云南省高中化学 3.2.2水的电离和溶液的酸碱性(第二课时)教案 新人教版选修4一、内容及其解析
内容:水的电离、溶液的酸碱性与溶液的PH。
解析:学习水的电离以及影响水的电离的因素、水的离子积,,c(H+)、PH与溶液酸碱性的关系。
二、目标及其解析
1、目标:(1)、了解水的电离和水的离子积
(2)、了解溶液的酸碱性与pH的关系
2、解析:
(1)、通过学习知道水的电离和水的离子积和离子积常数,知道水的电离受其他因素的影响。
(2)要求懂得溶液的酸碱性与pH的关系及PH的测定方法,学会用PH的理论进行有关溶液PH的计算。
三、教学问题诊断分析
1、教学重点:水的离子积,溶液酸碱性和溶液pH值的关系
2、教学难点:水的离子积,有关溶液PH的简单计算。
四、教学过程:
引入:水是不是电解质?研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢?精确的实验证明,水是一种极弱的电解质,它能微弱地电离,生成H3O+ 和OH—:
一、水的电离(第一课时)
1、水的电离
H2O + H2O H3O+ + OH— 简写为:H2O H+ + OH—
实验测定:25℃ [H+]=[OH-]=1mol/L 100℃ [H+] = [OH-] = 1mol/L
水的电离与其它弱电解质的电离有何异同?
不同点:水是“自身”作用下发生的极微弱的电离。
相同点:均是部分电离,存在电离平衡
提问:请学生计算水的浓度,1L纯水的物质的量是55·6mol,经实验测得250C时,发生电离的水只有1×10-7mol,二者相比,水的电离部分太小,可以忽略不计。因此电离前后水的物质的量几乎不变,可以视为常数,常数乘以常数必然为一个新的常数,用Kw表示,即为水的离子积常数,简称水的离子积。
2、水的离子积
Kw = c(H+)·c(OH—)
由于250C时,c(H+)= c(OH—)= 1×10-7mol/L
所以250C时,Kw = c(H+)·c(OH—)=1×10-14(定值)(省去单位)
提问:当温度升高时,Kw如何变化?影响Kw的因素是什么?(电离过程是吸热过程)
1000C时,Kw = c(H+)·c(OH—)=1×10-12
影响因素:温度越高,Kw越大,水的电离度越大。对于中性水,尽管Kw,电离度增大,但仍是中性水,[H+]=[OH-].
注:温度升高时Kw增大,所以说Kw时要强调温度。
练习:
影响因素
条件改变
平衡移动
溶液中的c(H+)
溶液中的c(OH-)
Kw
温度
升高温度
向右
增大
增大
变大
降低温度
向左
减小
减小
变小
酸碱性
加入酸
向左
增大
减小
不变
加入碱
向左
减小
增大
不变
过渡:在常温时,由于水的电离平衡的存在,不仅是纯水,就是在酸性或碱性的稀溶液里,H+ 浓度和OH—浓度的乘积总是一个常数——1×10-14,请考虑一下,当纯水中加入盐酸或氢氧化钠时,c(H+)和c(OH—)如何变化?
二、溶液的酸碱性和pH(常温下):
溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH—)的关系:
投影显示空表,教师引导填写,然后推出结论。
电解质
溶液
对水电离平衡的影响
溶 液 中
c(H+)
(mol/L)
溶 液 中c(OH—)(mol/L)
c(H+)与
c(OH—)比较
c(H+)·
c(OH—)
溶液酸碱性
纯水
=10-7
=10-7
相 等
10-14
中性
盐酸
加HCl,c(H+)增大,平衡左移
>10-7
<10-7
c(H+)>
c(OH—)
10-14
酸性
氢氧化钠
加NaOH,c(OH—)增大,平衡左移
<10-7
>10-7
c(H+)<
c(OH—)
10-14
碱性
中性溶液c(H+)= c(OH—)= 1×10-7mol/L
酸性溶液c(H+)> c(OH—),c(H+)> 1×10-7mol/L
碱性溶液c(H+)< c(OH—),c(H+)< 1×10-7mol/L
注:①水中加酸或碱均 抑 制水的电离,但由水电离出的c(H+)与c(OH—)总是相等。
②任何电解质溶液中,H+与OH—总是共存,但不能大量共存。溶液的酸、碱性主要在于c(H+)与c(OH—)的相对大小。c(H+)与c(OH—)此增彼长,且Kw = c(H+)·c(OH—)不变。
讲述:酸性溶液中c(H+)越大,酸性越强,碱性溶液中c(OH—)越大,碱性越强。我们经常用到一些c(H+)很小的溶液,如c(H+)=1×10-7 mol/L的溶液,用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。为此,化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。
2、溶液的pH:
(1)定义:pH =-lg{c(H+)}
(2)适应范围:稀溶液,0~14之间。
有关溶液的pH值的几个注意问题:
①pH值是溶液酸碱性的量度。常温下,pH=7溶液呈中性;pH值减小,溶液的酸性增强;pH值增大,溶液的碱性增强。
②pH值范围在0-14之间。pH=0的溶液并非没有H+,而是C(H+)=1mol/L;pH=14的溶液并非没有OH-,而是C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位,C(H+)就改变10倍,即pH每增大一个单位,C(H+)就减小到原来的1/10;pH每减小一个单位,C(H+)就增大到原来的10倍。
③当C(H+)>1mol/L时,pH值为负数,当C(OH-)>1mol/L时,pH>14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液,用pH值表示反而不方便,所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH)小于等于1mol/L的稀溶液。
④也可用pOH来表示溶液的酸碱性,pOH=-lgC(OH--),因为C(H+)·C(OH-)=10-14,若两边均取负对数,得pH+pOH=14。
⑤可用?pH试纸来测定溶液的pH值。方法:用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液,滴在pH试纸上(注意不能将pH试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒,因为这样做,实际上已将溶液稀释,导致所测定的pH不准确)将pH试纸显示的颜色随即(半分钟内)与标准比色卡对照,确定溶液的pH值(因为时间长了,试纸所显示的颜色会改变,致使测得的pH不准。)
小结:
1、溶液的pH:
(1)定义:pH =-lg{c(H+)}
(2)适应范围:稀溶液,0~14之间。
有关溶液的pH值的几个注意问题:
①pH值是溶液酸碱性的量度。常温下,pH=7溶液呈中性;pH值减小,溶液的酸性增强;pH值增大,溶液的碱性增强。
②pH值范围在0-14之间。pH=0的溶液并非没有H+,而是C(H+)=1mol/L;pH=14的溶液并非没有OH-,而是C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位,C(H+)就改变10倍,即pH每增大一个单位,C(H+)就减小到原来的1/10;pH每减小一个单位,C(H+)就增大到原来的10倍。
③当C(H+)>1mol/L时,pH值为负数,当C(OH-)>1mol/L时,pH>14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液,用pH值表示反而不方便,所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH)小于等于1mol/L的稀溶液。
④也可用pOH来表示溶液的酸碱性,pOH=-lgC(OH--),因为C(H+)·C(OH-)=10-14,若两边均取负对数,得pH+pOH=14。
⑤可用?pH试纸来测定溶液的pH值。
配餐作业:
基础题(A组题)
1.下列说法正确的是( )
A.HCl溶液中无OH-
B.NaOH溶液中无H+
C.KCl溶液中既无H+也无OH-
D.常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH-,且KW=1×10-14
解析:无论是酸、还是碱,无论是电解质还是非电解质,只要在水溶液中,都存在水的电离平衡。25℃时,在任何物质的水溶液中都有:KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14。
答案:D
2.常温下,在0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中,水的离子积是( )
A.1.0×10-14 B.1.0×10-13
C.1.32×10-14 D.1.32×10-15
解析:水的离子积只与温度有关,与溶液的酸、碱性无关。常温下,KW=1.0×10-14。
答案:A
3.(2011·郑州高二检测)能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是
( )
A.向水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中加入二氧化碳气体
D.向水中加食盐晶体
