第2课时 离子反应的应用(基础课)
学习任务 1．了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用，培养学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．了解溶液pH的调控在工农业生产和科研中的应用。 3．通过酸碱中和滴定实验，知道化学定量分析实验在工农业生产中的重要作用。
旧知回顾 1.利用离子反应检验某种是否存在 检验离子使用的试剂反应现象反应的离子方程式Cl－AgNO3溶液、稀硝酸加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解BaCl2溶液、 稀盐酸加足量稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生 ===BaSO4↓
2．食盐的精制：从粗盐中除去Ca2+、Mg2+、，所用的试剂有BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl，涉及的离子方程式有＋2H＋===CO2↑＋H2O。
一、物质检验与含量测定
1．离子检验
利用离子的特征反应来检验一些常见离子。
如利用Fe3+与SCN－反应生成红色溶液检验Fe3+，离子方程式为Fe3+＋3SCN－ Fe(SCN)3；利用I－与Ag＋反应生成黄色沉淀来检验I－，离子方程式为Ag＋＋I－===AgI↓。
2．测定溶液中离子的浓度
(1)沉淀法：如溶液中的浓度可以用Ba2+将转化为BaSO4沉淀，再称量沉淀的质量来获得。
(2)酸碱中和滴定法：强酸溶液中H＋的浓度可以用已知准确浓度的强碱溶液滴定的方法获得。
(3)氧化还原滴定法：如溶液中的浓度可以用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定的方法获得。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。 (√)
(2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复2～3 次实验。 (×)
(3)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。 (×)
二、物质制备与纯化
1．物质的制备：离子反应可以用于制备物质。
(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：2Cl－＋2H2O2OH－＋Cl2↑＋H2↑。
(2)实验室制取CO2的离子方程式：CaCO3＋2H＋===Ca2+＋CO2↑＋H2O。
2．物质的纯化
(1)制高纯度的氯化钠：除去其中少量的、Mg2+、Ca2+，需要引入的试剂离子分别为Ba2+、OH－、。
(2)除去污水中的重金属离子：将其转化为沉淀而除去。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。 (×)
(2)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。 (√)
(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。 (×)
三、生活中常见的离子反应
1．胃酸过多的治疗
(1)服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3]，离子反应为===Al3+＋3H2O。
(2)服用小苏打片，离子方程式为＋H＋===CO2↑＋H2O。
2．硬水及其形成
(1)硬水的含义：自然界里含Ca2+、Mg2+较多的水。
(2)硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中而形成，离子方程式为。
治疗胃酸过多，能否服用纯碱？说明原因。
提示：不能。纯碱溶液碱性强，对胃肠道造成损伤。
离子检验与推断
某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
1．该同学能否通过第①、②、③步确定原溶液中含有、Cl－和Fe3+？为什么？
提示：不能。第①步在溶液中加Ba(NO3)2溶液和稀盐酸，若溶液中存在或Ag＋，也能产生白色沉淀，故不能检验存在与否；第②步在滤液中加AgNO3溶液虽然生成白色沉淀，但由于第①步加入稀盐酸，引入了Cl－，故原溶液中是否存在Cl－也无法确定；第③步在滤液中加KSCN溶液能检验出此时滤液中含有Fe3+，但原溶液中也可能只含Fe2+，在第①步后被氧化为Fe3+。
2．通过第④步实验，你能确定原溶液中含有哪种离子？
提示：。第④步加浓NaOH溶液产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，该气体一定是NH3，说明原溶液中一定含有。
1．离子检验的方法
方法 离子 试剂 现象 注意
沉淀 法 Cl－、 Br－、 AgNO3溶液和稀硝酸 AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色
稀盐酸和BaCl2溶液 白色沉淀 先用稀盐 酸酸化
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 —
Fe3+ NaOH溶液 红褐色沉淀 —
Al3+ NaOH溶液 白色沉淀→沉淀溶解 —
气体法 浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸 产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 要加热
稀盐酸和澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 、有干扰
稀硫酸和品红溶液 产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色 —
显色法 I－ 氯水(少量)和CCl4 下层为紫色 —
Fe2+ KSCN溶液和氯水 先是无变化，滴加氯水后变红色 先加KSCN溶液，无变化，再加氯水
Fe3+ KSCN溶液 红色 —
焰色试验法 Na＋、K＋ Pt(Fe)丝和稀盐酸 火焰分别呈黄色、紫色 K＋要透过蓝色钴玻璃观察焰色
2．离子推断的四个原则
1．下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是( )
A．取少量某溶液于试管中，向其中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，说明该溶液中含有
