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第二讲水的电离和溶液的酸碱性1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。水的电离[知识梳理] 1.水的电离水是极弱的电解质,其电离方程式为2H2O2.水的离子积常数(1)表达式:Kw=c(H)·c(OH)。室温下,Kw=1×10+--14H3O+OH或H2

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第二单元 溶液的酸碱性名师教学视频(文字实录)

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第二单元 溶液的酸碱性名师教学视频(文字实录)

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关键词:第二单元 溶液的酸碱性名师教学视频(文字实录)

正文

第二讲

水的电离和溶液的酸碱性

1.了解水的电离、离子积常数。

2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。

水的电离

[知识梳理] 1.水的电离

水是极弱的电解质,其电离方程式为2H2O2.水的离子积常数

(1)表达式:Kw=c(H)·c(OH)。室温下,Kw=1×10+--14H3O+OH或H2O+-H+OH。

+-。

(2)影响因素:只与温度有关,水的电离是吸热过程,升高温度,Kw增大。

(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。在任何水溶液中均存在H和OH,只要温度不变,Kw不变。

3.影响水的电离平衡的因素

(1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。

(2)加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变。

(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度增大,Kw不变。

4.外界条件对水的电离平衡的影响

体系变化

条件

加酸

加碱

加可水解的盐

温度

Na2CO3

NH4Cl 升温

降温

平衡移动方向

逆

逆

正

正

正

逆

正

Kw

不变

不变

不变

不变

增大

减小

不变

[自我检测] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)常温下,在0.1 mol/L的HNO3溶液中,由水电离出的c(H)

) (2)在pH=2的盐酸溶液中由水电离出的c(H)和c(OH)总是相等的。(

) (3)室温下,pH相同的NaOH溶液与CH3COONa溶液,水的电离程度后者大。(

) +-++-水的电离程度

减小

减小

增大

增大

增大

减小

增大

c(OH-) c(H) 增大

减小

减小

增大

增大

减小

减小

+减小

增大

增大

减小

增大

减小

增大

其他,如加入Na

(4)室温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度相同。(

) 答案:(1)√

(2)√

(3)√

(4)√

2.求算下列5种类型溶液中由H2O电离出的c(H)和c(OH)(25 ℃)。

(1)pH=2的H2SO4溶液,c(H)=__________,c(OH)=____________。

(2)pH=10的NaOH溶液,c(H)=__________,c(OH)=____________。

(3)pH=2的NH4Cl溶液,c(H)=__________。

(4)pH=10的Na2CO3溶液,c(OH)=___________________________________。

(5)NaCl溶液,c(H)=________________,c(OH)=________________。

答案:(1)10(2)10-10-12+--++-+-+- mol·L1

10---10-12 mol·L1

-- mol·L1

10- mol·L1

(3)102 mol·L1

-(4)104 mol·L1

--(5)107 mol·L1

107mol·L1

----

(1)不管哪种溶液均有c(H)水=c(OH)水。

(2)酸、碱、盐虽然影响水的电离平衡(不水解的盐除外),造成水电离出的H或OH的浓度发生变化,但在温度一定时Kw仍然不变,因为Kw只与温度有关。

(3)水的离子积常数Kw=c(H)·c(OH)中H和OH不一定是水电离出来的。c(H)和c(OH)分别指溶液中的H和OH的总浓度。这一关系适用于任何稀的电解质水溶液。

(4)室温下,由水电离出的c(H)=1×10溶液中HCO3、HSO3均不能大量存在。

(2015·高考广东卷)一定温度下,水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(

) +---+-13-+-+-+-++-+-

mol/L的溶液可能呈强酸性或强碱性,故该

A.升高温度,可能引起由c向b的变化

B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13

C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化

D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化

[解析]

A.c点溶液中c(OH)>c(H),溶液呈碱性,升温,溶液中c(OH)不可能减小。B.由b点对应c(H)与

c(OH)可知,Kw=c(H)·c(OH)=1.0×107×1.0×107=+-+----+-1.0×10-14。C.FeCl3溶液水解显酸性,溶液中

c(H)增大,因一定温度下水的离子积是常-+数,故溶液中c(OH)减小,因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性,稀释时c(OH)减小,同时

c(H)应增大,故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。

[答案]

C

关于水的电离,甲同学认为在水中加入稀H2SO4,水的电离平衡向左移动,解释是加入稀H2SO4后c(H)增大,平衡左移。乙同学认为加入稀H2SO4后,水的电离平衡向右移动,解释为加入稀H2SO4后,c(H)浓度增大,H与OH中和,平衡右移。你认为哪种说法正确?说明原因。

答案:甲正确;温度不变,Kw是常数,加入H2SO4,c(H) 增大,c(H)·c(OH)>Kw,平衡左移。

题组一

影响水电离平衡因素的定性分析

1.(2018·西安模拟)一定温度下,水存在H2O列叙述一定正确的是(

) A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小

B.将水加热,Kw增大,pH不变

C.向水中加入少量金属Na,平衡逆向移动,c(H)降低

D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H)和Kw均不变

解析:选D。A项,向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,错误;B项,升高温度,促进水的电离,Kw增大,c(H)增大,pH减小,错误;C项,向水中加入少量金属钠,反应消耗H,使水的电离平衡正向移动,c(H)降低,错误;D项,向+++++++-++-+-+H+OH

ΔH=Q(Q>0)的平衡,下+-

水中加入硫酸钠固体后,不影响水的电离平衡,c(H)和Kw均不变,正确。

2.下列操作中,能使H2OA.向水中加入H2SO4溶液

B.向水中加入Al2(SO4)3固体

C.向水中加入NaHCO3溶液

D.向水中加入NaHSO4溶液

解析:选B。A选项硫酸抑制水的电离;B选项硫酸铝中铝离子水解促进水的电离,且溶液呈酸性;C选项碳酸氢钠溶液显碱性;D选项硫酸氢钠电离出的H抑制水的电离。

题组二

影响水电离平衡因素的定量分析

3.(2018·双鸭山模拟)在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的H浓度为1×10mol·L1,下列有关该溶液的叙述,正确的是(

) -+-13++H+OH平衡向右移动且溶液呈酸性的是(

) +-

A.该溶液可能呈酸性

B.该溶液一定呈碱性

C.该溶液的pH一定是1 D.该溶液的pH不可能为13 解析:选A。在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(H)为1×10--+-13 mol·L1<1×-107mol·L1,说明溶液中的溶质抑制水的电离,溶质为酸或碱,溶液可能呈酸性或碱性,A正确,B错误;如果该溶液呈酸性,则溶液的pH=1,如果该溶液呈碱性,则溶液的pH=13,C、D错误。

