摘要:
**基本信息**
以“水的电离平衡”为核心,构建“概念-计算-实验-应用”四维训练体系,通过12类题型实现从原理理解到应试突破的递进式培养。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|水的电离及离子积|3题/1典例|平衡常数计算模型、温度影响规律|从电离方程式推导Kw表达式,结合数据表格建立温度-Kw关系|
|溶液酸碱性与pH|5题/1典例|pH计算“四步法”、酸碱稀释规律|以c(H⁺)/c(OH⁻)关系为核心,衔接pH定义与测定方法|
|中和滴定|4题/1典例|误差分析“公式倒推法”、图像三阶段解读|从仪器操作到数据处理,构建“原理-操作-误差-应用”完整链条|
内容正文:
第二节 水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
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 溶液的酸碱性和pH的应用
题型08 酸碱中和滴定相关仪器
题型09 酸碱中和滴定实验操作
题型10 酸碱中和滴定的误差分析
题型11 酸碱中和滴定图像分析
题型12 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
(1)电离特点:水是一种极弱的电解质,存在微弱的电离。
(2)电离方程式:H2O+H2OH3O++OH-,简写为:H2OH++OH-。
2.水的离子积常数:
(1)水的电离平衡常数表达式为K= 。
(2)水的离子积常数表达式为KW= c(H+)·c(OH-)。
①常温时,Kw=1.0×10-14,不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
②不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
(3)KW及影响因素:
Kw只与温度有关,随温度的升高,Kw逐渐增大,未注明温度时,一般认为是常温,Kw=1.0×10-14。
比较不同温度下水的离子积,体会Kw与温度的关系:
温度
25 ℃
50 ℃
90 ℃
100 ℃
Kw
1.01×10-14
5.31×10-14
3.71×10-13
5.45×10-13
升高温度,Kw增大;Kw 和平衡常数K一样,只与温度有关。
3.有关水的离子积常数的计算
(1)常温下,水的离子积常数Kw=1.0×10-14,则纯水中c(H+)是1.0×10-7mol·L-1。
若某酸溶液中,c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为1.0×10-10mol·L-1。
若某碱溶液中,c(OH-)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(H+)为1.0×10-13mol·L-1。
(2)不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
若某酸溶液中,c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为1.0×10-13mol·L-1,此时水电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1。
若某碱溶液中,c(OH-)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(H+)为1.0×10-13mol·L-1,此时水电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1。
4.酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法
(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制,但c水(H+)=c水(OH-)。
(2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=(忽略水电离出的H+的浓度),酸电离的H+浓度认为是溶液中总c(H+)。
(3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=(忽略水电离出的OH-的浓度),碱电离的OH-浓度认为是溶液中总c(OH-)。
【典例01】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)下列说法正确的是
A.加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、
B.SO2通入碘水中,反应的离子方程式为:SO2+I2+2H2O=+2I-+4H+
C.25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NaCl溶液的Kw
D.100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
【答案】A
【详解】A.加入铝粉能产生的溶液可能为强酸性或强碱性溶液,强碱性条件下,、、、之间不发生反应,可以大量共存,因此该组离子可能大量存在,A正确;
B.具有还原性,具有氧化性,二者反应生成而非,离子方程式产物错误,正确离子方程式为,B错误;
C.水的离子积仅与温度有关,温度越高越大,因此25℃时溶液的小于100℃时溶液的,和溶液中溶质是还是无关,C错误;
D.100℃时,pH=2的盐酸中,pH=12的溶液中,等体积混合后过量,溶液显碱性,D错误;
故选A。
【变式1-1】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)某温度下,纯水中。将的硫酸与的溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液。则为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】该温度下水的离子积:纯水中,故,的硫酸中;的溶液中;混合后,碱过量,混合后,列过量关系:,解得;
【详解】A.若,代入计算得混合后,A错误;
B.若,代入计算得混合后,对应,B正确;
C.若,代入计算得混合后,C错误;
D.若,酸过量,混合后溶液呈酸性,,D错误;
故答案为B。
【变式1-2】.(25-26高二上·天津·期中)已知在温度T1和T2时水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.A点水的电离程度小于C
B.水的离子积常数关系为:C>A
C.升高温度可实现由C点到A点
D.时,pH=4的硫酸与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液的pH=7
【答案】C
【详解】A.T2对应的水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度大于T1,A点水电离程度大于C点,A错误;
B.水的离子积,A点、均大于C点,故,B错误;
C.升高温度,水的电离平衡正向移动,、均增大,可实现由C点到A点的转化,C正确;
D.时,pH=10的氢氧化钠溶液中,与pH=4的硫酸等体积混合后过量溶液显碱性,且时中性溶液pH<7,所得溶液pH不可能为7,D错误;
故选C。
【变式1-3】.(25-26高二上·天津·期中)Ⅰ.①铜丝 ②熔融的 ③NaCl溶液 ④蔗糖 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨氨水
(1)属于强电解质的是__________(填数字编号,下同);属于非电解质的是__________。
Ⅱ.已知25℃时,某些酸的电离平衡常数如下:
化学式
HCN
电离平衡常数
电离平衡常数
—
—
(2)的电离方程式为__________。
(3)向溶液中加入适量晶体以后,溶液中的氢离子浓度__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将 加水稀释,有关稀释后溶液的说法,正确的是__________。
A.电离程度增大 B.溶液导电性增强
C.溶液中分子增多 D.增大
(5)则以下反应不能发生的是_________。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ.在某温度下的水溶液中,,。x与y的关系如图所示,回答下列问题:
(6)水的离子积为__________。
【答案】(1)
②⑥⑦
④⑧
(2)
(3)
减小
(4)AD
(5)B
(6)
(或)
【详解】(1)①铜丝是单质,③NaCl溶液是混合物,⑨氨水是混合物,既不是电解质也不是非电解质;②熔融、⑥、⑦均为盐,属于完全电离的强电解质;⑤是弱酸,属于弱电解质。④蔗糖、⑧是在水溶液和熔融状态下都不能导电的化合物,属于非电解质。
(2)是一元弱酸,在水溶液中部分电离,因此电离方程式使用可逆号连接,电离方程式为。
(3)加入晶体后,溶液中浓度升高,抑制的电离平衡,导致浓度减小。
(4) A. 加水稀释促进弱电解质电离,醋酸电离程度增大,A正确;
B. 稀释时溶液体积增大程度超过离子物质的量增大程度,离子总浓度降低,导电性减弱,B错误;
C. 电离平衡正向移动,分子被消耗,数目减少,C错误;
D. ,稀释时减小,温度不变恒定,故比值增大,D正确;
故选AD。
(5)电离平衡常数越大酸性越强,可得酸性顺序,根据强酸制弱酸规律:B选项中酸性弱于HCN,无法制取HCN,反应不能发生,其余选项均符合强酸制弱酸规律,可以发生,故选B。
(6)水的离子积,取图中、的点代入,可得。
▌题型02 影响水电离的因素
1.改变条件对水的电离平衡的影响
在常温下,改变下列条件,分析条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH-的影响,填写下表:
改变条件
电离平衡
移动方向
溶液中
c(H+)
溶液中
c(OH-)
pH
溶液的
酸碱性
Kw
升高温度
正向
增大
增大
<7
中性
增大
加入酸
逆向
增大
减小
<7
酸性
不变
加入碱
逆向
减小
增大
>7
碱性
不变
加入活泼金属(如Na)
正向
减小
增大
>7
碱性
不变
加入CH3COONa(s)
正向
减小
增大
>7
碱性
不变
加入NH4Cl(s)
正向
增大
减小
<7
酸性
不变
2.水的电离平衡曲线的理解与识别
某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
3.水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律
(1)电离是吸热过程,故温度升高,会促进水的电离,水的电离程度增大,KW增大,水仍呈中性。
(2)外加酸,c(H+)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
(2)外加碱,c(OH-)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
(3)加入了活泼金属,可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡向右移动,水的电离程度增大。
(4)加入弱碱离子(如Al3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Ag+等),弱碱离子与水电离出的OH-结合,水的电离平衡向右移动,c(H+)增大,溶液呈酸性。
(5)加入弱酸根离子(如CO32-、HCO3-、CH3COO-等),弱酸根离子与水电离出的H+结合,水的电离平衡向右移动,c(OH-)增大,溶液呈碱性。
【典例02】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)常温时下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.的硫酸溶液中:、、、
B.与铝反应放出H2的溶液中:、、、
C.水电离出的的溶液中:、、、
D.澄清透明溶液中:、、、
【答案】D
【详解】A.0.1硫酸溶液为酸性体系,酸性条件下与会发生归中反应生成,且会与结合生成弱电解质,无法大量共存,A错误;
B.与反应放出的溶液可能为强酸性或强碱性;若为碱性,会与反应生成;若为酸性,在酸性条件下具有强氧化性,与反应生成氮氧化物而非,无法大量共存,B错误;
C.水电离出的说明水的电离被抑制,溶液可能为酸性或碱性;若为酸性,会被酸性条件下的氧化,且与反应生成和;若为碱性,会与生成沉淀,也会与反应,无法大量共存,C错误;
D.澄清透明溶液中,、、、相互之间不发生反应,可大量共存,D正确;
故选D。
【变式2-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法不正确的是
A.2.0×10-7mol·L-1 的盐酸中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,0.1mol/L HX溶液的pH约为4,证明HX是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
【答案】A
【详解】A.的盐酸完全电离出的,电离出的氢离子浓度数量级与水接近,故需要考虑水电离的影响,而溶液温度未知,水电离的浓度未知,A错误;
B.强酸强碱盐KCl溶液显中性,pH=7.0;水的电离为吸热反应,加热至80℃,温度升高,水的电离平衡向右移动,电离出的和增大,pH减小,溶液中依然显中性,B正确;
C.常温下,0.1 mol/L HX溶液的pH约为4,,证明HX是弱电解质,C正确;
D.弱酸醋酸在水溶液中存在电离平衡:,固体溶于水电离出,使增大,电离平衡向左移动,减小,pH增大,D正确;
故选A。
【变式2-2】.(24-25高二上·天津·期中)下列说法正确的是
A.常温下,的盐酸稀释倍,
B.同温下,pH相同的氢氧化钠溶液和氨水溶液中水的电离程度不同
C.反应 ,该反应自发的条件是低温自发
D.将KCl溶液从常温加热至,溶液的pH变小但仍保持中性
【答案】D
【详解】A.酸无限稀释不可能变为碱,故常温下,的盐酸稀释倍,接近,A错误;
B.pH相同的NaOH溶液和氨水溶液中,自由的浓度相等,对水的电离的抑制程度相同,因此水的电离程度是相同的,B错误;
C.该反应的ΔH>0,且正反应是气体分子数增多的反应,ΔS>0,根据反应自发判据ΔG=ΔH-TΔS<0,该反应需要高温才能满足ΔG<0,属于高温自发,C错误;
D.KCl为强酸强碱盐,溶液呈中性,将KCl溶液从常温加热至60℃,升高温度促进水的电离,即溶液中和浓度均增大,溶液的pH变小但仍保持中性,D正确;
故选D。
【变式2-3】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)加热纯水时,下列叙述正确的是
A.pH变小、呈酸性 B.pH不变、呈中性
C.pH变小、呈中性 D.变小、呈碱性
【答案】C
【详解】A.加热促进水的电离,增大,减小,但纯水中始终存在,呈中性,并非酸性,A错误;
B.加热后增大,根据可知会减小,并非不变,B错误;
C.加热使水的电离平衡正向移动,增大故变小,且纯水中始终等于,溶液呈中性,C正确;
D.水的电离是吸热过程,加热促进电离,,故变大,且溶液呈中性,并非碱性,D错误;
故选C。
▌题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性的判断标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,其具体关系为:
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1
2.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=-lgc(H+)。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系(25 ℃):
