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2022届高三统考化学人教版一轮课件：第8单元 第2节 水的电离和溶液的酸碱性
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这是一份2022届高三统考化学人教版一轮课件：第8单元 第2节 水的电离和溶液的酸碱性，共60页。PPT课件主要包含了-2-，-3-，考点一，考点二，基础梳理，考点突破，考点三，水的电离，-4-，-5-等内容，欢迎下载使用。
考纲要求: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。
2.关于纯水的几个重要数据
3.水的电离平衡移动的影响因素(1)温度:温度升高,KW变大,水的电离平衡右移。(2)加入酸或碱,可抑制水的电离(相当于“同离子效应”)。如在水中加入盐酸、氢氧化钠等,可使水的电离程度变小,但不影响KW的大小。(3)加入可水解的盐,可促进水的电离(相当于“离子反应效应”)。如在水中加入醋酸钠、氯化铵、碳酸钠等,可使水的电离程度变大,但不影响KW的大小。(4)加入强酸的酸式盐(如NaHSO4),相当于加入酸,抑制水的电离;加入弱酸的酸式盐,对水的电离是促进还是抑制,则要看弱酸酸式酸根离子的水解程度大还是电离程度大。
特别提醒(1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在。(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在KW的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。
2.水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算(25 ℃)(1)c水(OH-)和c水(H+)的关系。由H2O H++OH-可知,不论何种温度,何种溶液,由H2O电离的c水(OH-)和c水(H+)永远相等。(2)pH的意义。pH=-lgc溶液(H+),所以由pH=a可以直接推出溶液中c溶液(H+)=10-a ml·L-1。
如常温下,pH=13的CH3COONa溶液中,溶液中的c(H+)=10-13 ml·L-1、c(OH-)=10-1 ml·L-1,溶液中的OH-、H+均全部来自水的电离,但CH3COO-水解消耗掉水电离的部分H+,所以溶液中的H+比水电离的H+少,c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-)=10-1 ml·L-1。
例1常温下,有下列水溶液:①pH=0的盐酸 ②0.5 ml·L-1的盐酸③0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液(pH≈5) ④0.1 ml·L-1的NaOH溶液⑤0.5 ml·L-1的NH4Cl溶液 ⑥1 ml·L-1的NaCl溶液,以上溶液中,水电离的c(H+)由大到小的顺序是⑤>③>⑥>④>②>①。①中由水电离出的c(H+)=1×10-14 ml·L-1。③中由水电离出的c(H+)=1×10-5 ml·L-1。
方法技巧 分析此类题时,我们可以采用分类方法进行思考,酸、碱均抑制水的电离,所以常温下pH=a的酸与pH=b的碱,当a+b=14时酸、碱抑制程度相同,水电离出的c水(H+)=c水(OH-)<10-7 ml·L-1;同理,当水电离出的c水(H+)=c水(OH-)>10-7 ml·L-1时为能促进水电离的盐溶液,如c水(H+)=c水(OH-)=10-1 ml·L-1的溶液可能是pH=1的NH4Cl溶液,也可能为pH=13的Na2CO3溶液。
例2 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )A.向水中加入氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)减小D.将水加热,KW增大,pH不变
解析:向水中加入氨水,溶液由中性到碱性,碱对水的电离起抑制作用,所以平衡逆向移动,c(OH-)增大,A项错误;NaHSO4在水溶液中发生电离: ,电离出的氢离子使c(H+)增大,但是温度不变,KW不变,B项正确;CH3COONa中的醋酸根水解对水的电离起促进作用,电离平衡正向移动,c(OH-)增大,c(H+)减小,C项错误;温度升高,水的离子积常数KW增大,则pH减小,D项错误。
跟踪训练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1.0×10-13C.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
2.常温下,1 L pH=6的AlCl3溶液中,由水电离出的H+物质的量为n1 ml;1 L pH=6的HCl溶液中,由水电离出的H+物质的量为n2 ml。 则 的值是( )。A.1B.100C.1 000D.10 000
解析:1 L pH=6的AlCl3溶液中,H+完全由水提供,故n1=10-6;1 L pH=6的HCl溶液中,H+的来源有两个,一个是水,一个是盐酸,而OH-只来自水的电离,而且水所电离出的c(H+)=c(OH-),HCl溶液中c(H+)=10-6 ml·L-1,根据水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,得出c(OH-)=10-8 ml·L-1,所以在1 L pH=6的HCl溶液中,由水电离出的H+的物质的量为10-8 ml,即n2=10-8,则n1∶n2=10-6∶10-8=100,B正确。
溶液的酸碱性与pH1.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。将“>”“=”或“<”填在下表空格中:
2.pH(1)定义式:pH=-lgc(H+)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系:室温下:
(3)适用范围:pH=0~14。(4)pH试纸的使用。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。特别提醒pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释而产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值(不精确)。
3.常用酸碱指示剂及其变色范围
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)100 ℃时0.01 ml·L-1盐酸的pH=2 ( √ )(2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性 ( × )(3)某溶液的c(H+)>c(OH-),该溶液一定为酸性溶液 ( √ )(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的H+和OH-数目相等 ( √ )(5)如果溶液中的c(H+)≠c(OH-),该溶液一定为酸性或碱性溶液 ( √ )(6)0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液呈中性 ( √ )
