内容正文:
第二节 水的电离和溶液的pH
题型01 水的电离与水的离子积常数
题型02 影响水电离的因素
题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
题型04 溶液中水的电离程度及其计算
题型05 测定溶液pH的方法
题型06 溶液pH的计算
题型07 酸碱中和滴定相关仪器
题型08 酸碱中和滴定实验操作
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
题型10 酸碱指示剂的选择
题型11 酸碱中和滴定原理的应用
题型01 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
电离方程式为:_______________,简写为_______________。
2.溶液中的微粒:
盐酸中有:_______、_______、_______、_______
氨水中有:_______、_______、_______、_______、_______
3.水的离子积常数
当水的电离达到平衡时,电离产物 OH-与H+ 浓度之积是一个常数,计作 _______,KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积。
KW 只与温度有关,温度越高,水的离子积常数越大;
水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
常温时,KW = =_______ 100℃时,KW = =_______
【典例1】(24-25高二上·广东广州·期中)下列化学用语表达正确的是
A.水的电离方程式:
B.碳燃烧的热化学方程式:
C.碳酸的电离方程式:
D.反应的平衡常数表达式:
【变式1-1】(24-25高二上·广东湛江·阶段性考试)下列关于水的离子积常数的叙述错误的是
A.水的离子积常数的表达式是Kw=c(OH-)c(H+)
B.水的离子积常数Kw随着溶液中H+浓度或OH-浓度的变化而变化
C.水的离子积常数仅是温度的函数
D.水的离子积常数Kw 随温度的升高而增大
【变式1-2】(24-25高二上·广东江门·阶段练习)25℃时水的电离达到平衡:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是
A.将水加热,Kw增大,pH不变
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,c(H+)/c(OH-)增大
C.某溶液中由水电离出的c(H+)=10-12mol/L,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量KOH溶液,平衡正向移动,c(H+)降低
【变式1-3】下列离子方程式和电离方程式不正确的是
A.H2O的电离:H2O + H2OH3O+ + OH-
B.HCl在水中的电离:HClH+ + Cl-
C.NH4Cl溶液呈酸性:NH+ H2ONH3·H2O + H+
D.CH3COOH溶液滴入NaOH溶液中:CH3COOH + OH-= CH3COO-+ H2O
题型02 影响水电离的因素
水的电离方程式: H2OH++OH- ,水的电离是_______过程。
1.升高温度,水的电离平衡_______移动,Kw _______;
2.向水溶液中加入酸或碱,水的电离平衡_______移动,Kw _______;
【典例2】(24-25高二上·广东广州·期末)常温下,向水中加入少量下列物质,能使水的电离程度增大的是
A. B. C. D.
【变式2-1】(24-25高二上·广东广州·期中)常温下,向水中加入少量下列物质,能使水的电离程度增大,且溶液中的是
A.HF B.NH4Cl C.CH3COONa D.NaHSO4
【变式2-2】某温度下,向的蒸馏水中加入晶体,保持温度不变,测得溶液中。下列对该溶液的叙述不正确的是
A.该温度高于
B.由水电离出来的的浓度为
C.加入晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的增大
【变式2-3】(24-25高二上·广东中山·期末)不同温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.T>25℃
B.A点和B点溶液均呈中性
C.25℃时,加入NaHSO4固体,Kw增大
D.25℃时,通入HCl气体,可使溶液由A点变到D点
题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
1.溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)的相对大小决定
c(H+) = c(OH-)时,溶液呈_______;
c(H+) > c(OH-)时,溶液呈_______;
c(H+) < c(OH-)时,溶液呈_______;
2.溶液的pH pH=_______
常温时,KW = =_______ ,
pH
溶液的酸碱性
pH<7
溶液呈酸性,pH越小,酸性越强
pH=7
溶液呈中性
pH>7
溶液呈碱性,pH越大,碱性越强
注意:溶液的pH一定要注意温度。
【典例3】(24-25高二上·广东揭阳·期中)下列溶液一定呈酸性的是
A.滴加酚酞显无色溶液 B.水电离出的是的溶液
C.的溶液 D.的溶液
【变式3-1】(24-25高二上·广东广州·期中)已知25℃时,水存在电离平衡: ΔH>0。下列叙述中正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小
B.将水加热,pH减小,溶液显酸性
C.向水中加入少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.向水中加入少量的NaHSO4固体,水电离的c(H+)减小,Kw不变
【变式3-2】下列溶液一定呈中性的是
A.由非电解质溶于水得到的溶液
B.c(OH-)、c(H+)均为5.0×10-7mol·L-1的溶液
C.等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液
D.将c(OH-)=10-5mol·L-1的烧碱溶液稀释到原来的100倍所得到的溶液
【变式3-3】下列说法不正确的是
A.Kw的大小与溶液的酸碱性无关
B.一定显中性
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L的溶液一定显中性
D.pH>7的溶液不一定呈碱性
题型04 溶液中水的电离程度及其计算
知识积累
酸、碱抑制水的电离,使水的电离程度增大;
体系
纯水
向纯水中加入少量稀盐酸
向纯水中加入少量氢氧化钠溶液
c(H+)
_______
_______
_______
c(OH-)
_______
_______
_______
c(H+)与c(OH-)的大小
c(H+)_______c(OH-)
c(H+)_______c(OH-)
c(H+)_______c(OH-)
【典例4】(24-25高二上·广东广州·期中)时,下列说法不正确的是
A.的醋酸的电离常数相同
B.某物质溶于水后测定其溶液的,一定是中性
C.由水电离出的的浓度为的溶液,溶液呈碱性
D.同pH的盐酸、醋酸溶液,对水的抑制程度相等
【变式4-1】(24-25高二下·广东深圳·期末)25℃时,用0.100mol/L的NaOH溶液滴定的溶液,测得滴定过程中溶液的pH变化如图所示。下列说法正确的是
A.该滴定可以用甲基橙作为指示剂
B.若③点溶液中存在,此时
C.①点溶液中:
D.在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:③<②<①
【变式4-2】(25-26高二上·广东广州·阶段练习)溴甲基蓝(HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列正确的是
A.pH=3的HBb溶液,水电离出为 mol/L
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.常温下,将pH=3的HBb与pH=11的溶液等体积混合,溶液呈碱性
【变式4-3】酸碱中和反应会引起溶液中一些离子的浓度变化。
(1)在常温下,实验测得溶液的,则溶液中由水电离出来的 。
(2)在常温下,溶液和溶液充分反应后所得溶液的 时,溶液中。
题型05 测定溶液pH的方法
测定pH的方法:
(1)广泛pH试纸:测定的数值为整数;
具体操作:将pH试纸放在表面皿上,用_______蘸取待测液滴到pH试纸上,一段时间后,与标准比色卡比较,读出pH数值;
(2)pH计:将pH计插入待测液中,测出溶液的pH数值,能精确到小数点后 两 位。
【典例5】(24-25高二上·广东东莞·期中)下列叙述或数据正确的是
A.用滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为
B.用量筒量取盐酸
C.用托盘天平称固体
D.用广泛试纸测得某溶液的为2.3
【变式5-1】(24-25高二上·广东东莞·期中)下列实验操作规范且能达到目的的是
目的
操作
A
取20.00 mL盐酸
在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
C
测定醋酸钠溶液pH
用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上
D
配制氯化铁溶液
将氯化铁固体溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
A.A B.B C.C D.D
【变式5-2】(24-25高二上·广东东莞·阶段性考试)下列实验装置或操作能达到实验目的的是
选项
A
B
目的
准确量取25.00mLNaOH溶液
测定中和热
装置或操作
选项
C
D
目的
测定盐酸的pH
比较CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1大小
装置或操作
A.A B.B C.C D.D
【变式5-3】(24-25高二上·广东广州·期末)下列实验的有关说法正确的是
A.用pH试纸测得氯水的
B.用碱式滴定管量取溶液
C.测定中和反应的反应热时,若用铜丝代替玻璃搅拌器,测得偏小
D.中和滴定时,盛装待测液的锥形瓶如果用待测液润洗,不影响测定结果
题型06 溶液pH的计算
pH的计算:pH= -lg_______
1、单一溶液稀释后的pH计算
pH = a 的强酸溶液,稀释10m 倍,pH =_______(室温下,a+ m<7)