pH大小能反映出溶液中c(H+)大小,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即0≤pH≤14。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂:不同的指示剂在不同的pH范围内变色
指示剂
变色的pH范围
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
(2)pH试纸:使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
①广泛pH试纸:其pH范围是1~14 (最常用),可以识别的pH差约为1。
②精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。
③专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
(3)用pH计测量。pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的pH。能够直接测量溶液的pH,读数可以精确到小数点后两位。
4.测溶液pH时的三注意
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)若某溶液具有漂白性,则不能用酸碱指示剂测定该溶液的酸碱性,也不能用pH试纸测定其pH。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
【典例03】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法中错误的是
A.时,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,增大,不变
B.将纯水加热到时,变大,不变,水仍呈中性
C.合成氨反应,增大压强可以提高单位体积内的活化分子数,加快反应速率
D.合成氨温度选择左右,主要是从反应速率角度考虑
【答案】B
【详解】A.稀氨水呈碱性,加入纯水后增大,水的电离平衡逆向移动;温度仍为,水的离子积只与温度有关,故不变,A正确;
B.水的电离是吸热过程,将纯水加热到时,增大。纯水中,仍呈中性,但氢离子浓度增大,减小,B错误;
C.合成氨反应的反应物均为气体,增大压强会增大反应物浓度,提高单位体积内的活化分子数和有效碰撞次数,从而加快反应速率,C正确;
D.合成氨是放热的可逆反应,降低温度有利于提高平衡产率,但反应速率较慢;工业上选择左右主要是因为该温度下催化剂活性强,可获得较快的反应速率,D正确;
故选B。
【变式3-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列溶液一定显酸性的是
A.水电离出的 B.的溶液
C.的溶液 D.与铝粉反应生成氢气的溶液
【答案】C
【详解】A.水电离出的,说明水的电离被抑制,外加酸、外加碱均可抑制水的电离,溶液可能为酸性(如的酸溶液),也可能为碱性(如的碱溶液),A错误;
B.溶液和温度有关,当温度足够高时,中性溶液也可以出现,使得溶液显中性且的情况,B错误;
C.溶液酸碱性的根本判断依据是与的相对大小,的溶液一定显酸性,C正确;
D.铝既能与非氧化性酸反应生成氢气,也能与强碱溶液反应生成氢气,该溶液可能为酸性也可能为碱性,D错误;
故选C。
【变式3-2】.(25-26高二上·天津·期中)数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。如图是用数字化实验采集的光照过程中氯水pH的变化情况,以下分析正确的是
A.随时间增长,氯水的酸性减弱 B.随时间增长,氯水的质量增大
C.随时间增长,氯水的漂白性增强 D.随时间增长,氯水中的增大
【答案】D
【详解】A.由图可知光照过程中氯水pH不断减小,说明增大,氯水酸性增强,A错误;
B.氯水中次氯酸光照发生分解反应:,反应生成的逸出体系,氯水质量减小,B错误;
C.氯水的漂白性来自,光照时不断分解,浓度降低,氯水漂白性减弱,C错误;
D.为弱电解质,原本电离出的很少,分解生成的为强电解质,完全电离出,因此随反应进行,氯水中增大,D正确;
故选D。
【变式3-3】.(25-26高二上·天津宁河·期中)填空。
(1)常温时的醋酸溶液中由水电离的为______mol/L。
(2)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断正确的是______。
A.冰醋酸不导电,所以冰醋酸不是电解质
B.A、B、C三点对应的溶液中,由小到大的顺序是
C.A、B、C三点对应的溶液中,电离程度最大的是B
D.若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热
(3)已知水溶液中和的关系如图所示:
①图中A、B、C、D四点对应的水的离子积常数由大到小的顺序是________。
②若A点到E点,可采用的措施是________(填序号,下同);促进水的电离平衡正向移动的措施是________。
A.升温 B.加入少量的盐酸 C.加入少量的NaOH
(4)某学生以酚酞为指示剂,用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液,三次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数
待测氢氧化钠溶液的体积/mL
0.1000 mol/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
第一次
25.00
2.40
27.50
第二次
25.00
5.20
30.10
第三次
25.00
1.00
28.55
①达滴定终点时,俯视读数,则测定结果________(偏高、偏低,无影响)。
②当滴入最后半滴标准液时溶液从________色刚好变成________色时,即达到滴定终点。
③该氢氧化钠溶液的浓度为________mol/L。
【答案】(1)10-10
(2)D
(3) C A
(4) 偏低 红 无 0.1000
【详解】(1)常温时的醋酸溶液中,氢氧根浓度为,醋酸溶液中的氢氧根完全由水的电离,则水电离出的浓度等于水电离出的氢氧根浓度为10-10mol/L;
(2)A.由题干图中原点可知,冰醋酸不导电,但冰醋酸的水溶液能够导电,所以冰醋酸是电解质,A错误;
B.溶液中自由移动的离子浓度越大,溶液的导电能力就越强,导电能力:C<A<B,所以溶液中c(H+)由小到大的顺序是C<A<B,B错误;
C.加水量越多,醋酸电离程度就越大。可知加水量:A<B<C,所以A、B、C三点对应的溶液中,CH3COOH的电离程度:C>B>A,即A、B、C三点对应的溶液中,CH3COOH电离程度最大的是C,C错误;
D.已知弱电解质的电离是一个吸热过程,加热能够促进电离,故若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热,D正确;
故选D;
(3)①由题干图示信息可知,温度为B>C>A=D=E,水的电离是一个吸热过程,温度越高水的离子积越大,故图中A、B、C、D四点对应的水的离子积常数由大到小的顺序是B>C>A=D,故答案为:B>C>A=D;②由题干图示信息可知,若A点到E点,温度不变,c(H+)减小、c(OH-)增大,可采用的措施是C,升高温度能促进水电离平衡正向移动,所以促进水的电离平衡正向移动的措施是A;
(4)俯视读数,消耗盐酸的体积偏小,测定结果偏低;当滴入最后半滴标准液时溶液从粉红色刚好变成无色且半分钟内不恢复原色时,即达到滴定终点;三次消耗盐酸的体积分别为:25.10mL、24.90mL、27.55mL,可知第三次实验所耗盐酸体积误差较大,取前两组实验的平均值,可知平均所耗盐酸体积为25.00mL,该氢氧化钠溶液中。
▌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04】.(25-26高二上·天津河西·期中)下列说法中正确的是
A.的溶液一定显碱性
B.室温下,将盐酸加水稀释100倍,所得溶液呈中性
C.的溶液呈酸性
D.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
【答案】A
【详解】A.溶液的酸碱性由c(H⁺)与c(OH⁻)的相对大小决定,只要满足c(H⁺) < c(OH⁻),无论温度如何,溶液均显碱性,故A正确;
B.常温下,酸溶液稀释后pH只能无限接近7,不可能等于7,故B错误;
C.pH=6是否显酸性取决于温度。若未明确温度,则无法确定其酸碱性,故C错误;
D.导电能力由离子浓度和离子所带的电荷数决定,强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强,如很稀的盐酸导电性比很浓的醋酸弱,故D错误;
故答案选A。
【变式4-1】.(25-26高二上·天津·期末)常温时,下列溶液中的是
A.的醋酸 B.
C.的溶液 D.氨水
【答案】A
【详解】A.的醋酸中c(H+)=10-2mol/L,A符合题意;
B.由H2SO4=2H++可知,0.1mol/L中c(H+)=0.2mol/L,B不合题意;
C.常温时的溶液中c(H+)=10-12mol/L,C不合题意;
D.NH3‧H2O是弱碱,0.01mol/L氨水溶液呈碱性,无法计算出H+浓度,但H+浓度小于10-7mol/L、不可能为10-2mol/L,D不合题意;
故答案为:A。
【变式4-2】(25-26高二上·天津·期中)下列溶液一定呈中性的是
A.的溶液 B.的溶液
C.使甲基橙试液呈黄色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【答案】A
【详解】A.该溶液中的溶液,满足溶液呈中性的本质条件,所以该溶液一定呈中性,A项正确;
B.在常温下Kw=10-14,,溶液呈中性,但当温度升高时,Kw增大,时,,溶液呈碱性,所以的溶液不一定呈中性,B项错误;
C.甲基橙的变色范围是3.1~4.4,当甲基橙试液呈黄色时,溶液,溶液可能呈酸性、中性或碱性,不能确定溶液一定呈中性,C项错误;
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐,若该正盐能水解,溶液不一定呈中性,D项错误;
答案选A。
【变式4-3】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法正确的是
A.25℃,将的盐酸与的醋酸等体积混合后溶液的
B.用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸上,测定氯水的pH
C.向溶液中通入气体,证明的酸性强于HClO
D.时,将的盐酸与的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
【答案】A
【详解】A.25℃时pH=3的盐酸和pH=3的醋酸中,氢离子浓度均为。等体积混合后,溶液中氢离子浓度不变,醋酸的电离平衡不会发生移动,因此混合液pH仍为3,A正确;
B.新制氯水具有强氧化性,能将有色物质漂白,无法与比色卡对比读出数值,B错误;
C.和反应发生的是氧化还原反应,无法证明和HClO酸性强弱,C错误;
D.100℃时水的离子积,此时pH=12的NaOH溶液中浓度大于,pH=2的盐酸中浓度为,二者等体积混合后NaOH过量,溶液显碱性,D错误;
故选A。
▌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05】.(25-26高二上·天津南开·期中)下列实验误差分析正确的是
A.用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,测定值偏大
B.用标准NaOH溶液滴定盐酸时,若配制标准溶液称取的NaOH固体中含有NaCl杂质时,会引起结果偏高
C.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏大,反应热偏小
D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏大
【答案】B
【详解】A.润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,氢氧根离子浓度变小,则测定值偏小,故A错误;
B.若含NaCl,因NaCl不会消耗盐酸,所配NaOH浓度变小,滴定同样量的盐酸消耗的标准溶液要多,导致结果偏高,故B正确;
C.将碱缓慢倒入酸中,导致热量散失,所测温度值偏小,故C错误;
D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,消耗标准液的体积偏小,则读取数值偏小,故D错误。
答案选B。
【变式5-1】.(25-26高二上·河北邯郸·期中)常温下,下列有关溶液pH的说法正确的是
A.用广泛pH试纸测得某无色溶液的pH为2.13
B.的NaOH溶液加水稀释100倍,其
C.将溶液加水稀释为
D.的溶液和的盐酸等体积混合,所得溶液的(忽略溶液体积变化)
【答案】C
【详解】A.广泛pH试纸测得的pH为整数,A错误;
B.常温下,NaOH溶液的,稀释100倍仍显碱性,pH不可能,B错误;
C.将溶液加水稀释为2L,则,则pOH=1,pH=13,C正确;
D.常温下,将的氢氧化钡溶液和的盐酸等体积混合,和的物质的量相等,所以和恰好完全反应,溶液呈中性,,D错误;
故选C。
【变式5-2】.(25-26高二上·天津·期中)下列关于实验操作的分析不正确的是
A.测定中和反应反应热时,测盐酸后的温度计未冲洗干净立即测NaOH溶液的温度,则测得的ΔH偏大
B.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
C.取1mL0.1mol/LKI溶液于试管中;加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液,若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
D.用玻璃棒蘸取NaOH溶液滴在湿润的pH试纸上,则测得的pH值偏小
【答案】C
【详解】A.测定中和反应反应热时,测盐酸后的温度计未冲洗干净立即测NaOH溶液的温度,酸碱中和放热,测定起始温度偏大,则测得放出的热量偏小,放热反应的ΔH是负值,则ΔH偏大,故A正确;
B.锥形瓶中有少量水,不影响溶质的物质的量,则对滴定结果无影响,故B正确;
C.取1mL0.1mol/LKI溶液于试管中,加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,FeCl3溶液过量,反应后检验铁离子,不能证明反应有一定限度,故C错误;
D.玻璃棒蘸取NaOH溶液滴在湿润的pH试纸上,NaOH的浓度偏小,则测得的pH值偏小,故D正确;
故选:C。
【变式5-3】.(24-25高二上·天津·阶段检测)现有pH均为2的盐酸、硫酸和醋酸三种溶液。
(1)若分别用这三种酸中和含等物质的量NaOH的溶液,所需酸溶液的体积分别为a、b、c,则它们的大小关系是______________。
(2)取等体积的三种酸,分别与足量碳酸钠在相同条件下反应,若在相同条件下和碳酸钠反应产生的气体体积分别是a、b、c,则它们的大小关系是______________。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)三种酸的电离特性:为一元强酸、为二元强酸,二者完全电离;为一元弱酸,仅部分电离。均为2说明三者已电离出的均为。那么若分别用这三种酸中和含等物质的量NaOH的溶液,所需酸溶液的体积:。
(2) 等等体积的两种强酸溶液中,总物质的量相等,与足量反应生成的体积相等,即;醋酸存在电离平衡,反应过程中未完全电离的醋酸会持续电离出,可提供的总物质的量远大于两种强酸,因此生成的体积更大,故大小关系为。
▌题型06 溶液pH的计算
1.pH计算公式:pH=-lg c(H+),如:c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1的酸性溶液pH=5。
2.pH意义:pH越大,溶液碱性越强;pH越小,酸性越强。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
