实验活动 强酸与强碱的中和滴定—高二化学人教版(2019)选修一课时优化训练
一、单选题
1.用溶液滴定20.00 mL的稀醋酸溶液,测定稀醋酸溶液中的浓度。下列说法错误的是( )
A.润洗滴定管的方法:从滴定管上口加入3~5 mL所要盛装的酸溶液或碱溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁,然后将液体从滴定管上口放入预置的烧杯中
B.赶出碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如图所示
C.该滴定实验可选用酚酞作指示剂
D.当加入半滴NaOH溶液后,溶液变色,立即读数,可能导致测定结果偏小
2.常温下,向某二元弱酸溶液中逐滴加人NaOH溶液,混合溶液中[X为或]与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ⅰ表示随pH变化的关系曲线
B.由图可知,的二级电离常数数量级为
C.从a点到b点过程中,水的电离程度先增大后减小
D.NaHY溶液中的离子浓度大小为
3.25℃下,在含一定质量的悬浊液中,分6次快速注入等量盐酸,体系pH变化曲线如图。下列说法不正确的是( )
A.由图可知,酸碱中和反应速率大于沉淀溶解速率
B.第6次加入盐酸时,沉淀消耗完全
C.由图可知
D.上述过程中沉淀溶解平衡常数保持不变
4.室温时,将0.10NaOH溶液滴入20.00mL未知浓度的某一元酸HA溶液中,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化曲线如图所示(忽略溶液混合时体积的变化)。当V(NaOH)=20.00mL(图中c点),二者恰好完全反应。则下列有关说法不正确的是( )
A.HA为弱酸,其物质的量浓度为0.10
B.a点时:
C.的值:b点近似等于c点
D.d点时:
5.在25 ℃时,向50.00 mL未知浓度的氨水中逐滴加入的HCl溶液。滴定过程中,溶液的POH[]与滴入HCl溶液体积的关系如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.图中②点所示溶液的导电能力弱于①点
B.③点处水电离出的
C.图中点①所示溶液中,
D.25 ℃时氨水的 约为
6.下列图示与对应的叙述不相符合的是( )
A.图甲表示燃料燃烧反应的能量变化
B.图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.图丙表示除去氧化膜的镁条投入到稀盐酸中,反应速率v随时间t的变化曲线
D.图丁表示某温度下mLl.0mol/LHCl溶液和mL1.5mol/L的NaOH溶液混合均匀后溶液温度随的变化趋势(+=50mL)
7.常温下,溶液中部分微粒的(可通入加入或调节溶液关系如图所示。,。下列说法正确的是( )
A.曲线②和③分别表示和随的变化
B.溶液中M点对应的
C.的水解平衡常数约为
D.原溶液中
8.常温下,用的NaOH溶液滴定20.00mL等浓度的某酸HX,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.HX为强酸
B.c点溶液中:
C.需用甲基橙作指示剂
D.d点溶液中:
9.某学习小组探究利用强碱准确滴定强酸和弱酸混合溶液中强酸的可能性,以溶液滴定同浓度HCl和HA混合溶液为例(HA代表不同的任意弱酸)。HCl滴定百分比x、分布系数随pH变化关系如下图所示。
[已知,lg2=0.3]下列说法正确的是( )
A.曲线对应酸的电离常数:Ⅱ<Ⅲ
B.a点的纵坐标约为0.67
C.b点处存在如下关系:
D.甲基橙作指示剂,大于时,即可准确滴定混合溶液中的HCl
10.时,用的溶液滴定等浓度的一元酸溶液,混合溶液的及[指水电离出的浓度]与滴入溶液体积关系如图所示(忽略溶液体积的变化)。下列说法正确的是( )
A.滴定过程中应选用甲基橙作指示剂
B.点a溶液中,
C.点b溶液中
D.点c溶液呈中性,
二、填空题
11.草酸是一种易溶于水的二元有机弱酸,常用作还原剂、沉淀剂等,可与酸性溶液发生反应:。请回答下列问题:
(1)探究外界条件对反应速率的影响。
实验编号 所加试剂及用量/ 条件 溶液颜色褪至无色需时间
的溶液 的溶液 的稀硫酸 水 温度
1 12.0 2.0 3.0 3.0 20
2 6.0 2.0 3.0 20
3 2.0 3.0 9.0 30
①完成此实验设计,其中:___________,___________。
②对比实验2、3可探究___________对反应速率的影响。
(2)用草酸及草酸盐的性质可测定人体血液中钙离子的浓度。
方法如下:抽取的血液样品,加入足量的草酸铵溶液,可析出草酸钙沉淀,将此草酸钙沉淀洗涤后溶于足量强酸可得草酸溶液,然后用的酸性标准溶液滴定草酸溶液,根据消耗酸性标准溶液的体积即可测定血液样品中的浓度。
①如何判断滴定终点:______________________。
②本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是___________(填标号)。若消耗的酸性标准溶液为,则该血液样品中的浓度为___________。
A.
