内容正文:
第53讲 酸碱中和滴定及拓展应用
复习目标
1.了解酸碱中和滴定的原理和滴定终点的判断方法,知道指示剂选择的方法。
2.掌握酸碱中和滴定的操作和数据处理误差分析的方法。
3.掌握滴定法在定量测定中的应用。
考点一 酸碱中和滴定的原理与操作
必备知识
1.原理
利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。
2.酸碱指示剂
(1)熟记:常见酸碱指示剂的变色范围
指示剂
变色范围
石蕊
甲基橙
酚酞
(2)中和滴定时指示剂的选择原则
滴定终点前后溶液的颜色变化对比明显。
①强酸与强碱的中和滴定,到达终点时,pH变化范围很大,可用酚酞,也可用甲基橙;
②强酸滴定弱碱,恰好完全反应时,溶液呈酸性,应选择在酸性范围内变色的指示剂——甲基橙;
③强碱滴定弱酸,恰好完全反应时,溶液呈碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂——酚酞;
④一般不用石蕊溶液,原因是其溶液颜色变化对比不明显,且变色范围较大。
3.实验操作与仪器的选择
(1)主要仪器
(2)滴定前准备
滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→→记录。
锥形瓶:洗涤→装待测液→加指示剂。
(3)滴定操作
(4)滴定终点
滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积。
(5)数据处理
按上述操作重复2~3次,根据每次所用标准液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的平均值。
能力提升
1.二氧化氯是一种高效安全灭菌消毒剂。由于其他含氯消毒剂在消毒过程中易形成对人体有潜在危害的物质,我国从2000年起就逐渐用二氧化氯替代氯气对饮用水进行消毒。
(1)工业上常用氯酸钠和浓盐酸反应生产二氧化氯,同时生成氯气,该反应的化学方程式为 。我国科学家经过研究提出了另一种方法制取二氧化氯:,用此方法制备的更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(2)用处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子。实验室中常用连续碘量法测定饮用水中、的含量。相应的实验步骤为:
步骤1:准确量取水样加入锥形瓶中。
步骤2:调节水样的为。
步骤3:加入足量的KI晶体。
步骤4:加少量淀粉溶液,用溶液(发生的反应为)滴定至终点,消耗溶液。
步骤5:调节溶液的pH≤2.0。
步骤6:再用溶液滴定至终点,消耗溶液。
注:被还原为、的转化率与溶液的关系如图-2所示;溶液中完全沉淀时的约为3.6。
图-2
①图-1中盛放溶液的仪器名称是 。
图-1
②步骤3中反应的离子方程式为 。
③步骤5中调节溶液的pH≤2.0的目的是 。
④步骤6中到达滴定终点的现象是 。根据上述分析数据,测得该饮用水样中的浓度为 (用含字母的代数式表示)。若步骤5中使用调节溶液的,则步骤6中消耗的溶液体积 (填“>”“<”或“=”)
⑤若饮用水中的含量超标,可向其中加入适量的将还原成,该反应的氧化产物是 (填化学式)。
2.二氯异氰尿酸钠为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。回答下列问题:
已知:实验原理为:,该反应为放热反应。
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置B的作用是除去氯气中的,用平衡原理解释30%硫酸的作用: 。
(3)写出装置C中制取的化学方程式: 。
(4)实验过程中装置C的温度必须保持在,若温度过高,会生成,为避免生成,可采取的比较简便的改进措施为 。
(5)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生消毒灭菌。通过下列实验检测样品的有效氯含量:准确称取样品,用容量瓶配成溶液;取上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量溶液,密封在暗处静置;加入淀粉,用标准溶液滴定至终点,消耗溶液。[已知、、有效氯含量]
①滴定终点的现象为 。
②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是 (填字母)。
A.盛装标准溶液的滴定管未润洗
B.滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
③该样品的有效氯含量为 。
3..某学生用的标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,注入的标准溶液至“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“”或“”刻度线稍下,并记录读数;
④量取待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入滴酚酞试液;
⑤用标准溶液滴定至终点,记下滴定管液面读数;
⑥重复以上滴定操作次。
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是 (填编号),该步骤错误操作会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)下列操作会导致上述所测盐酸溶液的浓度偏高的是_________(填正确答案标号)。
A.滴定达到终点时,俯视滴定管内液面读数
B.碱式滴定管尖嘴部分开始有气泡,滴定后消失
C.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥就装入盐酸待测液
D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
.乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体中的值。
通过查阅资料和网络查寻得知,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性溶液进行滴定,
(3)写出滴定时发生的离子反应方程式 。
学习小组的同学设计了滴定的方法测定值
①称取纯草酸晶体,将其制成水溶液为待测液
②取待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀
③用浓度为的标准溶液进行滴定,达到终点记录消耗体积。
(4)滴定时,将酸性标准液装在如图中的 (填“甲”或“乙”)滴定管中。
(5)滴定时,左手操作滴定管,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视 。
(6)本实验滴定达到终点的标志是 。
(7)为了提高实验的准确性,学习小组共进行次实验,记录数据如下表:
待测液
通过上述数据,可知消耗的溶液体积为 ,求得 。(写出计算过程)
4.滴定法是化学分析的常用方法,某兴趣小组利用滴定法进行如下实验。
实验I.测定溶液的浓度
操作步骤如下:
i.用盐酸溶液润洗滴定管2~3次。
ii.向滴定管中注入盐酸溶液至“0”刻度以上。
iii.固定好滴定管,排气泡,并调节液面至“0”或“0”刻度以下,准确记录读数。
iv.向锥形瓶里注入待测溶液,并加入2~3滴酚酞溶液。
v.用标准盐酸溶液滴定至终点,并记下滴定管液面的读数。
vi.……
实验数据记录如下。
滴定序号
待测液体积()
所消耗盐酸标准液的体积()
滴定前
滴定后
1
25.00
0.50
20.60
2
25.00
1.10
21.00
3
25.00
2.20
24.20
(1)步骤ν中操作滴定管的图示如下,正确的是 (填选项字母)
a. b. c.
