第八章水溶液中的电离平衡第二讲水的电离和溶液的酸碱性 高考化学一轮复习学案人教版
展开第二讲 水的电离和溶液的酸碱性
考点一 水的电离(命题指数★★★)
1.水的电离:
水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-,水的电离常数K电离=。
2.影响水电离平衡的因素:
条件
变化
移动
方向
c(H+)
c(OH-)
Kw
电离
程度
升温
右移
增大
增大
增大
增大
加酸
左移
增大
减小
不变
减小
加碱
左移
减小
增大
不变
减小
加活泼金
属
右移
减小
增大
不变
增大
加醋酸钠
右移
减小
增大
不变
增大
加氯
化铵
右移
增大
减小
不变
增大
3.水的离子积:
(1)表达式。
Kw=c(H+)·c(OH-);25 ℃时,Kw=1.0×10-14。
(2)影响因素。
水的离子积Kw,只受温度的影响,温度升高,Kw增大。
(3)适用范围。
Kw不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)水的电离平衡常数与水的离子积相等。( )
提示:×。水的离子积与水的电离常数的关系是Kw=K电离·c(H2O)≈55.6K电离。
(2)加水稀释醋酸溶液,溶液中所有离子浓度都减小。( )
提示:×。醋酸加水稀释后,H+浓度减小,由于温度不变Kw不变,OH-浓度增大。
(3)25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw。( )
提示:×。Kw只与温度有关,温度越高Kw越大。
(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。( )
提示:√。不管温度变化还是加入促进或抑制水的电离的物质,水自身电离的
c(H+)和c(OH-)相等。
(5)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)=5×10-8 mol·L-1。( )
提示:×。纯水中c(H+)=c(OH-)=2×10-7 mol·L-1。
2.(1)25 ℃时,10 L水中含OH-的物质的量为________ mol,含H+的个数为________个(设阿伏加德罗常数为NA)。
(2)某温度下,纯水中的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)=________。若温度不变,滴入稀H2SO4使c(H+)=5×10-6 mol·L-1,则c(OH-)=________,由水电离出的c(H+)为________。
【解析】(1)常温下,Kw=1×10-14,c(H+)水=c(OH-)水=1×10-7 mol·L-1。1 L水中含n(OH-)=1×10-7 mol,n(H+)=1×10-7 mol,故10 L水中含OH-的物质的量为1×10-6 mol,含H+的个数为10-6 NA个。
(2)纯水中,c(H+)一定与c(OH-)相等,存在H2OH++OH-,所以c(OH-)=
2×10-7 mol·L-1。温度不变,Kw=2×10-7×2×10-7=4×10-14不变,当c(H+)=5×10-6 mol·L-1时,c(OH-)= mol·L-1=8×10-9 mol·L-1。由H2OH++OH-知,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=8×10-9 mol·L-1。
答案:(1)10-6 10-6NA
(2)2×10-7 mol·L-1 8×10-9 mol·L-1
8×10-9 mol·L-1
命题角度1:外界条件对水电离的影响
【典例1】(2021·北京丰台区模拟)室温时纯水中存在电离平衡:H2OH++OH-。下列叙述正确的是( )
A.升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,溶液显酸性
B.向水中加入少量氨水,平衡逆向移动,抑制水的电离,c(OH-)降低
C.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,由水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1
D.向水中加入少量NH4Cl固体,NH结合水电离出的OH-,由水电离出的
c(H+)>1×10-7 mol·L-1
【解析】选D。升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,c(H+)=
c(OH-),溶液显中性,故A错误;加入氨水,NH3·H2OOH-+NH碱性增强,c(OH-)增大,故B错误;H2OH++OH-,加入硫酸,氢离子浓度增大,抑制水的电离,水电离出氢离子浓度减小,故C错误;水中加入少量NH4Cl固体,NH结合水电离出的OH-,促进水的电离,使水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·
L-1,故D正确。
命题角度2:水的电离曲线
【典例2】(2021·张掖模拟)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中五点Kw间的关系B>C>A=D=E
B.若从A点到D点,可采用在水中加入少量酸的方法
C.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=12的KOH等体积混合后,溶液显碱性
D.若从A点到C点,可用温度不变时在水中加入适量NH4Cl固体的方法
【解析】选D。ADE都处于25 ℃时,Kw相等,B点c(H+)和c(OH-)都大于C点的
c(H+)和c(OH-),并且C点的c(H+)和c(OH-)大于A点c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E,故A正确;加酸,c(H+)变大,
c(OH-)变小,但温度不变,Kw不变,故B正确;若处在B点时,Kw=1×10-12,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,pH=12的KOH中c(OH-)=1 mol·L-1,等体积混合,KOH过量,溶液显碱性,故C正确;若从A点到C点,c(H+)变大,
c(OH-)变大,Kw增大,温度应升高,不能通过加入氯化铵的方法来实现,故D错误。
1.Kw要点剖析:
(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,H+与OH-共存,只是相对含量不同而已。
(2)水的离子积Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大,所以使用Kw时,必须指明温度,如不指明,则认为是25 ℃。
(3)Kw不仅适用于纯水,还适用于酸、碱及盐的稀溶液,且由水电离的c水(H+)=c水(OH-)。此时,水溶液中水的离子积常数不变。
2.外界条件对水的电离的影响:
(1)抑制水的电离的方法。
①外加酸或碱
②降温
③加入强酸的酸式盐(如NaHSO4)
④通入酸性气体(如CO2、SO2等)或碱性气体(如NH3)
(2)促进水的电离的方法。
①升温
②加入活泼金属(如Na、K等)
③加入强酸弱碱盐或强碱弱酸盐
3.水电离出的c(H+)或c(OH-)的定量计算:
溶液
计算原则
实例(25 ℃)
中性
溶液
c(OH-)=c(H+)
c(OH-)=c(H+) =10-7 mol·L-1
酸的
溶液