B.
C.
D.
③下列操作会使测得的血液样品中的浓度偏高的是___________(填标号)。
A.滴定管未用标准液润洗就直接注入酸性高锰酸钾溶液
B.滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥
C.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定结束后读取标准液体积时,俯视读数
12.钒()被称为钢铁行业的“维生素”。从某钒矿石焙砂中提取钒的主要流程如下:
已知:i.滤液A中的阳离子主要有、、、等;
ii.“萃取”过程可表示为(有机相)(有机相)。
回答下列问题:
(1)钒矿石焙砂要进行研磨粉碎,研磨粉碎的目的是______。
(2)“浸钒”过程中,与硫酸反应的化学方程式为______。
(3)用铁粉“还原”过程中,有如下转化:,;写出其转化的离子方程式:______。
(4)“萃取”前,若不用石灰乳先中和,萃取效果不好,原因是______。
(5)滤渣D的主要成分______(写化学式)。
(6)用以下方法测量“浸钒”过程中钒的浸出率。从滤液A中取出,用蒸馏水稀释至,加入适量过硫酸铵,加热,将滤液A中可能存在的氧化为,继续加热煮沸,除去过量的过硫酸铵。冷却后加入3滴指示剂,用的标准溶液将滴定为,共消耗溶液。
已知:a.所取钒矿石焙砂中钒元素的质量为克;所得滤液A的总体积为;
b.3滴指示剂消耗溶液。
①用上述方法测得“浸钒”过程中钒的浸出率为______(用含相应字母的代数式表示)。
②若不除去过量的过硫酸铵,钒浸出率的测定结果将______(填“偏高”“不变”或“偏低”)。
13.滴定法是化学解题思路常用的方法,是一种简便、快速和应用广泛的定量解题思路方法。
Ⅰ.某学生用的盐酸来测定未知物质的量浓度的溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,直到加入最后半滴盐酸后,溶液由______色变为______色,且不改变为止。
(2)有关数据记录如表:
序号 待测样品溶液体积/ 盐酸标准溶液体积/
滴定前的刻度 滴定后的刻度 消耗体积
1 25.00
2 25.00 0.10 24.68 24.58
3 25.00 1.23 25.85 24.62
第一次滴定前、后滴定管中液面的位置如图所示,则该次滴定所消耗盐酸标准溶液的体积为____。
(3)根据所给数据,计算待测溶液的物质的量浓度为______(小数点后保留四位数字)。
(4)下列操作中可能使所测溶液的浓度偏高的是________(填字母);
A.滴定前盛放溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
B.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
C.酸式滴定管在滴定前无气泡,滴定后出现气泡
D.读取盐酸体积时,开始时俯视读数,滴定结束时仰视读数
(5)用溶液分别滴定的盐酸和醋酸溶液各。滴定过程中溶液随滴入的溶液体积变化的两条滴定曲线如图所示:
加入溶液体积/加入溶液体积/
①滴定醋酸的曲线是_______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”);
②和的关系:____(填“>”、“=”或“<”)。
③M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是_______。
Ⅱ.某实验小组为了解题思路补血剂中铁元素的质量分数,用标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
(6)某同学设计的下列滴定方式中,最合理的是_______(填字母)。
Ⅲ.在化学解题思路中采用为指示剂,以标准溶液滴定溶液中的,利用与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
(7)当溶液中恰好完全沉淀(浓度等于)时,溶液中等于_______。(已知、的分别为和)