B．取少量某溶液于试管中，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明该溶液中含有Fe3+
C．取少量某溶液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若红色石蕊试纸变蓝，说明该溶液中含有
D．将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明该溶液中含有
[答案] C
2．有一包白色粉末，由BaCl2、K2SO4、CaCO3、NaOH、CuSO4中的一种或几种组成，为了探究它的成分，进行了如下实验。下列判断不正确的是( )
A．白色粉末中一定不存在K2SO4、CuSO4
B．白色粉末中一定存在BaCl2、CaCO3、NaOH
C．白色沉淀A和白色沉淀D是不同种物质
D．无色滤液B呈酸性，气体C是碱性氧化物
D [由流程可知，白色粉末溶于水得到白色沉淀和无色滤液，则一定不含CuSO4；白色沉淀A与盐酸反应生成气体C，且沉淀全部溶解，则A为CaCO3，C为CO2；BaCl2与K2SO4反应生成不溶于盐酸的BaSO4沉淀，则原固体一定不能同时含有BaCl2、K2SO4；氯化钡与二氧化碳不反应，而滤液B与少量二氧化碳反应生成白色沉淀，由分析可知白色沉淀D为BaCO3，则B中含BaCl2、NaOH。由上述分析可知，K2SO4、CuSO4一定不存在；BaCl2、CaCO3、NaOH一定存在。]
酸碱中和滴定实验
1．现在有一瓶失去标签的盐酸，为了测出其真实浓度，请设计实验方案并分析方案的可行性。
提示：可利用气体法、沉淀法、pH试纸法、酸碱中和滴定法等测定该盐酸的浓度。气体法难以准确测量气体的体积，沉淀法操作麻烦，pH试纸法不够准确，酸碱中和滴定法具有可行性。
2．用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？
提示：可选择甲基橙作指示剂；滴入最后半滴盐酸时，溶液由黄色变为橙色且半分钟内不变色，则达到滴定终点。
3．酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？
提示：不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照物质系数比恰好完全反应，酸和碱都不剩余，此时溶液可能呈中性，也可能呈酸性或碱性；而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点，二者不相同。酸碱恰好完全反应与滴定终点特别接近，在一般科学研究中不会造成大的误差。
1．原理
酸和碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待＝。
2．实验用品
(1)仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶、胶头滴管等。
①酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放碱性溶液，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。
碱式滴定管：可盛放碱性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。
②滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度；滴定管的精确度为0.01 mL。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：检漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断：等到滴入最后半滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
4．数据处理
将上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。
5．中和滴定误差分析
酸碱中和滴定的误差分析关键是根据c待＝进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对V标的影响：V标增大，实验结果偏大；V标减小，实验结果偏小。
【例题】 用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中含有与酸不反应的杂质，试根据实验回答：
(1)将准确称取的4.3 g烧碱样品配成250 mL 待测液，需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有_______________________________
____________________________________________。
(2)取10.00 mL待测液，用________式滴定管量取。
(3)用0.200 0 mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液，滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视_________________________
_____________________________________________________________________，
直到滴定终点。
(4)根据下列数据，烧碱的纯度为________。
滴定次数 待测液体积/mL 标准盐酸体积/mL
滴定前读数/ mL 滴定后读数/ mL
第一次 10.00 0.50 20.40
第二次 10.00 4.00 24.10
(5)以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例，判断下列操作引起的误差(填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法判断”)。
①读数：滴定前平视，滴定后俯视________；
②用待测液润洗锥形瓶________；
③滴定接近终点时，用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁________。