OH-全部来自水的电离
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+)水=c(OH-)水=10-12 mol·L-1
碱的
溶液
H+全部来自水的电离
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-)水=c(H+)水=10-12 mol·L-1
水解
呈酸
性的
盐溶
液
H+全部来自水的电离
pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,因部分OH-与部分NH结合使溶液中的c(OH-)=
10-9 mol·L-1
水解
呈碱
性的
盐溶
液
OH-全部来自水的电离
pH=12的Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH-)=10-2 mol·L-1,因部分H+与部分CO结合使溶液中的c(H+)=10-12 mol·
L-1
命题点1:外界条件对水电离的影响(基础性考点)
1.(2021·泰安模拟)室温下,水的电离达到平衡:H2OH++OH-。下列叙述正确的是( )
A.向水中加入少量金属Na,平衡正向移动,c(OH-)增大
B.向水中加入少量 CH3COOH,平衡逆向移动,Kw变小
C.向水中加入少量 NaHSO4或 NaHCO3固体,平衡均正向移动,水的电离程度增大
D.向水中加入少量 CH3COONH4固体,溶液呈中性,水的电离平衡不移动
【解析】选A。向水中加入少量金属钠,和水电离的H+反应,故溶液中的
c(OH-)增大,水的电离被促进,平衡正向移动,故A正确;温度不变,水的离子积常数不变,与溶液的酸碱性无关,向水中滴入少量 CH3COOH,平衡逆向移动,Kw不变,故B错误;向水中加入少量固体硫酸氢钠,硫酸氢钠在水溶液中电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,导致c(H+)增大,平衡逆向移动,加入少量碳酸氢钠固体,溶解后碳酸氢根离子水解使水的电离平衡正向进行,故C错误;向水中加入少量 CH3COONH4固体,醋酸根离子和铵根离子水解相互促进程度相同,溶液呈中性,水的电离平衡正向移动,故D错误。
命题点2:水电离的H+或OH-浓度求算(综合性考点)
2.已知NaHA在水中的电离方程式为NaHA===Na++H++A2-。某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHA晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1。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1×10-10 mol·L-1
C.加入NaHA晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小
【解析】选D。Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12,温度高于25 ℃,A正确; NaHA电离出的H+抑制H2O电离,c(H+)H2O=c(OH-) H2O=1×10-10 mol·L-1,B正确、C正确;加H2O稀释c(H+)减小,而c(OH-)增大,D错误。
3.(2021·北京海淀区模拟)25 ℃时,下列溶液中水的电离程度最小的是( )
A.0.01 mol·L-1醋酸溶液
B.0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液
C.0.01 mol·L-1 NaHSO4溶液
D.0.01 mol·L-1 NaHCO3溶液
【解析】选C。根据酸或碱抑制水的电离,含有弱根离子的盐水解,促进水的电离,则醋酸和NaHSO4均抑制水的电离,NH4Cl和NaHCO3均促进水的电离,醋酸是弱酸,0.01 mol·L-1醋酸中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,NaHSO4在水溶液中完全电离,0.01 mol·L-1 NaHSO4中氢离子浓度是0.01 mol·L-1,氢离子浓度越大,抑制水电离程度越大,所以水电离程度最小的是NaHSO4溶液。
命题点3:水的电离曲线(应用性考点)
4.(2021·台州模拟)T ℃下的溶液中,c(H+)=10-x mol·L-1,c(OH-)=10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示。 下列说法不正确的是( )
A.T ℃时,水的离子积Kw 为 1×10-a
B.若a>14,则T<25
C.T ℃时,若给pH=1的盐酸微热,则盐酸的pH减小
D.T ℃时,pH=a-2的苛性钠溶液与pH=2的稀硫酸等体积混合,溶液的pH=0.5a
【解析】选C。由图象可知,x=0时,y=a,y=0时,x=a,则有x+y=a,则Kw=c(H+)×c(OH-)=(10-x mol·L-1)×(10-y mol·L-1)=10-a mol2·L-2,故A正确;若a>14,Kw=10-a mol2·L-2<10-14 mol2·L-2,则温度低于常温,故B正确;微热促进盐酸挥发,溶液酸性减弱,pH增大,故C错误;pH=a-2的苛性钠溶液,氢氧根浓度是0.01 mol·L-1,pH=2的稀硫酸中氢离子浓度是0.01 mol·L-1,等体积混合,溶液显中性,pH=0.5a,故D正确。
5.(2021·厦门模拟)25 ℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线所示,下列判断错误的是( )
A.ac曲线上的任意一点都有c(H+)×c(OH-)=10-14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度高于25 ℃,pH<7
D.c点溶液不可能是盐溶液
【解析】选D。ac曲线上的任意一点,由于温度相同,所以水的离子积相同,根据b点可知,c(H+)·c(OH-)=10-14,故A正确;bd线上任意点都满足c(H+)=c(OH-),溶液一定显示中性,故B正确;d点时,c(H+)=c(OH-)=1×10-6 mol·
L-1>1×10-7 mol·L-1,溶液的pH=6,水的电离为吸热反应,所以d点温度高于25 ℃,故C正确;在c点c(H+)=1×10-8 mol·L-1,c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,溶液显示碱性,而醋酸钠溶液显示碱性,所以c点可能为醋酸钠溶液,故D错误。
【加固训练—拔高】
1.(2021·抚顺模拟)40 ℃时水的离子积Kw=2.9×10-14,则在40 ℃时,c(H+)=1×
10-7 mol·L-1的溶液( )
A.呈酸性 B.呈碱性
C.呈中性 D.无法判断
【解析】选B。40 ℃时水的离子积Kw=2.9×10-14,c(H+)=1×10-7 mo1·L-1,则c(OH-)===2.9×10-7 mo1·L-1,所以c(H+)<c(OH-),即溶液显碱性,故B正确。
2.(2021·枣庄模拟)已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lg c(OH-),下列说法错误的是( )
A.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(e)=Kw(d)