三、实验题
14.DIS数字化信息系统可以准确测量溶液的pH等。请回答下列问题:
(1)某学习小组利用DIS系统探究强碱和不同酸的中和反应,实验过程如下:
①分别配制的、溶液备用。
②用的NaOH溶液分别滴定的HCl和溶液,连接数据采集器和pH传感器。
③计算机绘制的滴定曲线如图:
ⅰ.从滴定图中得到的信息有___________(写出两条)
ⅱ.曲线A对应的是__________(填“盐酸”或“醋酸”)。
ⅲ.两曲线图中__________(填“>”“=”或“<”)。
(2)另一小组利用DIS系统测定某醋酸溶液的物质的量浓度,通过测量溶液导电能力来判断滴定终点,实验步骤如下:
①用__________(填仪器名称)量取20.00mL醋酸溶液样品,倒入洁净干燥锥形瓶中,连接好DIS系统。如果锥形瓶中含有少蒸馏水,是否会影响测量结果__________(填“是”“否”或“不能确定”)。
②常温时,向锥形瓶中滴加的NaOH溶液,计算机屏幕上显示出溶液导电能力与加入NaOH溶液体积关系的曲线如图。
醋酸与NaOH溶液反应的离子方程式为__________。若图中某一点pH等于8,则__________(精确值)。
参考答案
1.答案:A
解析:润洗滴定管的方法:从滴定管上口加入3~5mL所要盛装的酸溶液或碱溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁,然后将液体从滴定管下口放入烧杯中,故A错误;赶出碱式滴定管乳胶管中气泡的方法如题图所示,需将乳胶管弯曲,排气泡时尖嘴应向斜上方,故B正确;NaOH溶液滴定稀醋酸溶液,可选用酚酞作指示剂,故C正确;当加入半滴NaOH溶液后,溶液变色,立即读数,可能导致测定结果偏小,应等待半分钟,若颜色不恢复至原来的颜色再读数,故D正确。
2.答案:D
解析:二元弱酸的,当溶液的pH相同时,的浓度也相同,:Ⅰ>Ⅱ,则Ⅰ表示与pH的变化关系,Ⅱ表示与pH的变化关系,A错误;点时,,pH=10.35,则,故,数量级为,B错误;从的转化过程中,水的电离程度逐渐增大,在b点,,则,还未完全转化为,则a到b的过程中水的电离程度始终增大,C错误;因的水解常数,故水解程度大于电离程度,NaHY溶液显碱性,离子浓度:,D正确。
3.答案:C
解析:A.中和反应是一个进行的极快的反应,瞬间就可完成,A正确;
B.由图可知第6次加入盐酸时,溶液的pH不变,沉淀消耗完全,B正确;
C.由图可知未加入稀盐酸时溶液的pH=10.6,,则,,,C错误;
D.沉淀溶解平衡常数只与温度有关,温度不变沉淀溶解平衡常数保持不变,D正确;
故选C。
4.答案:D
解析:A.20.00mL0.10的氢氧化钠溶液和20.00mL一元酸HA恰好完全反应,所以HA的浓度为0.10,0.10的HA溶液pH=3,所以HA为弱酸,故A正确;
B.a点加入10mL氢氧化钠溶液,溶质为等浓度的NaA和HA,根据电荷守恒,根据物料守恒,所以,故B正确;
C.设加入氢氧化钠的体积为V,,所以的值b点近似等于c点,故C正确;
D.根据物料守恒,d点时,故D错误;
选D。
5.答案:D
解析:向50.00 mL未知浓度的氨水中逐滴加入的HCl,盐酸和氨水恰好完全反应生成氯化铵和水,氯化铵中铵根水解显酸性,因而②(pH=7)时,氨水稍过量,即反应未完全进行,从①到②,氨水的量减少,氯化铵的量变多,溶液导电能力与溶液中离子浓度呈正比,氯化铵为强电解质,完全电离,得到的离子(铵根的水解不影响)多于氨水电离出的离子(氨水为弱碱,少部分发生电离),因而图中②点所示溶液的导电能力强于①点,A错误;观察图象曲线变化趋势,可推知③为盐酸和氨水恰好完全反应的点,得到氯化铵溶液,盐类的水解促进水的电离,因而溶液pOH=8,则,,B错误;①点盐酸的量是③点的一半,③为恰好完全反应的点,因而易算出①点溶液溶质为等量的和,可知电荷守恒为,又①pOH=4,说明溶液显碱性,则,那么,C错误;时,可知氨水的pOH=2.8,则,又,可知,③点盐酸和氨水恰好反应,因而,因而,D正确。
6.答案:A