【特别提醒】pH的范围为0~14,即只有c(H+)或c(OH-)≤1 mol·L-1时才能适用。
4.测量方法
(1)酸碱指示剂法
酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱,它们的颜色在一定的pH范围内发生变化,因此,可以用这些弱酸、弱碱来粗略测定溶液的pH范围,不能准确测定出pH的具体值。几种常用指示剂的变色范围和颜色变化如表所示:
指示剂
变色范围(pH)
遇酸的颜色
遇碱的颜色
甲基橙
3.14.4
红色(pH<3.1)
黄色(pH>4.4)
石蕊
5.08.0
红色(pH<5.0)
蓝色(pH>8.0)
酚酞
8.210.0
无色(pH<8.2)
红色(pH>10.0)
(2)pH试纸法:
①种类
a.广泛pH试纸:其pH范围是1~14(最常用)。
b.精密pH试纸:其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。
c.专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
②使用方法:用镊子夹取一小块试纸放在干燥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,30s变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。
(3)pH计测量法,pH计又称酸度计,可以用来精密测量溶液的pH。测得的溶液pH可以是整数或小数。
5.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
①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)。
②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=。
(3)稀释后溶液pH的变化规律
①对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即pH=a+n(a+n<7)。
②对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即pH=b-n(b-n>7)。
③对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是:a<pH<a+na+n<7)(即对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化的程度大)。
④对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是:b-n<pH<b(b-n>7)(即对于pH相同的强碱和弱碱稀释相同倍数,强碱pH变化的程度大)。
(4)25 ℃时,将强酸、强碱溶液以某体积之比混合,若混合液呈中性,pH酸+pH碱=14-lg,现举例如下:
V酸∶V碱
c(H+)∶c(OH-)
pH酸+pH碱
10:1
1∶10
15
1∶1
1∶1
14
1:10
10∶1
13
【典例06】.(25-26高三上·天津静海·期中)下列说法正确的是
A.溶液是指此溶液中含有
B.标准状况下22.4LHCl溶于1L水,溶质的物质的量浓度为1 mol/L
C.配成溶液,溶质的物质的量浓度为
D.常温时,pH=1的溶液中溶质物质的量浓度为
【答案】D
【详解】A.1 mol /L NaCl溶液是指1 L溶液中含有1 molNaCl,题中未指明溶液的体积,A错误;
B.标准状况下22.4 L HCl的物质的量为1 mol,溶于1 L水后得到的溶液体积不是1 L,溶质HCl的物质的量浓度不是 1 mol/L,B错误;
C.62 g Na2O的物质的量为1 mol,由于Na2O会与水反应,转化为NaOH,所以配成1 L溶液后的溶质为NaOH,根据Na元素守恒,其浓度为2 mol/L,C错误;
D.硫酸为二元强酸,pH=1,说明溶液中氢离子浓度为0.1 mol/L,则硫酸的浓度为0.05 mol/L,D正确;
故选D。
【变式6-1】.(25-26高二上·天津河西·阶段检测)室温下,对于的稀氨水溶液,下列判断正确的是
A.该溶液中的物质的量为0.1 mol
B.常温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性
C.加入少量水,溶液中减小
D.向氨水中加入氯化铵固体,氨水的电离程度减小,溶液的pH减小
【答案】D
【详解】A.部分电离,故该溶液中的物质的量小于0.1 mol,A错误;
B.常温下,由于醋酸电离程度是微弱的,的醋酸溶液的溶质的浓度比的氢氧化钠溶液的溶质的浓度大得多,故二者等体积混合后,电离出的氢离子将氢氧根消耗完后,溶质为醋酸钠与醋酸的混合溶液,且醋酸的浓度比醋酸钠的浓度大得多,醋酸又电离出氢离子,因此溶液呈酸性,故B错误;
C.,加入少量水,减小,故溶液中增大,C错误;
D.氨水中存在电离平衡,加入氯化铵固体,增大,电离平衡向左移动,故氨水的电离程度减小,减小,溶液的pH减小,D正确;
故选D。
【变式6-2】.(25-26高二上·天津河西·期末)在常温下柠檬水的,其中的为
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】常温下柠檬水的,即,,故选D。
【变式6-3】(24-25高二上·天津·期中)Ⅰ.现有常温下的四份溶液:①溶液;②溶液;③pH=13的溶液;④溶液与的溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度由大到小排序为___________。
(2)某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1,则由水电离出来的H+的浓度为___________。
Ⅱ.在25 ℃时,有一pH=12的NaOH溶液100 mL,欲使它的pH降为11。
(3)如果加入蒸馏水,就加入___________mL。
(4)如果加入pH=10的NaOH溶液,应加入___________mL;。
(5)如果加入0.008 mol·L-1 HCl溶液,应加入___________mL。
III.在某温度下Kw=10-13,在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合,
(6)若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=___________。
(7)若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=___________。
(8)若所得混合液pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=___________。
【答案】(1)④>①>②>③
(2)1×10-10 mol·L-1
(3)900
(4)1000
(5)100
(6)Va∶Vb=1∶10
(7)Va∶Vb=10∶1
(8)Va∶Vb=1:9
【详解】(1)酸或碱溶液中氢离子或氢氧根浓度越大,对水的电离抑制程度越大。①溶液中醋酸部分电离,c(H+)<0.01mol/L,抑制水的电离;②溶液中氢离子浓度为0.01mol/L,抑制水的电离;③pH=13的溶液中氢氧根浓度为0.1mol/L,抑制水的电离;④溶液与的溶液等体积混合所得溶液为氯化钠溶液,呈中性。综上:水的电离程度由大到小排序为:④>①>②>③;
(2)某温度下,蒸馏水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,故Kw= c(H+) c(OH-)=10-12,加入NaHSO4晶体,保持温度不变,c(H+)=1×10-2 mol·L-1,则c水(OH-)=c水(H+)=;
(3)pH=12的NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 mol·L-1,设加入水的体积是V1,0.01 mol·L-1×0.1 L=0.001 mol·L-1×(0.1+V1)L,V1=-0.1 L=0.9 L=900 mL;
(4)pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=0.0001 mol·L-1,设加入pH=10的NaOH溶液的体积是V2,0.01 mol·L-1×0.1 L+0.0001 mol·L-1×V2=0.001 mol·L-1×(0.1+V2),V2=1 L=1000 mL;
(5)0.008 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=0.008 mol·L-1,设加入盐酸的体积为V3,c(OH-)==0.001 mol·L-1,解得:V3=100 mL;
(6)在某温度下Kw=10-13,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=10-1 mol·L-1,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,若所得混合液为中性,则:10-1Va=10-2Vb,Va∶Vb=1∶10;
(7)在某温度下Kw=10-13,pH=b的硫酸中c(H+)=10-b mol·L-1,pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-13mol·L-1=10-b-1mol·L-1,若所得混合液为中性,则:10-bVb=10-b-1Va,Va∶Vb=10∶1;
(8)在某温度下Kw=10-13,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=10-1 mol·L-1,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,若所得混合液pH=10,则:,则Va∶Vb=1:9。
▌题型07 溶液的酸碱性和pH的应用
(1) 测试和调控溶液的pH,对工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等都具有重要意义。
(2) 血液中的酸碱平衡
血液的正常pH范围是7.35~7.45,血浆中H2CO3/HCO3- 缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。
【典例07】.(24-25高二上·天津滨海新区·期中)某温度下,的中由水电离出的。在此温度下,的硫酸溶液与的氢氧化钠溶液混合后,则硫酸和氢氧化钠的体积比为
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】为二元强碱,中,水电离的,溶液中的只来自于水的电离,故溶液中,因此该温度下的。的硫酸溶液中,的溶液中,混合后(该温度下溶液呈中性),说明酸碱恰好完全中和,即, 代入数值:,解得,故选C。
【变式7-1】.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)室温下,用溶液分别滴定的盐酸和醋酸,滴定曲线如下图所示。下列说法不正确的是
A.Ⅱ表示的是滴定盐酸的曲线
B.滴定盐酸溶液时,可选择石蕊溶液作指示剂
C.时,滴定盐酸消耗的等于
D.初始时盐酸的
【答案】B
【详解】A.醋酸是弱电解质部分电离,HCl是强电解质完全电离,相同浓度的醋酸和盐酸,醋酸初始pH更大,盐酸初始pH更小,则表示滴定醋酸的曲线,Ⅱ表示滴定盐酸的曲线,A正确;
B.石蕊溶液变色范围宽、变色不明显,滴定盐酸时不能选择石蕊做指示剂,应选甲基橙或酚酞,B错误;
C.盐酸与NaOH均为强电解质,恰好中和时生成NaCl,溶液呈中性pH=7,此时二者物质的量相等,浓度相同则消耗,C正确;
D.初始时盐酸浓度为,完全电离出,,D正确;
故选B
【变式7-2】.(25-26高二上·天津·期中)常温下,将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH溶液各1 mL,分别加水稀释到1000 mL,其pH变化与溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.若c=9,则稀释后三种溶液中水的电离程度:MOH>HA>HB
B.HA的酸性强于HB,且HA是强酸
C.若c>9,稀释前MOH和HA混合,溶液显碱性
D.若c>9,则MOH是弱碱
【答案】A
【详解】A.pH=5的HA溶液中,所以水电离的氢离子浓度,pH=b的HB溶液中,b<5,所以,pH=9的MOH溶液中,,所以稀释后溶液中水电离的氢离子浓度顺序为:,A错误;
B.由图可知,pH=2的两种酸溶液HA,HB各1 mL,分别加水稀释到1000mL后溶液HA的pH=5,增大3个单位,所以HA为强酸,溶液HB的pH值增大小于3个单位,HB所以为弱酸,HA的酸性强于HB,B正确;
C.若c>9,则MOH是弱碱,将pH=2的HA溶液和pH=12的MOH溶液各1 mL混合,则MOH溶液过量,溶液呈碱性,C正确;
D.若c>9,则MOH是弱碱,D正确;
故答案选A。
【变式7-3】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)完成下列问题。
(1)已知次磷酸()溶液中存在分子。与足量NaOH溶液充分反应,消耗的酸和碱的物质的量相等,则生成盐的化学式为____________,该盐属于____________(填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)常温下,用NaOH溶液吸收得到的溶液,试计算该溶液中____________(常温下的电离常数,)。
【答案】(1)
正盐
(2)
【详解】(1)已知 与足量 溶液充分反应时,消耗的酸和碱的物质的量相等,即两者发生 的中和反应,这说明 是一元弱酸,分子中只有一个可电离的氢离子。因此,两者完全反应生成的盐化学式为 。由于该盐的阴离子 中已不再含有能电离出 的氢原子,故 属于正盐。
(2) 溶液中存在 的第二步电离平衡:,其电离平衡常数表达式为 。已知常温下溶液的 ,则溶液中氢离子浓度为 。将电离平衡常数表达式进行变形,即可求得目标比值:。
▌题型08 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08】.(24-25高三上·天津和平·阶段检测)下列关于配制NaOH标准溶液并用其滴定草酸溶液浓度的操作正确的是
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】A.容量瓶是定容精密仪器,不能用于溶解固体,固体需在烧杯中溶解、冷却后再转移至容量瓶,A错误;
B.定容时视线应与液体凹液面最低处保持相平,图中仰视读数为错误操作,B错误;
C.容量瓶摇匀的正确操作为食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,反复上下颠倒摇匀,图中操作错误,C错误;
D.为碱性溶液,可使用带聚四氟乙烯活塞的滴定管盛装,用酚酞作指示剂滴定草酸溶液操作合理,D正确;
故选D。
【变式8-1】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)用盐酸标准液滴定溶液,下列操作正确的是
A.酸式滴定管排气泡的基本操作方法
B.量取溶液
C.用标准溶液滴定溶液滴定时的操作
D.记录滴定终点液面的读数
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.图中是碱式滴定管排气泡方法,A错误;
B.是碱性溶液,会腐蚀酸式滴定管的玻璃活塞,需用碱式滴定管量取,B错误;
C.滴定过程中眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化,以便及时观察滴定终点,操作正确,C正确;
D.滴定管刻度“上小下大”,图中凹液面最低点在刻度上方,实际读数小于,且读数时应平视凹液面最低处,记录错误,D错误;
故答案为C。
【变式8-2】.(25-26高二上·天津河西·阶段检测)用草酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.碱式滴定管滴定前要排气泡