4.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·LNaOH溶液

A.1∶10∶100∶1 000

C.14∶13∶12∶11

+--1+的盐酸

③0.01 mol·L-1的NaOH溶液

④pH=11的B.0∶1∶12∶11 D.14∶13∶2∶3 +-解析:选A。①中c(H)=1 mol·L1,由水电离出的c(H)与溶液中c(OH)相等,等于1.0×101-14 mol·L1;②中c(H)=0.1 mol·L1,由水电离出的

c(H)=1.0×10-+-+---++-13 mol·L-;③中c(OH)=1.0×102

mol·L1,由水电离出的c(H)与溶液中c(H)相等,等于-121.0×10

mol·L1;④中c(OH)=1.0×103

mol·L1,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。

5.(2018·韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na+H+6SO24。某温度下,向c(H)=1×10mol·L-+-+---1++的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H)=1×102mol·L1。下列对该溶液的叙述不正确的是(

) A.该温度高于25 ℃

B.由水电离出来的H的浓度为1×10C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离

+-10mol·L1

-D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH)减小

解析:选D。该温度下蒸馏水中c(H)=1×106mol·L1,大于25 ℃时纯水中c(H+--+-),该温度高于25 ℃,A正确;此温度下Kw=1×10--12,该NaHSO4溶液中c(OH)=-1×1012-1--+-=1×1010mol·L1,由水电离出的c(H)与溶液中的c(OH)相等,为-2

mol·L1×101×10-10mol·L1,B正确;加入NaHSO4后,NaHSO4电离出的H抑制了水的电离,C正-++-确;加水稀释时,c(H)减小,而Kw不变,c(OH)增大,D错误。

突破“五类”水电离产生的c(H)和c(OH)的计算

任何水溶液中水电离产生的c(H)和c(OH)总是相等的,有关计算有以下5种类型(以常温时的溶液为例)。

(1)中性溶液:c(OH)=c(H)=107 mol/L。

-+-+-+-(2)酸的溶液——OH全部来自水的电离。

实例:pH=2的盐酸中c(H)=10mol/L,即水电离出的c(H)=c(OH)=10++-+-2-

mol/L,则c(OH)=-Kw-12

-2

mol/L=1×1010-12 mol/L。

(3)碱的溶液——H全部来自水的电离。

实例:pH=12的NaOH溶液中c(H)=1×10=10-12+-12

mol/L,即水电离出的c(OH)=c(H)-+ mol/L。

+(4)水解呈酸性的盐溶液——H全部来自水的电离。

实例:pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的

c(H)=105 mol/L,因部分OH与部分+--NH4结合使

c(OH)=109 mol/L。

+--(5)水解呈碱性的盐溶液——OH全部来自水的电离。

实例:pH=12的Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH)=102 mol/L,因部分H与部--+-分CO23结合使c(H)=10-+-12 mol/L。

[归纳口诀]

酸中算“碱”,碱中算“酸”,盐中算大的(代表水的电离程度)。

溶液的酸碱性与pH

[知识梳理] 一、溶液的酸碱性

溶液的酸碱性取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小。(用“>”“=”或“<”填空)

+-

酸性溶液

c(H)>

c(OH) 二、溶液的pH 1.定义式:pH=-lg__c(H)。

2.溶液的酸碱性与pH的关系

室温下:

+-+中性溶液

c(H)=

c(OH) -+碱性溶液

c(H)< c(OH) -+

(1)当c(H)>1 mol/L时不再用pH表示。

(2)常温下,pH=0的酸不是最强的酸,pH=14的碱也不是最强的碱。

3.测量

(1)pH试纸法:取一小块试纸放在干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。

(2)pH计测量法。

(1)用广范pH试纸读出的pH只能是整数。

(2)pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液会被稀释,可能产生误差。(当测中性溶液时不会产生误差) 三、常见溶液的pH计算

1.单一溶液的pH计算

(1)强酸溶液,如HnA,设浓度为c

mol/L,c(H)=nc

mol/L,pH=-lg c(H)=-lg (nc)。

1014(2)强碱溶液(25 ℃),如B(OH)n,设浓度为c

mol/L,c(H)=

mol/L,pH=-lg nc-++++c(H)=14+lg (nc)。

2.混合溶液的pH计算

(1)两种强酸混合:直接求出c(Hc1(H)V1+c2(H)V2。

V1+V2(2)两种强碱混合:先求出c(OH)混,再据Kw求出c(H)混,最后求pH。

c1(OH)V1+c2(OH)V2c(OH)混=。

V1+V2----+++++)混,再据此求pH。c(H+)混=(3)强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H或OH的浓度,最后求pH。

+-

|c(H)酸V酸-c(OH)碱V碱|c(H)混或c(OH)混=。

V酸+V碱+-+-[自我检测] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)pH与体积都相同的醋酸和硝酸溶液分别用0.1 mol/L氢氧化钠溶液恰好中和,所需的NaOH溶液体积前者一定大于后者。(

) c(H)-++--(2)(2017·高考江苏卷)=1×1012的溶液中:K、Na、CO2-3、NO3能大量共c(OH)存。(

) (3)任何温度下,利用H和OH浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(

) (4)某溶液的c(H)>107mol/L,则该溶液呈酸性。(

) +-+-+(5)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4。(

) (6)常温下,把pH=2与pH=12的酸、碱溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7。(

) 答案:(1)√

(2)√

(3)√

(4)×

(5)×

(6)×

2.(教材改编题)下列溶液pH由小到大的排列顺序是(

) ①0.1 mol·L-1盐酸

②0.1 mol·L1H2SO4溶液

-③0.1 mol·L1NaOH溶液

-④0.1 mol·L1CH3COOH溶液

-A.③④①②

C.②①④③

答案:C 3.(1)1 mL pH=5B.④③①②

D.③④②①

的盐酸,加水稀释到10 mL,pH=_____________________________;