(2)步骤vi的操作为 。
(3)根据实验数据计算, 。
(4)下列情况会使所测溶液浓度偏低的是 (填选项字母)。
A.锥形瓶事先用待测溶液润洗
B.滴定前无气泡,滴定终点有气泡
C.未用标准盐酸溶液润洗滴定管
D.滴定结束后,读取溶液体积时,俯视刻度线
E.配制标准盐酸溶液,定容时仰视刻度线
实验Ⅱ.用氧化还原滴定方法测定粗品中的质量分数。
实验步骤:称取粗品配制溶液待用。用滴定管取溶液于锥形瓶中,然后加入过量的KI溶液并酸化,加入3滴指示剂,立即用配制的溶液滴定至终点,消耗溶液。回答下列问题:
已知:①的相对分子质量为248.0
②
(5)滴定过程中,盛装溶液的仪器为 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,向溶液中加入过量的溶液并酸化,被还原成,写出该反应的离子方程式: 。
(6)该滴定实验加入的指示剂为 ,用溶液滴定至终点的现象为: 。
(7)粗品中的质量分数为 。
考点二 酸碱中和滴定曲线的分析
必备知识
1.强酸与强碱滴定过程中的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
2.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、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:强酸与强碱反应的突跃点变化范围大于强酸与弱碱反应
能力提升
1.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(、、)溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A.当时,三种溶液中相等
B.在的溶液中:
C.滴加20.00mL盐酸后,溶液中:
D.浓度均为的三种钠盐溶液中:
2.常温下,用相同物质的量浓度的溶液分别滴定起始物质的量浓度均为的三种酸溶液,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.常温下,三种酸的电离常数:
B.滴定至T点时,溶液中:
C.当时,三种酸溶液中HX溶液中和百分数最大
D.当中和百分数达到时,将三种溶液混合后:
3.下列实验操作或装置能达到实验目的或图示结论正确的是
A.用装置甲探究、Cu2+对分解速率的影响
B.用装置乙采集到的压强数据判断铁钉发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀
C.图丙是常温下用0.1000mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000mol/L 滴定曲线,Q点表示酸碱中和滴终点
D.图丁是中的平衡浓度随温度变化的曲线,说明平衡常数
4.现有由与(或由与)组成的混合溶液1(或2),分别用溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.在点后继续滴加溶液,溶液中增大
5.赣南脐橙富含柠檬酸(用表示)。常温下,用溶液滴定溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
(已知常温下柠檬酸的电离常数为:,,)
A.a点溶液中:
B.反应的平衡常数
C.b点溶液中,
D.常温下,溶液加水稀释过程中,增大
真题测评
1.下列图示与对应的叙述不相符合的是
A.表示燃料燃烧反应的能量变化
B.表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D.表示强碱滴定强酸的滴定曲线
2.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A.该溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
3.室温下,用0.l00mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol/L的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.II表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH)=" 20.00" mL时,两份溶液中c(Cl-)= C(CH3COO-)
D.V(NaOH) ="10.00" mL时,醋酸溶液中c(Na+)> C(CH3COO-)> c(H+)> c(OH-)
4.用盐酸滴定溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如分布分数:】
A.的为 B.c点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂 D.
5.常温下,用 0.1000 mol·LNaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 mol·L溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是
A.点①所示溶液中:
B.点②所示溶液中:
C.点③所示溶液中:
D.滴定过程中可能出现:
拓展精练
1.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
A. B. C. D.
2.根据下列图示所得出的结论不正确的是
A.图甲是CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
B.图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C.图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D.图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42−)的关系曲线,说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小
3.下列图示与对应的叙述相符的是
A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图6表示0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线
C.图7表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时反应物转化率最大
4.用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
5.常温下,用溶液滴定溶液的滴定曲线如下图所示。下列说法不正确的是
A.①点溶液中,
B.②点溶液中的溶质为、
C.③点溶液中,
D.①、②、③三点中,水的电离程度最大的点为③点
6.电极电位滴定法是测定物质浓度的另一种方法,滴定过程中指示电极电位发生变化,滴定终点时,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃。常温下,用盐酸滴定某溶液中亚磷酸钠的含量,下图是滴定过程中的电位曲线与pH曲线:
已知:亚磷酸(H3PO3)的分级电离常数全部数据为Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。下列说法错误的
A.Na2HPO3属正盐,溶液显碱性;NaH2PO3属酸式盐,溶液显酸性
B.a点溶液主要含NaH2PO3、NaCl,存在关系:c(H+)+c(H3PO3)=c(OH-)+c()
C.b点对应的溶液中存在:c(H+)=c()+2c()
D.b点生成的亚磷酸属弱酸,溶液的电极电位突变是因为此时离子浓度突然增大
7.常温下,以酚酞作指示剂,用的溶液滴定的二元酸溶液(变化关系如图所示)。下列说法正确的是
注:为含A微粒的分布系数即物质的量分数
A.室温下,的电离常数值为
B.时,
C.时,
D.时,
8.以氧化剂或还原剂为滴定剂,可以滴定一些具有还原性或氧化性的物质。某二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如下图,下列说法错误的是
A.还原步骤发生的反应为:Na2C2O4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
B.Na2C2O4将还原为Mn2+
C.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO2含量偏小
D.矿粉中MnO2含量为
9.25℃时,用0.1 mol∙L−1的KOH溶液滴定10mL等浓度的一元弱酸HX溶液过程中,溶液中的lg随滴入KOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.一元弱酸HX的电离常数约为10−5
