内容正文:
专题07 水的电离和溶液的pH
易错题避坑清零
一、水的电离与Kw误区
二、溶液酸碱性判断与pH计算误区
三、稀释与强弱电解质比较误区
四、pH试纸与pH计使用误区
五、酸碱中和滴定误区
六、滴定曲线与综合图像误区
拉分题思维拆解
一、水的电离平衡及其影响元素
二、水的离子积及其应用
三、pH的有关计算
四、酸碱中和滴定操作
五、酸碱中和滴定误差分析
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、水的电离与Kw误区
1.误认为水不电离。
正解:水是极弱电解质,存在电离平衡:H2O⇌H⁺+OH⁻。25℃时,纯水中c(H⁺)=c(OH⁻)=1×10⁻⁷ mol·L⁻¹,Kw=1×10⁻¹⁴。
2.误认为pH=7的溶液一定是中性。
正解:中性本质是c(H⁺)=c(OH⁻)。pH=7只在25℃时表示中性。升温促进水电离,Kw增大,如100℃时纯水pH≈6,但仍为中性。
3.误认为Kw受浓度、酸碱性影响。
正解:Kw只与温度有关。温度升高,Kw增大;加酸、加碱、加盐(温度不变)不改变Kw。
4.误认为酸、碱促进水电离。
正解:酸、碱都抑制水电离;能水解的盐促进水电离。
5.计算水电离的c(H⁺)或c(OH⁻)时搞错来源。
正解:酸中水电离的c(H⁺)=c(OH⁻)水=溶液中的c(OH⁻);碱中水电离的c(OH⁻)=c(H⁺)水=溶液中的c(H⁺);水解盐中显酸性取溶液c(H⁺),显碱性取溶液c(OH⁻)。
例:25℃ pH=2的HCl,水电离c(H⁺)=10⁻¹² mol·L⁻¹;pH=2的NH4Cl,水电离c(H⁺)=10⁻² mol·L⁻¹。
6.忽略水电离出的H⁺和OH⁻始终相等。
正解:由水电离出的c(H⁺)水=c(OH⁻)水,但溶液中游离的c(H⁺)和c(OH⁻)不一定相等。
【易错典例1】(26-27高二上·北京东城·阶段检测)已知在室温时纯水中存在电离平衡,下列叙述正确的是
A.向水中加入少量NaCl,由水电离出的
B.升高温度,水的电离程度增大,增大,,溶液显酸性
C.向水中通入HCl气体,平衡逆向移动,水的电离受到抑制,降低
D.向水中加入大量水,水浓度增大促进水的电离
【易错典例2】(25-26高二上·四川眉山·阶段检测)在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
二、溶液酸碱性判断与pH计算误区
7.只看pH不看温度判断酸碱性。
正解:应比较c(H⁺)和c(OH⁻)。25℃:pH<7酸性,pH=7中性,pH>7碱性;100℃:pH=6为中性。
8.强碱溶液直接用c(OH⁻)取负对数求pH。
正解:pH=-lg c(H⁺)。碱溶液先求c(OH⁻),再由c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)求c(H⁺),最后求pH。
9.混合酸、混合碱直接平均pH。
正解:先算混合后c(H⁺)或c(OH⁻)。强酸混合求c(H⁺);强碱混合先求c(OH⁻),再转c(H⁺);强酸强碱混合先判断谁过量。
10.强酸强碱等体积混合规律用错。
正解:25℃时,强酸pH=a,强碱pH=b,等体积混合:
a+b=14,恰好中和;
a+b<14,酸过量;
a+b>14,碱过量。
弱酸、弱碱不适用。
11.忽略体积变化和单位换算。
正解:Δc=n/V,混合后体积一般取加和;注意mL与L换算。
12.无限稀释后pH越过7。
正解:酸无限稀释,pH接近7但小于7;碱无限稀释,pH接近7但大于7,不能越过7。
【易错典例1】(26-27高二上·山东烟台·阶段检测)下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
【易错典例2】(25-26高二上·浙江宁波·期末)溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是
A.95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
B.室温下,的醋酸溶液,稀释10倍后
C.室温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
D.将1L 的溶液加水稀释为2L,
三、稀释与强弱电解质比较误区
13.强酸稀释10倍pH加1,弱酸也加1。
正解:强酸稀释10倍,pH一般增大1(接近中性时例外);弱酸稀释促进电离,pH增大不到1。
14.等pH强酸和弱酸稀释相同倍数后pH相同。
正解:弱酸继续电离,稀释后c(H⁺)大于强酸,pH小于强酸。
15.等pH强酸、弱酸中和碱能力相同。
正解:等pH等体积一元酸,弱酸浓度大,中和碱多;与足量金属反应产生H₂多。
16.等浓度强酸、弱酸最终产生H₂不同。
正解:等浓度等体积一元酸总酸量相同,中和碱相同,与足量金属产生H₂相同;但强酸开始速率快、pH小。
17.加水稀释弱酸,所有离子浓度都减小。
正解:c(H⁺)一般减小,c(OH⁻)增大;n(H⁺)增大,电离度增大。
18.冰醋酸加水导电性单调变化。
正解:冰醋酸加水,离子浓度先增大后减小,导电性先增大后减小,pH先减小后增大。
【易错典例1】(25-26高二上·陕西西安·期末)生物体内部的许多化学反应都对pH敏感,弱酸与弱碱的反应可以防止pH的剧烈变化,维持正常的生理功能。下列有关弱酸与弱碱的说法正确的是
A.25℃时,向氨水溶液中加入稀NaOH溶液,的电离常数减小
B.向1 mL pH = 3的盐酸和醋酸中分别加入少量固体,溶液pH均增大
C.将1 mL pH = 3的盐酸和醋酸分别加水稀释100倍后,pH大的是醋酸。
D.室温下,向0.1 mol/L氨水中加入等浓度等体积的盐酸,溶液导电能力减弱
【易错典例2】 (25-26高二上·北京顺义·期中)常温下,下列有关两种溶液的说法正确的是
序号
①
②
pH
11
11
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
A.①和②两溶液中水的电离程度相同
B.① 溶液的物质的量浓度为0.001 mol/L
C.①和②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①<②
D.等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好中和,消耗盐酸的体积:①=②
四、pH试纸与pH计使用误区
19.把pH试纸直接伸入待测液。
正解:用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸中部,再与标准比色卡对照。
20.使用前润湿pH试纸。
正解:广泛pH试纸不能润湿。润湿相当于稀释,测酸pH偏大,测碱pH偏小;中性液无影响。
21.广泛pH试纸读小数。
正解:广泛pH试纸只能读整数;精密测量用精密pH试纸或pH计。
22.用pH试纸测浓酸、浓碱、漂白液。
正解:浓酸浓碱腐蚀试纸,漂白性物质漂白指示剂,应稀释或用pH计等。
【易错典例1】 (25-26高二上·四川成都·期中)下列关于测pH的实验操作和数据记录都正确的是
A.用广泛pH试纸测得某浓度的盐酸的pH=2.3
B.用广泛pH试纸测某浓度的NaClO溶液的pH
C.用pH计测得某浓度的氯水的pH为5.3
D.用湿润的pH试纸测定溶液的pH,一定会产生误差
【易错典例2】(25-26高二上·山东青岛·期中)用试纸测定某一溶液的时,规范的操作是
A.将试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将0.01mol/L的HClO溶液倒在试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在玻璃片上试纸的中部,跟标准比色卡比较
D.在试管内放少量溶液,煮沸,把试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
五、酸碱中和滴定误区
23.酸式、碱式滴定管混用。
正解:酸式滴定管装酸性、氧化性溶液;碱式滴定管装碱性溶液。酸式不能装碱,碱式不能装酸和氧化性溶液。
24.滴定管未润洗或锥形瓶润洗。
正解:滴定管用待装液润洗;锥形瓶不能润洗,内有蒸馏水不影响结果。
25.滴定前未排气泡或读数错误。
正解:滴定前调液面并排气泡,读数视线与凹液面最低点相平;俯视、仰视会造成误差。
26.指示剂选择不当。
正解:强酸强碱滴定选酚酞或甲基橙;强酸滴弱碱选甲基橙;强碱滴弱酸选酚酞;石蕊不常用。
27.终点判断错误。
正解:最后一滴标准液使溶液变色,且半分钟内不恢复原色。滴定终点应在pH突跃范围内,不一定恰好等于中和点。
28.误差分析方向搞反。
正解:消耗标准液体积偏大,待测浓度偏高;偏小则偏低。锥形瓶残留蒸馏水不影响;滴定管未润洗、气泡、读数错误要具体分析。
29.计算漏计量比或单位。
正解:n(H⁺)=n(OH⁻),c待=c标V标×计量比/V待,注意体积单位一致。
【易错典例1】(25-26高二下·浙江宁波·期末)在中和滴定实验中,以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸,下列说法正确的是
A.选择甲基橙作为滴定终点指示剂,可以使得滴定结果更为准确
B.使用少量标准溶液润洗滴定管,仅需将洗涤后溶液从滴定管上口倒出
C.排出盛有NaOH溶液的滴定管中的气泡时,应快速打开旋塞放液,直至气泡排出
D.接近滴定终点时,应放慢滴定速率,采用半滴加入法,以精确控制标准溶液加入量
【易错典例2】 (25-26高二上·山东济南·期末)某兴趣小组用标准浓度盐酸滴定锥形瓶中未知浓度氢氧化钠溶液,下列图示操作不规范的是
A.调控滴定速度
B.滴定读数时,双手一上一下持滴定管
C.滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化
D.接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液
六、滴定曲线与综合图像误区
30.强酸强碱与强酸弱碱滴定曲线混淆。
正解:强酸强碱滴定突跃大;强酸滴弱碱,终点显酸性,突跃较小;强碱滴弱酸,终点显碱性。
31.滴定曲线中起点、半等当点、等当点判断错。
正解:起点看初始pH;半等当点可求Ka或Kb;等当点看盐类水解酸碱性,并据此选择指示剂。
32.忽略温度对Kw和pH的影响。
正解:所有pH计算和酸碱性判断先看温度。25℃ Kw=1×10⁻¹⁴,100℃ Kw约1×10⁻¹²。
【速记检查清单】
水的电离:H2O⇌H⁺+OH⁻,Kw=c(H⁺)c(OH⁻),只受温度影响;25℃ Kw=1×10⁻¹⁴,中性pH=7;升温Kw增大,中性pH<7。
抑制与促进:酸、碱抑制水电离;水解盐促进水电离。酸中水电离c(H⁺)=溶液c(OH⁻);碱中水电离c(OH⁻)=溶液c(H⁺);水解盐显酸性取c(H⁺),显碱性取c(OH⁻)。
pH计算:pH=-lg c(H⁺);碱先算c(OH⁻)再转c(H⁺);混合先判断过量,再算浓度;无限稀释接近7。
稀释比较:强酸稀释10倍pH+1,弱酸小于1;等pH弱酸浓度大、中和碱多、稀释后pH小。
pH试纸:不润湿、不伸入、读整数;浓酸浓碱漂白液不能用。
中和滴定:酸式装酸/氧化性,碱式装碱;滴定管润洗,锥形瓶不润洗;指示剂选择;终点半分钟不褪色;误差看V标。
滴定曲线:强酸强碱突跃大,强酸弱碱终点酸,强碱弱酸终点碱;半等当点求Ka/Kb。
温度优先:Kw、中性pH、滴定终点pH都受温度影响。
【易错典例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
【易错典例2】(25-26高二下·湖南长沙·期中)以酚酞为指示剂,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液pH、分布系数()[如分布系数]随滴加NaOH溶液的体积V(NaOH)变化关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.pH=7为滴定终点 B.HA的电离平衡常数的数量级为
C.HA为强酸 D.HA的浓度为0.1000
一、水的电离平衡及其影响
① 水是极弱电解质:H₂O⇌H⁺+OH⁻,电离吸热。
② 25 ℃纯水中c(H⁺)=c(OH⁻)=10⁻⁷ mol·L⁻¹,Kw=10⁻¹⁴。
③ 升温促进水电离,Kw增大;加酸、加碱均抑制水电离。
④ 含弱酸根或弱碱阳离子的盐水解,消耗H⁺或OH⁻,促进水电离。
⑤ 比较“水的电离程度”要看由水电离出的c(H⁺)或c(OH⁻),不能看溶液总c(H⁺)。
【思维拆解】酸溶液中OH⁻全部来自水,故c水(H⁺)=c水(OH⁻)=c(OH⁻);碱溶液中H⁺全部来自水,故c水(H⁺)=c水(OH⁻)=c(H⁺)。水解盐溶液中水电离出的H⁺、OH⁻相等,但部分被水解消耗,需结合水解程度判断。读图时先看温度是否改变,再判断酸碱性对水电离的抑制或促进,切忌把“c(H⁺)大”直接等同于“水电离程度大”。
【拉分典例1】(25-26高二上·海南·阶段检测)水是最常见的溶剂。下列说法正确的是
A.水的电离方程式为H2O=H++OH-
B.升高温度,水的离子积常数增大
C.常温下,由水电离出c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液呈碱性
D.水是非极性分子
【拉分典例2】(26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是
