标定HCl溶液时,使用的基准物mathrm(Na)_2mathrm(CO)_3中含有少量mathrm(NaHCO)_3,则计算出的HCl溶液的浓度( )A. 偏小B. 无影响C. 偏大D. 无法判断
A. 偏小
B. 无影响
C. 偏大
D. 无法判断
题目解答
答案
解析
本题考查酸碱滴定中基准物质不纯对溶液浓度计算结果的影响,解题思路是通过分析基准物中杂质对消耗标准溶液体积的影响,进而判断计算出的溶液浓度的变化。
在标定$HCl$溶液时,$HCl$与$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$和$\mathrm{NaHCO}_3$反应的化学方程式分别为:
$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3 + 2HCl = 2NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
$\mathrm{NaHCO}_3 + HCl = NaCl + H_2O + CO_2\uparrow$
设称取的基准物质量为$m$,其中$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$的物质的量为$n_1$,$\mathrm{NaHCO}_3$的物质的量为$n_2$。
若基准物中不含$\mathrm{NaHCO}_3$,根据$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$与$HCl$反应的化学计量关系,消耗$HCl$的物质的量$n_{HCl1}=2n_1$。
若基准物中含有$\mathrm{NaHCO}_3$,则消耗$HCl$的物质的量$n_{HCl2}=2n_1 + n_2$。
显然$n_{HCl2}>n_{HCl1}$,即含有$\mathrm{NaHCO}_3$时消耗$HCl$的物质的量增多。
在计算$HCl$溶液浓度时,使用公式$c_{HCl}=\frac{n_{HCl}}{V_{HCl}}$(其中$c_{HCl}$为$HCl$溶液浓度,$n_{HCl}$为消耗$HCl$的物质的量,$V_{HCl}$为消耗$HCl$溶液的体积)。
在标定过程中,我们是按照纯$\mathrm{Na}_2\mathrm{CO}_3$来计算$n_{HCl}$的,也就是用$n_{HCl1}$来计算,但实际消耗的$HCl$物质的量是$n_{HCl2}$,而我们在计算时却用$n_{HCl1}$代入公式,由于$n_{HCl2}>n_{HCl1}$,相当于我们把消耗$HCl$的物质的量算小了。
而$V_{HCl}$是实际测量的体积,是准确的。根据$c_{HCl}=\frac{n_{HCl}}{V_{HCl}}$,分子$n_{HCl}$算小了,分母$V_{HCl}$不变,所以计算出的$HCl$溶液浓度$c_{HCl}$会偏大。