B.a点溶液中存在:c(K+)=c(X-)
C.若b点横坐标为15mL,此溶液中存在:2c(K+)=3c(X-)+3c(HX)
D.从a点到c点过程中水的电离程度先减小后增大
10.常温下,溶液体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示。在的体系中,研究金属离子在不同时的可能产物,与的关系如图2所示,曲线为和的图像。下列说法正确的是
A.用盐酸滴定溶液至中性时,
B.常温下的数量级为
C.P点的体系中,会有沉淀和气体生成
D.Q点的体系中,
11.计量仪器是化学实验的一类重要仪器。下图是量筒、水银温度计、滴定管的一部分,下列读数(虚线刻度)及说法正确的是
A.是量筒,读数为25.0mL B.是量筒,读数为2.5mL
C.是滴定管,读数为2.5mL D.是温度计,读数为2.50℃
12.25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25℃时,,。
下列说法错误的是
A.曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D.滴定Br-达终点时,溶液中
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第53讲 酸碱中和滴定及拓展应用
复习目标
1.了解酸碱中和滴定的原理和滴定终点的判断方法,知道指示剂选择的方法。
2.掌握酸碱中和滴定的操作和数据处理误差分析的方法。
3.掌握滴定法在定量测定中的应用。
考点一 酸碱中和滴定的原理与操作
必备知识
1.原理
利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。
2.酸碱指示剂
(1)熟记:常见酸碱指示剂的变色范围
指示剂
变色范围
石蕊
甲基橙
酚酞
(2)中和滴定时指示剂的选择原则
滴定终点前后溶液的颜色变化对比明显。
①强酸与强碱的中和滴定,到达终点时,pH变化范围很大,可用酚酞,也可用甲基橙;
②强酸滴定弱碱,恰好完全反应时,溶液呈酸性,应选择在酸性范围内变色的指示剂——甲基橙;
③强碱滴定弱酸,恰好完全反应时,溶液呈碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂——酚酞;
④一般不用石蕊溶液,原因是其溶液颜色变化对比不明显,且变色范围较大。
3.实验操作与仪器的选择
(1)主要仪器
(2)滴定前准备
滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→→记录。
锥形瓶:洗涤→装待测液→加指示剂。
(3)滴定操作
(4)滴定终点
滴入最后半滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积。
(5)数据处理
按上述操作重复2~3次,根据每次所用标准液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的平均值。
能力提升
1.二氧化氯是一种高效安全灭菌消毒剂。由于其他含氯消毒剂在消毒过程中易形成对人体有潜在危害的物质,我国从2000年起就逐渐用二氧化氯替代氯气对饮用水进行消毒。
(1)工业上常用氯酸钠和浓盐酸反应生产二氧化氯,同时生成氯气,该反应的化学方程式为 。我国科学家经过研究提出了另一种方法制取二氧化氯:,用此方法制备的更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(2)用处理过的饮用水(pH为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子。实验室中常用连续碘量法测定饮用水中、的含量。相应的实验步骤为:
步骤1:准确量取水样加入锥形瓶中。
步骤2:调节水样的为。
步骤3:加入足量的KI晶体。
步骤4:加少量淀粉溶液,用溶液(发生的反应为)滴定至终点,消耗溶液。
步骤5:调节溶液的pH≤2.0。
步骤6:再用溶液滴定至终点,消耗溶液。
注:被还原为、的转化率与溶液的关系如图-2所示;溶液中完全沉淀时的约为3.6。
图-2
①图-1中盛放溶液的仪器名称是 。
图-1
②步骤3中反应的离子方程式为 。
③步骤5中调节溶液的pH≤2.0的目的是 。
④步骤6中到达滴定终点的现象是 。根据上述分析数据,测得该饮用水样中的浓度为 (用含字母的代数式表示)。若步骤5中使用调节溶液的,则步骤6中消耗的溶液体积 (填“>”“<”或“=”)
⑤若饮用水中的含量超标,可向其中加入适量的将还原成,该反应的氧化产物是 (填化学式)。
【答案】(1) 2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O 方法二制备的ClO2中不含Cl2
(2) 碱式滴定管 2ClO2+2I-=2+I2 使与I−反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量 溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色 > Fe(OH)3
【分析】题目信息提示用的是连续碘量法进行测定,步骤6又用Na2S2O3溶液滴定至终点,说明步骤5中有碘生成,因为第一阶段滴定时只是ClO2被I-还原只生成,溶液的没有被I-还原,所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH≤2.0,使与I-反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量,由2ClO2+2I-=2+I2和2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可知存在关系式为~Na2S2O3,由+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O和2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可知存在关系式为~4Na2S2O3,以此计算饮用水样中的的浓度。
【详解】(1)氯酸钠和浓盐酸反应生产二氧化氯,同时生成氯气的化学方程式为2NaClO3+4HCl(浓)=2ClO2↑+Cl2↑+2NaCl+2H2O;根据两种方法中的反应方程式可以看出,方法一制得的ClO2中含有Cl2,会产生对人体有潜在危害的有机氯代物,而方法二制备的ClO2中不含有Cl2,所以用方法二制备的ClO2更适合用于饮用水的消毒;
(2)①由图可知,图-1中盛放Na2S2O3溶液的仪器名称是碱式滴定管;
②步骤3为ClO2被I-还原为,离子方程式为2ClO2+2I-=2+I2;
③根据曲线图示在pH⩽2.0时,ClO2被I−还原只生成Cl−,pH⩾7.0时,ClO2被I−还原只生成;而用ClO2处理过的饮用水,其pH为5.5∼6.5,所以其中既含有ClO2,又含有,若将溶液的pH调节为7.0∼8.0,则第一阶段滴定时只是ClO2被I−还原只生成,溶液的没有被I−还原,所以第二阶段滴定前应调节溶液的pH⩽2.0,使与I−反应,以测定样品水样中亚氯酸根离子的含量;
④步骤6中是用Na2S2O3去滴定碘单质,指示剂为淀粉,故到达滴定终点的现象是溶液由蓝色变为无色,且半分钟不变色;由2ClO2+2I-=2+I2和2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI得:,,由由+4H++4I-=Cl-+2I2+2H2O和2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI可知存在关系式为~4Na2S2O3,,故原水样中含有,则;若步骤5中使用HNO3调节溶液的pH,硝酸具有强氧化性,会与Na2S2O3反应,则步骤6中消耗的Na2S2O3溶液体积偏大;
⑤若饮用水中的含量超标,可向其中加入适量的Fe2+将还原成Cl-,该反应为4Fe2+++2H2O═4Fe3++Cl-+4OH-,Fe3++3OH-═Fe(OH)3,所以氧化产物为Fe(OH)3。
2.二氯异氰尿酸钠为白色固体,难溶于冷水,是一种高效、安全的氧化性消毒剂。实验室用如图所示装置制备(夹持装置已略去)。回答下列问题:
已知:实验原理为:,该反应为放热反应。
(1)仪器a的名称为 。
(2)装置B的作用是除去氯气中的,用平衡原理解释30%硫酸的作用: 。
(3)写出装置C中制取的化学方程式: 。
(4)实验过程中装置C的温度必须保持在,若温度过高,会生成,为避免生成,可采取的比较简便的改进措施为 。
(5)二氯异氰尿酸钠缓慢水解可产生消毒灭菌。通过下列实验检测样品的有效氯含量:准确称取样品,用容量瓶配成溶液;取上述溶液于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量溶液,密封在暗处静置;加入淀粉,用标准溶液滴定至终点,消耗溶液。[已知、、有效氯含量]