B.加热f点纯水,其组成由f点沿fd直线向d方向迁移
C.向c点纯水中通入少量HCl,其组成由c点沿cde曲线向e点移动
D.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)一定显中性
【解析】选B。pOH=-lg c(OH-)、pH=-lg c(H+),所以pOH、pH越大,c(OH-)、c(H+)越小,pOH+pH=pKw,水的电离吸热,温度越高,水的离子积Kw越大,pOH、pH越小,所以温度T>20 ℃,即Kw(f)>Kw(d),同时Kw只与温度有关,d、e点在等温线上,所以Kw(f)>Kw(e)=Kw(d),故A正确;由于水的电离吸热,所以升高温度,水的离子积Kw增大,pOH、pH减小,即加热f点纯水,其组成由f点沿Of直线向O方向迁移,故B错误;恒温条件下,向c点纯水中通入少量HCl,溶液酸性增强,pH减小,由于pOH+pH=pKw,所以pOH增大,其组成由c点沿cde曲线向e点移动,故C正确;df直线上各点对应的水溶液中均有pH=pOH,即c(OH-)=c(H+),所以df直线上各点对应的水溶液均呈中性,故D正确。
考点二 溶液的酸碱性与pH计算(命题指数★★★)
1.溶液的酸碱性与pH:
(1)pH。
①定义:c(H+)的负对数,
pH=-lgc(H+)。
②意义:pH越大,溶液的碱性越强。pH越小,溶液的酸性越强。
③适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1的溶液。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)。
溶液的
酸碱性
c(H+)与
c(OH-) 比较
c(H+)大小
pH
酸性
溶液
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7 mol·L-1
<7
中性
溶液
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=1×10-7 mol·L-1
=7
碱性
溶液
c(H+)
>7
2.溶液pH的计算方法:
(1)单一溶液。
①强酸溶液,pH=-lgc(H+)。如0.1 mol·L-1的盐酸,pH=1。
②强碱溶液,c(H+)=,pH=-lgc(H+)。如0.01 mol·L-1的NaOH溶液,pH=12。
(2)混合溶液。
①两强酸溶液混合,c(H+)=,pH=-lgc(H+)。如pH=2的盐酸与pH=5的盐酸等体积混合,溶液的pH=2.3。
②两强碱溶液混合,c(OH-)=,c(H+)=,pH=-lgc(H+)。如pH=12和pH=10的两NaOH溶液等体积混合,pH=11.7。
③强酸与强碱混合:
A.恰好反应:pH=7。如pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合,混合后溶液的pH=7。
B.酸过量:c(H+)=,pH=-lgc(H+)。如100 mL 0.6 mol·L-1的HCl 与等体积0.4 mol·L-1的 NaOH溶液混合后,溶液的pH=1。
C.碱过量:c(OH-)=,
c(H+)=,pH=-lgc(H+)。如将0.1 mol·L-1的盐酸和0.06 mol·L-1的氢氧化钡溶液等体积混合,混合以后溶液的pH=12。
(3)溶液稀释后pH的计算。
①对于强酸溶液,每稀释10倍,pH增大1;对于弱酸溶液,每稀释10倍,pH增大不足1。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。
②对于强碱溶液,每稀释10倍,pH减小1;对于弱碱溶液,每稀释10倍,pH减小不足1。无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
3.pH的测定:
(1)酸碱指示剂法。
该法只能测其pH的大致范围,常见指示剂变色范围为
指示剂
变色范围
石蕊
pH<5红色
5~8紫色
>8蓝色
酚酞
pH<8.2无色
8.2~10浅红色
>10红色
甲基橙
pH<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
(2)pH试纸法。
把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,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。
(3)pH计。
通过仪器来精确测定溶液的pH。
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)pH<7的溶液一定呈酸性。( )
提示:×。25 ℃时,pH=7为中性,pH<7为酸性,温度升高后pH<7不一定显酸性。
(2)溶液的酸性越强,pH越小,溶液的碱性越强,pH越大。( )
提示:√。pH=-lgc(H+),pH越小酸性越强,pH越大碱性越强。
(3)用pH试纸测得某溶液的pH为3.4。( )
提示:×。pH试纸只能测出整数值。
(4)用湿润的pH试纸测定盐酸和醋酸溶液的pH,醋酸溶液的误差更大。( )
提示:×。用湿润的pH试纸测定pH相当于稀释溶液,醋酸存在电离平衡,稀释促进电离,误差更小。
(5)室温下,pH=12的NaOH溶液和pH=2的醋酸溶液等体积相混合后,混合液呈中性。( )
提示:×。醋酸浓度远大于NaOH浓度,混合液中含有大量醋酸,溶液呈酸性。
2.计算25 ℃时下列溶液的pH:
(1)1 mL pH=2的H2SO4加水稀释至100 mL,pH=________;
(2)0.001 mol·L-1的盐酸,pH=________;
(3)0.01 mol·L-1的NaOH溶液,pH=________;
(4)0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH等体积混合,混合溶液的pH=________。
【解析】(1)强酸稀释100倍,pH变化2个单位,即稀释后溶液的pH=4;
(2)c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=3;
(3)c(OH-)=0.01 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-12 mol·L-1,pH=
-lg(10-12)=12;
(4)酸碱发生中和反应时,酸过量,则c(H+)==
0.01(mol·L-1),pH=-lg 0.01=2。
答案:(1)4 (2)3 (3)12 (4)2
命题角度1:溶液酸碱性的判断及应用
【典例1】(2021·邯郸模拟)用pH试纸测定某氨基酸溶液的pH,如果先将pH试纸用蒸馏水润湿后,再把待测液滴到pH试纸上,跟比色卡对照,溶液pH的测得值为8,则该氨基酸溶液的实际pH( )
A.大于8 B.小于8
C.等于8 D.小于7
【解析】选A。溶液pH的测得值为8,说明溶液呈碱性,碱性溶液稀释后,碱性减弱,pH偏小,所以该氨基酸溶液的实际pH应大于8。
命题角度2:溶液pH的计算
【典例2】(2021·杭州模拟)下列说法不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1氨水的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液pH=b,则a>b
B.室温下1 mL pH=13的NaOH溶液与100 mL盐酸混合后溶液pH=7,则盐酸的pH=3
C.纯水加热到100 ℃时,水的离子积变大、pH变小、呈中性