A.各点对应的水的离子积:
B.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7
C.向d点纯水中通入少量NaHSO4,其组成由d点沿cde曲线向c点移动
D.加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移
二、水的离子积及其应用
① Kw=c(H⁺)·c(OH⁻),只随温度改变,25 ℃时为10⁻¹⁴,升温增大。
② Kw适用于纯水及稀水溶液,酸、碱、盐溶液中同一温度下乘积不变。
③ 酸中c(OH⁻)=Kw/c(H⁺),碱中c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)。
④ 由水电离出的c水(H⁺)=c水(OH⁻),在酸中等于溶液c(OH⁻),在碱中等于溶液c(H⁺)。
⑤ 判断酸碱性必须指明温度,不能一律以pH=7为中性。
【思维拆解】应用Kw先确认温度,再确认溶液类型。酸碱性比较用同温下c(H⁺)与c(OH⁻)相对大小,不能跨温度直接比pH。混合稀释题先判断酸或碱是否过量,再算过量离子的浓度;极稀溶液不能忽略水的电离。涉及水电离浓度时,先找“全部来自水”的那种离子,避免把溶质电离出的H⁺或OH⁻误算为水电离产物。
【拉分典例1】(25-26高二上·广东·期中)不同温度下,纯水的随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.温度升高,纯水的pH会下降而导致纯水呈酸性
C.60℃时,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,稀释后溶液pH=6
D.80℃时,pH=3的稀硫酸中
【拉分典例2】(25-26高二上·河北衡水·期中)如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.三条曲线均代表纯水的电离情况
三、pH的有关计算
① 强酸直接由c(H⁺)求pH;强碱先求c(OH⁻),再由c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)求pH。
② 酸酸混合按c(H⁺)和体积加权;碱碱混合按c(OH⁻)加权。
③ 酸碱混合先判断谁过量:酸过量算剩余c(H⁺),碱过量算剩余c(OH⁻)。
④ 强酸强碱等体积混合:pH和=14呈中性;pH和<14酸过量;pH和>14碱过量。
⑤ 极稀溶液必须考虑水的电离。
【思维拆解】计算先定“三要素”:温度、溶液类型、是否过量。统一算c(H⁺)或c(OH⁻),不能直接平均pH。稀释题注意强酸强碱每10倍变化1,弱酸弱碱因电离补充变化较小。混合题先写中和反应,按物质的量判断过量,再用总体积求浓度。涉及弱酸弱碱时,不能忽略未电离分子的后续电离;极稀时不能忽略水电离贡献。
【拉分典例1】(25-26高二上·湖南岳阳·期末)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法不正确的是
A.将的稀盐酸与的NaOH溶液混合,若所得溶液呈中性,且,则
B.的醋酸中加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的
C.将的溶液稀释为2L,所得溶液
D.的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液
【拉分典例2】(25-26高二上·广东·期中)下列说法正确的是
A.25℃时,在的盐酸和醋酸溶液中,由水电离出的浓度不相等
B.25℃时,的某橙汁中的是的某西瓜汁中的的100倍
C.25℃时,和的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
D.25℃时,和的盐酸等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
四、酸碱中和滴定操作
① 酸式滴定管装酸及氧化性溶液,碱式滴定管装碱;使用前查漏、洗涤。
② 滴定管用待装液润洗2~3次,锥形瓶不能用待测液润洗。
③ 装液后排气泡、调零并记录初读数。
④ 左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化。⑤ 滴入最后半滴,颜色半分钟不变即为终点,读数平视凹液面最低点。
【思维拆解】操作顺序可记为“查漏—洗涤—润洗—装液—排气—调零—取液—加指示剂—滴定—读数”。润洗目的是防止待装液被稀释;锥形瓶有水不影响待测物物质的量。指示剂选择:强酸强碱用酚酞或甲基橙;强酸弱碱用甲基橙;强碱弱酸用酚酞。终点判断看局部变色是否半分钟不恢复,不能把“颜色变浅”误作终点。
【拉分典例1】(25-26高二上·广东东莞·期末)用标准溶液滴定未知浓度的NaOH溶液(如图),下列说法正确的是
A.滴定前,锥形瓶需要用待测液润洗
B.滴定管a用于盛装溶液
C.滴定时,眼睛需注视锥形瓶内溶液颜色变化
D.达到滴定终点,读取消耗标准液的体积为20.700 mL
【拉分典例2】(25-26高二上·广东清远·阶段检测)用溶液滴定未知浓度HCl溶液(滴有酚酞溶液),下列有关说法正确的是
A.若滴定起始和终点时读取数据视线如丙图所示,则所得偏高
B.处理数据所用表达式:
C.当滴入最后半滴碱液后,溶液由浅红色变为无色,且半分钟不变为原来颜色即达到滴定终点
D.甲滴定管除了可以盛装酸性溶液外也可以盛装强氧化性的溶液
五、酸碱中和滴定误差分析
① 计算依据:c待=c标·V标/V待,误差主要看V标偏大还是偏小。
② 滴定管未用标准液润洗,标准液被稀释,消耗V标偏大,结果偏高。
③ 锥形瓶用待测液润洗,待测物增多,V标偏大,结果偏高;锥形瓶有水无影响。
④ 装液前有气泡、滴定后消失,V标读数偏大,结果偏高。
⑤ 读数按V=V终-V初判断,仰视、俯视造成的初终读数偏差要分别分析。
【思维拆解】误差分析抓“三个是否变”:待测物质的量是否变、标准液浓度是否变、V标读数是否偏大。润洗、气泡、滴漏、指示剂变色点等最终都归结到V标。读数误差先看初读数还是终读数:初读数偏大则V偏小,终读数偏大则V偏大。指示剂加多一般不影响结果,但变色过晚可能使V标偏大。分析时按操作—影响V标—判断结果偏高或偏低,形成固定链条。
【拉分典例1】(25-26高二上·河北唐山·阶段检测)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22.5 mL
B.用标准的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.用标准的盐酸滴定未知浓度的KOH溶液,待测液在空气中放置一段时间后再使用,用酚酞做指示剂时测定结果偏低
D.用未知浓度的盐酸滴定标准的KOH溶液时,若滴定前尖嘴处有气泡,滴定到终点后气泡消失,会导致测定结果偏高
【拉分典例2】(25-26高二上·湖南·期中)用0.1000mol∙L-1的NaOH标准溶液来滴定未知浓度的盐酸,下列操作可能使所测盐酸浓度偏高的是
A.用未经该盐酸润洗的酸式滴定管移取20.00mL的盐酸于锥形瓶中
B.滴定快达终点时,用蒸馏水洗涤锥形瓶的瓶壁,然后继续滴定至终点
C.用甲基橙作指示剂,变色后,立即读数
D.读取NaOH溶液体积时,开始时俯视读数,滴定结束时仰视读数
【压轴典例1】(25-26高二上·重庆·阶段检测)水的电离过程为。在25℃、35℃时水的离子积常数分别为、。下列叙述中错误的是
A.纯水中随着温度的升高而增大 B.在35℃时,纯水的
C.水的电离度 D.水的电离过程是吸热过程
破局通法
抓“Kw只随温度变”:水的电离吸热,升温平衡正移,Kw增大,纯水中c(H⁺)与c(OH⁻)同步增大,电离度增大。纯水始终呈中性,但中性pH随温度升高而减小,35 ℃时c(H⁺)>10⁻⁷ mol·L⁻¹,pH<7,故不能把“pH=7”固定当作中性。判断电离度变化看温度对电离平衡的影响,判断吸放热看升温时Kw增大还是减小。
【压轴典例2】 (26-27高二上·河南濮阳·阶段检测)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系:E<A<D
B.图中三点对应离子积关系:B>C>A
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加少量NaOH固体
D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性
破局通法
水的电离平衡曲线先看“等温线”:同一条曲线上的点温度相同,Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)不变,沿曲线移动是加酸或加碱;曲线整体上移表示升温、Kw增大。中性点满足c(H⁺)=c(OH⁻),升温时中性点沿c(H⁺)=c(OH⁻)线向右上移动,中性pH减小。A到C若c(H⁺)=c(OH⁻)且Kw增大,只能升温,加NaOH会使c(OH⁻)>c(H⁺)且Kw不变。酸碱混合先按同温Kw算c(OH⁻),再比较n(H⁺)与n(OH⁻)。
【压轴典例3】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是
A.将的稀盐酸与的溶液混合,若所得溶液呈中性且,则
B.等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合,所得溶液
C.将的溶液稀释为,所得溶液
D.与的溶液等体积混合,所得溶液
破局通法
稀释混合计算先定“温度、强弱、是否过量”。强酸直接由c(H⁺)求pH;强碱先由c(OH⁻)=10^(b−14)求OH⁻,再转c(H⁺)。中性混合用n(H⁺)=n(OH⁻)列式,不能直接平均pH。强碱等体积混合先算混合后c(OH⁻),再转c(H⁺),不能把pH简单取平均。B项只给“等浓度”而未给具体浓度,无法算剩余OH⁻,故不能确定pH=11。强酸稀释按H⁺物质的量守恒。
【压轴典例4】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下列有关滴定实验的说法正确的是
A.滴定终点时液面如图,读数为20.20 mL
B.滴定过程中右手摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管中的液面变化
C.用标准溶液滴定待测液时,可用甲基橙作指示剂
D.滴定管和锥形瓶水洗后都要用待装液润洗
破局通法
滴定实验抓“读数、视线、润洗、指示剂”四查。滴定管0刻度在上,读数看凹液面最低点,图示应为19.80 mL而非20.20 mL。滴定时眼睛注视锥形瓶内颜色变化,不是滴定管液面。指示剂按终点溶液酸碱性选:强酸滴弱碱生成强酸弱碱盐,终点显酸性,选甲基橙。润洗只针对滴定管,锥形瓶水洗后不能润洗,否则待测物偏多。
【压轴典例5】(25-26高二上·四川成都·期中)用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸。下列情况可能导致测定盐酸浓度偏低的是
A.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后再用待测液润洗
B.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
破局通法
误差分析统一归结到“V标偏大则结果偏高,V标偏小则结果偏低”。公式c待=c标·V标/V待中,c标、V待不变时只看V标。锥形瓶用待测液润洗→待测物增多→V标偏大→偏高;待测液溅出→待测物减少→V标偏小→偏低;滴定前有气泡、滴定后消失→V标读数偏大→偏高;仰视终点读数,滴定管上小下大,读数偏大→V标偏大→偏高。逐项按链条判断。
【压轴典例6】(25-26高二上·安徽合肥·阶段检测)常温下,分别取浓度不同、体积均为20.00 mL的3种HCl溶液,分别滴入浓度为 和的NaOH溶液,测得3个反应体系的pH随V(NaOH)的变化曲线如图,在V(NaOH) = 20.00 mL前后pH出现突跃。下列说法不正确的是
A.3种HCl溶液的c(HCl):最大的是最小的100倍
B.曲线a、b、c对应的c(NaOH):a > b > c
C.当V(NaOH) = 20.00 mL时,3个体系中均满足:
D.滴定时,只能选酚酞作指示剂
破局通法
滴定曲线题先抓“等量点与突跃”:强酸强碱按1∶1反应,HCl与NaOH体积均为20.00 mL时恰好完全反应,故c(HCl)=c(NaOH),等量点溶液为NaCl,呈中性。比较碱过量区平台pH高低可定NaOH浓度大小,平台越高浓度越大。强酸强碱滴定突跃范围大,酚酞和甲基橙均可选,凡“只能选某指示剂”的表述要警惕。由三种NaOH浓度比可判HCl浓度最大为最小的100倍。
易错通关
1.(26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)常温下,某HAc溶液的pH=4,下列说法正确的是
A.c(HAc)=10-4 mol·L-1
B.由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)=10-4 mol·L-1
D.加入一定量NaOH(s),溶液呈碱性
2.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下,某溶液中由水电离出的、浓度的乘积为,则该溶液中一定不能大量存在的离子是
