全国版2019版高考化学一轮复*第8章水溶液中的离子*衡第2节水的电离和溶液的酸碱性课件

发布时间:2021-09-29 04:18:48

第8章 水溶液中的离子*衡
第2节 水的电离和溶液的酸碱性

考试说明 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。 3.了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标 志。

命题规律 本节内容是高考命题的重点与热点,主要考点有四个: 一是影响水电离*衡的因素及 Kw 的应用;二是溶液的酸碱 性的判断及 pH 的计算;三是滴定原理的应用及定量研究的 计算;四是结合滴定曲线判断滴定过程中离子浓度的比较及 计算等。考查形式有选择题也有填空题。

板块一 主干层级突破

考点 1 水的电离
1.电离方程式 水是一种极弱的电解质,电离方程式为 2H2O
H3O++OH- ,简写为 H2O H++OH- 。

2.水的离子积常数 Kw=c(H+)·c(OH-)。 (1)室温下:Kw= 1×10-14 。 (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。
(4)Kw 揭示了在任何水溶液中均存在 H+和 OH-,只要温 度不变,Kw 不变。

(1)任何情况下水电离产生的 c(H+)和 c(OH-)总 是相等的。升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH 减小,但仍呈中性。
(2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即 Kw=c(H+)·c(OH-)中的 c(H+)、c(OH-)分别是溶液中 H+、OH -的总浓度,不一定是水电离出的 c(H+)和 c(OH-)。
(3)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用,因此,室温 下,若由水电离出的 c(H+)<1×10-7 mol·L-1,该溶液可能显 酸性,也可能显碱性。

【基础辨析】 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)将纯水加热到 100 ℃,水的电离程度增大,c(H+)= 1×10-6 mol·L-1,pH=6,此时纯水呈酸性。( × ) (2)向纯水中加入少量 NaHSO4 固体,c(H+)增大,Kw 不变。(√ ) (3)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4,Kw 不变。( × )

(4)由水电离出的 c(H+)=10-14 mol·L-1 的溶液中,Ca2+、 NH+4 、Cl-、SiO23-可以大量共存。( × )
(5)c(H+)/c(OH-)=1012 溶液中:NH+4 、Cl-、ClO-、NO-3 可以大量共存。( × )

1.一定温度下,水溶液中 H+和 OH-的浓度变化曲线 如图。下列说法正确的是( )
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,加入盐酸可能引起由 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 升温促进水的电离,升温后溶液不能由碱性变为 中性,A 错误;根据 c(H+)和 c(OH-)可求出 Kw=1.0×10-14, B 错误;加入盐酸后溶液呈酸性,可引起由 b 向 a 变化,C 正确;温度不变,稀释溶液,Kw 不变,而 c 和 d 对应的 Kw 不相等,D 错误。

2.25 ℃时,水的电离达到*衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入氢氧化钠固体,*衡逆向移动,c(H+) 减小,c(OH-)增大
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw 增 大
C.向水中加入少量固体 CH3COOH,*衡逆向移动, c(H+)减小
D.将水加热,Kw 增大,c(H+)不变

解析 向水中加入氢氧化钠固体,氢氧根离子浓度增 大,*衡逆向移动,溶液中的氢氧根离子浓度增大,氢离子 浓度减小,故 A 正确;硫酸氢钠是强电解质,加入后,溶液 中的氢离子浓度增大,*衡逆向移动,温度不变,则 Kw 不 变,故 B 错误;加入 CH3COOH 固体,溶液中氢离子浓度 增大,*衡逆向移动,故 C 错误;ΔH>0,则反应吸热,温 度升高,*衡正向移动,Kw 增大,溶液中氢离子浓度增大, 故 D 错误。

3.如图表示水中 c(H+)和 c(OH-)的关系,下列判断错 误的是( )
A.两条曲线间任意点均有 c(H+)×c(OH-)=Kw B.M 区域内任意点均有 c(H+)<c(OH-) C.图中 T1<T2 D.XZ 线上任意点均有 pH=7

解析 根据水的离子积定义可知 A 正确;XZ 线上任意 点都存在 c(H+)=c(OH-),所以 M 区域内任意点均有 c(H +)<c(OH-),B 正确;因为图像显示 T1 时水的离子积小于 T2 时水的离子积,而水的电离程度随温度升高而增大,C 正确; XZ 线上只有 X 点的 pH=7,D 错误。

常温下水中加入酸、碱后水电离产生的 c(H+)和 c(OH-) 的计算方法
任何水溶液中水电离产生的 c(H+)和 c(OH-)总是相等 的。常温下,纯水中的 c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,而 酸、碱的介入能抑制水的电离,使得水电离出的 c(H+)= c(OH-)<10-7 mol·L-1。

(1)酸的溶液——OH-全部来自水的电离。 实例:pH=2 的盐酸中 c(H+)=10-2 mol·L-1,则 c(OH -)=Kw/10-2=1×10-12 mol·L-1,即水电离出的 c(H+)= c(OH-)=10-12 mol·L-1。 (2)碱的溶液——H+全部来自水的电离。 实例:pH=12 的 NaOH 溶液中 c(OH-)=10-2 mol·L-1, 则 c(H+)=Kw/10-2=1×10-12(mol·L-1),即水电离出的 c(OH -)=c(H+)=10-12 mol·L-1。

