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高中鲁科版 (2019)第3章 物质在水溶液中的行为第4节 离子反应课文配套课件ppt
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这是一份高中鲁科版 (2019)第3章 物质在水溶液中的行为第4节 离子反应课文配套课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了内容索引，必备知识，3硬水的软化，自我检测，问题探究，归纳拓展，2特殊检验法，应用体验，答案D，答案C等内容，欢迎下载使用。
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.了解酸碱中和滴定的原理,知道酸碱中和滴定中,溶液pH的突变是判断滴定终点的依据,了解指示剂的选择方法,形成变化观念与平衡思想的化学核心素养。2.知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途,掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。3.知道离子反应在生活生产中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
一、物质检验与含量测定1.离子的检验可利用离子的特征反应来检验一些常见离子。
2.测定溶液中离子的浓度
(2)酸碱中和滴定:强酸中H+的浓度可以用已知准确物质的量浓度的强碱溶液滴定的方法求得。(3)氧化还原滴定法:如溶液中Mn 的浓度可用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定求得。
二、物质制备与纯化1.物质的制备(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子反应:2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。(2)实验室制取CO2发生的离子反应:CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑。
2.物质的纯化(1)制高纯度的氯化钠:除去其中少量的S 、Mg2+、Ca2+,需要的试剂及加入的顺序一般是NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸(合理即可)。 (2)除去污水中的重金属离子:用沉淀剂将重金属离子转化为沉淀而除去,达到净水的目的。
(3)从海水中提取CO2。利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少温室气体含量。a室为阳极,发生氧化反应,电极反应为2H2O-4e-==4H++O2↑,氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生的反应为H++HC ==CO2↑+H2O,达到从b室中提取CO2的目的,c室是阴极,电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑,得到的气体是氢气,得到的溶液中含有NaOH,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH。
三、生活中常见的离子反应1.胃酸过多的治疗(1)服用小苏打片:反应的离子方程式为H++HC ==CO2↑+H2O。(2)服用胃舒平:反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O。
2.硬水的形成及软化(1)硬水:自然界里含有Ca2+、Mg2+较多的水。(2)硬水的形成(暂时硬水)。水中的二氧化碳与岩石中的碳酸钙和碳酸镁发生反应生成碳酸氢盐,使Ca2+、Mg2+进入水中而形成,主要反应的离子方程式为
②沉淀法:在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低其中Mg2+、Ca2+浓度,起到软化硬水的作用。
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)检验某溶液是否含有S 时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸。( )(2)向某溶液中加入CCl4,振荡、静置,分层后CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-。( )(3)向某溶液中滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,原溶液中无N 。( ) (4)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3,取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色沉淀。( )
(6)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时,滴定管内液体的体积大于24.00 mL。( )(7)中和滴定实验中,锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管用蒸馏水洗净后,必须润洗后方可使用。( )(8)可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。( )
菠菜是我们日常生活中经常食用的蔬菜,菠菜中含有丰富的铁元素。那么如何检验溶液中是否存在Fe3+?
提示 可以用KSCN溶液检验Fe3+。
1.常见阳离子的检验(1)常规检验法。①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、N 。
②焰色试验。用焰色试验可检验出溶液中的K+和Na+。
2.常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验。
(2)利用盐酸和其他试剂检验。
加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味的气体。
先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味且能使品红溶液褪色的气体。
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验。
(4)利用某些特征反应检验。I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色。
【典例1】(2022山东日照莒县高二期中)某试样溶液中可能含有 ,且阴离子的物质的量浓度相等。某同学利用该试样溶液进行实验,现象如下。下列说法正确的是( )
A.气体X和气体Y均属于电解质B.该试样溶液中至少有5种离子存在,其中Na+一定存在,且c(Na+)<0.4 ml·L-1C.滤液M在酸性条件下与铜片的反应中,还原产物是NO2D.将上述实验产生的气体Y全部通入10 mL 1.2 ml·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中的阴离子主要为HC
液中n(Na+)≥(0.01 ml×2+0.01 ml×2+0.01 ml-0.01 ml)=0.04 ml,则100 mL溶液中c(Na+)≥0.4 ml·L-1,故B错误;由分析可知,滤液M在酸性条件下与铜片反应生成的还原产物为一氧化氮,故C错误;10 mL 1.2 ml·L-1的氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量为1.2 ml·L-1×0.01 L=0.012 ml,设0.01 ml二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成a ml碳酸钠、b ml碳酸氢钠,由碳原子个数守恒可得a+b=0.01,由钠原子个数守恒可得2a+b=0.012,联立方程式可解得:a=0.002、b=0.008,则所得溶液中的阴离子主要为碳酸氢根离子,故D正确。