加水稀释到100 mL,pH________7。

(2)1 mL pH=9的NaOH溶液,加水稀释到10 mL,pH=__________;加水稀释到100 mL,pH________7。

答案:(1)6

接近

(2)8

接近

(1)溶液呈现不同酸碱性的实质是c(H)与c(OH)的相对大小不相等,不能只看pH,一定温度下pH=6的溶液可能显中性,也可能显酸性,应注意温度。

(2)正确理解酸、碱稀释的两种类型

①酸、碱的无限稀释规律

常温下任何酸(或碱)溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7(或小于7),只能接近7。

②弱酸、弱碱的稀释规律

溶液

酸

强酸

弱酸

强碱

弱碱

稀释前溶液pH pH=a

加水稀释到体积为原来的10倍

pH=b

n+-稀释后溶液pH pH=a+n

a<pH<a+n

pH=b-n

b-n<pH<b

碱

注:表中a+n<7,b-n>7。

(2018·保定模拟)(1)下列溶液一定呈中性的是________。

A.pH=7的溶液

B.c(H)=107 mol·L+--1的溶液

C.c(H)/c(OH)=10+--14的溶液

+-D.氨水和氯化铵的混合液中c(NH4)=c(Cl) (2)已知T

℃时,Kw=1×10-13,则T

℃________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在T

℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则a∶b=________。

(3)25 ℃时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b

L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:

a①若x+y=14,则=________(填数据);

ba②若x+y=13,则=________(填数据);

ba③若x+y>14,则=________________(填表达式,用x、y表示)。

b[解析]

(1)A.只有25 ℃时,pH=7的溶液才呈中性,该选项没有指明温度,酸碱性无法确定,错误;B.只有25 ℃时,c(H)=107

mol·L+--1的溶液才呈中性,该选项没有指明的溶液c(H)

-),因为c(NH4)=c(Cl),可得c(H)=c(OH),溶液呈中性,正确。

(2)温度升高时Kw增大,T

℃时Kw>1×10-14+-+-,即T

℃>25 ℃;NaOH溶液中n(OH)-0.01a-0.1b+-=0.01a mol,硫酸中n(H)=0.1b mol,根据混合后溶液pH=10,得103=,解a+b得a∶b=101∶9。

(3)若两溶液完全中和,则溶液中n(H)=n(OH),即10xa=10y+---14a+-b,整理得=10xyb14aaa+-,①若x+y=14,则=1;②若x+y=13,则=0.1;③若x+y>14,则=10xy14。

bbb[答案]

(1)D

(2)>

101∶9 (3)①1

②0.1

③10x+y-14

(1)上述例题第(2)小题中,若将T

℃改为常温,则a∶b=________。

(2)上述例题第(3)小题中,该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,则两溶液的pH(x、y)的关系式x+y=________________(用a、b表示)。

(3)由水电离出的c(H)=107 mol·L1的溶液________(填“一定”或“不一定”)呈中+--性。

解析:(1)NaOH溶液中n(OH)=0.001a

mol,硫酸中n(H)=0.1b

mol,根据混合后溶0.001a-0.1b-液pH=10,得104=,解得a∶b=1 001∶9。

a+baaa+-(2)两溶液完全中和时,则有=10xy14,即lg=x+y-14,解得x+y=14+lg。

bbb(3)水的电离受温度、溶液酸碱性等因素的影响,25 ℃时,水电离出的c(H)=107-+--+--+mol·L1,溶液呈中性;若温度大于25 ℃,水电离出的c(H)=107 mol·L1,则说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性或碱性。

a答案:(1)1 001∶9

(2)14+lg

(3)不一定

b

1.溶液pH的计算

关于溶液pH的计算是高考中的重要题型,主要包含直接求溶液的pH、求酸或碱溶液的浓度、所需酸或碱的体积等,无论以哪一种形式出现,均可按照以下方法求解。

2.溶液pH计算口诀

酸按酸(H)——先计算混合后的c(H)。

碱按碱(OH)——先计算混合后的c(OH)。

同强相混弱点三——即25 ℃时两强酸等体积混合,pH=pH小+0.3;两强碱等体积混合,pH=pH大-0.3。

异强相混看过量——强酸强碱混合先判断过量。

无限稀释“7”为限——酸、碱无限稀释,最终溶液都接近中性。

题组一

溶液酸碱性的判断

1.(2018·沈阳模拟)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a

mol·L1的一元酸HA与b mol·L1一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据----++是(

) A.a=b

B.混合溶液的pH=7 C.混合溶液中,c(H)=Kw

mol·L1

+-D.混合溶液中,c(H)+c(B)=c(OH)+c(A) 解析:选C。A项,因酸碱的强弱未知,a=b,只能说明酸与碱恰好完全反应,但如为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐,则溶液不呈中性,错误;B项,因温度未知,则pH=7不一定为中性,错误;C项,混合溶液中,c(H)=Kw

mol·L1,根据c(H)·c(OH)=Kw可+-+-++--知,溶液中c(H)=c(OH)=Kw

mol·L1,溶液呈中性,正确;D项,任何溶液都存在电+--荷守恒,即c(H)+c(B)=c(OH)+c(A),但不能由此确定溶液的酸碱性,错误。

2.(2018·九江模拟)常温下,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 解析:选D。A项,常温下pH之和等于14的酸碱等体积混合,谁弱显谁性,两者都是强电解质,所以pH=7,错误;B项,设a=12,b=1,x=1,y=10,所以n(OH)=1×0.01y,则碱过量,所以pH>7,正确。

混合溶液酸碱性的判断规律

(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”

中和反应

强酸与强碱

强酸与弱碱

弱酸与强碱

(2)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合

①两强混合

a.若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。

b.若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。

c.若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。

②一强一弱混合——“谁弱显谁性”

pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。

题组二

溶液的稀释与pH变化的关系

3.(1)常温下,1 mL pH=9的NaOH溶液,加水稀释到1 000 mL,pH________7。

(2)常温下,pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO24)与c(H)的比-+-++-反应后所得溶液的酸碱性

中性

酸性

碱性

值为________。

解析:(2)稀释前+-710-c(SO2)=4-52

mol/L;稀释后---c(SO24)=105-mol/L=108

mol/L;2×500-8c(SO214)10 mol/Lc(H)接近10 mol/L,所以=-7=。

+c(H)10 mol/L101答案:(1)接近

(2)

