题目
分别精密移取两份等体积的同一混碱样品溶液,用盐酸标准溶液滴定,一份以酚酞为指示剂,消耗盐酸22.37ml,另一份以甲基橙为指示剂,消耗盐酸29.85ml,该样品组成是()。A. NaOHB. Na2CO3C. NaOH+Na2CO3D. Na2CO3+NaHCO3
分别精密移取两份等体积的同一混碱样品溶液,用盐酸标准溶液滴定,一份以酚酞为指示剂,消耗盐酸22.37ml,另一份以甲基橙为指示剂,消耗盐酸29.85ml,该样品组成是()。
A. NaOH
B. Na2CO3
C. NaOH+Na2CO3
D. Na2CO3+NaHCO3
题目解答
答案
C
解析
本题考查混合碱的滴定分析,需根据指示剂终点时消耗盐酸的体积关系判断混合物的组成。关键点在于:
- 酚酞与甲基橙的滴定终点差异:酚酞终点对应强碱性物质(如NaOH)或强碱弱酸盐的第一步反应(如Na₂CO₃→NaHCO₃),甲基橙终点对应弱酸性物质(如NaHCO₃→CO₂)。
- 体积关系规律:
- 若混合物为NaOH+Na₂CO₃,则V(甲基橙) > V(酚酞),且体积差对应Na₂CO₃的量。
- 若混合物为Na₂CO₃+NaHCO₃,则体积关系不符合题目数据。
滴定反应分析
-
酚酞终点:
- NaOH完全反应:$\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$
- Na₂CO₃第一步反应:$\text{Na}_2\text{CO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{NaHCO}_3$
总消耗盐酸体积为:
$V_1 = n(\text{NaOH}) + n(\text{Na}_2\text{CO}_3)$
-
甲基橙终点:
- Na₂CO₃第二步反应:$\text{NaHCO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
总消耗盐酸体积为:
$V_2 = n(\text{NaOH}) + 2n(\text{Na}_2\text{CO}_3)$
- Na₂CO₃第二步反应:$\text{NaHCO}_3 + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{CO}_2 + \text{H}_2\text{O}$
体积关系推导
- 体积差:
$V_2 - V_1 = n(\text{Na}_2\text{CO}_3)$
代入数据:
$29.85 - 22.37 = 7.48 \, \text{mL} = n(\text{Na}_2\text{CO}_3)$ - 酚酞终点体积:
$V_1 = n(\text{NaOH}) + n(\text{Na}_2\text{CO}_3)$
代入得:
$22.37 = n(\text{NaOH}) + 7.48 \implies n(\text{NaOH}) = 14.89 \, \text{mL}$
说明混合物中同时存在NaOH和Na₂CO₃。