(7)0.1 ml·L-1的氨水与0.1 ml·L-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性 ( × )(8)室温下,pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈中性 ( × )
3.强酸与强碱溶液混合后pH的计算(1)若酸过量。 (2)若酸与碱正好完全反应,pH=7。(3)若碱过量,则先求c(OH-),再求c(H+)和pH。4.未标明强弱的酸、碱溶液混合把pH=2与pH=12的酸碱溶液等体积混合后,其pH不一定等于7。若二者为强酸、强碱,则pH=7;若为弱酸、强碱,则弱酸有余,pH<7;若为强酸、弱碱,则弱碱有余,pH>7。
例3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∶60B.3∶1C.1∶100D.100∶1
解析:常温下,pH=3的盐酸,c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=9的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=1×10-5 ml·L-1,两溶液混合后溶液的pH=7,则n(H+)= n(OH-),设盐酸体积为x,Ba(OH)2溶液体积为y,1×10-3 ml·L-1×x= 1×10-5 ml·L-1×y,解得:x∶y=1∶100,即盐酸与Ba(OH)2溶液的体积之比为1∶100。
例4下列说法正确的是( )A.25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KWB.常温下,pH均为5的醋酸和硫酸铝溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104C.根据溶液的pH与酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性D.100 ℃,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
解析:水的离子积常数只与温度有关,温度越高,KW越大,A项错误;醋酸中水电离出的c(H+)=溶液中的c(OH-)=1.0×10-9 ml·L-1,硫酸铝溶液中水电离出的c(H+)等于溶液中的c(H+)=1.0×10-5 ml·L-1,B项正确;C项不知温度,无法判断,错误;100 ℃时KW=5.5×10-13,所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,D项错误。
方法技巧 1.在做关于溶液pH计算的题目时,要抓住“问题的主要方面”。溶液显酸性用溶液中的c(H+)来计算;溶液显碱性先求溶液中的c(OH-),再求溶液中的c(H+)。口诀:酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。步骤:
2.注意近似计算:当两数相加、减,两数值相差≥100时,则小的数值可以忽略,如1 000+0.1≈1 000。
跟踪训练3.(2017全国Ⅰ)常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )。
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6B.曲线n表示pH与 的变化关系C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
4.在某温度时,测得0.01 ml·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若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。 ②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
答案:(1)10-13 (2)①1∶10 ②10∶1
酸碱中和滴定1.酸碱中和滴定的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)浓度的实验方法。2.中和滴定的实验用品(1)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(2)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。
(3)滴定管的使用。①酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管,因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。②碱性的试剂一般用碱式滴定管,因为碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开。(4)指示剂的选择。①强酸强碱相互滴定,可选用酚酞或甲基橙作指示剂。②若反应生成呈酸性的强酸弱碱盐溶液,则一般选用甲基橙作指示剂(甲基橙的变色范围是3.1~4.4);若反应生成呈碱性的强碱弱酸盐溶液,则一般选用酚酞作指示剂(酚酞的变色范围是8.2~10.0)。③酸碱中和滴定中一般不用石蕊溶液作指示剂,因为其颜色变化不明显,且变色范围过宽(石蕊的变色范围是5.0~8.0)。
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:
②锥形瓶:注碱液→记读数→加酚酞指示剂。
(3)滴定终点判断。等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点,并记录标准液的体积。(4)操作步骤。①仪器的洗涤:滴定管(或移液管):自来水→蒸馏水→所装溶液润洗。锥形瓶:自来水→蒸馏水(不用所装溶液润洗)。②装液调整液面:装液,使液面一般高于“0”刻度,驱除滴定管尖嘴处的气泡。③读数:调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,读出初读数;滴定至终点,读出末读数,实际消耗标准液的体积为末读数-初读数。
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 ( × )(2)中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶 ( × )(3)滴定终点就是酸碱恰好中和的点 ( × )(4)滴定管盛标准液时,其液面一定要调在0刻度 ( × )(5)用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液 ( × )(6)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2~3遍 ( √ )(7)若用标准盐酸滴定待测NaOH溶液,滴定前仰视,滴定后俯视则测定值偏大 ( × )
1.酸碱中和滴定原理(一元酸与一元碱反应)H++OH-==H2O,即c标·V标=c待·V待。2.中和滴定的误差分析方法(1)要依据公式c(待测)= 来判断。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值,因此只需分析各种原因使得所耗标准液体积V(标准)变大或变小,V(标准)变大,则c(待测)偏高,V(标准)变小,则c(待测)偏低。(2)以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞溶液作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