解析:A项加金属钠跟水反应生成NaOH,c(OH-)>c(H+),错误;B项加热促进水的电离,但c(H+)=c(OH-),错误;D项对水的电离平衡没有影响,c(H+)=c(OH-),错误。
答案:C
巩固题(B组题)
1.KW仅仅是温度的函数。下列关于KW与温度关系的叙述中,正确的是( )
A.温度越高,KW越大
B.温度越低,KW越大
C.随着温度的升高,KW可能增大也可能减小
D.随着温度的升高,KW肯定增大,H+和OH-浓度同时升高
解析:KW仅仅是温度的函数,由于水的电离是一个吸热过程,温度升高,KW增大,但溶液中c(H+)和c(OH-)的变化无法判断,可能同时升高,也可能一个升高一个降低。
答案:A
2.[双选题]常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,该溶液可能是( )
A.二氧化硫水溶液 B.氯化钠水溶液
C.硝酸钠水溶液 D.氢氧化钠水溶液
解析:c(H+)水=1.0×10-13 mol/L<1.0×10-7 mol/L,
说明水的电离受到抑制,溶液既可能呈酸性,也有可能呈碱性。A项,SO2+H2OH2SO3,H2SO3HSO+H+,HSOSO+H+,溶液呈酸性;D项,NaOH===Na++OH-,溶液呈碱性。
答案:AD
3.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1 mol/L 的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸
③0.01 mol·L-1的NaOH
A.1∶10∶100 B.0∶1∶12
C.14∶13∶12 D.14∶13∶2
解析:①1 mol/L盐酸中c(H+)=1 mol/L,
由水电离出的c(H+)水=10-14 mol/L,
②0.1 mol/L盐酸中,c(H+)=0.1 mol/L,
由水电离出的c(H+)水=10-13 mol/L,
③0.01 mol/L NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol/L,
由水电离出的c(H+)水=10-12 mol/L,
则三者由水电离出的氢离子浓度之比为:
10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。
答案:A
4.在相同温度下,0.01 mol/L NaOH溶液和0.01 mol/L的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 mol/L
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol/L
D.两者都促进了水的电离
解析:若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25℃),则在0.01 mol/L的NaOH溶液中,由水电离的c(H+)== mol/L。
在0.01 mol/L的HCl溶液中,由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离= mol/L。
答案:A
提高题(C组提)
1.(8分)(1)某温度(t℃)时,水的KW=1×10-12,则该温度(填“>”、“<”或“=”)________25℃,其理由是________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)该温度下,在c(H+)=1×10-7 mol/L的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)=________ mol/L。
解析:(1)升高温度,KW增大,现KW=1×10-12>1×10-14,因此温度高于25℃。
(2)NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中c(H+),即为1×10-7 mol·L-1。
答案:(1)> 升温促进水电离,KW增大
(2)1×10-7
2.(9分)在某温度下的水溶液中,c(H+)=10x mol/L,c(OH-)=10y mol/L,x与y的关系如图所示:
(1)该温度下,水的离子积为________。
(2)该温度下,0.01 mol/L NaOH溶液中c(H+)为________。
解析:(1)选取图像中的一点,如当x=-5时,y=-10,故水的Kw=10-5·10-10
=10-15。
(2)0.01 mol/L NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,故c(H+)===10-13 (mol/L)。
答案:(1)10-15 (2)10-13 mol/L
教学反思:
云南省高中化学 3.2.2水的电离和溶液的酸碱性(第二课时)教案 新人教版选修4
一、内容及其解析
内容:水的电离、溶液的酸碱性与溶液的PH。
解析:学习水的电离以及影响水的电离的因素、水的离子积,,c(H+)、PH与溶液酸碱性的关系。
二、目标及其解析
(一)、目标:
1.能进行溶液的pH的简单计算
2.初步掌握测定溶液的pH的方法,知道溶液pH在工农业生产和科学研究中的重要应用
3.理解溶液的pH。理解溶液的pH跟溶液中c(H+)之间的关系。
(二)、解析:
1.通过各种类型溶液pH的计算,掌握电解质溶液pH计算方法。
2.通过不同溶液混合后pH的计算,掌握具体情况具体分析的思考方法,提高分析问题解决问题能力。
3.通过溶液pH的测试方法,掌握实验室测试溶液酸碱性的方法。
三、教学问题诊断分析
通过用pH表示溶液的酸碱性,理解化学学科中对极小数值的表示方法,让学生体会化学学科的特有价值。
四、教学过程:
PH的应用
复习提问引入:
①什么叫水的离子积?影响水的离子积因素?溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH—)及pH的关系?溶液pH的计算?求0.1mol/L盐酸溶液中的[OH-]?(25℃)求0.1mol/LnaOH溶液中[H+]?
②关于pH相同的酸(含强酸和弱酸)
(1)溶液中c(H+)相等 (填“相等”或“不等”)。
(2)溶液中溶质的物质的量的浓度:强酸 < 弱酸(填“>”或“<”)。
(3)耗碱规律:pH和溶液体积均相同的HCl、H2SO4、CH3COOH与碱完全反应时,消耗碱物质的量最多的是 CH3COOH 。
(4)稀释规律:分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c(H+)变为原来的1/m ,但弱酸中c(H+)减小 小于(填“大于”或“小于”)m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。
③pH的有关计算:
(1)求酸或碱溶液的pH a·先判断溶液的酸碱性
(2)求强酸或强碱稀释后的pH b·若为酸性,先求出c(H+)后
(3)求混合溶液的pH 由pH =-lg{c(H+)}求pH
①两种强酸(碱)混合 若为碱性,先求c(OH—)后
②强酸与强碱混合 由Kw = c(H+)·c(OH—)
(4)pH+pOH=14 求c(H+),再求pH
四、有关溶液pH的计算
(一)强酸、强碱自相或互相混合(体积变化忽略不计)
(1)酸I+酸II [H+] =
(2)碱I+碱II [OH-] =
(3)酸I+碱II
完全中和:[H+] = [OH-] = 1mol/L
酸过量: [H+]=
碱过量:[OH-] =
(二)溶液酸碱性pH计算经验规律
(1)、两强酸等体积混合 混合后的pH=小的+0.3
(2)、两强碱等体积混合 混合后的pH=大的—0.3
(3)、当按所给反应物质的量之比计算时,酸碱不论强弱,谁大谁过剩,溶液呈谁性。
(4)、酸碱等体积混合①pH = 2 某酸与pH = 12 某碱混合pH难定②pH = 4 某酸与pH = 10 NaOH混合 pH≤7③pH = 4 H2SO4与pH = 10 某碱混合pH≥7④0.01mol/L pH = 2 一元酸与0.1mol/L pH = 12一元碱混合pH = 7
(5)、 pH 减小一个单位,[H+]扩大为原来的10倍。 PH增大2个单位,[H+]减为原来的1/100
(6)、稀释规律:分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c(H+)变为原来的1/m ,但弱酸中c(H+)减小 小于m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。
例1、求下列溶液的pH:
(1)某H2SO4溶液的浓度是0·005mol/L ①求此溶液的pH②用水稀释到原来体积的100倍
③再继续稀释至104倍
(2)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合
(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合
(4)pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合
解析:(1)① c(H+)=0·005mol/L×2=0·01 mol/L , pH=-lg10-2=2
② c(H+)=0·01mol/L÷100=10-4 mol/L , pH=-lg10-4=4
③ pH=7(强调酸稀释后不会变成碱!)
