取某一天然水样100.0 mL,加酚酞指示剂时,未滴入HCl溶液,溶液已呈现终点颜色,接着以甲基橙为指示剂,用0.05000 mol / LHCl滴定至刚好橙红色,用去13.50 mL,问该水样中有何种碱度,其含量为多少(以mg / L 表示)?

考查要点：本题主要考查水的碱度测定原理及计算，涉及酸碱滴定中指示剂的选择与碱度类型的判断，以及通过滴定数据计算碱度含量。

解题核心思路：

1. 判断碱度类型：根据酚酞（V₁）和甲基橙（V₂）的滴定体积关系，确定水样中存在的碱性离子类型。
2. 计算碱度含量：利用甲基橙滴定数据，结合化学反应式和摩尔质量，计算对应碱性离子的浓度。

破题关键点：

• 酚酞终点未消耗HCl（V₁=0）：说明水样中无OH⁻和CO₃²⁻，否则需先滴定至酚酞终点。
• 甲基橙终点消耗HCl（V₂>0）：表明存在HCO₃⁻，需滴定至甲基橙终点。

碱度类型判断

1. 酚酞指示剂现象：未滴入HCl即显终点色 → V₁=0，说明水样中无OH⁻和CO₃²⁻（否则需滴定至酚酞终点）。
2. 甲基橙指示剂现象：消耗HCl 13.50 mL → V₂>0，说明存在HCO₃⁻，需滴定至甲基橙终点。

结论：水样中仅含HCO₃⁻碱度。

碱度含量计算

化学反应式

HCO₃⁻与HCl反应：
$\text{HCO}_3^- + \text{H}^+ \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$

物质的量关系

HCl的物质的量 = HCO₃⁻的物质的量：
$n_{\text{HCl}} = C_{\text{HCl}} \cdot V_{\text{HCl}} = 0.05000 \, \text{mol/L} \cdot 0.01350 \, \text{L} = 0.000675 \, \text{mol}$

转换为质量浓度

HCO₃⁻的摩尔质量 $M = 61.01 \, \text{g/mol}$，水样体积 $V_{\text{水样}} = 100.0 \, \text{mL}$：
$\text{浓度} = \frac{n \cdot M}{V_{\text{水样}}} \cdot 1000 = \frac{0.000675 \cdot 61.01}{0.1} \cdot 1000 = 411.8 \, \text{mg/L}$