①滴定终点的现象为 。
②下列操作会导致样品的有效氯测定值偏高的是 (填字母)。
A.盛装标准溶液的滴定管未润洗
B.滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少
③该样品的有效氯含量为 。
【答案】(1)恒压滴液漏斗
(2)氯气溶于水存在:,30%硫酸中的使平衡左移,减少氯气损失
(3)
(4)将装置C进行冷水浴
(5) 当滴入最后半滴标准液时,溶液的颜色由蓝色变成无色,且半分钟内不变色 A 50%
【分析】由实验装置图可知,装置A用于制备Cl2,不需要加热,可用KMnO4或K2Cr2O7或KClO与浓盐酸反制备,由于浓盐酸具有挥发性,制得的Cl2含有大量的HCl气体,制备NaClO过程中会消耗部分NaOH,使得NaOH利用率降低,可先通入盛装饱和食盐水或30%硫酸的洗气瓶除去HCl气体,装置C中生成二氯异氰尿酸钠的反应为2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O、2NaClO+(CNO)3H3=(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O,氯气是有毒气体、能与NaOH溶液反应,装置D中盛装的NaOH溶液用于尾气处理,据此分析解答。
【详解】(1)根据仪器特点可知,仪器a的名称为:恒压滴液漏斗。
(2)装置B的作用是除去氯气中的HCl,30%硫酸的作用:氯气溶于水存在:,30%硫酸中的使平衡左移,减少氯气损失。
(3)装置C中产生次氯酸钠的反应为:。
(4)实验过程中C的温度必须保持在17~20℃,可用冷水浴加热,若温度过高,pH值过低,会生成NCl3,即(CNO)3H3会与Cl2反应生成NCl3,故答案为:将装置C进行冷水浴。
(5)①用Na2S2O3标准溶液进行滴定,滴定至终点时,待测液中的碘单质完全反应,现象为:当滴入最后半滴Na2S2O3标准溶液时,溶液的颜色由蓝色变成无色,且半分钟内不变色;
②A.盛装Na2S2O3标准溶液的滴定管未润洗,导致Na2S2O3标准溶液的浓度偏低,消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏大,则样品的有效氯测定值偏高,A正确;
B.滴定管在滴定前无气泡,滴定后有气泡,则消耗Na2S2O3标准溶液的体积V读数偏小,样品的有效氯测定值偏低,B错误;
C.碘量瓶中加入的稀硫酸偏少,过程中生成I2的量偏小,滴定过程中消耗Na2S2O3标准溶液的体积V偏小,样品的有效氯测定值偏低,C错误;
故答案为:A;
③由题干信息可知,反应的关系式为,即25.00mL样品溶液n(Cl)=n(Na2S2O3)=0.5×0.1000×40×10-3mol=2×10-3mol,则1.4200g样品中n(Cl)=2×10-3mol×=2×10-2mol,所以样品的有效氯测定值为×100%=50%。
3..某学生用的标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,注入的标准溶液至“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“”或“”刻度线稍下,并记录读数;
④量取待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入滴酚酞试液;
⑤用标准溶液滴定至终点,记下滴定管液面读数;
⑥重复以上滴定操作次。
请回答下列问题:
(1)以上步骤有错误的是 (填编号),该步骤错误操作会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)下列操作会导致上述所测盐酸溶液的浓度偏高的是_________(填正确答案标号)。
A.滴定达到终点时,俯视滴定管内液面读数
B.碱式滴定管尖嘴部分开始有气泡,滴定后消失
C.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥就装入盐酸待测液
D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
.乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。
该组同学的研究课题是:探究测定草酸晶体中的值。
通过查阅资料和网络查寻得知,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性溶液进行滴定,
(3)写出滴定时发生的离子反应方程式 。
学习小组的同学设计了滴定的方法测定值
①称取纯草酸晶体,将其制成水溶液为待测液
②取待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀
③用浓度为的标准溶液进行滴定,达到终点记录消耗体积。
(4)滴定时,将酸性标准液装在如图中的 (填“甲”或“乙”)滴定管中。
(5)滴定时,左手操作滴定管,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视 。
(6)本实验滴定达到终点的标志是 。
(7)为了提高实验的准确性,学习小组共进行次实验,记录数据如下表:
待测液
通过上述数据,可知消耗的溶液体积为 ,求得 。(写出计算过程)
【答案】(1) ① 偏大
(2)BD
(3)
(4)甲
(5)锥形瓶内溶液颜色变化
(6)滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不复原,即达到滴定终点
(7) 10.00 n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.1000mol/L×0.01L=0.0025mol,25mLH2C2O4溶液中n(H2C2O4)为0.0025mol,100mLH2C2O4溶液中n(H2C2O4)=0.0025mol×4=0.01mol,则,则x=2
【详解】(1)碱式滴定管在洗涤后需要标准液润洗,步骤①中碱式滴定管未用标准液润洗,所以错误步骤是①;未润洗滴定管,导致c(NaOH)偏低,滴定过程中,消耗V(NaOH)偏大,测定值偏大;
(2)A.滴定达到终点时,俯视滴定管内液面读数,V(NaOH)偏小,c(HCl)偏低,故A错误;
B.碱式滴定管尖嘴部分开始有气泡,滴定后消失,则所记录的V(NaOH)偏大,c(HCl)偏高,故B正确;
C.锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥就装入盐酸待测液,不影响V(NaOH)体积,则c(HCl)无影响,故C错误;
D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液,V(NaOH)偏大,c(HCl)偏高,故D正确;
故答案为:BD;
(3)高锰酸钾与草酸反应的离子方程式为;
(4)酸性溶液盛放在酸式滴定管中,且酸性高锰酸钾溶液能腐蚀橡胶,所以酸性高锰酸钾溶液盛放在酸式滴定管中,所以选择甲;
(5)滴定时,左手操作滴定管,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化;
(6)高锰酸钾和还原剂草酸反应,草酸使高锰酸钾溶液褪色,草酸消耗完,滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不复原,即达到滴定终点;
(7)第一组V(KMnO4)=9.95mL,第二组V(KMnO4)=(11.10-1.05)mL=10.05mL,第三组V(KMnO4)=(13.50-0.50)mL=13.00mL,第三组溶液体积与其它两组溶液体积偏差较大,舍去,消耗KMnO4溶液平均体积=;n(H2C2O4)=n(KMnO4)=×0.1000mol/L×0.01L=0.0025mol,25mLH2C2O4溶液中n(H2C2O4)为0.0025mol,100mLH2C2O4溶液中n(H2C2O4)=0.0025mol×4=0.01mol,则,则x=2。
4.滴定法是化学分析的常用方法,某兴趣小组利用滴定法进行如下实验。
实验I.测定溶液的浓度
操作步骤如下:
i.用盐酸溶液润洗滴定管2~3次。
ii.向滴定管中注入盐酸溶液至“0”刻度以上。
iii.固定好滴定管,排气泡,并调节液面至“0”或“0”刻度以下,准确记录读数。
iv.向锥形瓶里注入待测溶液,并加入2~3滴酚酞溶液。
v.用标准盐酸溶液滴定至终点,并记下滴定管液面的读数。
vi.……
实验数据记录如下。
滴定序号
待测液体积()
所消耗盐酸标准液的体积()
滴定前
滴定后
1
25.00
0.50
20.60
2
25.00
1.10
21.00
3
25.00
2.20
24.20
(1)步骤ν中操作滴定管的图示如下,正确的是 (填选项字母)
a. b. c.