(2)对含多种离子的溶液进行离子检验时需要选择合适的顺序。
变式训练1-1下列关于离子检验叙述正确的是( )A.向某溶液中加入足量稀硫酸,无明显现象,再加入AgNO3溶液,出现白色沉淀,则溶液中有Cl-B.向某溶液中滴加浓硫酸,将产生的气体通入品红溶液中,品红褪色,则溶液中一定有
C.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,则溶液中有K+D.在某溶液中,先加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成;再加入足量稀盐酸,沉淀不溶解,则证明该溶液中含
解析硫酸银也是一种白色沉淀,不能说明含有Cl-,A错误;B项反应中有二氧化硫生成,也可能是浓硫酸被还原为二氧化硫,不能说明一定含有S ,错误;观察钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃,C正确;D项也可能含有Ag+,错误。
变式训练1-2甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由
的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 ml·L-1乙溶液中H+的浓度大于0.1 ml·L-1;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。下列结论不正确的是( )A.甲溶液含有Ba2+B.乙溶液含有SC.丙溶液含有Cl-D.丁溶液含有Mg2+
解析根据②可知,乙溶液为H2SO4溶液;根据①可知,只有Ba(OH)2才能与 反应均产生白色沉淀,所以甲为Ba(OH)2;根据③可知,丙溶液中含有Cl-,则丙为MgCl2,丁为NH4HCO3,D项错误。
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、中和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,中和法具有可行性。
2.滴定终点时酸的物质的量与碱的物质的量相等且溶液的pH=7吗?提示不是。酸碱完全反应时,酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即n(H+)=n(OH-),但是酸的物质的量与碱的物质的量不一定相等,且滴定终点是靠酸碱指示剂的颜色变化判断的,常用的酸碱指示剂甲基橙或酚酞变色时pH不等于7。
3.滴定管在装反应液之前,是否需要用待装液润洗?锥形瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?提示滴定管在装反应液之前,需要用待装液润洗;锥形瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
1.实验原理在中和反应中虽然表面上没有明显现象,但pH发生很大变化,在滴定过程中会发生pH突变而使指示剂颜色发生变化,通过溶液颜色来判定终点,主要用于测定酸或碱的浓度。计算公式:c(H+)V(H+)=c(OH-)V(OH-)
2.仪器酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
本实验中锥形瓶不能用烧杯代替,振荡时锥形瓶内液体不易溅出
(1)酸式滴定管:可盛放酸性溶液、强氧化性溶液,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、强氧化性溶液,因为酸性和强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。
也可用于准确量取一定体积的液态有机物
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→调液面→记读数。②锥形瓶:洗涤→注液(待测液)→记读数→加指示剂。润洗时:滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3次,锥形瓶禁止用所装溶液润洗;调液面时:调节活塞(或挤压玻璃球),赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下某一刻度处。记读数时:视线与溶液凹液面最低处相平,记录到小数点后第二位。加指示剂:加入2~3滴指示剂(酚酞溶液)。
需要检查是否漏水的三类仪器:滴定管、容量瓶、分液漏斗。
(2)滴定。左手控制活塞,右手不断摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色及滴定流速。(3)终点判断。等到滴入最后半滴标准盐酸,溶液由红色变至无色且半分钟内不恢复红色,视为滴定终点。(4)记录终点读数。
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
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)均为正确值,只有V(标)影响着c(待)的计算结果,故在误差分析时应归结为各种操作对V(标)的影响:若V(标)增大,实验结果偏高;若V(标)减小,实验结果偏低。
具体影响结果如下表:
【典例2 】 (2020辽宁抚顺六校协作体高二期末)用酸式滴定管准确移取25.00 mL某未知浓度的盐酸置于一洁净的锥形瓶中,然后用0.200 0 ml·L-1的氢氧化钠溶液(指示剂为酚酞溶液)滴定。滴定结果如下所示:
(1)准确配制0.200 0 ml·L-1的氢氧化钠溶液250 mL,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器有 。 (2)根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为 ml·L-1。(保留4位有效数字) (3)用0.200 0 ml·L-1标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸,滴定时左手控制碱式滴定管的玻璃球,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视 ,直到滴定终点。 (4)达到滴定终点的标志是 。
(5)以下操作可能造成测定结果偏高的是 (填字母)。 A.未用标准溶液润洗碱式滴定管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
答案(1)250 mL容量瓶、胶头滴管(2)0.144 8 (3)锥形瓶内溶液颜色的变化(4)滴入最后半滴NaOH溶液,溶液颜色由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原色(5)AD
解析(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、滴定等顺序操作,使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须选用250 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)用0.200 0 ml·L-1标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸,滴定时左手控制碱式滴定管的玻璃球,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,便于及时判断滴定终点。(4)本实验是用NaOH溶液滴定盐酸,用酚酞溶液作指示剂,所以终点时的现象是溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色。
【变式设问】滴定实验中,滴定管的尖嘴部分能否接触锥形瓶的内壁?