A. B. C. D.
3.(25-26高二上·陕西渭南·期末)在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.图中温度
B.AB连线上任意点的溶液均显中性
C.B点溶液的,显酸性
D.图中A、B、D三点处的大小关系:
4.(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,分别取未知浓度的和溶液,加水稀释至原体积的倍,稀释过程中,两溶液的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.为强碱,为弱酸
B.若升高温度,、点对应溶液的均减小
C.将点溶液与点溶液等体积混合,所得溶液呈中性
D.水的电离程度:
5.(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)现有常温下水电离出的均为的4种溶液:①溶液;②溶液;③溶液:④氨水。有关上述溶液的比较中,错误的是
A.等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应,②生成的物质的量少
B.向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的:④>③>①>②
C.①、④溶液混合后,若,则消耗溶液的体积:①>④
D.将①、③溶液混合,混合后,则
6.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)常温下,①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的H2SO4溶液;③pH=12的氨水;④0.01 mol·L−1的NaOH溶液。有关上述溶液的比较中,正确的是
A.水电离的c(H+):①=②=③=④
B.将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:②<③
C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:②最大
D.向10mL上述四溶液中各加入90mL水后,溶液的pH:③>④>①>②
7.(26-27高二上·四川泸州·阶段检测)关于体积相同、的盐酸和醋酸两种溶液,下列说法不正确的是
A.醋酸的浓度远大于盐酸
B.与足量的锌粉反应,醋酸产生的氢气更多
C.与锌粉反应的初始速率相同
D.将两种溶液分别稀释倍后,盐酸的小于醋酸的
8.(26-27高二上·河北邯郸·阶段检测)下列有关叙述中正确的是
A.100℃时,纯水的pH=6,所以纯水此时显酸性
B.25℃时,pH=12的NaOH溶液,水电离出的
C.25℃时,1 mL pH=6的盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
D.25℃,用pH试纸测得某氯水(主要成分是盐酸和次氯酸)的pH为5
9.(25-26高二下·江苏泰州·阶段检测)用0.05000 mol·L-1硫酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.稀释浓硫酸 B.配制硫酸溶液
C.碱式滴定管赶气泡 D.滴定
10.(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏高,其原因可能是
A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
D.滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数
思维拔高
1.(25-26高二上·河南·期中)某温度下,0.100mol•L-1NaOH滴定25.0mL0.0500mol•L-1H2SO4溶液的滴定曲线如图所示。设该温度下水的离子积为Kw。下列说法不正确的是
A.根据曲线数据计算可知该温度下的Kw为10-13
B.曲线上各点的溶液均满足关系式c(H+)•c(OH-)=Kw
C.其他条件相同,若升温,反应终点b向c方向移动
D.相同实验条件下,若改为滴定0.0800mol•L-1盐酸,反应终点b移到a
2.(25-26高二上·河北石家庄·期末)下列实验误差分析错误的是
A.用湿润的pH试纸测定稀硫酸的pH,所测pH偏大
B.用滴定管量取25.00mL NaOH溶液,终点时仰视读数,所量体积偏小
C.滴定速度过快,摇动盛放待测液的锥形瓶不及时,所测浓度偏大
D.测定中和反应后体系的温度时,将稀碱液缓慢倒入稀酸液中,所测温度偏低
3.(25-26高二上·湖北·期中)酸碱中和滴定曲线可以通过实验测得。下图曲线a和b是常温下盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列说法不正确的是
A.氢氧化钠的物质的量浓度为0.01mol/L
B.曲线b是氢氧化钠溶液滴定盐酸溶液的滴定曲线
C.P点时恰好完全中和,溶液呈中性
D.甲基橙或者酚酞都能用作本实验的指示剂
4.(25-26高二上·云南玉溪·期末)25℃,给两种一元酸HA和HB的溶液分别加水稀释,溶液中c(H+)的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.HA是强酸,HB是弱酸
B.在x点:c(A-)=c(B-)
C.稀释前,c(HB)=10c(HA)
D.等体积的x点两溶液分别与足量锌粉反应产生等量H2
5.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,分别取未知浓度的和两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的倍。两溶液稀释倍数的对数值与溶液的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.常温下,
C.中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多
D.物质的量浓度相同的溶液和溶液,前者阳离子浓度之和大于后者
6.(25-26高二上·山东济宁·阶段检测)两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是
A.ROH是一种弱碱
B.x点,MOH的电离程度大于稀释之前的电离程度
C.稀释前,
D.等物质的量的MOH溶液和ROH溶液,分别与等浓度的盐酸恰好反应时,消耗盐酸的体积相同
7.(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)不同温度下,水溶液中与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法
B.b点对应的醋酸中由水电离的
C.时,的溶液的
D.c点对应溶液的等于d点对应溶液的
8.(26-27高二上·北京东城·阶段检测)25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
HClO
HCN
电离平衡常数()
下列说法错误的是
A.同条件下等物质的量浓度溶液的酸性:
B.25℃时,的HCN溶液中,水电离的
C.体积相同、pH相同的①、②HCl、③三种稀溶液分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时,消耗NaOH溶液的体积为①>②=③
D.向NaClO溶液中通入少量,反应的离子方程式为:
压轴攻坚
1.(25-26高二上·湖北武汉·期末)常温,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol/L CH3COOH溶液,溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a点时,消耗NaOH溶液的体积小于20.00 mL
B.可以选用酚酞作指示剂
C.NaOH溶液的体积为20.00 mL时,水的电离程度最大
D.若滴定未知浓度的稀醋酸,配制标准溶液时,称取的NaOH固体中混有KOH,会使测定结果偏低
2.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)实验室用标准溶液标定盐酸的浓度,选用甲基橙作指示剂,并用盐酸滴定标准溶液。
实验次数
标准溶液体积/mL
待测盐酸体积/mL
1
20.00
19.05
2
20.00
19.00
3
20.00
18.95
下列说法错误的是
A.图中滴定管装有标准溶液,排气泡后,取于锥形瓶中
B.盐酸的浓度约为
C.滴定过程中,若有少量盐酸溅出,则盐酸浓度的测定结果会偏低
D.若仅用酚酞替代甲基橙,其他试剂和操作均相同,则滴定消耗盐酸的体积基本不变
3.(25-26高二上·广东东莞·期末)常温下,用溶液滴定醋酸溶液,溶液pH变化如图所示,下列说法不正确的是
A.a点溶液中的溶质为和
B.b点溶液呈中性,
C.c点对应的溶液中:
D.滴定过程中:
4.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)以酚酞为指示剂,用 溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液中pH、分布系数()随滴加NaOH溶液的体积变化关系如下图所示。(如分布系数,下列有关说法错误的是
A.HA为弱酸 B.HA的浓度为0.2000
C.为滴定终点 D.HA的电离平衡常数的数量级为
5.(25-26高二上·山西晋中·阶段检测)室温下,向盐酸中滴加溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知,不考虑混合后溶液体积的变化,下列说法不正确的是
A.时,
B.时,
C.滴定过程中,水的电离程度保持不变
D.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
6.(25-26高二上·河北衡水·期中)某同学用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液测定某烧碱溶液的浓度,4组实验数据如表所示。下列说法正确的是
实验编号
烧碱待测液体积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.根据表中盐酸标准液的4组数据的平均值可计算烧碱溶液浓度
D.未用盐酸标准溶液润洗滴定管会导致测定结果偏高
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专题07 水的电离和溶液的pH
易错题避坑清零
一、水的电离与Kw误区
二、溶液酸碱性判断与pH计算误区
三、稀释与强弱电解质比较误区
四、pH试纸与pH计使用误区
五、酸碱中和滴定误区
六、滴定曲线与综合图像误区
拉分题思维拆解
一、水的电离平衡及其影响元素
二、水的离子积及其应用
三、pH的有关计算
四、酸碱中和滴定操作
五、酸碱中和滴定误差分析
压轴题满分破局
培优练三维突破
易错通关 / 思维拔高 / 压轴攻坚
一、水的电离与Kw误区
1.误认为水不电离。
正解:水是极弱电解质,存在电离平衡:H2O⇌H⁺+OH⁻。25℃时,纯水中c(H⁺)=c(OH⁻)=1×10⁻⁷ mol·L⁻¹,Kw=1×10⁻¹⁴。
2.误认为pH=7的溶液一定是中性。
正解:中性本质是c(H⁺)=c(OH⁻)。pH=7只在25℃时表示中性。升温促进水电离,Kw增大,如100℃时纯水pH≈6,但仍为中性。
3.误认为Kw受浓度、酸碱性影响。
正解:Kw只与温度有关。温度升高,Kw增大;加酸、加碱、加盐(温度不变)不改变Kw。
4.误认为酸、碱促进水电离。
正解:酸、碱都抑制水电离;能水解的盐促进水电离。
5.计算水电离的c(H⁺)或c(OH⁻)时搞错来源。
正解:酸中水电离的c(H⁺)=c(OH⁻)水=溶液中的c(OH⁻);碱中水电离的c(OH⁻)=c(H⁺)水=溶液中的c(H⁺);水解盐中显酸性取溶液c(H⁺),显碱性取溶液c(OH⁻)。
例:25℃ pH=2的HCl,水电离c(H⁺)=10⁻¹² mol·L⁻¹;pH=2的NH4Cl,水电离c(H⁺)=10⁻² mol·L⁻¹。
6.忽略水电离出的H⁺和OH⁻始终相等。
正解:由水电离出的c(H⁺)水=c(OH⁻)水,但溶液中游离的c(H⁺)和c(OH⁻)不一定相等。
【易错典例1】(26-27高二上·北京东城·阶段检测)已知在室温时纯水中存在电离平衡,下列叙述正确的是
A.向水中加入少量NaCl,由水电离出的
B.升高温度,水的电离程度增大,增大,,溶液显酸性
C.向水中通入HCl气体,平衡逆向移动,水的电离受到抑制,降低
D.向水中加入大量水,水浓度增大促进水的电离
【答案】A
【解析】为强酸强碱盐,既不电离出或,也不发生水解,不影响水的电离平衡,室温下由水电离出的,A正确;水的电离为吸热过程,升高温度电离程度增大,增大,,但水电离出的,溶液仍显中性,B错误;向水中通入气体,电离出大量,使水的电离平衡逆向移动,水的电离被抑制,最终溶液中升高,C错误;水为纯液体,浓度视为常数,加入大量水水的浓度不变,不会促进水的电离,D错误;故选A。