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.转移或移液时,需要用玻璃棒引流,A错误;
B.润洗滴定管时应取少量标准液于滴定管中,倾斜着转动滴定管进行润洗,B错误;
C.滴定时,应手持锥形瓶上端摇动锥形瓶,不能手持锥形瓶底端摇动,控制活塞的方式也是错误的,应采用如图所示方式进行滴定,C错误;
D.碱式滴定管滴定前,要使尖嘴部分充满溶液且不留有气泡,操作正确,D正确;
故选D。
【变式8-3】.(25-26高三上·天津河西·阶段检测)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液
100 mL容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒
蒸馏水、NaCl固体
B
制备胶体
烧杯、酒精灯、胶头滴管
蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C
测定NaOH溶液浓度
烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管
待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D
制备乙酸乙酯
试管、量筒、导管、酒精灯
冰醋酸、无水乙醇、饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.配制100mL NaCl溶液需要胶头滴管进行定容,选项中缺少该仪器,且量筒在此实验中不必要,A不符合题意;
B.制备Fe(OH)3胶体需将饱和FeCl3溶液滴入沸水,烧杯、酒精灯、胶头滴管均正确,试剂完整,B符合题意;
C.测定NaOH浓度需用酸式滴定管装标准盐酸,但待测NaOH需用碱式滴定管或移液管量取,选项中缺少相关仪器,C不符合题意;
D.制备乙酸乙酯需浓硫酸作催化剂,试剂中未提供,D不符合题意;
故选B。
▌题型09 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09】.(25-26高二上·天津南开·期中)下列实验的相应操作中,不正确的是
A.中和滴定:用NaOH标准溶液滴定溶液
B.配制溶液:向容量瓶中转移溶液
C.蒸馏:冷却水从冷凝管②口通入,①口流出
D.制备并检验:为防止有害气体逸出,先放置浸有溶液的棉团,再加热
【答案】A
【详解】A.NaOH是强碱,会与酸式滴定管的玻璃活塞中的二氧化硅反应,使活塞粘连无法打开,因此NaOH标准溶液应盛放在碱式滴定管中,图中使用的是酸式滴定管,A错误;
B.向容量瓶转移溶液时,用玻璃棒引流,且玻璃棒末端靠在容量瓶刻度线以下,B正确;
C.蒸馏时冷凝水需要“下进上出”,逆流冷却效果更好,图中②是冷凝管下口、①是上口,从②通入冷却水、①流出,C正确;
D.铜与浓硫酸加热制备二氧化硫,用品红溶液检验二氧化硫,二氧化硫有毒,用浸有NaOH溶液的棉团吸收尾气,D正确;
故答案为A。
【变式9-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列图示实验中,操作规范的是
A.混合浓硫酸和乙醇
B.定容
C.萃取振荡时放气
D.盐酸滴定NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢沿烧杯壁倒入乙醇中,并不断搅拌,以防止局部过热导致液体飞溅。图中操作是将乙醇倒入浓硫酸,操作不规范,A不符合题意;
B.定容操作应在液面接近刻度线1-2 cm时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相切。图中直接用烧杯向容量瓶中加水,容易导致加水过量,操作不规范,B不符合题意;
C.萃取振荡后,需要打开活塞放气,以平衡分液漏斗内的压强。图中操作是将分液漏斗倒置,打开活塞放气,操作规范,C符合题意;
D.盐酸滴定NaOH溶液时,盐酸应盛装在酸式滴定管中,滴定管应该用左手的无名指和小指向手心弯曲,轻轻抵住出口管,大拇指在前,食指和中指在后,手指略微弯曲,轻轻向内扣住活塞,图中操作不规范,D不符合题意;
故答案选C。
【变式9-2】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)某同学用配制0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液来滴定未知浓度盐酸。下列实验操作正确的是
A.图为用托盘天平称取0.4 g NaOH固体来配制标准溶液
B.图为检漏并洗净后,用标准液润洗滴定管2~3次
C.图为排气泡后,准确读出液体对应刻度并记录
D.图为滴定终点前用洗瓶冲洗锥形瓶内壁减小误差
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】A.NaOH易潮解,且容易腐蚀纸片,应用小烧杯称量,A错误;
B.图乙为酸式滴定管,NaOH标准液应盛装在碱式滴定管中,B错误;
C.排碱式滴定管中的气泡时,把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,,排气泡后,准确读出液体对应刻度并记录,C错误;
D.滴定近终点时,用洗瓶冲洗锥形瓶内壁使最后半滴滴定液进入锥形瓶,减小误差,D正确;
故答案选D。
【变式9-3】.(24-25高二上·天津南开·期中)使用酸碱中和滴定法测定某未知物质的量浓度的稀盐酸的浓度。
Ⅰ.实验步骤:
(1)滴定前的准备
①滴定管:____→洗涤→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录。
a.排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图1所示操作中的______,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
b.记录盛装0.1000 mol/LNaOH溶液的碱式滴定管的初始读数时。液面位置如图2所示,则此时的读数为_____mL。
②锥形瓶:用_____量取待测稀盐酸20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞溶液作指示剂。
(2)滴定
用标准的NaOH溶液滴定待测的稀盐酸时,左手操作滴定管活塞,右手旋摇锥形瓶,眼睛注视_______,滴定至终点时,记录NaOH溶液的终点读数。再重复滴定3次。
滴定终点的现象为:___________。
Ⅱ.实验记录:
滴定次数实验数据/mL
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.80
15.00
15.02
14.98
Ⅲ.数据处理与误差分析:
(3)结合上表数据,计算被测稀盐酸的物质的量浓度是______mol/L。
(4)在本实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏低的有_______。
A.锥形瓶水洗后未干燥
B.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗
C.滴定终点读数时俯视读数
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
E.配制标准液的NaOH固体中混有少量KOH固体
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
【答案】(1) 检漏 丙 0.60 酸式滴定管
(2) 锥形瓶内溶液颜色的变化 当滴入最后半滴标准液后,溶液颜色由无色变为浅红色且保持30 s内不变色
(3)0.0750
(4)CD
【详解】(1)①带有活塞的玻璃仪器在实验前要检验是否漏水,即滴定管使用前先检漏;故答案为:检漏;
②碱式滴定管中排气泡的方法:把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲,轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液,排出气泡,故答案为:丙;
③滴定管精确到0.1 mL,还要估读至0.01 mL,所以滴定管精确度为0.01 mL,液面位置如图所示,则此时的读数为0.60 mL;
④酸性溶液用酸式滴定管量取,所以用酸式滴定管量取盐酸;故答案为:酸式滴定管;
(2)①酸碱中和滴定时,眼睛要注视锥形瓶内溶液的颜色变化,以判断滴定终点;故答案为:锥形瓶内溶液的颜色变化;
②NaOH 溶液滴定待测的稀盐酸时用酚酞溶液做指示剂,滴定终点的现象为:当滴入最后半滴 NaOH 溶液时,锥形中溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不再变色;
(3)根据数据的有效性,舍去第1组数据,然后求出2、3、4组平均消耗V(NaOH)=15.00 mL,由此反应HCl+NaOH=NaCl+H2O知,盐酸和氢氧化钠物质的量之比为1:1,故可列0.0200 L×c(HCl)=0.0150 L×0.1000 mol/L 解得:c(HCl)=0.0750 mol/L;故答案为:0.0750;
(4)A.锥形瓶水洗后未干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,根据c(待测)=c(标准)×V(标准),V(待测)分析,c(待测)不变, A不选;
B.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗,标准液的浓度偏小,造成V(标准)偏大,c(待测)偏大,B不选;
C.滴定终点读数时俯视读数,造成V(标准)偏小,c(待测)偏小,C选;
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出,则盐酸的物质的量减小,消耗的标准溶液氢氧化钠的体积偏小,即V(标准)偏小,c(待测)偏小,D选;
E.配制标准液的NaOH固体中混有少量KOH固体,使配制的NaOH标准溶液浓度偏小,造成V(标准)偏大,c(待测)偏大,E不选;
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,造成V(标准)偏大,c(待测)偏大,F不选;
故答案为:CD。
▌题型10 酸碱中和滴定的误差分析
1.数据处理:滴定操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
【特别提醒】异常数据舍弃,其他数据求平均值,减小误差。
2.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:
A、仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
B、量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
C、操作不当
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);
②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);
③滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
(3)以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,用偏高、偏低或无影响填表。
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束后气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
【典例10】.(25-26高三上·天津·阶段检测)下列叙述不正确的是
A.升高温度,反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
B.室温下,向水中加入少量,水的电离平衡逆向移动,溶液的pH减小
C.工业合成氨,冷却使变成从体系中分离出去,提高反应物的转化率
D.未用标准KOH溶液润洗碱式滴定管,直接滴定未知浓度的盐酸,则测定结果偏低
【答案】D
【详解】A.升高温度会增加活化分子百分数,从而加快反应速率,A正确;
B.加入增加浓度,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,pH减小,B正确;
C.分离减少生成物浓度,平衡右移,提高转化率,C正确;
D.未润洗滴定管会稀释KOH,导致消耗体积偏大,计算时盐酸浓度被高估,D错误;
故答案选D。
【变式10-1】(24-25高二上·天津河北·期中)下列有关滴定实验说法正确的是
A.锥形瓶使用前需用待测液醋酸润洗
B.可用该滴定管量取一定体积的溶液
C.碱式滴定管滴定前要排气泡
D.用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱,滴定前后酸式滴定管读数方式如图所示,则测得碱的浓度偏大
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.滴定实验时,锥形瓶不需要润洗,A错误;
B.酸式滴定管只能盛装酸性溶液或氧化性强的溶液,碳酸钠溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,B错误;
C.通过弯曲橡皮管向上,然后捏开玻璃珠,使气泡被溶液排除,C正确;
D.滴定后俯视,则使用的标准溶液的体积偏小,会使结果偏小,D错误;
故选C。
【变式10-2】(24-25高二上·天津南开·期末)用NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列操作会使实验结果偏小的是
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶使用前用盐酸润洗
C.滴定前滴定管内有气泡,终点读数时气泡消失
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定
【答案】A
【详解】A.滴定终点读数时俯视,导致终点读数偏小,消耗标准NaOH溶液体积偏小,所测盐酸浓度偏小,A符合题意;
B.锥形瓶用盐酸润洗,导致待测浓度的盐酸溶质偏多,消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,B不符合题意;
C.滴定前滴定管内有气泡,导致起始读数偏小,终点读数正确,则消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,C不符合题意;
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定,而未用标准碱液润洗,标准碱液被稀释,导致消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,D不符合题意;
故选A。
【变式10-3】(25-26高二上·天津和平·期末)某学习小组将0.2mol·L—1醋酸稀释,并用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL稀释后的溶液。
(1)滴定前
①有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):_______。
检漏→蒸馏水洗涤→ → → → → →开始滴定。
a.烘干:b.装入滴定液至零刻度以上;c.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下;
d.用洗耳球吹出润洗液;e.排除气泡;f.用滴定液润洗2至3次;g.记录起始读数。
②简述用滴定液润洗滴定管的操作_______。
(2)下面是某同学进行中和滴定实验的操作过程:
a.取一支碱式滴定管,b.用蒸馏水洗净,c.加入待测NaOH溶液,d.记录液面刻度的读数,e.用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液,f.置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中,g.加入少量蒸馏水,h.加入2滴酚酞试剂,i.开始滴定,先慢后快,边滴边摇荡,j.边注视滴定管液面变化,k.小心滴到溶液由无色变为粉红色时,即停止滴定。1.记录液面读数,m.重复滴定,根据两次读数得出NaOH的体积21mL。
①其中错误的操作有_______(填序号)。
②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为_______。
③4次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验次数
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积/mL
20.05
20.00
18.40
19.95
则该醋酸中CH3COOH的物质的量浓度为_______。
(3)误差分析
①滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准溶液润洗,使滴定结果_______。
②滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果_______。
【答案】(1) f、b、e、c、g 从滴定管上口加入3~5·mL所要盛装的滴定液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁;然后,将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中,重复2~3次
(2) c、f、i、j、k、m 将悬在滴定管尖嘴处液滴,轻靠一下锥形瓶内壁,再用少量蒸馏水冲洗 0.1000 mol∙L-1
(3) 偏高 偏低
【详解】(1)①滴定前,有关滴定管的操作为检漏→蒸馏水洗涤→用滴定液润洗2至3次→装入滴定液至零刻度以上→排除气泡→调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下→记录起始读数,所以顺序为:检漏→蒸馏水洗涤→(f)→(b)→(e)→(c)→(g)→开始滴定。
②用滴定液润洗滴定管的操作:从滴定管上口加入3~5·mL所要盛装的滴定液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿全部滴定管内壁;然后,将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中,重复2~3次。
(2)①加入待测NaOH溶液之前,应该用NaOH标准液润洗滴定管,c错误;
锥形瓶不需要酸溶液润洗,f错误;
滴定需要先快后慢,i错误;
眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化,j错误;
小心滴到溶液由无色变为粉红色时,且半分钟内不变色,即停止滴定,k错误;
重复滴定2~3次,根据三次或四次读数得出NaOH的体积21 mL,m错误;
故答案为:c、f、i、j、k、m。
②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,将悬在滴定管尖嘴处液滴,轻靠一下锥形瓶内壁,再用少量蒸馏水冲洗;
③4次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验次数
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积/mL
20.05
20.00
18.40
19.95
消耗V(NaOH)==20.00 mL,根据n(NaOH)~n(CH3COOH),该醋酸中CH3COOH的物质的量浓度为=0.1000 mol·L-1;
(3)①滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准溶液润洗,使滴定结果偏高;
②滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果偏低。
▌题型11 酸碱中和滴定图像分析
1.中和滴定曲线的绘制
取0.100 0 mol·L-1的盐酸溶液20.00 mL,注入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。
(1)计算滴定过程中的pH变化,填写下表空格:
V(NaOH)
0.00
18.00
19.80
19.96
19.98
20.00
20.02
20.04
20.20
22.00
40.00
pH
1.00
2.28
3.30
4.00
4.30
7.00
9.70
10.00
10.70
11.70
12.52
(2)根据上表数据绘制滴定曲线
(3)由上述滴定曲线可知,滴定终点前后,溶液的pH变化规律是:终点前后,pH产生突跃现象。
(4)达到终点的现象是溶液由无色变为红色。
2.强酸与强碱滴定过程中pH曲线
如以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸的滴定曲线如下:
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)
4.pH突变与指示剂选择
(1)pH突变
强酸和强碱完全反应时,pH=7。当NaOH溶液的体积从19.98mL变为20.02mL,pH从4.3突跃到9.7,因此只要选择突变范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差。
(2)中和滴定终点的判断
判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)的方法是在待测液中加2~3滴指示剂,观察滴定过程中其颜色的变化,常选用的指示剂是酚酞或甲基橙,而不用石蕊试液的原因是石蕊试液颜色变化不明显。
(3)指示剂的选择
对于不同的酸碱中和反应,指示剂的选择可依据中和滴定曲线来确定。
指示剂
酸色
中间色
碱色
变色的pH范围
甲基橙
红
橙
黄
3.1 ~ 4.4
甲基红
红
橙
黄
4.4 ~ 6.2
酚酞
无色
粉红
红
8.2 ~ 10.0
【典例11】.(25-26高二上·天津·期末)等浓度的两种一元酸和分别用同一浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.起始酸性:HA>HB B.起始浓度:
C.HA和HB起始溶液体积相同 D.滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
【答案】A
【详解】A.等浓度的HA、HB,HA的pH小于HB,所以起始酸性:HA>HB,故A正确;
B.HB是弱酸,HB的起始pH=2,所以起始浓度大于0.01mol/L,故B错误;
C.达到滴定终点,消耗氢氧化钠溶液的体积,HA<HB,则起始溶液体积HA<HB,故C错误;
D.HB是弱酸,滴定终点溶液呈碱性,滴定HB用酚酞作指示剂,故D错误;
选A。
【变式11-1】.(25-26高二上·天津蓟州·期中)室温时,向的HA、HB溶液中分别滴加溶液,其pH变化分别对应图中的Ⅰ、Ⅱ。下列说法不正确的是
A.向溶液中滴加HA溶液可产生HB
B.
C.滴加溶液至时,两种溶液中
D.滴加溶液时,Ⅱ中的电离程度大于Ⅰ中
【答案】C
【分析】的两种酸HA、HB中,HA的,所以HA是强酸,HB对应的pH大于1,是弱酸;HA是强酸,HB是弱酸,
【详解】A.化学反应遵循强酸制弱酸的原理,向溶液中滴加HA可产生HB,A正确;
B.,起始时的HB,,可计算出,B正确;
C.滴加溶液至时,HA是强酸,消耗的为20mL;HB是弱酸,消耗的小于20mL,根据电荷守恒,或,时,,两种溶液中或,但是两种溶液中并不相等,C错误;
D.滴加20mL溶液时,酸碱恰好中和,得到的是强酸强碱盐,不水解,水电离不受影响,得到的是弱酸强碱盐,会发生水解,水的电离受到促进,Ⅱ中的电离程度大于Ⅰ中,D正确;
故答案选C。
【变式11-2】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)以0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1000 mol/LHA溶液,其滴定曲线如下图。下列说法正确的是
A.图中点①③④信息,均可说明HA是弱酸,且都存在:
B.若点②溶液的pH值为4.7,则可推知HA的Ka约为
C.若V(NaOH)大于20 mL,混合溶液中离子浓度的大小关系一定为:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
D.若用等浓度的氨水代替NaOH溶液进行滴定,滴定终点与图中点④重合
【答案】B
【详解】A.①处0.1000 mol/LHA溶液pH>1,说明HA是一元弱酸,③处NaOH溶液体积<20 mL,溶液pH=7,也证明HA是一元弱酸;④处NaOH溶液体积等于20 mL,二者恰好反应产生NaA,溶液pH>7,溶液显碱性,同样可以证明HA是一元弱酸。但①处是HA溶液,无Na+,因此不存在关系,A错误;
B.②点溶液HA、NaA等物质的量混合,c(HA)≈c(A-),根据HA的电离平衡常数含义可知K==10-4.7,B正确;
C.当V(NaOH)=20 mL时,溶液为NaA,A-水解消耗,则离子浓度c(Na+)>c(A-),A-水解消耗H+产生HA,水解方程式为A-+H2OHA+OH-,最终达到平衡时c(OH-)>c(H+),但盐水解程度是微弱的,水解产生的离子浓度远小于盐电离产生的离子浓度,故离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),若NaOH溶液的体积略大于20 mL,即n(NaA) >>n(NaOH)时,溶液中离子浓度关系仍然为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),就不符合关系c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),C错误;
D.若用等浓度的氨水代替NaOH溶液进行滴定,当二者恰好中和时,反应产生NH4A,由于等浓度的氨水与NaOH溶液的碱性:NH3·H2O<NaOH,当滴定达到终点溶液的pH比图中点④小些,因此滴定终点不能与④点重合,D错误;
故合理选项是B。
【变式11-3】.(2026·天津北辰·三模)常温下,将0.1 mol/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 mol/L HX溶液与20 mL 0.1mol/L HCl溶液中,溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A.N曲线代表HCl溶液
B.水的电离程度:
C.HX的电离常数为
D.a、d点溶液混合后呈酸性
【答案】D
【分析】0.1mol/L的HCl溶液pH=1,即N曲线代表HCl溶液;M曲线代表HX溶液,根据开始时的pH值可知,HX是弱酸。当,二者的溶质分别为等物质的量的HCl和NaCl、HX和NaX;当,二者的溶质分别为NaCl、NaX。
【详解】A.由分析可知,曲线N代表HCl溶液,A正确;
B.b到c再到d,随着NaOH溶液的加入,酸对水电离的抑制作用减弱,生成的盐NaX对水电离的促进作用增强,因此水的电离程度:,同时,a、b两点比较,a点溶液的酸性更强,对水电离的抑制作用更强,即水的电离程度b>a,B正确;
C.由图可知,0.1mol/L的HX溶液pH=6,即c(X-)=c(H+)=1×10-6mol/L,其电离常数,C正确;
D.a点是物质的量都为0.001molNaCl和HCl的混合液,d点是物质的量为0.002mol的NaX溶液,a、d点溶液混合后所得溶液中溶质为NaCl、HX和NaX,且HX和NaX等物质的量,结合选项C可知,NaX的水解常数约为10-3,HX的电离程度小于NaX的水解程度,故混合溶液呈碱性,D错误;
故答案是D。
▌题型12 酸碱中和滴定原理的应用
1.氧化还原反应滴定原理应用
(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。
(4)实例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液/H2O2溶液
原理
2MnO4-+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+ 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
当滴入最后半滴酸性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
③Na2S2O3溶液滴定碘液
原理
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示剂
用淀粉作指示剂
终点判断
当滴入最后半滴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
2.沉淀滴定原理及其应用
(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CrO42-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。
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++CrO42-===Ag2CrO4↓(砖红色)。
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+。
【典例12】.(25-26高三上·天津西青·阶段检测)用标准浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂),下列有关叙述中正确的是
A.滴定管下端连有橡胶管的为酸式滴定管
B.滴定前应排除尖嘴部分的气泡
C.用碱式滴定管量取NaOH溶液15.0 mL
D.滴定终点的颜色变化是:溶液由无色变为浅红色且半分钟不恢复原色
【答案】B
【详解】A.酸式滴定管下端是玻璃活塞,没有橡胶管;有橡胶管的是碱式滴定管,A错误;
B.滴定前必须排除滴定管尖嘴部分的气泡,以确保液体体积测量准确,避免气泡导致读数误差,B正确;
C.滴定管读数精确到0.01mL,C错误;
D.酚酞作指示剂,用盐酸滴定NaOH溶液,滴定终点时溶液由红色变为无色,且半分钟不恢复原色,D错误;
故选B。
【变式12-1】(23-24高三上·天津·阶段检测)用下列装置进行相应实验正确的是
A.装置甲:加热熔融NaOH固体 B.装置乙:配制的稀硫酸
C.装置丙:未知浓度盐酸的测定 D.装置丁:验证镁片与稀盐酸反应放热
【答案】D
【详解】A.瓷坩埚中含二氧化硅加热条件下会与NaOH反应,应该用铁坩埚,A错误;
B.稀释浓硫酸不可以直接在容量瓶中进行,应在烧杯中进行,B错误;
C.测定未知浓度盐酸,用NaOH标准液滴定,盛装NaOH溶液的滴定管,不能使用酸式滴定管,C错误;
D.镁和稀盐酸反应放热,无论是用温度计或用手触摸试管外壁,均能得到结果,D正确;
答案选D。
【变式12-2】.(2024·天津和平·一模)用NaOH标准溶液滴定食用白醋,测定其中醋酸含量的操作中正确的是
A.盛白醋溶液的锥形瓶滴定前用白醋溶液润洗2~3次
B.酸式滴定管在装液前要用白醋溶液润洗2~3次
C.配标准溶液是称取4.0g NaOH固体放入1000mL容量瓶中,然后加水至刻度
D.用甲基橙作指示剂,溶液恰好由红色变为黄色,为滴定终点
【答案】B
【详解】A.盛白醋溶液的锥形瓶滴定前不能用白醋溶液润洗,否则导致待测液体积增大,故A错误;
B.酸式滴定管在装液前要用白醋溶液润洗2~3次,以确保滴定管中放出的待测液浓度准确,B正确;
C.容量瓶不能用来溶解固体,NaOH固体应在烧杯中溶解,故C错误;
D.用NaOH溶液滴定白醋,终点生成醋酸钠为强碱弱酸盐,显碱性,应用酚酞作指示剂,溶液颜色恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色时,为滴定终点,故D错误;