[解析] (1)配制一定物质的量浓度的溶液需要用一定规格的容量瓶、胶头滴管等。(2)待测液为碱液，用碱式滴定管量取。(4)第一次：V1(盐酸)＝19.90 mL，第二次：V2(盐酸)＝20.10 mL，两次平均体积V(盐酸)＝20.00 mL。设烧碱的纯度为x，×10.00 mL＝20.00×10-3L×0.200 0 mol·L-1，x≈0.930 2，即其纯度为93.02%。(5)①滴定后俯视，会造成读数偏小，造成结果偏小。②用待测液润洗锥形瓶，相当于多取了待测液，会造成结果偏大。
[答案] (1)250 mL容量瓶、胶头滴管 (2)碱 (3)锥形瓶内溶液颜色的变化 (4)93.02% (5)①偏小 ②偏大 ③无影响
[母题发散]
若用乙酸滴定此烧碱溶液，则选择什么指示剂较为合适，为什么？
提示：选择酚酞指示剂较为合适；因为二者恰好完全反应时生成醋酸钠，醋酸钠水解使溶液显碱性，故选择酚酞作指示剂。
1．某同学想了解食用白醋(主要是醋酸的水溶液)的准确浓度，现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋，用实验室NaOH标准溶液(浓度有0.100 0 mol·L-1和0.010 0 mol·L-1两种)对其进行滴定。下列说法正确的是( )
A．该实验应选用甲基橙溶液作指示剂
B．用0.100 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定时误差更小
C．准确量取一定体积的白醋放入洗浄的锥形瓶中后，可以再加少量蒸馏水后开始滴定
D．滴定时，眼睛一直注视着刻度线，防止液面下降到滴定管最大刻度以下
C [该实验滴定终点生成醋酸钠，醋酸钠水解使溶液呈碱性，应选用酚酞溶液作指示剂，故A错误；由于白醋中醋酸溶液浓度较小，用浓度较小的氢氧化钠溶液滴定误差较小，故B错误；准确量取一定体积的白醋放入洗净的锥形瓶中后，可以再加少量蒸馏水，不影响实验结果，故C正确；滴定时，眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色的变化，故D错误。]
2．如图是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液时所用滴定管的示意图和某次滴定前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)图中所示滴定管中液面的读数为_____________mL。
(3)取20.00 mL待测NaOH溶液放入锥形瓶中，并滴加2～3滴________(石蕊、甲基橙、酚酞中只选一种)作指示剂，用标准盐酸进行滴定，滴定达到终点的现象是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出标准溶液盐酸的平均体积为________，待测NaOH溶液的平均浓度是________ mol·L-1(保留四位有效数字)。
实验编号 待测NaOH溶 液的体积/mL 滴定前盐酸的 体积读数/mL 滴定后盐酸的 体积读数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
(5)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏大”或“偏小”)：
①取待测液的滴定管，取液前滴定管尖端有气泡，取液后气泡消失，对测定结果的影响是________；
②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗，对测定结果的影响是________；
③标准液读数时，若滴定前俯视，滴定后仰视，对测定结果的影响是________。
[答案] (1)酸式滴定管 (2)0.80 (3)甲基橙 当滴入最后半滴盐酸标准液，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色 (4)22.00 mL 0.110 0 (5)①偏小 ②无影响 ③偏大
[教材 活动·探究]
氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有0.001 mol·L-1 酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，已知二者发生氧化还原反应的离子方程式是＋3H2O，通过滴定实验测定NaHSO3溶液的浓度。完成下列问题：
(1)该滴定实验所需的仪器有________(填字母)。
A．酸式滴定管(50 mL) B．碱式滴定管(50 mL)
C．量筒(10 mL) D．锥形瓶
E．铁架台 F．滴定管夹
G．烧杯 H．白纸
I．胶头滴管 J．漏斗
(2)不能用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该滴定实验________(填“需要”或“不需要”)另加入指示剂，说明理由：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)滴定前平视酸性KMnO4溶液的液面，读数为a mL，滴定后俯视液面，读数为b mL，则(b－a)mL比实际消耗的KMnO4溶液体积____________(填“多”或“少”)。则根据(b－a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度________(填“大”或“小”)。
[答案] (1)ADEFGH (2)碱 酸性KMnO4溶液有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，并且酸性KMnO4溶液也显酸性 (3)不需要 KMnO4溶液为紫色，滴定至终点时，混合溶液由无色变为浅紫色，且半分钟内不褪色 (4)少 小
1．用已知浓度的NaOH溶液测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作中，不需要用到的仪器为( )
A B C D
B [用已知浓度的氢氧化钠溶液测定浓硫酸试剂中H2SO4含量时，稀释、配制稀硫酸需要用到的仪器为烧杯、玻璃棒、容量瓶和胶头滴管，用氢氧化钠溶液滴定稀硫酸时需要用到的仪器为酸式滴定管、碱式滴定管和锥形瓶，不需要用到分液漏斗。]
2．下列有关水处理的离子方程式不正确的是( )
A．沉淀法：加入Na2S处理含Hg2+废水，Hg2+＋S2-===HgS↓
B．中和法：加入生石灰处理酸性废水，H＋＋OH－===H2O
C．氧化法：加入次氯酸处理氨氮废水＋3HClO===N2↑＋3H2O＋5H＋＋3Cl－
D．混凝法：加入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]使水中的悬浮颗粒发生凝聚(胶体)＋3H＋
[答案] B
3．下列有关滴定操作的说法正确的是( )