【易错典例2】(25-26高二上·四川眉山·阶段检测)在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
【答案】A
【分析】水的电离平衡为,一定温度下,水的离子积为常数,因此同一条曲线上的各点对应相同的水的离子积。25℃曲线上的a点满足,故25℃时;另一条曲线上的c点满足,故该温度下。据各点所属曲线及已知离子浓度,可确定另一种离子的浓度,并通过比较与判断溶液的酸碱性。
【解析】d点所在曲线对应的,该点,由可得。由于,溶液呈碱性,、、、在该条件下能够大量共存,A正确;b点位于25℃曲线上,,且,由可得。由于,溶液呈酸性,在酸性条件下能氧化,反应为,这些离子不能大量共存,B错误;c点满足,溶液呈中性,但与会发生反应,不能大量共存,C错误;c点所在曲线对应的,大于25℃时的。水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,使水的离子积增大,因此该曲线对应的温度高于25℃,即,D错误;故选A。
二、溶液酸碱性判断与pH计算误区
7.只看pH不看温度判断酸碱性。
正解:应比较c(H⁺)和c(OH⁻)。25℃:pH<7酸性,pH=7中性,pH>7碱性;100℃:pH=6为中性。
8.强碱溶液直接用c(OH⁻)取负对数求pH。
正解:pH=-lg c(H⁺)。碱溶液先求c(OH⁻),再由c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)求c(H⁺),最后求pH。
9.混合酸、混合碱直接平均pH。
正解:先算混合后c(H⁺)或c(OH⁻)。强酸混合求c(H⁺);强碱混合先求c(OH⁻),再转c(H⁺);强酸强碱混合先判断谁过量。
10.强酸强碱等体积混合规律用错。
正解:25℃时,强酸pH=a,强碱pH=b,等体积混合:
a+b=14,恰好中和;
a+b<14,酸过量;
a+b>14,碱过量。
弱酸、弱碱不适用。
11.忽略体积变化和单位换算。
正解:Δc=n/V,混合后体积一般取加和;注意mL与L换算。
12.无限稀释后pH越过7。
正解:酸无限稀释,pH接近7但小于7;碱无限稀释,pH接近7但大于7,不能越过7。
【易错典例1】(26-27高二上·山东烟台·阶段检测)下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
【答案】A
【解析】①相同温度下为定值,pH相等则相等,,故两溶液中相等,①正确;
②纯水中始终满足,无论数值多少均呈中性,②正确;
③常温下pH=1的硝酸电离出,溶液中,是由水电离出的,则水电离出的,则硝酸电离出的与水电离出的之比值为,③正确;
④pH、体积均相等的氨水和NaOH溶液相比,氨水的总浓度远大于NaOH溶液,则中和时氨水消耗HCl更多,所需HCl物质的量不相等,④错误;
⑤新制氯水具有漂白性,可漂白广泛pH试纸,无法测得其pH为3,⑤错误;
⑥pH=2的盐酸中,稀释一倍后,,⑥正确;
⑦相同和体积的强酸(盐酸、硫酸)可电离的总物质的量相等,醋酸是弱酸,溶液中还存在大量未电离的溶质,最终能提供的更多,故产氢量③>①=②,⑦正确;
⑧的盐酸中,加水稀释到时,溶液中的应包含盐酸和水电离的浓度之和,该数值接近,所得溶液的接近7,但一定小于7,不可能为9显碱性,⑧错误;
综上所述①②③⑥⑦均正确,④⑤⑧均错误;故选A。
【易错典例2】(25-26高二上·浙江宁波·期末)溶液混合后体积变化忽略不计,则下列叙述正确的是
A.95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
B.室温下,的醋酸溶液,稀释10倍后
C.室温下,的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
D.将1L 的溶液加水稀释为2L,
【答案】D
【解析】水的电离吸热,升温促进水的电离,增大,95℃纯水中,因此,但纯水始终满足,仍呈中性,A错误;醋酸是弱电解质,稀释时会促进醋酸电离,补充更多,因此的醋酸稀释10倍后,,B错误;的醋酸中,醋酸的实际浓度远大于,而的浓度就是,等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,,C错误;稀释前,稀释到2L后;室温下,可得,因此,D正确;故选D。
三、稀释与强弱电解质比较误区
13.强酸稀释10倍pH加1,弱酸也加1。
正解:强酸稀释10倍,pH一般增大1(接近中性时例外);弱酸稀释促进电离,pH增大不到1。
14.等pH强酸和弱酸稀释相同倍数后pH相同。
正解:弱酸继续电离,稀释后c(H⁺)大于强酸,pH小于强酸。
15.等pH强酸、弱酸中和碱能力相同。
正解:等pH等体积一元酸,弱酸浓度大,中和碱多;与足量金属反应产生H₂多。
16.等浓度强酸、弱酸最终产生H₂不同。
正解:等浓度等体积一元酸总酸量相同,中和碱相同,与足量金属产生H₂相同;但强酸开始速率快、pH小。
17.加水稀释弱酸,所有离子浓度都减小。
正解:c(H⁺)一般减小,c(OH⁻)增大;n(H⁺)增大,电离度增大。
18.冰醋酸加水导电性单调变化。
正解:冰醋酸加水,离子浓度先增大后减小,导电性先增大后减小,pH先减小后增大。
【易错典例1】(25-26高二上·陕西西安·期末)生物体内部的许多化学反应都对pH敏感,弱酸与弱碱的反应可以防止pH的剧烈变化,维持正常的生理功能。下列有关弱酸与弱碱的说法正确的是
A.25℃时,向氨水溶液中加入稀NaOH溶液,的电离常数减小
B.向1 mL pH = 3的盐酸和醋酸中分别加入少量固体,溶液pH均增大
C.将1 mL pH = 3的盐酸和醋酸分别加水稀释100倍后,pH大的是醋酸。
D.室温下,向0.1 mol/L氨水中加入等浓度等体积的盐酸,溶液导电能力减弱
【答案】B
【解析】氨水中存在电离平衡,电离常数只与温度有关。25℃时加入稀NaOH溶液,温度不变,的电离常数不变,A错误;溶于水后电离出。向盐酸中加入少量固体,发生反应,消耗,溶液pH增大。醋酸中存在电离平衡,加入少量固体使浓度增大,电离平衡向左移动,浓度减小,溶液pH也增大,B正确;两种酸的初始pH均为3,故初始浓度均为。盐酸是强酸,忽略水电离的影响,稀释100倍后,,pH约为5。醋酸是弱酸,稀释促进电离平衡向右移动,继续产生,因而稀释后浓度大于,pH小于5。因此稀释后pH较大的是盐酸,C错误;氨水中的是弱电解质,仅部分电离,溶液中的离子浓度较小。加入等浓度等体积的盐酸,发生反应,二者恰好完全反应,生成。是强电解质,在水中完全电离,即;混合后溶液中的离子浓度明显增大,导电能力增强,D错误;故选B。
【易错典例2】 (25-26高二上·北京顺义·期中)常温下,下列有关两种溶液的说法正确的是
序号
①
②
pH
11
11
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
A.①和②两溶液中水的电离程度相同
B.① 溶液的物质的量浓度为0.001 mol/L
C.①和②两溶液分别加水稀释10倍,稀释后溶液的pH:①<②
D.等体积的①和②两溶液分别与相同浓度的盐酸恰好中和,消耗盐酸的体积:①=②
【答案】A
【解析】两溶液均为11,溶液中浓度均为,碱溶液中全部由水电离产生,故两溶液中水的电离程度相同,A正确;氨水为弱碱,仅部分电离,时溶液中,但氨水的物质的量浓度远大于,B错误;加水稀释时,弱电解质的电离平衡正向移动,会继续电离出,故稀释10倍后氨水的降幅更小,稀释后溶液:①>②,C错误;相同时氨水的物质的量浓度远大于氢氧化钠溶液,等体积时①中溶质的物质的量更大,恰好中和时消耗盐酸的体积:①>②,D错误;故选A。
四、pH试纸与pH计使用误区
19.把pH试纸直接伸入待测液。
正解:用玻璃棒蘸取待测液,点在pH试纸中部,再与标准比色卡对照。
20.使用前润湿pH试纸。
正解:广泛pH试纸不能润湿。润湿相当于稀释,测酸pH偏大,测碱pH偏小;中性液无影响。
21.广泛pH试纸读小数。
正解:广泛pH试纸只能读整数;精密测量用精密pH试纸或pH计。
22.用pH试纸测浓酸、浓碱、漂白液。
正解:浓酸浓碱腐蚀试纸,漂白性物质漂白指示剂,应稀释或用pH计等。
【易错典例1】 (25-26高二上·四川成都·期中)下列关于测pH的实验操作和数据记录都正确的是
A.用广泛pH试纸测得某浓度的盐酸的pH=2.3
B.用广泛pH试纸测某浓度的NaClO溶液的pH
C.用pH计测得某浓度的氯水的pH为5.3
D.用湿润的pH试纸测定溶液的pH,一定会产生误差
【答案】C
【解析】广泛试纸的测量精度为整数,无法精确到0.1,不能测得,A错误;溶液具有强氧化性,会漂白广泛试纸,无法用其测定该溶液的,B错误;计是可精确测量溶液的仪器,精度可达0.1,且不受氯水漂白性的影响,可测得氯水为5.3,C正确;若测定的是中性溶液,湿润试纸稀释待测液后仍为7,不会产生误差,“一定会产生误差”的表述错误,D错误;故选C。
【易错典例2】(25-26高二上·山东青岛·期中)用试纸测定某一溶液的时,规范的操作是
A.将试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将0.01mol/L的HClO溶液倒在试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在玻璃片上试纸的中部,跟标准比色卡比较
D.在试管内放少量溶液,煮沸,把试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
【答案】C
【解析】将试纸直接放入待测溶液中会污染试剂,操作不规范,A错误;将溶液直接倒在试纸上的操作不符合规范,且具有强氧化性,会漂白试纸,无法通过该方法测定其,B错误;用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在放置于玻璃片上的试纸中部,待颜色稳定后与标准比色卡比较,符合测定的规范操作,C正确;煮沸溶液可能改变待测液的性质,且将试纸放在试管口无法测定常温下原溶液的,操作错误,D错误;故选C。
五、酸碱中和滴定误区
23.酸式、碱式滴定管混用。
正解:酸式滴定管装酸性、氧化性溶液;碱式滴定管装碱性溶液。酸式不能装碱,碱式不能装酸和氧化性溶液。
24.滴定管未润洗或锥形瓶润洗。
正解:滴定管用待装液润洗;锥形瓶不能润洗,内有蒸馏水不影响结果。
25.滴定前未排气泡或读数错误。
正解:滴定前调液面并排气泡,读数视线与凹液面最低点相平;俯视、仰视会造成误差。
26.指示剂选择不当。
正解:强酸强碱滴定选酚酞或甲基橙;强酸滴弱碱选甲基橙;强碱滴弱酸选酚酞;石蕊不常用。
27.终点判断错误。
正解:最后一滴标准液使溶液变色,且半分钟内不恢复原色。滴定终点应在pH突跃范围内,不一定恰好等于中和点。
28.误差分析方向搞反。
正解:消耗标准液体积偏大,待测浓度偏高;偏小则偏低。锥形瓶残留蒸馏水不影响;滴定管未润洗、气泡、读数错误要具体分析。
29.计算漏计量比或单位。
正解:n(H⁺)=n(OH⁻),c待=c标V标×计量比/V待,注意体积单位一致。
【易错典例1】(25-26高二下·浙江宁波·期末)在中和滴定实验中,以0.1000 mol/L NaOH标准溶液滴定未知浓度醋酸,下列说法正确的是
A.选择甲基橙作为滴定终点指示剂,可以使得滴定结果更为准确
B.使用少量标准溶液润洗滴定管,仅需将洗涤后溶液从滴定管上口倒出
C.排出盛有NaOH溶液的滴定管中的气泡时,应快速打开旋塞放液,直至气泡排出
D.接近滴定终点时,应放慢滴定速率,采用半滴加入法,以精确控制标准溶液加入量
【答案】D
【解析】NaOH滴定醋酸时,终点生成醋酸钠,溶液水解显碱性,应选变色范围为碱性的酚酞作指示剂,甲基橙变色范围在酸性,会导致滴定终点提前、误差大,A错误;润洗滴定管时,洗涤液需从下口放出,才能保证滴定管尖嘴部分被润洗,从上口倒出无法润洗尖嘴,会导致标准液被稀释,误差偏大,B错误;NaOH是强碱,需用带橡胶管的碱式滴定管盛装,碱式滴定管无旋塞,排气泡需将尖嘴向上弯曲、挤压玻璃珠放液,操作描述错误,C错误;接近滴定终点时,为避免标准液滴加过量,需放慢滴定速率,采用半滴加入法精确控制标准液加入量,D正确;故选D。
【易错典例2】 (25-26高二上·山东济南·期末)某兴趣小组用标准浓度盐酸滴定锥形瓶中未知浓度氢氧化钠溶液,下列图示操作不规范的是
A.调控滴定速度
B.滴定读数时,双手一上一下持滴定管
C.滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化
D.接近滴定终点时,向锥形瓶中滴入半滴标准液
【答案】B
【解析】滴定时,可以通过旋转活塞控制滴定速度,操作规范,A不符合题意;滴定读数时需手持滴定管上端使其保持垂直悬垂状态,待液面稳定后平视凹液面最低处读数,双手一上一下持滴定管易导致滴定管倾斜,读数产生误差,操作不规范,B符合题意;滴定时,眼睛需要观察锥形瓶内颜色变化,避免滴入过量标准溶液,操作规范,C不符合题意;接近终点时,为了避免滴入过量标准浓度盐酸溶液,可以滴入半滴标准浓度盐酸溶液,操作规范,D不符合题意;故选B。
六、滴定曲线与综合图像误区
30.强酸强碱与强酸弱碱滴定曲线混淆。
正解:强酸强碱滴定突跃大;强酸滴弱碱,终点显酸性,突跃较小;强碱滴弱酸,终点显碱性。
31.滴定曲线中起点、半等当点、等当点判断错。
正解:起点看初始pH;半等当点可求Ka或Kb;等当点看盐类水解酸碱性,并据此选择指示剂。