(2)c(H+)==5×10-4, pH=-lg(5×10-4)=4-lg5=3·3
(强调10-3是10-5的100倍,所以10-5可以忽略不计)
(3)因为溶液呈碱性c(OH—)==5×10-3 c(H+)==2×10-12
pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
(4)NaOH中c(OH—)=10-2 mol/L HCl中c(H+)=10-4 mol/L二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH—)==5×10-3 c(H+)==2×10-12 pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
例2、某温度下纯水的C(H+)=2.0╳10—7mol/L,则此时C(OH)为多少?若温度不变,滴入稀H2SO4,使C(H+)=5.0╳10—4mol/L,则由水电离产生的C(H+)为多少?
答案:;。
例3、 常温下,将pH的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中氢离子浓度最接近(D)A. B.
C. D.
例4、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是
A、11:1 B、9:1 C、1:11 D、1:9
答案:D
例5、常温时某溶液中,测得由水电离出的C(H+)为10-11mol/L,则对此溶液的下列叙述中,正确的是( C D )
A、一定是酸溶液 B、一定是碱溶液 C、可能是pH=3的酸溶液 D、可能是pH=11的碱溶液
例6、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后,溶液的pH为( C )
A、等于8 B、等于7 C、接近7又小于7 D、大于7而小于8
例7、有PH相等的盐酸和醋酸(),如何通过实验的方法证明。
解析:经分析可知一为强酸(盐酸),强电解质,另一为弱酸(醋酸),弱电解质。利用二者在电离过程中的区别,可用稀释相同倍数后测pH的方法进行鉴别。
答案:取相同体积的两种酸,加水稀释10倍,用玻璃棒分别蘸取稀释后两种酸,点在PH试纸上,稍后与比色卡比较,其中PH较小的为醋酸,另一为盐酸。
小结:pH的有关计算
1、单一溶液的pH计算
(1) 求强酸溶液的pH
(2).求强碱溶液的pH
2.混合溶液的pH计算
求强酸与强酸混合溶液的pH
(2)求强碱与强碱混合溶液的PH
(3)求强酸与强碱混合溶液的PH
强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算
混合物质
两种溶液pH关系
混合后溶液pH
A、B均为酸
pHA
pHA+0.3
A、B均为碱
pHApHB-0.3
A是酸、B是碱
pHA+pHB=14
7
pHA+pHB<14(酸剩余)
pHA+0.3
pHA+pHB>14(酸剩余)
pHB-0.3
注意:酸碱溶液的pH之差必须≥2,否则误差较大
3、稀释的计算
(1)强酸 pH=a,加水稀释10n倍,则pH=a+n
(2)弱酸 pH=a,加水稀释10n倍,则pH(3)强碱 pH=b,加水稀释10n倍,则pH=b-n
(4)弱碱 pH=b,加水稀释10n倍,则pH>b-n
配餐作业:
基础题(A组题)
1.(对应考点一)下列说法正确的是( )
A.pH=7的溶液一定显中性
B.pH=6的溶液一定显酸性
C.c(H+)<c(OH-)的溶液一定显碱性
D.c(OH-)=1×10-6 mol/L的溶液一定显酸性
解析:25℃时,pH=7的溶液显中性,pH=6的溶液显酸性,其他温度下不一定,A、B不正确;溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小,只根据c(H+)或c(OH-)判断是偏面的,C正确,D不正确。
答案:C
2.(对应考点一)喷墨打印机墨汁的pH为7.5~9.0。当墨汁喷在纸上时,与酸性物质作用产生不溶于水的固体。由此可知( )
①墨汁偏碱性 ②墨汁偏酸性 ③纸张偏酸性
④纸张偏碱性
A.①③ B.②④
C.①④ D.②③
解析:常温下pH>7的液体呈碱性;碱性墨汁喷到纸上生成不溶于水的固体,由此可知,纸张偏酸性。本题灵活考查了pH的有关应用。
答案:A
巩固题(B组题)
3.(对应考点二)将pH=2和pH=5的稀盐酸等体积混合,混合后溶液的pH约为( )
A.3.5 B.3
C.7 D.2.3
解析:混合后溶液中H+浓度为:c(H+)==5.0×10-3 mol/L,pH=-lgc(H+)=-lg(5.0×10-3)=3-lg5=2.3。
4.(对应考点二)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为( )
A.0.01 mol/L B.0.017 mol/L
C.0.05 mol/L D.0.50 mol/L
解析:设原溶液物质的量浓度为c,混合溶液中c(OH-)=10-2 mol/L则有10-2 mol/L=,则c=0.05 mol/L。
答案:C
提高题(C组提)
1.(12分)(2012·青州高二检测)下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积KW
1×10-14
a
1×10-12
试回答以下问题:
(1)若25”、“<”或“=”),作此判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=________。
(3)在t2℃下pH=10的NaOH溶液中,水电离产生的OH-的浓度为________。
(4)t2℃下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=________。
解析:(1)升温,KW变大。
(2)c(SO)=5×10-4 mol·L-1,
则c(Na+)=2c(SO)=1×10-3 mol·L-1,
稀释10倍,则c(Na+)=1×10-4 mol·L-1。
25℃时Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,
稀释10倍后仍然为1×10-7 mol·L-1,
则c(Na+)∶c(OH-)=103∶1。
(3)pH=10的NaOH溶液c(H+)=10-10 mol·L-1,NaOH溶液中c(H+)来于水的电离,水电离出H+的同时也电离出等量的OH-。
(4)t2℃时,pH=2,说明溶液为酸性,酸过量。
t2℃时,pH=11的NaOH溶液,
c(OH-)=0.1 mol·L-1,则
=0.01,
解得:=。
答案:(1)> 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积增大
(2)1 000∶1
(3)1×10-10 mol·L-1 (4)9∶11
课后反思:
云南省高中化学 3.2.3水的电离和溶液的酸碱性(第三课时)教案 新人教版选修4
一、内容及其解析
1、内容:本节主要讨论定量分析中强酸与强碱的中和滴定,
2、解析:从中和滴定的原理讨论了三个问题:第一、酸碱反应的实质,第二、酸碱中和滴定的计算依据和计算,第三、如何判断中和反应是否恰好进行完全。教材第二部分主要利用实验将理论应用于实践。
二、目标及其解析
1、目标:
(1)、了解酸碱中和滴定的原理和操作方法
(2)、初步学会分析酸碱中和滴定的误差
2、解析:
(1)、学习酸碱中和滴定的原理,知道中和滴定的操作方法
(2)、能根据酸碱中和原理分析中和滴定的误差
三、教学问题诊断
一是实验原理比较复杂;二是实验仪器目前在中学少见;三是本实验在中学是为数不多的定量实验操作之一,要求较高,有一定难度。因此,一方面应要求学生做好预习,另一方面需要教师指导学生进行必要的基本实验操作练习,并通过对实验误差分析帮助学生了解实验操作中应注意的事项。考虑到本活动的内容和形式,可将该活动纳入到高中“综合实践活动”之中。
四、教学过程
一、酸碱中和滴定原理。
1、 定义:用已知物质的量浓度的酸或碱(标准溶液)来测定未知物质的量浓度的碱或酸(待测溶液或未知溶液)的方法叫做酸碱中和滴定。
2、 原理:以酸碱中和反应为基础,
H+ + OH- = H2O
在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时: 有 n(H+) = n(OH-)
3、酸碱中和反应的实质 H+ + OH- = H2O
4、酸碱中和反应时量的关系
n(H+) = n(OH-)
若是一元酸和一元碱反应则有: n酸=n碱
问题
到底应测得哪些数据才能求出C(HCl)?
现在我们用0.1mol/L的NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸
C酸.V酸= C碱.V碱(只适用于一元酸、碱)
C碱——已知 C酸——待测目标
V酸——未知 V碱——未知
两未知体积V酸、V碱用滴定管准确测定
判断中和反应恰好完成,即达到滴定的终点:
用指示剂(常用酚酞或甲基橙)
用量:2~3滴
例题1:用 0.1000mol/L的HCl溶液滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液,滴定完成时,用去HCl溶液12.50mL。通过中和滴定测得NaOH的物质的量浓度是多少?