例5某学生用已知物质的量浓度的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙溶液作指示剂。请回答下列问题:(1)用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 。直到因加入一滴盐酸后,溶液由 色变为 色,并半分钟内不变色为止。 (2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则所消耗盐酸的体积为 mL。
(3)下列操作中,可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是 (填字母)。 A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准酸溶液B.滴定前盛放氢氧化钠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,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
依据上表数据列式可计算该NaOH溶液的物质的量浓度为 。
答案:(1)锥形瓶中溶液颜色的变化 黄 橙(2)26.10 (3)D (4)0.104 4 ml·L-1
解析:(2)起始读数为0,终点读数为26.10,盐酸的体积为26.10 mL。(3)酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,测定c(NaOH)偏大,故A项不符合;B项,滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,测定c(NaOH)无影响,故B项不符合;C项,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,测定c(NaOH)偏大,故C项不符合;D项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,造成V(标准)偏小,测定c(NaOH)偏低,故D项符合。(4)第二次测量数值与其他两次相差太大,应舍去,其他两次平均值为V平=26.10 mL,代入c(NaOH)= 计算即可得到NaOH溶液的物质的量浓度。
方法技巧 1.滴定终点的判断答题模板当滴入最后一滴某种标准溶液后,溶液变成某种颜色或溶液的某种颜色消失,且半分钟内未恢复原来的颜色。解答此类题目注意三个关键点:(1)最后一滴:必须说明是滴入“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“颜色的变化或其他现象”。(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的颜色或其他现象”。
2.图解量器的读数方法(1)读数(如图1)时的注意事项。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处保持水平或相切。关键词:最低处、相切。(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,读数偏大;当用滴定管测量液体的体积时,读数偏小。(3)仰视读数(如图3):当用量筒测量液体的体积时,读数偏小;当用滴定管测量液体的体积时,读数偏大。
跟踪训练5.用酸式滴定管准确移取25.00 mL某未知浓度的盐酸放入一洁净的锥形瓶中,然后用0.20 ml·L -1的氢氧化钠溶液(指示剂为酚酞)进行滴定,滴定结果如下:
(1)根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为 ml·L-1。(2)达到滴定终点的标志是 。
(3)造成测定结果偏高的原因可能是 。 A.配制标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液E.未用标准液润洗碱式滴定管
答案 (1)0.144 8(2)锥形瓶中溶液由无色变浅红色且半分钟内不褪色(3)ADE
解析 (1)根据表格中数据可知,第一次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积为(18.60-0.60) mL=18.00 mL,第二次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积为(18.50-0.30) mL=18.20 mL,消耗氢氧化钠溶液体积的平均值为 mL=18.10 mL,c(NaOH)=(0.20 ml·L-1×0.018 10 L)÷ 0.025 L=0.144 8 ml·L-1。(2)滴定结束之前,溶液为无色,滴定结束时溶液变成红色,所以滴定终点现象为:滴入最后一滴标准液,锥形瓶中溶液由无色变浅红色,半分钟内不褪色。
酸碱中和滴定的拓展中和滴定实验是中学化学中重要的定量实验之一,有关中和滴定的实验操作、指示剂的选择和误差分析是高考命题的重点。随着新课程改革的推进,与滴定实验相关的氧化还原滴定、沉淀滴定等也在高考试题中频频出现,需引起考生的重视。
一、沉淀滴定1.定义沉淀滴定是利用沉淀反应进行定量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合定量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。2.沉淀滴定原理(以溶液中Cl-含量的测定为例)以铬酸钾溶液为指示剂,在中性或弱碱性介质中,用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。
因为AgCl和Ag2CrO4的溶度积不同,因而发生分级沉淀,当AgCl沉淀完全后,稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4沉淀(砖红色)。
例1某小组以CCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。①氨的测定:精确称取w g X,加入适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 ml·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 ml·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。 氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验。若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ,滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 ml·L-1,c( )为 ml·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12] (6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为 ,制备X的化学方程式为 ,X的制备过程中温度不能过高的原因是 。