32.忽略温度对Kw和pH的影响。
正解:所有pH计算和酸碱性判断先看温度。25℃ Kw=1×10⁻¹⁴,100℃ Kw约1×10⁻¹²。
【速记检查清单】
水的电离:H2O⇌H⁺+OH⁻,Kw=c(H⁺)c(OH⁻),只受温度影响;25℃ Kw=1×10⁻¹⁴,中性pH=7;升温Kw增大,中性pH<7。
抑制与促进:酸、碱抑制水电离;水解盐促进水电离。酸中水电离c(H⁺)=溶液c(OH⁻);碱中水电离c(OH⁻)=溶液c(H⁺);水解盐显酸性取c(H⁺),显碱性取c(OH⁻)。
pH计算:pH=-lg c(H⁺);碱先算c(OH⁻)再转c(H⁺);混合先判断过量,再算浓度;无限稀释接近7。
稀释比较:强酸稀释10倍pH+1,弱酸小于1;等pH弱酸浓度大、中和碱多、稀释后pH小。
pH试纸:不润湿、不伸入、读整数;浓酸浓碱漂白液不能用。
中和滴定:酸式装酸/氧化性,碱式装碱;滴定管润洗,锥形瓶不润洗;指示剂选择;终点半分钟不褪色;误差看V标。
滴定曲线:强酸强碱突跃大,强酸弱碱终点酸,强碱弱酸终点碱;半等当点求Ka/Kb。
温度优先:Kw、中性pH、滴定终点pH都受温度影响。
【易错典例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
【解析】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;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;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;初始时盐酸浓度为,完全电离出,,D正确;故选B。
【易错典例2】(25-26高二下·湖南长沙·期中)以酚酞为指示剂,用0.1000 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液pH、分布系数()[如分布系数]随滴加NaOH溶液的体积V(NaOH)变化关系如图所示。下列有关说法正确的是
A.pH=7为滴定终点 B.HA的电离平衡常数的数量级为
C.HA为强酸 D.HA的浓度为0.1000
【答案】B
【分析】由图中箭头指向可知曲线③代表溶液pH;随着溶液的滴加,发生反应,溶液中增大,减小,因此,曲线①代表,曲线②代表;
【解析】由图可知,当加入40.00 mL溶液时,溶液pH发生突变,说明此时与恰好完全反应,产物为NaA,通过曲线③可知,此时溶液显碱性,由此可判断为强碱弱酸盐,为一元弱酸,或根据酚酞的变色范围为8.2~10.00,可知滴定终点不是pH=7,A错误;曲线①和②交点处,,即,由曲线③可得此时pH≈4.4, ,HA的电离常数,数量级为,B正确;根据分析可知,HA为弱酸,C错误;由图可知,当加入20.00 mL溶液时,溶液中由此可得,,即,D错误;故选B。
一、水的电离平衡及其影响
① 水是极弱电解质:H₂O⇌H⁺+OH⁻,电离吸热。
② 25 ℃纯水中c(H⁺)=c(OH⁻)=10⁻⁷ mol·L⁻¹,Kw=10⁻¹⁴。
③ 升温促进水电离,Kw增大;加酸、加碱均抑制水电离。
④ 含弱酸根或弱碱阳离子的盐水解,消耗H⁺或OH⁻,促进水电离。
⑤ 比较“水的电离程度”要看由水电离出的c(H⁺)或c(OH⁻),不能看溶液总c(H⁺)。
【思维拆解】酸溶液中OH⁻全部来自水,故c水(H⁺)=c水(OH⁻)=c(OH⁻);碱溶液中H⁺全部来自水,故c水(H⁺)=c水(OH⁻)=c(H⁺)。水解盐溶液中水电离出的H⁺、OH⁻相等,但部分被水解消耗,需结合水解程度判断。读图时先看温度是否改变,再判断酸碱性对水电离的抑制或促进,切忌把“c(H⁺)大”直接等同于“水电离程度大”。
【拉分典例1】(25-26高二上·海南·阶段检测)水是最常见的溶剂。下列说法正确的是
A.水的电离方程式为H2O=H++OH-
B.升高温度,水的离子积常数增大
C.常温下,由水电离出c(H+)=1×10-12mol·L-1的溶液呈碱性
D.水是非极性分子
【答案】B
【解析】水是弱电解质,电离过程为部分电离,电离方程式应为,选项中用等号表示完全电离,A错误;水的电离是吸热过程,升高温度促进电离,和均增大,离子积常数因此增大,B正确;常温下,由水电离出,说明水的电离被抑制,酸、碱溶液均可抑制水的电离,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,C错误;水分子为V形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,D错误;故选B。
【拉分典例2】(26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是
A.各点对应的水的离子积:
B.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7
C.向d点纯水中通入少量NaHSO4,其组成由d点沿cde曲线向c点移动
D.加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移
【答案】D
【分析】水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,pOH、pH均减小、水的离子积常数增大,所以温度;由图可知,d点和f点溶液中pOH和pH相等,说明溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液显中性,但f点水的离子积常数大于d点;
【解析】水的电离吸热,温度越高,水的离子积越大,pOH、pH越小,所以温度,即,同时只与温度有关,d、e点在等温线上,所以,A错误;df直线上各点对应的水溶液中均有pH= pOH,即,所以df直线上各点对应的水溶液均呈中性,但pH不一定等于7,B错误;恒温条件下,向d点纯水中通入少量,溶液酸性增强,pH减小,由于,所以pOH增大,其组成由d点沿cde曲线向e点移动,C错误;由于水的电离吸热,所以升高温度,水的离子积增大,pOH、pH减小,即加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移,D正确;故选D。
二、水的离子积及其应用
① Kw=c(H⁺)·c(OH⁻),只随温度改变,25 ℃时为10⁻¹⁴,升温增大。
② Kw适用于纯水及稀水溶液,酸、碱、盐溶液中同一温度下乘积不变。
③ 酸中c(OH⁻)=Kw/c(H⁺),碱中c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)。
④ 由水电离出的c水(H⁺)=c水(OH⁻),在酸中等于溶液c(OH⁻),在碱中等于溶液c(H⁺)。
⑤ 判断酸碱性必须指明温度,不能一律以pH=7为中性。
【思维拆解】应用Kw先确认温度,再确认溶液类型。酸碱性比较用同温下c(H⁺)与c(OH⁻)相对大小,不能跨温度直接比pH。混合稀释题先判断酸或碱是否过量,再算过量离子的浓度;极稀溶液不能忽略水的电离。涉及水电离浓度时,先找“全部来自水”的那种离子,避免把溶质电离出的H⁺或OH⁻误算为水电离产物。
【拉分典例1】(25-26高二上·广东·期中)不同温度下,纯水的随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.温度升高,纯水的pH会下降而导致纯水呈酸性
C.60℃时,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,稀释后溶液pH=6
D.80℃时,pH=3的稀硫酸中
【答案】D
【解析】温度升高,水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)增大,水的电离程度增大,2H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,A错误;纯水呈中性,B错误;60 ℃时,中性溶液的pH=6.5,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,pH会接近但大于6.5,C错误;80 ℃时,Kw=2.5×10-13,pH=3的稀硫酸中c(OH-)= mol·L-1=2.5×10-10 mol·L-1,D正确;故选D。
【拉分典例2】(25-26高二上·河北衡水·期中)如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.三条曲线均代表纯水的电离情况
【答案】D
【解析】水的电离是吸热过程,温度越高水的离子积越大,由图可知、、对应的依次增大,故温度,A正确;,B、D、E三点均为,因此,B正确;仅与温度有关,温度越高越大,A、B、C所处温度相同,相等,且温度,故五点关系为,C正确;纯水中满足,仅曲线上位于虚线上的点代表纯水的电离,曲线上其余点为该温度下的酸、碱或盐溶液,并非纯水,D错误;故选D。
三、pH的有关计算
① 强酸直接由c(H⁺)求pH;强碱先求c(OH⁻),再由c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)求pH。
② 酸酸混合按c(H⁺)和体积加权;碱碱混合按c(OH⁻)加权。
③ 酸碱混合先判断谁过量:酸过量算剩余c(H⁺),碱过量算剩余c(OH⁻)。
④ 强酸强碱等体积混合:pH和=14呈中性;pH和<14酸过量;pH和>14碱过量。
⑤ 极稀溶液必须考虑水的电离。
【思维拆解】计算先定“三要素”:温度、溶液类型、是否过量。统一算c(H⁺)或c(OH⁻),不能直接平均pH。稀释题注意强酸强碱每10倍变化1,弱酸弱碱因电离补充变化较小。混合题先写中和反应,按物质的量判断过量,再用总体积求浓度。涉及弱酸弱碱时,不能忽略未电离分子的后续电离;极稀时不能忽略水电离贡献。
【拉分典例1】(25-26高二上·湖南岳阳·期末)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法不正确的是
A.将的稀盐酸与的NaOH溶液混合,若所得溶液呈中性,且,则
B.的醋酸中加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的
C.将的溶液稀释为2L,所得溶液
D.的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液
【答案】D
【解析】混合后溶液呈中性则,盐酸中,溶液中,代入得,由,得,A正确;醋酸为弱酸,稀释100倍时电离平衡正向移动,所得溶液,,溶液中全部由水电离,,水电离的,B正确;原溶液中,稀释为2L后,,,C正确;常温下为碱性溶液,稀释100倍后溶液仍呈弱碱性,趋近于7但不可能小于7,所得溶液不符合实际,D错误;故选D。
【拉分典例2】(25-26高二上·广东·期中)下列说法正确的是
A.25℃时,在的盐酸和醋酸溶液中,由水电离出的浓度不相等
B.25℃时,的某橙汁中的是的某西瓜汁中的的100倍
C.25℃时,和的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
D.25℃时,和的盐酸等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
【答案】B
【解析】25℃时,的盐酸和醋酸溶液中均为,酸抑制水的电离,水电离出的,酸溶液中的全部来自水的电离,且水电离出的和相等,因此两份溶液中水电离出的均为,二者相等,A错误;25℃时,的橙汁中,的西瓜汁中,二者比值为,B正确;25℃时,pH=9的NaOH溶液,pH=11的NaOH溶液,和的溶液等体积混合,需先算,再得,,C错误;25℃时,pH=3的盐酸,pH=5的盐酸,等体积混合后,,D错误;故选B。
四、酸碱中和滴定操作
① 酸式滴定管装酸及氧化性溶液,碱式滴定管装碱;使用前查漏、洗涤。
② 滴定管用待装液润洗2~3次,锥形瓶不能用待测液润洗。
③ 装液后排气泡、调零并记录初读数。
④ 左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化。⑤ 滴入最后半滴,颜色半分钟不变即为终点,读数平视凹液面最低点。
【思维拆解】操作顺序可记为“查漏—洗涤—润洗—装液—排气—调零—取液—加指示剂—滴定—读数”。润洗目的是防止待装液被稀释;锥形瓶有水不影响待测物物质的量。指示剂选择:强酸强碱用酚酞或甲基橙;强酸弱碱用甲基橙;强碱弱酸用酚酞。终点判断看局部变色是否半分钟不恢复,不能把“颜色变浅”误作终点。
【拉分典例1】(25-26高二上·广东东莞·期末)用标准溶液滴定未知浓度的NaOH溶液(如图),下列说法正确的是
A.滴定前,锥形瓶需要用待测液润洗
B.滴定管a用于盛装溶液
C.滴定时,眼睛需注视锥形瓶内溶液颜色变化
D.达到滴定终点,读取消耗标准液的体积为20.700 mL
【答案】C
【解析】滴定前锥形瓶若用待测液润洗,会使瓶内待测的物质的量偏大,导致测定结果偏高,因此锥形瓶不能用待测液润洗,故A错误;滴定管a下端为橡胶管,是碱式滴定管,仅可盛装碱性溶液,为酸性溶液,应盛装在下端带玻璃活塞的酸式滴定管b中,故B错误;滴定时为准确判断滴定终点,眼睛需注视锥形瓶内溶液的颜色变化,故C正确;滴定管的精确度为,读数仅能保留小数点后两位,无法读取到,故D错误;故选C。