(2)步骤vi的操作为 。
(3)根据实验数据计算, 。
(4)下列情况会使所测溶液浓度偏低的是 (填选项字母)。
A.锥形瓶事先用待测溶液润洗
B.滴定前无气泡,滴定终点有气泡
C.未用标准盐酸溶液润洗滴定管
D.滴定结束后,读取溶液体积时,俯视刻度线
E.配制标准盐酸溶液,定容时仰视刻度线
实验Ⅱ.用氧化还原滴定方法测定粗品中的质量分数。
实验步骤:称取粗品配制溶液待用。用滴定管取溶液于锥形瓶中,然后加入过量的KI溶液并酸化,加入3滴指示剂,立即用配制的溶液滴定至终点,消耗溶液。回答下列问题:
已知:①的相对分子质量为248.0
②
(5)滴定过程中,盛装溶液的仪器为 (填“酸式”或“碱式”)滴定管,向溶液中加入过量的溶液并酸化,被还原成,写出该反应的离子方程式: 。
(6)该滴定实验加入的指示剂为 ,用溶液滴定至终点的现象为: 。
(7)粗品中的质量分数为 。
【答案】(1)b
(2)重复操作2~3次
(3)0.0800
(4)BD
(5) 酸式 Cr2O+6I﹣+14H+ = 2Cr3++3I2+7H2O
(6) 淀粉溶液 当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不恢复
(7)62%
【分析】在用一定物质的量浓度的标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,要按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等顺序操作进行。在滴定操作时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化,当滴加最后一滴标准液时,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色,此时达到滴定终点。为减少实验的偶然性,多做几次平行实验,取几次实验平均值,根据c待测=计算待测溶液的浓度;中和滴定中指示剂的选择原则应遵循指示剂的变化范围与滴定终点的酸碱性一致,酸式滴定管盛放酸性、强氧化性的物质,碱式滴定管只能盛放碱性溶液,氧化还原反应的滴定实验中处理数值,可以采用得失电子数目守恒或建立关系式进行计算,据此分析。
【详解】(1)标准盐酸溶液应该用酸式滴定管盛装,图a操作易造成活塞被拉出,标准液漏出而实验失败,故选b;
(2)做实验应该多做几次,取平均值,故步骤vi的操作为:重复操作2~3次;
(3)根据表格中的数据可知第3组误差大略去,第1,2组数据的平均值为20.00mL,则;
(4)A.锥形瓶事先用待测NaOH溶液润洗,则滴定时会消耗更多的盐酸,最终导致氢氧化钠浓度计算值偏大,A错误;
B.滴定前无气泡,滴定终点有气泡,会导致盐酸体积偏小,最终氢氧化钠浓度计算值偏小,B正确;
C.未用标准盐酸溶液润洗滴定管,会导致盐酸浓度变小,滴定时,消耗盐酸的体积偏大,氢氧化钠浓度计算值偏大,C错误;
D.俯视刻度线,读数会偏大,最终导致盐酸的体积偏小,氢氧化钠的浓度计算值偏小,D正确;
E.配制标准盐酸溶液,定容时仰视刻度线,盐酸浓度低,消耗的盐酸的体积偏大,氢氧化钠浓度计算值偏大,E错误;
故选BD;
(5)具强氧化性,盛装溶液的仪器为酸式滴定管;向溶液中加入过量的KI溶液并酸化,被还原成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平反应的离子方程式:。
(6)因生成碘单质,故该滴定实验加入的指示剂为淀粉溶液,用溶液滴定I2,以淀粉为指示剂,滴定至终点的现象为:当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液由蓝色变成无色,且半分钟内不恢复。
(7)根据反应方程式得出反应的关系为~3I2~6,样品中的物质的量为:,粗品中的质量分数为=62%。
考点二 酸碱中和滴定曲线的分析
必备知识
1.强酸与强碱滴定过程中的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
2.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠溶液滴定等浓度等体积的盐酸、醋酸溶液的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠溶液、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:强酸与强碱反应的突跃点变化范围大于强酸与弱碱反应
能力提升
1.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(、、)溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是
A.当时,三种溶液中相等
B.在的溶液中:
C.滴加20.00mL盐酸后,溶液中:
D.浓度均为的三种钠盐溶液中:
【答案】A
【分析】由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。
【详解】A.没有加入盐酸时, NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,当加入盐酸,溶液pH为7时,酸性越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,三种溶液中c(Na+):NaX>NaY>NaZ,故A项错误;
B.NaZ为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,c(OH−)>c(H+),根据电荷守恒:c(Na+)+ c(H+)=c(X-)+c(OH-),则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(Z−)>c(OH−)>c(H+),故B项正确;
C.滴加20.00mL盐酸后,NaX溶液中,c(Na+)=c(Cl−),根据电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)= c(X−) + c(Cl−)+ c(OH−),由c(Na+)= c(Cl−)可得:c(X−)= c(H+)—c(OH−),故C项正确;
D.由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,越弱越水解,水解程度:Z−>Y−> X−,则等浓度的三种盐溶液中:c(X−)>c(Y−)>c(Z−),故D项正确;
故本题选A。
2.常温下,用相同物质的量浓度的溶液分别滴定起始物质的量浓度均为的三种酸溶液,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.常温下,三种酸的电离常数:
B.滴定至T点时,溶液中:
C.当时,三种酸溶液中HX溶液中和百分数最大
D.当中和百分数达到时,将三种溶液混合后:
【答案】D
【分析】根据图象,常温下,中和百分数为0,也就是没有滴入NaOH溶液时0.1mol/L的HX、HY、HZ的pH由大到小的顺序为:HX>HY>HZ,同温同浓度的HX、HY、HZ电离出H+的能力:HZ>HY>HX,故三种酸的电离平衡常数:。
【详解】A.根据分析,三种酸的电离平衡常数:,故A错误;
B.T点,中和百分数为50%,所得溶液为等物质的量浓度的NaY和HY的混合液,溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HY的电离程度大于的水解程度,根据物料守恒有: ,根据电荷守恒有:,所以溶液中存在:,故B错误;
C.在滴加NaOH过程中,每种溶液中均存在电荷守恒,、、,当时,,此时 、、,那么将浓度相等的三种酸溶液中和至,由于,因此所需要的NaOH的量一定不同,中和百分数也不相等,根据电离常数可知,水解对应产生的酸的酸性越弱,水解程度越大,可知,说明碱性关系为:,由此可知,HX中加入的碱最少才可达到,因此三种酸溶液中HX溶液中和百分数最小,故C错误;
D.当中和百分数达100%时,根据酸碱中和可知此时溶质分别为:NaX、NaY、NaZ,分别有物料守恒为:、、,那么将三种溶液混合后所得溶液中含有的是NaX、NaY、NaZ,此时钠离子浓度为整个溶液中的浓度,因此物料守恒为,电荷守恒不难得出为,两式整理得,故D正确;
故答案选D。
3.下列实验操作或装置能达到实验目的或图示结论正确的是
A.用装置甲探究、Cu2+对分解速率的影响
B.用装置乙采集到的压强数据判断铁钉发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀
C.图丙是常温下用0.1000mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000mol/L 滴定曲线,Q点表示酸碱中和滴终点
D.图丁是中的平衡浓度随温度变化的曲线,说明平衡常数
【答案】B
【详解】A.两个试管中H2O2的浓度不同,无法探究Fe3+、Cu2+对H2O2分解速率的影响,故A错误;
B.析氢腐蚀产生氢气,集气瓶内压强增大,吸氧腐蚀消耗氧气,集气瓶内压强减小,可用采集到的压强数据判断铁钉发生吸氧腐蚀还是析氢腐蚀,故B正确;
C.滴定终点是酸与碱恰好完全反应,同浓度的NaOH滴定20.00mL0.1000mol/L的醋酸,需要消耗氢氧化钠的体积为20.00mL,Q点不是滴定终点,故C错误;
D.根据图像可知,随着温度升高,c()降低,说明升高温度,平衡向逆反应方向进行,正反应为放热反应,即升高温度,平衡常数减小,推出K(T1)>K(T2),故D错误;
故选:B。
4.现有由与(或由与)组成的混合溶液1(或2),分别用溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.
B.
C.
