第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第2课时 溶液的酸碱性与pH
基础过关练
题组一 溶液酸碱性的判断
1.下列说法正确的是 ( )
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性
2.下列关于溶液酸碱性的说法中,正确的是 ( )
A.c(OH-)很小的溶液不可能呈碱性
B.c(H+)=的溶液一定呈中性
C.pH=6.5的溶液一定呈酸性
D.不能使酚酞试液变红的溶液一定呈中性
题组二 溶液pH的测定
3.(经典题)关于pH的测定,下列说法正确的是 ( )
A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B.不存在pH=0的溶液
C.用广泛pH试纸测得某盐酸的pH=2.3
D.pH计是精密测定溶液pH的仪器
4.用pH试纸测定某溶液的pH,正确的是 ( )
A.将pH试纸浸入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得新制氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
题组三 与pH有关的计算
5.25 ℃时,将25 mL 12 mol·L-1的盐酸与100 mL 2 mol·L-1 NaOH溶液混合后,再稀释至200 mL,该溶液的pH为(已知:lg5≈0.7) ( )
A.0.3 B.1.3 C.0.7 D.1.7
6.已知在100 ℃下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃),水的离子积KW=1×10-12。下列说法正确的是 ( )
A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=2
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液100 mL
7.(经典题)某温度下,KW=1×10-13,该温度下pH=12的NaOH溶液与pH=2的HCl溶液按一定比例混合,所得溶液pH=11,则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为 ( )
A.2∶9 B.1∶9 C.11∶9 D.11∶2
8.下列条件下溶液中的相关计算正确的是(混合溶液时忽略体积的变化)( )
A.常温下1 mL pH=8的NaOH溶液加水至100 mL,pH为6
B.常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液pH为1
C.某温度下KW=1×10-13,溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11 mol·L-1,则该溶液的pH为11或3
D.常温下pH=11的氨水和pH=1的盐酸等体积混合后刚好完全反应,则原氨水中N约占含氮微粒总数的1%
能力提升练
题组一 溶液稀释问题的分析
1.下列关于常温下,体积均为10 mL,pH均为4的HCl溶液(a)和CH3COOH溶液(b)的有关说法错误的是( )
A.两溶液分别与足量Zn反应,HCl溶液放出的H2多
B.稀释至相同pH后,Va
C.溶液加水稀释至体积均扩大为原来的105倍,则pHa≈pHb≈7
D.HCl溶液和CH3COOH溶液对水的电离的抑制程度相同
2.常温下,将初始体积均为V0 L、浓度均为0.1 mol·L-1的H3PO2(一元弱酸)溶液和HBF4溶液,分别加水稀释至体积为V L,两溶液的pH变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.L1代表H3PO2溶液
B.水的电离程度C>B>A
C.降低温度,L1向上移动
D.向C、D点溶液中分别加入NaOH固体至恰好完全反应,消耗的NaOH的质量:C题组二 溶液pH的综合计算
3.某温度下,重水(D2O)的离子积KW=1.6×10-15,规定pD=-lg c(D+)。下列说法错误的是 ( )
A.重水是极弱的电解质,将NaOD加入重水中(温度不变),重水的电离程度增大
B.该温度下,重水的pD=8-2lg2
C.该温度下,2 L含0.01 mol D2SO4的溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL 0.4 mol·L-1 DCl溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD溶液,充分反应后溶液的pD=1(忽略溶液体积的变化)
4.请回答下列问题:
(1)某温度下,某水溶液中的c(H+)=10y mol·L-1,c(OH-)=10x mol·L-1,x和y的关系如图所示。
①该温度下,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)= mol·L-1。
②该温度下,将pH=a的Ba(OH)2溶液V1 L与1×10-b mol·L-1的NaHSO4溶液V2 L混合(忽略溶液体积变化),若溶液混合后BaSO4恰好沉淀完全,且a=12,b=3,则混合后溶液的pH为 。(已知lg3≈0.5)
(2)25 ℃时,将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液的体积比为 。
(3)100 ℃时(KW=1×10-12),pH=2的盐酸和pH=11的NaOH溶液按体积比9∶1混合,混合溶液的pH= 。
(4)25 ℃时,将一小块金属钠投入100 mL水中,收集到气体的体积为1.12 L(已换算为标准状况下),忽略其他因素,此时溶液体积仍为100 mL,反应后溶液的pH= 。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C 2.B 3.D 4.C 5.A 6.A 7.A 8.D
1.C 已知H2O H++OH-,则强碱的水溶液中存在H+,A错误;pH=0的溶液是指c(H+)=1 mol·L-1的溶液,不是酸性最强的溶液,B错误;温度不变时,KW不变,故水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大,C正确;某温度下,纯水中c(OH-)=c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈中性,D错误。
2.B c(H+)3.D pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则可能会造成实验误差,A错误;pH=0的溶液是指c(H+)=1.0 mol/L的溶液,存在pH=0的溶液,B错误;广泛pH试纸只能读取整数,C错误;pH计是精密测定溶液pH的仪器,D正确。