A．用25 mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.7 mL
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后需干燥或润洗才能装待测溶液
C．用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，用于配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质，则测定结果偏大
D．用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液，若读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏大
D [滴定管精确值为0.01 mL，读数应保留小数点后2位，A项错误；锥形瓶用蒸馏水洗净后无需干燥，更不能用待测液润洗，润洗会导致测定结果有偏差，B项错误；配制KOH标准溶液所用的固体KOH中混有NaOH，由于相同质量的氢氧化钠和氢氧化钾，氢氧化钠的物质的量大于氢氧化钾的物质的量，故所配溶液的OH－浓度偏大，导致消耗标准液的体积偏小，则测定结果偏小，C项错误；用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液时，若滴定前仰视读数，滴定至终点后俯视读数，导致消耗的盐酸体积读数偏小，测定结果偏大，D项正确。]
4．固体X可能含有Cu、Fe2O3、Na2SO3、(NH4)2SO4、KNO3中的几种，进行如下实验：
下列说法正确的是( )
①X中可能含有(NH4)2SO4 ②白色沉淀可能是混合物 ③若气体乙是混合气体，则溶液乙的焰色呈黄色，透过蓝色钴玻璃观察呈紫色 ④取少许溶液丙，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，则固体丁一定是混合物
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
A [由实验流程图可知，固体甲中加入足量盐酸，固体全部溶解，则固体甲中一定含有Fe2O3，因为生成的Fe3+能与Cu反应，故不能确定X中是否含有Cu。溶液甲中加入足量盐酸有气体乙放出，气体乙可以是SO2或SO2与氮的氧化物的混合气体，则X中一定含有Na2SO3；溶液乙中加入BaCl2溶液生成白色沉淀，说明溶液乙中含有可以是硫酸铵提供的，也可以是亚硫酸钠被在酸性条件下氧化形成的，因此X中至少含有硫酸铵、KNO3中的一种。综上所述，X中可能含有(NH4)2SO4，白色沉淀为BaSO4沉淀，不是混合物，①正确，②错误；若气体乙是混合气体，则溶液甲中含有Na2SO3和KNO3，溶液乙中含有Na＋、K＋，焰色呈黄色，透过蓝色钴玻璃观察呈紫色，③正确；取少许溶液丙，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液丙中含有Fe2+，则固体甲中含有Fe2O3和Cu，若加入足量盐酸后，Fe3+和Cu恰好完全反应，则溶液丙中只含有Fe2+和Cu2+，不含Fe3+，则加入足量氨水，Fe2+形成Fe(OH)2沉淀，Cu2+形成配离子进入溶液丁，固体丁是纯净物，④错误，故答案选A。]
5．(素养题)工业用亚硝酸钠通常含有Na2CO3，某工业杂志报道，对NaNO2含量的测定可以先测量出样品中Na2CO3的含量，再计算出NaNO2的纯度。实验步骤如下：
第一步，称取5.300 g工业用亚硝酸钠样品，配制成100.00 mL 溶液。
第二步，用碱式滴定管取上述待测试样25.00 mL 于锥形瓶中，加入酚酞溶液2～3滴，用0.050 00 mol·L-1的HCl标准溶液滴定至红色刚好褪去且半分钟内不变化，消耗HCl标准溶液的体积为V mL，重复滴定两次。
(1)在碱式滴定管中装入待测试样后，要先排放滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为________(填字母)。
(2)滴定到终点发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，滴定前后，HCl标准溶液的液面如图，则消耗HCl标准溶液的体积V＝________；据此，杂质Na2CO3的质量百分数为________(小数点后保留两位)。
(3)已知：pH≤1时，3NaNO2＋3HCl===3NaCl＋HNO3＋2NO↑ ＋H2O。上述滴定过程中，NaNO2的存在并不影响测量结果，可能的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
[解析] (1)在碱式滴定管中装入待测试样后，要先排放滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为B。(2)根据滴定前后的液面变化，可确定消耗盐酸的体积为20.00 mL；杂质Na2CO3的质量百分数为×100%＝8.00%。
[答案] (1)B (2)20.00 mL 8.00% (3)滴定终点为溶液，pH>7，NaNO2不会参与反应
数智分层作业(二十六) 离子反应的应用
(选择题每小题只有一个选项符合题目要求，选择题每小题3分，本试卷共45分)
1．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液置于锥形瓶中，用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是( )
A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定
B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大
C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小
B [滴定管在装液前必须用NaOH标准液润洗，否则消耗的标准液体积偏大，测定酸的浓度偏大，故A错误；碱滴定酸，氢离子浓度逐渐减小，则随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大，故B正确；用酚酞作指示剂，滴定前锥形瓶中为无色溶液，则当锥形瓶中溶液由无色变红色，且半分钟内不褪色时，停止滴定，故C错误；滴定终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则消耗的标准液偏大，则测定酸的浓度偏大，故D错误。]