pH = a 的弱酸溶液,稀释10m 倍,a<pH<a + m(室温下,a+ m<7)
pH = b 的强碱溶液,稀释10n 倍,pH =_______(室温下,b - n>7)
pH = b 的弱酸溶液,稀释10n 倍,b - n<pH<b(室温下,b - n>7)
2、浓度相等的一元酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
将物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸稀释相同倍数,_______的pH小,_______的pH大;
将强酸和弱酸稀释至pH相同,则弱酸中加水比强酸中加水_______。
【典例6】常温下,按要求完成关于溶液稀释的问题。
(1)将的溶液加水稀释为 。
(2)的溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的 。
(3)体积相同、均为3的盐酸和醋酸溶液,加入水稀释至和,测得稀释后溶液的均为5,则a (填“>”“<”或“=”)b。
(4)的硫酸稀释10000倍后, 。
【变式6-1】(25-26高二上·广东珠海·期中)现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL,能使溶液的pH变成2的是(忽略溶液混合后体积的变化)
A.加10mL水 B.升温
C.加入的溶液 D.加入的溶液
【变式6-2】(24-25高二上·广东汕尾·阶段练习)常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
【变式6-3】常温下,下列说法正确的是
A.、、、在的溶液中能够大量共存
B.将的醋酸溶液加水稀释到原体积的100倍后,溶液的
C.0.1mol·L-1的盐酸中由水电离的与之比为
D.可用干燥的pH试纸测定的次氯酸溶液的pH
题型07 酸碱中和滴定相关仪器
酸碱中和滴定相关仪器:
1、酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、洗瓶等;
a. _______ b. _______
2、使用滴定管的注意事项
(1)酸式滴定管下端的玻璃活塞能耐酸和强氧化剂的腐蚀,故其可用于盛装酸性或强氧化性溶液,不能盛装_______;
(2)碱式滴定管一般盛装_______;
(3)滴定管的“0”刻度在上,滴定管下端没有刻度,所以滴定管的实际容积大于它的标定溶剂。滴定管度数时要估读到_______ml。
(4)滴定管所盛装的标准液或待测液润洗_______次,否则滴定管内壁附着的蒸馏水会稀释反应液,影响测定结果。
【典例7】(24-25高二下·广东深圳·期中)下列实验装置和操作均正确的是
A.制取并收集氨气
B.用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸
C.用乙醇提取溴水中的溴
D.牺性阳极法保护铁
A.A B.B C.C D.D
【变式7-1】下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是
A.滴定管 B.分液漏斗 C.普通漏斗 D.容量瓶
【变式7-2】室温时,取未知浓度的盐酸10.00mL,用溶液滴定,滴定实验如图。下列说法不正确的是
A.图中操作有错误
B.滴定管装液前需要润洗
C.可用酚酞做指示剂
D.滴定时若锥形瓶中有液体溅出,测定结果偏高
【变式7-3】对于上述实验,下列做法正确的是
A.配制溶液时,烧杯和玻璃棒洗涤1次即可
B.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管保证其竖直
C.过滤时选择抽滤的方式可加快过滤、使固液分离更彻底
D.滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变红,即可判定达到滴定终点
题型08 酸碱中和滴定实验操作
酸碱中和滴定
1、原理(以一元酸与一元碱滴定为例)
依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法
c待测=
2、滴定前的准备工作
①检查:先检查酸、碱滴定管是否_______。
②润洗:先用水将滴定管洗涤干净,再分别用待装液润洗_______次。
③装液:将酸、碱分别装入滴定管,使液面位于0刻度以上2~3 mL处。
④调液:调节活塞或玻璃球,赶气泡,使液面处于0刻度或0刻度以下。
⑤记数据:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,然后调节滴定管液面使其处于某一刻度,准确读取数值并记录。
3、滴定
4、滴定终点的判断:
当滴入最后半滴标准液时,刚好使锥形瓶中的溶液颜色恰好_______,且半分钟内_______,即到滴定终点,重复上述滴定操作2~3次。
【典例8】(24-25高二上·广东·阶段练习)下列操作或装置能达到实验目的的是
A.准确测定中和热
B.定量测定化学反应速率
C.碱式滴定管排气泡
D.制备固体
A.A B.B C.C D.D
【变式8-1】(24-25高二上·广东·期中)下列实验中,能达到实验目的的是
A.正确读取酸式滴定管的读数为
B.制备胶体
C.测量中和反应热
D.蒸干溶液获得晶体
A.A B.B C.C D.D
【变式8-2】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)利用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A.测量盐酸和溶液反应的
B.制取无水
C.测氯水的
D.终点读数:
A.A B.B C.C D.D
【变式8-3】((24-25高二上·广东广州·期中)化学是一门以实验为基础的学科,下列定量实验的操作或方法正确的
选项
定量实验
实验操作或方法
A
滴定分析法
锥形瓶水洗后用待测液润洗
B
配制溶液
定容时加水超过刻度线,可用胶头滴管吸出超出的部分
C
反应热的测定
中和反应反应热的测定过程中,将量筒中NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒与盐酸反应
D
反应速率的测定
测定Zn与稀硫酸反应生成H2的反应速率实验中,可将稀硫酸换成稀硝酸进行
A.A B.B C.C D.D
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
c待测= ,标准液的浓度与体积已知,待测液浓度取决于_______的体积,
V标准偏大,c待测_______;V标准偏小,c待测_______。
①锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗2-3次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液( _______ )
②锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液( _______ )
③滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的溶液溅出一部分( _______ )
④未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管( _______ )
⑤滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失( _______ )
⑥滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外( _______ )
⑦滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度(_______ )
⑧碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗( _______)
⑨取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液( _______ )
【典例9】(24-25高二上·广东广州·期末)某同学用0.1000盐酸标准溶液测定某烧碱溶液的浓度。下列相关说法正确的是
实验编号
烧碱待测液体V/mL
盐酸标准液体积(消耗)V/mL
1
25.00
18.05
2
25.00
18.00
3
25.00
17.95
4
25.00
18.95
A.记录滴定管某时刻液面位置如图所示,则此时的读数为18.20mL
B.选用酚酞作指示剂,滴定终点的现象为溶液由无色变红色
C.根据表中的数据,计算出该烧碱溶液的浓度为0.0729
D.未用盐酸标准溶液润洗滴定管会导致测定结果偏高
【变式9-1】(24-25高二上·广东·期中)用的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸(含2滴酚酞),其滴定实验所得数据如表所示:
滴定序号
待测盐酸的体积/mL
NaOH溶液的体积
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
1.20
20.19
下列说法正确的是
A.滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达到滴定终点
B.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
C.碱式滴定管装碱液前未用标准溶液润洗会导致测定结果偏高
D.待测盐酸的物质的量浓度
【变式9-2】下列有关滴定操作的说法正确的是
A.用25 mL滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为21.7 mL
B.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定,则测定结果偏低
C.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质,则测定结果偏高
D.用未知浓度的盐酸滴定标准KOH溶液时,若读数时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视,会导致测定结果偏高
【变式9-3】用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次
C.滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