4.C pH试纸直接浸入待测液中,会污染溶液,A错误;新制氯水有强氧化性,pH试纸会被漂白,应用pH计测定新制氯水的pH,B错误;测定溶液pH的正确操作方法为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴到放在玻璃片或表面皿上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡对照,C正确;湿润的pH试纸测定的pH不一定偏低,如用湿润的pH试纸测定氯化钠溶液的pH,测定结果不变,D错误。
5.A 25 mL 12 mol·L-1的盐酸中n(HCl)=25×10-3 L×12 mol·L-1=0.3 mol,100 mL 2 mol·L-1的NaOH溶液中n(NaOH)=100×10-3 L×2 mol·L-1=0.2 mol,则混合后溶液中剩余0.1 mol HCl,稀释至200 mL,c(H+)==0.5 mol·L-1,pH=-lg0.5=1-lg5=1-0.7=0.3。
6.A A项,0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.005 mol·L-1×2=1×10-2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg(1×10-2)=2,正确;B项,0.001 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 mol·L-1,pH=-lg=9,错误;C项,100 ℃下KW=1×10-12,pH=6时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,错误;D项,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,二者等体积混合恰好完全中和,错误。
7.A 该温度下,KW=1×10-13,则pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的HCl溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,混合后溶液的pH=11,即c(OH-)=0.01 mol·L-1,则
=0.01 mol·L-1,可得=。
8.D 常温下,碱溶液加水稀释,pH只能无限接近7但不能等于或小于7,A错误。醋酸是弱酸,部分电离,所以该溶液中c(H+)小于0.1 mol·L-1,则常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1,B错误。若溶液呈碱性,溶液中的H+全部来自水的电离,溶液pH=-lg10-11=11;若溶液呈酸性,溶液中的OH-全部来自水的电离,故溶液中c(OH-)=10-11 mol·L-1,题述温度下KW=1×10-13,则c(H+)=10-2 mol·L-1,溶液pH=-lg10-2=2,C错误。常温下pH=11的氨水和pH=1的盐酸等体积混合刚好反应生成NH4Cl,原氨水中c(NH3·H2O)+c(N)=c(Cl-)=c(HCl)=0.1 mol·L-1,氨水中c(N)≈c(OH-)=10-3 mol·L-1,则原氨水中N约占含氮微粒总数的×100%=1%,D正确。
能力提升练
1.A 2.D 3.A
1.A pH均为4的HCl溶液和CH3COOH溶液中氢离子浓度相同,但CH3COOH为弱酸,存在未电离的CH3COOH,二者分别与足量Zn反应,CH3COOH溶液放出的H2多,A错误;CH3COOH溶液中含未电离的CH3COOH,稀释至相同的pH,CH3COOH溶液需要加入更多的水,所以Va2.D 0.1 mol·L-1的酸溶液,pH=1,说明酸完全电离,为强酸,pH>1,说明酸部分电离,为弱酸。lg=0时,=1,即V=V0,此时还没有加水稀释,可知L1代表H3PO2溶液,A正确;纵坐标为pH,常温下中性溶液pH等于7,酸溶液抑制水的电离,pH越小,酸性越强,水的电离程度越小,B正确;电离是吸热过程,因此降低温度弱酸的电离平衡逆向移动,溶液中氢离子浓度降低,pH增大,因此L1向上移动,C正确;两种酸浓度、体积均相同,二者均为一元酸,恰好中和时所需氢氧化钠质量相等,D错误。
3.A 重水是极弱的电解质,存在电离平衡:D2O OD-+D+,加入NaOD溶液中OD-浓度增大,重水电离平衡逆向移动,重水的电离程度减小,A错误;重水(D2O)的离子积KW=1.6×10-15,则c(D+)=c(OD-)=4×10-8 mol·L-1,pD=-lg c(D+)=-lg4×10-8=8-2lg2,B正确;2 L含0.01 mol D2SO4的溶液中c(D+)=0.01 mol·L-1,pD=-lg0.01=2,C正确;100 mL 0.4 mol·L-1 DCl溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD溶液,DCl过量,c(D+)==0.1 mol·L-1,则pD=1,D正确。
4.答案 (1)①2×10-12 ②11.5 (2)10∶1 (3)9 (4)14
解析 (1)①该温度下,KW=1×10-15,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)== mol·L-1=2×10-12 mol·L-1。②由题意可知,Ba(OH)2溶液中c(OH-)、NaHSO4溶液中c(H+)都是1×10-3 mol·L-1,而c[Ba(OH)2]=5×10-4 mol·L-1,根据Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4↓+NaOH+H2O和溶液混合后BaSO4恰好沉淀完全,可知V1=2V2,混合后c(OH-)= mol·L-1= mol·L-1=×10-3 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=3×10-12 mol·L-1,pH=12-lg3≈11.5。(2)混合溶液的pH=7,说明Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应,设Ba(OH)2、H2SO4溶液的体积分别为V1 L、V2 L,10-5×V1=10-4×V2,解得V1∶V2=10∶1。(3)100 ℃时,pH=2的盐酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,盐酸和NaOH溶液按体积比9∶1混合,充分反应后NaOH过量,设盐酸和NaOH溶液的体积分别为9 L、1 L,则混合后溶液中c(OH-)==10-3 mol·L-1,则c(H+)=10-9 mol·L-1,此时溶液的pH=9。(4)根据反应2Na+2H2O 2NaOH+H2↑可知,n(NaOH)=2n(H2)=2×=0.1 mol,反应后溶液中c(OH-)==1 mol·L-1,则溶液中c(H+)=10-14 mol·L-1,溶液的pH=14。
9第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第3课时 酸碱中和滴定
基础过关练
题组一 滴定管的使用
1.如图利用滴定管进行实验,下列说法错误的是( )
A.滴定管润洗后,润洗液应从滴定管下口流出
B.聚四氟乙烯滴定管可以盛装0.1 mol·L-1盐酸或0.1 mol·L-1 NaOH溶液