考点 2 溶液的酸碱性与 pH 的计算
1.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。
c(H+)>c(OH-),溶液呈 酸 性,25 ℃时,pH < 7。 c(H+)=c(OH-),溶液呈 中 性,25 ℃时,pH = 7。 c(H+)<c(OH-),溶液呈 碱 性,25 ℃时,pH > 7。

2.溶液的 pH (1)定义式:pH= -lg c(H+) 。 (2)溶液的酸碱性跟 pH 的关系 室温下:

(3)pH 的测定 ①用 pH 试纸测定 把小片试纸放在 表面皿 上,用 玻璃棒 蘸取待测液点 在干燥的 pH 试纸上,试纸变色后,与 标准比色卡 对比 即可确定溶液的 pH。 ②pH 计测定:可精确测定溶液的 pH。

3.溶液 pH 值的计算 (1)溶液稀释的 pH 计算

(2)混合溶液的 pH 计算

①两强酸混合后 pH 的计算

c?H+?1V1+c?H+?2V2

由 c(H+)混=

V1+V2

先求出混合后的 c(H

+)混,再根据公式 pH=-lg c(H+)求 pH。

②两强碱混合后 pH 的计算

c?OH-?1V1+c?OH-?2V2

由 c(OH-)混=

V1+V2

先求出混合后的

c(OH-)混,再通过 Kw 求出混合后 c(H+),最后求 pH。

③强酸与强碱混合后 pH 的计算 强 酸 与 强 碱 混 合 的 实 质 是 中 和 反 应 即 H + + OH - ===H2O,中和后溶液的 pH 有以下三种情况: 若恰好中和,pH=7。 若剩余酸,先求中和后的 c(H+),再求 pH。 若剩余碱,先求中和后的 c(OH-),再通过 Kw 求出 c(H+), 最后求 pH。

(1)溶液呈现酸、碱性的实质是 c(H+)与 c(OH-) 的相对大小,不能只看 pH,一定温度下 pH=6 的溶液也可 能显中性,也可能显酸性,应注意温度。
(2)pH 的取值范围为 0~14,即只适用于 c(H+)≤1 mol·L -1 或 c(OH-)≤1 mol·L-1 的溶液,当 c(H+)或 c(OH-)≥1 mol·L -1 时,直接用 c(H+)或 c(OH-)表示溶液的酸碱性。

(3)也可以用 pOH 来表示溶液的酸碱度。pOH 是 OH-浓 度的负对数,pOH=-lg c(OH-)。因为常温下,c(OH-)·c(H +)=10-14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。
(4)酸溶液稀释时,pH 增大,但无论稀释多大倍数,pH 无限接*于 7,却不会大于 7 或等于 7。碱溶液稀释时,pH 减小,但无论稀释多大倍数,pH 无限接*于 7,却不会小于 或等于 7。
(5)pH 试纸使用前不能用蒸馏水湿润,否则待测液因被稀 释可能会产生误差;用广泛 pH 试纸读出的 pH 只能是整数。

【基础辨析】 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)25 ℃时,用 pH 试纸测得某酸溶液的 pH 等于 1.5。 (× ) (2)用 pH 试纸测溶液的 pH 时,若用水湿润试纸一定会 引起误差。( × ) (3)用 pH 试纸测得新制氯水的 pH 为 2。( × )

(4)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。( √ )
(5)某溶液的 c(H+)>10-7 mol·L-1,则该溶液呈酸性。(×) (6)pH=6 的溶液一定呈酸性,pH=7 的溶液一定呈中 性。( × )

题组一 溶液酸碱性的判断 1.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·L-1 的一元酸 HA 与 b mol·L-1 的一元碱 BOH 等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( ) ①a=b ②混合溶液的 pH=7 ③混合溶液中 c(OH-) =10-7 mol·L-1 ④混合溶液中,c(H+)= Kw mol·L-1 ⑤ 混合溶液中,c(B+)=c(A-) A.②③ B.④⑤ C.①④ D.②⑤

解析 判断溶液的酸碱性,要根据 H+浓度和 OH-浓度 的相对大小。因为酸、碱的强弱未知,不能依据 a=b 判断, ①错误;温度不能确定为 25 ℃,溶液的 pH=7,c(OH-)= 10-7 mol·L-1 不能判断溶液呈中性,②、③错误;Kw=c(H +)·c(OH-),当 c(H+)=c(OH-)= Kw mol·L-1 时,溶液一定 呈中性,④正确;根据电荷守恒 c(H+)+c(B+)=c(A-)+c(OH -),当 c(B+)=c(A-)时,c(H+)=c(OH-),溶液一定呈中性, ⑤正确。故选 B。

2.判断下列溶液在常温下的酸碱性(在括号中填“酸 性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的 HCl 和 NaOH 溶液等体积混合。(中性) (2)pH=2 的 HCl 和 pH=12 的 NaOH 溶液等体积混合。 (中性 ) (3)pH=3 的 HCl 和 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合。 ( 酸性)

