内容正文:
—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
第39讲 水的电离与溶液酸碱性
(
知识体系
)
一、水的电离平衡及影响因素
(
知识梳理一
)
一、水的电离
1.水是极弱的电解质
①水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-简写为 。
②水的电离常数表达式K=。
【易错提醒】任何情况下,水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是 的。25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
2.水的电离过程 吸热
3.影响水的电离平衡的因素
温度
温度升高,水的电离平衡向 移动。
加酸或碱
会 (填“促进”或“抑制”)水的电离。
加能水解
的盐
可与水电离出的H+或OH-结合,使水的电离平衡 移动。
加Na、K等
活泼金属
会 (填“促进”或“抑制”)水的电离。
4.外界条件对水电离平衡的具体影响
体系变化
条件
平移方向
KW
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
逆
不变
减小
减小
增大
NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
水解盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
加入Na
正
不变
增大
增大
减小
5.(1)给水加热,水的电离程度 ,c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7,但水仍显中性。
(2)酸、碱能 水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H+)[或c(OH-)]>1×10-7 mol·L-1。
6.水的离子积常数
(1).Kw表达式:在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,记作Kw= 。
(2).Kw数值:室温下:Kw= ;100℃时:Kw= 。
(3).Kw影响因素:只与 有关,升高温度,Kw增大。
(4).Kw适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(5).Kw意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw 。
7.Kw曲线分析
如图两条曲线表示两个不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系图。
①由于水的电离是吸热过程,升高温度 水电离,水的离子积常数增大,所以T>25℃。
②两条曲线上任意点均有Kw=c(H+)·c(OH-)。
③a点和c点溶液:c(H+)=c(OH-),呈 。
④b点溶液:c(H+)>c(OH-),呈 。
⑤d点溶液:c(OH-)>c(H+),呈 。
⑥升高温度不能使a点(中性)变为d点(碱性)。
【易错警示】(1)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)水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
(3)水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw,若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
【技巧归纳】水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(2)酸或碱溶液:酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即==c(OH-),碱溶液中求c(H+),即==c(H+),计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值小的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)可水解的盐溶液:水解的盐促进水的电离,故等于显性离子的浓度,计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值大的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)酸式盐溶液
酸式根以电离为主:==c(OH-)。
酸式根以水解为主:==c(OH-)。
【答案】1.①H2OH++OH— ②相等 2.吸热 3.正向 抑制 正向 促进 5.(1)增大 (2)抑制 6.(1)c(H+)·c(OH-) (2)1×10-14 1×10-12 (3)温度 (5)不变 7.①促进 ③中性 ④酸性 ⑤碱性
(
经典典例
)
1.下列有关水电离情况的说法错误的是
A.时,,此温度下的溶液一定呈中性
B.、、、溶于水,对水的电离都有抑制作用
C.25℃时,在的烧碱溶液和的盐酸中,水的电离程度相同
D.如图为水的电离平衡曲线,若从A点到C点,可采用升高温度的方法
2.已知液氨的性质与水相似,25℃时,,的平衡浓度为,下列说法正确的是
A.在液氨中加入可使氨的离子积变大
B.在液氨中加入可使液氨的离子积减小
C.在此温度下液氨的离子积为
D.在液氨中放入金属钠,可生成
3.下列说法错误的是
①强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
②氨气溶于水,当电离出的时,表明电离处于平衡状态
③室温下,由一元碱的,可知溶液中存在
④电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大
⑤稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小
⑥室温下,的溶液与的溶液中水的电离程度相同
⑦25℃和60℃的水的pH,前者大于后者,但都显中性
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑦
4.时,向溶液中滴加的溶液。溶液的、产生沉淀的质量与加入溶液体积的关系如图所示。忽略溶液体积变化,忽略沉淀物质的溶解,下列说法不正确的是
A.该滴定过程中水的电离程度逐渐减小
B.a点到b点过程中,的值逐渐减小
C.可根据点数据进行计算,溶液浓度约为
D.滴加溶液时的离子方程式主要为
(
知识梳理二
)
二、溶液酸碱性与pH
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 。
(1).酸性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)>mol.L-1,常温下,pH<7。
(2).中性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)= mol.L-1,常温下,pH=7。
(3).碱性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)< mol.L-1常温下,pH>7。
【易错提醒】(1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。
(2)pH=7或c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100 ℃时,pH=6的溶液呈中性。
2. pH及其测量
(1).计算公式:pH= 。
(2).测量方法
① 法:迅速测定溶液的pH。
常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸,广泛pH试纸可以识别的pH差约为1。pH试纸的使用方法如下:
a.测定溶液的pH:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。
b.检验气体的酸碱性:先把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,再送到盛有待测气体的容器口附近,观察颜色的变化,判断气体的性质。
【易错提醒】①.使用pH试纸测溶液pH时用蒸馏水润湿相当于将待测液稀释;
②.不能用pH试纸测定“漂白性”溶液的pH;
③.使用pH试纸测溶液的pH,读数只读取整数,如pH=2;
④.pH的使用范围0~14。
⑤pH计测量法:精密测量溶液的pH。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下):
4.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
②两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=。
【规律总结】稀释规律:酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性。
5.酸碱混合规律
(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”。
(2)25 ℃时,等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈 ;
②pH之和小于14呈 ;
③pH之和大于14呈 。
【思维建模】1.溶液pH的计算总原则
①若溶液为酸性,先求c(H+)⇨再求pH=-lg c(H+)。
②若溶液为碱性,先求c(OH-)⇨再求c(H+)=KW/c(OH-)⇨最后求pH。
2.溶液pH计算的一般思维模型
【答案】1.相对大小 (1)> (2)= (3)< 2.(1)-lg c(H+) (2)pH试纸 5.(3)①中性 ②酸性 ③碱性
(
经典典例
)
1.一定温度下,将一定质量的纯醋酸加水稀释,经实验测定溶液的导电能力变化如下图所示,下列说法中正确的是
A.a、b、c三点溶液的pH:b<a<c
B.a、b、c三点醋酸的电离程度:c<a<b
C.若用湿润的pH试纸测量c处pH,测量结果一定偏小
D.物质的量浓度分别为a、b、c三点的溶液各10mL,用0.1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
2.在分析实验中可用作标定标准溶液的基准物质,也可用于除去墨水渍点,洁净金属、木材等。常温下,用计测得0.1溶液的约为5.6,下列有关该溶液的说法正确的是
A.常温下,由水电离出的
B.滴加几滴石蕊溶液显红色
C.滴加几滴酚酞溶液显红色
D.滴加几滴甲基橙溶液显红色
3.25℃,4种溶液的浓度或如下表所示:
①
②
③
④
醋酸
的醋酸
溶液
的溶液
下列有关叙述正确的是
A.①②分别与相同规格的铝片反应,初始反应速率相同
B.②与④等体积混合,混合溶液的
C.①与③等体积混合,混合溶液中
D.分别加水稀释10倍,稀释后溶液的:①<②<③=④
4.某温度下重水中存在电离平衡D2O⇌D++OD-,D2O的离子积常数=1.0×10-12,若pD=-lgc(D+),该温度下有关分析不正确的是
A.0.1 mol NaOD溶于重水制成1L溶液,pD=11
B.将pD为4的DCl的重水溶液稀释10倍,所得溶液pD为5
C.向30 mL 0.5mol•L-1NaOD的重水溶液中加入20 mL 0.5 mol•L-1DCl的重水溶液,所得溶液pD=10