D.相同温度下,pH相同的Na2CO3和Na2SO3溶液中,水电离程度较大的是Na2CO3溶液
【解析】选D。0.1 mol·L-1氨水的pH=a,将此溶液稀释1倍,溶液pH=b,氨水稀释后氢氧根离子浓度减小,溶液的pH减小,则a>b,故A正确;氯化氢和氢氧化钠都是强电解质,两种溶液混合后溶液呈中性,说明两种物质的物质的量相等,根据溶液体积知,c(HCl)=c(NaOH)=0.001 mol·L-1,所以HCl的pH=3,故B正确;纯水加热到100 ℃时,加热促进水的电离,水的离子积变大,溶液中氢离子浓度增大,pH减小,纯水显中性,故C正确;均能发生水解反应,溶液的pH相同,说明Na2CO3和Na2SO3水解生成的氢氧根离子浓度相同,溶液中的氢氧根离子均由水电离,所以两种溶液中水的电离程度相同,故D错误。
(1)(宏观辨识与微观探析)A选项中pH=a的氨水,电离度是多少?若稀释10倍,溶液的pH=c,c的取值范围是多少?
提示:pH=a即溶液中c(OH-)=10a-14,电离度为10a-13。若稀释10倍,a-1<c<a。
(2)(宏观辨识与微观探析)B选项中若等体积混合后溶液的pH=7,则盐酸的浓度是多少?
提示:等体积混合恰好完全反应,则盐酸与NaOH溶液浓度相等,为0.1 mol
·L-1。
(3)(变化观念与平衡思想)C选项中纯水加热到100 ℃时,水的电离平衡如何移动?水的离子积与pH的关系是什么?
提示:升温促进水的电离平衡正向移动。纯水中c(H+)=c(OH-),且c(H+)·
c(OH-)=Kw,又因c(H+)=10-pH,则c2(H+)=Kw,即10-2pH=Kw。
【备选例题】
(2021·北京西城区模拟)室温时,下列说法正确的是( )
A.pH=11的氨水和pH=11的Na2CO3溶液中,由水电离产生的c(OH-)均为1×
10-11 mol·L-1
B.分别把100 mL pH=11的NaOH溶液和pH=11的氨水加水稀释至1 L,所得溶液pH均为10
C.分别向等体积的0.1 mol·L-1HCl溶液和0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入等浓度的NaOH溶液,恰好为中性时,消耗NaOH溶液的体积相等
D.分别向1 mL pH=3的盐酸和pH=3的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,两溶液的pH均增大
【解析】选D。氨水抑制水的电离,pH=11的氨水中水电离产生的c(OH-)为1×10-11 mol·L-1,碳酸钠促进水的电离,pH=11的Na2CO3溶液中由水电离产生的c(OH-)为1×10-3 mol·L-1,故A错误;加水稀释促进一水合氨的电离,氨水中氢氧根离子的物质的量会增大,所以把100 mL pH=11的氨水加水稀释至1 L,所得溶液pH大于10,故B错误;向等体积的0.1 mol·L-1 HCl溶液和0.1 mol·
L-1CH3COOH溶液中加入等浓度的NaOH溶液,恰好中和生成NaCl和醋酸钠,NaCl溶液显中性,醋酸钠溶液显碱性,若要醋酸钠显中性,则要减少氢氧化钠的量,所以二者消耗的氢氧化钠的体积不同,故C错误;向1 mL pH=3的盐酸中加醋酸钠,盐酸与醋酸钠反应生成弱酸醋酸,溶液的pH会增大,在醋酸溶液中加醋酸钠,醋酸钠电离的醋酸根离子能抑制醋酸的电离,醋酸的pH增大,故D正确。
1.溶液酸碱性的判断依据:
2.混合溶液酸碱性的判断方法:
(1)等浓度等体积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
反应后所得溶液的酸碱性
强酸与强碱
中性
强酸与弱碱
酸性
弱酸与强碱
碱性
(2)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合
ⅰ.两强混合
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7
ⅱ.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;一元弱酸与一元强碱等体积混合呈酸性。
3.pH测定易错点再认识:
(1)使酚酞试液呈无色的溶液可能呈酸性、中性或碱性。
(2)广泛pH试纸的范围是1~14,且测量值均为整数。
(3)用pH试纸测量溶液pH时,试纸不能润湿,若润湿,测酸、碱性溶液时会造成误差,但测中性溶液时不会造成误差。
(4)不能用pH试纸测量氯水的pH,因氯水具有漂白性。
命题点1:溶液酸碱性的判断及应用(基础性考点)
1.(2021·洛阳模拟)图中的4条曲线,能表示人体大量喝水时,胃液pH变化的是( )
【解析】选A。胃液中含有盐酸,溶液显酸性pH小于7,喝大量的水后,胃液中的酸会被稀释,酸性减弱,pH增大,但不可能大于7(即变成了碱性),故A正确。
2.(2021·邹城模拟)用 pH 试纸测定某无色溶液的 pH,正确的是( )
A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得氯水的pH为2
C.用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH结果一定偏低
【解析】选C。pH试纸直接浸入待测液,这样会污染溶液,故A错误;氯水中的次氯酸有强氧化性,pH试纸变色会被漂白,应用pH计测定,故B错误;测定溶液pH的正确操作方法为将被测液滴到放在玻璃片上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡比较,符合测量要求,故C正确;pH试纸不能湿润,防止形成实验误差,用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH结果不一定偏低,如中性溶液氯化钠溶液的pH不变,故D错误。
命题点2:溶液pH的计算(综合性考点)
3.(2021·温州模拟)常温下,下列有关说法不正确的是( )
A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,水电离产生的c(H+)相同
B.pH=3的HCl溶液与pH=11的氨水等体积混合,混合后溶液的pH小于7
C.pH=3的盐酸、CH3COOH溶液中,c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.往10 mL pH=3的盐酸中分别加入pH=11的氨水、NaOH溶液至中性,消耗氨水的体积小
【解析】选B。碱抑制水电离,碱中氢氧根离子浓度越大其抑制水电离程度越大,氨水、NaOH溶液中氢氧根离子浓度相等,则二者抑制水电离程度相等,故A正确;pH=3的HCl溶液c(HCl)=10-3 mol·L-1,pH=11的氨水溶液c(NH3·H2O)>10-3 mol·L-1,等体积混合,氨水会剩余,溶液显示碱性,混合后溶液的pH大于7,故B错误;盐酸、CH3COOH溶液中,分别存在电荷守恒:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)、c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),都是pH=3的溶液,则氢离子浓度相等,氢氧根离子浓度也是相等的,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故C正确;pH=11的氨水、NaOH溶液,c(NH3·H2O)>10-3 mol·L-1,c(NaOH)=10-3 mol·L-1,c(NH3·H2O)>c(NaOH),中和等量的盐酸,氨水消耗的体积小,故D正确。