(4)pH=3 的 HCl 和 pH=12 的 NaOH 溶液等体积混合。 ( 碱性)
(5)pH=2 的 CH3COOH 和 pH=12 的 NaOH 溶液等体 积混合。(酸性)
(6)pH=2 的 HCl 和 pH=12 的 NH3·H2O 等体积混合。 ( 碱性)

解析 (1)两者混合,恰好生成 NaCl 溶液,呈中性; (2)两者混合,恰好完全反应生成 NaCl 溶液,呈中性; (3)两者混合,HCl 过量,溶液呈酸性; (4)两者混合,NaOH 过量,溶液呈碱性; (5)两者混合,CH3COOH 过量,溶液呈酸性; (6)两者混合,NH3·H2O 过量,溶液呈碱性。

题组二 溶液 pH 的计算 3.已知:在 100 ℃时,水的离子积 Kw=1×10-12,下 列说法正确的是( ) A.0.05 mol·L-1 H2SO4 溶液的 pH=1 B.0.001 mol·L-1 NaOH 溶液的 pH=11 C.0.005 mol·L-1 H2SO4 溶液与 0.01 mol·L-1 NaOH 溶 液等体积混合,混合溶液的 pH 为 5,溶液显酸性 D.完全中和 50 mL pH=3 的 H2SO4 溶液,需要 50 mL pH=11 的 NaOH 溶液

解析 0.05 mol·L-1 H2SO4 溶液中 c(H+)=0.05 mol·L- 1×2=0.1 mol·L-1,则该溶液的 pH =1,A 正确;0.001 mol·L -1 NaOH 溶液中 c(OH-)=0.001 mol·L-1,由于 100 ℃时水的 离子积 Kw=1×10-12,则溶液中 c(H+)=1×10-9 mol·L-1, 故溶液的 pH=9,B 错误;0.005 mol·L-1 H2SO4 溶液与 0.01 mol·L-1 NaOH 溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成
Na2SO4,溶液呈中性,此时溶液的 pH=6,C 错误;pH=3 的 H2SO4 溶液中 c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=11 的 NaOH 溶 液中 c(OH-)=0.1 mol·L-1,根据中和反应: H++OH-
===H2O 可知,完全中和 50 mL pH=3 的 H2SO4 溶液,需要 0.5 mL pH =11 的 NaOH 溶液,D 错误。

4.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=__1_0_-_1_3__。 (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若所得混合液为中性,且 a=12,b=2,则 Va∶Vb =__1_∶__1_0__。 ②若所得混合液为中性,且 a+b=12,则 Va∶Vb= __1_0_∶__1__。

解析 (1)由题意知,溶液中 c(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH -)=0.01 mol·L-1,故 Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:H++OH-===H2O。 c(H+)·V 酸=c(OH-)·V 碱 10-2·Vb=10-13/10-12·Va VVba=1100--12=1∶10。

②根据中和反应 H++OH-===H2O c(H+)·Vb=c(OH-)·Va 10-b·Vb=10-13/10-a·Va VVba=1100a--1b3=1013-(a+b)=10,即 Va∶Vb=10∶1。

溶液 pH 的计算方法

考点 3 酸碱中和滴定
1.实验原理
利用酸碱 中和反应 ,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓
度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的 NaOH 溶液,待测的 NaOH 溶液的物质的量浓度为 c(NaOH)= c?HCl?·V?HCl?
V?NaOH? 。 酸碱中和滴定的关键: (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的 体积 。 (2)选取适当指示剂,准确判断 滴定终点 。

2.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、烧杯、 锥形瓶 。

(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 (3)滴定管特征和使用要求 ①构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。 ②精确度:读数可估计到 0.01 mL。 ③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用 待装 液润洗 2~3 次。 ④排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖 嘴中的气泡。

⑤滴定管的选用

酸性、氧化性的试剂用 酸式滴定管 ,因为酸性和氧

化性物质易 腐蚀橡胶 。

碱性的试剂用

碱式滴定管 , 因 为 碱 性 物 质

易 腐蚀玻璃 ,致使 玻璃活塞 无法打开。

3.实验操作(以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例) (1)滴定准备“八动词”

(2)滴定过程“三动作”
(3)终点判断“两数据” ①最后一滴:滴入最后一滴,溶液颜色发生突变。 ②半分钟:颜色突变后,经振荡半分钟内不复原,视为 滴定终点。

(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

*均值 ,根据 c(NaOH)=c?HVC?Nl?a·VO?HH溶Cl液溶?液?计算。

4.常用酸碱指示剂及变色范围

指示剂

变色范围的 pH

石蕊 <5.0 红色 5.0~8.0 紫色 >8.0 蓝色

甲基橙 <3.1 红色 3.1~4.4 橙色 >4.4 黄色

酚酞 <8.2 无色 8.2~10.0 浅红色 >10.0 红色

5.常见误差分析 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有:

(1)恰好中和=酸碱恰好完全反应≠滴定终 点≠溶液呈中性。
(2)滴定终点是通过指示剂颜色变化而实际控制的停止 滴定的“点”,滴定终点与恰好中和越吻合,测定误差越 小。
(3)指示剂选择时要注意 变色要灵敏,变色范围要小,使变色范围尽量与滴定 终点溶液的酸碱性一致。