D.pD=10的NaOD的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为1×10-10mol•L-1
(
知识梳理三
)
三、酸碱中和滴定
1.实验原理
(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),根据 反应的等量关系来测定酸(或碱)的 。
(2)利用 明显的颜色变化,表示反应已完全,指示 。
(3)酸碱中和滴定的关键:
①准确测定标准液和待测液的 ;
②准确判断 。
(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
5.0~8.0
>8.0
红色
紫色
蓝色
甲基橙
<3.1
3.1~4.4
>4.4
红色
橙色
黄色
酚酞
<8.2
8.2~10.0
>10.0
无色
浅红色
红色
(5)酸碱中和滴定指示剂选择的基本原则
①强酸滴定强碱可以用 。
②滴定终点为碱性时,用 作指示剂。
③滴定终点为酸性时,用 作指示剂。
④ 不能做酸碱中和滴定的指示剂。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是 、图(B)是 、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造:“0”刻度线在 ,尖嘴部分 ;精确度:读数可精确到 。
②滴定管使用前应检查是否 。
③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液 。
④将反应液加入相应的滴定管中,使液面位于“0”刻度以上2~3 mL处。
⑤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,并使液面处于“0”刻度,并记录读数。
⑥滴定时滴定管的操作
⑦使用注意事项:
试剂性质
滴定管
原因
酸性、氧化性
酸式滴定管
氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性
碱式滴定管
碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
(4)关于锥形瓶的使用
①锥形瓶用蒸馏水洗净后,能否用待测液润洗?否。
②中和滴定实验中,锥形瓶内盛放什么物质?待测液(或标准液)、指示剂。
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:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后 标准液,指示剂变色,且在 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)数据处理
按上述操作重复二至三次,根据所得数据,舍去相差较大的数据,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
4.滴定曲线
(1)在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少量(一滴,约0.05 mL)的碱(或酸)就会引起溶液pH的突变(如图为NaOH滴定盐酸的滴定曲线)
(2)图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例:
(3)强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
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)
5.误差分析
(1)误差分析的方法
依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),得c(待测)=,因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。
(2)常见误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
【特别提醒】1.中和滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,但不一定是酸碱恰好中和的点。通常有一定误差(允许误差)。
2.滴定停止后,必须等待1~2分钟,待附着在滴定管内壁的溶液流下后,再进行读数。
【答案】1.(1)中和 浓度 (2)酸碱指示剂 滴定终点 (3)①体积 ②滴定终点 (5)①甲基橙或酚酞 ②酚酞 ③甲基橙 ④石蕊 2.(1)酸式滴定管 碱式滴定管 (3)①上方 无刻度 0.01mL ②漏水 ③润洗 3.(3)半滴 半分钟 5.(2)高 低 低 高 低 无影响
(
经典典例
)
1.化学需氧量(Chemial Oxygen Demand)是在一定条件下,用强氧化剂氧化一定体积水中的还原性物质时所消耗氧化剂的量,折算成氧气的量(单位为mg/L)来表示。我国地表水可采用标准法测定水中化学需氧量(COD),即水体中还原性物质每消耗折算为的消耗量。其操作步骤如下:
①取水样,先加入足量稀硫酸酸化,再加入的标准液,煮沸30min(充分氧化水中的还原性物质),溶液呈稳定的红色,冷却至室温。
②向①中溶液中加入的标准液(过量)。
③用的标准液滴定②中溶液至滴定终点,消耗标准液。
根据上述实验原理,下列说法错误的是
A.若水样中含量偏高,则所测水样中COD偏大
B.步骤③滴定终点俯视读数,则所测水样中COD偏大
C.步骤①中若煮沸时间过短,则所测水样中COD偏小
D.步骤①煮沸后,若红色消失说明水样中COD偏大,需补加标准液
2.化学需氧量(Chemial Oxygen Demand)是在一定条件下,用强氧化剂氧化一定体积水中的还原性物质时所消耗氧化剂的量,折算成氧气的量(单位为mg/L)来表示。我国地表水可采用标准法测定水中化学需氧量(COD),即水体中还原性物质每消耗折算为的消耗量。其操作步骤如下:
①取水样,先加入足量稀硫酸酸化,再加入的标准液,煮沸30min(充分氧化水中的还原性物质),溶液呈稳定的红色,冷却至室温。
②向①中溶液中加入的标准液(过量)。
③用的标准液滴定②中溶液至滴定终点,消耗标准液。
计算水样中COD含量(mg/L)表达式正确的是
A. B.
C. D.
3.常温下,用某未知浓度的溶液滴定溶液,滴定曲线如图所示,c点溶液中,。下列说法错误的是
A.c点为反应终点
B.该溶液的物质的量浓度为
C.b点溶液中,
D.a点溶液中,
4.合成甲基橙(,分子量为327,变色范围值为)的实验步骤如下:
①在一只试管中加入对氨基苯磺酸(分子量为173),的氢氧化钠溶液,使其溶解,另加入亚硝酸钠溶于水中,加入上述反应液的溶液。在(a)冰盐浴冷却并搅拌下,将该混合液加入盛有水和浓盐酸的烧杯中,温度始终保持在以下,直至产生白色沉淀(已知此反应大量放热)。
②在试管中将的N,N-二甲基苯胺(分子量为121)和冰乙酸混合均匀。在搅拌下将该溶液滴加到冷却的重氮盐溶液中,加完后继续搅拌,此时溶液为深红色。在搅拌下,慢慢加入氢氧化钠溶液,此时有固体析出,(b)溶液变成橙黄色,在沸水浴加热5分钟,抽滤,依次用少量水、乙醇、乙醚洗涤。得到(c)紫色晶体,产率约。
③将粗产品用0.4%的氢氧化钠水溶液进行重结晶,得到橙黄色明亮的小叶片状晶体。
在使用甲基橙滴定和甲基橙的合成过程中,下列说法正确的是
A.可以使用甲基橙作指示剂和标准溶液滴定未知浓度的氯化铵溶液
B.在合成过程划线的(a)中,可以用冰水浴或者冷水浴代替冰盐浴
C.在合成过程划线的(b)中,此时溶液一定呈碱性
D.在合成过程划线的(c)中,紫色晶体的产生是因为甲基橙粗产品混入了水和乙醇
(
知识梳理四
)
四、氧化还原滴定与沉淀滴定
1.原理
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。
2.试剂
(1)常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;
(2)常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂:氧化还原滴定所用指示剂可归纳为三类:
①氧化还原指示剂;
②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘变蓝;
③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
3.实例
(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理
2MnO+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
终点判断
当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
(2)酸性K2Cr2O7溶液滴定Fe2+溶液
原理
6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
指示剂
二苯胺磺酸钠(无色变为红紫色)
终点判断
当滴入最后半滴酸性K2Cr2O7溶液后,溶液由无色变红紫色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
(3)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
终点判断
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点
4. 沉淀滴定
(1).概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,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-浓度。
(2).原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。
(3).实例:有莫尔法和佛尔哈德法。
①莫尔法:是以铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,在中性或弱碱性溶液中,用AgNO3标准液直接滴定氯离子或溴离子。滴定定量反应:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),确定终点:2Ag++CrO===Ag2CrO4↓(砖红色)。
②佛尔哈德法:在酸性溶液中,用标准试剂NH4SCN直接滴定Ag+,生成AgSCN白色沉淀,确定终点的指示剂是铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O],Fe3+与SCN-生成红色配合物。
说明:也可以用此法返滴定测定卤素离子:在含有卤素离子的硝酸溶液中,加入一定量过量的AgNO3标准液,再以铁铵矾作指示剂,用NH4SCN标准液返滴定过量的Ag+。
(
经典典例
)
1.滴定法是化学分析的常用方法,兴趣小组利用滴定法进行如下实验。
实验Ⅰ.测定盐酸的浓度
操作步骤如下:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后注入的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;
③调节液面至“0”或“0”刻度线以上,并记下读数;
④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞;
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数;
⑥重复以上滴定操作2~3次。
请回答:
(1)以上步骤有错误的是 (填序号)。
(2)步骤⑤滴定时眼睛应注视 ;操作滴定管的图示如下,正确的是 (填字母)。
A. B. C.
(3)下列情况会使所测盐酸浓度偏低的是 (填字母)。
a.锥形瓶事先用待测盐酸润洗
b.滴定前有气泡,滴定过程中气泡消失
c.滴定过程中刚变色就立即停止滴定
d.滴定结束后,俯视刻度线读数
实验Ⅱ.用氧化还原滴定法测定某市售双氧水中的含量。实验步骤如下:
量取1.00 mL的市售双氧水配成250.00 mL溶液,然后量取配制的双氧水溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入稀硫酸酸化。用的标准溶液滴定,重复滴定三次,平均消耗标准溶液20.00mL。
(4)滴定时,将标准溶液注入 (填“酸”或“碱”)式滴定管中。
(5)滴定时发生反应的离子方程式为 。
(6)计算该市售双氧水中的含量为 g/L。
(7)下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是 (填字母)。
提示:
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
甲基橙
黄色→橙色
C
酸性溶液
溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
溶液
淀粉
蓝色→无色
拓展练习
1.时,水的电离达到平衡:,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,增大,不变
C.向水中加入少量固体氯化铵,平衡逆向移动,增大
D.将水加热,增大,不变
2.常温时,下列叙述正确的是
A.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
B.醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则b=a+1
C.盐酸的,盐酸的
D.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
3.某温度下,两种一元弱酸HA和HB的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线I代表HA溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HX、X-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
4.通过传感器测定冰醋酸被水稀释后的电导率及pH,根据变化曲线图判断下列说法正确的是
A.a点、c点中和NaOH的能力:c点>a点
B.b点后,溶液继续稀释,所有离子浓度均减小
C.a点醋酸水溶液未达到电离平衡状态
D.实验曲线说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素
5.常温下,分别加水稀释的盐酸、一氯乙酸溶液至,溶液的与的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.代表盐酸的与的关系
B.时,加热两种溶液,不变
C.加水稀释过程中,水的电离程度都减小
D.常温下,的电离常数为
6.常温下,0.1mol/L某一元酸(HA)溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-10,下列叙述正确的是
①该溶液的pH=1 ②该溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11 ③向该溶液中加入NaA溶液,所得溶液的pH减小 ④pH=4的盐酸和pH=4的HA分别稀释100倍后的pH前者大于后者 ⑤取pH=4的盐酸和pH=4的HA各10mL,分别与足量的Zn反应,放出H2的体积:盐酸>HA ⑥水的电离程度:pH=2的HA溶液小于pH=2的H2SO4溶液 ⑦常温下,pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,混合液中c(H+)>c(OH-) ⑧将0.1mol/L的HA溶液加水稀释,不是所有离子浓度增均增大
A.④⑦⑧ B.②⑤⑧ C.③⑥⑦ D.④⑥⑧
7.下列有关化学实验的说法不正确的是
A.润洗酸式滴定管时应从滴定管上口加入3~5mL所要盛装的酸溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿其内壁,再从上口倒出,重复2~3次
B.中和热测定实验中测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
C.探究温度对Na2S2O3溶液与H2SO4反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,导致所测反应速率偏低
D.将pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸的中部,与标准比色卡比较测定溶液pH
8.不同温度下,某溶液中和关系如图所示。已知。下列叙述错误的是
A.温度: B.下,
C.加热点溶液,点向点迁移 D.下,中性溶液
9.常温下,将的酸HA溶液与的NaOH溶液混合。下列说法正确的是
A.若,反应后溶液pH一定等于7
B.若反应后溶液呈中性,则混合液中
C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2
D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2
10.某温度下,重水()的离子积,规定。下列说法错误的是
A.重水是极弱的电解质,将少量加入重水,重水的电离程度减小
B.该温度下重水的
C.该温度下,2L含0.01mol的重水溶液,其
D.该温度下,在100mL0.4mol/L的重水溶液中,加入100mL0.2mol/L的重水溶液,充分反应后溶液的(忽略溶液体积的变化)
11.下列说法正确的是
A.在时,约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将盐酸稀释至,所得溶液的约为9
C.的溶液一定为中性
D.时,的硫酸与的溶液等体积混合溶液显酸性
12.某小组拟用标准溶液滴定某浓度的草酸溶液,下列有关说法正确的是
A.标准溶液和草酸溶液分别用滴定管I、II盛装或量取
B.滴定后液面读数为22.60mL
C.本次实验消耗标准溶液的体积为21.20mL
D.检漏后并用标准溶液润洗2到3次后方可将高锰酸钾倒入滴定管中
13.配合物乙二胺四乙酸铁钠(,摩尔质量为)可溶于水,易风化,常见于强化盐中。乙二胺四乙酸铁钠的制备及测定如下:
I.产品的制备:
步骤1:准确称取于烧杯中,加水充分溶解,分批加入适量浓氨水,搅拌、过滤、洗涤、干燥。
步骤2:将Fe(OH)3、乙二胺四乙酸(H4Y),水加入三颈烧瓶中,搅拌,80℃水浴反应1h,加入Na2CO3溶液,发生反应:。经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤,晾干后得产品。
II.产品中铁含量的测定:
称取m2g祥品,加稀硫酸溶解,配成100.00mL溶液。取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入淀粉溶液,用标准溶液滴定,发生反应:。重复2~3次,消耗Na2S2O3标准溶液VmL。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.若称取样品时间长,不影响乙二胺四乙酸铁钠产品纯度的计算结果
B.若配制溶液倒转摇匀后发现液面低于刻度线,再加水,则测得产品中铁含量偏高
C.若盛标准液的滴定管未润洗,则测得产品中铁含量会偏高
D.若滴定终点后,滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,则测得产品中铁纯度偏低
14.溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用 ,实验室常保存摩尔盐 ,它比绿矾或绿矾溶液更稳定。回答下列问题。
(1)摩尔盐的制备。
①配制溶液以及后续使用的蒸馏水都必须煮沸、冷却后使用:通常向配制的 溶液中加入少量铁屑并滴加硫酸,目的是 ;向 溶液中加入饱和的 溶液,经过蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥得到摩尔盐晶体。
②离子物质的量浓度相同的 和 溶液相比较,物质的量浓度大小关系为:前者 后者(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)测定摩尔盐的纯度。酸性 作氧化还原滴定的氧化剂时被还原为 。
①滴定时将 溶液加入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,在规格为 的滴定管中,若 溶液的起始读数为 ,此时滴定管中 溶液的实际体积为 (填标号)。
A. B. C.大于 D.小于
②准确称量摩尔盐晶体[摩尔质量为 ]样品,配成溶液 ,分别取3份 所配溶液于锥形瓶中,加稀硫酸酸化,分别用 溶液滴定,到达终点所用体积分别为 、,则滴定 所配溶液消耗 溶液的体积为 产品摩尔盐 的质量分数为 。
③下列操作可能导致测定结果偏大的是 。
A.配溶液定容时俯视刻度线
B.取摩尔盐溶液的滴定管没有润洗
C.取待测液的锥形瓶洗净后未干燥
D.酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数
学科网(北京)股份有限公司
$$—2025年高考化学大一轮复习讲义(新教材新高考)
第39讲 水的电离与溶液酸碱性
(
知识体系
)
一、水的电离平衡及影响因素
(
知识梳理一
)
一、水的电离
1.水是极弱的电解质
①水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-简写为 。
②水的电离常数表达式K=。
【易错提醒】任何情况下,水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是 的。25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
