題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
選指示劑不是看它「能不能變色」,而是看變色範圍落在不落在計量點附近的 pH 突躍裡。弱酸被強鹼滴定,計量點因 A⁻ 水解呈鹼性,突躍偏鹼性一側,酸性範圍變色的指示劑會提前停。
自編示意:0.1000 mol/L HA(Ka = 1.8×10⁻⁵)用 0.1000 mol/L NaOH 滴定,等體積混合後 A⁻ 濃度 0.0500 mol/L。濃度與常數均為自編示意,不代表真實物質常數。
二、逐題精講
題1
題1 求計量點 pH,並在酚酞與甲基橙之間選指示劑。
解析
Ka = 1.8×10⁻⁵ 給 pKa = 4.7447。計量點只剩 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。酚酞變色 8.2–10.0 覆蓋計量點,甲基橙 3.1–4.4 完全在突躍之前,故選酚酞。若錯選甲基橙,顏色一變就停,此時遠未到計量點。
答案 計量點 pH = 8.7218;選酚酞,不選甲基橙。
採分點 pKa 1 分、Kb 1 分、[OH⁻] 1 分、pOH 與 pH 各 1 分、指示劑選擇 1 分。
易錯點 把計量點當成中性 pH=7:弱酸強鹼滴定計量點呈鹼性。
題2
題2 若誤用甲基橙並在 pH = 4.0 停滴,求此時已中和的分數與少滴的量。
解析
停滴時溶液仍是 HA/A⁻ 緩衝體系,用 Henderson 式反推:pH = pKa + lg([A⁻]/[HA]),故 [A⁻]/[HA] = 10^(4.0−4.7447) = 0.1800。已中和分數 = 比值/(1+比值) = 0.1800/1.1800 = 15.25%,即少滴了約 84.75%。這不是取位誤差,是終點整整提前了一個突躍區。若要補救,須改用酚酞重滴,或用電位法按 pH 突躍定終點,不能把已滴體積按比例放大湊數。
答案 已中和 15.25%,少滴約 84.75%;須換指示劑重滴。
採分點 Henderson 式 1 分、比值 1 分、分數式 1 分、分數 1 分、少滴量 1 分、補救口徑 1 分。
易錯點 把「少滴 84.75%」寫成「體積差 84.75 mL」,是相對量與絕對量混用。
三、規律小結與對照表
| 量 | 公式 | 數值 | 說明 |
|---|---|---|---|
| pKa | −lgKa | 4.7447 | — |
| 計量點 [OH⁻] | √(Kw/Ka·c) | 5.2705e-06 | c = 0.0500 |
| 計量點 pH | 14 + lg[OH⁻] | 8.7218 | 鹼性 |
| 酚酞範圍 | — | 8.2–10.0 | 覆蓋計量點 |
| 甲基橙範圍 | — | 3.1–4.4 | 提前變色 |
| pH=4.0 已中和 | r/(1+r) | 15.25% | r = 0.1800 |
小結:先算計量點 pH 再選指示劑;終點誤差按緩衝式回代,選錯指示劑不能靠放大體積補救。
四、自測清單
- 能由 Ka 求 pKa
- 能計算 A⁻ 水解的 [OH⁻]
- 能求計量點 pH
- 能按變色範圍選指示劑
- 能用 Henderson 式回代終點分數
- 能說明少滴量是相對量