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例題精講 · 第 00750 題 · 先算計量點 pH,再看變色範圍蓋不蓋得住突躍

以自編示意 0.1000 mol/L 弱酸 HA(Ka=1.8×10⁻⁵)用等濃度 NaOH 滴定為材料,求計量點 pH,並回代誤用甲基橙在 pH=4.0 停滴造成的中和分數偏差。

00750題號全 1000 篇 · 第 第125輪 / 第125冊 輪
方向化學·電化學與工藝流程六向之一
題型自編仿真題逐題精講 · 采分點拆解

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。

例題精講 · 化學電化學與工藝流程

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−lgKa4.7447—
計量點 [OH⁻]√(Kw/Ka·c)5.2705e-06c = 0.0500
計量點 pH14 + 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
編寫說明與學科依據

本文為備考教研體例稿:題目系按課程標準與聯招常見考點範圍編寫的仿真練習題,非真題原文;文中案例為示意內容,非真實記錄;文末欄目為學科依據說明,非逐條引文。涉及報考、錄取、證件、居留、資助等事項,一律以當年官方文件與學校正式通知為準。

學科依據:

  • 人教版高中教材(化學):緩衝溶液、沉澱轉化、濃差電池、電鍍與化學平衡相關章節
  • 《普通高等學校聯合招收華僑港澳臺學生考試大綱(化學科)》:相關考點考查範圍(僅作命題範圍參照,本文題目未與真題逐題比對)
  • 編寫說明:題目、選段、選項、數據與解析均為按常見考點獨立編寫的原創仿真題,未取自任何題庫、教輔或試卷;採分點為教研整理,非官方評分標準

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聯招化學·指示劑選錯會提前停:滴定終點誤差要按 Henderson 式回代
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