答案:(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2)碱 酚酞(或甲基红) (5)防止硝酸银见光分解 2.8×10-3(6)+3价 2CCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2==2[C(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出
二、氧化还原滴定1.氧化还原滴定原理以氧化还原反应为基础的定量分析方法,它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;或者间接滴定一些本身并没有氧化性或还原性,但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。氧化滴定剂有高锰酸钾、重铬酸钾、碘等;还原滴定剂有亚铁盐、抗坏血酸(即维生素C)等。
2.氧化还原滴定实例(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。原理: +6H++5H2C2O4==10CO2↑+2Mn2++8H2O指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。(2)Na2S2O3溶液滴定碘液。原理:2Na2S2O3+I2==Na2S4O6+2NaI指示剂:用淀粉溶液作指示剂,当滴入一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。
例2(2018全国Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·ml-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题。(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在 中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的 中,加蒸馏水至 。
答案 (1)③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊 ⑤(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀(2)①烧杯 容量瓶 刻度 ②蓝色褪去 95.0
跟踪训练1.实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸(H2C2O4),测定溶液中草酸的浓度。判断下列说法不正确的是( )A.滴定中涉及的离子方程式为B.KMnO4标准溶液常用硫酸酸化,若用HNO3酸化,会使测定结果偏低C.KMnO4标准溶液盛放在酸式滴定管中D.该实验选择酚酞作指示剂,当待测液颜色由无色变为浅红色时即达到滴定终点
②增大 1.0×1014 ③小于(2)2.0×10-5 5.0×10-3
1.3种式子H2O H++OH-;KW=c(H+)·c(OH-);pH=-lg c(H+)2.3种关系(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性(3)c(H+)
解析:滴定管用待装液润洗,对实验结果无影响,A项错误;锥形瓶振荡时有少量液体溅出,使测得消耗NaOH标准溶液的体积减小,则导致所测溶液浓度偏低,B项错误;滴定结束后滴定管末端出现气泡,使测得消耗NaOH标准溶液的体积偏小,则导致所测溶液浓度偏低,C项错误;锥形瓶用待测液润洗,使测得消耗NaOH标准溶液的体积偏大,则导致所测溶液浓度偏高,D项正确。
2.甲溶液的pH=2,乙溶液的pH=5,甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为( )A.1 000∶1B.1∶1 000C.2∶5D.5∶2
解析:甲溶液的pH=2,c(H+)=10-2 ml·L-1,乙溶液的pH是5,c(H+)=10-5 ml·L-1,则甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为10-2 ml·L-1∶10-5 ml·L-1=1 000∶1。
3.室温下,有关下列四种溶液的叙述正确的是(忽略混合后溶液的体积变化)( )。
A.在①②中分别加入氯化铵晶体,两溶液的pH均增大B.分别将等体积的①和②加水稀释到原体积的100倍,所得溶液的pH:①>②C.把①④两溶液等体积混合后所得溶液中:
D.将溶液②和溶液③等体积混合,混合后所得溶液的pH=7
4.(2020全国Ⅰ)以酚酞为指示剂,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。
下列叙述正确的是( )。A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)B.H2A溶液的浓度为0.200 0 ml·L-1 C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
5.298 K时,在20.0 mL 0.10 ml·L-1氨水中滴入0.10 ml·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 ml·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )A.该滴定过程应该选择酚酞溶液作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c( )=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH<12
6.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10-5。该温度下,向20 mL 0.01 ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L-1 KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题:(已知lg 4=0.6) (1)A点溶液中c(H+)为 ,pH约为 。 (2)A、B、C、D四点中水的电离程度最大的是 点,滴定过程中宜选用 作指示剂,滴定终点在 (填“C点以上”或“C点以下”)。
(3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是 (填字母)。
答案 (1)4×10-4 ml·L-1 3.4 (2)C 酚酞 C点以上 (3)B
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,进而测定溶液中Cl-的浓度。已知:
(1)滴定终点的现象是 。 (2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,下列试剂中可选为滴定指示剂的是 。 A.NaCl B.BaBr2 C.Na2CrO4刚好达到滴定终点时,发生反应的离子方程式为 。
考纲要求: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。
