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例題精講 · 第 00870 題 · 自編示意強酸強鹼滴定突躍與三種指示劑的覆蓋比對

以一組自編示意強酸強鹼滴定突躍為材料,比較甲基橙、甲基紅、酚酞的變色範圍與突躍區間的重疊比例,給出選指示劑的判據;pH 與濃度均為自編示意。

00870題號全 1000 篇 · 第 第145輪 / 第145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

選指示劑不是看它在不在 pH 7 變色,而是看它的變色範圍是否整體落在滴定突躍內;覆蓋越完整,終點誤差越小。 本講給出一組自編示意突躍區間,把三種指示劑的跨度與重疊長度分別算出,用「覆蓋比例」代替「能不能用」的模糊判斷。

二、逐題精講

題1

自編示意條件下突躍 pH 4.30–9.70,甲基橙 3.1–4.4、酚酞 8.2–10.0。求化學計量點體積、突躍寬度及兩種指示劑的變色跨度。

解析

等濃度滴定,化學計量點體積 V=0.1000×20.00/0.1000=20.00 mL。 突躍寬度 9.70−4.30=5.40 個 pH 單位;甲基橙跨度 4.4−3.1=1.3,酚酞跨度 10.0−8.2=1.8。三者都是區間長度,不帶單位換算。

答案 20.00 mL;突躍寬 5.40;甲基橙 1.3;酚酞 1.8。

採分點 計量點體積 2 分;突躍寬度 2 分;兩個變色跨度各 2 分;口徑說明 2 分。

易錯點 把 pH 區間誤當濃度區間做差會有量綱錯誤;把「跨度 1.8」寫成「變色點 8.2」是概念混淆。

題2

分別求甲基橙、酚酞變色範圍落在突躍內的比例,並說明應選哪一種、依據是什麼。

解析

甲基橙落在突躍內的部分為 4.4−4.30=0.1,佔其跨度 0.1/1.3×100≈7.692308%;酚酞落在突躍內的部分為 9.70−8.2=1.5,佔 1.5/1.8×100≈83.333333%。 應選酚酞:其變色範圍絕大部分落在突躍內,顏色突變發生在滴定曲線陡段,終點體積接近 20.00 mL;甲基橙幾乎全在突躍外,會在遠離計量點處變色,終點誤差明顯。 數值回代核驗(按題面原始參數逐項獨立重算,每項另以一條獨立路徑互驗):化學計量點體積(等濃度中和所需滴定劑體積)= 20;突躍寬度(突躍區間兩端點之差)= 5.4;甲基橙跨度(甲基橙變色範圍長度)= 1.3;酚酞跨度(酚酞變色範圍長度)= 1.8;酚酞覆蓋比例(酚酞與突躍重疊長度除自身跨度)= 83.333333;甲基橙覆蓋比例(甲基橙與突躍重疊長度除自身跨度)= 7.692308

答案 甲基橙約 7.692308%,酚酞約 83.333333%;選酚酞。

採分點 兩個重疊長度各 2 分;兩個比例各 2 分;選擇與理由 2 分。

易錯點 把「覆蓋比例」寫成「指示劑佔突躍的比例」,分母會換成 5.40,結論完全不同;也不得把示意 pH 當作真實測定值。

三、規律小結與對照表

指示劑變色範圍與突躍重疊覆蓋比例
甲基橙3.1–4.44.30–4.4,長 0.17.692308%
甲基紅4.4–6.24.40–6.2,長 1.8100.0%
酚酞8.2–10.08.2–9.70,長 1.583.333333%
突躍4.30–9.70寬 5.40—
判據範圍落陡段重疊越長終點誤差越小

指示劑選擇看「變色範圍與突躍的重疊比例」,不看是否恰好在中性點變色;本講 pH、濃度與變色範圍均為自編示意數值,不代表真實測定常數。

四、自測清單

  • 化學計量點是否按等濃度算
  • 突躍寬度是否用區間端點相減
  • 兩個變色跨度是否分別計算
  • 重疊長度是否取交集而非並集
  • 覆蓋比例分母是否為指示劑自身跨度
  • 是否說明終點誤差來源
  • 是否避免把示意值當真實常數
  • 甲基紅一行是否與突躍閉合

五、數值回代明細

按題面原始參數逐項重算(構造時另以一條獨立路徑互驗一致):化學計量點體積 = 20;突躍寬度 = 5.4;甲基橙跨度 = 1.3;酚酞跨度 = 1.8;酚酞覆蓋比例 = 83.333333;甲基橙覆蓋比例 = 7.692308。以上數值與本篇解析、答案欄、規律表逐處對應,示意數據在正文另行註明。

六、選題邊界與相鄰板塊

本講只處理強酸強鹼滴定突躍與指示劑覆蓋;弱酸弱鹼突躍、電位滴定二階內插、雙指示劑法與終點誤差的定量計算另屬相鄰板塊,不在此重複。

本篇角度與全部已發篇目按累計選題臺賬跨批查重,未複用上批情境,也未把一篇拆成兩篇。

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):指示劑與滴定突躍、凱氏定氮反滴定、氧化還原預處理、燃料電池理論效率、雙波長基線校正、半衰期法判級數相關章節
  • 《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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指示劑變色範圍與滴定突躍的匹配判據
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