提示 可以。如向锥形瓶中滴加半滴溶液的操作:当滴定管尖嘴处的液滴悬而未滴时,让滴定管的尖嘴部分轻触滴定管内壁,让尖嘴处的液滴流入锥形瓶,可加入半滴溶液。
易错警示 (1)中和滴定时选择指示剂应注意以下几个方面:指示剂的变色范围越小越好,由于石蕊溶液变色范围较大,且在滴定终点时颜色的变化不易观察,所以在中和滴定中不采用。强酸和强碱中和时,酚酞溶液和甲基橙溶液都可以作为指示剂。(2)滴定终点的判断:当滴入最后半滴标准溶液,溶液颜色突变,且半分钟内不恢复原色,即为滴定终点,读数并记录。滴定终点是根据指示剂的颜色变化来确定的,滴定终点时酸和碱并不是恰好完全反应。但在滴定过程中pH的变化有一个突变的过程,而指示剂的变色范围恰好在突变范围内,所以用指示剂指示的终点与恰好反应的点十分接近,误差很小。
变式训练2-1利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
步骤Ⅰ:移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液置于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V0 mL。步骤Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液置于锥形瓶中,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 ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1 mL。滴加盐酸标准溶液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为 ml·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 (填“偏大”或“偏小”)。
变式训练2-2用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL待测溶液。称量时,样品可放在 (填字母)称量。 A.小烧杯中 B.洁净纸片上 C.托盘上(2)滴定时,用0.200 0 ml·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用 (填字母)作为指示剂。 A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞(3)滴定过程中,眼睛应注视 ;在铁架台上垫一张白纸,其目的是 。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是 ml·L-1,烧碱样品的纯度是 。
答案(1)A(2)B(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化,减小滴定误差(4)0.400 0 97.56%
解析(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中。(2)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,造成误差较大。
1.酸碱恰好完全中和时( )A.酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等B.溶液呈现中性C.酸与碱的物质的量浓度相等D.酸与碱的物质的量一定相等答案A解析由酸碱中和反应的实质可知,酸碱恰好完全中和时,酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等,A正确;酸碱恰好中和时生成的盐有可能水解,从而使溶液显一定的酸性或碱性,B不正确;由于酸碱的体积未知,酸、碱各是几元的也未知,所以C、D错误。
2.下列实验中,由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是( )A.用量筒量取液体时,俯视读数B.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,所测出的碱液的浓度值C.同一滴定实验,一般要做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次D.滴定管装标准溶液进行滴定,达到滴定终点时,俯视读数
答案D解析用量筒量取液体,若读数时俯视,会使所读取的数值大于液体的实际体积,故A不符合题意;滴定管未用标准盐酸润洗,会导致浓度偏低,所消耗体积偏大,则测定结果偏大,故B不符合题意;中和滴定实验中如果只做一次,可能会造成实验误差,但不能确定是偏高还是偏低,C不符合题意;达到滴定终点时,俯视读数,则读数偏小,消耗的标准溶液体积偏小,结果偏低,D符合题意。
3.下列叙述不正确的是( )A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液B.向某溶液中滴加盐酸酸化无明显现象,再滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SC.向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热后生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,说明该溶液中一定含有ND.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+
4.某化学兴趣小组用粗盐水(含有Ca2+、Mg2+、S )制备精盐水,设计如下方案:
下列说法正确的是( )A.A中主要含有Mg(OH)2和BaSO4,也可能含有Ca(OH)2B.②加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2+、Ca2+C.D中只含有C 、Cl-、Na+三种离子D.采用降温结晶的方法从精盐水中获得食盐晶体
解析 粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、S 等离子,①加入过量的Ba(OH)2溶液,则形成Mg(OH)2和BaSO4沉淀,还有少量Ca(OH)2沉淀;②再加过量的碳酸钠溶液,除去Ca2+和过量的Ba2+;③加入适量的盐酸除去过量的OH-和C ,最终得到精盐水。据此分析解答。根据上述分析可知加入过量Ba(OH)2溶液,得到的沉淀A中主要含有Mg(OH)2和BaSO4沉淀,还会有少量Ca(OH)2沉淀,A正确;②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Ca2+及过量的Ba2+,B错误;B中含有Ca2+、Ba2+、OH-、Cl-,加入过量Na2CO3后,除去Ca2+和过量的Ba2+,D中含有Cl-、Na+、C 、OH-,C错误;氯化钠的溶解度随温度变化不大,且受热不易分解,故从精盐水中获得食盐晶体应该采用蒸发结晶,D错误。
5.Ⅰ.某化工厂排放的污水中,溶有某些对人体有害的物质,初步认为可能含
为了进一步确认,取样进行实验检测:①取污水仔细观察,呈无色、透明、均一状态。②向取样的污水中滴入稀硫酸,有大量白色沉淀产生,再加稀硝酸,白色沉淀不消失。③用pH试纸测定污水的pH,试纸显深蓝色。
(1)由此可知,该污水中肯定含有的离子是 ,肯定没有的离子是 ,可能含有的离子是 。 (2)简述通过实验进一步确定溶液中可能存在离子的操作步骤及现象: 。
Ⅱ.实验室为化学兴趣小组的同学准备了四种红色溶液,它们分别可能是酸性KMnO4溶液、滴有酚酞的NaOH溶液、滴有石蕊的稀硫酸和品红溶液。另外还提供了常见的仪器和药品。为了培养同学们的创新精神和实践能力,只允许选用一种试剂对上述四种溶液加以鉴别。(1)甲组同学选用了FeCl2溶液,试写出该组同学鉴别出NaOH溶液的有关离子方程式: 。 (2)乙组同学选用了Na2SO3溶液,他们直接能鉴别出来的溶液及对应的现象分别是 。 (3)丙组同学选用了一种试剂,一次性鉴别出上述四种溶液,他们选择的试剂可能是 。
(2)用铂丝蘸少量溶液在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,若发现火焰呈紫色,则说明含有K+。另取少量溶液置于一洁净试管中加入过量稀硝酸后,再加几滴AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则说明溶液中含有Cl-Ⅱ.(1)Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3(2)酸性KMnO4溶液:紫红色褪去;稀硫酸:产生无色刺激性气味气体(3)(NH4)2SO3或NH4HSO3或(NH4)2S或NH4HS
基础落实•必备知识全过关
重难探究•能力素养全提升
学以致用•随堂检测全达标
1.了解酸碱中和滴定的原理,知道酸碱中和滴定中,溶液pH的突变是判断滴定终点的依据,了解指示剂的选择方法,形成变化观念与平衡思想的化学核心素养。2.知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途,掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用,培养科学探究与创新意识的化学核心素养。3.知道离子反应在生活生产中的应用,培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
一、物质检验与含量测定1.离子的检验可利用离子的特征反应来检验一些常见离子。
2.测定溶液中离子的浓度
(2)酸碱中和滴定:强酸中H+的浓度可以用已知准确物质的量浓度的强碱溶液滴定的方法求得。(3)氧化还原滴定法:如溶液中Mn 的浓度可用已知准确浓度的Fe2+溶液滴定求得。
二、物质制备与纯化1.物质的制备(1)氯碱工业生产烧碱和氯气的离子反应:2Cl-+2H2O 2OH-+H2↑+Cl2↑。(2)实验室制取CO2发生的离子反应:CaCO3+2H+==Ca2++H2O+CO2↑。
2.物质的纯化(1)制高纯度的氯化钠:除去其中少量的S 、Mg2+、Ca2+,需要的试剂及加入的顺序一般是NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、盐酸(合理即可)。 (2)除去污水中的重金属离子:用沉淀剂将重金属离子转化为沉淀而除去,达到净水的目的。
(3)从海水中提取CO2。利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少温室气体含量。a室为阳极,发生氧化反应,电极反应为2H2O-4e-==4H++O2↑,氢离子通过阳离子交换膜进入b室,发生的反应为H++HC ==CO2↑+H2O,达到从b室中提取CO2的目的,c室是阴极,电极反应为2H2O+2e-==2OH-+H2↑,得到的气体是氢气,得到的溶液中含有NaOH,用c室排出的碱液将从b室排出的酸性海水调节至接近装置入口海水的pH。
三、生活中常见的离子反应1.胃酸过多的治疗(1)服用小苏打片:反应的离子方程式为H++HC ==CO2↑+H2O。(2)服用胃舒平:反应的离子方程式为Al(OH)3+3H+==Al3++3H2O。