二、酸碱中和滴定的操作
(一)、滴定管的使用
1.检查是否漏水
2.洗涤:先水洗,再用待装液润洗2-3次
3.排气泡,调液面:先装入液体至“0”刻度以上2-3厘米处,排净气泡后调整液面到“0”或“0”以下,记下刻度,注意平视不能仰视或俯视
4.滴液:左手握住滴定管活塞(或挤压玻璃球)右手摇动锥形瓶,眼睛注视着锥形瓶颜色的变化酸式滴定管的用法
注意:0刻度在上,上下部各有一段无刻度,滴定管准确到0.1ml,读到0.01ml
例2、(99年上海)下列叙述仪器“0”刻度位置正确的是 ( )
A、在量筒的上端 B、在滴定管上端
C、在托盘天平刻度尺的正中 D、在托盘天平刻皮尺的右边
练1:量取25.00mL,KMnO4溶液可选用仪器( )
A.50mL量筒, B.100mL量筒
C.50mL酸式滴定管 , D.50mL碱式滴定管
练2:50ml的滴定管盛有溶液,液面恰好在20.00处,若把滴定管中溶液全部排出,则体积( )
A、? 等于30 B、等于20
C、大于30 D、小于30
(二)酸碱中和滴定终点的确定
①常用指示剂的变色范围
酸色 中间色 碱色
甲基橙 红色3.1——橙色——4.4黄色
石蕊 红色5.0——紫色——8.0蓝色
酚酞 无色8.2——粉红色——10红色
②指示剂的选择原则
A、指示剂的pH变色范围尽可能接近中和时的pH
B、颜色变化明显。
常用中和滴定指示剂 酚酞 甲基橙
③指示剂的用量 2—3滴
④滴定终点确定
例如:
指示剂选择不当会有误差:以盐酸做标准液滴定氨水时,用酚酞做指示剂,测定的氨水的浓度将偏低,因为恰好完全反应时,生成的NH4Cl溶液的pH值小于7,而酚酞的变色范围是8-10,滴入盐酸到pH为8就终止实验了,用去的盐酸偏少。所以应选用甲基橙为好。
滴定终点时溶液的pH值尽可能与指示剂的变色范围一致。
所以:指示剂的选择
强酸滴定弱碱 选甲基橙
甲基橙:(红)-3.1~橙色~4.4-(黄)
强碱滴定弱酸 选酚酞
酚 酞:(无)-8.2~粉红色~10.0-(红)
强酸滴定强碱 酚酞或甲基橙
练习3 . 酸碱恰好完全中和时,它们一定相等的量是( )
A.质量 B.物质的量
C.物质的量浓度 D.酸提供的H+和碱提供OH-的物质的量
练习4、用10ml的量筒量取液体,数据记录正确的是( )
A 8 B 8.01. C 7.78 D 8.1
练习5、 在盐酸滴定氢氧化钠溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定终点时的颜色变化应是( )
A .由黄色变红 B .由黄色变橙色
C .由橙色变红色 D .由红色变橙色
在滴定终点前后,溶液的pH发生突跃。
[结论]
⑴在滴定终点前后,溶液的pH发生突跃。
⑵酚酞的变色点落在溶液pH的突跃范围内。
⑶按pH突跃范围内的体积计算,结果是可
以达到足够的准确度。
三、酸碱中和滴定的操作步骤
(用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的氢氧化钠)
⑴滴定管、锥形瓶用水洗干净
标准:内壁不挂水珠。
⑵滴定管检漏,活塞灵否
⑶装液
读数时要注意:
①滴定管要直立;
②装液或放液后,需等1-2分钟才能观察液面高度;
③读数时,视线应与凹液面水平,
④必须准确到0.1mL,并估计到0.01mL。
⑷用滴定管移取定量待测液注入锥形瓶,滴加2-3滴指示剂,振荡混匀。
注意:不能用待测液洗涤锥形瓶。
⑸进行滴定(左手旋塞,右手摇瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化)
⑹滴定到指示剂颜色变化,并不立即褪去,即为滴定终点
⑺计算。HCl + NaOH = NaCl + H2O
练习:某学生中和滴定实验的过程如下:
①取一支碱式滴定管,②用蒸馏水洗净,
③加入待测NaOH溶液,④记录液面刻度的读数,
⑤用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液,
⑥置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中,
⑦加入2滴酚酞试剂,
⑧开始滴定,先慢后快,边滴边摇荡,
⑨边注视滴定管液面变化,
⑩滴到溶液由无色变为粉红色时,即停止滴定,⑾记录液面读数,
⑿重复滴定,根据两次读数得出NaOH的体积21ml
上述学生操作错误的有 (填序号)
四、误差分析
练习:用标准盐酸滴定待测烧碱,下列错误操作将对V(酸)
和C(碱)有何影响?(偏大、偏小、无影响)
常见具体分析如下:
(1)滴定前,在用蒸馏水洗涤滴定管后,未用标准盐酸润洗。高
(2)滴定前,盐酸滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失。高
(3)滴定前,用待测烧碱液润洗锥形瓶。高
(4)读取标准盐酸液的刻度时,滴定前平视,滴定后俯视。低
(5)滴定过程中,锥形瓶振荡太剧烈,有少量溶液溅出。低
(6)滴定后,盐酸滴定管尖端挂有液滴未滴入锥形瓶中。高
(7)盐酸滴定前仰视读数,滴定后平视刻度读数。低
(8)滴定过程中向锥形瓶内加入少量蒸馏水。无
(9)滴定过程中,盐酸滴定管漏液。高
(10)滴定临近终点时,用洗瓶中的蒸馏水洗下盐酸滴定管尖嘴口的半滴标准溶液至锥形瓶中。无
(11)过早估计滴定终点。低
(12)过晚估计滴定终点。高
(13)一滴盐酸标准溶液附在锥形瓶壁上未洗下。高
练习:(00年上海)下列实验操作中错误的( )
A.分液时,分液漏斗中下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出
B.蒸馏时,应使温度计水银球靠近蒸烧瓶支管口
C.滴定时,大手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶,边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D.称量时,称量物放在称量纸上,置于托盘天平的大盘,砝码放在托盘天平的右盘中
练习:下列是一段关于中和滴定的实验叙述:
⑴ 取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次;
⑵ 在锥形瓶中放入25.00 ml待测液NaOH溶液;
⑶ 加入几滴石蕊试剂作指示剂;
⑷ 取一支酸式滴定管,洗涤干净后;
⑸ 直接往其中注入标准酸溶液,进行滴定;
⑹ 左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;
⑺ 两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直至滴定终点;
其中错误的是(??? )
A.⑷⑹⑺???????????? B.⑴⑸⑹⑺
C.⑶⑸⑺???????????? D.⑴⑶⑸⑺
【小结】中和滴定前,必须用滴定液多次润洗滴定管,以确保溶液的浓度不被剩余在滴定管中的水稀释变小;加入指示剂的量控制在2滴~3滴,以避免指示剂消耗酸或碱;临近终点时,滴液要慢,至指示剂变色“不立即”褪去或变为原色即为终点,避免过量。
重视测定结果的复核。即重复实验测定2次以上,取实验平均值。根据计算公式,求出计算值。
配餐作业:
基础题(A组题)
1.在25 mL的碱式滴定管中盛有溶液,液面恰好在20 mL刻度处,现将滴定管内溶液全部放出,流入量筒内,所得溶液的体积为( )
A.5 mL B.20 mL
C.大于5 mL D.小于5 mL
解析:滴定管“0”刻度在上方,滴定管25 mL的刻度在下面,刻度线以下仍有一部分体积,所以流出液体体积大于5 mL。
答案:C
2.下列有关叙述中正确的是( )
A.滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管
B.在滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管开关
C.滴定前应首先排除尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化
解析:A是碱式滴定管,B右手操作锥形瓶,D两眼观察锥形瓶内颜色变化。
答案:C
3.(对应考点一)下列有关滴定操作的顺序正确的是( )
①用标准溶液润洗滴定管
②往滴定管内注入标准溶液
③检查滴定管是否漏水
④滴定 ⑤洗涤
A.⑤①②③④ B.③⑤①②④
C.⑤②③①④ D.②①③⑤④
解析:中和滴定的顺序一般为:查漏、洗涤、润洗、注液、滴定。
答案:B
4.(对应考点二)下列有关酸碱中和滴定的操作会引起误差的是( )
A.酸碱中和滴定时,在锥形瓶中准确地加入一定体积的待测液和滴入2~3滴指示剂后,为了便于观察现象而加入了适量的蒸馏水
B.酸碱中和滴定时,使用经过蒸馏水洗净但未干燥的锥形瓶装待测液
C.酸碱中和滴定时,使用经过蒸馏水洗净但留有水珠的滴定管直接装标准液
D.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的稀盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加入了一滴指示剂
解析:A中虽然加水稀释后待测液浓度明显变小了,但待测液中溶质的物质的量未变,故滴定时所需标准液的体积是不会改变的;B中原理与A相同,只不过是稀释程度不同罢了;C中向洗净后的滴定管中直接装入标准液,会使其浓度减小,则在滴定时耗用标准液的体积就会增大,致使计算的数值偏高;D中虽然多加了一滴指示剂,但不会影响实验的结果,因为酸、碱的物质的量基本上没有改变。
巩固题(B组题)