题型10 酸碱指示剂的选择
酸碱指示剂的选择,必须选用变色明显、变色的pH范围小且与反应终点的pH接近的酸碱指示剂,通常选择甲基橙或酚酞,不选用石蕊(石蕊的颜色变化不明显,变色范围较宽)
指示剂
变色范围
酚酞
_______
甲基橙
_______
【记忆口诀】强酸弱碱甲基橙,强碱弱酸酚酞灵,强酸强碱二者行
【典例10】(24-25高二上·广东梅州·期末)室温下,向浓度为溶液中逐滴加入的溶液,其变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是
A.a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是a点
B.滴定过程中宜选用甲基橙作指示剂
C.c点是滴定终点,与恰好完全反应
D.若b点,则有:
【变式10-1】(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)用0.1000mol·L1HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,有关该实验说法中正确的是
A.本实验可选用石蕊作指示剂
B.用量筒量取25.00mLNaOH待测液于锥形瓶中
C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次
D.滴定开始时平视读数,滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
【变式10-2】室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.若滴加同浓度的氨水,可选择酚酞指示反应终点
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【变式10-3】(23-24高二下·广东东莞·期中)下列说法正确的是
A.强电解质溶液导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强
B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时可选择酚酞为指示剂
C.AlCl3和 FeCl3均既可作净水剂也可作消毒剂
D.将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体的成分仍为碳酸钠
题型11 酸碱中和滴定原理的应用
氧化还原滴定
以氧化剂为滴定剂,直接滴定某些具有还原性的物质,通过特征现象(通常是指示剂的颜色变化)表征达到滴定终点。
【实例】酸性KMnO4标准溶液作氧化剂常用于滴定含H2C2O4的溶液,来测定H2C2O4的含量,其反应原理如下:
__________________________________________滴定终点的现象为:滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液,溶液由_______变为_______,且半分钟不褪色,说明达到滴定终点。
【典例11】(25-26高二上·广东广州·期中)常温下,将0.1 mol/LNaOH溶液滴加到20 mL0.1 mol/LH2A溶液中,混合溶液的pH随NaOH溶液滴入量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度的大小:c>b>a
B.a点时,
C.b点时,
D.c点时,
【变式11-1】(24-25高二上·广东广州·期中)育才中学的部分同学利用课余时间分成两个兴趣小组,进行化学实验探究。
Ⅰ.第一组:以过氧化氢()为对象进行实验。回答下列问题:
已知:纯过氧化氢()是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比混合,为无色透明液体。
(1)该小组的同学查阅资料后发现为二元弱酸,,。
①写出在水溶液中的电离方程式: 。
②如果常温下溶液pH=7,的酸式酸根离子与的浓度比为 。
(2)测定某瓶过氧化氢溶液中的含量
①取20.00mL试样置于锥形瓶中,用装有0.1000mol·L-1的酸性标准溶液的棕色 式滴定管滴定。反应的离子方程式为 。
②滴定达到终点的现象为 ,记录数据。重复滴定两次,每次消耗的酸性标准溶液体积如下表所示:
实验次数
第一次
第二次
第三次
体积
则试样中过氧化氢的浓度为 。(保留两位有效数字,下同)
③若实验测得的浓度比该瓶试剂标签上的数据低,下列哪些是造成偏低的可能原因: 。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.滴定管水洗后直接倒入KMnO4溶液进行滴定
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.滴定时有几滴KMnO4溶液溅落在锥形瓶外
Ⅱ.第二组:已知溶液和溶液可发生反应:。为探究反应速率与的关系,该组同学设计下表进行四组实验,排水法收集N2.用秒表测量收集1.0mLN2所需的时间。每组实验过程中,其他反应物浓度变化很细心奥,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。
实验编号
溶液
溶液
醋酸
水
1
4.0
4.0
8.0
334
2
4.0
4.0
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
(3)① , 。
②该反应的速率方程为,k为反应速率常数。利用实验数据计算得 (填整数)。
【变式11-2】(24-25高二上·广东·阶段练习)在菠菜等植物中含有丰富的草酸,草酸对生命活动有重要影响。溶液的pH,溶液中的的物质的量分数随pH的变化如图所示。
请回答以下问题:
(1)请写出草酸在水中的电离方程式: 。
(2)若要使溶液中草酸的电离程度增大,采取的措施为 。(写两点)
(3)时, 。
(4)为测定某实验样品中的含量。称量mg样品,溶于水,加硫酸酸化,配成250mL溶液。
取25.00mL于锥形瓶,用标准液滴定,平均消耗VmL。
①请写出与反应的离子方程式: 。
②当最后半滴溶液滴入锥形瓶, (填实验现象),且半分钟不变色,说明反应达到终点。
③样品中的质量分数为 。(用含字母表示)
④下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。
a.锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗
b.滴定前平视,滴定后俯视读数
c.用蒸馏水洗干净滴定管后,直接盛装溶液
d.滴定前尖嘴有气泡,滴定结束后发现尖嘴无气泡
【变式11-3】亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的防腐剂。某化学兴趣小组设计如图所示装置(省略夹持装置)制备NaNO2并探究其性质。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②NaNO2易被空气氧化,NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为;
③HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O。
回答下列问题:
(1)装置E中盛放铜片的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 ,检查E装置气密性的方法是 。
(2)上述实验装置中,依次连接的合理顺序为h→ 。
(3)装置D中酸性KMnO4溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
(4)反应结束后,取适量产品溶于稀硫酸中,观察到的实验现象为 。
(5)测定深水井中亚硝酸钠含量:取1000mL水样于锥形瓶中,立即加入500mL0.0001mol/L酸性高锰酸钾溶液,充分反应后用0.0001mol/L草酸溶液滴定高锰酸钾,终点时消耗草酸钠溶液115.00mL。则水中NaNO2的含量为 mg/L。若所取样品在空气中放置时间过长,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
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第二节 水的电离和溶液的pH
题型01 水的电离与水的离子积常数
题型02 影响水电离的因素
题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
题型04 溶液中水的电离程度及其计算
题型05 测定溶液pH的方法
题型06 溶液pH的计算
题型07 酸碱中和滴定相关仪器
题型08 酸碱中和滴定实验操作
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
题型10 酸碱指示剂的选择
题型11 酸碱中和滴定原理的应用
题型01 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
电离方程式为: 2H2OH3O++OH- ,简写为 H2OH++OH- 。
2.溶液中的微粒:
盐酸中有: H+ 、 Cl- 、 OH- 、 H2O
氨水中有: NH4+ 、 OH- 、 H+ 、 H2O 、 NH3·H2O
3.水的离子积常数
当水的电离达到平衡时,电离产物 OH-与H+ 浓度之积是一个常数,计作 KW ,KW 叫做水的离子积常数,简称水的离子积。
KW 只与温度有关,温度越高,水的离子积常数越大;
水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
常温时,KW = = 1×10-14 100℃时,KW = = 1×10-12
【典例1】(24-25高二上·广东广州·期中)下列化学用语表达正确的是
A.水的电离方程式:
B.碳燃烧的热化学方程式:
C.碳酸的电离方程式:
D.反应的平衡常数表达式:
【答案】A
【详解】A.水的电离方程式:,故A正确;
B.碳燃烧的热化学方程式: ,故B错误;
C.碳酸的电离方程式:,故C错误;
D.反应的平衡常数表达式:,故D错误;
故选:A。
【变式1-1】(24-25高二上·广东湛江·阶段性考试)下列关于水的离子积常数的叙述错误的是
A.水的离子积常数的表达式是Kw=c(OH-)c(H+)
B.水的离子积常数Kw随着溶液中H+浓度或OH-浓度的变化而变化
C.水的离子积常数仅是温度的函数