D.在点后继续滴加溶液,溶液中增大
【答案】C
【详解】A.曲线1和2中,在时相同,则都是在滴定,而之前时,曲线1是滴定,曲线2是滴定,由图可知约为,故,错误;
B.由点可知,错误;
C.时,溶液1中的或溶液2中的刚好被沉淀完全,则,解出;时,刚好被沉淀完全,则,解出,正确;
D.点时和共存,溶液中,所以点后继续滴加溶液,不变,错误;
故选:C。
5.赣南脐橙富含柠檬酸(用表示)。常温下,用溶液滴定溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
(已知常温下柠檬酸的电离常数为:,,)
A.a点溶液中:
B.反应的平衡常数
C.b点溶液中,
D.常温下,溶液加水稀释过程中,增大
【答案】A
【详解】A.a点溶液为加入20mL氢氧化钠溶液得到的,溶质为,此时溶液呈酸性,电荷守恒为,物料守恒为,则存在,A正确;
B.反应的平衡常数,B错误;
C.b点溶液为溶液,溶液呈酸性,的电离程度大于的水解程度,故离子浓度大小为,,,C错误;
D.常温下,溶液呈酸性,加水稀释过程中,溶液中氢离子浓度减小,氢氧根离子浓度增大。常温下加水稀释过程中,的水解常数保持不变,加水稀释过程中,氢氧根离子浓度增大,则减小,D错误;
故选A。
真题测评
1.下列图示与对应的叙述不相符合的是
A.表示燃料燃烧反应的能量变化
B.表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化
C.表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程
D.表示强碱滴定强酸的滴定曲线
【答案】A
【详解】A.燃料燃烧应放出热量,反应物总能量大于生成物总能量,而题目所给图为吸热反应,故A错误;
B.酶为蛋白质,温度过高,蛋白质变性,则酶催化能力降低,甚至失去催化活性,故B正确;
C.弱电解质存在电离平衡,平衡时正逆反应速率相等,图象符合电离特点,故C正确;
D.强碱滴定强酸,溶液pH增大,存在pH的突变,图象符合,故D正确;
故选A。
2.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为三种一元弱酸的钠盐溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是
A.该溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
【答案】C
【分析】由图可知,没有加入盐酸时,NaX、NaY、NaZ溶液的pH依次增大,则HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱。
【详解】A.NaX为强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,则溶液中离子浓度的大小顺序为c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B.弱酸的酸性越弱,电离常数越小,由分析可知,HX、HY、HZ三种一元弱酸的酸性依次减弱,则三种一元弱酸的电离常数的大小顺序为Ka(HX)>Ka (HY)>Ka(HZ),故B正确;
C.当溶液pH为7时,酸越弱,向盐溶液中加入盐酸的体积越大,酸根离子的浓度越小,则三种盐溶液中酸根的浓度大小顺序为c(X-)>c(Y-)>c(Z-),故C错误;
D.向三种盐溶液中分别滴加20.00mL盐酸,三种盐都完全反应,溶液中钠离子浓度等于氯离子浓度,将三种溶液混合后溶液中存在电荷守恒关系c(Na+)+ c(H+)= c(X-)+c(Y-)+c(Z-)+ c(Cl-)+ c(OH-),由c(Na+)= c(Cl-)可得:c(X-)+c(Y-)+c(Z-)= c(H+)—c(OH-),故D正确;
故选C。
3.室温下,用0.l00mol/L NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol/L的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.II表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH)=" 20.00" mL时,两份溶液中c(Cl-)= C(CH3COO-)
D.V(NaOH) ="10.00" mL时,醋酸溶液中c(Na+)> C(CH3COO-)> c(H+)> c(OH-)
【答案】B
【详解】A、滴定开始时0.1000mol/L盐酸pH=1,0.1000mol/L醋酸pH>1,所以滴定盐酸的曲线是图Ⅱ,滴定醋酸的曲线是图Ⅰ,错误;
B、醋酸钠水解呈碱性,pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20mL,正确;
C、V(NaOH)="20.00" mL 时,二者反应生成氯化钠和醋酸钠,醋酸根发生水解,两份溶液中c(Cl﹣)>c(CH3COO﹣),错误;
D、V(NaOH)=10.00mL时,溶液中恰好为同浓度的醋酸和醋酸钠,醋酸电离大于醋酸根的水解程度,溶液中离子浓度关系为c(CH3COO﹣)>c(Na+)>c(H+)>c(OH﹣),错误。
4.用盐酸滴定溶液,溶液中、、的分布分数随pH变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是【如分布分数:】
A.的为 B.c点:
C.第一次突变,可选酚酞作指示剂 D.
【答案】C
【分析】用盐酸滴定溶液,pH较大时的分布分数最大,随着pH的减小,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,恰好生成之后,的分布分数逐渐减小,的分布分数逐渐增大,表示、、的分布分数的曲线如图所示,,据此分析选择。
【详解】A.的,根据上图交点1计算可知=10-6.38,A错误;
B.根据图象可知c点中,B错误;
C.根据图象可知第一次滴定突跃溶液呈碱性,所以可以选择酚酞做指示剂,C正确;
D.根据图象e点可知,当加入盐酸40mL时,全部生成,根据计算可知,D错误;
答案为:C。
5.常温下,用 0.1000 mol·LNaOH溶液滴定 20.00mL0.1000 mol·L溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是
A.点①所示溶液中:
B.点②所示溶液中:
C.点③所示溶液中:
D.滴定过程中可能出现:
【答案】D
【详解】A、点①反应后溶液是CH3COONa与CH3COOH物质的量之比为1:1的混合物,CH3COOH电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(Na+)>c(CH3COOH),由电荷守恒可知: c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),所以c(CH3COO-)+c(OH-)>c(CH3COOH)+c(H+),故A错;
B、点②pH=7,即c(H+)=c(OH-),由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(Na+)=c(CH3COO-),故B错;
C、点③说明两溶液恰好完全反应生成CH3COONa,由于CH3COO-水解,且程度较小,所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故C错;
D、当CH3COOH较多,滴入的碱较少时,则生成CH3COONa少量,可能出现c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),故D正确,答案选D。
【点睛】该题涉及盐类的水解和溶液离子浓度的大小比较,综合性强,注重答题的灵活性。对学生的思维能力提出了较高的要求,注意利用电荷守恒的角度解答。
拓展精练
1.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】醋酸和一水合氨是弱电解质,在溶液里部分电离,氯化氢是强电解质,完全电离,向混合溶液中滴加氨水,氨水先和氯化氢反应生成强电解质氯化铵,氯化氢完全反应后,氨水再和醋酸反应生成强电解质醋酸铵,根据溶液中离子浓度变化与电导率的关系分析解答。
【详解】氯化氢是强电解质,醋酸是弱电解质,滴加的弱电解质先和氯化氢反应生成强电解质氯化铵,但溶液体积不断增大,溶液被稀释,所以电导率下降;当氯化氢完全被中和后,一水合氨继续电离与弱电解质醋酸反应生成强电解质醋酸铵,所以电导率增大;醋酸也完全反应后,继续滴加氨水,因为溶液被稀释,电导率有下降趋势,所以D选项是正确的。