1.常温下,用0.1 mol·L-1的HCl溶液滴定a mL NaOH稀溶液。反应恰好完全时,消耗HCl溶液b mL。此时溶液中c(OH-)是( )
A.1×10-7 mol·L-1 B.0 mol·L-1
C.无法计算 D. mol·L-1
解析:由于此题是酸碱中和滴定,且是一元强酸与一元强碱的中和,当恰好完全反应时,溶液的pH为7,溶液呈中性,常温下c(OH-)=1×10-7mol·L-1。
答案:A
2.[双选题]某同学在实验报告中有以下实验数据,其中数据合理的是( )
A.用托盘天平称取11.7 g食盐
B.用量筒量取5.26 mL盐酸
C.用广泛pH试纸测得溶液的pH是3.5
D.用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸用去23.10 mL溶液
解析:托盘天平的精确度为0.1 g;量筒应保留小数点后一位有效数字;滴定管的精确度为0.01 mL;而广泛pH试纸只能粗略测知溶液的pH范围,不能精确测量溶液的pH,记录为整数。
答案:AD
提高题(C组提)
1.(实验题)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:
(1)准确称量8.2 g 含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL 待测溶液。称量时,样品可放在________(填编号字母)称量。
A.小烧杯中 B.洁净纸片上 C.托盘上
(2)滴定时,用0.200 0 mol/L的盐酸来滴定待测溶液,不可选用________(填编号字母)作指示剂。
A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞 D.甲基红
(3)滴定过程中,眼睛应注视_________________________________________________;
在铁架台上垫一张白纸,其目的是____________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol/L,烧碱样品的纯度是________。
滴定次数
待测溶液体积(mL)
标准酸体积
滴定前的刻度(mL)
滴定后的刻度(mL)
第一次
10.00
0.40
20.50
第二次
10.00
4.10
24.00
解析:(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中;
(2)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙、酚酞、甲基红等颜色变化较明显的指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,易造成误差;
(4)根据c(NaOH)=分别求第一、二次的值,再求平均值,解得c(NaOH)=0.400 0 mol/L;样品纯度为NaOH%=×100%=97.6%。
答案:(1)A (2)B
(3)锥形瓶内溶液颜色变化
便于观察锥形瓶溶液颜色的变化,减小滴定误差
(4)0.400 0 97.6%
教学反思:
课件52张PPT。第二节 水的电离和溶液的酸碱性课程标准导航
1.了解水的电离和水的离子积;了解溶液的酸碱性和pH的关系;掌握溶液的pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算;掌握酸碱中和反应的测定曲线。
2.分析水的电离,认识水的离子积,加深对弱电解质电离的理解。通过分析酸或碱稀溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小,加深理解pH大小与溶液酸碱性的关系。
3.动手实践学会酸碱中和滴定的操作及反应曲线的绘制。通过本节课的学习,理解滴定的原理,了解化学定量分析的方法,学会用图像和表格的方式去分析化学问题,提高科学探究的能力和综合素质。
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH
自主学习一、水的电离
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,电离方程式为
____________________。2.水的离子积常数及影响条件
离子积常数KW=____________________。
影响条件:在常温KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,并且随______的升高,KW增大。因为水的电离过程是________过程。
3.适用范围
水的离子积不仅适用于________,也适用于_______________________。
c(H+)·c(OH-)温度吸热纯水稀的电解质水溶液二、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
==<>><2.溶液的酸碱性与pH
(1)pH
负对数-lgc(H+)越强越强(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
想一想
某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
提示:不一定。在25 ℃时,水的离子积KW=1×10-14,c(H+)=1×10-7mol/L,pH=7, 但KW受温度的影响,当温度升高时,KW增
大,c(H+)和c(OH-)都增大,pH减小,同理当温度降低时,pH会增大。但无论pH大小,纯水都一定呈中性。3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂法
该法只能测其酸碱性,即pH的大致范围,不能测出具体数值,常见的酸碱指示剂的变色范围为:
(2)pH试纸法
①种类
a.______________:其pH范围是1~14(最常用)。
b._______________:其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。
c.专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。广泛pH试纸精密pH试纸②使用方法:_________________________
_____________________________________,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH。
(3)pH计测定法
把小块pH试纸放在玻璃片上,
用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央自主体验
解析:选A。纯水中,水电离出的c(H+)与c(OH-)相等。
2.(2012·抚顺高二月考)下列说法正确的是
( )
A.HCl溶液中无OH-
B.NaOH溶液中无H+
C.NaCl溶液中既无OH-也无H+D.常温下,纯水、电解质的稀溶液中都有H+和OH-,且KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×
10-14
解析:选D。凡是水溶液中,都存在KW=c(H+) ·c(OH-),且在25 ℃时KW=1.0×10-14。3.下列溶液一定呈酸性的是( )
A.溶液中c(OH-)>c(H+)
B.溶液中含有H+
C.pH=6
D.溶液中c(H+)>c(OH-)
解析:选D。溶液呈酸性,说明溶液中c(H+)>c(OH-)。因没有指明温度pH=6的溶液不一定呈酸性。探究导引1 25 ℃水电离出的c(H+)有可能小于10-7mol/L吗?若有,则此时说明了什么问题?提示:酸和碱抑制H2O的电离,使H2O电离出的c(H+)水=c(OH-)水<10-7mol/L,所以,当信息中给出c(H+)水=c(OH-)水<10-7 mol/L时,则说明H2O的电离被抑制,可能是加入了酸或碱。
要点归纳
特别提醒即时应用
1.已知25 ℃时水的离子积为KW=1.0×10-14,35 ℃时水的离子积为KW=2.1×10-14。下列说法中正确的是( )
A.水中的c(H+)随温度的升高而降低
B.25 ℃时水呈中性,35 ℃时水呈酸性
C.水的电离过程是吸热过程
D.一定温度下,向水中加入酸或碱时,水的离子积将发生变化
解析:选C。温度越高,水的电离程度越大, c(H+)越大,A不正确;纯水在任何温度下都是中性的,B不正确;电离过程一般是吸热的,水的电离是中和反应的逆过程,为吸热过程,C正确;水的离子积只与温度有关,与溶液浓度无关,D不正确。
探究导引2室温下,0.1 mol/L NaClO溶液的pH比同浓度CH3COONa溶液的pH大,试判断HClO和CH3COOH的酸性强弱。
提示:相同条件下,NaClO溶液的pH比CH3COONa大,证明ClO-比CH3COO-弱,因而HClO酸性比CH3COOH弱。要点归纳
1.区别
(1)溶液的酸碱性指的是溶液中c(H+)、c(OH-) 的相对大小;而酸和碱的酸碱性强弱是指其电离出H+或OH-的能力。
(2)酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分
的。强酸、强碱在溶液中完全电离,弱酸、弱碱在溶液中部分电离。2.联系
(1)强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性
强。
(2)酸性强的溶液不一定是强酸溶液。
(3)酸性相同的溶液,弱酸浓度大,中和能力