【加固训练—拔高】
1.(2021·天津模拟)下列说法正确的是( )
A.用广泛pH试纸测得饱和氯水的pH约为2
B.常温下,同浓度的Na2S 溶液与NaHS溶液相比,Na2S溶液的pH大
C.用待测液润洗锥形瓶后才能进行滴定操作
D.某雨水样品采集后放置一段时间,pH由4.68变为4.28,是因为溶液中的SO水解
【解析】选B。氯水有漂白性,故不能用pH试纸来测pH,故A错误;酸性HS-<H2S,故水解能力Na2S>NaHS,则Na2S溶液的pH大,故B正确;锥形瓶不能润洗,润洗后会导致待测液的体积偏大,故C错误;硫酸型酸雨中含H2SO3,在放置的过程中会被氧气氧化为硫酸,导致pH变小,故D错误。
2.(2021·慈溪模拟)下列说法不正确的是( )
A.中性溶液中一定存在c(H+)=c(OH-)
B.中和等物质的量浓度等体积的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
C.相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,由水电离产生的c(H+)相等
D.pH=14与pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后,c(H+)=
【解析】选D。溶液酸碱性取决于c(H+)、c(OH-)的大小,任何中性溶液中一定满足c(H+)=c(OH-),故A正确;由于氨水、NaOH均为一元碱,中和等物质的量浓度等体积的氨水、NaOH溶液时,消耗HCl的物质的量相同,故B正确;相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,氢离子浓度相同,则两溶液对水电离的抑制程度相同,所以水电离产生的c(H+)相等,故C正确;pH=14与pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后,混合液中c(OH-)= mol·L-1=
0.505 mol·L-1,c(H+)== mol·L-1≈2×10-14 mol·L-1,故D错误。
3.(2021·义乌模拟)下列说法正确的是( )
A.常温下,用pH试纸测得0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH>7
B.向醋酸中加入等物质的量的NaOH,溶液呈碱性,且溶液中>1
C.常温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,因生成的CH3COONa水解,所以由水电离出的c(H+)>10-7 mol·L-1
D.等体积等pH的醋酸和盐酸,分别与足量镁粉反应,反应生成的气体盐酸多
【解析】选B。NaClO是弱酸强碱盐,水解显碱性,但NaClO具有漂白性,应选pH计测定,故A错误;CH3COONa溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),电荷关系为c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+),所以c(CH3COO-)<c(Na+),故B正确;CH3COOH是弱酸,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,酸过量使溶液呈酸性,酸抑制水的电离,所以由水电离出的c(H+)<10-7 mol·L-1,故C错误;CH3COOH是弱酸,等体积等pH的醋酸和盐酸中,n(CH3COOH)>n(HCl),所以分别与足量镁粉反应,反应生成的气体盐酸少、醋酸多,故D错误。
考点三 酸碱中和滴定(命题指数★★★★)
1.酸碱中和滴定:
(1)概念: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)原理。
①反应实质:H++OH-===H2O。
②定量关系:恰好中和时,n(H+) =n(OH-),即c(H+)V酸 = c(OH-)V碱。
(3)主要仪器及使用方法。
①仪器:滴定管、铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯。
仪器a是酸式滴定管,仪器b是碱式滴定管。
②滴定管的使用方法
(4)主要试剂。
①标准液
②待测液
③指示剂(一般选用酚酞或甲基橙)
(5)滴定操作。
①滴定前的准备工作
②滴定时的操作
③滴定终点的判断:当滴入最后一滴溶液时,指示剂恰好变色,且半分钟不恢复,即为滴定终点。
(6)数据处理。
为减少实验误差,滴定时,要求重复实验2~3次,求出所用标准溶液体积的平均值,然后再计算待测液的物质的量浓度。
2.误差分析:
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当,读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c标准、
V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,分析实验误差:
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又变红
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,向锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
1.判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)量取20.00 mL的高锰酸钾溶液应选用25 mL量筒。( )
提示:×。量筒只能精确到0.1 mL,应选用25 mL酸式滴定管。
(2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点。( )
提示:×。滴定终点是指指示剂变色的点,与酸碱恰好中和的点不一定一致。
(3)用NaOH标准溶液滴定未知浓度的醋酸,应选用酚酞作指示剂。( )
提示:√。恰好反应点溶液呈碱性,应选用在碱性范围内变色的酚酞指示剂。
(4)滴定管和锥形瓶在滴定前都应该用待装溶液润洗。( )
提示:×。滴定管应该润洗,锥形瓶不应润洗。
(5)若用标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液,滴定完成后发现酸式滴定管下悬着一滴酸液,则测定结果偏小。( )
提示:×。标准液读数偏大,测定结果偏大。
2.现用物质的量浓度为a mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V mL盐酸的物质的量浓度,请填写下列空白:
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是__________________ ______________________________________________________。
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入________(填“甲”或“乙”)中。
(3)如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,c(HCl)=________mol·L-1。