2．测定鸡蛋壳中碳酸钙含量的方法如下：将一定质量鸡蛋壳粉碎后用已知浓度与体积的足量盐酸充分溶解(假设其他成分不反应)，直到不再有气泡产生。再加入2滴酚酞溶液，用NaOH标准溶液滴定至终点，记录消耗NaOH标准溶液的体积。若某次测定的碳酸钙含量偏高，可能的原因是( )
A．所用的盐酸浓度过高，有一定挥发
B．终点时溶液呈较深的红色
C．滴定管清洗后直接盛装NaOH标准溶液
D．滴定前未通过加热赶走溶解的CO2
[答案] A
3．两人分别用同一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH待测溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后，使用水洗过的碱式滴定管取碱液置于锥形瓶中；乙用甲用过的碱式滴定管另取碱液置于刚用水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中，其他操作及读数全部正确。下列说法正确的是( )
A．甲操作正确
B．甲测定的数值一定比乙的大
C．甲测定的数值一定比乙的小
D．乙实际测得的数值较准确
D [中和滴定实验中，锥形瓶不需要用待测液润洗，甲操作不正确，A项错误；甲操作过程中，碱式滴定管没有用碱液润洗，量取的碱液的量比理论值偏小，但甲用碱液将锥形瓶润洗了，使碱液的量又增大，故无法判断最终甲测定的数值比乙的大还是小，B、C项错误；乙用甲使用过的碱式滴定管量取碱液，相当于碱式滴定管已经用碱液润洗了，锥形瓶内有水对实验无影响，故乙实际测得的数值比较准确，D项正确。]
4．某同学为检验溶液中是否含有常见的几种离子，进行了如图所示的实验操作(所加试剂为溶液)，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( )
A．原溶液中一定含有
B．原溶液中一定含有
C．原溶液中一定含有Cl－
D．原溶液中一定含有Fe3+
B [原溶液中加入硝酸钡溶液和盐酸生成白色沉淀，原溶液中可能存在、或Ag＋，A项错误；因检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，说明原溶液中一定含有，B项正确；加硝酸银溶液产生白色沉淀，可能是加入的盐酸引起的，C项错误；加入KSCN溶液得到红色溶液，Fe3+可能是由原溶液中的Fe2+被、H＋氧化而来的，故原溶液中不一定含有Fe3+，D项错误。]
5．某溶液中含有大量的K＋、Cl－及X与Y两种离子，现向该溶液逐渐加入W试剂，根据实验现象得到的关于X、Y的推断能成立的是( )
选项 W试剂 实验现象 X、Y的推测
A 淀粉KI 溶液 溶液变蓝 Fe3+、
B 用pH试 纸检测 pH＝7 (常温) CH3COO－、Na＋
C 硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 、
D 过量NaOH 溶液 无明显现象 Al3+、Mg2+
A [Fe3+能氧化I－使淀粉KI溶液变蓝，且与K＋、Cl－、能够大量共存，故A正确；K＋、Cl－、Na＋能够共存且不水解，CH3COO－水解，导致溶液显碱性，溶液的pH不可能等于7，故B错误；若含有，加入HNO3酸化的溶液，产生无色无味的气体，故C错误；逐渐加入过量NaOH溶液无明显现象，说明原溶液中没有Mg2+、Al3+，故D错误。]
6．(9分)如图是常温下盐酸与NaOH溶液的滴定曲线a和b。
试认真分析后填空：
(1)曲线a是用________滴定________；曲线b是用________滴定________。(4分)
(2)P点的纵坐标为________。(1分)
(3)盐酸的物质的量浓度为______mol·L-1；氢氧化钠溶液的体积为________mL。(4分)
[解析] (1)曲线a的pH逐渐增大，应该是在酸溶液中加入了碱；曲线b的pH逐渐减小，应该是在碱溶液中加入了酸。(2)P点表示酸碱恰好完全反应，故纵坐标是7。(3)由曲线a可知，未滴加NaOH溶液时，盐酸的pH＝1，故盐酸的浓度为0.1 mol·L-1；NaOH溶液和盐酸的体积均为15.00 mL。
[答案] (1)NaOH溶液 盐酸 盐酸 NaOH溶液 (2)7 (3)0.1 15.00
7．某溶液中可能含有K＋、Na＋、Fe3+、、Fe2+、，且溶液中各离子的物质的量相等，将此溶液分为两份，一份加酸性高锰酸钾溶液，现象为溶液紫色褪去，另一份加氯化钡溶液，产生难溶于水的沉淀。下列说法正确的是( )
①若溶液中含有，则可能含有K＋
②若溶液中含有，则一定含有K＋
③溶液中可能含有Fe2+，一定不含Fe3+
④溶液中一定含有Fe2+和
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
[答案] B
8．室温下，向 20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知 lg 5＝0.7。下列说法不正确的是( )
A．NaOH与盐酸恰好完全反应时，pH＝7
B．选择变色范围在pH突变范围内的指示剂，可减小实验误差
C．选择甲基红指示反应终点，误差比甲基橙的大
D．V(NaOH)＝30.00 mL时，pH＝12.3
C [NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl，呈中性，室温下pH＝7，A项正确；根据突变范围选择合适的指示剂，要求指示剂的指示范围与突变范围有重叠，所以选择变色范围在pH突变范围内的指示剂，可减小实验误差，B项正确；由题图可知，甲基橙的变色范围在pH突变范围之外，误差比甲基红更大，C项错误；当V(NaOH)＝30.00 mL时，溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠，且混合溶液中c平(NaOH)＝
＝，即溶液中c平(OH－)＝0.020 0 mol·L-1，则c平(H＋)＝ mol·L-1＝5×10-13 mol·L-1，pH＝－lg c平(H＋)＝12.3，D项正确。]
9．(15分)六氯化钨(WCl6)可用作有机合成催化剂，熔点为283 ℃，沸点为340 ℃，易溶于CS2，极易水解。实验室中，先将三氧化钨(WO3)还原为金属钨(W)再制备WCl6，装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题：
(1)检查装置气密性并加入WO3。先通N2，其目的是_____________________________________________________________________；
一段时间后，加热管式炉，改通H2，对B处逸出的H2进行后续处理。仪器A的名称为____________，证明WO3已被完全还原的现象是________________________________________________________________。(4分)