强。例如:c(H+)=1 mol/L的醋酸溶液和盐酸溶液,体积均为1 L时,醋酸溶液中和能力更强。
(4)中和能力相同的酸,其提供H+的能力相同。例如:1 L 0.1 mol/L的CH3COOH和1 L 0.1 mol/L的盐酸,均可提供0.1 mol的H+。
特别提醒
酸碱中和能力的大小与酸、碱的强弱无关,要看酸或碱最终提供出来的H+或OH-的物质的量的多少。
即时应用
2.(2012·石家庄调研)pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50 mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( )
A.HX可能是强酸
B.HY一定是强酸C.HX的酸性强于HY的酸性
D.反应开始时二者生成H2的速率相等
解析:选D。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意,镁粉足量,酸不足,应根据酸的物质的量来计算H2的体积,由V(HX)>V(HY),知pH相等时,HX的物质的量浓度比HY的大,即HX是比HY弱的弱酸,而无法判断HY是强酸还是弱酸,故A、B、C错误;D项反应开始时的速率取决于c(H+)的大小,因为开始时c(H+)相等,故D项正确。 (2012·朔州高二检测)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变【思路点拨】 (1)外加酸或碱及改变温度对水电离平衡的影响。
(2)KW只受温度的影响。
(3)pH=-lgc(H+)。
【答案】 B
【规律方法】 促进(或抑制)水电离平衡的因素
(1)抑制水电离平衡的因素
①外加酸或碱;②加入强酸的酸式盐固体(如NaHSO4);③通入酸性气体(如CO2)或碱性气体(如NH3);④降温。(2)促进水电离平衡的因素
①升温;②加入活泼金属(如Na、K等);③加入弱酸阴离子(如CH3COO-)或弱碱阳离子(如Cu2+、Al3+、Fe3+等)。
(2010·高考大纲全国卷Ⅱ)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )【解析】 相同体积、相同pH的一元强酸和一元中强酸,一元中强酸的物质的量浓度大于一元强酸的物质的量浓度,故与足量的锌粉反应一元中强酸产生的氢气多;初始时二者的c(H+)相同,反应一旦开始,一元中强酸还会电离出新的c(H+),即随后一元中强酸电离出的c(H+)大于一元强酸,故一元中强酸与锌粒的反应速率大于一元强酸的反应速率。结合题中图像知,C选项正确。
【答案】 C
常见试纸的用法
?1.试纸的分类
石蕊试纸(红色、蓝色):定性检验溶液或气体酸碱性。pH试纸:定量测定(粗测)溶液的pH。品红试纸:检验SO2等有漂白性的物质。KI淀粉试纸:检验Cl2等有氧化性的物质。2.使用方法
(1)检验液体:取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸中
央,观察试纸颜色变化。
(2)检验气体:一般先用蒸馏水把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,并接近试管口,观察颜色变化。(3)注意事项:试纸不可伸入溶液中也不能与试管口接触;测溶液的pH时,pH试纸不能先润湿,因为这相当于将原溶液稀释了。
[经典案例] 有一学生甲在实验室测某溶液的pH,实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为:操作错误,测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作
的评价为:操作错误,但测定结果不一定有
误差。(1)你支持____(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你______(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸。若能,简述操作过程:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。①紫色石蕊试液 ②酚酞试液 ③甲基橙试液
④蒸馏水 ⑤BaCl2溶液 ⑥pH试纸
【解析】 (1)用pH试纸测溶液的pH时,试纸不能润湿,否则,相当于将溶液稀释,酸性溶液的pH偏大,碱性溶液的pH偏小,但中性溶液的pH无影响。
(2)用湿润的pH试纸测量溶液的pH时,对强电解质溶液pH的影响更大,因弱电解质溶液在稀释过程中要继续电离,稀释后的弱电解质溶液中离子浓度比强电解质溶液中离子浓度更接近未稀释时的离子浓度。
(3)0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸浓度差别较大,可直接用pH试纸鉴别。
【答案】 (1)丙 当溶液呈中性时,则不产生误差;否则将产生误差
(2)盐酸 在稀释过程中醋酸继续电离产生
H+,使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中c(H+)
大,误差较小
(3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上,与标准比色卡比较其pH,pH较大的为0.01 mol·L-1的硫酸
水的电离和溶液的酸碱性
[考纲要求] 1.了解水的电离、水的离子积常数。2.了解溶液pH的定义,了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
知识点一 水的电离
1.电离方程式
水是一种________的电解质,H2O+H2O??____________________,简写为
__________________。
2.水的离子积常数
(1)符号:__________。
(2)公式:KW=______________,25 ℃时KW=__________________。
3.影响KW大小的因素
(1)水的电离过程是个________的过程,故温度升高,H2O的KW________。
(2)水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯水,也适用于稀的________水溶液,只要________不变,KW就不变。
4.影响水的电离平衡的因素
(1)酸、碱均可________水的电离;
(2)升高温度可________水的电离;
(3)易水解的盐均可________水的电离;
(4)活泼金属(Na)可________水的电离。
问题思考
1.常温时,纯水的离子积KW=1×10-14 mol2·L-2,那么酸、碱、盐溶液中,在常温时KW的值如何?
2.在pH=2的盐酸溶液中由水电离出来的c(H+)与c(OH-)之间的关系是什么?
知识点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性是由溶液中c(H+)与c(OH-)相对大小决定的:
(1)c(H+)____c(OH-),溶液呈酸性;
(2)c(H+)____c(OH-),溶液呈中性;
(3)c(H+)____c(OH-),溶液呈碱性。
问题思考
3.(1)某溶液的pH=7,该溶液是否一定为中性?
(2)若已知c(H+)>c(OH-),该溶液是否一定为酸性?
2.pH
(1)计算公式:pH=________________。
(2)适用范围:________。
(3)表示意义:表示溶液酸碱性的强弱,pH越小,酸性越强;pH越大,碱性越强。
3.pH试纸的使用
方法:把一小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央,试纸变色后,与__________比较来确定溶液的pH。
问题思考
4.用pH试纸测pH时应注意什么问题?记录数据时又要注意什么?
知识点三 酸碱中和滴定
1.主要仪器
(1)滴定管
滴定管分为________滴定管和________滴定管。酸性溶液装在________滴定管中,碱性溶液装在________滴定管中。如图所示:
(2)锥形瓶、烧杯、铁架台、滴定管夹等。
2.主要试剂
标准液、待测液、________、蒸馏水。
3.实验操作(用标准盐酸滴定待测NaOH溶液)
(1)准备
滴定管:________→洗涤→________→装液→调液面→记录。
锥形瓶:注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
左手__________________,右手__________________,眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化,滴定至终点,记下读数。
(3)计算
平行滴定________次,取平均值求出结果。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5红色
5~8________
>8蓝色
甲基橙
<3.1______
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8无色
8~10________
>10____
问题思考
5.KMnO4(H+)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中?
6.(1)中和滴定的关键是什么?
(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗?