①不能用石蕊作指示剂。 ②滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用 NaOH 溶液滴定醋酸。 ③滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸 滴定氨水。 ④强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。 ⑤并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的 Na2C2O4 溶液滴定 KMnO4 溶液,当 KMnO4 颜色褪去时即 为滴定终点。

【基础辨析】 判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。 (1)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一 般加入 2~3 mL。( × ) (2)中和滴定实验中,必须用待装标准液润洗滴定管, 用待测液润洗锥形瓶。( × ) (3)用 0.2000 mol·L-1 NaOH 标准溶液滴定 HCl 与 CH3COOH 的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为 0.1 mol·L-1),至中性时,溶液中的酸未被完全中和。( √ )

(4)用碱式滴定管量取 20.00 mL KMnO4 溶液。( × ) (5)中和滴定时,眼睛必须注视滴定管中的液面变化。 (× ) (6)在中和滴定实验中,滴定前盛标准液滴定管尖嘴部 分有气泡,滴定后气泡消失,测定结果待测液浓度偏高。 (√ )

题组一 中和滴定仪器及指示剂的选择与使用 1.用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度, 参考如图所示从下表中选出正确选项( )

解析 解答本题的关键是: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,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。

2.实验室现有 3 种酸碱指示剂,其 pH 变色范围如下: 甲基橙:3.1~4.4 石蕊:5.0~8.0 酚酞:8.2~10.0 用 0.1000 mol·L - 1NaOH 溶 液 滴 定 未 知 浓 度 的 CH3COOH 溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是 () A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂 C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂

解析 NaOH 溶液和 CH3COOH 溶液恰好反应生成 CH3COONa 时,CH3COO-水解显碱性,而酚酞的变色范围 为 8.2~10.0,比较接*。因此答案为 D。

题组二 酸碱中和滴定的数据处理和误差分析 3.准确移取 20.00 mL 某待测 HCl 溶液于锥形瓶中, 用 0.1000 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 滴定管用蒸馏水洗涤并用 NaOH 溶液润洗后,方 可装入 NaOH 溶液,A 错误;在滴定过程中,溶液的 pH 会 由小逐渐变大,B 正确;用酚酞作指示剂,当溶液由无色变 为浅红色,且 30 s 内颜色不褪去,说明达到滴定终点,可停 止滴定,C 错误;滴定后,若滴定管尖嘴部分有悬滴,说明 计算时代入的 NaOH 溶液体积的值比实际滴入的大,导致测 定结果偏大,D 错误。

4.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质 的量浓度的 NaOH 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 NaOH 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__,直到因加入一滴盐酸后,溶液 由黄色变为橙色,并______在__半__分__钟__内__不__变__色_________为止。

(2)下列操作中可能使所测 NaOH 溶液的浓度数值偏低 的是____D____(填字母序号)。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸 B.滴定前盛放 NaOH 溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没 有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视 读数

(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所 示,则起始读数为___0_.0_0___mL,终点读数为__2_6_._1_0__mL, 所用盐酸溶液的体积为__2_6_._1_0__mL。

(4)某学生根据 3 次实验分别记录有关数据如下表:

依据上表数据列式计算该 NaOH 溶液的物质的量浓度。

答案

(4)

V

=26.11

mL+26.09 2

mL=26.10

mL,

c(NaOH)=0.1000

mol·L-1×26.10 25.00 mL

mL=0.1044

mol·L-1

解析 在求 c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:

c(NaOH)



c?HCl?·V[?HCl?aq] V[?NaOH?aq]







c(NaOH) , 须 先 求

V[(HCl)aq],再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作

对 V[(HCl)aq]和 V[(NaOH)aq]的影响,进而影响 c(NaOH)。

(4)先算出耗用标准盐酸的*均值:

V

=26.11

mL+26.09 2

mL=26.10

mL(第二次偏差太大,

舍去),

c(NaOH)=0.1000

mol·L-1×26.10 25.00 mL

mL=0.1044

mol·L-1。

题组三 酸碱中和滴定曲线分析 5.常温下,用 pH=m 的盐酸滴定 20 mL pH=n 的 MOH 溶液,且 m+n=14。混合溶液的 pH 与盐酸体积 V 的关系 如图所示。下列说法正确的是( )

A.a 点:c(Cl-)>c(M+)>c(OH-)>c(H+) B.b 点:MOH 和 HCl 恰好完全反应 C.c 点:c(H+)=c(OH-)+c(MOH) D.a 点到 d 点:水电离的 c(H+)·c(OH-)先变大,后变 小