10

题组三

强酸、强碱混合呈中性时pH与体积的关系

4.(2018·雅安模拟)常温下,若使pH=3的盐酸与pH=9的Ba(OH)2溶液混合使其成为pH=7的溶液,混合时盐酸和Ba(OH)2溶液的体积比为(

) A.1∶60

C.1∶100

B.3∶1 D.100∶1 +--解析:选C。常温下,pH=3的盐酸,c(H)=1×103mol·L1,pH=9的Ba(OH)2溶液,c(OH)=1×105mol·L1,两溶液混合后溶液的pH=7,则n(H)=n(OH),设盐酸---+-体积为x L,Ba(OH)2溶液体积为y L,1×103 mol·L1×x L=1×105 mol·L1×y L,解----得x∶y=1∶100,即盐酸与Ba(OH)2溶液的体积之比为1∶100。

5.在某温度时,测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。

(1)该温度下水的离子积常数Kw=_______________________________________。

(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。

①若所得混合液呈中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。

②若所得混合液呈中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________。

解析:(1)由题意知,溶液中c(H)=10c(H)·c(OH)=10++--13+-11

mol·L1,c(OH)=0.01 mol·L1,故Kw=---。

-(2)①c(H)Vb=c(OH)Va,

102 mol·L1×Vb=(10---13/10-12) mol·L1×Va,

-2Va101=-1=。

Vb1010-②c(H)Vb=c(OH)Va,

10b mol·L1×Vb=(10----13+-/10a) mol·L1×Va,

--bVa10-+=a-13=1013(ab)=10,即Va∶Vb=10∶1。

Vb10答案:(1)10

-13

(2)①1∶10

②10∶1 将强酸、强碱溶液以某体积之比混合,若混合液呈中性,则

c(H)∶c(OH)、V酸+-碱∶V、pH酸+pH碱有如下规律(25 ℃):

c(H)酸V碱-因c(H)酸·V酸=c(OH)碱·V碱,故有=。在碱溶液中c(OH)碱=-c(OH)碱V酸+-+10141014·V碱++,将其代入上式得c(H)酸·c(H)碱=,两边取负对数得pH酸+pH碱=14+c(H)碱V酸---lgV碱。V酸∶V碱=10(pH酸+pH碱-14)。

V酸现举例如下:

V酸∶V碱

10∶1 1∶1 1∶10 m∶n

c(H)∶c(OH) 1∶10 1∶1 10∶1 n∶m

+-pH酸+pH碱

15

14

13

m14+lg

n

酸碱中和滴定

[知识梳理] 1.实验原理

利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。

2.常用酸碱指示剂及其变色范围

指示剂

甲基橙

酚酞

<3.1红色

<8.2无色

变色范围的pH

3.1~4.4橙色

8.2~10.0 粉(浅)红色

>4.4黄色

>10.0红色

酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因为其变色范围大,颜色变化不明显。

3.实验用品

(1)仪器:酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。

(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

(3)滴定管的选择

试剂性质

酸性、强氧化性

碱性

滴定管

酸式滴定管

碱式滴定管

原因

酸性和强氧化性物质易腐蚀橡胶

碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开

4.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

酸式滴定管的查漏:向滴定管中装入一定体积的水,固定在滴定管夹上直立静置两分钟,观察有无水滴滴下,然后将活塞旋转180°,再静置两分钟,观察有无水滴滴下,若均不漏水,滴定管即可使用。

(2)滴定

(3)终点判断

当滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色(酚酞作指示剂),且在半分钟内不恢复原色,视为滴定终点并记录标准液的体积。

滴定终点是指示剂颜色的突变点,不是恰好中和的点,也不是pH等于7的点。

(4)数据处理

按上述操作重复

2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=c(HCl)·V(HCl)计算。

V(NaOH)5.误差分析

(1)原理

c(标准)·V(标准)依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以c(待测)=,因V(待测)

c(标准)与V(待测)已确定,因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。

(2)常见误差

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差如下表。

步骤

操作

酸式滴定管未用标准酸溶液润洗

洗涤

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

取碱液的滴定管开始有气泡,读数时气泡消失

酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失

滴定

振荡锥形瓶时部分液体溅出

部分酸液滴在锥形瓶外

酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数读数

(或前仰后俯) 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 6.常用量器的读数

V(标准) 变大

变小

变大

不变

变小

变大

变小

变大

变小

c(待测) 偏高

偏低

偏高

无影响

偏低

偏高

偏低

偏高

偏低

变大

偏高

(1)平视读数(如图1):实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体,读取液体体积时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即“凹液面定视线,视线定读数”)。

(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数偏大。

(3)仰视读数(如图3):读数时,由于视线向上倾斜,寻找切点的位置在凹液面的下侧,因滴定管刻度标法与量筒不同,这样仰视读数偏大。

[自我检测] 1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。

(1)(2017·高考全国卷Ⅲ,9A)取20.00 mL盐酸可在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶。(

) (2)(2017·高考江苏卷)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×105-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-,用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等。(

) (3)(2016·高考全国卷Ⅰ,12A)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L1氨水中滴入0.10 mol·L--1的盐酸,该滴定过程应选择酚酞作为指示剂。(

) (4)KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装。(

) (5)用碱式滴定管准确量取20.00 mL的NaOH溶液。(

) (6)用标准浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,滴定时,部分酸液滴在锥形瓶外,所测结果偏高。(

) 答案:(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

(6)√

2.(2015·高考广东卷)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,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

解析:选B。A.滴定管用蒸馏水洗涤后,需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入,锥形瓶内溶液中c(H)越来越小,故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪去,说明达到滴定终点,应停止滴定。D.滴定达终点时,滴定管尖嘴部分有悬滴,则所加标准NaOH溶液量偏多,使测定结果偏大。

+

(1)滴定管要用待装液润洗,滴定管不润洗相当于对所盛装溶液的稀释。锥形瓶不需润洗,润洗后使所盛装溶液的物质的量增大。

(2)滴定管盛装标准溶液时,其液面不一定要在“0”刻度。只要在“0”刻度或“0”刻度以下某刻度即可,但一定要记录下滴定前液面的读数。滴定管的精确度为

0.01 mL。

(3)指示剂选择的三个因素:①变色范围与终点pH吻合或接近;②指示剂变色范围越

窄越好;③指示剂在滴定终点时颜色变化要明显,容易观察判断。

规律为生成强酸强碱盐时可选择甲基橙或酚酞,生成强酸弱碱盐时可选甲基橙,生成强碱弱酸盐时可选酚酞。

(4)酸碱恰好完全中和时溶液不一定呈中性,如果有弱酸或弱碱参加反应,完全中和时生成的盐可能因水解而使溶液呈碱性或呈酸性。

(2018·宜春模拟)现用盐酸标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有下列操作:

①向溶液中加入1~2滴指示剂。

②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中。

③用氢氧化钠溶液滴定至终点。

④重复以上操作。

⑤配制250 mL盐酸标准溶液。

⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。

(1)以上各步中,正确的操作顺序是_____________________________________ (填序号),上述②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要_________________________ ________,使用________作指示剂。

(2)如何判断滴定终点?_______________________________________________ ________________________________________________________________________。

(3)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数。数据记录如下表:

滴定次数

V(标准溶液)/mL V(NaOH)/mL(初读数) V(NaOH)/mL(终读数) V(NaOH)/mL(消耗)

某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为V(NaOH)=19.98+20.00+20.80+20.02

mL=20.20 mL。他的计算合理吗?________。理由是______ 4________________________________________________________________________。

[解析]

(1)在用未知浓度的碱滴定已知浓度的酸的操作中,正确的操作顺序是配制250 mL盐酸标准溶液;取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中;向溶液中加入1~2滴指示剂;用氢氧化钠溶液滴定至终点;重复以上操作;根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度,故顺序是⑤②①③④⑥。上述②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中使用的仪器除锥形瓶1 20.00 0.10 20.08 19.98 2 20.00 0.30 20.30 20.00 3 20.00 0.00 20.80 20.80 4 20.00 0.20 20.22 20.02

外,还需要酸式滴定管;为了使滴定结果准确,使用的指示剂的颜色变化宜由浅到深,故使用酚酞,可以减少滴定误差。

(3)他的计算不合理,原因是第3组数据明显偏大,偏离真实值,误差太大,不应采用。

[答案]

(1)⑤②①③④⑥

酸式滴定管

酚酞

(2)当滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色变成粉红色,且半分钟内不褪色

(3)不合理

第3组数据明显偏大,不应采用

(1)滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗?试归纳恰好反应、恰好中和、滴定终点与溶液呈中性的关系。

(2)某25 mL滴定管中液面在10 mL刻度线处,全部放出后的溶液体积是15 mL吗?说明理由。

(3)在处理所得数据时,如何判断某些数据是否舍弃?

答案:(1)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。恰好反应=恰好中和≠滴定终点≠溶液呈中性。

(2)不是;滴定管下端有一小部分无刻度,故全部放出后的溶液体积大于15 mL。

(3)数据明显偏大或偏小的,属于操作错误引起,应舍弃。

(1)答题时注意题目要求,防止答非所问,如要求答“偏高”或“偏低”,容易误答成“偏大”或“偏小”。

(2)分析误差时要看清标准液(或待测液)在滴定管中还是在锥形瓶中。

(3)判断滴定终点的答题模板

当滴入最后一滴×××溶液,溶液变成×××色,且半分钟内颜色不恢复原来颜色。

[说明]

解答此类题目注意3个关键点:

①最后一滴:必须说明滴入“最后一滴”溶液。

②颜色变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。

③半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来颜色”。

题组一

指示剂的选择及滴定终点的规范描述

1.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示仪器从下表中选出正确选项(

)

选项

A 锥形瓶中溶液

碱

滴定管中溶液

酸

选用指示剂

石蕊

选用滴定管

乙

B C D

酸

碱

酸

碱

酸

碱

酚酞

甲基橙

酚酞

甲

乙

乙

解析:选D。解答本题的关键:①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项;②指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛放碱,而碱式滴定管不能盛放酸和强氧化性溶液,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊,另外还要注意在酸碱中和滴定中,无论是标准溶液滴定待测溶液,还是待测溶液滴定标准溶液,只要操作正确,都能得到正确的结果。

2.(1)用a

mol·L-1的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________;

若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是_____________________________________ ________________________________________________________________________。

(2)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂?________(填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是________________ ________________________________________________________________________。

(3)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3,+再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3至全部生成Ti4,滴定Ti3+++时发生反应的离子方程式为__________________________,达到滴定终点时的现象是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

答案:(1)当滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色

当滴入最后一滴标准液,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色

(2)否

当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色

(3)Ti3+Fe3===Ti4+Fe2

当滴入最后一滴标准液,溶液变成浅红色,且半分钟内++++不褪色

题组二

滴定实验误差分析

3.(2018·蚌埠模拟)下面是中和滴定过程中,容易引起误差的五个方面,根据题意,用“偏高”“偏低”或“无影响”填空。

(1)仪器润洗:锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,使滴定结果________。

(2)存在气泡:滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终点有气泡,使滴定结果________。

(3)读数操作:①滴定前平视滴定管刻度线,滴定终点俯视刻度线,使滴定结果

________;

②滴定前仰视滴定管刻度线,滴定终点俯视刻度线,使滴定结果________。

(4)指示剂选择:用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,使滴定结果________。

(5)存在杂质:①用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度________;

②用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度________。

解析:(1)锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,待测溶液溶质的物质的量增大,消耗标准溶液的体积增大,结果偏高。

(2)体积=末读数-初读数。滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终点有气泡,读取的体积比实际消耗标准溶液的体积小,结果偏低。

(3)对于滴定管来说,滴定终点仰视读数时,读取的体积偏大,俯视读数时,读取的体积偏小。

(4)用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,由于酚酞变色时,溶液呈碱性,盐酸不足,氨水有剩余,消耗盐酸的体积偏小,结果偏低。

(5)用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,由于NaCl不与盐酸反应,消耗的溶液体积增大,结果偏高。用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,根据中和1 mol HCl所需Na2O质量为31 g,中和1 mol HCl 所需NaOH质量为40 g可知中和相同量盐酸时,所需含Na2O杂质的NaOH的量比所需纯NaOH的量小,结果偏低。

答案:(1)偏高

(2)偏低

(3)①偏低

②偏低

(4)偏低

(5)①偏高

②偏低

题组三

中和滴定曲线及滴定实验

4.室温下,用0.10 mol·L-1的盐酸滴定20.00 mL 0.10 mol·L1的某碱BOH溶液得到的-滴定曲线如图,下列判断不正确的是(

)

A.a点时,溶液呈碱性,溶液中c(B)>c(Cl) B.b点时溶液的pH=7 C.当c(Cl)=c(B)时,V(HCl)<20 mL D.c点时溶液中c(H)约为0.03 mol·L1

+--++-解析:选B。首先应该判断BOH碱性的强弱,浓度为0.10 mol·L1,如为强碱,其-pH=13,而从图中可看出其pH<12,故该碱为弱碱。再看b点,此时n(HCl)=n(BOH),酸碱恰好中和,此时恰好生成BCl,为强酸弱碱盐,水解呈酸性,pH<7。a点加入盐酸的