【拉分典例2】(25-26高二上·广东清远·阶段检测)用溶液滴定未知浓度HCl溶液(滴有酚酞溶液),下列有关说法正确的是
A.若滴定起始和终点时读取数据视线如丙图所示,则所得偏高
B.处理数据所用表达式:
C.当滴入最后半滴碱液后,溶液由浅红色变为无色,且半分钟不变为原来颜色即达到滴定终点
D.甲滴定管除了可以盛装酸性溶液外也可以盛装强氧化性的溶液
【答案】D
【解析】滴定起始平视读数正确,滴定终点俯视会使读取的NaOH溶液终点体积偏小,消耗NaOH溶液体积的测定值偏低,根据,所得偏低,A错误;根据中和反应计量关系,变形得,B错误;待测HCl溶液中滴有酚酞,初始为酸性显无色,达到滴定终点时,溶液应为由无色变为浅红色且半分钟不褪色,选项颜色变化描述错误,C错误;甲为酸式滴定管,玻璃活塞不会被酸性、强氧化性溶液腐蚀,因此可盛装酸性溶液和强氧化性溶液,D正确;故选D。
五、酸碱中和滴定误差分析
① 计算依据:c待=c标·V标/V待,误差主要看V标偏大还是偏小。
② 滴定管未用标准液润洗,标准液被稀释,消耗V标偏大,结果偏高。
③ 锥形瓶用待测液润洗,待测物增多,V标偏大,结果偏高;锥形瓶有水无影响。
④ 装液前有气泡、滴定后消失,V标读数偏大,结果偏高。
⑤ 读数按V=V终-V初判断,仰视、俯视造成的初终读数偏差要分别分析。
【思维拆解】误差分析抓“三个是否变”:待测物质的量是否变、标准液浓度是否变、V标读数是否偏大。润洗、气泡、滴漏、指示剂变色点等最终都归结到V标。读数误差先看初读数还是终读数:初读数偏大则V偏小,终读数偏大则V偏大。指示剂加多一般不影响结果,但变色过晚可能使V标偏大。分析时按操作—影响V标—判断结果偏高或偏低,形成固定链条。
【拉分典例1】(25-26高二上·河北唐山·阶段检测)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22.5 mL
B.用标准的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.用标准的盐酸滴定未知浓度的KOH溶液,待测液在空气中放置一段时间后再使用,用酚酞做指示剂时测定结果偏低
D.用未知浓度的盐酸滴定标准的KOH溶液时,若滴定前尖嘴处有气泡,滴定到终点后气泡消失,会导致测定结果偏高
【答案】C
【解析】滴定管的最小分度值为0.1 mL,读数应估读到0.01 mL,所以应记录为22.50 mL,不能记录为22.5 mL,A错误;碱式滴定管洗净后若未用标准KOH溶液润洗,管内残留的水会稀释KOH溶液,使其实际浓度小于标准浓度。滴定同一份盐酸达到终点时,消耗的KOH溶液体积偏大,计算时仍代入标称浓度,所得盐酸浓度偏高,B错误;待测KOH溶液在空气中放置会吸收二氧化碳,反应为。用酚酞作指示剂,以标准盐酸滴定时,剩余KOH被完全中和,碳酸根只被中和为碳酸氢根,分别发生和。原来2 mol KOH转化为碳酸钾后,在酚酞终点只消耗1 mol HCl,故所用标准盐酸体积偏小;仍按KOH与HCl的1∶1关系计算,测定结果偏低,C正确;滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡、滴定后气泡消失时,滴定管读数包含填充尖嘴而未进入锥形瓶的盐酸体积,因此记录的盐酸体积大于实际参加反应的体积。用标准KOH的物质的量除以该偏大的盐酸体积,所得盐酸浓度偏低,D错误;故选C。
【拉分典例2】(25-26高二上·湖南·期中)用0.1000mol∙L-1的NaOH标准溶液来滴定未知浓度的盐酸,下列操作可能使所测盐酸浓度偏高的是
A.用未经该盐酸润洗的酸式滴定管移取20.00mL的盐酸于锥形瓶中
B.滴定快达终点时,用蒸馏水洗涤锥形瓶的瓶壁,然后继续滴定至终点
C.用甲基橙作指示剂,变色后,立即读数
D.读取NaOH溶液体积时,开始时俯视读数,滴定结束时仰视读数
【答案】D
【解析】酸式滴定管未用盐酸润洗会导致装入的盐酸被残留的水稀释,实际移取HCl的物质的量偏小,所需NaOH体积偏少,所测盐酸的浓度偏低,A不符合题意;蒸馏水洗涤锥形瓶不会改变HCl的物质的量,仅稀释溶液,不影响终点判断所需的NaOH体积,对结果无影响,B不符合题意;用甲基橙作指示剂,变色后立即读数,可能未达到滴定终点,导致所用NaOH溶液的体积偏小,测定结果偏低,C不符合题意;初始俯视读数(读数偏低)和终点仰视读数(读数偏高)导致计算出的NaOH体积偏大,所测盐酸浓度偏高,D符合题意;故选D。
【压轴典例1】(25-26高二上·重庆·阶段检测)水的电离过程为。在25℃、35℃时水的离子积常数分别为、。下列叙述中错误的是
A.纯水中随着温度的升高而增大 B.在35℃时,纯水的
C.水的电离度 D.水的电离过程是吸热过程
【答案】B
【解析】纯水中,温度升高增大,因此随温度升高而增大,A正确;35℃时,纯水中,,B错误;升高温度水的离子积常数增大,说明水的电离平衡正向移动,电离程度增大,因此电离度,C正确;升高温度增大,电离平衡正向移动,根据勒夏特列原理,水的电离过程为吸热过程,D正确;故选B。
破局通法
抓“Kw只随温度变”:水的电离吸热,升温平衡正移,Kw增大,纯水中c(H⁺)与c(OH⁻)同步增大,电离度增大。纯水始终呈中性,但中性pH随温度升高而减小,35 ℃时c(H⁺)>10⁻⁷ mol·L⁻¹,pH<7,故不能把“pH=7”固定当作中性。判断电离度变化看温度对电离平衡的影响,判断吸放热看升温时Kw增大还是减小。
【压轴典例2】 (26-27高二上·河南濮阳·阶段检测)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系:E<A<D
B.图中三点对应离子积关系:B>C>A
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加少量NaOH固体
D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】C
【解析】E、A、D均为25℃条件下的点,横坐标为,由图可知横坐标数值E<A<D,因此氢离子浓度关系为E<A<D,A正确;水的离子积,仅随温度升高而增大,三点温度关系为B>C>A,因此离子积关系为B>C>A,B正确;A点到C点过程中始终成立,且增大,说明需要升高温度;若温度不变加入少量NaOH固体,且不变,无法到达C点,C错误;B点对应温度下,pH=2的硫酸中,pH=10的NaOH溶液中,等体积混合时,溶液显中性,D正确;故选C。
破局通法
水的电离平衡曲线先看“等温线”:同一条曲线上的点温度相同,Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)不变,沿曲线移动是加酸或加碱;曲线整体上移表示升温、Kw增大。中性点满足c(H⁺)=c(OH⁻),升温时中性点沿c(H⁺)=c(OH⁻)线向右上移动,中性pH减小。A到C若c(H⁺)=c(OH⁻)且Kw增大,只能升温,加NaOH会使c(OH⁻)>c(H⁺)且Kw不变。酸碱混合先按同温Kw算c(OH⁻),再比较n(H⁺)与n(OH⁻)。
【压轴典例3】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是
A.将的稀盐酸与的溶液混合,若所得溶液呈中性且,则
B.等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合,所得溶液
C.将的溶液稀释为,所得溶液
D.与的溶液等体积混合,所得溶液
【答案】B
【分析】常温下酸碱溶液稀释、混合,pH计算的核心依据是常温下。
【解析】稀盐酸中,溶液中,溶液呈中性时,即,代入,可得,A正确;仅说明两种溶液浓度相等,但未给出具体浓度数值,无法计算混合后剩余的浓度,也就不能确定溶液,B错误;原中,稀释为2L后,,,C正确;两种强碱等体积混合,先算,常温下,,D正确;故选B。
破局通法
稀释混合计算先定“温度、强弱、是否过量”。强酸直接由c(H⁺)求pH;强碱先由c(OH⁻)=10^(b−14)求OH⁻,再转c(H⁺)。中性混合用n(H⁺)=n(OH⁻)列式,不能直接平均pH。强碱等体积混合先算混合后c(OH⁻),再转c(H⁺),不能把pH简单取平均。B项只给“等浓度”而未给具体浓度,无法算剩余OH⁻,故不能确定pH=11。强酸稀释按H⁺物质的量守恒。
【压轴典例4】(25-26高二上·江苏连云港·期中)下列有关滴定实验的说法正确的是
A.滴定终点时液面如图,读数为20.20 mL
B.滴定过程中右手摇动锥形瓶,眼睛注视滴定管中的液面变化
C.用标准溶液滴定待测液时,可用甲基橙作指示剂
D.滴定管和锥形瓶水洗后都要用待装液润洗
【答案】C
【解析】滴定管的0刻度在上方,图示凹液面最低点位于20 mL刻度线上方,读数应为19.80 mL,不是20.20 mL,A错误;滴定过程中右手摇动锥形瓶,眼睛应注视锥形瓶内溶液的颜色变化以判断滴定终点,不能注视滴定管中的液面变化,B错误;用标准溶液滴定待测液,滴定终点生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性,甲基橙的变色范围为3.1~4.4,处于酸性区间,因此可用甲基橙作指示剂,C正确;滴定管水洗后需要用待装液润洗,避免待装液被稀释,但锥形瓶水洗后不能用待装液润洗,否则会导致待测液溶质偏多,测定结果偏高,D错误;故选C。
破局通法
滴定实验抓“读数、视线、润洗、指示剂”四查。滴定管0刻度在上,读数看凹液面最低点,图示应为19.80 mL而非20.20 mL。滴定时眼睛注视锥形瓶内颜色变化,不是滴定管液面。指示剂按终点溶液酸碱性选:强酸滴弱碱生成强酸弱碱盐,终点显酸性,选甲基橙。润洗只针对滴定管,锥形瓶水洗后不能润洗,否则待测物偏多。
【压轴典例5】(25-26高二上·四川成都·期中)用KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸。下列情况可能导致测定盐酸浓度偏低的是
A.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后再用待测液润洗
B.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
D.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
【答案】B
【解析】盛装待测液的锥形瓶用待测液润洗,会使锥形瓶内实际物质的量偏大,消耗标准溶液的体积偏大,根据,测定结果偏高,A不符合题意;滴定时有盐酸溅出锥形瓶外,会使锥形瓶内实际物质的量偏小,消耗标准溶液的体积偏小,根据上述公式,测定结果偏低,B符合题意;滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,读取的包含气泡体积,比实际消耗体积偏大,测定结果偏高,C不符合题意;滴定管刻度上小下大,滴定终点仰视读数会使读取的偏大,测定结果偏高,D不符合题意;故选B。
破局通法
误差分析统一归结到“V标偏大则结果偏高,V标偏小则结果偏低”。公式c待=c标·V标/V待中,c标、V待不变时只看V标。锥形瓶用待测液润洗→待测物增多→V标偏大→偏高;待测液溅出→待测物减少→V标偏小→偏低;滴定前有气泡、滴定后消失→V标读数偏大→偏高;仰视终点读数,滴定管上小下大,读数偏大→V标偏大→偏高。逐项按链条判断。
【压轴典例6】(25-26高二上·安徽合肥·阶段检测)常温下,分别取浓度不同、体积均为20.00 mL的3种HCl溶液,分别滴入浓度为 和的NaOH溶液,测得3个反应体系的pH随V(NaOH)的变化曲线如图,在V(NaOH) = 20.00 mL前后pH出现突跃。下列说法不正确的是
A.3种HCl溶液的c(HCl):最大的是最小的100倍
B.曲线a、b、c对应的c(NaOH):a > b > c
C.当V(NaOH) = 20.00 mL时,3个体系中均满足:
D.滴定时,只能选酚酞作指示剂
【答案】D
【分析】三份HCl与对应NaOH溶液均在加入20.00 mL NaOH时达到等量点,而HCl的初始体积也是20.00 mL。由一元强酸与一元强碱按1∶1反应可知,每个体系中c(HCl) = c(NaOH)。
中和反应的化学方程式为。
再结合题给三种NaOH溶液的浓度以及图中酸性区、碱过量区的pH高低,可确定三条曲线与三组浓度的对应关系。等量点时强酸、强碱恰好完全反应,所得NaCl溶液呈中性;指示剂应根据滴定突跃范围选择。
【解析】三个体系的HCl与NaOH均按1∶1反应,且HCl初始体积和等量点消耗的NaOH体积均为20.00 mL,所以各体系中c(HCl) = c(NaOH)。三种HCl溶液的最大浓度与最小浓度之比为1.000∶0.01000 = 100∶1,A正确;在相同的NaOH加入体积下,NaOH过量后的pH越高,对应的NaOH浓度越大。图中碱过量区的平台高低为a > b > c,故曲线a、b、c对应的c(NaOH)关系为a > b > c,B正确;当V(NaOH) = 20.00 mL时,三个体系中的HCl和NaOH均恰好完全反应,所得NaCl溶液呈中性,均满足,C正确;三条曲线在等量点附近均有明显的pH突跃,酚酞和甲基橙的变色范围都可用于强酸—强碱滴定,并非只能选用酚酞,D错误;故选D。
破局通法