解析 m+n=14,从图像看出,b 点时,盐酸体积与 MOH 溶液体积相等,溶液呈碱性,说明混合溶液中 MOH 过量,MOH 继续电离,说明 MOH 是弱碱。a 点对应的溶 液呈碱性,溶液中离子浓度大小顺序为 c(M+)>c(Cl-)>c(OH -)>c(H+),A 错误;b 点对应的溶液中 MOH 未完全反应, 溶液呈碱性,B 错误;c 点对应的溶液显中性,c(H+)=c(OH -),C 错误;在碱溶液中滴加盐酸,水的电离程度逐渐增大, 当碱与酸恰好完全反应时,水的电离程度最大,然后随着盐 酸的不断加入,水的电离受到抑制,则水电离的 c(H+)·c(OH -)先变大,后变小,D 正确。

题组四 滴定原理在定量实验中的拓展应用

6.为了测定摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]产品的纯 度,称取 a g 样品溶于水,配制成 500 mL 溶液,用浓度为 c mol·L-1 的酸性 KMnO4 溶液滴定。每次所取待测液体积均 为 25.00 mL,实验结果记录如下:

实验次数

第一 第二 第三 次次次

消耗高锰酸钾溶 液体积/mL 25.52 25.02 24.98

滴定过程中发生反应的离子方程式为 __M__n_O_4-_+___5_F_e_2+_+__8_H__+_=_=_=_M__n_2_+_+__5_F_e_3_+_+__4_H_2_O__________, 滴定终点的现象是_滴__入__最__后___一__滴__K__M__n_O_4_溶__液__,__溶__液__由__无__ _色__变__为__浅__紫__色__,__且__3_0__s_不__变__色_____________________。
通过实验数据计算该产品的纯度:__9_8a_0_c_×__1_0_0_%____(用 含字母 a、c 的式子表示)。上表第一次实验中记录的数据明 显大于后两次,其原因可能是____B__C_____。

A.实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸 钾溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡 C.第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过,后两次未 润洗 D.该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长,有部分变质, 浓度降低

解析 滴定原理为 MnO-4 与 Fe2+发生氧化还原反应。到 达滴定终点时,溶液由无色变为浅紫色,且 30 s 不变色。

第一次实验中数据偏差较大,应舍去,取后两次实验的*均

值,消耗 KMnO4 溶液的体积为 25.00 mL,根据关系式

MnO


4



5Fe2











25.00

mL

待测液中

n(Fe2 + ) =

5n(MnO-4 )=5×0.025 L×c mol·L-1=0.125c mol,则 a g 产

品中

n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]



500 25.00

×n(Fe2



)



500 25.00

×0.125c mol = 2.5c mol , 故 该 产 品 的 纯 度 为

2.5c

mol×392 ag

g·mol-1×100%=98a0c×100%。实验结束时

俯视刻度线,读数偏小,导致记录数据偏小,A 错误;滴定 前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡,则读取的体积偏大, B 正确;锥形瓶用待装液润洗过,则消耗的酸性高锰酸钾溶 液偏多,读取的体积偏大,C 正确;三次使用的酸性高锰酸 钾溶液相同,则消耗的体积应该相同,D 错误。

7.莫尔法是一种沉淀滴定法,以 K2CrO4 为指示剂,用 标准硝酸银溶液滴定待测液,进行测定溶液中 Cl-的浓度。已 知:
(1)滴定终点的现象是 _滴__入__最__后__一__滴__标__准__溶 ___液__,__生__成__砖__红__色__沉__淀_______________。

(2)若用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液,可选为滴定指示 剂的是___C_____(填字母序号)。
A.NaCl B.BaBr2 C.Na2CrO4 刚好达到滴定终点时,发生的离子反应方程式为
__2_A__g_+_+__C_r_O__24_-_=_=_=_A_g__2C__r_O_4_↓___________________。

解析 (1)根据沉淀滴定法的原理,可知溶液中 Ag+和 Cl-先反应,Cl-消耗完后再和指示剂反应生成 Ag2CrO4 砖红 色沉淀,由此可知滴定终点时的颜色变化。
(2)当用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液时,所选择的指示 剂和 Ag+反应所生成沉淀的溶解度应大于 AgSCN 的溶解度, 由题给数据可以看出溶解度比 AgSCN 大的有 AgCl 和 Ag2CrO4,但是由于 AgCl 是白色沉淀,所以应选择 Na2CrO4 为指示剂,这样在滴定终点时沉淀的颜色发生明显的变化(白 色→砖红色)以指示滴定刚好达到终点,此时的离子反应方程 式为 2Ag++CrO24-===Ag2CrO4↓。

滴定实验误差分析的方法 依据原理 c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),所以 c(待 测)=c?标V准?待?·V测?标? 准?,因 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。

板块二 高考真题实战

1.[高考集萃]判断正误,正确的画“√”,错误的画 “×”。
(1)[2016·江 苏 高 考 ] 如 图 表 示 强 碱 滴 定 强 酸 的 滴 定 曲 线。( √ )
(2)[2015·江 苏 高 考 ] 用 玻 璃 棒 蘸 取 溶 液 点 在 水 润 湿 的 pH 试纸上,测定该溶液的 pH。( × )

(3)[2015·江苏高考]室温下 pH=3 的 CH3COOH 溶液与 pH=11 的 NaOH 溶液等体积混合,溶液的 pH>7。( × )
(4)[全国卷Ⅰ]酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶 液润洗。( √ )
(5)[全国卷Ⅰ]酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形 瓶以减小实验误差。( × )
(6)[大纲卷]用蒸馏水润湿的试纸测溶液的 pH,一定会 使结果偏低。( × )

