多方位探讨一道中和滴定题

(整期优先)网络出版时间:2012-12-22
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多方位探讨一道中和滴定题

郭健强

河南省安阳县第二中学分校郭健强

例题取两份体积相同的0.10mol/LNaOH溶液,将其中一份放置空气中一段时间后,用已知浓度的盐酸中和上述两份溶液,若放置空气中的那份溶液消耗盐酸体积VA,另一份消耗盐酸体积VB,则以酚酞作指示剂时VA与VB的关系是______。

方位一以酚酞作指示剂,滴定盐酸到酚酞变色时,

吸收CO2的碱液中除了中和反应(H++OH-===H2O)外,所含盐酸还进行如下反应:

CO32-+H+===HCO3-

到达滴定终点时,即CO32-全部变为HCO3-,此时溶液的pH正好在酚酞的变色范围之内,从反应中钠离子守恒来看,由于Na+没有与盐酸中的Cl-全部结合,这样消耗的盐酸的量相对少一些。

方位二从滴定过程来分析,分别发生了如下反应:

第一份中只发生了一个离子反应,即H++OH-===H2O

第二份中发生了两个离子反应和一个水解反应,即

H++OH-===H2O、CO32-+H+===HCO3-、HCO3-+H2O===H2CO3+OH-

从两份溶液滴定前后溶液的成分来分析,第一份滴定前是NaOH溶液,滴定后是NaCl溶液与剩余的NaOH溶液;第二份滴定前是NaOH与Na2CO3的混合液,滴定后是NaCl与NaHCO3的混合液;进而分析造成酚酞变色时弱碱性溶液分别是由NaOH与NaHCO3所造成的。根据钠离子守恒,我们可以知道,两份溶液中的钠离子都没有与盐酸中的氯离子结合,无法反映出谁和盐酸中的氯离子结合的多,所以无法判断谁消耗的盐酸多。

位三从两份溶液在滴定后溶液的pH来看,由于选择了同一种指示剂,所以此时两者的pH应该是相同的,即两份溶液中的氢离子浓度相同,所以两者的OH-浓度是相同的。但是分析两者OH-的来源是不一样的,一个是由于NaOH的电离,另一个是来源于NaHCO3的水解,如果两份溶液中的OH-浓度相同,即剩余的NaOH与发生水解的NaHCO3的物质的量是相同的。我们知道,水解是一个可逆过程,发生水解的NaHCO3要比总的NaHCO3的物质的量要小的多,即剩余的NaOH比另一份中的NaHCO3的物质的量要小,即第一份钠离子结合的氯离子比第二份结合的氯离子要多,所以第二份消耗的盐酸要少于第一份消耗的盐酸。

由此我们可以得出此题的正确理解与答案。从以上多方位分析中,方位一只分析了两份溶液中的一份就似乎找到了正解答案,很显然缺乏对该题的全面理解。方位二虽然从整体上用了对比方法,但没有找到两者在量上的大小,只是从定性方位进行了分析。方位三以定性分析为基础,结合定量分析方法,从逆向思维方位找出了此题的本质。