滴定曲线题先抓“等量点与突跃”:强酸强碱按1∶1反应,HCl与NaOH体积均为20.00 mL时恰好完全反应,故c(HCl)=c(NaOH),等量点溶液为NaCl,呈中性。比较碱过量区平台pH高低可定NaOH浓度大小,平台越高浓度越大。强酸强碱滴定突跃范围大,酚酞和甲基橙均可选,凡“只能选某指示剂”的表述要警惕。由三种NaOH浓度比可判HCl浓度最大为最小的100倍。
易错通关
1.(26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)常温下,某HAc溶液的pH=4,下列说法正确的是
A.c(HAc)=10-4 mol·L-1
B.由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)=10-4 mol·L-1
D.加入一定量NaOH(s),溶液呈碱性
【答案】B
【解析】HAc(醋酸)是弱电解质,在溶液中仅部分电离,pH=4说明溶液中总,其中只有大部分来自HAc电离,因此HAc的初始浓度远大于,A错误;酸溶液中的全部来自水的电离,常温下溶液中,pH=4的溶液中,即水电离出的;而水电离出的和水电离出的始终相等,因此水电离出的,B正确;酸溶液中的全部来自水的电离,常温下溶液中,pH=4的溶液中,即水电离出的,C错误;因为NaOH固体和HAc的量都不确定,所以溶液可以呈酸性、中性或碱性,不一定显碱性,D错误;故选B。
2.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下,某溶液中由水电离出的、浓度的乘积为,则该溶液中一定不能大量存在的离子是
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】常温纯水中,水电离:,本题,说明水的电离被强烈抑制,溶液可能是强酸性,也可能是强碱性。
【解析】只能在碱性条件下大量存在。酸性条件下与H+反应生成Al3+,A不符合题意;若溶液呈碱性,可以大量存在。若溶液呈酸性,会与H+反应生成二氧化硫气体,B不符合题意;可以在酸性环境下大量存在。若溶液呈碱性,会与OH-反应生成,C不符合题意;酸性条件下,,碱性条件下,。因此无论是酸性环境还是碱性环境,都无法大量存在,D符合题意;故选D。
3.(25-26高二上·陕西渭南·期末)在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.图中温度
B.AB连线上任意点的溶液均显中性
C.B点溶液的,显酸性
D.图中A、B、D三点处的大小关系:
【答案】B
【解析】水的电离为吸热过程,温度越高越大,由图可知对应更大,故,A错误;AB连线上任意点均满足,符合溶液显中性的判定标准,B正确;B点溶液,虽然,但溶液仍显中性,C错误;仅与温度有关,温度越高越大,A、D在同一温度曲线上,二者相等,故的大小关系为,D错误;故选B。
4.(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,分别取未知浓度的和溶液,加水稀释至原体积的倍,稀释过程中,两溶液的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.为强碱,为弱酸
B.若升高温度,、点对应溶液的均减小
C.将点溶液与点溶液等体积混合,所得溶液呈中性
D.水的电离程度:
【答案】C
【解析】对于强碱,稀释10倍()pH下降1;对于弱酸,稀释会促进电离,pH变化幅度小于1,由图可知:MOH稀释10倍时pH减小1,符合强碱的稀释规律;HA稀释10倍时pH增大小于1,符合弱酸稀释的电离平衡移动特征,因此MOH为强碱、HA为弱酸,A正确; Y点和Z点是强碱MOH的溶液,升高温度水的离子积增大,溶液中不变,因此增大,两点pH均减小,B正确;X点HA溶液pH=5,Z点MOH溶液pH=9,两溶液中已电离出的和恰好相等,但HA是弱酸,溶液中还存在大量未电离的HA,二者等体积混合后,HA会继续电离出,最终溶液呈酸性而非中性,C错误; X点,Z点,二者对水的电离抑制程度相同;Y点,对水的电离抑制作用更强,因此水的电离程度,D正确;故选C。
5.(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)现有常温下水电离出的均为的4种溶液:①溶液;②溶液;③溶液:④氨水。有关上述溶液的比较中,错误的是
A.等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应,②生成的物质的量少
B.向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的:④>③>①>②
C.①、④溶液混合后,若,则消耗溶液的体积:①>④
D.将①、③溶液混合,混合后,则
【答案】A
【解析】等体积的①和②中,②的醋酸总物质的量远大于①的,足量铝与酸反应时生成的量由酸的总物质的量决定,因此醋酸生成的更多,A错误;加水稀释100倍时,强电解质完全电离,或浓度直接变为原来的1/100;弱电解质会继续电离补充离子,离子浓度下降幅度更小:碱溶液稀释后仍为碱性,氨水稀释会继续电离出,因此稀释后:④>③,对应pH:④>③;酸溶液稀释后仍为酸性,醋酸稀释会继续电离出,因此稀释后:②>①,对应pH:①>②; 最终pH顺序为④>③>①>②,B正确;①是浓度为的强酸,④是浓度远大于的弱碱,若等体积混合,碱过量,溶液呈碱性;要使混合后呈中性,需要碱的体积更小,即消耗体积:①>④,C正确;①中,③中,混合后说明酸过量:,解得,D正确;故选A。
6.(26-27高二上·江西南昌·阶段检测)常温下,①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的H2SO4溶液;③pH=12的氨水;④0.01 mol·L−1的NaOH溶液。有关上述溶液的比较中,正确的是
A.水电离的c(H+):①=②=③=④
B.将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:②<③
C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:②最大
D.向10mL上述四溶液中各加入90mL水后,溶液的pH:③>④>①>②
【答案】A
【解析】四种溶液中①②的均为,溶液中全部由水电离产生,水电离的。③④的均为,溶液中全部由水电离产生,水电离的,故水电离的:①=②=③=④,A正确;②是强酸,,③是弱碱,pH=12时的浓度远大于,若混合后pH=7,需要消耗更多的强酸,即消耗溶液的体积:②>③,B错误;等体积的①、②、④溶液,为弱酸,pH=2时其浓度远大于,能提供的总最大,与足量铝粉反应时生成的量①最大,②是二元强酸但仅为,远小于醋酸的总,与反应的计量关系为2~3,等体积的④中,生成的量小于①,故生成的量①最大,C错误;向10mL溶液中加入90mL水,稀释10倍。弱电解质稀释时电离平衡正向移动,pH变化幅度小于强电解质。③为弱碱,稀释后pH降低幅度小于④,故pH:③>④。①为弱酸,稀释后pH升高幅度小于②,故pH:②>①。酸溶液pH小于7,碱溶液pH大于7,故稀释后pH顺序为③>④>②>①,D错误;故选A。
7.(26-27高二上·四川泸州·阶段检测)关于体积相同、的盐酸和醋酸两种溶液,下列说法不正确的是
A.醋酸的浓度远大于盐酸
B.与足量的锌粉反应,醋酸产生的氢气更多
C.与锌粉反应的初始速率相同
D.将两种溶液分别稀释倍后,盐酸的小于醋酸的
【答案】D
【解析】是强酸完全电离,是弱酸部分电离,时两溶液电离出的浓度相等,因此醋酸的总浓度远大于盐酸,A正确;两溶液体积相同,醋酸的物质的量远大于,二者均为一元酸,与足量锌反应时醋酸可提供的总量更多,产生的氢气更多,B正确;锌与酸反应的初始速率与浓度有关,初始时两溶液相等即相等,因此初始反应速率相同,C正确;稀释100倍时,强酸的升高2变为5,弱酸稀释会促进电离,浓度下降更慢,小于5,因此盐酸的大于醋酸的,D错误;故选D。
8.(26-27高二上·河北邯郸·阶段检测)下列有关叙述中正确的是
A.100℃时,纯水的pH=6,所以纯水此时显酸性
B.25℃时,pH=12的NaOH溶液,水电离出的
C.25℃时,1 mL pH=6的盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
D.25℃,用pH试纸测得某氯水(主要成分是盐酸和次氯酸)的pH为5
【答案】B
【解析】100℃时纯水中,溶液呈中性,A错误;25℃时pH=12的溶液中,全部来自水的电离,水电离出的,且水电离的,故水电离出的,B正确;酸溶液无论稀释多少倍都不可能呈碱性,pH=6的盐酸稀释1000倍后,水的电离占主导,溶液pH接近7且略小于7,不可能为9,C错误;氯水中含有的具有漂白性,会漂白pH试纸,无法用pH试纸测定氯水的pH,D错误;故选B。
9.(25-26高二下·江苏泰州·阶段检测)用0.05000 mol·L-1硫酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。下列实验操作规范的是
A.稀释浓硫酸 B.配制硫酸溶液
C.碱式滴定管赶气泡 D.滴定
【答案】C
【解析】稀释浓硫酸时将水注入浓硫酸中,浓硫酸稀释放出大量热会导致液体飞溅,存在安全隐患,操作不规范,A错误;配制硫酸溶液定容时,液面离刻度线约1cm时应改用胶头滴管滴加蒸馏水,不能直接用烧杯倾倒,操作不规范,B错误;碱式滴定管赶气泡时,将橡皮管向上弯曲,轻轻挤压玻璃珠即可排出气泡,操作规范,C正确;中和滴定时眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化判断滴定终点,不能注视滴定管内液面变化,操作不规范,D错误;故选C。
10.(25-26高二下·江苏盐城·阶段检测)用标准KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏高,其原因可能是
A.滴定时有盐酸溅出锥形瓶外
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗
D.滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数
【答案】C
【分析】中和滴定的计算式为,其中标准液浓度、待测液体积为定值,测定结果仅由消耗标准液的体积决定,偏大则测定结果偏高,反之偏低。
【解析】滴定时有盐酸溅出锥形瓶外,待测的物质的量减少,消耗的偏小,测定结果偏低,A错误;滴定终点读数时俯视滴定管刻度,读取的偏小,测定结果偏低,B错误;盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗,待测的物质的量偏大,消耗的偏大,测定结果偏高,C正确;滴定到终点读数时,视线与滴定管凹液面最低点保持水平读数,为正确操作,测定结果无误差,D错误;故选 C。
思维拔高
1.(25-26高二上·河南·期中)某温度下,0.100mol•L-1NaOH滴定25.0mL0.0500mol•L-1H2SO4溶液的滴定曲线如图所示。设该温度下水的离子积为Kw。下列说法不正确的是
A.根据曲线数据计算可知该温度下的Kw为10-13
B.曲线上各点的溶液均满足关系式c(H+)•c(OH-)=Kw
C.其他条件相同,若升温,反应终点b向c方向移动
D.相同实验条件下,若改为滴定0.0800mol•L-1盐酸,反应终点b移到a
【答案】C
【解析】由图像可知,滴定过程中发生突跃的点位于处。此时与恰好完全中和,生成中性溶液。若在常温下,该点应为7,但图像显示该点 ,说明该温度不是室温。在该温度下,恰好完全中和时 ,即。故该温度下的水的离子积,A正确;水的离子积常数仅受温度影响,在温度恒定时是一个定值。无论溶液的酸碱性如何,只要是在水溶液中,体系始终满足水的电离平衡,即,B正确;反应终点(即化学计量点)是指酸碱恰好完全反应的时刻,其对应的反应物体积仅由酸碱的浓度和体积决定,与温度无关。若其他条件相同,升高温度只会导致该温度下的 增大,从而使得中性变小(即滴定终点对应的值由 6.5 降至更小),但并不会改变滴定时达到终点所需的体积。因此反应终点不会发生水平方向(b点到c点)的移动,C错误;等物质的量的一元强酸与强碱发生中和反应。若改为滴定的盐酸,则盐酸中的物质的量为。完全中和时消耗的体积。由图像可知,横坐标处对应的点恰好是点a。因此滴定终点会移到点a,D正确;故选C 。
2.(25-26高二上·河北石家庄·期末)下列实验误差分析错误的是
A.用湿润的pH试纸测定稀硫酸的pH,所测pH偏大
B.用滴定管量取25.00mL NaOH溶液,终点时仰视读数,所量体积偏小
C.滴定速度过快,摇动盛放待测液的锥形瓶不及时,所测浓度偏大
D.测定中和反应后体系的温度时,将稀碱液缓慢倒入稀酸液中,所测温度偏低
【答案】C
【解析】用湿润的pH试纸测定稀硫酸时,试纸上的水分会稀释样品,导致酸性减弱,pH值升高,因此所测pH偏大,A正确;用滴定管量取溶液时,终点仰视读数会使读数偏大(实际液面高于读数),导致量取的体积偏小,B正确;滴定速度过快且摇动不及时,会导致局部终点提前,标准液消耗体积偏小,根据公式 ,所测浓度偏小,C错误;将稀碱液缓慢倒入稀酸液中,热量散失增多,导致测得的中和反应后温度低于实际最高温度,因此所测温度偏低,D正确;故选C。