【解析】(1)碱式滴定管水洗后应用标准NaOH溶液润洗2~3次,每次润洗液都要从尖嘴处排出。
(2)NaOH为强碱,应将NaOH溶液注入碱式滴定管中,故选乙。
(3)滴定过程中消耗NaOH溶液的体积为(V2-V1) mL,因此c(HCl)= mol·L-1。
答案:(1)用标准NaOH溶液润洗
(2)乙 (3)
命题角度1:滴定终点的判断
【典例1】(2019·全国Ⅱ卷节选)立德粉ZnS·BaSO4(也称锌钡白),是一种常用白色颜料。
成品中S2-的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品,置于碘量瓶中,移取25.00 mL 0.100 0 mol·L-1的I2KI溶液于其中,并加入乙酸溶液,密闭,置暗处反应5 min,有单质硫析出。以淀粉为指示剂,过量的I2用0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定,反应式为I2+2S2O===2I-+S4O。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为________,样品中S2-的含量为___________ _____________________________________________________________ (写出表达式)。
【规范答题】滴定终点现象的判断
答题模板
当滴入最后一滴××后,溶液由××色变为××色,且半分钟之内不变色(或××色褪去,且半分钟之内不恢复原色)
模板示例
用a mol·L-1盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,以酚酞为指示剂,达到滴定终点的现象是当最后一滴盐酸滴入,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复原色
【解析】滴定终点时,I2被消耗完,溶液颜色由浅蓝色变为无色。由反应式为I2+2S2O===2I-+S4O可知,与Na2S2O3溶液反应的n1(I2)=×0.100 0× mol,则与S2-反应的n2(I2)=×0.100 0 mol-n1(I2)= mol,由电子守恒可知S2-~I2,则样品中S2-的含量为×100%。
答案:浅蓝色至无色 ×100%
命题角度2:中和滴定误差分析
【典例2】(2021·保定模拟)用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作指示剂,造成测定结果偏低的原因可能是( )
A.未用标准液润洗碱式滴定管
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
【解析】选B。未用标准液润洗碱式滴定管,使标准NaOH溶液的浓度偏低,导致消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故A不选;滴定管的“0”刻度线在上方,滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,使读数偏低,测定结果偏低,故B选;盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗,由于盐酸的物质的量不变,测定结果无影响,故C不选;滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,导致消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,故D不选。
某学生用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度。先准确称量10.0 g含有少量中性易溶杂质的样品,配成500 mL待测溶液,用待测烧碱溶液滴定0.200 mol·L-1的盐酸标准液。下列操作会使烧碱样品纯度偏高的是( )
A.锥形瓶用蒸馏水洗净后,先用盐酸标准液润洗再装标准液
B.碱式滴定管用蒸馏水洗净后未润洗
C.滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失
D.滴定前仰视碱式滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数
【解析】选D。锥形瓶用蒸馏水洗净后,先用盐酸标准液润洗再装标准液,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低,A错误;碱式滴定管用蒸馏水洗净后未润洗,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低,B错误;滴定前碱式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,导致消耗的待测液体积偏大,会使烧碱样品纯度偏低,C错误;滴定前仰视碱式滴定管读数,滴定后俯视滴定管读数,导致消耗的待测液体积偏小,会使烧碱样品纯度偏高,D正确。
【思维升华】
酸碱中和滴定时,不一定用标准液滴定待测液,也可以用待测液滴定标准液。求算公式c待测=中,c标准确定,锥形瓶中被滴定溶液体积确定,会造成误差的是滴定过程中装在滴定管中溶液的体积。
(1)若用标准液滴定待测液,V标准是造成误差的因素,与c待测呈正相关;
(2)若用待测液滴定标准液,V待测是造成误差的因素,与c待测呈负相关。
1.滴定管读数要领:
视线应平视凹液面的最低点为基准。
2.滴定终点的判断答题模板:
当滴入最后一滴××标准溶液后,溶液变成××色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
命题点1:酸碱中和滴定(基础性考点)
1.(2021·桂林模拟)室温下,用0.100 mol·L-1的标准盐酸滴定20.00 mL未知浓度的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示。图中K点代表的pH为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
【解析】选A。HCl和NaOH恰好完全反应生成NaCl,溶液呈中性,根据图象,加入盐酸的体积为20 mL时,溶液呈中性,说明HCl和NaOH完全反应,则n(HCl)=n(NaOH),有0.1 mol·L-1×20.00 mL=20.00 mL×c(NaOH),得c(NaOH)=
0.1 mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,根据Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,c(H+)===1×10-13 (mol·L-1),pH=-lg[c(H+)]=
-lg(1×10-13)=13,A符合题意。
2.有关酸碱滴定实验,下列说法正确的是( )
A.滴定管和锥形瓶都需要使用蒸馏水和待装液润洗
B.滴定前,必须将滴定管中液体的液面调至0刻度
C.滴定至终点时,溶液一定呈中性
D.测定待测液的浓度,至少需要完成两组平行实验,取消耗标准液的平均值
【解析】选D。滴定管需要用待装液润洗,但锥形瓶不能用待装液润洗,否则导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高,故A错误;滴定前,滴定管中液体的液面不一定非要调至0刻度,可调至0刻度以下某一刻度,故B错误;滴定至终点时,溶液不一定呈中性,如NaOH滴定醋酸,滴定终点生成醋酸钠,溶液呈碱性,故C错误;测定待测液的浓度,为了减少滴定误差,至少需要完成两组平行实验,取消耗标准液的平均值,故D正确。