(2)WO3被完全还原后，进行的操作：①冷却，停止通H2；②以干燥的接收装置替换E；③在B处加装盛有碱石灰的干燥管；④……；⑤加热，通Cl2；⑥……。碱石灰的作用是_____________________________________________；
操作④是________________，目的是_____________________________________
________________________________________________________________。(4分)
(3)利用碘量法测定WCl6产品纯度，实验如下：(7分)
①称量：将足量CS2(易挥发)加入干燥的称量瓶中，盖紧称重为m1 g；开盖并计时1分钟，盖紧称重为m2 g；再开盖加入待测样品并计时1分钟，盖紧称重为m3 g，则样品质量为____g(不考虑空气中水蒸气的干扰)。
②滴定：先将WCl6转化为可溶的，通过离子交换柱发生反应：；交换结束后，向所得含的溶液中加入适量酸化的KI溶液，发生反应：＋5I－＋6H＋===3I2＋3H2O；反应完全后，用标准溶液滴定，发生反应：。滴定达终点时消耗c mol·L-1的Na2S2O3溶液V mL，则样品中WCl6(摩尔质量为M g·mol-1)的质量分数为_________________________________________________。
称量时，若加入待测样品后，开盖时间超过1分钟，则滴定时消耗Na2S2O3溶液的体积将______(填“偏大”“偏小”或“不变”，下同)，样品中WCl6质量分数的测定值将_____________________________________________________。
[答案] (1)排出装置中的空气 直形冷凝管 不再有水凝结 (2)吸收多余氯气，防止污染空气；防止空气中的水蒸气进入E 再次通入N2 排出装置中的H2
(3)①(m3＋m1－2m2) ②% 不变 偏大
1/1第2课时 离子反应的应用(基础课)
学习任务 1．了解水溶液中的离子反应与平衡在物质检测、化学反应规律研究、物质转化中的应用，培养学生“证据推理与模型认知”的化学核心素养。 2．了解溶液pH的调控在工农业生产和科研中的应用。 3．通过酸碱中和滴定实验，知道化学定量分析实验在工农业生产中的重要作用。
旧知回顾 1.利用离子反应检验某种是否存在 检验离子使用的试剂反应现象反应的离子方程式Cl－AgNO3溶液、稀硝酸加入AgNO3溶液，产生白色沉淀，再加稀硝酸，沉淀不溶解BaCl2溶液、 稀盐酸加足量稀盐酸无明显现象，再加BaCl2溶液，有白色沉淀产生 ===BaSO4↓
2．食盐的精制：从粗盐中除去Ca2+、Mg2+、，所用的试剂有BaCl2、Na2CO3、NaOH、HCl，涉及的离子方程式有＋2H＋===CO2↑＋H2O。
一、物质检验与含量测定
1．离子检验
利用离子的特征反应来检验一些常见离子。
如利用Fe3+与SCN－反应生成红色溶液检验Fe3+，离子方程式为______________________________；利用I－与Ag＋反应生成黄色沉淀来检验I－，离子方程式为____________________。
2．测定溶液中离子的浓度
(1)沉淀法：如溶液中的浓度可以用______将转化为BaSO4沉淀，再______________来获得。
(2)酸碱中和滴定法：强酸溶液中H＋的浓度可以用已知准确浓度的____溶液滴定的方法获得。
(3)氧化还原滴定法：如溶液中的浓度可以用已知准确浓度的______溶液滴定的方法获得。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)能使石灰水变浑浊的无色无味气体一定是CO2。 ( )
(2)中和滴定时为了节省时间，不需要重复2～3 次实验。 ( )
(3)用石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3。 ( )
二、物质制备与纯化
1．物质的制备：离子反应可以用于制备物质。
(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子方程式：___________________________________。
(2)实验室制取CO2的离子方程式：_______________________________________。
2．物质的纯化
(1)制高纯度的氯化钠：除去其中少量的、Mg2+、Ca2+，需要引入的试剂离子分别为______________。
(2)除去污水中的重金属离子：将其转化为____而除去。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)用足量稀硝酸除去铁粉中的Cu。 ( )
(2)将混有HCl的CO2通入饱和NaHCO3溶液中除去HCl。 ( )
(3)可以用铁粉除去FeCl3中的FeCl2。 ( )
三、生活中常见的离子反应
1．胃酸过多的治疗
(1)服用“胃舒平”[主要成分是Al(OH)3]，离子反应为____________________。
(2)服用小苏打片，离子方程式为_______________________。
2．硬水及其形成
(1)硬水的含义：自然界里含______________较多的水。
(2)硬水的形成：水中的二氧化碳与岩石中的CaCO3和MgCO3发生反应生成可溶性碳酸氢盐而使Ca2+、Mg2+进入水中而形成，离子方程式为________________________________________________。
治疗胃酸过多，能否服用纯碱？说明原因。
离子检验与推断
某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子，进行了下图所示的实验操作，其中检验过程中产生的气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。
1．该同学能否通过第①、②、③步确定原溶液中含有、Cl－和Fe3+？为什么？
2．通过第④步实验，你能确定原溶液中含有哪种离子？
1．离子检验的方法
方法 离子 试剂 现象 注意
沉淀 法 Cl－、 Br－、 AgNO3溶液和稀硝酸 AgCl(白色)、AgBr(淡黄色)、AgI(黄色
稀盐酸和BaCl2溶液 白色沉淀 先用稀盐 酸酸化
Fe2+ NaOH溶液 白色沉淀→灰绿色沉淀→红褐色沉淀 —
Fe3+ NaOH溶液 红褐色沉淀 —
Al3+ NaOH溶液 白色沉淀→沉淀溶解 —