D.水的离子积常数Kw 随温度的升高而增大
【答案】B
【详解】A.水的离子积常数的表达式是Kw=c(OH-)平c(H+)平,A正确;
B.水的离子积常数仅是温度的函数,且随温度的升高而增大,不随溶液中H+浓度或OH-浓度的变化而变化,B错误;
C.水的离子积常数也是化学平衡常数,仅是温度的函数,C正确;
D.水的离子积常数仅是温度的函数,且随温度的升高而增大,D正确;
故选B。
【变式1-2】(24-25高二上·广东江门·阶段练习)25℃时水的电离达到平衡:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是
A.将水加热,Kw增大,pH不变
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,c(H+)/c(OH-)增大
C.某溶液中由水电离出的c(H+)=10-12mol/L,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量KOH溶液,平衡正向移动,c(H+)降低
【答案】B
【详解】A.H2OH++OH- ∆H>0,即水电离吸热,将水加热,水电离平衡正向移动,使、均增大,Kw增大,pH减小,A错误;
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,酸性增强,c(H+)增大,水电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,c(H+)/c(OH-)增大,B正确;
C.25℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液pH可能为12,也可能是2,则该溶液可能显酸性也可能显碱性,C错误;
D.滴入少量KOH溶液,氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,c(H+)降低,D错误;
故选B。
【变式1-3】下列离子方程式和电离方程式不正确的是
A.H2O的电离:H2O + H2OH3O+ + OH-
B.HCl在水中的电离:HClH+ + Cl-
C.NH4Cl溶液呈酸性:NH+ H2ONH3·H2O + H+
D.CH3COOH溶液滴入NaOH溶液中:CH3COOH + OH-= CH3COO-+ H2O
【答案】B
【详解】A.H2O是弱电解质,部分电离,用可逆号,电离方程式为:,故A正确;
B.HCl在水中完全电离,电离方程式为:,故B错误;
C.NH4Cl溶液呈酸性,是由于铵根离子水解:,故C正确;
D.CH3COOH溶液滴入NaOH溶液中反应的离子方程式为:,故D正确;
故选B。
题型02 影响水电离的因素
水的电离方程式: H2OH++OH- ,水的电离是 吸热 过程。
1.升高温度,水的电离平衡正向移动,Kw 增大;
2.向水溶液中加入酸或碱,水的电离平衡逆向移动,Kw 不变;
【典例2】(24-25高二上·广东广州·期末)常温下,向水中加入少量下列物质,能使水的电离程度增大的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.NH4Cl是强酸弱碱盐,铵根水解促进水的电离,使水的电离程度增大,A正确;
B.CH3COOH是弱酸,电离出的H+抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.NaCl是强酸强碱盐,不水解,对水的电离无影响,C错误;
D.NaOH是强碱,电离出的OH-抑制水的电离,水的电离程度减小,D错误;
故选A。
【变式2-1】(24-25高二上·广东广州·期中)常温下,向水中加入少量下列物质,能使水的电离程度增大,且溶液中的是
A.HF B.NH4Cl C.CH3COONa D.NaHSO4
【答案】B
【详解】A.HF为弱酸,电离出氢离子,抑制水的电离,使水的电离程度减小,故A不符合题意;
B.为强酸弱碱盐,水解显酸性,,且水解促进水的电离,使水的电离程度增大,故B符合题意;
C.为强碱弱酸盐,水解显碱性,,故C不符合题意;
D.NaHSO4是强酸强碱的酸式盐,电离产生氢离子,抑制水的电离,溶液显酸性,,故D不符合题意;
故选:B。
【变式2-2】某温度下,向的蒸馏水中加入晶体,保持温度不变,测得溶液中。下列对该溶液的叙述不正确的是
A.该温度高于
B.由水电离出来的的浓度为
C.加入晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的增大
【答案】B
【详解】A.该温度下蒸馏水的,说明水的离子积为,25℃时Kw=,因此温度高于25℃,A正确;
B.溶液中总,其中水电离的浓度等于浓度,即,因此水电离的浓度为,B错误;
C.电离产生,抑制水的电离,C正确;
D.稀释后,减小,但温度不变,恒定,因此会增大,D正确;
故选B。
【变式2-3】(24-25高二上·广东中山·期末)不同温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.T>25℃
B.A点和B点溶液均呈中性
C.25℃时,加入NaHSO4固体,Kw增大
D.25℃时,通入HCl气体,可使溶液由A点变到D点
【答案】C
【分析】水的电离为吸热反应,温度升高会促进水的电离,导致水电离产生c(H+)、c(OH-)增大。由图可知:在温度为T℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=10-12>10-14,所以温度:T>25℃,酸或碱会抑制水的电离,盐的水解会促进水的电离,据此进行解答。
【详解】A.由于在温度为T℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=10-12>10-14,所以温度T>25℃, A正确;
B.A点和B点的c(H+)=c(OH-),所以A点和B点溶液均呈中性,B正确;
C.水的离子积常数Kw只与温度有关,与加入的物质无关,故25℃时,加入NaHSO4固体,Kw不变,C错误;
D.25℃时,通入HCl气体,会增大溶液中氢离子浓度,溶液酸性增强,因此可使溶液由A点变到D点,D正确;
故合理选项是C。
题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
1.溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)的相对大小决定
c(H+) = c(OH-)时,溶液呈 中性 ;
c(H+) > c(OH-)时,溶液呈 酸性 ;
c(H+) < c(OH-)时,溶液呈 碱性 ;
2.溶液的pH pH=﹣lgc(H+)
常温时,KW = = 1×10-14 ,
pH
溶液的酸碱性
pH<7
溶液呈酸性,pH越小,酸性越强
pH=7
溶液呈中性
pH>7
溶液呈碱性,pH越大,碱性越强
注意:溶液的pH一定要注意温度。
【典例3】(24-25高二上·广东揭阳·期中)下列溶液一定呈酸性的是
A.滴加酚酞显无色溶液 B.水电离出的是的溶液
C.的溶液 D.的溶液
【答案】D
【详解】A.中性或很弱碱性的溶液(常温下pH<8)滴加酚酞也显无色,故A错误;
B.未指明溶液的温度,则水电离出的c(H+)=10-6 mol·L-1的溶液也可能显中性,故B错误;
C.未指明溶液的温度,则pH<7的溶液也可能显中性,故C错误;
D.无论溶液的温度高低,c(H+)>c(OH-)的溶液一定是酸性,故D正确;
故选D。
【变式3-1】(24-25高二上·广东广州·期中)已知25℃时,水存在电离平衡: ΔH>0。下列叙述中正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)减小
B.将水加热,pH减小,溶液显酸性
C.向水中加入少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.向水中加入少量的NaHSO4固体,水电离的c(H+)减小,Kw不变
【答案】D
【详解】A.向水中加入稀氨水,碱性增强,浓度增大,平衡逆向移动,减小,A错误;
B.水的电离吸热,升高温度,水的电离平衡正向移动,Kw增大,pH减小,但仍呈中性,B错误;
C.向水中加入少量的CH3COONa固体,和H+结合生成CH3COOH,使减小,促进水电离,平衡正向移动,C错误;
D.向水中加入少量的固体NaHSO4:,增大,抑制水的电离,水电离的c(H+)减小,但Kw不变,D正确;
故选D。
【变式3-2】下列溶液一定呈中性的是
A.由非电解质溶于水得到的溶液
B.c(OH-)、c(H+)均为5.0×10-7mol·L-1的溶液
C.等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液
D.将c(OH-)=10-5mol·L-1的烧碱溶液稀释到原来的100倍所得到的溶液
【答案】B
【详解】A.非电解质溶于水可能显酸性(如)、中性(如乙醇)或碱性(如),因此溶液不一定中性,故A错误;
B.当时,无论温度如何,溶液均呈中性,故B正确;
C.等物质的量的强酸与强碱反应后,若酸和碱的元数不同(如与,与),溶液可能显酸性或碱性,故C错误;
D.稀释强碱溶液时,c(OH⁻)降低,但溶液仍显碱性,故D错误;
故选B。
【变式3-3】下列说法不正确的是
A.Kw的大小与溶液的酸碱性无关
B.一定显中性
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L的溶液一定显中性
D.pH>7的溶液不一定呈碱性
【答案】C
【详解】A.水的离子积Kw是一个平衡常数,仅仅是温度的函数,故Kw的大小与溶液的酸碱性无关,A正确;
B.已知Kw=c(H+)c(OH-),则当时c(H+)=c(OH-),溶液一定显中性,B正确;
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L中温度未知,无法判断该溶液对水电离的影响,所以无法判断该溶液是否一定呈中性,C错误;
D.题干未告知温度,故pH>7的溶液不一定呈碱性,D正确;
故答案为:C。
题型04 溶液中水的电离程度及其计算
知识积累
酸、碱抑制水的电离,使水的电离程度增大;
体系
纯水
向纯水中加入少量稀盐酸
向纯水中加入少量氢氧化钠溶液
c(H+)
1×10-7 mol/L
增大
减小
c(OH-)
1×10-7 mol/L
减小
增大
c(H+)与c(OH-)的大小
c(H+) = c(OH-)
c(H+) > c(OH-)
c(H+) < c(OH-)
【典例4】(24-25高二上·广东广州·期中)时,下列说法不正确的是
A.的醋酸的电离常数相同