量不够,为BOH、BCl的混合溶液,该溶液呈碱性,说明电离大于水解,故c(B)>c(Cl-+)。c点盐酸过量,为BCl、HCl的混合溶液,其中c(H)可以根据过量的酸的物质的量除以+-+体积来计算,加入盐酸为40 mL时,c(H)=(0.1×40-0.1×20)÷60≈0.03 mol·L1。当c(Cl-)=c(B)时,c(H)=c(OH),溶液pH=7,V(HCl)<20 mL。

5.(2018·哈尔滨三中质检)醋酸是日常生活中常见的弱酸。

Ⅰ.常温下在pH=5的醋酸稀溶液中,醋酸电离出的c(H)的精确值是________mol·L+-++-1。

Ⅱ.某同学用0.100 0 mol·L1 NaOH溶液滴定20.00 mL某浓度的CH3COOH溶液。

-(1)部分操作如下:

①取一支用蒸馏水洗净的碱式滴定管,加入标准氢氧化钠溶液,记录初始读数;

②用酸式滴定管放出一定量待测液,置于用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入2滴甲基橙;

③滴定时,边滴加边振荡,同时注视滴定管内液面的变化

请选出上述操作过程中存在错误的序号:______________。上述实验与一定物质的量浓度溶液配制实验中用到的相同仪器是________。

(2)某次滴定前滴定管液面如图所示,读数为________mL。

(3)根据正确实验结果所绘制的滴定曲线如图所示,其中点①所示溶液中c(CH3COO)=1.7c(CH3COOH),点③所示溶液中c(CH3COO)+c(CH3COOH)=c(Na+--)。醋酸的电离常数为__________,该CH3COOH的物质的量浓度为-____________mol·L1。

解析:Ⅰ.常温下pH=5的醋酸中c(H)=1×105mol·L1,该氢离子来自醋酸的电离+--和水的电离,H2O-H+OH,溶液中c(OH)只来自于水的电离,c(OH)=+---Kw=+c(H)1×1014---+---

mol·L1=1×109

mol·L1,则溶液中c(H)水=c(OH)=1×109

mol·L1,-510醋酸电离出的c(H)=(105-109) mol·L1。

+---Ⅱ.(1)①滴定管应润洗;②由于CH3COONa水解呈碱性,应用酚酞作指示剂;③滴定时应注视锥形瓶内溶液颜色的变化;中和滴定、配制溶液均用到烧杯和胶头滴管。

(2)滴定管精确度为0.01 mL,又因为滴定管的刻度自上而下是逐渐增大的,所以根据液面的位置可知正确的读数。

(3)点①溶液中氢离子浓度是10-+-5

mol·L-1,所以醋酸的电离平衡常数是-c(CH3COO)·c(H)1.7c(CH3COOH)×10=c(CH3COOH)c(CH3COOH)-+-5=1.7×105。点③所示溶液中c(CH3COO)+c(CH3COOH)=c(Na),所以恰好满足物料守恒,即点③处溶液中溶质是醋酸钠,说明两者恰好反应,所以根据消耗氢氧化钠溶液的体积是20.14 mL可知,醋酸的浓度是0.100 0 mol·L1×--20.14 mL-=0.100 7 mol·L1。

20.00 mL-答案:Ⅰ.105-109

Ⅱ.(1)①②③

烧杯和胶头滴管

(2)0.29(或0.28) (3)1.7×105

0.100 7 -[课后达标训练] 一、选择题

1.(2018·绵阳诊断)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O的是(

) A.向水中通入氨气,平衡逆向移动,c(OH)增大

B.向水中加入少量稀硫酸,c(H)增大,Kw不变

C.升高温度,平衡正向移动,Kw变大

D.升高温度,c(H)增大,pH不变

解析:选D。向水中通入NH3,c(OH)增大,平衡逆向移动,A正确;向水中加入少量稀H2SO4,c(H)增大,但温度不变,Kw不变,B正确;升高温度,水的电离平衡正向移动,Kw变大,C正确;升高温度,能促进水的电离,c(H)增大,pH减小,D错误。

2.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H)分别是1.0×10-a+++-++-H+OH。下列叙述错误+-mol·L-1和1.0×10bmol·L1,在此温度下,下列说法正确的是(

) --A.a

B.a=b

C.水的离子积为1.0×10-(7+a)

D.水的离子积为1.0×10-(b+a)解析:选D。加酸抑制水的电离,加易水解的盐促进水的电离,则a>b,A、B选项错误;由题意可知,两种溶液的pH=b,即硫酸溶液中c(H)是1.0×10b

mol·L1,而水电+--离产生的c(H)等于水电离产生的c(OH),所以硫酸溶液中c(OH)是1.0×10amol·L1,+----Kw=1.0×10-(b+a),C选项错误、D选项正确。

3.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法中,正确的是(

)

A.图中a、b、d三点处Kw的大小关系:b>a>d c(NH4)B.25 ℃时,向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,溶液中c(NH3·H2O)的值逐渐减小

C.25 ℃时,保持温度不变,在水中加入适量NH4Cl固体,体系可从a点变化到c点

D.a点所对应的溶液中,可同时大量存在Na、Fe3、Cl、SO24

++--+解析:选B。a、d都处于25 ℃,Kw相等,c(H)和c(OH)越大,Kw越大,故b>c>a=c(NH4)c(NH4)·c(OH)Kbd,故A错误;==,由于温度一--c(NH3·H2O)c(NH3·H2O)·c(OH)c(OH)c(NH4)定,则Kb一定,逐滴加入稀氨水的过程中

,c(OH)逐渐增大,则的值逐c(NH3·H2O)-+++-+-渐减小,故B正确;温度不变,Kw不变,向水中加入NH4Cl固体,溶液中c(OH)变小,c(H)变大,溶液显示酸性,c(H)浓度大于c(OH),而图中由a点到c点c(H)、c(OH)都变大,故C错误;a点所对应的溶液pH=7,而Fe3水解显酸性,不能大量存在,故D错+++-+--误。

4.(2018·昆明四校联考)用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中,会引起实验误差的是(

) A.取干燥洁净的酸式滴定管立即装入标准盐酸

B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定

C.往盛有20.00 mL NaOH溶液的锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定

D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液

解析:选D。滴定管若干燥洁净,不必用水洗涤,故也不需用标准液润洗,A不会引起误差;锥形瓶内存有少量蒸馏水,但待测液的物质的量不变,消耗标准液的体积不变,B不会引起误差;锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使测定结果偏高,D会引起误差。