C.在使用前,若滴定管旋塞处存在轻微漏水现象,可在旋塞处涂抹适量凡士林
D.用0.1 mol·L-1 NaOH溶液测定盐酸的浓度时可利用题图装置
2.(经典题)下列叙述正确的是 ( )
图1 图2 图3 图4
A.可用图1装置进行KMnO4标准溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液的实验
B.如图2所示,记录滴定终点读取的体积为19.90 mL
C.图3为酸式滴定管,使用后需洗涤干净,并轻轻放入烘箱烘干
D.碱式滴定管排气泡的操作方法如图4,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴充满碱液
题组二 酸碱中和滴定的实验基本操作及指示剂选择
3.(易错题)下列关于酸、碱中和滴定实验操作的叙述有错误的是 ( )
①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗2~3次;②在锥形瓶中加入25.00 mL待测NaOH溶液;③向锥形瓶中加入2滴石蕊溶液做指示剂;④取一支酸式滴定管,洗涤干净后直接向酸式滴定管中注入标准HCl溶液,进行滴定;⑤左手控制酸式滴定管的旋塞,右手摇动锥形瓶;⑥两眼注视滴定管内的盐酸液面的下降。
A.④⑤⑥ B.①④⑤⑥
C.③④⑤ D.①③④⑥
4.用盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙做指示剂。下列说法不正确的是 ( )
A.可以用酚酞代替甲基橙做指示剂
B.滴定前不能用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠吸收少量CO2,不影响滴定结果
D.可用量筒量取25.00 mL NaOH待测液置于锥形瓶中
题组三 酸碱中和滴定的误差分析
5.用酚酞做指示剂,以0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液测定锥形瓶中一定体积的盐酸的物质的量浓度。下列操作将导致测定值高于实际值的是 ( )
A.标准液液面在“0”刻度线以上,未调整就开始滴定
B.滴定过程中振荡时,锥形瓶中有液滴溅出
C.滴定前俯视读数
D.用酚酞做指示剂,锥形瓶中溶液由无色变为粉红色时立即停止滴定
6.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是 ( )
A.配制标准溶液时,称取的NaOH固体中混有KOH
B.滴定用的锥形瓶,先用蒸馏水洗,再用待测液润洗
C.开始实验时碱式滴定管尖嘴部分无气泡,实验结束时有气泡
D.滴定终点读数时,仰视滴定管读数
题组四 酸碱中和滴定实验与数据处理
7.国家标准规定,酿造的食醋中醋酸的含量不得低于3.5 g/100 mL,即每100 mL食醋中,折算成醋酸的含量不得低于3.5 g。选择酚酞做指示剂,用标准NaOH溶液测定白醋中醋酸(假设白醋中的酸均为醋酸)含量,以检测白醋是否符合国家标准。测定过程如图所示:
(1)①滴定达到终点时的现象是滴入半滴标准NaOH溶液后, 。
图甲
②某次实验滴定开始和结束时碱式滴定管中的液面如图甲所示,则消耗NaOH溶液的体积为 mL。
③已知实验所用标准NaOH溶液的浓度为0.060 0 mol·L-1,根据上述滴定结果可知该白醋 (填“符合”或“不符合”)国家标准。
(2)若用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,得到滴定过程中pH随加入NaOH溶液体积变化的两条滴定曲线如图乙所示。
图乙
滴定醋酸的曲线是 (填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
8.如图是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)滴定前读数为 mL,滴定后读数为 mL。
(3)某实验小组同学三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出待测NaOH溶液的浓度是 mol·L-1(保留四位有效数字)。
实验 编号 待测NaOH溶液的体积/mL 盐酸滴定前读数/mL 盐酸滴定后读数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
(4)对下列几种情况进行讨论:
①盛标准液的滴定管,滴定前滴定管尖端有气泡,滴定后气泡消失,会使测定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”,下同)。
②若锥形瓶中有少量蒸馏水,会使测定结果 。
③标准液读数时,若滴定前俯视,滴定后仰视,会使测定结果 。
能力提升练
题组一 酸碱中和滴定曲线分析
1.(经典题)常温下,用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸过程中的pH变化如图所示(已知lg5≈0.7)。下列说法错误的是( )
A.接近b点时,加入极少量NaOH溶液就会引起pH突变
B.滴定过程中,水的电离程度不断减小
C.滴加NaOH溶液30.00 mL时,pH=12.3
D.选指示剂时,其变色范围应在4.3~9.7之间
2.如图曲线a和曲线b是常温下盐酸与氢氧化钠溶液的相互滴定的曲线,下列叙述正确的是 ( )
A.酚酞不能用作本实验的指示剂
B.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
C.曲线a为盐酸滴定氢氧化钠溶液
D.P点时恰好反应完全,溶液呈中性
3.如图是用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定10.00 mL未知浓度的硫酸溶液(酚酞做指示剂)的曲线,已知lg5≈0.7。下列说法正确的是 ( )
A.水电离出的氢离子浓度:a>b
B.硫酸溶液的物质的量浓度为0.100 0 mol·L-1
C.当滴加NaOH溶液为10.00 mL时,该混合液的pH=1
D.当滴入最后半滴标准NaOH溶液时,溶液恰好由无色变为粉红色,且在半分钟内不变色,说明硫酸与NaOH恰好完全反应
题组二 酸碱中和滴定原理的迁移应用
4.电流滴定法(电压10~100 mV)是根据电流情况判断滴定终点,如图所示,仅I2、I-同时存在时才能产生电流。可用此法来测定Na2S2O3溶液的浓度,已知:2S2+2I-。下列说法错误的是 ( )
A.仪器X的名称为碱式滴定管
B.a点为滴定终点
C.若滴定结束后仰视读数,则测定Na2S2O3溶液的浓度偏小
D.若碘液中含有0.15 mol I2,硫代硫酸钠溶液的浓度为0.5 mol·L-1
5.某化学兴趣小组利用滴定原理进行无水碱式氯化铜[Cux(OH)yClz]组成的测定:称取样品12.870 0 g,加稀硝酸溶解,并加水定容至500 mL,得到待测液。
(1)铜的测定:取50.00 mL待测液,加入足量的氢氧化钠溶液,经过滤、洗涤、低温烘干、称量,得到的蓝色固体质量为1.176 0 g。则称取的样品中n(Cu2+)为 mol。
(2)采用沉淀滴定法测定氯,步骤如下:
a.准确量取25.00 mL待测液于锥形瓶中,加入20.00 mL 0.200 0 mol/L AgNO3溶液,充分反应;
b.向其中加入少量硝基苯,使沉淀表面被有机物覆盖(防止AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀);
c.加入指示剂,用0.100 0 mol/L NH4SCN标准溶液滴定过量的AgNO3溶液;
d.重复实验操作三次,平均消耗NH4SCN标准溶液的体积为10.00 mL。
①滴定选用的指示剂是 。
②如果不加硝基苯,可能造成所测含氯量 (填“偏大”或“偏小”)。
(3)根据上述实验结果可推知该碱式氯化铜的化学式为 。
6.维生素C又称为抗坏血酸,是一种可以添加在食品中的抗氧化剂,实验室可用直接碘量法测定果蔬中维生素C的含量。
实验原理:C6H8O6(维生素C)+I2C6H6O6+2HI
实验步骤:
Ⅰ.配制和标定I2溶液
配制I2溶液:称取3.3 g I2和5 g KI置于研钵中(在通风橱内进行),加入少量蒸馏水研磨,待I2全部溶解后,将溶液转入250 mL棕色容量瓶中,定容后充分摇匀。
I2溶液浓度的标定:取I2溶液20.00 mL,置于锥形瓶中,用标准浓度的Na2S2O3溶液滴定至溶液呈浅黄色(反应的离子方程式为I2+2S2),加入少许淀粉做指示剂,继续滴定使溶液恰好呈无色,并半分钟内不变色,平行滴定3次,记录数据如表1:
表1
实验项目 1 2 3
c(Na2S2O3溶液)/(mol·L-1) 0.100 0
V(Na2S2O3溶液)/mL 19.98 20.02 19.82
Ⅱ.果蔬样品的处理:用粉碎机将果蔬样品打成糊状,用干燥的小烧杯准确称取100 g样品,转入250 mL锥形瓶中,并用少量蒸馏水冲洗小烧杯1~2次,冲洗液并入锥形瓶中。
Ⅲ.样品分析:在Ⅱ中锥形瓶中加入10 mL 2 mol·L-1醋酸和少量淀粉溶液,用Ⅰ中I2溶液滴定至终点,平行滴定3次,记录数据如表2:
表2
实验项目 1 2 3
V(I2)/mL 8.92 8.93 8.91
回答下列问题:
(1)配制I2溶液,使用容量瓶为棕色的原因是 。
(2)Ⅲ中达到滴定终点时的现象是 。
(3)若冲洗液没有并入锥形瓶,会使测量结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”,下同);果蔬样品放置在空气中时间过长,会使测量结果 。
(4)c(I2)= ,样品中维生素C的含量是 mg/100 g。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.D 2.D 3.D 4.D 5.C 6.C
1.D 滴定管润洗后,润洗液应从下口自然流出,A正确;聚四氟乙烯属于有机高分子材料,不会被盐酸和氢氧化钠溶液腐蚀,可以盛装盐酸或氢氧化钠溶液,B正确;旋塞处涂抹凡士林可以润滑、防止液体渗出,若滴定管旋塞处存在轻微漏水现象,可在旋塞处涂抹适量凡士林,C正确;用0.1 mol·L-1 NaOH溶液测定盐酸的浓度时,NaOH溶液应盛装在碱式滴定管中,题给装置中的滴定管为酸式滴定管,不能盛装NaOH溶液,D错误。
2.D KMnO4溶液具有氧化性,应盛装在酸式滴定管中,A错误;滴定管的0刻度在上面,故图2中滴定终点读取的体积为18.10 mL,B错误;滴定管用蒸馏水清洗干净后,可倒置自然晾干,也可放入通风橱柜风干,不能放入烘箱烘干,C错误;将碱式滴定管下端向上倾斜,并挤压橡胶管中的玻璃球,就可将气泡排出,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴充满碱液,D正确。
3.D 锥形瓶不能用待测液润洗(易错点),①错误;一般不用石蕊溶液做酸碱中和滴定的指示剂,③错误;滴定管需用标准液润洗后再注入标准液,④错误;滴定时两眼应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,⑥错误。
4.D 用盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,可选甲基橙或酚酞做指示剂,A正确;若滴定前用待测液润洗锥形瓶,NaOH的物质的量增大,消耗盐酸的体积偏大,滴定结果偏高,所以滴定前不能用待测液润洗锥形瓶,B正确;氢氧化钠吸收少量二氧化碳后变为碳酸钠,甲基橙做指示剂,用盐酸进行滴定,最后生成氯化钠,消耗的HCl的物质的量等于NaOH的物质的量,因此氢氧化钠吸收少量CO2不影响滴定结果,C正确;量筒只能精确到0.1 mL,量取25.00 mL NaOH待测液,应该用碱式滴定管,D错误。
5.C 由c(HCl)=可知,标准液液面在“0”刻度线以上,未调整就开始滴定,导致V(NaOH)偏小,测定值偏低,A错误;滴定过程中振荡时,锥形瓶中有液滴溅出,导致V(NaOH)偏小,测定值偏低,B错误;滴定前俯视读数,导致V(NaOH)比实际值偏大,测定值偏高,C正确;锥形瓶中溶液由无色变为粉红色时立即停止滴定,可能HCl并未完全反应,V(NaOH)偏小,测定值偏低,D错误。
6.C KOH的摩尔质量大于NaOH的摩尔质量,称取的NaOH固体中混有KOH会使所配制的NaOH标准溶液中OH-的浓度偏低,滴定时消耗的NaOH标准溶液的体积偏大,根据c(HCl)=可知,测定结果偏高,A错误;锥形瓶如果用待测液润洗会使n(HCl)偏大,消耗NaOH标准溶液的体积偏大,根据c(HCl)=可知,测定结果偏高,B错误;滴定前无气泡,滴定后有气泡,导致读取的NaOH标准溶液的体积偏小,根据c(HCl)=可知,测定结果偏低,C正确;滴定终点时仰视滴定管读数,导致读取的NaOH标准溶液的体积偏大,根据c(HCl)=可知,测定结果偏高,D错误。
7.答案 (1)①溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色 ②26.10 ③符合
(2)Ⅰ
解析 (1)②根据图甲中所示滴定前后碱式滴定管液面可知,消耗标准NaOH溶液的体积为26.10 mL。③实验所用标准NaOH溶液的浓度为0.060 0 mol·L-1,则稀释后溶液中醋酸浓度为==0.062 64 mol·L-1,则白醋中醋酸浓度为0.062 64 mol·L-1×10=0.626 4 mol·L-1,100 mL白醋中醋酸的质量为0.626 4 mol·L-1×0.1 L×60 g·mol-1≈3.76 g>3.5 g,故该白醋符合国家标准。
(2)醋酸是弱酸,盐酸是强酸,相同浓度的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液的pH较大,则滴定醋酸溶液的曲线是Ⅰ。
8.答案 (1)酸式滴定管 (2)0.80 22.80
(3)0.110 0 (4)①偏高 ②不变 ③偏高
解析 (3)第2次实验消耗盐酸的体积与其他两次实验差别较大,应舍去,第1次和第3次消耗盐酸的体积分别为22.02 mL、21.98 mL,平均体积为 mL=22.00 mL,c(NaOH)== mol·L-1=0.110 0 mol·L-1。(4)①会使V(HCl)偏大,测定的c(NaOH)偏高;②对测定结果无影响;③会使V(HCl)偏大,测定的c(NaOH)偏高。
能力提升练
1.B 2.D 3.B 4.B
