题目

有NaOH磷酸盐混合碱以酚酞为指示剂,用HCl滴定耗去12.84mL。若滴到甲基-|||-橙变色,则需HCl 20.24mL。此混合物的组成是 () 。-|||-A.Na3PO4 B. _(3)P(O)_(4)-(Na)_(2)HP(O)_(4)-|||-C _(2)HP(O)_(4)-Na(H)_(2)P(O)_(4) D. _(3)P(O)_(4)-NaOH

题目解答

答案

解析

本题考查混合碱的酸碱滴定反应，需根据指示剂变色点对应的滴定终点，结合体积变化判断混合物组成。关键点在于：

  1. 酚酞变色点对应强碱（如NaOH）完全中和，以及磷酸盐的第一步中和（如Na3PO4→Na2HPO4）；
  2. 甲基橙变色点对应磷酸盐的进一步中和（如Na2HPO4→NaH2PO4）；
  3. 体积差（20.24mL−12.84mL=7.40mL）对应磷酸盐第二步中和所需HCl的量，推断混合物中含Na3PO4和NaOH。

反应分析

  1. NaOH与HCl反应：
    $\text{NaOH} + \text{HCl} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O} \quad (1:1)$
  2. Na3PO4与HCl分步反应：
    • 第一步（酚酞终点）：
      $\text{Na}_3\text{PO}_4 + \text{HCl} \rightarrow \text{Na}_2\text{HPO}_4 + 2\text{NaCl} \quad (1:1)$
    • 第二步（甲基橙终点）：
      $\text{Na}_2\text{HPO}_4 + \text{HCl} \rightarrow \text{NaH}_2\text{PO}_4 + \text{NaCl} \quad (1:1)$

体积关系推导

  • 酚酞终点消耗的HCl体积为：
    $V_{\text{酚酞}} = n(\text{NaOH}) + n(\text{Na}_3\text{PO}_4) \cdot 1$
  • 甲基橙终点消耗的HCl体积为：
    $V_{\text{甲基橙}} = n(\text{NaOH}) + n(\text{Na}_3\text{PO}_4) \cdot 2$
  • 体积差：
    $V_{\text{甲基橙}} - V_{\text{酚酞}} = n(\text{Na}_3\text{PO}_4) \cdot 1 = 20.24 \, \text{mL} - 12.84 \, \text{mL} = 7.40 \, \text{mL}$
  • 代入酚酞终点体积：
    $12.84 = n(\text{NaOH}) + 7.40 \implies n(\text{NaOH}) = 5.44 \, \text{mL}$

选项验证

  • 选项D（Na3PO4−NaOH）符合上述推导：
    • NaOH需5.44mL HCl中和；
    • Na3PO4需7.40mL HCl分两步中和，总消耗20.24mL。