5.(2018·北京西城模拟)室温下,分别用0.1 mol·L的是(

) A.向NaHCO3溶液中通CO2至pH=7:c(Na) =c(HCO3) +2c(CO23) +---1溶液进行下列实验,结论不正确B.向CH3COONa溶液中加入等浓度等体积的盐酸:c(Na)=c(Cl) C.向NaHSO4溶液中加入等浓度等体积的Ba(OH)2溶液:pH=13 c(NH4)D.向氨水中加入少量NH4Cl固体:增大

c(NH3·H2O)解析:选C。A.根据电荷守恒:c(Na)+c(H)=c(HCO3)+2c(CO23)+c(OH),室温++---++-

下溶液的pH=7为中性,c(H)=c(OH),所以

c(Na) =c(HCO3) +2c(CO23),A项正+-+--确;B.因为溶液等体积等浓度,则可推出c(Na)=c(Cl),B项正确;C.设体积为1 L,则向1 L 0.1 mol·L-1+-的NaHSO4溶液中加入1 L 0.1 mol·L--1的Ba(OH)2溶液,反应后

c(OH)NH4++-=(0.2-0.1)÷2=0.05(mol·L1),pH≠13,C项错误;D.氨水中存在NH3·H2O-+OH,加入少量NH4Cl固体,NH4

浓度增大,平衡逆向移动,但平衡移动是微弱的过程,c(NH4)则增大,D项正确。

c(NH3·H2O)6.(2018·岳阳检测)某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12+。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为(

) A.1∶10

C.1∶9

B.9∶1 D.99∶21 ---解析:选B。设稀硫酸的体积为a L,NaOH溶液的体积为b L,则103b-104a=105(a+b),a∶b=9∶1。

7.室温下,pH相差1的两种一元碱溶液A和B,分别加水稀释时,溶液的pH变化如图所示。下列说法正确的是(

)

A.稀释前两溶液中H浓度的大小关系:A=10B B.稀释前,A溶液中由水电离出的OH的浓度大于107mol·L1

---+C.取等体积M点的A、B两种碱液,加入同浓度的硫酸溶液至恰好完全反应时,所消耗硫酸溶液的体积相同

D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时,溶液的pH不一定大于7 解析:选D。从pH的图像变化来看,随着溶液稀释倍数的增大,A溶液的pH减小较快,而B溶液的pH减小要缓慢得多,说明A的碱性比B的碱性强,稀释前两溶液中H浓度的大小关系应为10A=B,A项错误;在碱溶液中水的电离受到抑制,由水电离出的c(OH)水=c(H)<107mol·L1,B项错误;虽然M点的A、B两种碱液的pH相等,但溶-+--+液的浓度不相等,所消耗H2SO4溶液的体积不相同,C项错误;一元碱A与CH3COOH电离程度的大小无法确定,故无法分析形成的盐的水解过程,也就无法判断溶液的pH是否大于7,D项正确。

8.(2018·成都诊断)常温下,向20 mL 0.5 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴滴加0.5

mol·L-1的NaOH溶液,滴定曲线如图。相关分析正确的是(

)

A.滴加至①时,c(Na)=c(CH3COO),酸碱恰好完全反应

B.滴加至②时,c(OH)-c(H)=c(CH3COOH) c(CH3COO)C.滴定过程中,逐渐减小

+c(H)D.滴定过程中,c(CH3COOH)与c(CH3COO)之和保持不变

解析:选B。A项,滴加至①时,溶液为中性,则c(H)=c(OH),由电荷守恒可知c(Na)=c(CH3COO),若恰好反应,则为CH3COONa溶液,溶液显碱性,则①点醋酸过量,A错误;B项,滴加至②时,溶液为CH3COONa溶液,溶液中OH源于水的电离,根据质子守恒c(OH)=c(H)+c(CH3COOH),B正确;C项,溶液中存在平衡:CH3COOH--+-+-+----++-CH3COO+H,加入NaOH,H浓度减小,平衡正向移动,则-++c(CH3COO)逐渐增大,C错误;D项,由物料守恒知,滴定过程中,CH3COOH分子和+c(H)CH3COO的物质的量和不变,但溶液的体积增大,二者的浓度和会减小,D错误。

9.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1-的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是(

)

A.该滴定可用甲基橙作指示剂

B.Na2S2O3是该反应的还原剂

C.该滴定可选用如图所示装置

D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为4 mol 解析:选B。溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当反应终点时,单质碘消失,蓝色褪去,故A错误;Na2S2O3中S元素化合价升

高被氧化,作还原剂,故B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,故C错误;反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为2 mol,故D错误。

10.(2018·周口模拟)室温下,用0.100 mol·L1NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 -mol·L-1的盐酸和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(

)

A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线

B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL C.V(NaOH)=20.00 mL时,两份溶液中c(Cl)=c(CH3COO) D.V(NaOH)=10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na)>c(CH3COO)>c(H)>c(OH) 解析:选B。滴定开始时0.100 mol·L-1+-+---盐酸pH=1,0.100 mol·L-1醋酸pH>1,所以滴定盐酸的曲线是Ⅱ,滴定醋酸的曲线是Ⅰ,A错误;醋酸钠水解呈碱性,NaCl不水解,pH=7时,滴定醋酸消耗NaOH溶液的体积小于20 mL,B正确;V(NaOH)=20.00 mL时,醋酸和盐酸均与NaOH完全反应,但CH3COO发生水解,c(CH3COO)c(Na),D错误。

二、非选择题

11.(2018·呼和浩特二中考试)(1)已知下表数据:

化学式

HCN CH3COOH H2CO3

电离平衡常数(25 ℃) Ka=5.0×10-10--+---

Ka=1.8×105

-Ka1=4.4×107,Ka2=4.7×10--11

①25 ℃时,等浓度的四种溶液:a.NaCN溶液

b.Na2CO3溶液

c.CH3COONa溶液

d.NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序为________________(填序号)。

②将0.2 mol·L1

HCN溶液和0.1 mol·L--1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,-则c(HCN)、c(H+)、c(OH-)、c(CN)、c(Na-+)大小排序为________________________________,c(HCN)+c(CN)________(填“>”“<”或“=”)0.1 mol·L1。