2.水的电离过程 吸热
3.影响水的电离平衡的因素
温度
温度升高,水的电离平衡向 移动。
加酸或碱
会 (填“促进”或“抑制”)水的电离。
加能水解
的盐
可与水电离出的H+或OH-结合,使水的电离平衡 移动。
加Na、K等
活泼金属
会 (填“促进”或“抑制”)水的电离。
4.外界条件对水电离平衡的具体影响
体系变化
条件
平移方向
KW
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
逆
不变
减小
减小
增大
NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
水解盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
加入Na
正
不变
增大
增大
减小
5.(1)给水加热,水的电离程度 ,c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7,但水仍显中性。
(2)酸、碱能 水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H+)[或c(OH-)]>1×10-7 mol·L-1。
6.水的离子积常数
(1).Kw表达式:在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,记作Kw= 。
(2).Kw数值:室温下:Kw= ;100℃时:Kw= 。
(3).Kw影响因素:只与 有关,升高温度,Kw增大。
(4).Kw适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(5).Kw意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw 。
7.Kw曲线分析
如图两条曲线表示两个不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系图。
①由于水的电离是吸热过程,升高温度 水电离,水的离子积常数增大,所以T>25℃。
②两条曲线上任意点均有Kw=c(H+)·c(OH-)。
③a点和c点溶液:c(H+)=c(OH-),呈 。
④b点溶液:c(H+)>c(OH-),呈 。
⑤d点溶液:c(OH-)>c(H+),呈 。
⑥升高温度不能使a点(中性)变为d点(碱性)。
【易错警示】(1)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)水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
(3)水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw,若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
【技巧归纳】水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(2)酸或碱溶液:酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即==c(OH-),碱溶液中求c(H+),即==c(H+),计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值小的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)可水解的盐溶液:水解的盐促进水的电离,故等于显性离子的浓度,计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值大的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)酸式盐溶液
酸式根以电离为主:==c(OH-)。
酸式根以水解为主:==c(OH-)。
【答案】1.①H2OH++OH— ②相等 2.吸热 3.正向 抑制 正向 促进 5.(1)增大 (2)抑制 6.(1)c(H+)·c(OH-) (2)1×10-14 1×10-12 (3)温度 (5)不变 7.①促进 ③中性 ④酸性 ⑤碱性
(
经典典例
)
1.下列有关水电离情况的说法错误的是
A.时,,此温度下的溶液一定呈中性
B.、、、溶于水,对水的电离都有抑制作用
C.25℃时,在的烧碱溶液和的盐酸中,水的电离程度相同
D.如图为水的电离平衡曲线,若从A点到C点,可采用升高温度的方法
【答案】B
【详解】A.时,,当c(H+)=c(OH-)时溶液呈中性,Kw=c(H+)×c(OH-)=10-12,c(H+)=10-6mol/L,计算可得pH=6,此温度下pH=6的溶液一定呈中性,故A正确;
B.是一元强碱,盐酸是一元强酸,NaHSO4溶液中完全电离,可以电离出氢离子,均会抑制水的电离,氯化钠是强酸强碱盐,不水解,不影响水的电离,故B错误;
C.25℃时,pH=12的烧碱溶液中氢氧根浓度是0.01mol/L,pH=2的盐酸溶液中氢离子浓度是0.01mol/L,对水的电离抑制程度相同,故C正确;
D.升高温度水的离子积常数增大,会使A点到C点变化,故D正确;
故选B。
2.已知液氨的性质与水相似,25℃时,,的平衡浓度为,下列说法正确的是
A.在液氨中加入可使氨的离子积变大
B.在液氨中加入可使液氨的离子积减小
C.在此温度下液氨的离子积为
D.在液氨中放入金属钠,可生成
【答案】D
【详解】A.由水的离子积可知,离子积的大小只与温度有关,温度不变则离子积不变,A错误;
B.由水的离子积可知,离子积的大小只与温度有关,温度不变则离子积不变,B错误;
C.液氨中,因此离子积,C错误;
D.类比钠与水反应:,D正确;
答案选D。
3.下列说法错误的是
①强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强
②氨气溶于水,当电离出的时,表明电离处于平衡状态
③室温下,由一元碱的,可知溶液中存在
④电离平衡右移,电解质分子的浓度一定减小,离子浓度一定增大
⑤稀释弱电解质溶液时,所有粒子浓度都一定会减小
⑥室温下,的溶液与的溶液中水的电离程度相同
⑦25℃和60℃的水的pH,前者大于后者,但都显中性
A.①②③④ B.②③④⑤ C.②④⑤⑥ D.④⑤⑥⑦
【答案】B
【详解】①溶液导电能力和离子浓度以及离子所带电荷有关,若强电解质溶液是稀溶液,导电能力也弱,因此强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强,①正确;
②氨气溶于水,发生如下电离:NH3•H2O⇋OH-+,不管电离是否达到平衡,始终存在c(OH-)=c()(由NH3•H2O电离产生),所以c(OH-)=c()时不能表明NH3•H2O电离处于平衡状态,②错误;
③室温下,0.1mol•L-1一元碱BOH的pH=10,表明BOH只发生部分电离,由此可知溶液中存在BOH⇋B++OH-,③错误;
④增大弱电解质的浓度,电离平衡右移,但电解质分子的浓度增大,④错误;
⑤稀释弱电解质溶液时,水电离产生的离子浓度增大,⑤错误;
⑥室温下,0.1mol•L-1的HCl溶液与0.1mol•L-1的NaOH溶液中溶质对水电离的抑制作用相同,水的电离程度相同,⑥正确;
⑦25℃和60℃的水的pH,由于前者水的电离程度小于后者,所以前者的pH大于后者,但都显中性,⑦正确;
综合以上分析,②③④⑤错误,故选B。
4.时,向溶液中滴加的溶液。溶液的、产生沉淀的质量与加入溶液体积的关系如图所示。忽略溶液体积变化,忽略沉淀物质的溶解,下列说法不正确的是
A.该滴定过程中水的电离程度逐渐减小
B.a点到b点过程中,的值逐渐减小
C.可根据点数据进行计算,溶液浓度约为
D.滴加溶液时的离子方程式主要为
【答案】B
【分析】Oa段(0~30mL)发生反应2NH4Al(SO4)2+6NaOH=2Al(OH)3↓+(NH4)2SO4+3Na2SO4;ab段(30~40mL)发生反应+OH-=NH3∙H2O;b以后段发生反应Al(OH)3+OH-=[Al(OH)4]-。随着NaOH溶液的滴入,c(H+)不断减小。
【详解】A.、Al3+水解促进水的电离,随着NaOH溶液的滴入,c(H+)不断减小,水的电离程度逐渐减小,A项正确;
B.a点到b点过程中,c(H+)逐渐减小,=,温度不变Kb(NH3∙H2O)不变,则逐渐增大,B项错误;
C.Oa段发生反应2NH4Al(SO4)2+6NaOH=2Al(OH)3↓+(NH4)2SO4+3Na2SO4,则c[NH4Al(SO4)2]==0.6mol/L,C项正确;
D.根据分析,滴加NaOH溶液30~40mL时发生反应的离子方程式为+OH-=NH3∙H2O,D项正确;
答案选B。
(
知识梳理二
)
二、溶液酸碱性与pH
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 。
(1).酸性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)>mol.L-1,常温下,pH<7。
(2).中性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)= mol.L-1,常温下,pH=7。
(3).碱性溶液:任意温度,c(H+) c(OH-)或c(H+)< mol.L-1常温下,pH>7。
【易错提醒】(1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。
(2)pH=7或c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100 ℃时,pH=6的溶液呈中性。
2. pH及其测量
(1).计算公式:pH= 。
(2).测量方法
① 法:迅速测定溶液的pH。
常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸,广泛pH试纸可以识别的pH差约为1。pH试纸的使用方法如下:
a.测定溶液的pH:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。