2.硬水的形成及软化(1)硬水:自然界里含有Ca2+、Mg2+较多的水。(2)硬水的形成(暂时硬水)。水中的二氧化碳与岩石中的碳酸钙和碳酸镁发生反应生成碳酸氢盐,使Ca2+、Mg2+进入水中而形成,主要反应的离子方程式为
②沉淀法:在硬水中加入Na2CO3等沉淀剂也可以降低其中Mg2+、Ca2+浓度,起到软化硬水的作用。
判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)检验某溶液是否含有S 时,应取少量该溶液,依次加入BaCl2溶液和稀盐酸。( )(2)向某溶液中加入CCl4,振荡、静置,分层后CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-。( )(3)向某溶液中滴加稀NaOH溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸不变蓝,原溶液中无N 。( ) (4)确定NaCl溶液中是否混有Na2CO3,取少量溶液滴加CaCl2溶液,观察是否出现白色沉淀。( )
(6)一支标有“20 ℃、25 mL”字样的滴定管内装液体到刻度1.00 mL时,滴定管内液体的体积大于24.00 mL。( )(7)中和滴定实验中,锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管用蒸馏水洗净后,必须润洗后方可使用。( )(8)可用25 mL碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。( )
菠菜是我们日常生活中经常食用的蔬菜,菠菜中含有丰富的铁元素。那么如何检验溶液中是否存在Fe3+?
提示 可以用KSCN溶液检验Fe3+。
1.常见阳离子的检验(1)常规检验法。①用NaOH溶液能检验出Cu2+、Fe3+、Fe2+、Al3+、N 。
②焰色试验。用焰色试验可检验出溶液中的K+和Na+。
2.常见阴离子的检验(1)利用酸碱指示剂检验。
(2)利用盐酸和其他试剂检验。
加入BaCl2或CaCl2溶液后生成白色沉淀,再加稀盐酸沉淀溶解,并放出无色无味的气体。
先加入足量稀盐酸,无沉淀生成,再加入BaCl2溶液,产生白色沉淀。
加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,再加稀盐酸,放出无色有刺激性气味且能使品红溶液褪色的气体。
(3)利用AgNO3(HNO3酸化)溶液检验。
(4)利用某些特征反应检验。I-:滴入淀粉溶液和氯水,溶液变蓝色。
【典例1】(2022山东日照莒县高二期中)某试样溶液中可能含有 ,且阴离子的物质的量浓度相等。某同学利用该试样溶液进行实验,现象如下。下列说法正确的是( )
A.气体X和气体Y均属于电解质B.该试样溶液中至少有5种离子存在,其中Na+一定存在,且c(Na+)<0.4 ml·L-1C.滤液M在酸性条件下与铜片的反应中,还原产物是NO2D.将上述实验产生的气体Y全部通入10 mL 1.2 ml·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中的阴离子主要为HC
液中n(Na+)≥(0.01 ml×2+0.01 ml×2+0.01 ml-0.01 ml)=0.04 ml,则100 mL溶液中c(Na+)≥0.4 ml·L-1,故B错误;由分析可知,滤液M在酸性条件下与铜片反应生成的还原产物为一氧化氮,故C错误;10 mL 1.2 ml·L-1的氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量为1.2 ml·L-1×0.01 L=0.012 ml,设0.01 ml二氧化碳与氢氧化钠溶液反应生成a ml碳酸钠、b ml碳酸氢钠,由碳原子个数守恒可得a+b=0.01,由钠原子个数守恒可得2a+b=0.012,联立方程式可解得:a=0.002、b=0.008,则所得溶液中的阴离子主要为碳酸氢根离子,故D正确。
(2)对含多种离子的溶液进行离子检验时需要选择合适的顺序。
变式训练1-1下列关于离子检验叙述正确的是( )A.向某溶液中加入足量稀硫酸,无明显现象,再加入AgNO3溶液,出现白色沉淀,则溶液中有Cl-B.向某溶液中滴加浓硫酸,将产生的气体通入品红溶液中,品红褪色,则溶液中一定有
C.用洁净的铂丝蘸取某溶液在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察火焰呈紫色,则溶液中有K+D.在某溶液中,先加入足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成;再加入足量稀盐酸,沉淀不溶解,则证明该溶液中含
解析硫酸银也是一种白色沉淀,不能说明含有Cl-,A错误;B项反应中有二氧化硫生成,也可能是浓硫酸被还原为二氧化硫,不能说明一定含有S ,错误;观察钾的焰色必须透过蓝色钴玻璃,C正确;D项也可能含有Ag+,错误。
变式训练1-2甲、乙、丙、丁四种易溶于水的物质,分别由
的不同阳离子和阴离子各一种组成。已知:①将甲溶液分别与其他三种物质的溶液混合,均有白色沉淀生成;②0.1 ml·L-1乙溶液中H+的浓度大于0.1 ml·L-1;③向丙溶液中滴入AgNO3溶液有不溶于稀硝酸的白色沉淀生成。下列结论不正确的是( )A.甲溶液含有Ba2+B.乙溶液含有SC.丙溶液含有Cl-D.丁溶液含有Mg2+
解析根据②可知,乙溶液为H2SO4溶液;根据①可知,只有Ba(OH)2才能与 反应均产生白色沉淀,所以甲为Ba(OH)2;根据③可知,丙溶液中含有Cl-,则丙为MgCl2,丁为NH4HCO3,D项错误。
