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    鲁科版高考化学一轮总复习第7章第1节素养提升14滴定曲线的分析方法课时学案

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    这是一份鲁科版高考化学一轮总复习第7章第1节素养提升14滴定曲线的分析方法课时学案,共7页。

    中和滴定曲线(pH)的说明
    [知识对接]
    1.中和滴定曲线“5点”
    解决酸碱中和滴定曲线类问题的关键是巧抓“5点”,即曲线的起点、恰好反应点、中性点、反应一半点和过量点,先判断出各个点中的溶质及溶液的酸碱性,以室温时用0.1 ml·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 ml·L-1 HA溶液为例(如图),总结如何抓住滴定曲线的5个关键点:
    2.酸碱中和滴定曲线图示
    [应用体验]
    1.20 mL 0.100 0 ml·L-1氨水用0.100 0 ml·L-1的盐酸滴定,滴定曲线如图,下列说法正确的是( )
    A.该中和滴定适宜用酚酞作指示剂
    B.两者恰好中和时,溶液的pH=7
    C.达到滴定终点时,溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
    D.当滴入盐酸达30 mL时,溶液中c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)C 解析:反应终点生成氯化铵,水解显酸性,酚酞的变色范围为8.2~10,应选甲基橙作指示剂,故A错误;两者恰好中和时生成氯化铵,溶液的pH<7,故B错误;物料守恒式为c(NHeq \\al(+,4))+c(NH3·H2O)=c(Cl-),电荷守恒式为c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O),故C正确;溶液不显电性,遵循电荷守恒,则当滴入盐酸达30 mL时,溶液中c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),故D错误。
    2.25 ℃时,用0.1 ml·L-1NaOH溶液分别滴定 20.00 mL 0.1 ml·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是( )
    A.Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线
    B.pH=7时,滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积相等
    C.V(NaOH)=10.00 mL时,醋酸溶液中 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
    D.V(NaOH)=20.00 mL时,两溶液中 c(CH3COO-)>c(Cl-)
    C 解析:根据图示可知,Ⅰ的起始pH较大,Ⅱ的起始pH较小,则Ⅰ表示醋酸,Ⅱ表示盐酸,选项A错误;醋酸为弱酸,溶液体积相同时,醋酸和氯化氢的物质的量相等,醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠,溶液呈碱性,而盐酸与氢氧化钠反应生成氯化钠溶液呈中性;若pH=7时,醋酸消耗的NaOH溶液体积应该稍小,选项B错误;V(NaOH)=10.00 mL时,反应后为等物质的量浓度的醋酸和醋酸钠的混合液,醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),反应后溶液中离子浓度大小为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),选项C正确;V(NaOH)=20.00 mL时,两溶液都恰好反应得到等物质的量浓度的醋酸钠和NaCl溶液,由于醋酸根离子部分水解,则两溶液中 c(CH3COO-)<c(Cl-),选项D错误。
    中和滴定曲线示例分析
    [知识对接]
    滴定曲线分析的方法
    (1)分析步骤:首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱,这在判断滴定终点时至关重要;再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
    (2)滴定过程中的定量关系:①电荷守恒关系在任何时候均存在;②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定,但不一定为等量关系。
    [应用体验]
    3.常温下,用0.10 ml·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 ml·L-1 HCl溶液和20.00 mL 0.10 ml·L-1 CH3COOH溶液,得到两条滴定曲线,如图所示,则下列说法正确的是( )
    A.图2是滴定盐酸的曲线
    B.a与b的关系是a<b
    C.E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
    D.这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂
    C 解析:如果酸为强酸,则0.10 ml·L-1酸的pH为1,根据酸的初始pH知,图1为盐酸的滴定曲线,故A错误;根据图1知,a点氢氧化钠溶液的体积是20.00 mL,酸和碱的物质的量相等,二者恰好反应生成强酸强碱盐,其溶液呈中性;醋酸溶液中滴入氢氧化钠溶液,醋酸钠溶液呈碱性,所以b点氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL,a>b,故B错误;E点溶液的成分为醋酸钠和醋酸,溶液呈酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,盐类水解程度较小,则溶液中离子浓度可能为 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故C正确;氢氧化钠和盐酸恰好反应呈中性,可以选择甲基橙或酚酞;氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性,只能选择酚酞,故D错误。