故选B。
【变式12-3】(2025·天津·二模)阅读下面的材料,完成下列小题
一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
a.对于上述实验,下列做法中错误的个数有
①进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
②滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
③滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
④滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
⑤可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
⑥若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
⑦步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
⑧步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
b.样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是
A. B. C. D.
【答案】a.B b.A
【解析】a.①容量瓶检漏需倒置两次,仅倒置一次错误;
②滴定终点需颜色半分钟不恢复,仅变色即判定错误;
③滴定读数时应单手持滴定管上端并保持其自然垂直,正确;
④滴定读数时应单手持滴定管上端并保持其自然垂直,双手持错误;
⑤乙酸与醇的反应可逆,无法完全反应,错误;
⑥若因甲醇挥发造成标准溶液浓度偏大,消耗的标准溶液体积偏小,将导致测定结果偏小,正确;
⑦溶液溅出导致V1偏小,结果偏大,错误;
⑧水量不足使V2偏小,结果偏小,错误;
错误共6个,选B。
b.步骤④中,乙酸酐完全水解为乙酸[],生成的乙酸用NaOH滴定();根据反应关系,,因此乙酸酐完全水解生成的乙酸总物质的量为:。
步骤②中,乙酸酐与ROH反应后,剩余乙酸酐水解为乙酸,再用NaOH滴定;醇解生成的乙酸和剩余乙酸酐水解生成的乙酸消耗NaOH的物质的量为;
结合反应,与ROH反应生成的乙酸为,乙酸酐与ROH的反应为:,由反应式可知,ROH中羟基的物质的量,羟基(-OH)的摩尔质量为,因此羟基的质量为:,ROH样品的质量为mg,因此羟基的质量分数为:;
故选A。
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第二节水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
题型01水的电离与水的离子积常数
典例精析
【典例01】A
举一反三
【变式1-1】B
【变式1-2】C
【变式1-3】
【答案】(1)
②⑥⑦
④⑧
(2)
CH,COOH、=CH,COO+H
(3)
减小
(4)AD
(5)B
(6)
1013
1×10-H3
(或
)
题型02影响水电离的因素
三典例精析
第1页共6页
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【典例02】D
E
举一反三
【变式2-1】A
【变式2-2】D
【变式2-3】C
题型03溶液的酸碱性和pH的关系
E
典例精析
【典例03】B
E
举一反三
【变式3-1】C
【变式3-2】D
【变式3-3】
【答案】(1)1010
(2)D
(3)
B>C>A=D
A
(4)
偏低
红
无
0.1000
题型04溶液中水的电离程度及其计算
【典例04】A
E
举一反三
【变式4-1】A
【变式42】A
【变式43】A
第2页共6页
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题型05测定溶液pH的方法
典例精析
【典例05】B
E举-反三
【变式5-1】C
【变式5-2】C
【变式5-3】
【答案】(1)
a=b>c
(2)
a=b<c
题型06溶液pH的计算
典例精析
【典例06】D
三举一反主
【变式6-1】D
【变式6-2】D
【变式6-3】
【答案】(1)④>①>②>③
(2)1×1010mol-L-1
(3)900
(4)1000
(5)100
(6)Va:V。=1:10
(7)Va:V。=10:1
第3页共6页
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(8)Va:V=1:9
题型07溶液的酸碱性和pH的应用
典例精析
【典例07】C
举一反三
【变式7-1】B
【变式7-2】A
【变式7-3】
NaH,POz
【答案】(1)
正盐
(2)
1
题型08酸碱中和滴定相关仪器
典例精析
【典例08】D
举一反三
【变式8-1】】c
【变式8-2】D
【变式8-3】B
题型09
酸碱中和滴定实验操作
第4页共6页
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典例精析
【典例09】A
三举一反三
【变式9-1】c
【变式9-2】D
【变式9-3】
【答案】(1)
检漏
丙
0.60
酸式滴定管
(2)
锥形瓶内溶液颜色的变化
当滴入最后半滴标准液后,溶液颜色由无色变为浅红色且保持30、
内不变色
(3)0.0750
(4)CD
题型10酸碱中和滴定的误差分析
典例精析
【典例10】D
举一反三
【变式10-1】C
【变式10-2】A
【变式10-3】
【答案】(1)
千、b、e、c、g从滴定管上口加入3~5·ml所要盛装的滴定液,倾斜着转动滴定管,
使液体润湿全部滴定管内壁;然后,将液体从滴定管下部放入预置的烧杯中,重复23次
(2)
c、f、i、j、k、m
将悬在滴定管尖嘴处液滴,轻靠一下锥形瓶内壁,再用少量蒸馏水冲洗
0.1000mol.L1
(3)
偏高
偏低
题型11酸碱中和滴定图像分析
第5页共6页
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典例精析
【典例11】A
三举一反目
【变式11-1】C
【变式11-2】B
【变式11-3】D
题型12酸碱中和滴定原理的应用
三典例精析
【典例12】B
上举一反三
【变式12-1】D
【变式12-2】B
【变式12-3】【答案】a.Bb.A
第6页共6页
第二节 水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
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 溶液的酸碱性和pH的应用
题型08 酸碱中和滴定相关仪器
题型09 酸碱中和滴定实验操作
题型10 酸碱中和滴定的误差分析
题型11 酸碱中和滴定图像分析
题型12 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
(1)电离特点:水是一种 的电解质,存在 的电离。
(2)电离方程式: ,简写为: 。
2.水的离子积常数:
(1)水的电离平衡常数表达式为K= 。
(2)水的离子积常数表达式为KW= 。
①常温时,Kw= ,不仅适用于纯水,还适用于稀的 。
②不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是 的。
(3)KW及影响因素:
Kw只与温度有关,随温度的升高,Kw逐渐增大,未注明温度时,一般认为是 ,Kw=1.0×10-14。
比较不同温度下水的离子积,体会Kw与温度的关系:
温度
25 ℃
50 ℃
90 ℃
100 ℃
Kw
1.01×10-14
5.31×10-14
3.71×10-13
5.45×10-13
升高温度,Kw增大;Kw 和平衡常数K一样,只与温度有关。
3.有关水的离子积常数的计算
(1)常温下,水的离子积常数Kw= ,则纯水中c(H+)是 mol·L-1。
若某酸溶液中,c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为 mol·L-1。
若某碱溶液中,c(OH-)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(H+)为 mol·L-1。
(2)不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是 的。
若某酸溶液中,c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为 mol·L-1,此时水电离出的c(H+)=c(OH-)= mol·L-1。
若某碱溶液中,c(OH-)=1.0×10-1 mol·L-1,则溶液中c(H+)为 mol·L-1,此时水电离出的c(H+)=c(OH-)=
mol·L-1。
4.酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法
(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制,但c水(H+)=c水(OH-)。
(2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=(忽略水电离出的H+的浓度),酸电离的H+浓度认为是溶液中总c(H+)。
(3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=(忽略水电离出的OH-的浓度),碱电离的OH-浓度认为是溶液中总c(OH-)。
【典例01】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)下列说法正确的是
A.加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、[Al(OH)4]-、
B.SO2通入碘水中,反应的离子方程式为:SO2+I2+2H2O=+2I-+4H+
C.25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NaCl溶液的Kw
D.100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
【变式1-1】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)某温度下,纯水中。将的硫酸与的溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液。则为
A. B. C. D.
【变式1-2】.(25-26高二上·天津·期中)已知在温度T1和T2时水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.A点水的电离程度小于C
B.水的离子积常数关系为:C>A
C.升高温度可实现由C点到A点
D.时,pH=4的硫酸与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液的pH=7
【变式1-3】.(25-26高二上·天津·期中)Ⅰ.①铜丝 ②熔融的 ③NaCl溶液 ④蔗糖 ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨氨水
(1)属于强电解质的是__________(填数字编号,下同);属于非电解质的是__________。
Ⅱ.已知25℃时,某些酸的电离平衡常数如下:
化学式
HCN
电离平衡常数
电离平衡常数
—
—
(2)的电离方程式为__________。
(3)向溶液中加入适量晶体以后,溶液中的氢离子浓度__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)将 加水稀释,有关稀释后溶液的说法,正确的是__________。
A.电离程度增大 B.溶液导电性增强
C.溶液中分子增多 D.增大
(5)则以下反应不能发生的是_________。
A.
B.
C.
D.