B.某物质溶于水后测定其溶液的,一定是中性
C.由水电离出的的浓度为的溶液,溶液呈碱性
D.同pH的盐酸、醋酸溶液,对水的抑制程度相等
【答案】C
【详解】A.温度不变,电离平衡常数不变,故25℃时,0.10mol/L、0.010mol/L的醋酸的电离常数相同,A正确;
B.25℃时,某物质溶于水后测定其溶液的,说明溶液中,一定是中性,B正确;
C.25℃时,溶液中由水电离出的的浓度为,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,C错误;
D.25℃时,同pH的盐酸、醋酸溶液,二者溶液中c(H+)相等,故对水的抑制程度相等,D正确;
答案选C。
【变式4-1】(24-25高二下·广东深圳·期末)25℃时,用0.100mol/L的NaOH溶液滴定的溶液,测得滴定过程中溶液的pH变化如图所示。下列说法正确的是
A.该滴定可以用甲基橙作为指示剂
B.若③点溶液中存在,此时
C.①点溶液中:
D.在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:③<②<①
【答案】C
【详解】A.滴定终点时,溶质为CH3COONa溶液,CH3COONa溶液显碱性,应选用酚酞试液作指示剂,A项错误;
B.若,根据物料守恒,此时与恰好完全反应生成,溶液体积,B项错误;
C.①点时,加入10mL溶液,此时溶液中溶质为等物质的量的和,电离使溶液显酸性,水解使溶液显碱性,此时溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,溶液中离子浓度大小应为,C项正确;
D.①点溶液中过量,溶液呈酸性,抑制水的电离;②点溶液呈中性,水的电离基本不受影响;水的电离:②>①;③点可能是恰好完全反应的计量点,此时恰好生成,促进水的电离,也可能是过量,溶液呈碱性,抑制水的电离,所以在相同温度下,①、②、③三点溶液中水电离的:不可能是①最大,D项错误;
故选C。
【变式4-2】(25-26高二上·广东广州·阶段练习)溴甲基蓝(HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列正确的是
A.pH=3的HBb溶液,水电离出为 mol/L
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.常温下,将pH=3的HBb与pH=11的溶液等体积混合,溶液呈碱性
【答案】B
【详解】A.pH=3的HBb溶液中,主要来自HBb的电离,水的电离被抑制,水电离出的等于溶液中的,A错误;
B.HBb是弱酸,其电离过程吸热,升温促进其电离,浓度增大,pH减小,B正确;
C.向NaOH溶液中滴加HBb,强碱过量会完全中和HBb生成蓝色的Bb⁻,溶液应显蓝色而非黄色,C错误;
D.HBb是弱酸,是强碱,pH=3的HBb浓度远高于pH=11的,等体积混合后,HBb过量,溶液以剩余HBb为主呈酸性,D错误;
故选B。
【变式4-3】酸碱中和反应会引起溶液中一些离子的浓度变化。
(1)在常温下,实验测得溶液的,则溶液中由水电离出来的 。
(2)在常温下,溶液和溶液充分反应后所得溶液的 时,溶液中。
【答案】(1)
(2)7
【详解】(1)在常温下,实验测得0.lmol/LCH3COONa溶液的pH=9,由于存在CH3COO-的水解促进水的电离,故溶液中水电离出的c(OH-)aq==10-5mol/L,则;
(2)根据电荷守恒可知:,当,得到,则反应后溶液pH =7。
题型05 测定溶液pH的方法
测定pH的方法:
(1)广泛pH试纸:测定的数值为整数;
具体操作:将pH试纸放在表面皿上,用 玻璃棒 蘸取待测液滴到pH试纸上,一段时间后,与标准比色卡比较,读出pH数值;
(2)pH计:将pH计插入待测液中,测出溶液的pH数值,能精确到小数点后 两 位。
【典例5】(24-25高二上·广东东莞·期中)下列叙述或数据正确的是
A.用滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为
B.用量筒量取盐酸
C.用托盘天平称固体
D.用广泛试纸测得某溶液的为2.3
【答案】C
【详解】A.滴定管为精量器,精确到0.01mL,则用25mL滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为21.70mL,故A错误;
B.量筒为粗量器,精确到0.1mL,可用量筒量取5.0mL1.00mol/L盐酸,故B错误;
C.托盘天平为粗量器,精确到0.1g,可用托盘天平称5.6g氯化钠固体,故C正确;
D.广泛pH试纸精确到整数,不能测得pH为2.3,故D错误;
故选C。
【变式5-1】(24-25高二上·广东东莞·期中)下列实验操作规范且能达到目的的是
目的
操作
A
取20.00 mL盐酸
在50 mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00 mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶
B
探究浓度对反应速率的影响
向2支盛有5mL不同浓度NaHSO3溶液的试管中同时加入2mL 5%H2O2溶液,观察实验现象
C
测定醋酸钠溶液pH
用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上
D
配制氯化铁溶液
将氯化铁固体溶解在较浓的盐酸中再加水稀释
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.滴定管下端无刻度,则剩余盐酸的体积大于20.00mL,故A错误;
B.NaHSO3溶液与H2O2溶液反应生成硫酸钠和水,无明显现象,不能探究浓度对反应速率的影响,故B错误;
C.pH试纸不能湿润,应选干燥的pH试纸测定醋酸钠溶液的pH,故C错误;
D.浓盐酸可抑制氯化铁的水解,则将氯化铁固体溶解在较浓的盐酸中再加水稀释,可配制氯化铁溶液,故D正确;
答案选D。
【变式5-2】(24-25高二上·广东东莞·阶段性考试)下列实验装置或操作能达到实验目的的是
选项
A
B
目的
准确量取25.00mLNaOH溶液
测定中和热
装置或操作
选项
C
D
目的
测定盐酸的pH
比较CH3COOH的Ka和H2CO3的Ka1大小
装置或操作
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.量取氢氧化钠溶液应用碱式滴定管,A错误;
B.测定中和热时需要用到环形玻璃搅拌棒,B错误;
C.用pH试纸测定溶液酸碱性时试纸不能润湿,C错误;
D.醋酸能与碳酸钠反应生成碳酸,说明醋酸酸性强于碳酸,CH3COOH的Ka大于H2CO3的Ka1,D正确;
故选D。
【变式5-3】(24-25高二上·广东广州·期末)下列实验的有关说法正确的是
A.用pH试纸测得氯水的
B.用碱式滴定管量取溶液
C.测定中和反应的反应热时,若用铜丝代替玻璃搅拌器,测得偏小
D.中和滴定时,盛装待测液的锥形瓶如果用待测液润洗,不影响测定结果
【答案】C
【详解】A.氯水中含有的HClO具有漂白性,能漂白pH试纸,不能用该法测定氯水的pH,A错误;
B.KMnO4具有强氧化性,能腐蚀碱式滴定管尖嘴部分的橡胶管,故不能用碱式滴定管盛装酸性KMnO4溶液,B错误;
C.铜丝有良好的导热性,如用铜丝代替玻璃搅拌器,会加快反应放出的热量散失,使测得的偏小,C正确;
D.中和滴定时,盛装待测液的锥形瓶不能用待测液润洗,如润洗,会使待测液用量增大,测定结果偏高,D错误;
故选C。
题型06 溶液pH的计算
pH的计算:pH= -lg c(H+)
1、单一溶液稀释后的pH计算
pH = a 的强酸溶液,稀释10m 倍,pH = a + m(室温下,a+ m<7)
pH = a 的弱酸溶液,稀释10m 倍,a<pH<a + m(室温下,a+ m<7)
pH = b 的强碱溶液,稀释10n 倍,pH = b - n(室温下,b - n>7)
pH = b 的弱酸溶液,稀释10n 倍,b - n<pH<b(室温下,b - n>7)
2、浓度相等的一元酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
将物质的量浓度相同的一元强酸和一元弱酸稀释相同倍数, 弱酸 的pH小, 强酸 的pH大;
将强酸和弱酸稀释至pH相同,则弱酸中加水比强酸中加水 少 。
【典例6】常温下,按要求完成关于溶液稀释的问题。
(1)将的溶液加水稀释为 。
(2)的溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的 。
(3)体积相同、均为3的盐酸和醋酸溶液,加入水稀释至和,测得稀释后溶液的均为5,则a (填“>”“<”或“=”)b。
(4)的硫酸稀释10000倍后, 。
【答案】(1)13
(2)
(3)<
(4)
【详解】(1),,故。
(2)的溶液中氢离子浓度为:,稀释后,。
(3)若将盐酸和醋酸同等程度地稀释到体积都为,则盐酸的比醋酸的小。若要稀释到两溶液的相等,则醋酸应该继续加水稀释,则有。
(4)的中,,稀释后:,故。
【变式6-1】(25-26高二上·广东珠海·期中)现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL,能使溶液的pH变成2的是(忽略溶液混合后体积的变化)
A.加10mL水 B.升温
C.加入的溶液 D.加入的溶液
【答案】D
【详解】A.加10 mL水后,溶液体积变为20 mL,H⁺浓度稀释为0.05 mol/L,pH≈1.3,未达到2,A错误;
B.升温不会改变强酸中H⁺的浓度(因酸发生完全电离),pH仍为1,B错误;
C.混合后总H⁺物质的量为1.45 mmol,总体积55 mL,H⁺浓度=≈0.026 mol/L,pH≈1.58,未达到2,C错误;
D.该强酸与NaOH反应后剩余H⁺为(0.1×10-0.01×45) mmol=0.55 mmol,总体积55 mL,H⁺浓度=0.01 mol/L,pH=2,D正确;
故选D。
【变式6-2】(24-25高二上·广东汕尾·阶段练习)常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
【答案】C
【详解】A.由可知,溶液中电离出的,A不符合题意;
B.的溶液中,B不符合题意;
C.的草酸溶液中,C符合题意;
D.是弱碱,氨水呈碱性,浓度不可能为,D不符合题意;
答案选C。
【变式6-3】常温下,下列说法正确的是
A.、、、在的溶液中能够大量共存
B.将的醋酸溶液加水稀释到原体积的100倍后,溶液的
C.0.1mol·L-1的盐酸中由水电离的与之比为