2.关于纯水的几个重要数据
3.水的电离平衡移动的影响因素(1)温度:温度升高,KW变大,水的电离平衡右移。(2)加入酸或碱,可抑制水的电离(相当于“同离子效应”)。如在水中加入盐酸、氢氧化钠等,可使水的电离程度变小,但不影响KW的大小。(3)加入可水解的盐,可促进水的电离(相当于“离子反应效应”)。如在水中加入醋酸钠、氯化铵、碳酸钠等,可使水的电离程度变大,但不影响KW的大小。(4)加入强酸的酸式盐(如NaHSO4),相当于加入酸,抑制水的电离;加入弱酸的酸式盐,对水的电离是促进还是抑制,则要看弱酸酸式酸根离子的水解程度大还是电离程度大。
特别提醒(1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在。(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在KW的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。
2.水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算(25 ℃)(1)c水(OH-)和c水(H+)的关系。由H2O H++OH-可知,不论何种温度,何种溶液,由H2O电离的c水(OH-)和c水(H+)永远相等。(2)pH的意义。pH=-lgc溶液(H+),所以由pH=a可以直接推出溶液中c溶液(H+)=10-a ml·L-1。
如常温下,pH=13的CH3COONa溶液中,溶液中的c(H+)=10-13 ml·L-1、c(OH-)=10-1 ml·L-1,溶液中的OH-、H+均全部来自水的电离,但CH3COO-水解消耗掉水电离的部分H+,所以溶液中的H+比水电离的H+少,c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-)=10-1 ml·L-1。
例1常温下,有下列水溶液:①pH=0的盐酸 ②0.5 ml·L-1的盐酸③0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液(pH≈5) ④0.1 ml·L-1的NaOH溶液⑤0.5 ml·L-1的NH4Cl溶液 ⑥1 ml·L-1的NaCl溶液,以上溶液中,水电离的c(H+)由大到小的顺序是⑤>③>⑥>④>②>①。①中由水电离出的c(H+)=1×10-14 ml·L-1。③中由水电离出的c(H+)=1×10-5 ml·L-1。
方法技巧 分析此类题时,我们可以采用分类方法进行思考,酸、碱均抑制水的电离,所以常温下pH=a的酸与pH=b的碱,当a+b=14时酸、碱抑制程度相同,水电离出的c水(H+)=c水(OH-)<10-7 ml·L-1;同理,当水电离出的c水(H+)=c水(OH-)>10-7 ml·L-1时为能促进水电离的盐溶液,如c水(H+)=c水(OH-)=10-1 ml·L-1的溶液可能是pH=1的NH4Cl溶液,也可能为pH=13的Na2CO3溶液。
例2 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )A.向水中加入氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)减小D.将水加热,KW增大,pH不变
解析:向水中加入氨水,溶液由中性到碱性,碱对水的电离起抑制作用,所以平衡逆向移动,c(OH-)增大,A项错误;NaHSO4在水溶液中发生电离: ,电离出的氢离子使c(H+)增大,但是温度不变,KW不变,B项正确;CH3COONa中的醋酸根水解对水的电离起促进作用,电离平衡正向移动,c(OH-)增大,c(H+)减小,C项错误;温度升高,水的离子积常数KW增大,则pH减小,D项错误。
跟踪训练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1.0×10-13C.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
2.常温下,1 L pH=6的AlCl3溶液中,由水电离出的H+物质的量为n1 ml;1 L pH=6的HCl溶液中,由水电离出的H+物质的量为n2 ml。 则 的值是( )。A.1B.100C.1 000D.10 000
解析:1 L pH=6的AlCl3溶液中,H+完全由水提供,故n1=10-6;1 L pH=6的HCl溶液中,H+的来源有两个,一个是水,一个是盐酸,而OH-只来自水的电离,而且水所电离出的c(H+)=c(OH-),HCl溶液中c(H+)=10-6 ml·L-1,根据水的离子积KW=c(H+)·c(OH-)=10-14,得出c(OH-)=10-8 ml·L-1,所以在1 L pH=6的HCl溶液中,由水电离出的H+的物质的量为10-8 ml,即n2=10-8,则n1∶n2=10-6∶10-8=100,B正确。
溶液的酸碱性与pH1.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。将“>”“=”或“<”填在下表空格中:
2.pH(1)定义式:pH=-lgc(H+)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系:室温下:
(3)适用范围:pH=0~14。(4)pH试纸的使用。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。特别提醒pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释而产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值(不精确)。
3.常用酸碱指示剂及其变色范围
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)100 ℃时0.01 ml·L-1盐酸的pH=2 ( √ )(2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性 ( × )(3)某溶液的c(H+)>c(OH-),该溶液一定为酸性溶液 ( √ )(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的H+和OH-数目相等 ( √ )(5)如果溶液中的c(H+)≠c(OH-),该溶液一定为酸性或碱性溶液 ( √ )(6)0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液呈中性 ( √ )
(7)0.1 ml·L-1的氨水与0.1 ml·L-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性 ( × )(8)室温下,pH=3的醋酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈中性 ( × )
3.强酸与强碱溶液混合后pH的计算(1)若酸过量。 (2)若酸与碱正好完全反应,pH=7。(3)若碱过量,则先求c(OH-),再求c(H+)和pH。4.未标明强弱的酸、碱溶液混合把pH=2与pH=12的酸碱溶液等体积混合后,其pH不一定等于7。若二者为强酸、强碱,则pH=7;若为弱酸、强碱,则弱酸有余,pH<7;若为强酸、弱碱,则弱碱有余,pH>7。