Ⅲ.在某温度下的水溶液中,,。x与y的关系如图所示,回答下列问题:
(6)水的离子积为__________。
▌题型02 影响水电离的因素
1.改变条件对水的电离平衡的影响
在常温下,改变下列条件,分析条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH-的影响,填写下表:
改变条件
电离平衡
移动方向
溶液中
c(H+)
溶液中
c(OH-)
pH
溶液的
酸碱性
Kw
升高温度
加入酸
加入碱
加入活泼金属(如Na)
加入CH3COONa(s)
加入NH4Cl(s)
2.水的电离平衡曲线的理解与识别
某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
3.水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律
(1)电离是吸热过程,故温度升高,会 水的电离,水的电离程度 ,KW ,水仍呈 性。
(2)外加酸,c(H+)增大, 水的电离,水的电离程度 ,Kw 。
(2)外加碱,c(OH-)增大, 水的电离,水的电离程度 ,Kw 。
(3)加入了活泼金属,可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡 移动,水的电离程度 。
(4)加入弱碱离子(如Al3+、Fe2+、NH4+、Cu2+、Ag+等),弱碱离子与水电离出的 结合,水的电离
平衡 移动,c(H+) ,溶液呈 性。
(5) 加入弱酸根离子(如CO32-、HCO3-、CH3COO-等),弱酸根离子与水电离出的 结合,水的电离
(6) 平衡 移动,c(OH-) ,溶液呈 性。
【典例02】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)常温时下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.的硫酸溶液中:、、、
B.与铝反应放出H2的溶液中:、、、
C.水电离出的的溶液中:、、、
D.澄清透明溶液中:、、、
【变式2-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法不正确的是
A.2.0×10-7mol·L-1 的盐酸中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,0.1mol/L HX溶液的pH约为4,证明HX是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
【变式2-2】.(24-25高二上·天津·期中)下列说法正确的是
A.常温下,的盐酸稀释倍,
B.同温下,pH相同的氢氧化钠溶液和氨水溶液中水的电离程度不同
C.反应 ,该反应自发的条件是低温自发
D.将KCl溶液从常温加热至,溶液的pH变小但仍保持中性
【变式2-3】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)加热纯水时,下列叙述正确的是
A.pH变小、呈酸性 B.pH不变、呈中性
C.pH变小、呈中性 D.变小、呈碱性
▌题型03 溶液的酸碱性和pH的关系
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性的判断标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,其具体关系为:
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
2.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH= 。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系(25 ℃):
pH大小能反映出 ,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即 ≤pH≤ 。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂:不同的指示剂在不同的pH范围内变色
指示剂
变色的pH范围
石蕊
<5.0 色
5.0~8.0 色
>8.0 色
甲基橙
<3.1 色
3.1~4.4 色
>4.4 色
酚酞
<8.2 色
8.2~10.0 色
>10.0 色
(2)pH试纸:使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的 上,用干燥洁净的 蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与 对照,读出pH。
①广泛pH试纸:其pH范围是 (最常用),可以识别的pH差约为1。
②精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。
③专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
(3)用pH计测量。pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的pH。能够直接测量溶液的pH,读数可以精确到 。
4.测溶液pH时的三注意
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)若某溶液具有漂白性,则不能用酸碱指示剂测定该溶液的酸碱性,也不能用pH试纸测定其pH。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
【典例03】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法中错误的是
A.时,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,增大,不变
B.将纯水加热到时,变大,不变,水仍呈中性
C.合成氨反应,增大压强可以提高单位体积内的活化分子数,加快反应速率
D.合成氨温度选择左右,主要是从反应速率角度考虑
【变式3-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列溶液一定显酸性的是
A.水电离出的 B.的溶液
C.的溶液 D.与铝粉反应生成氢气的溶液
【变式3-2】.(25-26高二上·天津·期中)数字化实验是利用传感器和信息处理终端进行实验数据的采集与分析。如图是用数字化实验采集的光照过程中氯水pH的变化情况,以下分析正确的是
A.随时间增长,氯水的酸性减弱 B.随时间增长,氯水的质量增大
C.随时间增长,氯水的漂白性增强 D.随时间增长,氯水中的增大
【变式3-3】.(25-26高二上·天津宁河·期中)填空。
(1)常温时的醋酸溶液中由水电离的为______mol/L。
(2)在一定温度下,冰醋酸稀释过程中溶液的导电能力变化如图所示,下列判断正确的是______。
A.冰醋酸不导电,所以冰醋酸不是电解质
B.A、B、C三点对应的溶液中,由小到大的顺序是
C.A、B、C三点对应的溶液中,电离程度最大的是B
D.若使B点对应的溶液中增大、增大,可行的方法是加热
(3)已知水溶液中和的关系如图所示:
①图中A、B、C、D四点对应的水的离子积常数由大到小的顺序是________。
②若A点到E点,可采用的措施是________(填序号,下同);促进水的电离平衡正向移动的措施是________。
A.升温 B.加入少量的盐酸 C.加入少量的NaOH
(4)某学生以酚酞为指示剂,用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液,三次实验分别记录有关数据如下表:
滴定次数
待测氢氧化钠溶液的体积/mL
0.1000 mol/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
第一次
25.00
2.40
27.50
第二次
25.00
5.20
30.10
第三次
25.00
1.00
28.55
①达滴定终点时,俯视读数,则测定结果________(偏高、偏低,无影响)。
②当滴入最后半滴标准液时溶液从________色刚好变成________色时,即达到滴定终点。
③该氢氧化钠溶液的浓度为________mol/L。
▌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04】.(25-26高二上·天津河西·期中)下列说法中正确的是
A.的溶液一定显碱性
B.室温下,将盐酸加水稀释100倍,所得溶液呈中性
C.的溶液呈酸性
D.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
【变式4-1】.(25-26高二上·天津·期末)常温时,下列溶液中的是
A.的醋酸 B.
C.的溶液 D.氨水
【变式4-2】(25-26高二上·天津·期中)下列溶液一定呈中性的是
A.的溶液 B.的溶液
C.使甲基橙试液呈黄色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【变式4-3】.(25-26高二上·天津·期中)下列说法正确的是
A.25℃,将的盐酸与的醋酸等体积混合后溶液的
B.用玻璃棒蘸取新制氯水滴在pH试纸上,测定氯水的pH
C.向溶液中通入气体,证明的酸性强于HClO
D.时,将的盐酸与的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
▌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 位。
【典例05】.(25-26高二上·天津南开·期中)下列实验误差分析正确的是
A.用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH,测定值偏大
B.用标准NaOH溶液滴定盐酸时,若配制标准溶液称取的NaOH固体中含有NaCl杂质时,会引起结果偏高
C.测定中和反应的反应热时,将碱缓慢倒入酸中,所测温度值偏大,反应热偏小
D.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏大
【变式5-1】.(25-26高二上·河北邯郸·期中)常温下,下列有关溶液pH的说法正确的是
A.用广泛pH试纸测得某无色溶液的pH为2.13
B.的NaOH溶液加水稀释100倍,其
C.将溶液加水稀释为
D.的溶液和的盐酸等体积混合,所得溶液的(忽略溶液体积变化)
【变式5-2】.(25-26高二上·天津·期中)下列关于实验操作的分析不正确的是
A.测定中和反应反应热时,测盐酸后的温度计未冲洗干净立即测NaOH溶液的温度,则测得的ΔH偏大
B.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
C.取1mL0.1mol/LKI溶液于试管中;加入5mL0.1mol/LFeCl3溶液,充分反应后滴入5滴15%KSCN溶液,若溶液变血红色,则KI与FeCl3的反应有一定限度
D.用玻璃棒蘸取NaOH溶液滴在湿润的pH试纸上,则测得的pH值偏小
【变式5-3】.(24-25高二上·天津·阶段检测)现有pH均为2的盐酸、硫酸和醋酸三种溶液。
(1)若分别用这三种酸中和含等物质的量NaOH的溶液,所需酸溶液的体积分别为a、b、c,则它们的大小关系是______________。
(2)取等体积的三种酸,分别与足量碳酸钠在相同条件下反应,若在相同条件下和碳酸钠反应产生的气体体积分别是a、b、c,则它们的大小关系是______________。
▌题型06 溶液pH的计算
1.pH计算公式:pH=-lg c(H+),如:c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1的酸性溶液pH=5。
2.pH意义:pH越大,溶液碱性越强;pH越小,酸性越强。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
【特别提醒】pH的范围为0~14,即只有c(H+)或c(OH-)≤1 mol·L-1时才能适用。
4.测量方法
(1)酸碱指示剂法
酸碱指示剂一般是有机弱酸或弱碱,它们的颜色在一定的pH范围内发生变化,因此,可以用这些弱酸、弱碱来粗略测定溶液的pH范围,不能准确测定出pH的具体值。几种常用指示剂的变色范围和颜色变化如表所示:
指示剂
变色范围(pH)
遇酸的颜色
遇碱的颜色
甲基橙
3.14.4
红色(pH<3.1)
黄色(pH>4.4)
石蕊
5.08.0
红色(pH<5.0)
蓝色(pH>8.0)
酚酞
8.210.0
无色(pH<8.2)
红色(pH>10.0)
(2)pH试纸法:
①种类
a.广泛pH试纸:其pH范围是1~14(最常用)。
b.精密pH试纸:其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。
c.专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
②使用方法:用镊子夹取一小块试纸放在干燥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,30s变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。
(3)pH计测量法,pH计又称酸度计,可以用来精密测量溶液的pH。测得的溶液pH可以是整数或小数。
5.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
①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)。
②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=。
(3)稀释后溶液pH的变化规律
①对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即pH=a+n(a+n<7)。
②对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即pH=b-n(b-n>7)。
③对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是:a<pH<a+na+n<7)(即对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化的程度大)。
④对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是:b-n<pH<b(b-n>7)(即对于pH相同的强碱和弱碱稀释相同倍数,强碱pH变化的程度大)。
(4)25 ℃时,将强酸、强碱溶液以某体积之比混合,若混合液呈中性,pH酸+pH碱=14-lg,现举例如下:
V酸∶V碱
c(H+)∶c(OH-)
pH酸+pH碱
10:1
1∶10
15
1∶1
1∶1
14
1:10
10∶1
13
【典例06】.(25-26高三上·天津静海·期中)下列说法正确的是
A.溶液是指此溶液中含有
B.标准状况下22.4LHCl溶于1L水,溶质的物质的量浓度为1 mol/L
C.配成溶液,溶质的物质的量浓度为
D.常温时,pH=1的溶液中溶质物质的量浓度为
【变式6-1】.(25-26高二上·天津河西·阶段检测)室温下,对于的稀氨水溶液,下列判断正确的是
A.该溶液中的物质的量为0.1 mol
B.常温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性
C.加入少量水,溶液中减小
D.向氨水中加入氯化铵固体,氨水的电离程度减小,溶液的pH减小
【变式6-2】.(25-26高二上·天津河西·期末)在常温下柠檬水的,其中的为
A. B.
C. D.
【变式6-3】(24-25高二上·天津·期中)Ⅰ.现有常温下的四份溶液:①溶液;②溶液;③pH=13的溶液;④溶液与的溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度由大到小排序为___________。
(2)某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1,则由水电离出来的H+的浓度为___________。
Ⅱ.在25 ℃时,有一pH=12的NaOH溶液100 mL,欲使它的pH降为11。
(3)如果加入蒸馏水,就加入___________mL。
(4)如果加入pH=10的NaOH溶液,应加入___________mL;。
(5)如果加入0.008 mol·L-1 HCl溶液,应加入___________mL。
III.在某温度下Kw=10-13,在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合,
(6)若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=___________。
(7)若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=___________。
(8)若所得混合液pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=___________。
▌题型07 溶液的酸碱性和pH的应用
(1) 测试和调控溶液的pH,对工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等都具有重要意义。
(2) 血液中的酸碱平衡
血液的正常pH范围是 ,血浆中 缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。
【典例07】.(24-25高二上·天津滨海新区·期中)某温度下,的中由水电离出的。在此温度下,的硫酸溶液与的氢氧化钠溶液混合后,则硫酸和氢氧化钠的体积比为
A. B. C. D.
【变式7-1】.(25-26高二上·天津武清·阶段检测)室温下,用溶液分别滴定的盐酸和醋酸,滴定曲线如下图所示。下列说法不正确的是
A.Ⅱ表示的是滴定盐酸的曲线
B.滴定盐酸溶液时,可选择石蕊溶液作指示剂
C.时,滴定盐酸消耗的等于
D.初始时盐酸的
【变式7-2】.(25-26高二上·天津·期中)常温下,将pH=2的两种酸溶液HA、HB和pH=12的MOH溶液各1 mL,分别加水稀释到1000 mL,其pH变化与溶液体积的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.若c=9,则稀释后三种溶液中水的电离程度:MOH>HA>HB
B.HA的酸性强于HB,且HA是强酸
C.若c>9,稀释前MOH和HA混合,溶液显碱性
D.若c>9,则MOH是弱碱
【变式7-3】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)完成下列问题。
(1)已知次磷酸()溶液中存在分子。与足量NaOH溶液充分反应,消耗的酸和碱的物质的量相等,则生成盐的化学式为____________,该盐属于____________(填“正盐”或“酸式盐”)。
(2)常温下,用NaOH溶液吸收得到的溶液,试计算该溶液中____________(常温下的电离常数,)。
▌题型08 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08】.(24-25高三上·天津和平·阶段检测)下列关于配制NaOH标准溶液并用其滴定草酸溶液浓度的操作正确的是