命题点2:中和滴定误差分析(综合性考点)
3.(2021·吉安模拟)实验室用标准盐酸溶液滴定某NaOH溶液。用甲基橙作指示剂。下列操作中可能使测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
D.滴定前平视读数,滴定后俯视读数
【解析】选D。酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2~3次,导致标准酸溶液浓度降低,消耗的体积偏大,测定结果偏高,故A不选;开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失,导致标准酸溶液的体积读数偏大,测定结果偏高,故B不选;盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次,导致消耗标准酸溶液的体积偏大,测定结果偏高,故C不选;滴定管的“0”刻度线在上方,滴定后俯视读数,使读数偏小,导致标准酸溶液的体积读数偏小,测定结果偏低,故D选。
【加固训练—拔高】
1.(2021·桂林模拟)在酸碱中和滴定实验中,下列操作不会引起误差的是( )
A.用未干燥的锥形瓶盛装被滴定的待测液
B.滴定管用蒸馏水洗净后直接盛装标准液
C.滴定前平视读数,终点时仰视读数
D.滴定管尖嘴处在滴定前有气泡,滴定后无气泡
【解析】选A。用未干燥的锥形瓶盛装被滴定的待测液,不影响溶质的物质的量,测定结果不变,故A选;滴定管用蒸馏水洗净后直接盛装标准液,会稀释标准液,导致消耗标准液体积增加,会产生误差,故B不选;滴定前平视读数,终点时仰视读数,读数增大,有误差产生,故C不选;滴定管尖嘴处在滴定前有气泡,滴定后无气泡,溶液的体积增大,会产生误差,故D不选。
2.(2021·天水模拟)配制250 mL一定物质的量浓度的盐酸,并用该盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列实验操作或说法错误的是( )
A.实验前,容量瓶和酸式滴定管都需要检查是否漏液
B.若NaOH溶液因久置而变质(含少量Na2CO3),用甲基橙作指示剂,对滴定结果无影响
C.若配制盐酸标准溶液定容时俯视刻度线,则所测定NaOH溶液的浓度偏小
D.当最后一滴盐酸标准液滴入锥形瓶中,溶液颜色由黄色变为橙色时,即达滴定终点
【解析】选D。容量瓶和酸式滴定管带有瓶塞或旋塞,实验前都需要检查是否漏液,故A正确;甲基橙的变色范围为3.1~4.4,滴定终点呈酸性,NaOH和Na2CO3都转化成NaCl,消耗标准液的体积不变,不影响测定结果,故B正确;若配制盐酸标准溶液定容时俯视刻度线,配制的标准液浓度偏大,滴定终点消耗标准液体积偏小,则所测定NaOH溶液的浓度偏小,故C正确;当滴定至溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复颜色时,即为滴定终点,故D错误。
3.(2021·衡阳模拟)用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度,假设烧碱样品中的杂质(可溶于水)与酸不反应,试根据实验回答下列问题:
(1)将准确称取的4.3 g烧碱样品配成250 mL待测液,需要的主要仪器除烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器有____________、____________。
(2)取10.00 mL待测液,用__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管量取。
(3)用0.201 0 mol·L-1的标准盐酸滴定待测烧碱溶液(用酚酞作指示剂),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,两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到____________________,即达到滴定终点。
(4)根据表中数据,可计算出烧碱的纯度为__________(用百分数表示,结果保留小数点后一位小数)。
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)排去碱式滴定管中的气泡应采用操作____________(填“甲”“乙”或“丙”),然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(6)在该滴定实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的是__________(填序号)。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.酸式滴定管水洗后未用标准盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.锥形瓶用蒸馏水洗后又用待测液润洗
E.滴定到指示剂刚变色,摇动锥形瓶后颜色恢复,没再继续滴定
F.酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
【解析】(1)配制步骤有计算、称量、溶解、冷却、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,用药匙取用药品,在烧杯中溶解,冷却后转移到250 mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2 cm时,改用胶头滴管滴加,所以需要的仪器为托盘天平、药匙、烧杯、玻璃棒、
250 mL容量瓶、胶头滴管,所以还需要250 mL容量瓶和胶头滴管。
(2)待测液是碱性溶液,应盛放在碱式滴定管中。
(3)滴定时,两眼注视锥形瓶中溶液颜色的变化,以便准确判断终点的到达,若溶液由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复,可说明达到滴定终点。
(4)第一次滴定消耗的标准液体积为20.40 mL-0.50 mL=19.90 mL,第二次滴定消耗标准液体积为24.10 mL-4.00 mL=20.10 mL,两次滴定数据有效,消耗标准液的平均体积为V(标准)==20.00 mL,c(待测)===0.402 0 mol·
L-1,则m=c·V·M=0.402 0 mol·L-1×0.25 L×40 g·mol-1=4.02 g,w(NaOH)=×100%≈93.5%。
(5)碱式滴定管中排气泡的方法:把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲,再排气泡,所以丙正确,原理是气体的密度比较小,尖嘴朝上,易于逸出。
(6)滴定终点读数时俯视读数,导致读数偏小,测定结果偏小,故A错误;酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸溶液润洗,导致标准液的浓度偏低,滴定时消耗的标准液体积偏大,测定结果偏高,故B正确;锥形瓶水洗后未干燥,对待测液的物质的量没有影响,不影响滴定结果,故C错误;锥形瓶用蒸馏水洗后又用待测液润洗,导致待测液的物质的量偏大,消耗的标准液体积偏大,测定结果偏高,故D正确;滴定到指示剂刚变色,摇动锥形瓶后颜色恢复,没再继续滴定,反应没有完全,消耗的标准液体积偏低,测定结果偏低,故E错误;碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,导致消耗的标准液的体积偏大,测定结果偏高,故F正确。