解析:A.燃烧为放热反应,反应物的能量比生成物的能量低,A项错误,符合题意;
B.酶催化存在最适宜的温度,在适宜的温度酶的催化活性最高,化学反应速率最快。温度低于或者高于最适温度,化学速率都减慢,B项正确,不符合题意;
C.Mg和HCl反应为放热反应,开始反应时,反应放热且浓度较大,影响速率的主要因素为温度,温度升高,化学反应速率加快。随着反应的进行,浓度降低,影响速率的主要因素为浓度,浓度降低,化学反应速率减慢,C项图象符合,正确,不符合题意;
D.酸碱恰好完全反应,温度最高。则酸碱的物质的量相同,mL×1.0mol/L=mL×1.5mol/L,:=3:2。总体积为50mL,则温度最高的点=30mL。D项正确,不符合题意;
本题答案选A。
7.答案:D
解析:A项,曲线②和③分别表示和随的变化,A错:B项,M点,此时,C项,,故C错:D项,原溶液中存在电荷守恒:,,即,D正确。
8.答案:D
解析:
9.答案:B
解析:A.如图所示,当分布系数均为0.5时,对应,,,A分布系数=0.5时,pH越大,对应酸的电离平衡常数越小,则电离平衡常数:Ⅱ>Ⅲ,A错误;
B.结合当分布系数均为0.5时,可得到曲线Ⅲ对应酸的电离平衡常数,a点对应pH=6.2,带入得到,,B正确;
C.溶液中电荷守恒,b点存在,变形有,因为b点溶液呈酸性,C错误;
D.可以准确滴定混合溶液中的HCl,说的是HCl刚刚滴定结束后,HA才开始电离;甲基橙作指示剂pH=4.4时变色(橙变黄),曲线Ⅲ的起点pH>4,也就是说pH>4,HA才电离,不影响HCl的滴定,故满足题意,D错误;
故答案为:B。
10.答案:C
解析:
11.答案:(1)①9.0;6.0;②温度
(2)①当滴入最后一滴(或半滴)酸性标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且内不褪色,说明已达滴定终点
②D;;③AC
解析:(1)探究外界条件对反应速率的影响。由表格可知,实验1、2可探究草酸浓度对反应速率的影响,变量为草酸浓度,其余条件均相同,溶液总体积应为,则;实验2、3可探究温度对反应速率的影响,变量为温度,其余条件均相同,则。
(2)①当滴入最后一滴(或半滴)酸性标准溶液时,溶液由无色变为浅红色,且内不褪色,说明已达滴定终点。
②溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶,因此用酸式滴定管盛装。应用左手控制酸式滴定管的活塞,因此本实验滴定过程中操作滴定管的图示正确的是D。根据原子守恒和氧化还原反应方程式得到关系式为,则血液样品中。
③A.滴定管未用标准液润洗就直接注入酸性高锰酸钾溶液,使标准液浓度偏低,消耗的体积偏大,所得待测液浓度偏大;B.滴定前盛放待测液的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥,不影响滴定结果;C.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,使标准液体积偏大,待测液浓度偏大;D.根据,滴定结束后读取标准液体积时,俯视读数,使V减小,减小,所测的待测液浓度偏小;选AC。
12.答案:(1)增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率
(2)
(3)
(4)若不用石灰乳中和,溶液中较大,不利于平衡(有机相)(有机相)正向移动,对萃取效果不好
(5)
(6);偏高
解析:(1)钒矿石焙砂要进行研磨粉碎,研磨粉碎的目的是增大接触面积,加快反应速率,提高浸出率。
(2)“浸钒”后滤液A中的阳离子主要有,可知焙砂中与硫酸反应生成,反应方程式为。
(3)“还原”过程中,铁粉把还原为,V元素化合价由+5降低为+4,Fe被氧化为,铁元素化合价由0升高为+2,根据得失电子守恒,电荷守恒、元素守恒,该反应的离子方程式。
(4)“萃取”过程可表示为(有机相)(有机相),“萃取”前,若不用石灰乳先中和,氢离子浓度大,不利于(有机相)(有机相)平衡正向移动,所以萃取效果不好。