一、溶液pH的计算
1.总体原则
想方设法求出溶液中c(H+),然后再对c(H+)求负对数,即pH=-lg c(H+),但注意溶液为碱性溶液时,应先求________,再求c(H+)=__________,最后求pH。
2.具体情况
(1)酸、碱溶液pH的计算
①强酸溶液,如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=________ mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg________。
②强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(OH-)=nc mol·L-1,c(H+)=______________ mol·L-1,pH=-lgc(H+)=______________。
③弱酸溶液和弱碱溶液的pH求法。
典例导悟1 已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5 mol·L-1,求0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH=________。
(2)酸碱混合pH计算
①两强酸混合
c混(H+)=_______________________________________________________________;
②两强碱混合
c混(OH-)=______________________________________________________________;
③强酸、强碱混合(一者过量):
=。
典例导悟2 某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系为( )
A.V(酸)=102V(碱) B.V(碱)=102V(酸)
C.V(酸)=2V(碱) D.V(碱)=2V(酸)
听课记录:
(3)酸、碱溶液稀释后pH的计算
①强酸和强碱溶液分别稀释10n倍后,则pH稀和pH原的关系是什么?
②强酸和强碱无限稀释时,为什么其pH值都约为7?
③弱酸或弱碱溶液稀释10n倍后,则pH稀和pH原的关系是什么?
思维升华 溶液中的c(H+)与水电离出的c(H+)是否相同,有什么关系?
二、酸碱中和滴定的误差分析
1.原理(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
cB=
VB——准确量取的待测液的体积;
cA——标准溶液的浓度。
故有:cB正比于VA。
2.常见误差
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
步骤
操作
VA
cB
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
碱式滴定管未用待测溶液润洗
锥形瓶用待测溶液润洗
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
振荡锥形瓶时部分液体溅出
部分酸液滴出锥形瓶外
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
典例导悟3 一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制1 mol·L-1的稀硫酸标准溶液,然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中正确的是________。
A.实验中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要检漏
B.如果实验中需用60 mL的稀硫酸标准溶液,配制时应选用100 mL容量瓶
C.容量瓶中含有少量蒸馏水,会导致所配标准溶液的浓度偏小
D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫酸,则测得的NaOH溶液的浓度将偏大
E.配制溶液时,定容时俯视读数,则导致实验结果偏大
F.中和滴定时,若在最后一次读数时俯视读数,则导致实验结果偏大
题组一 水的电离
1.判断正误
(1)4 ℃时,纯水的pH=7( )
(2013·江苏-2B)
(2)由水电离的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO能大量共存( )
(2013·江苏-6B)
2.(2008·上海,11)常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=1×10-13 mol·L-1,该溶液可能是( )
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液
④氢氧化钠水溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
题组二 溶液的酸碱性与pH值
3.(2013·上海,19)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )
A.b不可能显碱性
B.a可能显酸性或碱性
C.a不可能显酸性
D.b可能显碱性或酸性
4.判断正误
(1)25 ℃时,某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐( )
(2013·天津理综-4A)
(2)25 ℃时,pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍( )
(2013·天津理综-4B)
5.(2013·海南,2)常温下,将0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于( )
A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4
6.(2013·全国理综Ⅰ,9)下列叙述正确的是( )
A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
C.1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8.0
D.若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
题组三 酸碱中和滴定
7.(2013·安徽理综,13)室温下,将1.000 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的是( )
A.a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1
B.b点:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.c点:c(Cl-)=c(NH)
D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
8.(2013·全国理综Ⅰ,10)用0.10 mol·L-1的盐酸滴定0.10 mol·L-1的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是( )
A.c(NH)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+)
B.c(NH)=c(Cl-),c(OH-)=c(H+)
C.c(Cl-)>c(NH),c(OH-)>c(H+)
D.c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-)
题组一 水的电离
1.下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是( )
①pH=0的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸 ③0.01 mol·L-1的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液
A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
2.
在不同温度下的水溶液中c(H+)=10x mol·L-1,c(OH-)=10y mol·L-1,x与y的关系如右图所示。请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为________,曲线Ⅰ所代表的温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是________________
________________________________________________________________________。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为__________。
题组二 溶液的酸碱性与pH
3.对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是( )
A.该溶液1 mL稀释至100 mL后,pH等于2
B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为1012
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍
4.(2013·徐州质检)室温时,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是( )
A.若x=y,且a+b=14,则pH>7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
题组三 酸碱中和滴定
5.右图是向100 mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时,溶液pH变化的图象,根据
图象所得结论正确的是( )
A.原来盐酸的物质的量浓度为0.1 mol·L-1
B.x为0.01 mol的NaOH
C.原来盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
D.x为1 mol的NaOH
6.实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空:
(1)配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaOH标准溶液。
①主要操作步骤:计算→称量→溶解→______(冷却后)→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→______→______→将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。
②称量________g氢氧化钠固体所需仪器有:托盘天平(带砝码、镊子)、________、________。
(2)取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号
NaOH溶液的浓度(mol·L-1)
滴定完成时,NaOH溶液滴入的体积(mL)
待测盐酸的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是________________________________________________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为________________________________
(保留两位有效数字)。
③排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________(填字母序号)。
A.滴定终点读数时俯视
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.称量NaOH固体中混有Na2CO3固体
E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
题组四 实验探究
7.某校化学兴趣小组的同学对一含有少量Na2SO4的NaOH样品中NaOH的含量进行测定。回答下列问题:
(1)甲同学运用沉淀法测定样品中NaOH的含量。甲同学选用的药品除样品外,还应用__________;实验中应测定的数据有____________________________________________。
(2)乙同学运用滴定法测定样品中NaOH的含量。
①用分析天平准确称取该样品5.000 0 g,全部溶于水配制成1 000.0 mL的溶液。用碱式滴定管取其中20.00 mL放在锥形瓶中,滴加几滴指示剂,待测。滴定管在使用前除洗涤外,还应__________________________。
②用浓度为0.100 0 mol·L-1的盐酸标准溶液进行滴定。开始滴定前的一步操作是________________________________________________________________________。
③滴定过程中用pH计测定锥形瓶中溶液的pH,临近滴定终点时测定pH应每滴一滴测一次。
④滴定过程中,锥形瓶中溶液的pH变化如下:
V(HCl)
/mL
0.00
12.00
18.00
22.00
23.00
23.96
24.00
24.04
25.00
26.00
30.00
pH
13.1
12.6
12.2
11.7
11.4
9.9
7.0
4.0
2.7
2.4
1.9
请在下面坐标图中绘制出上述中和滴定的曲线。
⑤下表是几种酸碱指示剂的变色范围,根据你作出的中和滴定曲线分析,上述中和滴定中应选用的指示剂是____________。
指示剂
变色范围
(pH)
颜色
酸色
碱色
甲基橙
3.1~4.4
红
黄
石蕊
5.0~8.0
红
蓝
酚酞
8.2~10.0
无
红
⑥样品中,NaOH的质量百分含量为______________。
学案39 水的电离和溶液的酸碱性
【课前准备区】
知识点一
1.极弱 H3O++OH- H2OH++OH-
2.(1)KW (2)c(H+)·c(OH-) 1×10-14 mol2·L-2
3.(1)吸热 增大
(2)电解质 温度
4.(1)抑制 (2)促进 (3)促进 (4)促进
知识点二
1.(1)> (2)= (3)<
2.(1)-lgc(H+) (2)0~14
3.标准比色卡
知识点三
1.(1)酸式 碱式 酸式 碱式
2.指示剂
3.(1)检漏 润洗
(2)握活塞旋转开关 不断旋转摇动锥形瓶
(3)2~3
4.
