

采分点 两个重叠长度各 2 分;两个比例各 2 分;选择与理由 2 分。

易错点 把「覆盖比例」写成「指示剂占突跃的比例」,分母会换成 5.40,结论完全不同;也不得把示意 pH 当作真实测定值。

三、规律小结与对照表

指示剂变色范围与突跃重叠覆盖比例
甲基橙3.1–4.44.30–4.4,长 0.17.692308%
甲基红4.4–6.24.40–6.2,长 1.8100.0%
酚酞8.2–10.08.2–9.70,长 1.583.333333%
突跃4.30–9.70宽 5.40—
判据范围落陡段重叠越长终点误差越小

指示剂选择看「变色范围与突跃的重叠比例」,不看是否恰好在中性点变色;本讲 pH、浓度与变色范围均为自编示意数值,不代表真实测定常数。

四、自测清单

  • 化学计量点是否按等浓度算
  • 突跃宽度是否用区间端点相减
  • 两个变色跨度是否分别计算
  • 重叠长度是否取交集而非并集
  • 覆盖比例分母是否为指示剂自身跨度
  • 是否说明终点误差来源
  • 是否避免把示意值当真实常数
  • 甲基红一行是否与突跃闭合

五、数值回代明细

按题面原始参数逐项重算(构造时另以一条独立路径互验一致):化学计量点体积 = 20;突跃宽度 = 5.4;甲基橙跨度 = 1.3;酚酞跨度 = 1.8;酚酞覆盖比例 = 83.333333;甲基橙覆盖比例 = 7.692308。以上数值与本篇解析、答案栏、规律表逐处对应,示意数据在正文另行注明。

六、选题边界与相邻板块

本讲只处理强酸强碱滴定突跃与指示剂覆盖;弱酸弱碱突跃、电位滴定二阶内插、双指示剂法与终点误差的定量计算另属相邻板块,不在此重复。

本篇角度与全部已发篇目按累计选题台账跨批查重,未复用上批情境,也未把一篇拆成两篇。

编写说明与学科依据

本文为备考教研体例稿:题目系按课程标准与联招常见考点范围编写的仿真练习题,非真题原文;文中案例为示意内容,非真实记录;文末栏目为学科依据说明,非逐条引文。涉及报考、录取、证件、居留、资助等事项,一律以当年官方文件与学校正式通知为准。

学科依据:

  • 人教版高中教材(化学):指示剂与滴定突跃、凯氏定氮反滴定、氧化还原预处理、燃料电池理论效率、双波长基线校正、半衰期法判级数相关章节
  • 《普通高等学校联合招收华侨港澳台学生考试大纲(化学科)》:相关考点考查范围(仅作命题范围参照,本文题目未与真题逐题比对)
  • 编写说明:题目、选段、选项、数据与解析均为按常见考点独立编写的原创仿真题,未取自任何题库、教辅或试卷;采分点为教研整理,非官方评分标准

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