解析 (1)在强酸中滴加入强碱,pH 不断增大,当接* 终点时,溶液中的 pH 会发生突变,正确;
(2)测定 pH 时,不能将 pH 试纸润湿,故错误; (3)pH=3 的 CH3COOH 溶液与 pH=11 的 NaOH 溶液 等体积混合,反应后醋酸过量,溶液显酸性,错误; (4)滴定管使用前,需先用标准溶液润洗,以减小实验误 差,正确;

(5)酸碱滴定实验中,不能用待测液润洗锥形瓶,润洗会 导致待测液增多,使实验误差增大,错误;
(6)当溶液本身呈中性时,用蒸馏水润湿 pH,对测量结 果不产生影响,错误。

2.[2017·全国卷Ⅲ]下列实验操作规范且能达到目的的 是( )

解析 A 错:刻度以下部分还有盐酸,实际放入锥形瓶 内的盐酸体积大于 20.00 mL。B 对:碘易溶于酒精,所以可 用酒精清洗,又因为酒精与水互溶,所以再用水可清洗干净。 C 错:将溶液点在湿润的 pH 试纸上相当于稀释溶液,会造 成醋酸钠溶液 pH 偏低,应用玻璃棒蘸取溶液点在干燥的 pH 试纸上。D 错:配制一定物质的量浓度的溶液,应在烧杯中 溶解固体,冷却至室温后再转移到容量瓶中定容。

3.[2017·全国卷Ⅱ]水中的溶解氧是水生生物生存不可 缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的 溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样 与 Mn(OH)2 碱 性 悬 浊 液 ( 含 有 KI) 混 合 , 反 应 生 成 MnO(OH)2,实现氧的固定。

Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2 被 I-还原为 Mn2+, 在暗处静置 5 min,然后用标准 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2(2S2O32-+I2===2I-+ S4O26-)。 回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面,这样操作的主 要目的是_使__测__定__值__与__水__体__中__的__实__际__值__保__持__一__致__,__避__免__产__生__ __误__差_____________________。
(2)“ 氧 的 固 定 ” 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 为 __O__2+__2_M__n_(_O__H_)_2_=_=_=_2_M__n_O__(O__H_)_2_____________________。

(3)Na2S2O3 溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时 需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和___量__筒___;蒸馏 水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除 __氧__气____及二氧化碳。
(4)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后,用 a mol·L-1 Na2S2O3 溶液滴定 ,以淀粉 溶液作指 示剂,终 点现象为 _蓝__色__刚__好__褪__去___;若消耗 Na2S2O3 溶液的体积为 b mL,则 水样中溶解氧的含量为__8_0_a_b___mg·L-1。

(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致 测定结果偏___低_____。(填“高”或“低”)
解析 (1)本实验为测定水样中的溶解氧,如果扰动水 体表面,会增大水体与空气的接触面积,增大氧气在水中 的溶解量。避免扰动水体表面是为了使测定值与水体中的 实际值保持一致,避免产生误差。
(2)由题意知,反应物为 O2 和 Mn(OH)2,生成物为 MnO(OH)2 , 因 此 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 O2 + 2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。

(3)配制溶液时还需要量筒量取液体体积;煮沸可以使蒸

馏水中的氧气挥发,达到除去氧气的目的。

(4)由于混合液中含有碘单质,加入淀粉时,溶液为蓝色;

滴定时,Na2S2O3 与碘反应,当碘恰好完全反应时,溶液蓝 色刚好褪去,且半分钟内颜色不恢复。由各反应关系可建立

如下关系式:O2~2Mn(OH)2~2I2~4S2O23-,由题意知,滴

定消耗 Na2S2O3 的物质的量为 ab×10-3 mol,因此 0.1 L 水























ab 4

×10-

3

mol









ab 4

×10



3

mol×32 g·mol-1=8ab×10-3 g=8ab mg,即溶解氧的含量为

80ab mg·L-1。

(5)滴定完成时,滴定管尖嘴处留有气泡,会使最后的读 数偏小,测得消耗 Na2S2O3 的体积偏小,所以测量结果偏低。

4.[2017·天津高考]用沉淀滴定法快速测定 NaI 等碘化 物溶液中 c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶 液。
Ⅰ.准备标准溶液 a.准确称取 AgNO3 基准物 4.2468 g(0.0250 mol)后,配 制成 250 mL 标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。 b.配制并标定 100 mL 0.100 0 mol·L-1 NH4SCN 标准 溶液,备用。