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5红色
5~8紫色
>8蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8无色
8~10浅红
>10红色
问题思考
1.不变,因为KW仅与温度有关,温度不变,则KW不变。与外加酸、碱、盐无关。
2.外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。
3.(1)因温度不确定,pH=7的溶液不一定显中性。
(2)只要c(H+)>c(OH-),溶液一定呈酸性。
4.pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差;用pH试纸读出的pH只能是整数。
5.强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中,碱性溶液盛放在碱式滴定管中。
即酸性KMnO4溶液、稀盐酸、溴水应盛放在酸式滴定管中,Na2CO3溶液盛放在碱式滴定管中。
6.(1)中和滴定的关键:①准确测定两种反应物溶液的体积;②确保标准液、待测液浓度的准确;③滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)。(2)滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,不一定是酸碱恰好中和的点。
【课堂活动区】
一、1.c(OH-)
2.(1)①nc (nc) ② 14+lg(nc)
(2)①
②
(3)①强酸溶液每稀释10n倍,c(H+)减小为原来的,pH稀=pH原+n;
强碱溶液每稀释10n倍,c(OH-)减小为原来的,pH稀=pH原-n。
②强酸或强碱溶液无限稀释时,由于水的电离平衡不能忽略,故pH只能接近于7(或约等7)。
③弱酸溶液稀释时c(H+)减小的程度比强酸小,每稀释10n倍,pH稀弱碱溶液稀释时c(OH-)减小的程度比强碱小,pH稀>pH原-n。
思维升华 溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)是不同的:
(1)室温下水电离出的c(H+)=1×10-7 mol·L-1,若某溶液中水电离出的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,则可判断出该溶液中加入了酸或碱抑制了水的电离;若某溶液中水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。
(2)室温下,溶液中的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液;溶液中的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,说明该溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。
二、2.变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 不变 无影响 变小 偏低 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高
典例导悟
1.2.9
解析 电离平衡是化学平衡的一种,该题实质是知道平衡常数,可求物质的平衡浓度,然后再对平衡浓度进行负对数运算。
CH3COOH CH3COO- + H+
c(初始) 0.1 mol·L-1 0 0
c(电离) c(H+) c(H+) c(H+)
c(平衡) 0.1-c(H+) c(H+) c(H+)
则Ka==1.8×10-5
解得c(H+)=1.3×10-3 mol·L-1,所以pH=-lg c(H+)=-lg(1.3×10-3)=2.9。
2.B [强酸中c(H+)=10-a mol·L-1,强碱中c(OH-)= mol·L-1=10-14+b mol·L-1=10-14+12-a mol·L-1=10-2-a mol·L-1,混合后pH=7,即n(H+)=n(OH-),故V(碱)=102V(酸)。]
3.ABD [A项,滴定管、容量瓶都为带塞仪器,使用前需检漏,正确;B项,实验室无60 mL容量瓶,选择容积比60 mL大而与之接近的容量瓶配制,B正确;C项,容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响;D项,酸式滴定管不润洗,使所测NaOH浓度偏大,正确;E项,配制溶液时,定容时俯视,所配溶液浓度偏高,导致实验结果偏小;F项,导致实验结果偏小。]
【课后练习区】
高考集训
1.(1)×
解析 25 ℃时,纯水的pH=7,温度降低,H2OH++OH-平衡向左移动,c(H+)减小,pH增大。
(2)×
解析 由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1,此时溶液显强酸性或显强碱性,HCO在两种溶液中都不能大量共存。
2.A 3.AB
4.(1)×
解析 25 ℃时,pH<7还有可能为酸式盐,如NaHSO4。
(2)√
解析 pH=4.5的溶液c(H+)=10-4.5mol·L-1,pH=6.5的溶液c(H+)=10-6.5mol·L-1。
5.B [假设溶液为1 L,n(H+)=0.12 mol、n(OH-)=0.1 mol,酸过量,反应后溶液中c(H+)==0.01 mol·L-1,所以pH=2.0。]
6.D 7.C
8.C [向氨水中逐滴滴加盐酸,得到溶液的成分可能有①NH3·H2O和NH4Cl ②NH4Cl ③NH4Cl和HCl,A符合①,由电中性原理知B正确,C中电荷不守恒错误,D符合③。]
考点集训
1.A [①中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14 mol·L-1;
②中c(H+)=0.1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1;
③中c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12 mol·L-1;
④中c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1,同③所述由水电离出的c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1。
即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶100∶1 000。]
2.(1)1×10-12 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小,由于水的电离过程是吸热过程,温度越高,离子积越大,故曲线Ⅱ代表的温度低 (2)10
解析 (1)根据曲线中的数据,可以知道曲线Ⅰ代表的温度下水的离子积为1×10-12,水的电离过程是吸热过程,温度越高,水的离子积就越大,曲线Ⅰ所代表的水的离子积比曲线Ⅱ的大,所以,曲线Ⅰ代表的温度高。
(2)曲线Ⅰ所代表水的离子积为1×10-12 mol2·L-2,0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1,则c(H+)=10-10 mol·L-1,pH=10。
3.BC [A项,HNO3是强酸,pH为1的硝酸c(H+)为0.1 mol·L-1,溶液体积增大102倍,pH增大2,A错;B项,Ba(OH)2为强碱,pH为13的Ba(OH)2中c(OH-)为0.1 mol·L-1,与HNO3恰好完全反应,B正确;C项,c水(OH-)=c水(H+)=mol·L-1=10-13mol·L-1,==1012,C正确;D项,pH为3的硝酸中水电离出的c水(H+)=c水(OH-)=mol·L-1=10-11mol·L-1,两种HNO3溶液中水电离出的c水(H+)的比值为=1∶100,D错。]
4.D [本题主要考查有关pH的简单计算。
由题意知:n(NaOH)=x·10a-14·10-3 mol,n(HCl)=y·10-b·10-3 mol,所以n(NaOH)∶n(HCl)==×10a+b-14。若x=y,且a+b=14,则n(NaOH)=n(HCl)二者恰好完全反应,pH=7;若10x=y且a+b=13,则碱不足,pH<7;若ax=by且a+b=13则n(NaOH)∶n(HCl)=·<1,碱不足,故pH<7;若x=10y且a+b=14,则n(NaOH)∶n(HCl)=10>1,NaOH过量,pH>7。]
5.AB [从题图中知,起始的盐酸溶液pH=1,c(H+)=0.1 mol·L-1。
n(HCl)=0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol
所以n(NaOH)=n(HCl)=0.01 mol。]
6.(1)①转移 定容 摇匀
②0.4 烧杯(或表面皿) 药匙
(2)①最后一滴NaOH溶液加入,溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色 ②0.11 mol·L-1 ③丙
④DE
解析 (1)题目要求配制100 mL 0.10 mol·L-1 NaOH标准液,应用天平称取0.1 L×0.10 mol·L-1×40 g·mol-1=0.4 g NaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品,不能放在托盘天平上直接称量,应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。
(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化,我们可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时,应计算三次中和滴定的平均值,因NaOH标准液浓度及待测液的体积也一样,故只算NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知,弯曲橡皮管即可将管中的气泡排出。
7.(1)MgCl2溶液 样品质量和加入足量MgCl2溶液后生成沉淀的质量 (2)①检漏 ②调节盛标准液滴定管的液面于“0”刻度或“0”刻度以下某一刻度 ④滴定曲线如下图 ⑤甲基橙或酚酞 ⑥96%
解析 (1)利用沉淀法测定样品中NaOH的含量,选用能与NaOH生成沉淀且不和SO生成沉淀的物质,为了使OH-沉淀尽可能完全,选用Mg2+(氢氧化镁溶解度小)。
(2)③pH计是用来测量溶液pH的仪器,能较方便准确地测定溶液的pH,在滴定终点附近溶液的pH会出现突变,所以此时需每滴一滴测一次。⑤由于石蕊变色时不容易判断,一般不选作指示剂,强酸滴定强碱可以选用甲基橙或酚酞。⑥w(NaOH)=×100%=96%。