1.B b点为反应终点,接近b点时,极少量NaOH溶液就会引起pH突变,A正确;HCl抑制水的电离,随着NaOH溶液加入,水的电离程度增大,恰好完全反应后再滴加NaOH溶液,水的电离程度减小,B错误;滴加NaOH溶液30.00 mL时,溶液中c(OH-)= mol/L=0.02 mol/L,则c(H+)= mol/L=5×10-13 mol/L,故溶液的pH=-lg c(H+)=13-lg5=12.3,C正确;指示剂的变色范围应在突变范围内,由题图可知,选指示剂时,其变色范围应在4.3~9.7之间,D正确。
2.D 酚酞的变色范围是8.2~10,且变色现象较明显,所以该中和滴定实验可以用酚酞做指示剂,A错误;曲线a所表示的中和反应刚开始时溶液的pH=1,说明被滴定的溶液是盐酸,所以曲线a表示的是氢氧化钠溶液滴定盐酸,故c(HCl)=c(H+)=0.1 mol·L-1,B、C错误;P点时二者恰好完全反应,生成氯化钠和H2O,溶液呈中性,D正确。
3.B 由题图知当滴加NaOH溶液的体积为20.00 mL时,硫酸与NaOH刚好完全反应,则a点剩余硫酸的浓度比b点大,a点对水电离的抑制作用比b点大,所以水电离出的氢离子浓度:a4.B 根据题图中仪器X外观构造可知其为碱式滴定管,A正确;根据“仅I2、I-同时存在时才能产生电流”知,滴定终点时无I2,电流应为0,a点不是滴定终点,B错误;仰视读数造成读取的Na2S2O3溶液的体积偏大,则测定的Na2S2O3溶液的浓度偏小,C正确;n(Na2S2O3)=2n(I2)=0.3 mol,V(Na2S2O3)=0.6 L,所以硫代硫酸钠溶液的浓度为c===0.5 mol·L-1,D正确。
5.答案 (1)0.12 (2)①Fe(NO3)3溶液 ②偏小 (3)Cu2(OH)3Cl
解析 (1)取50.00 mL待测液,加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤、低温烘干、称量,得到1.176 0 g蓝色固体Cu(OH)2,则n[Cu(OH)2]==0.012 mol,则称取的样品中n(Cu2+)=×0.012 mol=0.12 mol。(2)①滴定时,SCN-与Ag+结合生成AgSCN沉淀,当多余的Ag+被沉淀完全,再滴入NH4SCN标准溶液,可利用Fe3+与SCN-反应生成血红色物质而观察到溶液变色,则应选用的指示剂为Fe(NO3)3溶液。②滴加NH4SCN标准溶液前,先加入硝基苯使AgCl沉淀表面被有机物覆盖,如果不加硝基苯,部分AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀,消耗NH4SCN溶液体积偏大,导致计算的转化为AgCl沉淀消耗的AgNO3溶液的体积偏小,则测得样品中氯元素的含量偏小。(3)12.870 0 g无水碱式氯化铜中,含n(Cu2+)=0.12 mol;10.00 mL 0.100 0 mol/L NH4SCN溶液中含n(NH4SCN)=0.001 mol,共加入20.00 mL 0.200 0 mol/L AgNO3溶液,由NH4SCN~AgNO3可知,与Cl-反应的n(AgNO3)=0.02 L×0.200 0 mol/L-0.001 mol=0.003 mol,由Cl-~Ag+可知,n(Cl-)=0.003 mol,则样品中n(Cl-)=0.003 mol×=0.06 mol;根据化合物中元素化合价代数和为0可知,2n(Cu2+)=n(Cl-)+n(OH-),即2×0.12 mol=0.06 mol+n(OH-),解得n(OH-)=0.18 mol,则无水碱式氯化铜中n(Cu2+)∶n(OH-)∶n(Cl-)=0.12 mol∶0.18 mol∶0.06 mol=2∶3∶1,即无水碱式氯化铜的化学式为Cu2(OH)3Cl。
6.答案 (1)碘易升华,需要避光
(2)溶液恰好由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
(3)偏小 偏小 (4)0.050 0 mol·L-1 78.5
解析 (2)碘遇淀粉变蓝,所以达到滴定终点时的现象为溶液恰好由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
(3)若冲洗液未并入锥形瓶,导致n(维生素C)偏小,滴定时消耗的I2溶液的体积偏小,测定结果偏小;果蔬样品长时间置于空气中,部分维生素C被氧气氧化,导致滴定时消耗I2溶液的体积偏小,测定结果偏小。
(4)表1中第三组数据与前两组相差较多,舍去,1、2两组平均消耗Na2S2O3溶液体积为 mL=20 mL,根据c(I2)=,c(I2)= mol·L-1=0.050 0 mol·L-1,维生素C含量为≈78.5 mg/100 g。
16第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时 水的电离
基础过关练
题组一 水的电离
1.科学家们通过精确的导电性实验证明,纯水中除了大量的水分子,还存在极少量的H3O+和OH-。根据信息推断,下列叙述错误的是 ( )
A.水中存在极少量的H3O+和OH-,说明水是一种极弱的电解质
B.常温下,水的电离需要通电才能进行
C.若液氨的电离与水相似,则液氨的电离方程式可以表示为2NH3 N
D.蒸馏水也能导电,只是导电能力非常弱
2.(经典题)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH-,下列叙述正确的是 ( )
A.向平衡体系中加水,c(H+)增大
B.向水中通入少量HCl气体,增大
C.将水加热,c(H+)增大,pH增大
D.向水中加入少量NaOH固体,平衡正向移动,c(H+)减小
3.下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的是 ( )
A.向纯水中投入少量Na2O2
B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2
D.向水中加入NaCl
4.25 ℃时,若溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,则下列说法正确的是 ( )
A.该溶液中水的电离被促进
B.该溶液的pH一定为12
C.该溶液一定是NaOH溶液
D.该溶液中K+、Na+、Cl-、N可能大量共存
题组二 水的离子积
5.(经典题)如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是 ( )
A.图中T1B.M区域内(不包括边界)任意点均有c(H+)>c(OH-)
C.XZ线上任意点均有c(H+)=c(OH-)
D.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=KW
6.已知水的电离平衡曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为 。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是 。
(3)从A点到D点,可采取的措施是 (填字母)。