(5)由解题思路可知,滤渣D的主要成分为。
(6)① 被Fe2+还原为,V元素化合价由+5降低为+4,被氧化为,Fe元素化合价由+2升高为+3,根据得失电子守恒,、的反应比为1:1,则1mLA溶液中含的物质的量为;“浸钒”过程中钒的浸出率为;
②若不除去过量的过硫酸铵,过硫酸铵氧化,消耗的物质的量偏大,钒浸出率的测定结果将偏高。
13.答案:(1)①黄
②橙
(2)24.60
(3)0.0984
(4)BD
(5)①Ⅰ
②<
③
(6)c
(7)
解析:(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动推形瓶,眼睛注视推形瓶中溶液颜色变化。直到加入最后半滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,且30s不改变为止。故答案为:黄;橙
(2)滴定前滴定管读数为0.30MI,滴定后滴定管读数为24.90mL。第一次滴定所消耗盐酸标准溶液的体积24.90-0.30=24.60mL;故答案为:24.60;
(3)根据所给数据三次滴定消耗盐酸的体积分别为24.60mL、24.58mL、24.62mL,平均体积为。根据公式,故答案为:0.0984;
(4)A.滴定前盛放NaOH溶液的推形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,NaOH的物质的量不变,对所测NaOH的浓度不产生影响,A不符合题意;
B.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸,则滴定时所用盐酸体积偏大,所测NaOH溶液的浓度偏高,B符合题意;
C.酸式滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡消失,则所用盐酸体积偏小,所测NaOH溶液的浓度偏低,C不符合题意;
D.读取盐酸体积时,开始俯视读数,滴定结束时仰视读数,则读取盐酸的体积偏大,所测NaOH溶液的浓度偏高,D符合题意;
故答案为:BD;
(5)①盐酸为强酸,滴定终点时pH=7,醋酸为弱酸, pH=7时未达滴定终点,滴定终点时pH>7,则滴定醋酸的曲线是1,滴定盐酸的曲线为Ⅰ。
②曲线Ⅱ是氢氧化钠滴定醋酸,当溶液pH=7时,有部分醋酸没反应,故滴加氢氧化钠体积小于20mL。曲线II是氢氧化钠滴定盐酸,当pH=7是盐酸和氢氧化钠恰好完全反应,。故;
③M点滴加氢氧化钠为10mL,此时有一半的醋酸反应,反应后溶液中的溶质为等物质的量浓度的醋酸钠、醋酸。此时溶液pH小于7,溶液呈酸性,说明该溶液醋酸电离的程度大于醋酸根水解的程度。故溶液中离子浓度:,故答案为:Ⅰ;<;;
(6)具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管的橡皮管,应用酸式滴定管盛装,滴定时为便于观察颜色变化,滴定终点颜色由浅变深易于观察,应将高锰酸钾滴到待测液中。故答案选c;
(7)在化学解题思路中采用为指示剂,以标准溶液滴定溶液中的,利用与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中恰好沉淀完全(浓度等于)
时,此时溶液中的银离子浓度,则溶液中;故答案为:。
14.答案:(1)ⅰ.起点pH不同,盐酸的小,醋酸的大;均有一个pH突跃
ⅱ.盐酸
ⅲ.>
(2)①酸式滴定管;否
②;
解析:(1)ⅰ.由滴定曲线图可知,两幅图起点pH不同,盐酸的小,醋酸的大;两幅图中均有一个pH突跃。ii.A曲线显示未滴定前溶液的,的HCl溶液的,则A曲线为滴定盐酸的曲线。ⅲ.醋酸和NaOH溶液恰好完全反应时生成醋酸钠,醋酸钠溶液呈碱性,要使溶液呈中性,醋酸必须过量,即加入的NaOH溶液不足,所以。
(2)①量取20.00mL醋酸溶液样品应该选用酸式滴定管;滴定过程中,由于醋酸的物质的量不变,所以锥形瓶中含有少量蒸馏水,不会影响测量结果;
②醋酸与NaOH溶液反应的化学方程式为,醋酸是弱电解质,离子方程式为;,则,,电荷守恒关系为,所以。