例3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∶60B.3∶1C.1∶100D.100∶1
解析:常温下,pH=3的盐酸,c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=9的Ba(OH)2溶液,c(OH-)=1×10-5 ml·L-1,两溶液混合后溶液的pH=7,则n(H+)= n(OH-),设盐酸体积为x,Ba(OH)2溶液体积为y,1×10-3 ml·L-1×x= 1×10-5 ml·L-1×y,解得:x∶y=1∶100,即盐酸与Ba(OH)2溶液的体积之比为1∶100。
例4下列说法正确的是( )A.25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KWB.常温下,pH均为5的醋酸和硫酸铝溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104C.根据溶液的pH与酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性D.100 ℃,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
解析:水的离子积常数只与温度有关,温度越高,KW越大,A项错误;醋酸中水电离出的c(H+)=溶液中的c(OH-)=1.0×10-9 ml·L-1,硫酸铝溶液中水电离出的c(H+)等于溶液中的c(H+)=1.0×10-5 ml·L-1,B项正确;C项不知温度,无法判断,错误;100 ℃时KW=5.5×10-13,所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,D项错误。
方法技巧 1.在做关于溶液pH计算的题目时,要抓住“问题的主要方面”。溶液显酸性用溶液中的c(H+)来计算;溶液显碱性先求溶液中的c(OH-),再求溶液中的c(H+)。口诀:酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。步骤:
2.注意近似计算:当两数相加、减,两数值相差≥100时,则小的数值可以忽略,如1 000+0.1≈1 000。
跟踪训练3.(2017全国Ⅰ)常温下,将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )。
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6B.曲线n表示pH与 的变化关系C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
4.在某温度时,测得0.01 ml·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若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。 ②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
答案:(1)10-13 (2)①1∶10 ②10∶1
酸碱中和滴定1.酸碱中和滴定的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)浓度的实验方法。2.中和滴定的实验用品(1)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(2)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。
(3)滴定管的使用。①酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管,因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶。②碱性的试剂一般用碱式滴定管,因为碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开。(4)指示剂的选择。①强酸强碱相互滴定,可选用酚酞或甲基橙作指示剂。②若反应生成呈酸性的强酸弱碱盐溶液,则一般选用甲基橙作指示剂(甲基橙的变色范围是3.1~4.4);若反应生成呈碱性的强碱弱酸盐溶液,则一般选用酚酞作指示剂(酚酞的变色范围是8.2~10.0)。③酸碱中和滴定中一般不用石蕊溶液作指示剂,因为其颜色变化不明显,且变色范围过宽(石蕊的变色范围是5.0~8.0)。
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:
②锥形瓶:注碱液→记读数→加酚酞指示剂。
(3)滴定终点判断。等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点,并记录标准液的体积。(4)操作步骤。①仪器的洗涤:滴定管(或移液管):自来水→蒸馏水→所装溶液润洗。锥形瓶:自来水→蒸馏水(不用所装溶液润洗)。②装液调整液面:装液,使液面一般高于“0”刻度,驱除滴定管尖嘴处的气泡。③读数:调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,读出初读数;滴定至终点,读出末读数,实际消耗标准液的体积为末读数-初读数。
自主巩固判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。(1)pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 ( × )(2)中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶 ( × )(3)滴定终点就是酸碱恰好中和的点 ( × )(4)滴定管盛标准液时,其液面一定要调在0刻度 ( × )(5)用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液 ( × )(6)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗2~3遍 ( √ )(7)若用标准盐酸滴定待测NaOH溶液,滴定前仰视,滴定后俯视则测定值偏大 ( × )
1.酸碱中和滴定原理(一元酸与一元碱反应)H++OH-==H2O,即c标·V标=c待·V待。2.中和滴定的误差分析方法(1)要依据公式c(待测)= 来判断。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值,因此只需分析各种原因使得所耗标准液体积V(标准)变大或变小,V(标准)变大,则c(待测)偏高,V(标准)变小,则c(待测)偏低。(2)以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞溶液作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
例5某学生用已知物质的量浓度的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择甲基橙溶液作指示剂。请回答下列问题:(1)用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 。直到因加入一滴盐酸后,溶液由 色变为 色,并半分钟内不变色为止。 (2)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则所消耗盐酸的体积为 mL。