Ⅱ.滴定的主要步骤 a.取待测 NaI 溶液 25.00 mL 于锥形瓶中。 b.加入 25.00 mL 0.1000 mol·L-1 AgNO3 溶液(过量), 使 I-完全转化为 AgI 沉淀。 c.加入 NH4Fe(SO4)2 溶液作指示剂。 d.用 0.1000 mol·L-1 NH4SCN 溶液滴定过量的 Ag+, 使其恰好完全转化为 AgSCN 沉淀后,体系出现淡红色,停 止滴定。

e.重复上述操作两次,三次测定数据如下表: f.数据处理。

回答下列问题:
(1)将称得的 AgNO3 配制成标准溶液,所使用的仪器除 烧杯和玻璃棒外还有__2_5_0__m__L_(_棕__色__)_容__量__瓶__、__胶__头__滴__管___。
(2)AgNO3 标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因 是__避__免___A_g_N__O_3_见__光__分__解____________________________。
(3) 滴 定 应 在 pH<0.5 的 条 件 下 进 行 , 其 原 因 是 _防__止__因___F_e_3_+_的__水__解__而__影__响__滴__定__终__点__的__判__断__(_或__抑__制___F_e_3_+_的_ _水__解__) __________________。

(4)b 和 c 两步操作是否可以颠倒__否__(_或__不__能__) _,说明理 由 ____若__颠__倒__,__F_e_3+_与___I_-_反__应__,__指__示__剂__耗__尽__,__无__法__判__断__滴___ __定__终__点____________________________________________。
(5) 所 消 耗 的 NH4SCN 标 准 溶 液 * 均 体 积 为 _1_0_._0_0___mL,测得 c(I-)=_0_._0_6_0_0__mol·L-1。
(6)在滴定管中装入 NH4SCN 标准溶液的前一步,应进 行的操作为____用___N_H__4S_C__N__标__准__溶__液__进__行__润__洗__________。

(7)判断下列操作对 c(I-)测定结果的影响:(填“偏 高”“偏低”或“无影响”)
①若在配制 AgNO3 标准溶液时,烧杯中的溶液有少量 溅出,则测定结果___偏__高___。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面, 则测定结果___偏__高___。

解析 (1)配制硝酸银溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃 棒之外还需要 250 mL(棕色)容量瓶和胶头滴管。
(2)AgNO3 见光易分解,所以应保存在棕色试剂瓶中。 (3)Fe3+易水解,所以滴定应在 pH<0.5 的强酸环境下进 行。 (4)b 和 c 两步操作不能颠倒,否则 Fe3+有强氧化性,I- 有强还原性,二者会发生反应导致指示剂耗尽,无法判断滴 定终点。

(5)根据实验数据,实验 1 与实验 2、3 差别很大,故舍 去实验 1,求实验 2 和实验 3 的*均值,所以标准溶液的* 均体积为 10.00 mL。根据滴定过程可知 n(AgNO3)=n(NaI) +n(NH4SCN),得:
25.00×10-3 L×0.1000 mol·L-1=25.00×10-3 L×c(I-) +10.00×10-3 L×0.1000 mol·L-1,解得
c(I-)=0.0600 mol·L-1 。 (6)向滴定管中装标准溶液前应用标准溶液润洗。

(7)①在配制 AgNO3 标准溶液时,若有少量溅出,则配 制的标准溶液浓度偏小,在滴定时消耗标准溶液的体积偏 大,测得 c(I-)浓度偏高。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面, 读数偏小,计算出的标准液体积偏小,结合(5)中分析知 c(I -)浓度偏高。

5.[高考集萃]按要求填空:
(1)[2016·浙江高考]为测定产品(无水 MgBr2)的纯度,可 用 EDTA(简写为 Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式: Mg2++Y4-===MgY2-
①滴定前润洗滴定管的操作方法是 从__滴__定__管__上___口__加__入__少__量__待__装__液__,_倾__斜__着__转__动__滴__定__管__,__使__液__体_ 润__湿__内__壁__,___然__后__从__下__部__放__出__,__重__复__2_~__3__次______________。

②测定前,先称取 0.2500 g 无水 MgBr2 产品,溶解后, 用 0.0500 mol·L-1 的 EDTA 标准溶液滴定至终点,消耗 EDTA 标准溶液 26.50 mL,则测得无水 MgBr2 产品的纯度 是__9_7_.5_%___(以质量分数表示)。

(2)[2015·山东高考]利用间接酸碱滴定法可测定 Ba2+的 含量,实验分两步进行。
已知:2CrO24-+2H+===Cr2O27-+H2O; Ba2++CrO24-===BaCrO4↓。 步骤Ⅰ:移取 x mL 一定浓度的 Na2CrO4 溶液于锥形 瓶中,加入酸碱指示剂,用 b mol·L-1 盐酸标准液滴定至终 点,测得滴加盐酸的体积为 V0 mL。

步骤Ⅱ:移取 y mL BaCl2 溶液于锥形瓶中,加入 x mL 与步骤Ⅰ相同浓度的 Na2CrO4 溶液,待 Ba2+完全沉淀后, 再加入酸碱指示剂,用 b mol·L-1 盐酸标准液滴定至终点,
测得滴加盐酸的体积为 V1 mL。 滴加盐酸标准液时应使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴
定管的__上__方____(填“上方”或“下方”)。BaCl2 溶液的浓 b?V0-V1?
度为______y ______mol·L-1。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量 待测液溅出,Ba2+浓度测量值将__偏__大____(填“偏大”或
“偏小”)。