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、中和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,中和法具有可行性。
2.滴定终点时酸的物质的量与碱的物质的量相等且溶液的pH=7吗?提示不是。酸碱完全反应时,酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即n(H+)=n(OH-),但是酸的物质的量与碱的物质的量不一定相等,且滴定终点是靠酸碱指示剂的颜色变化判断的,常用的酸碱指示剂甲基橙或酚酞变色时pH不等于7。
3.滴定管在装反应液之前,是否需要用待装液润洗?锥形瓶在装待测液前,是否需要用待测液润洗?提示滴定管在装反应液之前,需要用待装液润洗;锥形瓶在装待测液前,不能用待测液润洗。
1.实验原理在中和反应中虽然表面上没有明显现象,但pH发生很大变化,在滴定过程中会发生pH突变而使指示剂颜色发生变化,通过溶液颜色来判定终点,主要用于测定酸或碱的浓度。计算公式:c(H+)V(H+)=c(OH-)V(OH-)
2.仪器酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
本实验中锥形瓶不能用烧杯代替,振荡时锥形瓶内液体不易溅出
(1)酸式滴定管:可盛放酸性溶液、强氧化性溶液,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、强氧化性溶液,因为酸性和强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。
也可用于准确量取一定体积的液态有机物
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→调液面→记读数。②锥形瓶:洗涤→注液(待测液)→记读数→加指示剂。润洗时:滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3次,锥形瓶禁止用所装溶液润洗;调液面时:调节活塞(或挤压玻璃球),赶走气泡使滴定管尖嘴部分充满溶液,并使液面处于“0”刻度以下某一刻度处。记读数时:视线与溶液凹液面最低处相平,记录到小数点后第二位。加指示剂:加入2~3滴指示剂(酚酞溶液)。
需要检查是否漏水的三类仪器:滴定管、容量瓶、分液漏斗。
(2)滴定。左手控制活塞,右手不断摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色及滴定流速。(3)终点判断。等到滴入最后半滴标准盐酸,溶液由红色变至无色且半分钟内不恢复红色,视为滴定终点。(4)记录终点读数。
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
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)均为正确值,只有V(标)影响着c(待)的计算结果,故在误差分析时应归结为各种操作对V(标)的影响:若V(标)增大,实验结果偏高;若V(标)减小,实验结果偏低。
具体影响结果如下表:
【典例2 】 (2020辽宁抚顺六校协作体高二期末)用酸式滴定管准确移取25.00 mL某未知浓度的盐酸置于一洁净的锥形瓶中,然后用0.200 0 ml·L-1的氢氧化钠溶液(指示剂为酚酞溶液)滴定。滴定结果如下所示:
(1)准确配制0.200 0 ml·L-1的氢氧化钠溶液250 mL,需要的主要仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的玻璃仪器有 。 (2)根据以上数据可以计算出盐酸的物质的量浓度为 ml·L-1。(保留4位有效数字) (3)用0.200 0 ml·L-1标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸,滴定时左手控制碱式滴定管的玻璃球,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视 ,直到滴定终点。 (4)达到滴定终点的标志是 。
(5)以下操作可能造成测定结果偏高的是 (填字母)。 A.未用标准溶液润洗碱式滴定管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
答案(1)250 mL容量瓶、胶头滴管(2)0.144 8 (3)锥形瓶内溶液颜色的变化(4)滴入最后半滴NaOH溶液,溶液颜色由无色变为浅红色,且半分钟内不恢复原色(5)AD
解析(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、滴定等顺序操作,使用的仪器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须选用250 mL容量瓶、胶头滴管。
(3)用0.200 0 ml·L-1标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸,滴定时左手控制碱式滴定管的玻璃球,右手不停摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,便于及时判断滴定终点。(4)本实验是用NaOH溶液滴定盐酸,用酚酞溶液作指示剂,所以终点时的现象是溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色。
【变式设问】滴定实验中,滴定管的尖嘴部分能否接触锥形瓶的内壁?