综上所述:答案选D。
2.根据下列图示所得出的结论不正确的是
A.图甲是CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
B.图乙是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C.图丙是室温下用0.1000 mol·L−1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L−1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
D.图丁是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42−)的关系曲线,说明溶液中c(SO42− )越大c(Ba2+ )越小
【答案】C
【分析】A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0;
B. 根据图象,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小;
C. 根据图象,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸;
D. 根据图象可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小。
【详解】A. 升高温度,lgK减小,平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应,该反应的ΔH0,A项正确;
B. 根据图象,随着时间的推移,c(H2O2)变化趋于平缓,随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小,B项正确;
C. 根据图象,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH1,HX为一元弱酸,C项错误;
D. 根据图象可见横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小,D项正确;
答案选C。
【点睛】本题考查图象的分析,侧重考查温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率、酸碱中和滴定pH曲线的分析、沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握有关的原理,明确图象中纵、横坐标的含义和曲线的变化趋势是解题的关键。
3.下列图示与对应的叙述相符的是
A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图6表示0.1000mol•L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol•L-1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线
C.图7表示KNO3的溶解度曲线,图中a点所示的溶液是80℃时KNO3的不饱和溶液
D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线,由图知t时反应物转化率最大
【答案】C
【详解】A.反应是吸热反应,生成物能量高于反应物能量,错误;
B .0.1000 mol·L-1CH3COOH溶液PH.>1,因CH3COOH是弱酸,图象标的是PH=1,错误;
C .a点在曲线下方,是不饱和溶液,正确;
D.达到平衡时反应物的转化率最大,t时刻没有达到平衡,所以反应物转化率并不最大,错误。
4.用0.100 mol·L-1 AgNO3滴定50.0 mL 0.0500 mol·L-1 Cl-溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是
A.根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag+)·c(Cl-)=Ksp(AgCl)
C.相同实验条件下,若改为0.0400 mol·L-1 Cl-,反应终点c移到a
D.相同实验条件下,若改为0.0500 mol·L-1 Br-,反应终点c向b方向移动
【答案】C
【分析】本题应该从题目所给的图入手,寻找特定数据判断题目中的沉淀滴定的具体过程。注意:横坐标是加入的硝酸银溶液的体积,纵坐标是氯离子浓度的负对数。
【详解】A.选取横坐标为50mL的点,此时向50mL 0.05mol/L的Cl-溶液中,加入了50mL 0.1mol/L的AgNO3溶液,所以计算出此时溶液中过量的Ag+浓度为0.025mol/L(按照银离子和氯离子1:1沉淀,同时不要忘记溶液体积变为原来2倍),由图示得到此时Cl-约为1×10-8mol/L(实际稍小),所以KSP(AgCl)约为0.025×10-8=2.5×10-10,所以其数量级为10-10,选项A正确;
B.由于KSP(AgCl)极小,所以向溶液滴加硝酸银就会有沉淀析出,溶液一直是氯化银的饱和溶液,所以c(Ag+)·c(Cl-)=KSP(AgCl),选项B正确;
C.滴定的过程是用硝酸银滴定氯离子,所以滴定的终点应该由原溶液中氯离子的物质的量决定,将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.04mol/L的Cl-溶液,此时溶液中的氯离子的物质的量是原来的0.8倍,所以滴定终点需要加入的硝酸银的量也是原来的0.8倍,因此应该由c点的25mL变为25×0.8=20mL,而a点对应的是15mL,选项C错误;
D.卤化银从氟化银到碘化银的溶解度应该逐渐减小,所以KSP(AgCl)应该大于KSP(AgBr),将50mL 0.05mol/L的Cl-溶液改为50mL 0.05mol/L的Br-溶液,这是将溶液中的氯离子换为等物质的量的溴离子,因为银离子和氯离子或溴离子都是1:1沉淀的,所以滴定终点的横坐标不变,但是因为溴化银更难溶,所以终点时,溴离子的浓度应该比终点时氯离子的浓度更小,所以有可能由a点变为b点。选项D正确;
故答案选C。
【点睛】本题虽然选择了一个学生不太熟悉的滴定过程——沉淀滴定,但是其内在原理实际和酸碱中和滴定是一样的。这种滴定的理论终点都应该是恰好反应的点,酸碱中和滴定是酸碱恰好中和,沉淀滴定就是恰好沉淀,这样就能判断溶液发生改变的时候,滴定终点如何变化了。
5.常温下,用溶液滴定溶液的滴定曲线如下图所示。下列说法不正确的是
A.①点溶液中,
B.②点溶液中的溶质为、
C.③点溶液中,
D.①、②、③三点中,水的电离程度最大的点为③点
【答案】C
【分析】当滴入0.1mol•L-1NaOH溶液为10mL时,溶液中溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液显酸性;当恰好中和时消耗0.1mol/LNaOH溶液20mL,溶液显碱性,点②呈中性,则有V<20,但此时c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒和元素守恒分析。
【详解】A.点①溶液中,NaOH溶液为10mL时,溶液中溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+(OH-),故A正确;
B.CH3COONa溶液显碱性,点②溶液中,溶液显中性c(H+)=(OH-),可知②点溶液中的溶质为CH3COOH、CH3COONa,故B正确;
C.点③溶液中,CH3COOH与NaOH恰好反应生成CH3COONa,溶液显碱性,体积变为原来的两倍,浓度变为原来的一半,则c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05mol/L,故C错误;
D.酸碱的电离抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,①的溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,②的溶质为CH3COOH、CH3COONa,③的溶质为CH3COONa,可得①、②、③三点中,水的电离程度最大的点为③点,故D正确;
故选C。
6.电极电位滴定法是测定物质浓度的另一种方法,滴定过程中指示电极电位发生变化,滴定终点时,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃。常温下,用盐酸滴定某溶液中亚磷酸钠的含量,下图是滴定过程中的电位曲线与pH曲线:
已知:亚磷酸(H3PO3)的分级电离常数全部数据为Ka1=10-1.4,Ka2=10-6.7。下列说法错误的
A.Na2HPO3属正盐,溶液显碱性;NaH2PO3属酸式盐,溶液显酸性
B.a点溶液主要含NaH2PO3、NaCl,存在关系:c(H+)+c(H3PO3)=c(OH-)+c()
C.b点对应的溶液中存在:c(H+)=c()+2c()
D.b点生成的亚磷酸属弱酸,溶液的电极电位突变是因为此时离子浓度突然增大
【答案】C
【详解】A.亚磷酸(H3PO3)的分级电离常数全部数据为Ka1=10−1.4,Ka2=10−6.7,说明亚磷酸(H3PO3)是二元弱酸,则Na2HPO3属正盐,水解而使溶液显碱性;NaH2PO3属酸式盐,由于,电离程度大于水解程度,则溶液显酸性,故A正确;
B.根据题意,向亚磷酸钠滴定盐酸,a点是第一次滴定终点,则溶液主要含NaH2PO3、NaCl,根据质子守恒得到存在关系:c(H+)+c(H3PO3)=c(OH-)+c(),故B正确;
C.根据题意,向亚磷酸钠滴定盐酸,b点是第二次滴定终点,则溶液主要含H3PO3、NaCl,b点对应的溶液中存在:c(H+)=c()+2c()+c(OH-),故C错误;
D.根据滴定终点时,被测离子浓度发生突跃,指示电极电位也发生了突跃,b点生成的亚磷酸属弱酸,溶液的电极电位突变是因为此时离子浓度突然增大,故D正确。
综上所述,答案为C。
7.常温下,以酚酞作指示剂,用的溶液滴定的二元酸溶液(变化关系如图所示)。下列说法正确的是
注:为含A微粒的分布系数即物质的量分数
A.室温下,的电离常数值为
B.时,
C.时,
D.时,
【答案】D
【分析】由图可知,的二元酸溶液pH=1,起始时A2-、HA-分布系数的和为0.1+0.9=1,即H2A第一步完全电离,第二步部分电离。
【详解】A.室温下,H2A第一步完全电离,第二步部分电离,A2-、HA-分布系数分别为0.1、0.9,则c(A2-)=(0.1×0.1)mol/L,c(HA-)=(0.1×0.9)mol/L,pH=1,c(H+)=0.1mol/L,所以HA-的电离常数为,故A错误;
B.时,溶质为NaHA,电荷守恒:,故B错误;
C.时,溶质为NaHA和Na2A,电荷守恒:,物料守恒,联立两式可得,故C错误;
D.时,溶质为Na2A,溶液呈碱性,,电荷守恒:,所以,又,即,故D正确;
故答案为:D。
8.以氧化剂或还原剂为滴定剂,可以滴定一些具有还原性或氧化性的物质。某二氧化锰矿粉中MnO2含量测定实验流程如下图,下列说法错误的是
A.还原步骤发生的反应为:Na2C2O4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O
B.Na2C2O4将还原为Mn2+
C.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡,则测得MnO2含量偏小
D.矿粉中MnO2含量为
【答案】C
【分析】由题给流程可知,还原步骤发生的反应为酸性条件下二氧化锰与草酸钠溶液反应生成硫酸锰、硫酸钠、二氧化碳和水,滴定步骤发生的反应为过量的草酸钠溶液与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钠、硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水。
【详解】A.由分析可知,还原步骤发生的反应为酸性条件下二氧化锰与草酸钠溶液反应生成硫酸锰、硫酸钠、二氧化碳和水,反应的化学方程式为Na2C2O4+MnO2+2H2SO4=MnSO4+Na2SO4+2CO2↑+2H2O,故A正确;
B.由分析可知,滴定步骤发生的反应为过量的草酸钠溶液与酸性高锰酸钾溶液反应生成硫酸钠、硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,反应中草酸钠将高锰酸根离子还原为锰离子,故B正确;
C.若滴定终点时滴定管尖嘴处出现气泡会使消耗高锰酸钾溶液的体积偏小,导致测得二氧化锰含量偏大,故C错误;
D.由得失电子数目守恒可得如下关系:5Na2C2O4—2KMnO4,滴定消耗20.00mL0.1000mol/L高锰酸钾溶液,则与二氧化锰反应的草酸钠的物质的量为0.2000mol/L×0.03L—0.1000mol/L×0.02L×=0.001mol,由得失电子数目守恒可得如下关系:Na2C2O4—MnO2,则矿粉中二氧化锰的含量为×100%=,故D正确;
故选C。
9.25℃时,用0.1 mol∙L−1的KOH溶液滴定10mL等浓度的一元弱酸HX溶液过程中,溶液中的lg随滴入KOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是
A.一元弱酸HX的电离常数约为10−5
B.a点溶液中存在:c(K+)=c(X-)
C.若b点横坐标为15mL,此溶液中存在:2c(K+)=3c(X-)+3c(HX)
D.从a点到c点过程中水的电离程度先减小后增大
【答案】D
【详解】A.未加KOH时,lg=-8,=10-8,25℃时,Kw==10-14,联立方程,解得=10-3mol/L,则一元弱酸HX的电离常数Ka=≈=10−5,A正确;
B.a点lg=0,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒存在:c(K+)=c(X-),B正确;
C.若b点为15mL,溶液中溶质为KX和KOH,且两者浓度比为2:1,因此根据物料守恒得到溶液中存在:2c(K+)=3c(X-)+3c(HX),C正确;
D.a点时呈中性,溶质是KX和HX的混合溶液,逐渐滴加KOH至全部生成KX,水的电离程度增大,继续滴加KOH,则水的电离程度减小,因此从a点到c点过程中水的电离程度先增大后减小,D错误;
故选D。
10.常温下,溶液体系中各含碳微粒的物质的量分数与的关系如图1所示。在的体系中,研究金属离子在不同时的可能产物,与的关系如图2所示,曲线为和的图像。下列说法正确的是
A.用盐酸滴定溶液至中性时,
B.常温下的数量级为
C.P点的体系中,会有沉淀和气体生成
D.Q点的体系中,
【答案】AD
【分析】根据,,随溶液PH减小,溶液中c(H+)逐渐增大,碳酸根逐步结合H+,所以图1中三条曲线从左到右依次为、、。
【详解】A.由图可以计算,,用盐酸滴定溶液至中性时,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,,A正确;
B.根据R点数据,当PH=10.37时,的,数量级为10-12,B错误;
C.P点位于曲线I的上方,不会生成沉淀,C错误;
D.Q点位于曲线I上方,不会生成沉淀,根据物料守恒,,D正确;
答案选AD。
11.计量仪器是化学实验的一类重要仪器。下图是量筒、水银温度计、滴定管的一部分,下列读数(虚线刻度)及说法正确的是
A.是量筒,读数为25.0mL B.是量筒,读数为2.5mL
C.是滴定管,读数为2.5mL D.是温度计,读数为2.50℃
【答案】B
【详解】A.量筒没有0刻度,故a不是量筒,故A错误;
B.量筒没有0刻度,是量筒,读数到0.1mL,读数为2.5mL,故B正确;
C.c是滴定管,读数到0.01mL,故读数为2.50mL,故C错误;
D.温度计大刻度应该在上,读数到0.1℃,故D错误。
答案选B。
12.25℃下,AgCl、AgBr和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如下图所示。某实验小组以K2CrO4为指示剂,用AgNO3标准溶液分别滴定含Cl-水样、含Br-水样。
已知:①Ag2CrO4为砖红色沉淀;
②相同条件下AgCl溶解度大于AgBr;
③25℃时,,。
下列说法错误的是
A.曲线②为沉淀溶解平衡曲线
B.反应的平衡常数
C.滴定Cl-时,理论上混合液中指示剂浓度不宜超过
D.滴定Br-达终点时,溶液中
【答案】D
【分析】由于AgCl和AgBr中阴、阳离子个数比均为1:1,即两者图象平行,所以①代表,由于相同条件下,AgCl溶解度大于AgBr,即,所以②代表AgCl,则③代表AgBr,根据①上的点(2.0,7.7),可求得,根据②上的点(2.0,7.7),可求得,根据③上的点(6.1,6.1),可求得。
【详解】A.由分析得,曲线②为AgCl沉淀溶解平衡曲线,A正确;
B.反应的平衡常数,B正确;
C.当Cl-恰好滴定完全时,,即,因此,指示剂的浓度不宜超过10-2mol/L,C正确;
D.当Br-到达滴定终点时,,即,,D错误;
故选D。
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