-③相同条件下,取等体积等pH的a.HCN溶液

b.CH3COOH 溶液

c.H2CO3溶液,各稀释100倍,稀释后的溶液,其pH大小关系为____________(填序号)。

④25 ℃时,将体积为Va、pH=13的某一元强碱与体积为Vb、pH=2的某二元强酸混

合,若所得溶液的pH=11,则Va∶Vb=________。

(2)温度为T

℃时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L1的H2SO4与b

-mol·L-1的一元碱AOH等体积混合。则可判断溶液呈中性的是________(填序号)。

①混合溶液的pH=7 1+-②c(SO24)=c(A) 2③混合溶液中c(H)·c(OH)=Kw

④混合溶液中c(OH)=Kw

mol·L1

--+-解析:(1)①由表中电离平衡常数可知酸性大小:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3(相应的酸根离子分别为CH3COO、HCO3、CN、CO23),酸性越弱,其盐溶液中酸根离子水-----解程度越大,故等浓度的四种溶液:a.NaCN溶液、b.Na2CO3溶液、c.CH3COONa溶液、d.NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序为b>a>d>c。②反应后得到等浓度的HCN与NaCN的混合溶液,由溶液显碱性可推知CN的水解程度大于HCN的电离程度,故溶液中有关微粒的浓度大小为c(HCN)>c(Na)>c(CN)>c(OH)>c(H);等体积混合后有关粒子的浓度变为原来的一半,根据原子守恒可知c(HCN)+c(CN)=0.1 mol·L1。③酸越弱,稀释同样倍--+--+-数,其pH改变越小,因此相同条件下,取等体积等pH的a.HCN溶液、b.CH3COOH溶液、c.H2CO3溶液,各稀释100倍,稀释后的溶液pH大小关系为b>c>a。④混合后溶液pH=11,说明混合后溶液中c(OH)=103

mol·L1,故由题意得---0.1Va-0.01Vb-=103,解得Va+Vb1-Va∶Vb=1∶9。(2)因温度不一定是25 ℃,故pH=7时溶液不一定呈中性;由c(SO2)=42c(A)及电荷守恒可知溶液中c(H)=c(OH),则溶液一定呈中性;无论溶液呈酸性、中性还是碱性,混合溶液中总存在c(H)·c(OH)=Kw;混合溶液中c(OH)=Kw

mol·L1,+---++-可说明混合溶液中c(H)=c(OH),则溶液一定呈中性。

答案:(1)①b>a>d>c

②c(HCN)>c(Na)>c(CN)>c(OH)>c(H)

=

③b>c>a

④1∶9 (2)②④

12.酸碱中和滴定是利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法,其中溶液的pH变化是判断滴定终点的依据。

(1)为了准确绘制图像,在滴定开始时和________,滴液速度可以稍快一点,测试和记录pH的间隔可大些;当接近________时,滴液速度应该慢一些,尽量每滴一滴就测试一次。

(2)如图所示A区域pH范围使用的指示剂是________;C区域pH范围使用的指示剂是________;B点是________;D区域为________。

+--++-

(3)用0.103 2 mol·L如表所示。

实验

序号

1 2 3 消耗0.103 2 mol·L-1-1的盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,重复三次的实验数据的

待测氢氧化钠

溶液的体积/mL 25.00 25.00 25.00 盐酸溶液的体积/mL 28.84 27.83 27.85 -则待测氢氧化钠的物质的量浓度是________mol·L1。

在上述滴定过程中,若滴定前滴定管下端尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果将________(填“偏高”“偏低”或“不影响”)。

(4)下列关于上述中和滴定过程中的操作正确的是________(填字母)。

A.用碱式滴定管量取未知浓度的烧碱溶液

B.滴定管和锥形瓶都必须用待盛放液润洗

C.滴定中始终注视锥形瓶中溶液颜色变化

D.锥形瓶中的待测液可用量筒量取

解析:(1)由曲线知,开始阶段和最后阶段,滴入溶液的体积对pH影响比较小,滴入速度可以快一点,而中间阶段即在滴定终点左右对pH影响大,此时不能滴入过快,应逐滴滴入。(2)A区域为碱性范围,故用酚酞;C区域为酸性范围,故用甲基橙;B点为滴定终点;D区域明显为pH突变范围。(3)实验1盐酸的体积与实验2、3相差太大,舍去,故所0.103 2 mol·L1×27.84 mL用盐酸的体积平均值为27.84 mL,则c(NaOH)==0.114 9 25.00 mL-mol·L1。若滴定前有气泡,滴定后消失,则所读盐酸体积变大,使所测NaOH溶液的浓度-偏高。(4)B项,锥形瓶不能用待盛液润洗,否则会影响结果,错误;D项,量筒为粗略量器,必须用滴定管或移液管量取待测液,错误。

答案:(1)滴定终点后

滴定终点

(2)酚酞

甲基橙

滴定终点

pH突变范围

(3)0.114 9

偏高

(4)AC 13.(2018·马鞍山模拟)H2O2是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了H2O2的含量,并探究了H2O2的性质。

请填写下列空白:

(1)移取10.00 mL密度为ρ

g·mL-1的H2O2溶液至烧杯中稀释,冷却后转移至250 mL________(填仪器名称)中,加水定容,摇匀。移取配制好的过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,加入稀H2SO4酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。

(2)用KMnO4标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。

MnO4+

H2O2+

H===

Mn2+

H2O+

________ +-+(3)滴定时,将KMnO4标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。滴定到达终点的现象是_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

(4)重复滴定三次,平均耗用c mol·L1KMnO4标准溶液V mL,则原H2O2溶液中H2O2-的质量分数为________。

解析:(1)根据题意应该选用容量瓶。

(2)残缺方程式配平首先应确定缺什么,分析可知缺的是O2,根据电子转移守恒,配平化学方程式。

(3)由于KMnO4标准溶液具有强氧化性,所以只能使用酸式滴定管。滴定到达终点的现象是当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色。

(4)根据配平的化学方程式计算出H2O2的量,最后计算出原H2O2溶液中H2O2的质量分17cV数为。

200ρ答案:(1)容量瓶

(2)2

5

6

2

8

5

O2↑

(3)酸式

当滴入最后一滴KMnO4标准溶液后,溶液呈浅红色,且30秒内不褪色

17cV(4)

200ρ

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关于本教案的常见问题

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A:这是一份教学教案文档,可用于备课、课堂讲解与课后复习,支持在线预览正文内容。

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