b.检验气体的酸碱性:先把试纸润湿,粘在玻璃棒的一端,再送到盛有待测气体的容器口附近,观察颜色的变化,判断气体的性质。
【易错提醒】①.使用pH试纸测溶液pH时用蒸馏水润湿相当于将待测液稀释;
②.不能用pH试纸测定“漂白性”溶液的pH;
③.使用pH试纸测溶液的pH,读数只读取整数,如pH=2;
④.pH的使用范围0~14。
⑤pH计测量法:精密测量溶液的pH。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下):
4.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
②两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=。
【规律总结】稀释规律:酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性。
5.酸碱混合规律
(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”。
(2)25 ℃时,等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈 ;
②pH之和小于14呈 ;
③pH之和大于14呈 。
【思维建模】1.溶液pH的计算总原则
①若溶液为酸性,先求c(H+)⇨再求pH=-lg c(H+)。
②若溶液为碱性,先求c(OH-)⇨再求c(H+)=KW/c(OH-)⇨最后求pH。
2.溶液pH计算的一般思维模型
【答案】1.相对大小 (1)> (2)= (3)< 2.(1)-lg c(H+) (2)pH试纸 5.(3)①中性 ②酸性 ③碱性
(
经典典例
)
1.一定温度下,将一定质量的纯醋酸加水稀释,经实验测定溶液的导电能力变化如下图所示,下列说法中正确的是
A.a、b、c三点溶液的pH:b<a<c
B.a、b、c三点醋酸的电离程度:c<a<b
C.若用湿润的pH试纸测量c处pH,测量结果一定偏小
D.物质的量浓度分别为a、b、c三点的溶液各10mL,用0.1NaOH溶液中和,消耗NaOH溶液体积:c<a<b
【答案】A
【分析】冰醋酸加水稀释时,溶液中醋酸的浓度先增大后减小,电离程度不断增大,由图可知,b点前,溶液中氢离子物质的量的增大程度大于溶液体积的增大程度,溶液中氢离子浓度增大,溶液的导电性增强;b点后,溶液中氢离子物质的量的增大程度小于溶液体积的增大程度,溶液中氢离子浓度减小。
【详解】A.由图可知,a、b、c三点溶液的导电性强弱顺序为c<a<b,则溶液中氢离子浓度大小顺序为c<a<b,溶液pH大小顺序为b<a<c,故A正确;
B.增大醋酸溶液的浓度,电离平衡右移,但醋酸的电离程度减小,由图可知,醋酸溶液的浓度大小顺序为a>b>c,则电离程度的大小顺序为c>a>b,故B错误;
C.醋酸溶液稀释时,溶液中的氢离子浓度减小,溶液的pH增大,则用湿润的pH试纸测得c处溶液pH为稀释后溶液的pH,测量结果偏大,故C错误;
D.由稀释定律可知,a、b、c三点溶液中醋酸的物质的量相等,中和能力相同,则用0.1NaOH溶液中和时,消耗氢氧化钠溶液的体积相等,故D错误;
故选A。
2.在分析实验中可用作标定标准溶液的基准物质,也可用于除去墨水渍点,洁净金属、木材等。常温下,用计测得0.1溶液的约为5.6,下列有关该溶液的说法正确的是
A.常温下,由水电离出的
B.滴加几滴石蕊溶液显红色
C.滴加几滴酚酞溶液显红色
D.滴加几滴甲基橙溶液显红色
【答案】A
【详解】A.常温下,用计测得0.1溶液的约为5.6,说明溶液显酸性,是草酸氢根电离程度大于水解程度,因此抑制水的电离,则常温下,由水电离出的,故A正确;
B.石蕊变色点为5.0~8.0,则滴加几滴石蕊溶液显紫色,故B错误;
C.酚酞变色点为8.1~10.0,则滴加几滴酚酞溶液显无色,故C错误;
D.甲基橙变色点为3.1~4.4,则滴加几滴甲基橙溶液显黄色,故D错误。
综上所述,答案为A。
3.25℃,4种溶液的浓度或如下表所示:
①
②
③
④
醋酸
的醋酸
溶液
的溶液
下列有关叙述正确的是
A.①②分别与相同规格的铝片反应,初始反应速率相同
B.②与④等体积混合,混合溶液的
C.①与③等体积混合,混合溶液中
D.分别加水稀释10倍,稀释后溶液的:①<②<③=④
【答案】B
【详解】A.①②相比,②中氢离子浓度大,则分别与相同规格的铝片反应,②初始反应速率快,A错误;
B.②与④相比,②的浓度大,则②与④等体积混合后,醋酸过量,混合溶液的,B正确;
C.①与③的浓度相同,则等体积混合后,恰好生成醋酸钠,醋酸根离子由于水解,则其浓度会偏小,则,C错误;
D.①②相比,②的浓度大,则稀释相同倍数后,其浓度依然大,pH小,稀释后溶液的:①>②,D错误;
故选B。
4.某温度下重水中存在电离平衡D2O⇌D++OD-,D2O的离子积常数=1.0×10-12,若pD=-lgc(D+),该温度下有关分析不正确的是
A.0.1 mol NaOD溶于重水制成1L溶液,pD=11
B.将pD为4的DCl的重水溶液稀释10倍,所得溶液pD为5
C.向30 mL 0.5mol•L-1NaOD的重水溶液中加入20 mL 0.5 mol•L-1DCl的重水溶液,所得溶液pD=10
D.pD=10的NaOD的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为1×10-10mol•L-1
【答案】C
【详解】A.溶液中c(OD-)=0.1mol/L,则c(D+)=1.0×10-11,pD=11,故A正确;
B.pD=4的DCl的重水溶液中c(D+)=1.0×10-4,稀释10倍后c(D+)=1.0×10-5,pH=5,故B正确;
C.混合溶液中c(OD-)0.1mol/L,则c(D+)=1.0×10-11,pD=11,故C错误;
D.NaOD溶液中的D+全部有水电离出来,pD=10,说明水电离出的c(D+)=1.0×10-10,而水电离出来的氢离子和氢氧根离子浓度相等,故此溶液中水电离出的c(OD-)=1.0×10-10mol/L,故D正确。
答案选C。
(
知识梳理三
)
三、酸碱中和滴定
1.实验原理
(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),根据 反应的等量关系来测定酸(或碱)的 。
(2)利用 明显的颜色变化,表示反应已完全,指示 。
(3)酸碱中和滴定的关键:
①准确测定标准液和待测液的 ;
②准确判断 。
(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
5.0~8.0
>8.0
红色
紫色
蓝色
甲基橙
<3.1
3.1~4.4
>4.4
红色
橙色
黄色
酚酞
<8.2
8.2~10.0
>10.0
无色
浅红色
红色
(5)酸碱中和滴定指示剂选择的基本原则
①强酸滴定强碱可以用 。
②滴定终点为碱性时,用 作指示剂。
③滴定终点为酸性时,用 作指示剂。
④ 不能做酸碱中和滴定的指示剂。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是 、图(B)是 、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造:“0”刻度线在 ,尖嘴部分 ;精确度:读数可精确到 。
②滴定管使用前应检查是否 。
③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液 。
④将反应液加入相应的滴定管中,使液面位于“0”刻度以上2~3 mL处。
⑤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,并使液面处于“0”刻度,并记录读数。
⑥滴定时滴定管的操作
⑦使用注意事项:
试剂性质
滴定管
原因
酸性、氧化性
酸式滴定管
氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性
碱式滴定管
碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
(4)关于锥形瓶的使用
①锥形瓶用蒸馏水洗净后,能否用待测液润洗?否。
②中和滴定实验中,锥形瓶内盛放什么物质?待测液(或标准液)、指示剂。
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:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后 标准液,指示剂变色,且在 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)数据处理
按上述操作重复二至三次,根据所得数据,舍去相差较大的数据,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
4.滴定曲线
(1)在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少量(一滴,约0.05 mL)的碱(或酸)就会引起溶液pH的突变(如图为NaOH滴定盐酸的滴定曲线)
(2)图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线
以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例:
(3)强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
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)
5.误差分析
(1)误差分析的方法
依据原理c(标准)·V(标准)=c(待测)·V(待测),得c(待测)=,因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即分析出结果。
(2)常见误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
【特别提醒】1.中和滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,但不一定是酸碱恰好中和的点。通常有一定误差(允许误差)。
2.滴定停止后,必须等待1~2分钟,待附着在滴定管内壁的溶液流下后,再进行读数。