提示 可以。如向锥形瓶中滴加半滴溶液的操作:当滴定管尖嘴处的液滴悬而未滴时,让滴定管的尖嘴部分轻触滴定管内壁,让尖嘴处的液滴流入锥形瓶,可加入半滴溶液。
易错警示 (1)中和滴定时选择指示剂应注意以下几个方面:指示剂的变色范围越小越好,由于石蕊溶液变色范围较大,且在滴定终点时颜色的变化不易观察,所以在中和滴定中不采用。强酸和强碱中和时,酚酞溶液和甲基橙溶液都可以作为指示剂。(2)滴定终点的判断:当滴入最后半滴标准溶液,溶液颜色突变,且半分钟内不恢复原色,即为滴定终点,读数并记录。滴定终点是根据指示剂的颜色变化来确定的,滴定终点时酸和碱并不是恰好完全反应。但在滴定过程中pH的变化有一个突变的过程,而指示剂的变色范围恰好在突变范围内,所以用指示剂指示的终点与恰好反应的点十分接近,误差很小。
变式训练2-1利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量,实验分两步进行。
步骤Ⅰ:移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液置于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V0 mL。步骤Ⅱ:移取y mL BaCl2溶液置于锥形瓶中,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 ml·L-1盐酸标准溶液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1 mL。滴加盐酸标准溶液时应用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的 (填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的浓度为 ml·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 (填“偏大”或“偏小”)。
变式训练2-2用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,试根据实验回答下列问题:(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL待测溶液。称量时,样品可放在 (填字母)称量。 A.小烧杯中 B.洁净纸片上 C.托盘上(2)滴定时,用0.200 0 ml·L-1的盐酸来滴定待测溶液,不可选用 (填字母)作为指示剂。 A.甲基橙 B.石蕊 C.酚酞(3)滴定过程中,眼睛应注视 ;在铁架台上垫一张白纸,其目的是 。
(4)根据下表数据,计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是 ml·L-1,烧碱样品的纯度是 。
答案(1)A(2)B(3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化,减小滴定误差(4)0.400 0 97.56%
解析(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时,样品应放在小烧杯中。(2)酸碱中和滴定时,一般应选甲基橙、酚酞等颜色变化较明显的指示剂,石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显,造成误差较大。
1.酸碱恰好完全中和时( )A.酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等B.溶液呈现中性C.酸与碱的物质的量浓度相等D.酸与碱的物质的量一定相等答案A解析由酸碱中和反应的实质可知,酸碱恰好完全中和时,酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等,A正确;酸碱恰好中和时生成的盐有可能水解,从而使溶液显一定的酸性或碱性,B不正确;由于酸碱的体积未知,酸、碱各是几元的也未知,所以C、D错误。
2.下列实验中,由于错误操作导致所测出的数据一定偏低的是( )A.用量筒量取液体时,俯视读数B.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,酸式滴定管未用标准盐酸润洗,所测出的碱液的浓度值C.同一滴定实验,一般要做三次,取三次实验的平均值进行计算,但某同学只做了一次D.滴定管装标准溶液进行滴定,达到滴定终点时,俯视读数