D.可用干燥的pH试纸测定的次氯酸溶液的pH
【答案】A
【详解】A.的溶液为强酸性溶液,、、、、之间均不反应,可以大量共存,A正确;
B.将的醋酸溶液加水稀释到原体积的100倍后,因醋酸的电离平衡正向移动,使得mol·L-1,溶液的,B错误;
C.同一溶液中水电离的与相等,C错误;
D.次氯酸溶液具有漂白性,会影响pH试纸的颜色变化,不能用pH试纸测定次氯酸溶液的pH,D错误;
故选A。
题型07 酸碱中和滴定相关仪器
酸碱中和滴定相关仪器:
1、酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、洗瓶等;
a. 酸式滴定管 b. 碱式滴定管
2、使用滴定管的注意事项
(1)酸式滴定管下端的玻璃活塞能耐酸和强氧化剂的腐蚀,故其可用于盛装酸性或强氧化性溶液,不能盛装 碱性溶液 ;
(2)碱式滴定管一般盛装 碱性溶液 ;
(3)滴定管的“0”刻度在上,滴定管下端没有刻度,所以滴定管的实际容积大于它的标定溶剂。滴定管度数时要估读到0.01ml。
(4)滴定管所盛装的标准液或待测液润洗2~3次,否则滴定管内壁附着的蒸馏水会稀释反应液,影响测定结果。
【典例7】(24-25高二下·广东深圳·期中)下列实验装置和操作均正确的是
A.制取并收集氨气
B.用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸
C.用乙醇提取溴水中的溴
D.牺性阳极法保护铁
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.浓氨水滴入生石灰上可快速生成氨气,生成的氨气用碱石灰干燥,然后用向下排空气法收集,A正确;
B.氢氧化钠应用碱式滴定管盛装,B错误;
C.乙醇易溶于水,不能从水中萃取溴,C错误;
D.该防腐措施为外接电流的阴极保护法,D错误;
故选A。
【变式7-1】下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是
A.滴定管 B.分液漏斗 C.普通漏斗 D.容量瓶
【答案】C
【详解】A.滴定管具有活塞,需检查漏水,故A不符合题意;
B.分液漏斗具有活塞,需检查漏水,故B不符合题意;
C.普通漏斗仅用于过滤或转移液体,无活动密封部件,无需检查漏水,故C符合题意;
D.容量瓶具有瓶塞,需检查漏水,故D不符合题意;
答案选C。
【变式7-2】室温时,取未知浓度的盐酸10.00mL,用溶液滴定,滴定实验如图。下列说法不正确的是
A.图中操作有错误
B.滴定管装液前需要润洗
C.可用酚酞做指示剂
D.滴定时若锥形瓶中有液体溅出,测定结果偏高
【答案】D
【详解】A.用溶液滴定未知浓度的盐酸,标准液应装在碱式滴定管中,图中操作有错误,A正确;
B.滴定管清洗干净装液前需要润洗,B正确;
C.NaOH和HCl恰好反应溶液呈中性,可以选择酚酞或甲基橙为指示剂,C正确;
D.滴定时若锥形瓶中有液体溅出,溶质损失,测定结果偏低,D错误;
答案选D。
【变式7-3】对于上述实验,下列做法正确的是
A.配制溶液时,烧杯和玻璃棒洗涤1次即可
B.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管保证其竖直
C.过滤时选择抽滤的方式可加快过滤、使固液分离更彻底
D.滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变红,即可判定达到滴定终点
【答案】C
【详解】A.配制溶液时,烧杯和玻璃棒需多次洗涤(通常2-3次),并将洗涤液转移至容量瓶中,否则会导致溶质损失、溶液浓度偏低,A错误;
B.滴定读数时,滴定管应自然垂直固定,无需双手持握,正确方法是视线与凹液面最低点水平读数,避免人为倾斜导致误差,B错误;
C.抽滤(减压过滤)通过增大压力差可加快过滤速度,同时减少固体中残留的液体,使固液分离更彻底,C正确;
D.滴定终点需通过指示剂颜色稳定变化判断(如颜色保持半分钟不褪),仅溶液变红未说明稳定性(可能短暂变色后恢复),无法直接判定终点,D错误;
故选C。
题型08 酸碱中和滴定实验操作
酸碱中和滴定
1、原理(以一元酸与一元碱滴定为例)
依据中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法
c待测=
2、滴定前的准备工作
①检查:先检查酸、碱滴定管是否漏水。
②润洗:先用水将滴定管洗涤干净,再分别用待装液润洗2~3次。
③装液:将酸、碱分别装入滴定管,使液面位于0刻度以上2~3 mL处。
④调液:调节活塞或玻璃球,赶气泡,使液面处于0刻度或0刻度以下。
⑤记数据:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,然后调节滴定管液面使其处于某一刻度,准确读取数值并记录。
3、滴定
4、滴定终点的判断:
当滴入最后半滴标准液时,刚好使锥形瓶中的溶液颜色恰好发生变化,且半分钟内不变色,即到滴定终点,重复上述滴定操作2~3次。
【典例8】(24-25高二上·广东·阶段练习)下列操作或装置能达到实验目的的是
A.准确测定中和热
B.定量测定化学反应速率
C.碱式滴定管排气泡
D.制备固体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.测定中和热时应用环形玻璃搅拌器,铁丝搅拌器会导致热量散失,不能达到实验目的,故A错误;
B.长颈漏斗会使产生的气体逸出到空气中,不能达到实验目的,故B错误;
C.碱式滴定管应尖嘴向上倾斜,挤压玻璃珠排除气泡,操作规范,能达到实验目的,故C正确;
D.氯化铁直接蒸干会发生水解反应,无法得到,故D错误;
故选:C。
【变式8-1】(24-25高二上·广东·期中)下列实验中,能达到实验目的的是
A.正确读取酸式滴定管的读数为
B.制备胶体
C.测量中和反应热
D.蒸干溶液获得晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.酸式滴定管的0刻度在上方,该酸式滴定管的读数为,A错误;
B.制备胶体的方法是将饱和FeCl3溶液滴入沸水中,继续加热至液体呈红褐色,停止加热,B正确;
C.银质搅拌器、纯铜杯盖的导热性较好,不能用来测量中和反应热,C错误;
D.蒸干溶液会使Al3+完全水解,不能得到晶体,D错误;
故选B。
【变式8-2】(24-25高二上·广东东莞·阶段练习)利用下列装置进行实验,能达到相应实验目的的是
A.测量盐酸和溶液反应的
B.制取无水
C.测氯水的
D.终点读数:
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.图中装置保温较好,温度计测定温度,可测定中和热,A符合题意;
B.加热促进镁离子水解,且生成的盐酸易挥发,蒸干得到氢氧化镁,该装置不能制取无水,应在HCl气流中蒸发制备无水氯化镁,B不符合题意;
C.氯水中含有HClO,具有漂白性,会漂白pH试纸,不能用pH试纸测量氯水的pH,C不符合题意;
D.酸式滴定管从上到下数值越来越大,终点读数为11.80 mL,D不符合题意;
故选A。
【变式8-3】((24-25高二上·广东广州·期中)化学是一门以实验为基础的学科,下列定量实验的操作或方法正确的
选项
定量实验
实验操作或方法
A
滴定分析法
锥形瓶水洗后用待测液润洗
B
配制溶液
定容时加水超过刻度线,可用胶头滴管吸出超出的部分
C
反应热的测定
中和反应反应热的测定过程中,将量筒中NaOH溶液迅速倒入量热计的内筒与盐酸反应
D
反应速率的测定
测定Zn与稀硫酸反应生成H2的反应速率实验中,可将稀硫酸换成稀硝酸进行
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.滴定时,锥形瓶不应用待测液润洗,否则会导致溶质的物质的量偏多,最终使测定的溶液浓度偏高,A错误;
B.配制溶液定容时加水超过刻度线,需重新配制,用胶头滴管吸出超出部分会导致浓度不准确,B错误
C.测定中和反应的反应热时,为了防止热量散失,将NaOH溶液一次迅速倒入量热计的内筒,C正确;
D.稀硝酸与Zn反应不产生氢气,而是产生NO,无法测定生成H2的反应速率,D错误;
故选C。
题型09 酸碱中和滴定的误差分析
c待测= ,标准液的浓度与体积已知,待测液浓度取决于V标准的体积,
V标准偏大,c待测偏大;V标准偏小,c待测偏小。
①锥形瓶内用蒸馏水洗涤后,再用待测氢氧化钠润洗2-3次,将润洗液倒掉,再装NaOH溶液( 偏高 )
②锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装NaOH溶液( 无影响 )
③滴定过程中摇动锥形瓶,不慎将瓶内的溶液溅出一部分( 偏低 )
④未用标准液(HCl)润洗酸式滴定管( 偏高 )
⑤滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失( 偏高 )
⑥滴定操作时,有少量盐酸滴于锥形瓶外( 偏高 )
⑦滴定前仰视刻度,滴定后俯视刻度(偏低 )
⑧碱式滴定管用水洗后,未用待测液润洗( 偏低 )
⑨取待测液时,未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液( 偏低 )
【典例9】(24-25高二上·广东广州·期末)某同学用0.1000盐酸标准溶液测定某烧碱溶液的浓度。下列相关说法正确的是
实验编号
烧碱待测液体V/mL
盐酸标准液体积(消耗)V/mL
1
25.00
18.05
2
25.00
18.00
3
25.00
17.95
4
25.00
18.95
A.记录滴定管某时刻液面位置如图所示,则此时的读数为18.20mL
B.选用酚酞作指示剂,滴定终点的现象为溶液由无色变红色
C.根据表中的数据,计算出该烧碱溶液的浓度为0.0729
D.未用盐酸标准溶液润洗滴定管会导致测定结果偏高
【答案】D
【详解】A.滴定管读数需估读到小数点后两位,且0刻度在上,从上到下刻度依次增大,正确读数应为19.80mL并非18.20mL,A错误;
B.盐酸滴定烧碱时,锥形瓶中为NaOH溶液,滴加酚酞呈红色,滴定终点时溶液由红色变为无色且半分钟内不恢复,B错误;
C.实验数据中第4组18.95mL为异常值应舍去,有效数据为18.05、18.00、17.95mL,平均消耗盐酸体积为18.00mL,计算浓度:,C错误;
D.未用盐酸标准液润洗滴定管,会导致盐酸被稀释,消耗体积偏大,根据,测定结果偏高,D正确;
故选D。
【变式9-1】(24-25高二上·广东·期中)用的NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸(含2滴酚酞),其滴定实验所得数据如表所示:
滴定序号
待测盐酸的体积/mL
NaOH溶液的体积
滴定前读数/mL
滴定后读数/mL
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
1.20
20.19
下列说法正确的是
A.滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达到滴定终点
B.滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
C.碱式滴定管装碱液前未用标准溶液润洗会导致测定结果偏高
D.待测盐酸的物质的量浓度
【答案】C
【详解】A.滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色且半分钟内不变回原色,即可判定达到滴定终点,A项错误;
B.滴定读数时,应置于滴定管架上或单手持滴定管上端无刻度处,并保持其自然垂直,B项错误;
C.碱式滴定管装碱液前未用标准溶液润洗,标准溶液浓度变小,滴定时消耗标准溶液的体积偏大,测定结果偏高,C项正确;
D.第一次滴定消耗NaOH溶液的体积,第二次滴定消耗NaOH溶液的体积,第三次滴定消耗NaOH溶液的体积,第三次滴定数据与前两次滴定数据相差较大,舍去,故前两次滴定消耗NaOH溶液的平均体积,
,D项错误;
答案选C。
【变式9-2】下列有关滴定操作的说法正确的是
A.用25 mL滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为21.7 mL
B.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定,则测定结果偏低
C.用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质,则测定结果偏高
D.用未知浓度的盐酸滴定标准KOH溶液时,若读数时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视,会导致测定结果偏高
【答案】D
【详解】A.滴定管读数的有效数值为小数点后两位,21.7 mL未达到精度要求,应为21.70 mL,A错误;
B.未用标准液润洗滴定管就直接盛装标准液,会导致标准液被稀释,消耗体积增大,最终测定结果偏高,B错误;
C.KOH中含NaOH时,相同质量下的增加,消耗标准液体积减少,测定结果偏低,C错误;
D.滴定前仰视(读数偏高)、终点俯视(读数偏低)导致记录的未知浓度盐酸体积偏小,计算出的盐酸浓度偏高,D正确;
故答案为:D。
【变式9-3】用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次
C.滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
【答案】D
【详解】A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸,盐酸标准溶液被稀释,会使测定结果偏高,A错误;
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次,相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH,会多耗用盐酸,会使测定结果偏高,B错误;
C.滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=,会使测定结果偏高,C错误;
D.读数时,应该平视液面最低点,即视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持一致,D正确;
故选D。
题型10 酸碱指示剂的选择
酸碱指示剂的选择,必须选用变色明显、变色的pH范围小且与反应终点的pH接近的酸碱指示剂,通常选择甲基橙或酚酞,不选用石蕊(石蕊的颜色变化不明显,变色范围较宽)
指示剂
变色范围
酚酞
8.2~10.0
甲基橙
3.1~4.4
【记忆口诀】强酸弱碱甲基橙,强碱弱酸酚酞灵,强酸强碱二者行
【典例10】(24-25高二上·广东梅州·期末)室温下,向浓度为溶液中逐滴加入的溶液,其变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是
A.a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是a点
B.滴定过程中宜选用甲基橙作指示剂
C.c点是滴定终点,与恰好完全反应
D.若b点,则有:
【答案】D
【详解】A.HA抑制水的电离,KA水解促进水的电离,a→c过程中HA不断转化为KA,在水的电离依次增强, d点氢氧化钾过量,碱抑制水的电离,则四点中水的电离程度最大的是c点,A错误;
B.滴定终点为KA溶液,显碱性,应该选用酚酞作指示剂,B错误;
C.c点pH=7,溶液呈中性,若与恰好完全反应所得KA溶液水解呈碱性,故不是滴定终点,C错误;
D.若b点,则得到等物质的量浓度的HA、KA混合溶液,溶液呈酸性,结合电荷守恒有:,D正确;
故选D。
【变式10-1】(24-25高二下·广东东莞·阶段练习)用0.1000mol·L1HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,有关该实验说法中正确的是
A.本实验可选用石蕊作指示剂
B.用量筒量取25.00mLNaOH待测液于锥形瓶中
C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次
D.滴定开始时平视读数,滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
【答案】D
【详解】A.用0.1000 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞的变色范围为8~10,可选用酚酞作指示剂,A错误;
B.量筒只能精确到0.1,不可用量筒量取25.00 mL NaOH待测液,应该用碱式滴定管量取,B错误;
C.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中氢氧化钠的物质的量偏大,滴定时消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,所以锥形瓶不能润洗,C错误;
D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,读出的标准液体积偏小,导致测量结果偏低,D正确;
故选D。
【变式10-2】室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.若滴加同浓度的氨水,可选择酚酞指示反应终点
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】B
【详解】A.NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,呈中性,室温下pH=7,A正确;
B.盐酸与氨水反应生成NH4Cl(强酸弱碱盐),溶液呈酸性(水解 ),酚酞的变色范围是(碱性 ),甲基红的变色范围是4.4~6.2(弱酸性),甲基橙的变色范围是3.1~4.4(酸性),因反应终点溶液呈酸性,应选甲基红或甲基橙作指示剂,而非酚酞(酚酞变色时溶液已呈碱性,误差大),B错误;
C.甲基红的变色范围4.4~6.2更接近中性(pH = 7),甲基橙的变色范围3.1~4.4离中性更远,变色范围越接近反应终点pH,误差越小,故选择甲基红指示终点误差比甲基橙小,C正确;
D.V(NaOH)=30.00 mL时,NaOH过量:,, 过量 ,
溶液总体积V = 20.00mL+30.00mL=50.00mL=0.05000L,则,pOH=-lg c({OH-)=-lg 0.02=1.7,室温下, pH+pOH=14,故pH=14-1.7=12.3,D正确;
故选B。
【变式10-3】(23-24高二下·广东东莞·期中)下列说法正确的是
A.强电解质溶液导电能力一定比弱电解质溶液导电能力强
B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时可选择酚酞为指示剂
C.AlCl3和 FeCl3均既可作净水剂也可作消毒剂
D.将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体的成分仍为碳酸钠
【答案】D
【详解】A.离子浓度较大的弱电解质溶液的导电能力比离子浓度较小的强电解质溶液强,故A错误;
B.用已知浓度盐酸滴定未知浓度的氨水时,反应生成氯化铵,终点溶液显酸性,应该用甲基橙为指示剂,故B错误;
C.AlCl3和FeCl3溶液可以净水,无消毒作用,故C错误;
D.碳酸钠水解产生的NaOH无挥发性,所以将碳酸钠溶液蒸干并灼烧,所得固体为碳酸钠,故D正确;
答案选D。
题型11 酸碱中和滴定原理的应用
氧化还原滴定
以氧化剂为滴定剂,直接滴定某些具有还原性的物质,通过特征现象(通常是指示剂的颜色变化)表征达到滴定终点。
【实例】酸性KMnO4标准溶液作氧化剂常用于滴定含H2C2O4的溶液,来测定H2C2O4的含量,其反应原理如下:
2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
滴定终点的现象为:滴入最后半滴酸性KMnO4标准溶液,溶液由 无色 变为 红色 ,且半分钟不褪色,说明达到滴定终点。
【典例11】(25-26高二上·广东广州·期中)常温下,将0.1 mol/LNaOH溶液滴加到20 mL0.1 mol/LH2A溶液中,混合溶液的pH随NaOH溶液滴入量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.水的电离程度的大小:c>b>a
B.a点时,
C.b点时,
D.c点时,
【答案】B
【分析】根据图知,V(NaOH)=0时,即0.1mol/L的H2A溶液的pH=2,溶液中c(H+)小于H2A浓度的2倍,说明H2A为二元弱酸,a点溶液中有一半的H2A和NaOH反应生成NaHA和H2O,则a点溶液中溶质为等物质的量浓度的H2A和NaHA;b点H2A和NaOH恰好完全反应生成NaHA,所以b点溶质为NaHA;c点有一半的NaHA和NaOH反应生成Na2A,所以c点的溶质为等物质的量浓度的NaHA、Na2A。
【详解】A.a点溶质为H2A、NaHA,b点溶质为NaHA,c点溶质为Na2A,溶液酸性越强,抑制水的程度越大,A2-促进水电离,所以水电离程度:c>b>a,故A正确;