气体法 浓NaOH溶液和湿润的红色石蕊试纸 产生有刺激性气味的气体，且气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝 要加热
稀盐酸和澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 、有干扰
稀硫酸和品红溶液 产生有刺激性气味的气体，且气体能使品红溶液褪色 —
显色法 I－ 氯水(少量)和CCl4 下层为紫色 —
Fe2+ KSCN溶液和氯水 先是无变化，滴加氯水后变红色 先加KSCN溶液，无变化，再加氯水
Fe3+ KSCN溶液 红色 —
焰色试验法 Na＋、K＋ Pt(Fe)丝和稀盐酸 火焰分别呈黄色、紫色 K＋要透过蓝色钴玻璃观察焰色
2．离子推断的四个原则
1．下列关于溶液中所含离子检验的说法正确的是( )
A．取少量某溶液于试管中，向其中先滴加稀硝酸，再滴加Ba(NO3)2溶液，有白色沉淀生成，说明该溶液中含有
B．取少量某溶液于试管中，向其中加入少量新制氯水，再滴加KSCN溶液，若溶液变红色，说明该溶液中含有Fe3+
C．取少量某溶液于试管中，加入NaOH溶液并加热，用湿润的红色石蕊试纸检验产生的气体，若红色石蕊试纸变蓝，说明该溶液中含有
D．将某溶液与稀盐酸反应产生的气体通入澄清石灰水中，石灰水变浑浊，说明该溶液中含有
2．有一包白色粉末，由BaCl2、K2SO4、CaCO3、NaOH、CuSO4中的一种或几种组成，为了探究它的成分，进行了如下实验。下列判断不正确的是( )
A．白色粉末中一定不存在K2SO4、CuSO4
B．白色粉末中一定存在BaCl2、CaCO3、NaOH
C．白色沉淀A和白色沉淀D是不同种物质
D．无色滤液B呈酸性，气体C是碱性氧化物
酸碱中和滴定实验
1．现在有一瓶失去标签的盐酸，为了测出其真实浓度，请设计实验方案并分析方案的可行性。
2．用盐酸滴定氨水，选什么作指示剂？怎样描述滴定终点？
3．酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同？
1．原理
酸和碱反应的实质是H＋＋OH－===H2O。用已知浓度的盐酸(标准液)来滴定未知浓度的NaOH溶液(待测液)的计算公式为c待＝。
2．实验用品
(1)仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管架(铁架台和蝴蝶夹)、锥形瓶、胶头滴管等。
①酸式滴定管：可盛放酸性溶液、氧化性溶液，不能盛放碱性溶液，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。
碱式滴定管：可盛放碱性溶液，不能盛放酸性溶液、氧化性溶液，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。
②滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0刻度；滴定管的精确度为0.01 mL。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：检漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断：等到滴入最后半滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
4．数据处理
将上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。
5．中和滴定误差分析
酸碱中和滴定的误差分析关键是根据c待＝进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对V标的影响：V标增大，实验结果偏大；V标减小，实验结果偏小。
【例题】 用中和滴定法测定烧碱的纯度，若烧碱中含有与酸不反应的杂质，试根据实验回答：
(1)将准确称取的4.3 g烧碱样品配成250 mL 待测液，需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外，还必须用到的仪器有_______________________________
____________________________________________。
(2)取10.00 mL待测液，用________式滴定管量取。
(3)用0.200 0 mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液，滴定时左手旋转酸式滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶，两眼注视_________________________
_____________________________________________________________________，
直到滴定终点。
(4)根据下列数据，烧碱的纯度为________。
滴定次数 待测液体积/mL 标准盐酸体积/mL
滴定前读数/ mL 滴定后读数/ mL
第一次 10.00 0.50 20.40
第二次 10.00 4.00 24.10
(5)以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例，判断下列操作引起的误差(填“偏大”“偏小”“无影响”或“无法判断”)。
①读数：滴定前平视，滴定后俯视________；
②用待测液润洗锥形瓶________；
③滴定接近终点时，用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁________。
[母题发散]
若用乙酸滴定此烧碱溶液，则选择什么指示剂较为合适，为什么？
1．某同学想了解食用白醋(主要是醋酸的水溶液)的准确浓度，现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋，用实验室NaOH标准溶液(浓度有0.100 0 mol·L-1和0.010 0 mol·L-1两种)对其进行滴定。下列说法正确的是( )
A．该实验应选用甲基橙溶液作指示剂
B．用0.100 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定时误差更小
C．准确量取一定体积的白醋放入洗浄的锥形瓶中后，可以再加少量蒸馏水后开始滴定
D．滴定时，眼睛一直注视着刻度线，防止液面下降到滴定管最大刻度以下