答案D解析用量筒量取液体,若读数时俯视,会使所读取的数值大于液体的实际体积,故A不符合题意;滴定管未用标准盐酸润洗,会导致浓度偏低,所消耗体积偏大,则测定结果偏大,故B不符合题意;中和滴定实验中如果只做一次,可能会造成实验误差,但不能确定是偏高还是偏低,C不符合题意;达到滴定终点时,俯视读数,则读数偏小,消耗的标准溶液体积偏小,结果偏低,D符合题意。
3.下列叙述不正确的是( )A.向某溶液中加入稀盐酸,将产生的气体通入澄清石灰水,石灰水变浑浊,该溶液一定是碳酸盐溶液B.向某溶液中滴加盐酸酸化无明显现象,再滴加BaCl2溶液出现白色沉淀,说明该溶液中一定有SC.向某溶液中加入浓NaOH溶液,加热后生成能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色的气体,说明该溶液中一定含有ND.向某溶液中滴加KSCN溶液,溶液不变色,滴加氯水后溶液显红色,该溶液中一定含Fe2+
4.某化学兴趣小组用粗盐水(含有Ca2+、Mg2+、S )制备精盐水,设计如下方案:
下列说法正确的是( )A.A中主要含有Mg(OH)2和BaSO4,也可能含有Ca(OH)2B.②加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Mg2+、Ca2+C.D中只含有C 、Cl-、Na+三种离子D.采用降温结晶的方法从精盐水中获得食盐晶体
解析 粗食盐水中除去Ca2+、Mg2+、S 等离子,①加入过量的Ba(OH)2溶液,则形成Mg(OH)2和BaSO4沉淀,还有少量Ca(OH)2沉淀;②再加过量的碳酸钠溶液,除去Ca2+和过量的Ba2+;③加入适量的盐酸除去过量的OH-和C ,最终得到精盐水。据此分析解答。根据上述分析可知加入过量Ba(OH)2溶液,得到的沉淀A中主要含有Mg(OH)2和BaSO4沉淀,还会有少量Ca(OH)2沉淀,A正确;②中加入过量Na2CO3溶液的主要目的是除去Ca2+及过量的Ba2+,B错误;B中含有Ca2+、Ba2+、OH-、Cl-,加入过量Na2CO3后,除去Ca2+和过量的Ba2+,D中含有Cl-、Na+、C 、OH-,C错误;氯化钠的溶解度随温度变化不大,且受热不易分解,故从精盐水中获得食盐晶体应该采用蒸发结晶,D错误。
5.Ⅰ.某化工厂排放的污水中,溶有某些对人体有害的物质,初步认为可能含
为了进一步确认,取样进行实验检测:①取污水仔细观察,呈无色、透明、均一状态。②向取样的污水中滴入稀硫酸,有大量白色沉淀产生,再加稀硝酸,白色沉淀不消失。③用pH试纸测定污水的pH,试纸显深蓝色。
(1)由此可知,该污水中肯定含有的离子是 ,肯定没有的离子是 ,可能含有的离子是 。 (2)简述通过实验进一步确定溶液中可能存在离子的操作步骤及现象: 。
Ⅱ.实验室为化学兴趣小组的同学准备了四种红色溶液,它们分别可能是酸性KMnO4溶液、滴有酚酞的NaOH溶液、滴有石蕊的稀硫酸和品红溶液。另外还提供了常见的仪器和药品。为了培养同学们的创新精神和实践能力,只允许选用一种试剂对上述四种溶液加以鉴别。(1)甲组同学选用了FeCl2溶液,试写出该组同学鉴别出NaOH溶液的有关离子方程式: 。 (2)乙组同学选用了Na2SO3溶液,他们直接能鉴别出来的溶液及对应的现象分别是 。 (3)丙组同学选用了一种试剂,一次性鉴别出上述四种溶液,他们选择的试剂可能是 。
(2)用铂丝蘸少量溶液在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃观察,若发现火焰呈紫色,则说明含有K+。另取少量溶液置于一洁净试管中加入过量稀硝酸后,再加几滴AgNO3溶液,若有白色沉淀生成,则说明溶液中含有Cl-Ⅱ.(1)Fe2++2OH-==Fe(OH)2↓,4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3(2)酸性KMnO4溶液:紫红色褪去;稀硫酸:产生无色刺激性气味气体(3)(NH4)2SO3或NH4HSO3或(NH4)2S或NH4HS
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