答案:(1)250 mL容量瓶 胶头滴管 (2)碱式
(3)溶液由粉红色变为无色,且半分钟内不恢复
(4)93.5% (5)丙 (6)BDF
1.(2020·浙江7月选考)常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是( )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH)
20 mL时,溶液溶质为NH4Cl和CH3COONH4,质子守恒为c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),C正确;当溶液为中性时,电荷守恒为c(NH)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(Cl-)+c(OH-),因为溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),故c(NH)>c(Cl-),D不正确。
2.(2020·浙江7月选考节选)硫代硫酸钠在纺织业等领域有广泛应用。某兴趣小组用下图装置制备Na2S2O3·5H2O。
合成反应:SO2+Na2CO3===Na2SO3+CO2
2Na2S+3SO2===2Na2SO3+3S
Na2SO3+SNa2S2O3
滴定反应:I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6
已知:Na2S2O3·5H2O易溶于水,难溶于乙醇,50 ℃开始失结晶水。
实验步骤:
Ⅰ.Na2S2O3制备:装置A制备的SO2经过单向阀通入装置C中的混合溶液,加热、搅拌,至溶液pH约为7时,停止通入SO2气体,得产品混合溶液。
Ⅱ.产品分离提纯:产品混合溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥,得到Na2S2O3·5H2O产品。
Ⅲ.产品纯度测定:以淀粉作指示剂,用Na2S2O3·5H2O产品配制的溶液滴定碘标准溶液至滴定终点,计算
Na2S2O3·5H2O含量。
请回答:
步骤Ⅲ
①滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):
检漏→蒸馏水洗涤→( )→( )→( )→( )→( )→开始滴定。
A.烘干
B.装入滴定液至零刻度以上
C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液
E.排除气泡
F.用滴定液润洗2至3次
G.记录起始读数
②装标准碘溶液的碘量瓶(带瓶塞的锥形瓶)在滴定前应盖上瓶塞,目的是________________________________________________________________________。
③滴定法测得产品中Na2S2O3·5H2O含量为100.5%,则Na2S2O3·5H2O产品中可能混有的物质是_____________________________________________________
____________________________________________________________________
____________________。
【解析】①滴定前应检查滴定管是否漏液,之后用蒸馏水洗涤滴定管,为防止稀释滴定液使测定结果不准确,需用滴定液润洗2至3次,之后装入滴定液至零刻度以上,排除装置中的气泡,然后调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下,并记录起始读数,开始滴定,所以正确的操作和顺序为检漏→蒸馏水洗涤→F→B→E→C→G→开始滴定;②碘容易挥发,所以装标准碘溶液的碘量瓶在滴定前应盖上瓶塞,防止碘挥发损失;③测定的产品中Na2S2O3·5H2O含量大于100%,说明产品中可能混有失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O,也可能混有可消耗较多I2的其他杂质,根据合成反应可知,Na2S2O3·5H2O产品中可能混有Na2SO3。
答案:①F B E C G ②防止碘挥发损失
③Na2SO3;失去部分结晶水的Na2S2O3·5H2O
【加固训练—拔高】
1.(2018·天津高考节选)CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为________(写离子符号);若所得溶液c(HCO)∶c(CO)=2∶1,溶液pH=________。(室温下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
【解析】CO2与足量NaOH溶液反应后溶液pH=13,CO2主要转化为CO;对于Na2CO3溶液,其水解常数Kh===,得
c(OH-)=×=1×10-4 mol·L-1,c(H+)=1×10-10 mol·L-1,pH=10。
答案:CO 10
2.(2017·全国Ⅱ卷节选)草酸钙沉淀经稀H2SO4处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应为MnO+H++H2C2O4―→Mn2++CO2+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为______________。
【解析】将题目给出的方程式配平为2MnO+6H++5H2C2O4===2Mn2++10CO2+8H2O,则有5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4,n(KMnO4)=0.050 0 mol·L-1×36.00 mL×
10-3L·mL-1=1.80×10-3 mol,n(Ca2+)=4.50×10-3 mol,水泥中钙的质量分数为×100%=45.0%。
答案:45.0%
1.稀溶液中c(H+)与c(OH-)之间的关系
25℃时纯水中,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1
Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14
pH=-lg c(H+)=7
Kw不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有
c(H+)H2O=c(OH-)H2O
如酸性溶液中:[c(H+)酸+c(H+)H2O]·c(OH-)H2O=Kw
碱性溶液中:[c(OH-)碱+c(OH-)H2O]·c(H+)H2O=Kw
2.水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25 ℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1×
10-14为同一常数。
3.溶液酸碱性的判断
c(H+)>c(OH-) ,酸性;
c(H+)=c(OH-), 中性;
c(H+)<c(OH-) ,碱性。
4.滴定管使用四步骤:查漏→洗涤→润洗→装液。
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