a.升温 b.加入少量盐酸
c.降温 d.加入少量NaOH
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.B 2.B 3.C 4.D 5.B
1.B 纯水中存在极少量的H3O+和OH-,说明水发生了电离,纯水中还存在大量的水分子,则水为弱电解质,A正确;常温下水的电离是自发过程,不需要通电,B错误;纯水中存在极少量的H3O+和OH-,说明水的电离方程式为2H2O H3O++OH-,若液氨的电离与水相似,则液氨的电离方程式为2NH3 N+N,C正确;蒸馏水可发生微弱电离,能导电,离子浓度小,导电能力非常弱,D正确。
2.B 向平衡体系中加水,温度不变,c(H+)不变,A错误;向水中通入少量HCl气体,c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,所以增大,B正确;将水加热,促进水的电离,c(H+)增大,pH减小,C错误;向水中加入少量NaOH固体,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(H+)减小,D错误。
3.C A项,Na2O2与H2O反应可生成NaOH,使溶液显碱性,c(OH-)>c(H+);B项,加热可促进水的电离,但c(H+)=c(OH-);C项,CO2可与水反应生成H2CO3,H2CO3为弱酸,在水中可电离出H+,抑制水的电离,溶液中c(H+)>c(OH-);D项,NaCl对水的电离无影响;故C项符合题意。
4.D 25 ℃时,水电离产生的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液中水的电离受到抑制,A错误;该溶液可能呈酸性也可能呈碱性,B、C错误;在酸性或碱性条件下,K+、Na+、Cl-、N相互之间不反应,可能大量共存,D正确。
5.B 水的电离是吸热过程,升高温度平衡右移,KW增大,由题图可知X点的KW小于Z点的KW,所以T16.答案 (1)1×10-12 (2)C>B>A=D (3)b
解析 (1)图中C点水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-6×1×10-6=1×10-12。
(2)水的电离为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大,KW越大,温度相同时,KW相等,则A、B、C、D四点KW的关系是C>B>A=D。
(3)从A点到D点,温度不变,c(H+)增大,c(OH-)减小,则采取的措施可为加入少量盐酸,故b正确。
反思升华 (1)相同温度下,水的电离平衡曲线上的任意点的KW都相同,即c(H+)·c(OH-)相同。(2)水的电离平衡曲线外的任意点与曲线上任意点的KW不同,温度不同。(3)实现水的电离平衡曲线上点之间的转化需改变c(H+)、c(OH-);实现水的电离平衡曲线上点与曲线外点之间的转化需改变温度。
5(共31张PPT)
第二节 水的电离和溶液的pH
知识点 1 水的电离
必备知识 清单破
1.水的电离
2.水的离子积常数
(1)概念
在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,称为水的离
子积常数,简称水的离子积,用KW表示。
(2)表达式
KW=c(H+)·c(OH-)。
(3)影响因素
只与温度有关,温度升高,KW增大;25 ℃时,KW=1×10-14。
(4)适用范围
KW适用于纯水及稀的电解质溶液。
特别提醒 改变c(H+)或c(OH-),只能改变水的电离程度,不能改变KW;改变温度,KW和水的电离
程度都改变。
(1)KW可由实验测得,也可通过理论计算求得。
(2)不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
(3)对于稀电解质溶液,KW表达式中的c(H+)、c(OH-)均指整个稀溶液中H+、OH-的总物质的量
浓度,而不是指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度。
3.外界条件对水电离平衡的影响
条件变化 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) KW 电离程度
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加酸 左移 增大 减小 不变 减小
加碱 左移 减小 增大 不变 减小
4.KW的应用【详见定点1】
知识点 2 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与溶液中c(H +)、 c(OH-)的关系
溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH-)比较 常温下 c(H+)大小 pH
酸性溶液 c(H+)>c(OH-) c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1 <7
中性溶液 c(H+)=c(OH-) c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1 =7
碱性溶液 c(H+)7
特别提醒 任何情况下,均可根据溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性;只
有在常温时才能利用c(H+)与1×10-7 mol·L-1的相对大小来判断溶液的酸碱性。
2.溶液的pH
(1)计算公式:pH=-lg c(H+)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下):
特别提醒 常温下的溶液可能存在pH<0或pH>14的情况,这种溶液用pH表示其酸性或碱性
不如直接用c(H+)或c(OH-)表示方便。
3.pH的测定方法
(1)酸碱指示剂法
酸碱指示剂法可粗略测定溶液的pH范围,不能准确测定溶液的pH。几种常用指示剂的
变色范围和颜色变化如表:
指示剂 变色范围(颜色与pH的关系) 石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
(2)pH试纸法
①测定操作:用镊子夹取一小块试纸放在干燥、洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥、洁净的
玻璃棒蘸取待测液点在试纸上,将试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出pH。
②常用的广泛pH试纸只能读取1~14的整数。
(3)pH计测定:可用来精密测量溶液的pH,其量程为0~14,可读取一位或两位小数。
特别提醒 (1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸用水润湿,否则会将溶液稀
释,可能导致所测定的pH不准确(使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液pH不