B.a点溶液中溶质为等物质的量浓度的NaHA、H2A,溶液体积变为20mL+10mL=30mL,则溶液中含有A元素微粒的浓度之和降为原来的三分之二,溶液中存在c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)0.067mol/L,故B错误;
C.b点溶质为NaHA,溶液的pH<7,溶液呈酸性,说明HA-的电离程度大于水解程度,但其电离和水解程度都较小,所以溶液中存在c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),故C正确;
D.c点溶液中存在物料守恒,即存在2n(Na)=3n(A),则存在2c(Na+)=3[在c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)],故D正确;
故选:B。
【变式11-1】(24-25高二上·广东广州·期中)育才中学的部分同学利用课余时间分成两个兴趣小组,进行化学实验探究。
Ⅰ.第一组:以过氧化氢()为对象进行实验。回答下列问题:
已知:纯过氧化氢()是淡蓝色的黏稠液体,可与水以任意比混合,为无色透明液体。
(1)该小组的同学查阅资料后发现为二元弱酸,,。
①写出在水溶液中的电离方程式: 。
②如果常温下溶液pH=7,的酸式酸根离子与的浓度比为 。
(2)测定某瓶过氧化氢溶液中的含量
①取20.00mL试样置于锥形瓶中,用装有0.1000mol·L-1的酸性标准溶液的棕色 式滴定管滴定。反应的离子方程式为 。
②滴定达到终点的现象为 ,记录数据。重复滴定两次,每次消耗的酸性标准溶液体积如下表所示:
实验次数
第一次
第二次
第三次
体积
则试样中过氧化氢的浓度为 。(保留两位有效数字,下同)
③若实验测得的浓度比该瓶试剂标签上的数据低,下列哪些是造成偏低的可能原因: 。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.滴定管水洗后直接倒入KMnO4溶液进行滴定
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.滴定时有几滴KMnO4溶液溅落在锥形瓶外
Ⅱ.第二组:已知溶液和溶液可发生反应:。为探究反应速率与的关系,该组同学设计下表进行四组实验,排水法收集N2.用秒表测量收集1.0mLN2所需的时间。每组实验过程中,其他反应物浓度变化很细心奥,忽略其对反应速率测定的影响。实验数据如下表所示。
实验编号
溶液
溶液
醋酸
水
1
4.0
4.0
8.0
334
2
4.0
4.0
150
3
8.0
4.0
4.0
4.0
83
4
12.0
4.0
4.0
0.0
38
(3)① , 。
②该反应的速率方程为,k为反应速率常数。利用实验数据计算得 (填整数)。
【答案】(1) 、
(2) 酸 当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液时,锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色 0.20 A
(3) 4.0 6.0 2
【详解】(1)①为二元弱酸,其酸性比碳酸弱,水溶液中分步电离,电离方程式为:、;
②如果常温下溶液,c(H+)=1×10-7 mol/L,由电离方程式可知,,;
(2)①酸性溶液具有强氧化性,应该装在酸式滴定管中,酸性KMnO4溶液和H2O2溶液发生氧化还原反应生成Mn2+和O2,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:;
②与双氧水恰好完全反应后,颜色褪去,所以滴定到达终点的现象是:当滴入最后半滴酸性溶液时,锥形瓶内溶液颜色恰好由无色变为浅紫色,且30秒内溶液不褪色;三组实验的平均值为,则试样中过氧化氢的浓度为。
③A.滴定终点读数时俯视读数,读数偏小,消耗标准液体积减少,测定结果偏低,A符合;
B.滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入KMnO4溶液进行滴定,使得标准液浓度偏低,消耗标准液体积偏大,待测液浓度偏高,B不符合;
C.锥形瓶水洗后未干燥不影响测定结果,C不符合;
D.滴定时有几滴KMnO4溶液溅落在锥形瓶外,就会多消耗标准溶液,以此为标准计算的待测碱溶液的浓度偏大,D不符合;
故选A;
(3)Ⅱ.①为探究反应速率与的关系,浓度不变,根据数据3和4可知溶液总体积为,故为4mL;根据变量单一可知为6mL,为6mL;
②浓度增大速率加快,根据1和3组数据分析,3的是1的2倍,1和3所用的时间比,根据分析可知速率和浓度的平方成正比,故m=2。故答案为:4.0;6.0;2。
【变式11-2】(24-25高二上·广东·阶段练习)在菠菜等植物中含有丰富的草酸,草酸对生命活动有重要影响。溶液的pH,溶液中的的物质的量分数随pH的变化如图所示。
请回答以下问题:
(1)请写出草酸在水中的电离方程式: 。
(2)若要使溶液中草酸的电离程度增大,采取的措施为 。(写两点)
(3)时, 。
(4)为测定某实验样品中的含量。称量mg样品,溶于水,加硫酸酸化,配成250mL溶液。
取25.00mL于锥形瓶,用标准液滴定,平均消耗VmL。
①请写出与反应的离子方程式: 。
②当最后半滴溶液滴入锥形瓶, (填实验现象),且半分钟不变色,说明反应达到终点。
③样品中的质量分数为 。(用含字母表示)
④下列操作使得测定结果偏高的是 (填标号)。
a.锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗
b.滴定前平视,滴定后俯视读数
c.用蒸馏水洗干净滴定管后,直接盛装溶液
d.滴定前尖嘴有气泡,滴定结束后发现尖嘴无气泡
【答案】(1)
(2)升高温度、加水稀释、加碱
(3)
(4) 溶液变成浅红色 cd
【分析】随着溶液中pH增大,的量逐渐减小、的量先增大后减小、的量一直增大,故p、q、m分别为、、的物质的量分数曲线。
【详解】(1)草酸为弱酸,第一步电离生成氢离子和草酸氢根离子、第二步电离出氢离子和草酸根离子,;
(2)要使溶液中草酸的电离程度增大,采取的措施为加入碱性物质,升高温度、加水稀释等;
(3)pH=5时,;
(4)①与在酸性条件下反应生成二氧化碳和锰离子、水,离子方程式:。
②高锰酸钾溶液为紫红色,滴定终点的现象:最后半滴标准液加入后,溶液无色变为浅红色,且半分钟不褪色。
③由方程式体现的关系可知,样品中的质量分数为。
④a.锥形瓶水洗后未用待测草酸溶液润洗,对测定结果无影响,故a不选;
b.滴定前平视,滴定后俯视读数,导致终点读数偏小,则标准液体积偏小,测定结果偏低,故b不选;
c.用蒸馏水洗干净滴定管后,直接盛装溶液,导致标准液被稀释,标准液体积偏大,测定结果偏高,故c选;
d.滴定前尖嘴有气泡,滴定结束后发现尖嘴无气泡,起始读数偏小,标准液体积偏大,测定结果偏高,故d选。
【变式11-3】亚硝酸钠(NaNO2)外观酷似食盐且有咸味,是一种常用的防腐剂。某化学兴趣小组设计如图所示装置(省略夹持装置)制备NaNO2并探究其性质。
已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2;
②NaNO2易被空气氧化,NO能被酸性高锰酸钾溶液氧化为;
③HNO2为弱酸,室温下存在反应3HNO2=HNO3+2NO↑+H2O。
回答下列问题:
(1)装置E中盛放铜片的仪器名称是 ,其中发生反应的化学方程式为 ,检查E装置气密性的方法是 。
(2)上述实验装置中,依次连接的合理顺序为h→ 。
(3)装置D中酸性KMnO4溶液的作用是 (用离子方程式表示)。
(4)反应结束后,取适量产品溶于稀硫酸中,观察到的实验现象为 。
(5)测定深水井中亚硝酸钠含量:取1000mL水样于锥形瓶中,立即加入500mL0.0001mol/L酸性高锰酸钾溶液,充分反应后用0.0001mol/L草酸溶液滴定高锰酸钾,终点时消耗草酸钠溶液115.00mL。则水中NaNO2的含量为 mg/L。若所取样品在空气中放置时间过长,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】 圆底烧瓶 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 检查装置E气密性的方法是先关闭弹簧夹,从滴液漏斗处倒水,若形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好 efcdabg(或efcdbag) 固体溶解,产生无色气体并在液面上方变为红棕色 0.69 偏低
【分析】在E中,浓硝酸与铜片反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应,生成稀硝酸,稀硝酸与铜片反应生成NO,NO用浓硫酸干燥,再与过氧化钠反应生成NaNO2,最后有毒的NO用酸性高锰酸钾吸收。
【详解】(1)仪器名称是圆底烧瓶;其中发生的反应为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;检查装置E气密性的方法是先关闭弹簧夹,从滴液漏斗处倒水,若形成一段稳定的水柱,则证明装置气密性好;
(2)依据分析,仪器依次连接的合理顺序为h-e-f-c-d-a-b-g(或hefcdbag);
(3)装置D中NO被酸性KMnO4氧化并吸收,不会对空气造成污染,反应方程式为是;
(4)亚硝酸钠与硫酸反应生成HNO2,HNO2分解:3HNO2=HNO3+2NO+H2O,NO与空气反应,生成二氧化氮,现象为:有气泡产生,液面上方变红;
(5) NO可将MnO还原为Mn2+,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO~5NO,多余的高锰酸钾,可将草酸根氧化,根据化合价变化可得反应的关系式:2MnO~5C2O,消耗0.001mol·L-1草酸钠115.00mL,消耗高锰酸钾的物质的量为0.001mol·L-1×0.115 L×2/5=4.6×10-5mol,则1000mL水样消耗高锰酸钾的物质的量为0.001mol·L-1×0.05 L-4.6×10-5mol=4×10-6mol,则水样中含有亚硝酸钠的物质的量为4×10-6mol×5/2=10-5mol,质量为10-5mol×69g/mol=6.9×10-4g=0.69mg,所以水中NaNO2的含量为0.69mg/1L=0.69mg/L;NaNO2放置空气中时间过长被氧化,实际含量降低,测定结果偏低,故答案为:0.69mg/L;偏低。
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