(3)下列操作中,可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是 (填字母)。 A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准酸溶液B.滴定前盛放氢氧化钠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,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表:
依据上表数据列式可计算该NaOH溶液的物质的量浓度为 。
答案:(1)锥形瓶中溶液颜色的变化 黄 橙(2)26.10 (3)D (4)0.104 4 ml·L-1
解析:(2)起始读数为0,终点读数为26.10,盐酸的体积为26.10 mL。(3)酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,测定c(NaOH)偏大,故A项不符合;B项,滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,测定c(NaOH)无影响,故B项不符合;C项,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,测定c(NaOH)偏大,故C项不符合;D项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,造成V(标准)偏小,测定c(NaOH)偏低,故D项符合。(4)第二次测量数值与其他两次相差太大,应舍去,其他两次平均值为V平=26.10 mL,代入c(NaOH)= 计算即可得到NaOH溶液的物质的量浓度。
方法技巧 1.滴定终点的判断答题模板当滴入最后一滴某种标准溶液后,溶液变成某种颜色或溶液的某种颜色消失,且半分钟内未恢复原来的颜色。解答此类题目注意三个关键点:(1)最后一滴:必须说明是滴入“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“颜色的变化或其他现象”。(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的颜色或其他现象”。
2.图解量器的读数方法(1)读数(如图1)时的注意事项。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处保持水平或相切。关键词:最低处、相切。(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,读数偏大;当用滴定管测量液体的体积时,读数偏小。(3)仰视读数(如图3):当用量筒测量液体的体积时,读数偏小;当用滴定管测量液体的体积时,读数偏大。
跟踪训练5.用酸式滴定管准确移取25.00 mL某未知浓度的盐酸放入一洁净的锥形瓶中,然后用0.20 ml·L -1的氢氧化钠溶液(指示剂为酚酞)进行滴定,滴定结果如下:
(1)根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为 ml·L-1。(2)达到滴定终点的标志是 。
(3)造成测定结果偏高的原因可能是 。 A.配制标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作均正确C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液E.未用标准液润洗碱式滴定管
答案 (1)0.144 8(2)锥形瓶中溶液由无色变浅红色且半分钟内不褪色(3)ADE
解析 (1)根据表格中数据可知,第一次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积为(18.60-0.60) mL=18.00 mL,第二次滴定消耗氢氧化钠溶液的体积为(18.50-0.30) mL=18.20 mL,消耗氢氧化钠溶液体积的平均值为 mL=18.10 mL,c(NaOH)=(0.20 ml·L-1×0.018 10 L)÷ 0.025 L=0.144 8 ml·L-1。(2)滴定结束之前,溶液为无色,滴定结束时溶液变成红色,所以滴定终点现象为:滴入最后一滴标准液,锥形瓶中溶液由无色变浅红色,半分钟内不褪色。
酸碱中和滴定的拓展中和滴定实验是中学化学中重要的定量实验之一,有关中和滴定的实验操作、指示剂的选择和误差分析是高考命题的重点。随着新课程改革的推进,与滴定实验相关的氧化还原滴定、沉淀滴定等也在高考试题中频频出现,需引起考生的重视。
一、沉淀滴定1.定义沉淀滴定是利用沉淀反应进行定量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合定量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。2.沉淀滴定原理(以溶液中Cl-含量的测定为例)以铬酸钾溶液为指示剂,在中性或弱碱性介质中,用硝酸银标准溶液测定卤素化合物含量。
因为AgCl和Ag2CrO4的溶度积不同,因而发生分级沉淀,当AgCl沉淀完全后,稍过量的AgNO3标准溶液与K2CrO4指示剂反应生成Ag2CrO4沉淀(砖红色)。
例1某小组以CCl2·6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X。为确定其组成,进行如下实验。①氨的测定:精确称取w g X,加入适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1 mL c1 ml·L-1的盐酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用c2 ml·L-1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2 mL NaOH溶液。 氨的测定装置(已省略加热和夹持装置)
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。
回答下列问题:(1)装置中安全管的作用原理是 。 (2)用NaOH标准溶液滴定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 。 (3)样品中氨的质量分数表达式为 。 (4)测定氨前应该对装置进行气密性检验。若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”)。 (5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ,滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10-5 ml·L-1,c( )为 ml·L-1。[已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12] (6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1∶6∶3,钴的化合价为 ,制备X的化学方程式为 ,X的制备过程中温度不能过高的原因是 。