(3)[2015·天 津 高 考 ] 若 酸 性 FeCl2 废 液 中 c(Fe2 + ) = 2.0×10-2 mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)= 5.3×10 - 2 mol·L - 1 , 则 该 溶 液 的 pH 约 为 ___________2_____________。

(4)[福建高考]葡萄酒常用 Na2S2O5 作抗氧化剂。测定某 葡萄酒中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2 计算)的方案如下:
已 知 : 滴 定 时 反 应 的 化 学 方 程 式 为 SO2 + I2 + 2H2O===H2SO4+2HI

①按上述方案实验,消耗标准 I2 溶液 25.00 mL,该次 实验测得样品中抗氧化剂的残留量(以游离 SO2 计算)为 ___0_.1_6___g·L-1。
②在上述实验过程中,若有部分 HI 被空气氧化,则测 定结果__偏__低____(填“偏高”“偏低”或“不变”)。

解析 (1)①洗涤滴定管的方法为:从滴定管的上口加入 少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从 下部放出洗涤液,重复 2~3 次。
②n(EDTA) = n(MgBr2) = 26.50 mL×0.0500 mol·L - 1×10-3 L·mL-1=0.001325 mol,
m(MgBr2)=0.001325 mol×184 g·mol-1=0.2438 g,纯度 为00..22453080×100%=97.5%。

(2)由关系式:CrO24-~H+、CrO24-~Ba2+可知,与 Ba2 +结合生成 BaCrO4 沉淀的 Na2CrO4 的物质的量等于(V0-V1) mL 盐 酸 中 HCl 的 物 质 的 量 , 故 BaCl2 溶 液 的 浓 度 为 b?V0-y V1?。若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测液溅出,则步 骤Ⅱ中测得滴加盐酸的体积偏小,导致 Ba2+浓度测量值偏 大。

(3)根据电荷守恒: 2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(Cl-) c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)-3c(Fe3+)=5.3×10-2 mol·L-1 -2×2.0×10-2 mol·L-1-3×1.0×10-3 mol·L-1=1.0×10-2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=2。

(4)①100.00 mL 葡萄酒样品中抗氧化剂的残留量 n(SO2) =n(I2)=0.01000 mol·L-1×25.00×10-3 L=2.5×10-4 mol, 则 1 L 样品中抗氧化剂的残留量为 2.5×10-4 mol×10×64 g·mol-1=0.16 g。
②若有部分 HI 被氧化,则实验过程中读数较实际消耗 标准 I2 溶液偏少,测定结果会偏低。


相关文档

  • 2019年高考化学一轮复*单元测试题 第8章水溶液中的离子*衡
  • 2019高考化学二轮精品练*学案-第八章水溶液中的离子*衡
  • 猜你喜欢

  • git 远端版本回退
  • 数学假期培训初一升初二数学期末测试卷
  • 感悟生命热爱生活的活动总结
  • 网络教育的发展呼唤建立预警机制
  • 润滑油性质对汽油机排放的影响及汽油机润滑油的发展趋势
  • 鲁南经济带农村女性人力资源开发研究
  • 宝坻区人大常委会视察科技促进农业产业化发展情况
  • 值得铭记一生的励志名言.pdf(20190807210418)
  • 幼儿园大班科学教案《动物之最》含反思
  • 建立经济责任审计评价指标浅探
  • 车用扬声器项目投资计划书
  • 中国邮政集团公司岳阳市长岭邮政支局企业信用报告-天眼查
  • 后备干部培训心得--重在责任,贵在执行
  • 山西省应县第一中学校2018-2019年高二物理11月月考试题(含答案)三
  • 人员调度管理系统项目前景文档
  • 入党申请:20XX年9月在校大学生入党自传范文
  • 2019年数学老师年级教学计划(四篇)
  • 存量房买卖合同
  • 优化思科交换机端口配置
  • 你喜欢人生哪个阶段生活随笔
  • 四年级下册英语课件-Unit 7 Hobbies 1|广东开心英语(共21张PPT)
  • 滁州市针织织物行业企业数据报告2018版
  • 数据结构第二次作业及答案--栈与队列
  • 第一章 社区护理概论 发
  • 2015年3月28日智课教育托福独立写作预测大范围
  • 郑州市恒星电子有限公司企业信用报告-天眼查
  • 胶乳增强免疫比浊法在甲胎蛋白测定的方法学评价
  • Spring Cloud 快速入门(二)微服务中心Eureka
  • 生命里的渴望
  • 【原创】思维导图写测试点的额外补充
  • 八年级数学经典压轴题:一次函数决策问题
  • 计算机数据库的安全防范技术分析
  • 第6节 几何体的投影分解
  • 第二节 DEH的转速控制和负荷控制
  • 10月15号结婚怎么样的
  • 2019年201X年7月预备党员思想汇报范文:党,我的信仰-优秀word范文 (1页)
  • 时尚简洁通用封面个人简历表格word模板
  • 隧道工程施工安全控制要点
  • 地理课堂教学中师生互动的实现
  • 【精编】(小升初)郑州中学潜能测试 英语卷(总分40分)
  • 第1章 关系数据库系统概述
  • 北欧诸神之提尔:北欧神话体系中的战争之神
  • 电脑版