受影响)。(2)若某溶液具有漂白性,则不能用酸碱指示剂测定该溶液的酸碱性,也不能用pH试
纸测定其pH。(3)不能用pH试纸测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
4.溶液pH的计算【详见定点2】
知识点 3 酸碱中和滴定
1.概念和原理
(1)概念:依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。
(2)原理:在中和反应中,酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等,即mc酸·V酸=nc碱·V碱(m、n
分别代表酸、碱的元数)。
2.主要仪器及使用方法
(1)仪器:滴定管、铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯。
(2)使用方法
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注液→记体积→加指示剂。
3.指示剂的选择
酸碱中和滴定时,通常选用变色明显、变色的pH范围与终点pH接近的酸碱指示剂确定
滴定终点。常见的滴定种类与指示剂选择如表:
滴定种类 选用的指示剂 滴定终点颜色变化 指示剂用量
强酸滴定强碱 甲基橙 黄色→橙色 2~3滴
酚酞 红色→无色 强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色→橙色 强碱滴定强酸 酚酞 无色→粉红色 强碱滴定弱酸 酚酞 无色→粉红色 4.滴定操作
特别提醒 ①滴速:先快后慢,当接近滴定终点时,改为滴加半滴标准溶液(利用锥形瓶内壁承
接尖嘴处悬挂的半滴溶液)。②终点的判断:滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内
不变色,视为滴定终点。
5.数据处理
为减少实验误差,重复实验2~3次,取消耗标准液体积的平均值,计算出待测液的物质的
量浓度。
6.误差分析
(1)分析依据:c(待测)= ,若V(标准)偏大 c(待测)偏大;若V(标准)偏小 c(待测)
偏小。
步骤 操作 V(标准) c(待测)
洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗 偏大 偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗 偏小 偏低
锥形瓶用待测溶液润洗 偏大 偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响
取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 偏小 偏低
(2)以标准强酸溶液滴定未知浓度的强碱溶液(酚酞作指示剂)为例分析误差
步骤 操作 V(标准) c(待测)
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 偏大 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏小 偏低
部分酸液滴到锥形瓶外 偏大 偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后加一滴 NaOH溶液无变化 偏大 偏高
读数 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视液面读数 偏小 偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视液面读数 偏大 偏高
注意 (1)滴定管读数及误差分析的关系
测定标准液的体积,读数时应平视,视线与滴定管内凹液面的最低点相切。
(2)误读方式及结果
若起始平视,滴定结束时仰视,则V(标准)偏大,c(待测)偏大;若起始平视,滴定结束时俯视,
则V(标准)偏小,c(待测)偏小;若起始仰视,滴定结束时俯视,则V(标准)偏小,c(待测)偏小;若起
始俯视,滴定结束时仰视,则V(标准)偏大,c(待测)偏大。
知识辨析
1.常温下,水电离出的c(H+)=1×10-6 mol/L的溶液一定呈酸性,这种说法对吗
2.一定温度下,加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,这种说法对吗
3.稀电解质溶液中KW=c(H+)×c(OH-),其中的c(H+)、c(OH-)都是由水电离出来的,这种说法对吗
4.某同学用pH试纸测量新制氯水的pH为1,这种说法对吗
5.KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装,这种说法对吗
6.酸碱中和滴定实验中,快达到滴定终点时,眼睛要注视滴定管中液体的体积变化,这种说法
对吗
7.中和滴定达到滴定终点时,所得溶液一定为中性,这种说法对吗
8.中和滴定实验时,滴定管、锥形瓶均要用待盛液润洗,这种说法对吗
一语破的
1.不对。常温下,纯水中水电离出的c(H+)=1×10-7 mol/L,当溶液中水电离出的c(H+)=1×10-6 mol/L
时,溶液的pH可能是6或8,该溶液可能呈酸性也可能呈碱性。
2.不对。稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,因为温度不变,KW不变,所以c(OH-)增大。
3.不对。稀电解质溶液中KW=c(H+)×c(OH-),式中的c(H+)、c(OH-)分别指溶液中H+、OH-的总
物质的量浓度。
4.不对。新制氯水具有漂白性,不能使用pH试纸测定其pH。
5.不对。高锰酸钾溶液能腐蚀碱式滴定管的橡胶管,应用酸式滴定管盛装。
6.不对。在酸碱中和滴定实验中,滴定时,左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛要注
视锥形瓶内溶液的颜色变化,以便于确定滴定终点。
7.不对。滴定终点溶液的酸碱性主要看反应产物的成分,溶液不一定呈中性。
8.不对。锥形瓶不能用待盛液润洗。
关键能力 定点破
定点 1 KW 的应用
1.水的电离平衡曲线的识别与理解(常温下)
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的KW都相同,即c(H+)·
c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的KW不同,温度
不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;
实现曲线上点与曲线外点之间的转化需改变温度。
2.分析溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)
KW表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总物质的量浓度,但是一般情况下有:
(1)酸溶液中KW=c溶液(H+)·c水(OH-)[计算时忽略水电离出的H+的浓度,即c溶液(H+)=c酸(H+)]。
(2)碱溶液中KW=c水(H+)·c溶液(OH-)[计算时忽略水电离出的OH-的浓度,即c溶液(OH-)=c碱(OH-)]。