A. B. C. D.
【变式8-1】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)用盐酸标准液滴定溶液,下列操作正确的是
A.酸式滴定管排气泡的基本操作方法
B.量取溶液
C.用标准溶液滴定溶液滴定时的操作
D.记录滴定终点液面的读数
A.A B.B C.C D.D
【变式8-2】.(25-26高二上·天津河西·阶段检测)用草酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.碱式滴定管滴定前要排气泡
A.A B.B C.C D.D
【变式8-3】.(25-26高三上·天津河西·阶段检测)为完成下列各组实验,所选玻璃仪器和试剂均准确、完整的是(不考虑存放试剂的容器)
实验目的
玻璃仪器
试剂
A
配制100 mL一定物质的量浓度的NaCl溶液
100 mL容量瓶、烧杯、量筒、玻璃棒
蒸馏水、NaCl固体
B
制备胶体
烧杯、酒精灯、胶头滴管
蒸馏水、饱和FeCl3溶液
C
测定NaOH溶液浓度
烧杯、锥形瓶、胶头滴管、酸式滴定管
待测NaOH溶液、已知浓度的盐酸、甲基橙试剂
D
制备乙酸乙酯
试管、量筒、导管、酒精灯
冰醋酸、无水乙醇、饱和溶液
A.A B.B C.C D.D
▌题型09 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09】.(25-26高二上·天津南开·期中)下列实验的相应操作中,不正确的是
A.中和滴定:用NaOH标准溶液滴定溶液
B.配制溶液:向容量瓶中转移溶液
C.蒸馏:冷却水从冷凝管②口通入,①口流出
D.制备并检验:为防止有害气体逸出,先放置浸有溶液的棉团,再加热
【变式9-1】.(25-26高二上·天津·期中)下列图示实验中,操作规范的是
A.混合浓硫酸和乙醇
B.定容
C.萃取振荡时放气
D.盐酸滴定NaOH溶液
A.A B.B C.C D.D
【变式9-2】.(25-26高二上·天津滨海新区·期中)某同学用配制0.1000 mol·L-1 NaOH标准溶液来滴定未知浓度盐酸。下列实验操作正确的是
A.图为用托盘天平称取0.4 g NaOH固体来配制标准溶液
B.图为检漏并洗净后,用标准液润洗滴定管2~3次
C.图为排气泡后,准确读出液体对应刻度并记录
D.图为滴定终点前用洗瓶冲洗锥形瓶内壁减小误差
A.A B.B C.C D.D
【变式9-3】.(24-25高二上·天津南开·期中)使用酸碱中和滴定法测定某未知物质的量浓度的稀盐酸的浓度。
Ⅰ.实验步骤:
(1)滴定前的准备
①滴定管:____→洗涤→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录。
a.排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图1所示操作中的______,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
b.记录盛装0.1000 mol/LNaOH溶液的碱式滴定管的初始读数时。液面位置如图2所示,则此时的读数为_____mL。
②锥形瓶:用_____量取待测稀盐酸20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴酚酞溶液作指示剂。
(2)滴定
用标准的NaOH溶液滴定待测的稀盐酸时,左手操作滴定管活塞,右手旋摇锥形瓶,眼睛注视_______,滴定至终点时,记录NaOH溶液的终点读数。再重复滴定3次。
滴定终点的现象为:___________。
Ⅱ.实验记录:
滴定次数实验数据/mL
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.80
15.00
15.02
14.98
Ⅲ.数据处理与误差分析:
(3)结合上表数据,计算被测稀盐酸的物质的量浓度是______mol/L。
(4)在本实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏低的有_______。
A.锥形瓶水洗后未干燥
B.碱式滴定管未用标准NaOH溶液润洗
C.滴定终点读数时俯视读数
D.锥形瓶在滴定时剧烈摇动,有少量液体溅出
E.配制标准液的NaOH固体中混有少量KOH固体
F.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
▌题型10 酸碱中和滴定的误差分析
1.数据处理:滴定操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
【特别提醒】异常数据舍弃,其他数据求平均值,减小误差。
2.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:
A、仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
B、量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
C、操作不当
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);
②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);
③滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
(3)以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,用偏高、偏低或无影响填表。
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
偏高
锥形瓶用待测溶液润洗
偏高
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
偏低
锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水
无影响
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束后气泡消失
偏低
滴定
滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去
偏低
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
偏高
滴定过程中振荡时有液滴溅出
偏低
滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水
无影响
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数
偏高
【典例10】.(25-26高三上·天津·阶段检测)下列叙述不正确的是
A.升高温度,反应物分子中活化分子的百分数增大,因而化学反应速率增大
B.室温下,向水中加入少量,水的电离平衡逆向移动,溶液的pH减小
C.工业合成氨,冷却使变成从体系中分离出去,提高反应物的转化率
D.未用标准KOH溶液润洗碱式滴定管,直接滴定未知浓度的盐酸,则测定结果偏低
【变式10-1】(24-25高二上·天津河北·期中)下列有关滴定实验说法正确的是
A.锥形瓶使用前需用待测液醋酸润洗
B.可用该滴定管量取一定体积的溶液
C.碱式滴定管滴定前要排气泡
D.用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱,滴定前后酸式滴定管读数方式如图所示,则测得碱的浓度偏大
A.A B.B C.C D.D
【变式10-2】(24-25高二上·天津南开·期末)用NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列操作会使实验结果偏小的是
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶使用前用盐酸润洗
C.滴定前滴定管内有气泡,终点读数时气泡消失
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定
【变式10-3】(25-26高二上·天津和平·期末)某学习小组将0.2mol·L—1醋酸稀释,并用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL稀释后的溶液。
(1)滴定前
①有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):_______。
检漏→蒸馏水洗涤→ → → → → →开始滴定。
a.烘干:b.装入滴定液至零刻度以上;c.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下;
d.用洗耳球吹出润洗液;e.排除气泡;f.用滴定液润洗2至3次;g.记录起始读数。
②简述用滴定液润洗滴定管的操作_______。
(2)下面是某同学进行中和滴定实验的操作过程:
a.取一支碱式滴定管,b.用蒸馏水洗净,c.加入待测NaOH溶液,d.记录液面刻度的读数,e.用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液,f.置于用标准酸液洗涤过的锥形瓶中,g.加入少量蒸馏水,h.加入2滴酚酞试剂,i.开始滴定,先慢后快,边滴边摇荡,j.边注视滴定管液面变化,k.小心滴到溶液由无色变为粉红色时,即停止滴定。1.记录液面读数,m.重复滴定,根据两次读数得出NaOH的体积21mL。
①其中错误的操作有_______(填序号)。
②临近滴定终点时,需改为半滴滴加,其具体操作为_______。
③4次滴定消耗NaOH溶液的体积如下:
实验次数
1
2
3
4
消耗NaOH溶液的体积/mL
20.05
20.00
18.40
19.95
则该醋酸中CH3COOH的物质的量浓度为_______。
(3)误差分析
①滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准溶液润洗,使滴定结果_______。
②滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果_______。
▌题型11 酸碱中和滴定图像分析
1.中和滴定曲线的绘制
取0.100 0 mol·L-1的盐酸溶液20.00 mL,注入锥形瓶中,滴加2滴酚酞溶液,用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定。
(1)计算滴定过程中的pH变化,填写下表空格:
V(NaOH)
0.00
18.00
19.80
19.96
19.98
20.00
20.02
20.04
20.20
22.00
40.00
pH
2.28
3.30
10.70
11.70
12.52
(2)根据上表数据绘制滴定曲线
(3)由上述滴定曲线可知,滴定终点前后,溶液的pH变化规律是: 。
(4)达到终点的现象是 。
2.强酸与强碱滴定过程中pH曲线
如以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸的滴定曲线如下:
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)
4.pH突变与指示剂选择
(1)pH突变
强酸和强碱完全反应时,pH=7。当NaOH溶液的体积从19.98mL变为20.02mL,pH从4.3突跃到9.7,因此只要选择突变范围在这一范围内的指示剂就不会造成很大误差。
(2)中和滴定终点的判断
判断滴定终点(中和反应恰好反应完全的时刻)的方法是 ,常选用的指示剂是 或 ,而不用石蕊试液的原因是 。
(3)指示剂的选择
对于不同的酸碱中和反应,指示剂的选择可依据中和滴定曲线来确定。
指示剂
酸色
中间色
碱色
变色的pH范围
甲基橙
红
橙
黄
3.1 ~ 4.4
甲基红
红
橙
黄
4.4 ~ 6.2
酚酞
无色
粉红
红
8.2 ~ 10.0
【典例11】.(25-26高二上·天津·期末)等浓度的两种一元酸和分别用同一浓度的溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A.起始酸性:HA>HB B.起始浓度:
C.HA和HB起始溶液体积相同 D.滴定HA和HB均可用甲基橙作指示剂
【变式11-1】.(25-26高二上·天津蓟州·期中)室温时,向的HA、HB溶液中分别滴加溶液,其pH变化分别对应图中的Ⅰ、Ⅱ。下列说法不正确的是
A.向溶液中滴加HA溶液可产生HB
B.
C.滴加溶液至时,两种溶液中
D.滴加溶液时,Ⅱ中的电离程度大于Ⅰ中
【变式11-2】.(25-26高二上·天津西青·阶段检测)以0.1000 mol/LNaOH溶液滴定20.00 mL0.1000 mol/LHA溶液,其滴定曲线如下图。下列说法正确的是
A.图中点①③④信息,均可说明HA是弱酸,且都存在:
B.若点②溶液的pH值为4.7,则可推知HA的Ka约为
C.若V(NaOH)大于20 mL,混合溶液中离子浓度的大小关系一定为:c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
D.若用等浓度的氨水代替NaOH溶液进行滴定,滴定终点与图中点④重合
【变式11-3】.(2026·天津北辰·三模)常温下,将0.1 mol/L NaOH溶液分别滴入20 mL0.1 mol/L HX溶液与20 mL 0.1mol/L HCl溶液中,溶液pH随滴入NaOH溶液体积变化的图像如下图所示。下列说法错误的是
A.N曲线代表HCl溶液
B.水的电离程度:
C.HX的电离常数为
D.a、d点溶液混合后呈酸性
▌题型12 酸碱中和滴定原理的应用
1.氧化还原反应滴定原理应用
(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。
(4)实例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液/H2O2溶液
原理
2MnO4-+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
2MnO4-+5H2O2+6H+===2Mn2++5O2↑+ 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
当滴入最后半滴酸性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
③Na2S2O3溶液滴定碘液
原理
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
指示剂
用淀粉作指示剂
终点判断
当滴入最后半滴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
2.沉淀滴定原理及其应用
(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CrO42-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。
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++CrO42-===Ag2CrO4↓(砖红色)。
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+。
【典例12】.(25-26高三上·天津西青·阶段检测)用标准浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂),下列有关叙述中正确的是
A.滴定管下端连有橡胶管的为酸式滴定管
B.滴定前应排除尖嘴部分的气泡
C.用碱式滴定管量取NaOH溶液15.0 mL
D.滴定终点的颜色变化是:溶液由无色变为浅红色且半分钟不恢复原色
【变式12-1】(23-24高三上·天津·阶段检测)用下列装置进行相应实验正确的是
A.装置甲:加热熔融NaOH固体 B.装置乙:配制的稀硫酸
C.装置丙:未知浓度盐酸的测定 D.装置丁:验证镁片与稀盐酸反应放热
【变式12-2】.(2024·天津和平·一模)用NaOH标准溶液滴定食用白醋,测定其中醋酸含量的操作中正确的是
A.盛白醋溶液的锥形瓶滴定前用白醋溶液润洗2~3次
B.酸式滴定管在装液前要用白醋溶液润洗2~3次
C.配标准溶液是称取4.0g NaOH固体放入1000mL容量瓶中,然后加水至刻度
D.用甲基橙作指示剂,溶液恰好由红色变为黄色,为滴定终点
【变式12-3】(2025·天津·二模)阅读下面的材料,完成下列小题
一定条件下,乙酸酐醇解反应可进行完全,利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液。
a.对于上述实验,下列做法中错误的个数有
①进行容量瓶检漏时,倒置一次即可
②滴入半滴标准溶液,锥形瓶中溶液变色,即可判定达滴定终点
③滴定读数时,应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
④滴定读数时,应双手一上一下持滴定管
⑤可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
⑥若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
⑦步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
⑧步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
A.5个 B.6个 C.7个 D.8个
b.样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是
A. B. C. D.
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