2．如图是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液时所用滴定管的示意图和某次滴定前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)图中所示滴定管中液面的读数为_____________mL。
(3)取20.00 mL待测NaOH溶液放入锥形瓶中，并滴加2～3滴________(石蕊、甲基橙、酚酞中只选一种)作指示剂，用标准盐酸进行滴定，滴定达到终点的现象是_________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出标准溶液盐酸的平均体积为________，待测NaOH溶液的平均浓度是________ mol·L-1(保留四位有效数字)。
实验编号 待测NaOH溶 液的体积/mL 滴定前盐酸的 体积读数/mL 滴定后盐酸的 体积读数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
(5)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏大”或“偏小”)：
①取待测液的滴定管，取液前滴定管尖端有气泡，取液后气泡消失，对测定结果的影响是________；
②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗，对测定结果的影响是________；
③标准液读数时，若滴定前俯视，滴定后仰视，对测定结果的影响是________。
[教材 活动·探究]
氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似，指的是用已知浓度的氧化剂(还原剂)溶液滴定未知浓度的还原剂(氧化剂)溶液。现有0.001 mol·L-1 酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液，已知二者发生氧化还原反应的离子方程式是＋3H2O，通过滴定实验测定NaHSO3溶液的浓度。完成下列问题：
(1)该滴定实验所需的仪器有________(填字母)。
A．酸式滴定管(50 mL) B．碱式滴定管(50 mL)
C．量筒(10 mL) D．锥形瓶
E．铁架台 F．滴定管夹
G．烧杯 H．白纸
I．胶头滴管 J．漏斗
(2)不能用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放酸性高锰酸钾溶液，原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(3)该滴定实验________(填“需要”或“不需要”)另加入指示剂，说明理由：_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(4)滴定前平视酸性KMnO4溶液的液面，读数为a mL，滴定后俯视液面，读数为b mL，则(b－a)mL比实际消耗的KMnO4溶液体积____________(填“多”或“少”)。则根据(b－a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度________(填“大”或“小”)。
1．用已知浓度的NaOH溶液测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作中，不需要用到的仪器为( )
A B C D
2．下列有关水处理的离子方程式不正确的是( )
A．沉淀法：加入Na2S处理含Hg2+废水，Hg2+＋S2-===HgS↓
B．中和法：加入生石灰处理酸性废水，H＋＋OH－===H2O
C．氧化法：加入次氯酸处理氨氮废水＋3HClO===N2↑＋3H2O＋5H＋＋3Cl－
D．混凝法：加入明矾[KAl(SO4)2·12H2O]使水中的悬浮颗粒发生凝聚(胶体)＋3H＋
3．下列有关滴定操作的说法正确的是( )
A．用25 mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.7 mL
B．锥形瓶用蒸馏水洗净后需干燥或润洗才能装待测溶液
C．用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸，用于配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质，则测定结果偏大
D．用未知浓度的盐酸滴定KOH标准溶液，若读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏大
4．固体X可能含有Cu、Fe2O3、Na2SO3、(NH4)2SO4、KNO3中的几种，进行如下实验：
下列说法正确的是( )
①X中可能含有(NH4)2SO4 ②白色沉淀可能是混合物 ③若气体乙是混合气体，则溶液乙的焰色呈黄色，透过蓝色钴玻璃观察呈紫色 ④取少许溶液丙，滴加K3[Fe(CN)6]溶液，若产生蓝色沉淀，则固体丁一定是混合物
A．①③ B．①④ C．②④ D．②③
溶液，产生蓝色沉淀，说明溶液丙中含有Fe2+，则固体甲中含有Fe2O3和Cu，若加入足量盐酸后，Fe3+和Cu恰好完全反应，则溶液丙中只含有Fe2+和Cu2+，不含Fe3+，则加入足量氨水，Fe2+形成Fe(OH)2沉淀，Cu2+形成配离子进入溶液丁，固体丁是纯净物，④错误，故答案选A。]
5．(素养题)工业用亚硝酸钠通常含有Na2CO3，某工业杂志报道，对NaNO2含量的测定可以先测量出样品中Na2CO3的含量，再计算出NaNO2的纯度。实验步骤如下：
第一步，称取5.300 g工业用亚硝酸钠样品，配制成100.00 mL 溶液。
第二步，用碱式滴定管取上述待测试样25.00 mL 于锥形瓶中，加入酚酞溶液2～3滴，用0.050 00 mol·L-1的HCl标准溶液滴定至红色刚好褪去且半分钟内不变化，消耗HCl标准溶液的体积为V mL，重复滴定两次。
(1)在碱式滴定管中装入待测试样后，要先排放滴定管尖嘴处的气泡，其正确的图示为________(填字母)。
(2)滴定到终点发生的反应为Na2CO3＋HCl===NaCl＋NaHCO3，滴定前后，HCl标准溶液的液面如图，则消耗HCl标准溶液的体积V＝________；据此，杂质Na2CO3的质量百分数为________(小数点后保留两位)。
(3)已知：pH≤1时，3NaNO2＋3HCl===3NaCl＋HNO3＋2NO↑ ＋H2O。上述滴定过程中，NaNO2的存在并不影响测量结果，可能的原因是_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
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