    4.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lg4=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________(填标号)。
    解析:(1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。由K=eq \f(c2H+,cCH3COOH)得,c(H+)≈eq \r(1.6×10-5×0.01) ml·L-1=4×10-4 ml·L-1。pH=-lgc(H+)=3.4。(2)酸或碱抑制水的电离,a、b点溶液呈酸性,d点溶液呈碱性,都抑制水的电离,c点呈中性,水自然电离,故电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性,故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在c点以上。(3)由于稀氨水显碱性,首先排除选项A和C;两者恰好反应时溶液显酸性,排除选项D。
    答案:(1)4×10-4 ml·L-1 3.4
    (2)c 酚酞 c点以上 (3)B
    1.室温下向10 mL 0.1 ml·L-1NaOH溶液中加入0.1 ml·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( )
    A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
    B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
    C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
    D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
    D 解析:A.a点时NaOH与HA恰好完全反应,溶液的pH为8.7,呈碱性,说明HA为弱酸,NaA发生水解反应,则溶液中粒子浓度:c(Na+)>c(A-)>c(HA)>c(H+),错误;B.b点时为NaA和HA的混合溶液,a点NaA发生水解反应,促进了水的电离,b点HA抑制了水的电离,所以a点水的电离程度大于b点,错误;C.根据电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(A-),错误;D.b点HA过量,溶液呈酸性,HA的电离程度大于NaA的水解程度,所以c(A-)>c(HA),正确。
    2.(2020·淄博模拟)(双选)25 ℃时,体积均为25.00 mL,浓度均为0.010 0 ml·L-1的HA、H3B溶液分别用0.010 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定,溶液的pH随V(NaOH溶液)变化曲线如图所示,下列说法中正确的是( )
    A.NaOH溶液滴定HA溶液可选甲基橙做指示剂
    B.浓度均为0.010 0 m/L的HA、H3B溶液中,酸性较强的是HA
    C.25 ℃时,0.010 0 ml·L-1 Na2HB溶液的 pH>7
    D.25 ℃时,向Na2HB溶液中滴加HA溶液,反应的离子方程式为HB2-+HA===H2B-+A-
    CD 解析:若HA为强酸,则0.010 0 ml·L-1 HA溶液的pH=2,由图可知起始HA溶液的pH在3.0~4.0,说明HA为一元弱酸,滴定终点生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而甲基橙的变色范围是 3.1~4.4,所以应选酚酞做指示剂,故A错误;由题图可知,浓度均为0.010 0 ml·L-1的HA、H3B溶液,H3B溶液起始时pH更小,说明H3B电离出氢离子的能力强于HA,则酸性较强的为H3B,故B错误;HB2-+H2OH2B-+OH-,Kh=eq \f(cH2B-·cOH-,cHB2-)=eq \f(cH2B-·cOH-·cH+,cHB2-·cH+)=eq \f(KW,KaH2B-),由题图可知当c(H2B-)=c(HB2-)时,pH为7.2,则Ka(H2B-)=10-7.2,即Kh=10-6.8,即常温下HB2-的水解程度大于电离程度,Na2HB溶液呈碱性,故C正确;由题图可知c(HA)=c(A-)时,pH为4.75,即Ka(HA)=10-4.75,Ka(H2B-)=10-7.2,则酸性:HA>H2B-,向Na2HB溶液中滴加HA溶液符合“强酸制弱酸”,离子方程式为HB2-+HA===H2B-+A-,故D正确。关键点
    离子浓度关系
    起点
    (点①)
    起点为HA的单一溶液,0.1 ml·L-1 HA溶液pH>1说明HA是弱酸;c(HA)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
    反应一
    半点
    (点②)
    两者反应生成等物质的量的NaA和HA混合液,此时溶液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,c(A-)>c(Na+)>c(HA)>c(H+)>c(OH-)
    中性点
    (点③)
    此时溶液pH=7,溶液显中性,酸没有完全被中和,c(Na+)=c(A-)>c(HA)>c(H+)=c(OH-)
    恰好完
    全反应
    点(点④)
    此时二者恰好完全反应生成NaA,为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+)
    过量点
    (点⑤)
    此时,NaOH溶液过量,得到NaA与NaOH等物质的量的混合液,溶液显碱性,c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
    氢氧化钠滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
    盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
    曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
    突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
    室温下pH=7不一定是终点:强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7)
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