答案:(1)当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定(2)碱 酚酞(或甲基红) (5)防止硝酸银见光分解 2.8×10-3(6)+3价 2CCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O2==2[C(NH3)6]Cl3+2H2O 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出
二、氧化还原滴定1.氧化还原滴定原理以氧化还原反应为基础的定量分析方法,它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;或者间接滴定一些本身并没有氧化性或还原性,但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。氧化滴定剂有高锰酸钾、重铬酸钾、碘等;还原滴定剂有亚铁盐、抗坏血酸(即维生素C)等。
2.氧化还原滴定实例(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。原理: +6H++5H2C2O4==10CO2↑+2Mn2++8H2O指示剂:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。(2)Na2S2O3溶液滴定碘液。原理:2Na2S2O3+I2==Na2S4O6+2NaI指示剂:用淀粉溶液作指示剂,当滴入一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明达到滴定终点。
例2(2018全国Ⅲ)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·ml-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题。(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀硫酸、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。测定步骤如下:①溶液配制:称取1.200 0 g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在 中溶解,完全溶解后,全部转移至100 mL的 中,加蒸馏水至 。
答案 (1)③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊 ⑤(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液 ⑥产生白色沉淀(2)①烧杯 容量瓶 刻度 ②蓝色褪去 95.0
跟踪训练1.实验室可以用酸性KMnO4标准液滴定草酸(H2C2O4),测定溶液中草酸的浓度。判断下列说法不正确的是( )A.滴定中涉及的离子方程式为B.KMnO4标准溶液常用硫酸酸化,若用HNO3酸化,会使测定结果偏低C.KMnO4标准溶液盛放在酸式滴定管中D.该实验选择酚酞作指示剂,当待测液颜色由无色变为浅红色时即达到滴定终点
②增大 1.0×1014 ③小于(2)2.0×10-5 5.0×10-3
1.3种式子H2O H++OH-;KW=c(H+)·c(OH-);pH=-lg c(H+)2.3种关系(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性(3)c(H+)
解析:滴定管用待装液润洗,对实验结果无影响,A项错误;锥形瓶振荡时有少量液体溅出,使测得消耗NaOH标准溶液的体积减小,则导致所测溶液浓度偏低,B项错误;滴定结束后滴定管末端出现气泡,使测得消耗NaOH标准溶液的体积偏小,则导致所测溶液浓度偏低,C项错误;锥形瓶用待测液润洗,使测得消耗NaOH标准溶液的体积偏大,则导致所测溶液浓度偏高,D项正确。
2.甲溶液的pH=2,乙溶液的pH=5,甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为( )A.1 000∶1B.1∶1 000C.2∶5D.5∶2
解析:甲溶液的pH=2,c(H+)=10-2 ml·L-1,乙溶液的pH是5,c(H+)=10-5 ml·L-1,则甲溶液与乙溶液的c(H+)之比为10-2 ml·L-1∶10-5 ml·L-1=1 000∶1。
3.室温下,有关下列四种溶液的叙述正确的是(忽略混合后溶液的体积变化)( )。
A.在①②中分别加入氯化铵晶体,两溶液的pH均增大B.分别将等体积的①和②加水稀释到原体积的100倍,所得溶液的pH:①>②C.把①④两溶液等体积混合后所得溶液中:
D.将溶液②和溶液③等体积混合,混合后所得溶液的pH=7
4.(2020全国Ⅰ)以酚酞为指示剂,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如下图所示。
下列叙述正确的是( )。A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)B.H2A溶液的浓度为0.200 0 ml·L-1 C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
5.298 K时,在20.0 mL 0.10 ml·L-1氨水中滴入0.10 ml·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 ml·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )A.该滴定过程应该选择酚酞溶液作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c( )=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH<12
6.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10-5。该温度下,向20 mL 0.01 ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L-1 KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题:(已知lg 4=0.6) (1)A点溶液中c(H+)为 ,pH约为 。 (2)A、B、C、D四点中水的电离程度最大的是 点,滴定过程中宜选用 作指示剂,滴定终点在 (填“C点以上”或“C点以下”)。
(3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是 (填字母)。
答案 (1)4×10-4 ml·L-1 3.4 (2)C 酚酞 C点以上 (3)B
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,进而测定溶液中Cl-的浓度。已知:
(1)滴定终点的现象是 。 (2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液,下列试剂中可选为滴定指示剂的是 。 A.NaCl B.BaBr2 C.Na2CrO4刚好达到滴定终点时,发生反应的离子方程式为 。
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