3.(25-26高二上·湖北·期中)酸碱中和滴定曲线可以通过实验测得。下图曲线a和b是常温下盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列说法不正确的是
A.氢氧化钠的物质的量浓度为0.01mol/L
B.曲线b是氢氧化钠溶液滴定盐酸溶液的滴定曲线
C.P点时恰好完全中和,溶液呈中性
D.甲基橙或者酚酞都能用作本实验的指示剂
【答案】B
【解析】观察曲线b起点,常温下,氢氧化钠溶液的,,氢氧化钠的物质的量浓度为,A正确;曲线b的pH逐渐降低,所以b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的曲线,B错误;P点时恰好完全中和,溶质为氯化钠,溶液呈中性,C正确;强酸、强碱相互滴定,滴定终点溶液为中性,指示剂可选择酚酞或甲基橙,D正确;故选B。
4.(25-26高二上·云南玉溪·期末)25℃,给两种一元酸HA和HB的溶液分别加水稀释,溶液中c(H+)的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.HA是强酸,HB是弱酸
B.在x点:c(A-)=c(B-)
C.稀释前,c(HB)=10c(HA)
D.等体积的x点两溶液分别与足量锌粉反应产生等量H2
【答案】B
【解析】由图可知,两溶液分别稀释到体积为原来的100倍,HB溶液中c(H+)变为原来的,HA溶液中c(H+)则变为原来的,据此推测HA是弱酸,HB是强酸,A错误;x点两溶液的c(H+)相等,酸性相同,根据电荷守恒推知x点时c(A-)=c(B-),B正确;HB是强酸,则c(HB)=0.1 mol·L-1;HA是弱酸,起始c(H+)=10-2 mol·L-1,则c(HA)>10-2 mol·L-1,故稀释前,c(HB)<10c(HA),C错误;x点两溶液总酸度:c(HA)>c(HB),故等体积的x点两溶液分别与足量锌粉反应,HA溶液产生的H2多,D错误;故选B。
5.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,分别取未知浓度的和两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的倍。两溶液稀释倍数的对数值与溶液的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.常温下,
C.中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多
D.物质的量浓度相同的溶液和溶液,前者阳离子浓度之和大于后者
【答案】C
【解析】pH大小排序为,pH越大,碱对水的电离的抑制作用越强,水的电离程度越小,故水的电离程度,A错误;由图像得出,稀释相同倍数时,的变化大,说明的碱性比的碱性强,电离程度大,电离程度大的就大,即常温下,,B错误;由图像可知,溶液的大于溶液的,又因大于,说明中的的浓度大;所以中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多,C正确;因,同浓度时,碱性强的电离程度大,溶液中的阳离子浓度之和就大,所以物质的量浓度相同的溶液和溶液,溶液中阳离子浓度之和小于溶液的,D错误;故选C。
6.(25-26高二上·山东济宁·阶段检测)两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是
A.ROH是一种弱碱
B.x点,MOH的电离程度大于稀释之前的电离程度
C.稀释前,
D.等物质的量的MOH溶液和ROH溶液,分别与等浓度的盐酸恰好反应时,消耗盐酸的体积相同
【答案】A
【解析】ROH初始pH=13,稀释100倍时pH变为11,pH减小幅度为2,说明ROH完全电离,属于强碱,A错误;MOH稀释100倍时pH仅减小1,说明MOH是弱碱,弱碱溶液越稀电离程度越大,因此x点MOH的电离程度大于稀释前,B正确;稀释前ROH为强碱,;MOH为弱碱,初始,由于部分电离,故,因此,C正确;MOH和ROH均为一元碱,与盐酸按物质的量比1:1反应,等物质的量的二者消耗等浓度盐酸的体积相同,D正确;故选A。
7.(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)不同温度下,水溶液中与的关系如图所示,下列说法正确的是
A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法
B.b点对应的醋酸中由水电离的
C.时,的溶液的
D.c点对应溶液的等于d点对应溶液的
【答案】D
【分析】同一温度下,水溶液中的离子浓度满足,所以图中每条曲线表示一个温度下恒定的水的离子积。a、b在标注为的曲线上,;c、d在另一条同温曲线上。由c点坐标可得。
【解析】a点和c点均位于中性点,二者都满足,但c点的两种离子浓度均比a点大,说明水的离子积因温度变化而增大。在水中加酸会使增大而减小,不能由a点到c点,A错误;b点在曲线上,且,故。醋酸溶液中由水电离产生的与物质的量相等,因此由水电离的,B错误;在图示下,。强碱完全电离,,所以,,C错误;c点和d点位于同一条温度为的曲线上,故两点对应溶液的水的离子积均为,D正确;故选D。
8.(26-27高二上·北京东城·阶段检测)25℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示:
化学式
HClO
HCN
电离平衡常数()
下列说法错误的是
A.同条件下等物质的量浓度溶液的酸性:
B.25℃时,的HCN溶液中,水电离的
C.体积相同、pH相同的①、②HCl、③三种稀溶液分别与同浓度的NaOH溶液完全中和时,消耗NaOH溶液的体积为①>②=③
D.向NaClO溶液中通入少量,反应的离子方程式为:
【答案】D
【分析】弱酸的电离平衡常数越大,对应酸性越强,结合表中数据可得酸性顺序为,明确强酸制弱酸的反应规律,酸溶液中水电离的浓度等于溶液中浓度,pH相同的弱酸浓度远大于强酸,等pH等体积的强酸完全电离的总物质的量相等。
【解析】酸的电离平衡常数越大,等物质的量浓度时酸性越强,根据表中数据,,故等物质的量浓度溶液的酸性,A正确;HCN为弱酸,抑制水的电离,溶液中全部由水电离产生,25℃时的溶液中,水电离的,B正确;为弱酸,pH相同时其浓度远大于完全电离的强酸,和为强酸,pH相同时两溶液中相等,等体积时相等,故完全中和时消耗同浓度溶液的体积为①>②=③,C正确;根据酸性顺序,依据强酸制弱酸规律,向溶液中通入少量,应生成,正确离子方程式为,选项离子方程式错误,D错误;故选D。
压轴攻坚
1.(25-26高二上·湖北武汉·期末)常温,用0.1000 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol/L CH3COOH溶液,溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a点时,消耗NaOH溶液的体积小于20.00 mL
B.可以选用酚酞作指示剂
C.NaOH溶液的体积为20.00 mL时,水的电离程度最大
D.若滴定未知浓度的稀醋酸,配制标准溶液时,称取的NaOH固体中混有KOH,会使测定结果偏低
【答案】D
【解析】a点pH=7,溶液呈中性,NaOH与CH3COOH恰好完全反应(加入 20.00 mL NaOH)时生成CH3COONa,溶液水解显碱性,因此中性 a 点必须醋酸过量,消耗NaOH溶液体积小于 20.00 mL,A 正确;强碱滴定弱酸,滴定终点溶液呈碱性,酚酞变色范围(8.2~10.0)匹配滴定突跃范围,可以选用酚酞作指示剂,B 正确;酸、碱都会抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离;加入 20.00 mL NaOH 时二者恰好完全反应生成CH3COONa,此时水的电离程度最大,继续滴加过量 NaOH 会抑制水的电离,电离程度减小,C 正确;等质量KOH摩尔质量大于NaOH,中和能力更弱;NaOH固体混有KOH会使标准液中和能力下降,滴定相同醋酸消耗标准液体积偏大,根据 ,测定结果偏高而非偏低,D错误;故选D。
2.(25-26高二上·河北沧州·阶段检测)实验室用标准溶液标定盐酸的浓度,选用甲基橙作指示剂,并用盐酸滴定标准溶液。
实验次数
标准溶液体积/mL
待测盐酸体积/mL
1
20.00
19.05
2
20.00
19.00
3
20.00
18.95
下列说法错误的是
A.图中滴定管装有标准溶液,排气泡后,取于锥形瓶中
B.盐酸的浓度约为
C.滴定过程中,若有少量盐酸溅出,则盐酸浓度的测定结果会偏低
D.若仅用酚酞替代甲基橙,其他试剂和操作均相同,则滴定消耗盐酸的体积基本不变
【答案】D
【解析】图中为碱式滴定管,可盛装碱性标准溶液,图示为碱式滴定管正确排气泡操作,可量取20.00 mL溶液置于锥形瓶中,A正确;三次消耗盐酸体积的平均值为,结合反应计量关系,可得,B正确;滴定过程中少量盐酸溅出,导致消耗的偏大,结合计算式可知盐酸浓度的测定结果偏低,C正确;酚酞变色范围为8.2~10.0,滴定终点为碱性,此时反应为,消耗的物质的量为甲基橙作指示剂时的一半,滴定消耗盐酸的体积明显减小,D错误;故选D。
3.(25-26高二上·广东东莞·期末)常温下,用溶液滴定醋酸溶液,溶液pH变化如图所示,下列说法不正确的是
A.a点溶液中的溶质为和
B.b点溶液呈中性,
C.c点对应的溶液中:
D.滴定过程中:
【答案】B
【分析】滴定时发生反应,醋酸与氢氧化钠按1∶1的物质的量之比反应。题给酸、碱的物质的量浓度相同,因此加入碱液的体积与原醋酸溶液体积之比,就是被中和醋酸占原醋酸的比例。
【解析】a点加入10 mL碱液,为原醋酸溶液体积20.00 mL的一半。根据等浓度酸、碱的反应比例,原醋酸恰有一半被中和,另一半剩余,因此溶质为和,A正确;由图可知b点pH = 7,常温下溶液呈中性。根据等浓度酸、碱按1∶1反应,恰好反应时加入碱液的体积为20.00 mL,此时生成的醋酸钠发生水解:,溶液呈碱性。曲线的pH随加入碱液体积增大而升高,因此达到中性时尚未恰好反应,即,B错误;c点的pH大于7,故。溶液满足电荷守恒,结合上述浓度大小关系,移项比较可得,C正确;滴定过程中,溶液中的阳离子为钠离子和氢离子,阴离子为醋酸根离子和氢氧根离子,它们均带一个单位电荷。根据溶液中正、负电荷总数相等,可得,D正确;故选B。
4.(25-26高二上·湖北武汉·阶段检测)以酚酞为指示剂,用 溶液滴定20.00 mL未知浓度一元酸HA溶液。溶液中pH、分布系数()随滴加NaOH溶液的体积变化关系如下图所示。(如分布系数,下列有关说法错误的是
A.HA为弱酸 B.HA的浓度为0.2000
C.为滴定终点 D.HA的电离平衡常数的数量级为
【答案】C
【解析】恰好中和时生成,溶液显碱性,说明发生水解,因此为弱酸,A正确;当时达到滴定终点,,则,B正确;酚酞的变色范围为8.2~10.0,且滴定终点时溶液为溶液显碱性,因此滴定终点,C错误;曲线①②交点处,即,此时比5小一些,大约为4.5,故,数量级为,D正确;故选C。
5.(25-26高二上·山西晋中·阶段检测)室温下,向盐酸中滴加溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知,不考虑混合后溶液体积的变化,下列说法不正确的是
A.时,
B.时,
C.滴定过程中,水的电离程度保持不变
D.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
【答案】C
【解析】时,与恰好完全反应生成强酸强碱盐,室温下溶液呈中性,,故A正确;时,过量,,,,故B正确;滴定过程中,初始阶段盐酸抑制水的电离,随着滴加,酸浓度降低,水的电离程度逐渐增大,恰好中和时水的电离程度达到最大,之后过量,碱抑制水的电离,水的电离程度逐渐减小,并非保持不变,故C错误;反应终点,甲基红变色范围更接近7,因此选择甲基红指示反应终点的误差比甲基橙小,故D正确;故选C。
6.(25-26高二上·河北衡水·期中)某同学用0.1000mol·L-1盐酸标准溶液测定某烧碱溶液的浓度,4组实验数据如表所示。下列说法正确的是
实验编号
烧碱待测液体积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.根据表中盐酸标准液的4组数据的平均值可计算烧碱溶液浓度
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
【解析】滴定管0刻度在上,刻度从上到下依次增大,读数需读凹液面最低处且估读到小数点后两位,图中读数应为19.80,不是18.20,A错误;该实验为盐酸滴定烧碱溶液,锥形瓶中碱性的烧碱溶液滴加酚酞显红色,滴定终点现象为溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色,B错误;表中第4组数据18.95与其他三组数据偏差过大,属于异常值,应舍去,不能用4组数据的平均值计算烧碱浓度,C错误;未用盐酸标准溶液润洗滴定管,会导致标准液被残留的水稀释,消耗的标准液体积(标准)偏大,根据,可知测定结果偏高,D正确;故选D。
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