【答案】1.(1)中和 浓度 (2)酸碱指示剂 滴定终点 (3)①体积 ②滴定终点 (5)①甲基橙或酚酞 ②酚酞 ③甲基橙 ④石蕊 2.(1)酸式滴定管 碱式滴定管 (3)①上方 无刻度 0.01mL ②漏水 ③润洗 3.(3)半滴 半分钟 5.(2)高 低 低 高 低 无影响
(
经典典例
)
1.化学需氧量(Chemial Oxygen Demand)是在一定条件下,用强氧化剂氧化一定体积水中的还原性物质时所消耗氧化剂的量,折算成氧气的量(单位为mg/L)来表示。我国地表水可采用标准法测定水中化学需氧量(COD),即水体中还原性物质每消耗折算为的消耗量。其操作步骤如下:
①取水样,先加入足量稀硫酸酸化,再加入的标准液,煮沸30min(充分氧化水中的还原性物质),溶液呈稳定的红色,冷却至室温。
②向①中溶液中加入的标准液(过量)。
③用的标准液滴定②中溶液至滴定终点,消耗标准液。
根据上述实验原理,下列说法错误的是
A.若水样中含量偏高,则所测水样中COD偏大
B.步骤③滴定终点俯视读数,则所测水样中COD偏大
C.步骤①中若煮沸时间过短,则所测水样中COD偏小
D.步骤①煮沸后,若红色消失说明水样中COD偏大,需补加标准液
【答案】B
【详解】A.也可被酸性氧化,若水样中含量偏高,则所测水样中COD偏大,A正确;
B.步骤③滴定终点俯视读数,则导致测得标准消耗偏少,则所测水样中COD偏小,B错误;
C.步骤①中若煮沸时间过短,反应不充分,则所测水样中COD偏小,C正确;
D.步骤①煮沸后,若红色消失说明水样中COD偏大,标准液用量不足,则需补加标准液,D正确;
答案选B。
2.化学需氧量(Chemial Oxygen Demand)是在一定条件下,用强氧化剂氧化一定体积水中的还原性物质时所消耗氧化剂的量,折算成氧气的量(单位为mg/L)来表示。我国地表水可采用标准法测定水中化学需氧量(COD),即水体中还原性物质每消耗折算为的消耗量。其操作步骤如下:
①取水样,先加入足量稀硫酸酸化,再加入的标准液,煮沸30min(充分氧化水中的还原性物质),溶液呈稳定的红色,冷却至室温。
②向①中溶液中加入的标准液(过量)。
③用的标准液滴定②中溶液至滴定终点,消耗标准液。
计算水样中COD含量(mg/L)表达式正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】分析整个过程可知,水样中的还原性物质和发生氧化反应失去电子,发生还原反应得电子,发生还原反应变成,故得电子总量为,被氧化为二氧化碳共失去电子,故水样中的还原性物质失电子总量为,相当于消耗,由化学需氧量(COD),即水体中还原性物质每消耗折算为的消耗量,故可知耗氧量为,故水样中COD含量(mg/L)为。
故选A。
3.常温下,用某未知浓度的溶液滴定溶液,滴定曲线如图所示,c点溶液中,。下列说法错误的是
A.c点为反应终点
B.该溶液的物质的量浓度为
C.b点溶液中,
D.a点溶液中,
【答案】D
【详解】A.由c点溶液中,(符合物料守恒)可知,c点时两者恰好完全反应,即为滴定终点,A项正确;
B.根据c点所用溶液的体积及的浓度和体积可求得,B项正确;
C.由b点溶液可知,根据电荷守恒,C项正确;
D.a点对应溶液的溶质为,溶液中,D项错误;
故选D。
4.合成甲基橙(,分子量为327,变色范围值为)的实验步骤如下:
①在一只试管中加入对氨基苯磺酸(分子量为173),的氢氧化钠溶液,使其溶解,另加入亚硝酸钠溶于水中,加入上述反应液的溶液。在(a)冰盐浴冷却并搅拌下,将该混合液加入盛有水和浓盐酸的烧杯中,温度始终保持在以下,直至产生白色沉淀(已知此反应大量放热)。
②在试管中将的N,N-二甲基苯胺(分子量为121)和冰乙酸混合均匀。在搅拌下将该溶液滴加到冷却的重氮盐溶液中,加完后继续搅拌,此时溶液为深红色。在搅拌下,慢慢加入氢氧化钠溶液,此时有固体析出,(b)溶液变成橙黄色,在沸水浴加热5分钟,抽滤,依次用少量水、乙醇、乙醚洗涤。得到(c)紫色晶体,产率约。
③将粗产品用0.4%的氢氧化钠水溶液进行重结晶,得到橙黄色明亮的小叶片状晶体。
在使用甲基橙滴定和甲基橙的合成过程中,下列说法正确的是
A.可以使用甲基橙作指示剂和标准溶液滴定未知浓度的氯化铵溶液
B.在合成过程划线的(a)中,可以用冰水浴或者冷水浴代替冰盐浴
C.在合成过程划线的(b)中,此时溶液一定呈碱性
D.在合成过程划线的(c)中,紫色晶体的产生是因为甲基橙粗产品混入了水和乙醇
【答案】C
【详解】A.溶液与氯化铵反应生成一水合氨溶于水,溶液呈弱碱性,可选用在碱性条件下变色的指示剂,故不可以使用甲基橙作指示剂和标准溶液滴定未知浓度的氯化铵溶液,选项A错误;
B.在合成过程划线的(a)中,反应大量放热,冰盐浴可以吸收大量热量保持温度恒定,若用冰水浴或者冷水浴代替容易引起温度变化,选项B错误;
C.在搅拌下,慢慢加入氢氧化钠溶液,此时有固体析出,在合成过程划线的(b)中,根据反应方程式均生成强碱弱酸盐,此时溶液一定呈碱性,选项C正确;
D.由第③步用0.4%的氢氧化钠水溶液重结晶得到橙黄色明亮的小叶片状晶体,可知水不是合成过程划线的(c)中得到紫色晶体的原因,高温和光照可能会使甲基橙颜色变深,选项D错误;
答案选C。
(
知识梳理四
)
四、氧化还原滴定与沉淀滴定
1.原理
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。
2.试剂
(1)常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;
(2)常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂:氧化还原滴定所用指示剂可归纳为三类:
①氧化还原指示剂;
②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘变蓝;
③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
3.实例
(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理
2MnO+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
终点判断
当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
(2)酸性K2Cr2O7溶液滴定Fe2+溶液
原理
6Fe2++Cr2O72-+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O
指示剂
二苯胺磺酸钠(无色变为红紫色)
终点判断
当滴入最后半滴酸性K2Cr2O7溶液后,溶液由无色变红紫色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
(3)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
终点判断
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点
4. 沉淀滴定
(1).概念:沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件的却很少,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-浓度。
(2).原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl-的含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶。
(3).实例:有莫尔法和佛尔哈德法。
①莫尔法:是以铬酸钾(K2CrO4)作指示剂,在中性或弱碱性溶液中,用AgNO3标准液直接滴定氯离子或溴离子。滴定定量反应:Ag++Cl-===AgCl↓(白色),确定终点:2Ag++CrO===Ag2CrO4↓(砖红色)。
②佛尔哈德法:在酸性溶液中,用标准试剂NH4SCN直接滴定Ag+,生成AgSCN白色沉淀,确定终点的指示剂是铁铵矾[NH4Fe(SO4)2·12H2O],Fe3+与SCN-生成红色配合物。
说明:也可以用此法返滴定测定卤素离子:在含有卤素离子的硝酸溶液中,加入一定量过量的AgNO3标准液,再以铁铵矾作指示剂,用NH4SCN标准液返滴定过量的Ag+。
(
经典典例
)
1.滴定法是化学分析的常用方法,兴趣小组利用滴定法进行如下实验。
实验Ⅰ.测定盐酸的浓度
操作步骤如下:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后注入的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上;
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;
③调节液面至“0”或“0”刻度线以上,并记下读数;
④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2~3滴酚酞;
⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数;
⑥重复以上滴定操作2~3次。
请回答:
(1)以上步骤有错误的是 (填序号)。
(2)步骤⑤滴定时眼睛应注视 ;操作滴定管的图示如下,正确的是 (填字母)。
A. B. C.
(3)下列情况会使所测盐酸浓度偏低的是 (填字母)。
a.锥形瓶事先用待测盐酸润洗
b.滴定前有气泡,滴定过程中气泡消失
c.滴定过程中刚变色就立即停止滴定
d.滴定结束后,俯视刻度线读数
实验Ⅱ.用氧化还原滴定法测定某市售双氧水中的含量。实验步骤如下:
量取1.00 mL的市售双氧水配成250.00 mL溶液,然后量取配制的双氧水溶液25.00 mL于锥形瓶中,加入稀硫酸酸化。用的标准溶液滴定,重复滴定三次,平均消耗标准溶液20.00mL。
(4)滴定时,将标准溶液注入 (填“酸”或“碱”)式滴定管中。
(5)滴定时发生反应的离子方程式为 。
(6)计算该市售双氧水中的含量为 g/L。
(7)下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是 (填字母)。
提示:
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
甲基橙
黄色→橙色
C
酸性溶液
溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
溶液
淀粉
蓝色→无色
【答案】(1)①
(2) 锥形瓶中溶液颜色变化 B
(3)cd
(4)酸
(5)
(6)340
(7)D
【详解】(1)①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,再用0.2000mol•L-1的标准NaOH溶液润洗,最后注入0.2000mol•L-1的标准NaOH溶液至“0”刻度线以上,故①错误;
(2)步骤⑤滴定时眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化;标准液NaOH溶液呈碱性,应用碱式滴定管装,用左手控制碱式滴定管的玻璃珠,故选B;
(3)a.锥形瓶事先用待测盐酸润洗,则滴定时会消耗更多的NaOH,最终导致盐酸浓度计算值偏高,故a错误;
b.滴定前有气泡,滴定过程中气泡消失,会导致消耗NaOH溶液体积偏大,会使所测盐酸浓度偏高,故b错误;
c. 滴定过程中刚变色就立即停止滴定,待测液盐酸还没完全反应,消耗NaOH溶液体积偏小,测定盐酸浓度偏低,故c正确;
d.滴定结束后,读取溶液体积时,俯视刻度线,会导致NaOH的体积偏小,盐酸的浓度偏低,故d正确;
故答案为:cd;
(4)具有强氧化性,该溶液注入酸式滴定管中;
(5)滴定时与草酸发生氧化还原反应生成锰离子和二氧化碳,发生反应的离子方程式为;
(6)根据反应方程式可知关系式:,解得n=1.0×10-3mol,1.00 mL的市售双氧水中含溶质的质量为m=n∙M=,的含量为;
(7)A.NaOH溶液滴定醋酸,开始是酸性,反应完全显碱性,酚酞颜色变化为无色变为浅红色,故A正确;
B.盐酸滴定氨水,开始时显碱性,反应完全显弱酸性,甲基橙做指示剂,颜色变化为黄色变橙色,故B正确;
C.高锰酸钾滴定亚硫酸钾溶液,紫红色褪色,直到亚硫酸钾完全反应,再滴加一滴高锰酸钾溶液,溶液由无色变为浅紫红色,故C正确;
D.碘水滴定硫化钠溶液,直到硫化钠完全反应,再滴加一滴碘水,碘过量淀粉溶液由无色变为蓝色,故D错误;
故答案为:D。
拓展练习
1.时,水的电离达到平衡:,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,增大,不变
C.向水中加入少量固体氯化铵,平衡逆向移动,增大
D.将水加热,增大,不变
【答案】B
【详解】A.向水中加入稀氨水,增大,水的电离平衡逆向移动,故A错误;
B.硫酸氢钠电离出氢离子,向水中加入少量固体硫酸氢钠,增大,温度不变,不变,故B正确;
C.铵根离子水解,向水中加入少量固体氯化铵,平衡正向移动,溶液呈酸性,增大,故C错误;
D.将水加热,氢离子、氢氧根离子浓度均增大,增大,减小,故D错误;
选B。
2.常温时,下列叙述正确的是
A.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
B.醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则b=a+1
C.盐酸的,盐酸的
D.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
【答案】A
【详解】A.设氢氧化钠溶液的pH为a,由题意可得:0.1mol/L×10—3L=10—14+amol/L×0.1L,解得a=11,故A正确;
B.醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡,加水稀释时,平衡右移,则将pH为a的醋酸溶液溶液稀释10倍后,溶液的pH小于a+1,故B错误;
C.1.0×10—8mol/L盐酸中氢离子浓度为1.0×10—8mol/L+1.0×10—7mol/L=1.1×10—7mol/L,则溶液的pH小于7,故C错误;
D.向滴有酚酞溶液的氨水中加入氯化铵至溶液恰好无色,说明溶液pH小于8,可能呈弱碱性或中性或酸性,则溶液的pH可能大于7或等于7或小于7,故D错误;
故选A。
3.某温度下,两种一元弱酸HA和HB的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.曲线I代表HA溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HX、X-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
【答案】C
【分析】相同体积、相同pH的两种酸稀释相同倍数后,相对较强的酸pH变化较大,则图中曲线Ⅱ表示HA,曲线Ⅰ表示HB。起始时pH相同,则HB的浓度比HA大。
【详解】A.由分析可知,曲线Ⅱ代表HA溶液,A不正确;
B.溶液中b点的pH小于a点,表明b点时溶液中HB电离产生的c(H+)大,则对水电离的抑制作用大,所以水的电离程度:b点<c点,B不正确;
C.从c点到d点,溶液中=,温度一定时,KW和Ka都是定值,所以保持不变(其中HX、X-分别代表相应的酸和酸根离子),C正确;
D.a点的两溶液中,由于HB的浓度大于HA,分别与NaOH恰好中和后,HB消耗的NaOH多,所以HB溶液中n(Na+)大,D不正确;
故选C。
4.通过传感器测定冰醋酸被水稀释后的电导率及pH,根据变化曲线图判断下列说法正确的是
A.a点、c点中和NaOH的能力:c点>a点
B.b点后,溶液继续稀释,所有离子浓度均减小
C.a点醋酸水溶液未达到电离平衡状态
D.实验曲线说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素
【答案】D
【详解】A.a点、c点时,虽然溶液中c(H+)不同,但醋酸的总量相同,中和能力相同,则中和NaOH的能力:c点=a点,A不正确;
B.b点后,溶液继续稀释,c(H+)、c(CH3COO-)减小,但c(OH-)增大,B不正确;
C.醋酸与水互溶,a点醋酸水溶液的浓度大,醋酸的电离程度较小,但达到电离平衡状态,C不正确;
D.溶液的导电能力取决于离子的浓度、离子的带电荷、离子的种类、温度等因素,由实验曲线也可说明,传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素,D正确;
故选D。
5.常温下,分别加水稀释的盐酸、一氯乙酸溶液至,溶液的与的关系如图所示。
下列叙述正确的是
A.代表盐酸的与的关系
B.时,加热两种溶液,不变
C.加水稀释过程中,水的电离程度都减小
D.常温下,的电离常数为
【答案】D
【详解】A.盐酸是强酸,盐酸每稀释10倍pH增大1,所以L1代表盐酸的与的关系,故A错误;
B.一氯乙酸是弱酸,时,加热两种溶液,一氯乙酸的电离平衡正向移动,增大,减小,故B错误;
C.加水稀释过程中,氢离子浓度减小,水的电离程度都增大,故C错误;
D. 常温下,0.1mol/L的的pH=1.93,电离常数为,故D正确;
选D。
6.常温下,0.1mol/L某一元酸(HA)溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-10,下列叙述正确的是
①该溶液的pH=1 ②该溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11 ③向该溶液中加入NaA溶液,所得溶液的pH减小 ④pH=4的盐酸和pH=4的HA分别稀释100倍后的pH前者大于后者 ⑤取pH=4的盐酸和pH=4的HA各10mL,分别与足量的Zn反应,放出H2的体积:盐酸>HA ⑥水的电离程度:pH=2的HA溶液小于pH=2的H2SO4溶液 ⑦常温下,pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,混合液中c(H+)>c(OH-) ⑧将0.1mol/L的HA溶液加水稀释,不是所有离子浓度增均增大
A.④⑦⑧ B.②⑤⑧ C.③⑥⑦ D.④⑥⑧
【答案】A
【分析】常温下,0.1mol/L某一元酸(HA)溶液中c(OH-)/c(H+)=1×10-10,c(H+)=1×10-2mol/L;
【详解】①该溶液的pH=2,①错误;
②该溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol/L,②错误;
③HA存在电离平衡,向该溶液中加入NaA溶液,电离平衡左移(NaA溶液呈碱性),氢离子浓度减小,所得溶液的pH增大,③错误;
④HA存在电离平衡,pH=4的盐酸和pH=4的HA分别稀释100倍后的pH前者大于后者,④正确;
⑤取pH=4的盐酸和pH=4的HA各10mL,分别与足量的Zn反应,HA是弱酸,浓度更大,故放出H2的体积:HA >盐酸,⑤错误;
⑥水的电离程度:pH=2的HA溶液等于pH=2的H2SO4溶液,⑥错误;
⑦常温下,pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,HA是弱酸,浓度远大于氢氧化钠,故混合液中c(H+)>c(OH-),⑦正确;
⑧将0.1mol/L的HA溶液加水稀释,酸性减弱,氢氧根浓度增大,不是所有离子浓度增均增大,⑧正确;
叙述正确的是④⑦⑧,故选A。
7.下列有关化学实验的说法不正确的是
A.润洗酸式滴定管时应从滴定管上口加入3~5mL所要盛装的酸溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿其内壁,再从上口倒出,重复2~3次
B.中和热测定实验中测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度
C.探究温度对Na2S2O3溶液与H2SO4反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,导致所测反应速率偏低
D.将pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸的中部,与标准比色卡比较测定溶液pH
【答案】A
【详解】A.润洗酸式滴定管时应从滴定管上口加入3~5mL所要盛装的酸溶液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿其内壁,再打开玻璃活塞,从下口放出,重复2~3次,A项错误;