特别提醒 (1)外界条件改变,水的电离平衡可能发生移动,但由水电离出的c(H+)与水电离出
的c(OH-)一定相等。
(2)常温下,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。
定点 2 溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
计算思路:酸 H+ pH;碱 OH- c(H+)→pH。
(1)c mol·L-1HnA(强酸)溶液的pH(25 ℃)
①c(H+)=nc mol·L-1;②pH=-lgnc。
(2)c mol·L-1B(OH)n(强碱)溶液的pH(25 ℃)
①c(OH-)=nc mol·L-1;②c(H+)= = mol·L-1;③pH=14+lgnc。
2.混合溶液pH的计算方法
计算思路:酸混合溶液 H+ pH;碱混合溶液 OH- c混(H+)→pH;
酸溶液与碱溶液混合,按“谁过量就先求谁”的原则[即酸过量先求c混(H+),碱过量先求c混(OH-)]
进行计算。
(1)两强酸溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)
c混(H+)= ,然后再求pH。
(2)两强碱溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)
首先计算混合液中c混(OH-)= ,然后求c混(H+)= ,最后求pH。
(3)强酸溶液与强碱溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)
①恰好完全反应,混合溶液呈中性,pH=7(25 ℃)。
②若酸过量:先求反应后混合溶液中的c混(H+)= ,再求pH。
③若碱过量:先求反应后混合溶液中的c混(OH-)= ,再求
C混(H+)= ,最后求pH。
类型 稀释至10n倍 无限稀释
强酸 c(H+)减小为原来的 ,pH增大n个单位,pH=pH原+n<7 此时要考虑水的电离,pH只
能接近于7(略小于7)
弱酸 c(H+)减小的程度比同浓度同类型的强酸小,pH增大不到n个单位,pH7 此时要考虑水的电离,pH只
能接近于7(略大于7)
弱碱 c(OH-)减小的程度比强碱的小,pH减小不到n个单位, pH>pH原-n>7 3.25 ℃时酸或碱稀释后溶液pH的计算
定点 3 滴定曲线的分析与应用
1.强酸与强碱滴定过程中pH曲线变化
(以0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
2.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线 盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高 突跃点变化范围不同:强碱与强酸(强酸与强碱)反应的突跃点变化范围大于强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应的突跃点变化范围 特别提醒 恰好中和=酸碱恰好完全反应≠溶液呈中性。
典例 25 ℃时,等体积的两种一元酸HA和HB的溶液分别用等浓度的NaOH溶液滴定,滴定曲
线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.酸性:HAB.HB的电离度约为0.5%
C.起始浓度:c(HA)=0.1 mol/L,c(HB)=10-3 mol/L
D.用NaOH溶液滴定HB溶液可用甲基橙做指示剂
思路点拨 首先看横、纵坐标,搞清楚是酸滴定碱,还是碱滴定酸;然后看起点,起点可以看出
酸性或碱性的强弱,这在判断滴定终点时至关重要;最后找滴定终点和pH=7的点,判断滴定终
点的酸碱性。
B
解析 由题图可以看出,达滴定终点时,HB消耗的NaOH多,表明c(HB)>c(HA),而起始时pH
(HB)>pH(HA),说明酸性:HA>HB,A错误;HB是弱酸,部分电离,对应的pH=3,则电离部分c电离
(HB)=c(H+)=10-3 mol/L,由题图可知,滴定HA的终点pH=7,则HA是强酸,c(HA)=c(H+)=0.1 mol/L,
等体积的HA、HB溶液与NaOH溶液完全反应时,HB溶液消耗的氢氧化钠是HA溶液的两
倍,则c初始(HB)=2c(HA)=0.2 mol/L,则酸HB的电离度为 ×100%=0.5%,B正确、C错误;
甲基橙的变色范围为3.1~4.4,由题图可知该pH范围内NaOH溶液滴定HB溶液未发生突跃,不
可用甲基橙做指示剂,D错误。
特别提醒 滴定终点的判断(以用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液为例):
a.若用酚酞做指示剂,当滴入最后半滴盐酸时,溶液的颜色由粉红色突变为无色,且半分钟内
不再变化,说明达到滴定终点。
b.若用甲基橙做指示剂,当滴入最后半滴盐酸时,溶液的颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不
再变化,说明达到滴定终点。
定点 4 酸碱中和滴定原理的迁移运用
1.氧化还原滴定
原理 以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质
实例 酸性KMnO4溶液作氧化剂常用于滴定含H2C2O4、Fe2+的溶液,其反应原理是2Mn +
5H2C2O4+6H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O、Mn +5Fe2++8H+ Mn2++5Fe3++4H2O
指示 剂的 选择 指示剂有三类:(1)氧化还原指示剂;(2)专用指示剂,如Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液时,以淀粉溶液为指示剂;(3)自身作指示剂,如用酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或含
Fe2+的溶液时,不需另加指示剂
计算 根据化学方程式、离子方程式或关系式列比例式或运用原子守恒、得失电子守恒等列式进行计算
应用 广泛应用于溶液浓度的测定、物质纯度的测定、食品和药品成分的检测等定量分析
2.沉淀滴定
(1)概念:沉淀滴定是以沉淀反应为基础的一种滴定分析方法。生成沉淀的反应很多,但符合
沉淀滴定条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子反应来测定Cl-、
Br-、I-的浓度。
(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应得到的生成物
的溶解度要比滴定剂与指示剂反应得到的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用
AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以K2CrO4为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。