B.为减少热量的损失、减小实验误差,中和热测定实验中测量反应混合液的温度时要随时读取温度,记录下最高温度,B项正确;
C.探究温度对Na2S2O3溶液与H2SO4反应速率的影响时,若先将两种溶液混合并计时,再用水浴加热至设定温度,由于开始一段时间温度偏低,导致所测反应速率偏低,C项正确;
D.用pH试纸测溶液pH的操作为:将pH试纸置于表面皿上,用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸的中部,与标准比色卡比较测定溶液pH,D项正确;
答案选A。
8.不同温度下,某溶液中和关系如图所示。已知。下列叙述错误的是
A.温度: B.下,
C.加热点溶液,点向点迁移 D.下,中性溶液
【答案】C
【详解】A.水的电离吸热,下水的电离程度大于,温度:,A正确;
B.下,时,,,,则,B正确;
C.点为中性溶液,加热,溶液仍然呈中性,但是增大,减小,点向点迁移,C错误;
D.下,,中性溶液,D正确;
故选C。
9.常温下,将的酸HA溶液与的NaOH溶液混合。下列说法正确的是
A.若,反应后溶液pH一定等于7
B.若反应后溶液呈中性,则混合液中
C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2
D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2
【答案】D
【详解】A.如果二者体积相等,如果酸是强酸,则混合溶液呈中性,如果酸是弱酸,则混合溶液呈酸性,故A错误;
B.若混合溶液呈中性,则溶液M中c(H+)=c(OH-)=2×10-7 mol•L-1,所以溶液M中c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mol•L-1,故B错误;
C.如果溶液呈酸性,则溶液是酸和盐溶液,酸是弱酸,酸浓度大于氢氧化钠浓度,所以V1不一定大于V2,故C错误;
D.如果溶液呈碱性,则溶液可能是碱和盐溶液,也可能只是盐溶液,则V1一定小于V2,故D正确;
故答案为:D。
10.某温度下,重水()的离子积,规定。下列说法错误的是
A.重水是极弱的电解质,将少量加入重水,重水的电离程度减小
B.该温度下重水的
C.该温度下,2L含0.01mol的重水溶液,其
D.该温度下,在100mL0.4mol/L的重水溶液中,加入100mL0.2mol/L的重水溶液,充分反应后溶液的(忽略溶液体积的变化)
【答案】D
【详解】A.重水是极弱电解质,存在D2OD++OD-,加入NaOH,抑制重水的电离,即重水的电离程度减小,故A说法正确;
B.该温度下c(D+)=mol/L=4×10-8mol/L,即pD=8-lg4,故B说法正确;
C.溶液中n(D+)约为0.02mol,则c(D+)==0.01mol/L,即pD=2,故C说法正确;
D.DCl与NaOD发生DCl+NaOD=NaCl+D2O,酸过量,充分反应后溶液中c(D+)==0.1mol/L,pD=1,故D说法错误;
答案为D。
11.下列说法正确的是
A.在时,约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将盐酸稀释至,所得溶液的约为9
C.的溶液一定为中性
D.时,的硫酸与的溶液等体积混合溶液显酸性
【答案】C
【详解】A.时,纯水约为6,但是氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,显中性,故A错误;
B.酸碱稀释过程,无限稀释7为限,也就是说酸稀释不会大于7,故B错误;
C.,可得:,溶液一定显中性,故C正确;
D.时,的硫酸溶液中,的溶液中,二者等体积混合,二者恰好完全反应,溶液呈中性,故D错误;
故选C。
12.某小组拟用标准溶液滴定某浓度的草酸溶液,下列有关说法正确的是
A.标准溶液和草酸溶液分别用滴定管I、II盛装或量取
B.滴定后液面读数为22.60mL
C.本次实验消耗标准溶液的体积为21.20mL
D.检漏后并用标准溶液润洗2到3次后方可将高锰酸钾倒入滴定管中
【答案】D
【详解】A.高锰酸钾溶液具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,不能用碱式滴定管盛装,故A错误;
B.读数时视线应与刻度、凹液面的最低点相平,则由图可知,滴定后液面读数为22.70mL,故B错误;
C.读数时视线应与刻度、凹液面的最低点相平,则由图可知,滴定前液面读数为1.40mL、滴定后液面读数为22.70mL,所以实验消耗标准高锰酸钾溶液的体积为21.30mL,故C错误;
D.酸式滴定管滴检漏后应用标准高锰酸钾溶液溶液润洗2到3次后方可将高锰酸钾溶液倒入滴定管中,否则会使滴定消耗高锰酸钾溶液体积偏大,导致所测结果偏高,故D正确;
故选D。
13.配合物乙二胺四乙酸铁钠(,摩尔质量为)可溶于水,易风化,常见于强化盐中。乙二胺四乙酸铁钠的制备及测定如下:
I.产品的制备:
步骤1:准确称取于烧杯中,加水充分溶解,分批加入适量浓氨水,搅拌、过滤、洗涤、干燥。
步骤2:将Fe(OH)3、乙二胺四乙酸(H4Y),水加入三颈烧瓶中,搅拌,80℃水浴反应1h,加入Na2CO3溶液,发生反应:。经过蒸发浓缩、冷却结晶,过滤、洗涤,晾干后得产品。
II.产品中铁含量的测定:
称取m2g祥品,加稀硫酸溶解,配成100.00mL溶液。取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入淀粉溶液,用标准溶液滴定,发生反应:。重复2~3次,消耗Na2S2O3标准溶液VmL。
根据上述实验,下列说法正确的是
A.若称取样品时间长,不影响乙二胺四乙酸铁钠产品纯度的计算结果
B.若配制溶液倒转摇匀后发现液面低于刻度线,再加水,则测得产品中铁含量偏高
C.若盛标准液的滴定管未润洗,则测得产品中铁含量会偏高
D.若滴定终点后,滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,则测得产品中铁纯度偏低
【答案】C
【详解】A.乙二胺四乙酸铁钠易风化,若称取样品时间长,失去结晶水,会使乙二胺四乙酸铁钠产品纯度的计算结果偏高,A错误;
B.若配制溶液倒转摇匀后发现液面低于刻度线,再加水,溶液被稀释,则测得产品中铁含量偏低,B错误;
C.若盛标准液的滴定管未润洗,标准液被稀释,消耗体积偏大,则测得产品中铁含量会偏高,C正确;
D.若滴定终点后,滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,读取消耗标准液体积偏大,则测得产品中铁纯度偏高,D错误;
故选C。
14.溶液放置在空气中容易变质,因此为了方便使用 ,实验室常保存摩尔盐 ,它比绿矾或绿矾溶液更稳定。回答下列问题。
(1)摩尔盐的制备。
①配制溶液以及后续使用的蒸馏水都必须煮沸、冷却后使用:通常向配制的 溶液中加入少量铁屑并滴加硫酸,目的是 ;向 溶液中加入饱和的 溶液,经过蒸发、冷却结晶、过滤、洗涤和干燥得到摩尔盐晶体。
②离子物质的量浓度相同的 和 溶液相比较,物质的量浓度大小关系为:前者 后者(填“大于”“等于”或“小于”)。
(2)测定摩尔盐的纯度。酸性 作氧化还原滴定的氧化剂时被还原为 。
①滴定时将 溶液加入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,在规格为 的滴定管中,若 溶液的起始读数为 ,此时滴定管中 溶液的实际体积为 (填标号)。
A. B. C.大于 D.小于
②准确称量摩尔盐晶体[摩尔质量为 ]样品,配成溶液 ,分别取3份 所配溶液于锥形瓶中,加稀硫酸酸化,分别用 溶液滴定,到达终点所用体积分别为 、,则滴定 所配溶液消耗 溶液的体积为 产品摩尔盐 的质量分数为 。
③下列操作可能导致测定结果偏大的是 。
A.配溶液定容时俯视刻度线
B.取摩尔盐溶液的滴定管没有润洗
C.取待测液的锥形瓶洗净后未干燥
D.酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数
【答案】(1) 防止Fe2+被氧化,抑制Fe2+水解; 小于
(2) 酸式 C 20.00 98.00% AD
【分析】测定摩尔盐的纯度,酸性 KMnO4作氧化剂,还原滴定的氧化剂时被还原为 Mn2+的原理,将酸性 KMnO4作为标准液,摩尔盐作为待测液,测待测液的浓度大小,以此分析;
【详解】(1)①硫酸亚铁溶液放置在空气中容易变质,所以配制硫酸亚铁溶液时加入少量铁屑防止亚铁离子被氧化,硫酸亚铁是强酸弱碱盐,亚铁离子在溶液中易发生水解反应使溶液呈酸性,所以配制硫酸亚铁溶液时加入少量稀硫酸抑制亚铁离子水解;
故答案为:防止Fe2+被氧化,抑制Fe2+水解;
②亚铁离子和铵根离子在溶液中都易发生水解反应使溶液呈酸性,硫酸亚铁铵溶液中亚铁离子水解生成的氢离子会抑制铵根离子水解,则等浓度的硫酸亚铁铵溶液中铵根离子浓度大于硫酸铵溶液中的铵根离子浓度,所以铵根离子浓度相等的硫酸亚铁铵溶液的浓度小于硫酸铵溶液;
故答案为:小于;
(2)①高锰酸钾具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管中的橡胶管,所以滴定时将酸性高锰酸钾溶液加入酸式滴定管中;滴定管的实际体积大于标定体积,所以在规格为25mL的滴定管中,若酸性高锰酸钾溶液的起始读数为5.00mL,此时滴定管中酸性高锰酸钾溶液的实际体积大于20.00mL,故选C;
故答案为:酸式;C;
②由题给数据可知,19.85mL的误差较大,应舍去,则酸性高锰酸钾溶液的平均体积为=20.00mL,由得失电子数目守恒可知,20.00g摩尔盐晶体中(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O的质量分数为×100%=98.00%;
故答案为:20.00;98.00%;
③A.用容量瓶配制摩尔盐,俯视刻度线,导致溶液体积偏低,浓度偏高,滴入的标准液体积偏大,结果偏大,A符合题意;
B.若没有润洗待测液滴定管,导致待测液浓度偏低,所滴加便准液体积偏低,结果偏低,B不符合题意;
C.锥形瓶未干燥,对实验结果无影响,C不符合题意;
D.酸式滴定管用盛放标准液,仰视读数,导致标准液读数偏大,测定结果偏大,D符合题意;
故答案为:AD。
学科网(北京)股份有限公司
$$