重难点五中和滴定
1.中和滴定的关键
(1)准确测定参加反应的两种溶液的体积。
(2)准确判断中和滴定的终点。
2.指示剂的选择
在酸碱中和滴定时,常选甲基橙和酚酞作指示剂,不能用石蕊试液(因变色范围太大)。
3.操作注意事项
(1)滴速:
先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
(2)终点:
最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。
(3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
4.误差分析
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=
,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。
下列为不正确操作导致的实验结果偏差:
(1)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)。
(2)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)。
(3)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);
1滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
例1
25℃时,把1mL0.1mol/L的稀H2SO4加入水稀释制成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+,其浓度接近于( )
A.1×10-4mol/L B.1×10-8mol/L
C.1×10-11mol/LD.1×10-10mol/L
答案 D
解析 向水中加硫酸,水中c(H+)显然增大,由于KW为常数,c(OH-)显然减小,c(OH-)只能由水电离产生,故只要先求c(OH-),便知道由H2O电离产生的c(H+);稀释后c(H+)=
×2=1×10-4mol/L
由水电离产生的
c(H+)=c(O
H-)=
mol/L=1×10-10mol/L。
例2
下列溶液一定显酸性的是( )
A.溶液中c(OH-)>c(H+)
B.滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
C.溶液中c(H+)=10-6mol/L
D.pH<7的溶液
答案 B
解析 判断溶液酸碱性的关
键看c(H+)和c(OH-)相对大小,若c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;而pH<7或c(H+)>10-7mol/L,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。
而B项中可使紫色石蕊试液变红,则该溶液为酸性。
例3
某温度(t℃)时,水的离子积为KW=1×10-13,则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)____________25℃,其理由是________________________________________________________________________。
若将此温度下pH=11的苛性钠溶液aL与pH=1的稀硫酸bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
(1)若所得混合液为中性,则a∶b=________。
(2)若所得混合液的pH=2,则a∶b=E。
此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是________________________________________________________________________。
答案 大于 室温时水的KW=1×10-14<1×10-13,水的电离是吸热的,升温时水的电离平衡正向移动,KW增大
(1)10∶1
(2)9∶2 c(H+)>c(SO
)>c(Na+)>c(OH-)
解析 KW随温度升高而增大,本题温度为高于25℃。
(1)H2SO4中,c(H+)=0.1mol/L,则NaOH溶液中
c(OH-)=
=0.01mol/L[来源:
学科网ZXXK]
0.01mol×aL=0.1mol/L×bL
a∶b=10∶1
离子浓度关系:
c(Na+)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)
(2)若pH=2,则
c(H+)混=
=0.01mol/L
a∶b=9∶2
离子浓度关系:
假如原来NaOH溶液为9L、H2SO4溶液则为2L,则:
n(Na+)=0.01mol/L×9L=0.09mol
剩余n(H+)=0.01mol/L×(9L+2L)=0.11mol[来源:
学科网]
n(SO
)=
×2L=0.1mol
所以:
c(H+)>c(SO
)>c(Na+)>c(OH-)
例4
如图为对10mL一定物质的量浓度的盐酸X用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图象,依据图象推出X和Y的物质的量浓度是下表内各组中的( )
A
B
C
D
X/mol/L
0.12
0.04
0.03
0.09
Y/mol/L
0.04
0.12
0.09
0.03
答案 D
解析 由图知,30mLNaOH溶液恰好中和10mL盐酸,即3Y=X,表中A、D属此种情况,但A组中X=0.12mol/L,c(H+)=0.12mol/L,pH<1,不符合图象,D组中X=0.09mol/L,pH>1,加入20mLNaOH后溶液的
c(H+)=
=1×10-2mol/L
pH=-lg(1×10-2)=2,正好符合题意。
所以选D。
根据室温时水的电离平衡,运用平衡移动原理分析下列问题。
1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近,1L酸或碱的稀溶液约为1000g,其中H2O的物质的量近似为1000g÷18.0g/mol=55.6mol。
此时,发生电离的水是否仍为纯水状态时的1.0×10-7mol?
点拨 在酸或碱的稀溶液中,酸电离产生的H+或碱电离产生的OH-对H2O
H++OH-的影响是使平衡向逆反应方向移动,故发生电离的水比纯水状态时的要少。
1.比较下列情况下,c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势(增加或减少):
纯水中的离子浓度
加少量盐酸
加少量氢氧化钠
c(H+)
c(OH-)
c(H+)和
c(OH-)大
小比较
c(H+)=
c(OH-)
点拨
纯水中的离子浓度
加少量盐酸
加少量氢氧化钠
c(H+)
1.0×10-7
增加
减少
c(OH-)
1.0×10-7
减少
增加
c(H+)和
c(OH-)大
小比较
c(H+)=
c(OH-)
c(H+)>
c(OH-)
c(H+)<
c(OH-)
3.酸性溶液中是否有OH-存在?
碱性溶液中是否有H+存在?
试解释原因。
点拨 根据水的电离平衡可知,加入酸或加入碱会使平衡发生移动,但只要温度不变,KW就不变,即c(H+)·c(OH-)为一定值,故酸性溶液中仍存在OH-,碱性溶液中仍存在H+。
1.③④①② ②①④③
2.NH
、OH-、NH3·H2O、NH3、H2O、H+
3.C 4.C 5.D 6.D 7.A 8.AD
9.一般地,各溶液pH如下(品牌不同,pH可能不同)
物品
醋
酱油
酒
洗涤灵
84消毒液
pH
5
6
7
8
12
c(H+)/(mol/L)
10-5
10-6
10-7
10-8
10-12
续表
洗发液
洁厕剂
洗衣液
柔软剂
6
1
8
6
10-6
10-1
10-8
10-6
10.
样品号
A
B
C
D
E
c(H+)/
(mol/L)
6.3×10-5
7.2×10-6
8.5×10-7
5.6×10-8
2.1×10-8
pH
4.2
5.1
6.1
7.3
7.7
适种
作物
马铃薯、苹果、草莓、烟草
水稻、玉米、大豆、油菜、棉花、洋葱、生菜、苹果、香蕉、草莓、水仙花、玫瑰、烟草
小麦、棉花、薄荷、草莓
棉花、薄荷、
改良
建议
加适量热石灰至中性
11.
(1)酸性
(2)10 1×10-10 (3)9mL
1.下列酸溶液的pH相同时,其物质的量浓度最小的是( )
A.H2SO3B.H2SO4C.CH3COOHD.HNO3
答案 B
解析 对于弱酸H2SO3和CH3COOH来说电离程度较小。
在pH相同的情况下浓度均大于相应的强酸;而对于H2SO4、HNO3来说,H2SO4是二元强酸,HNO3是一元强酸,所以H2SO4的浓度最小。
2.下列说法正确的是( )
A.HCl溶液中无OH-
B.NaOH溶液中无H+
C.NaCl溶液中既无OH-也无H+
D.常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH-,且KW=c(H+)·c(OH-)=10-14
答案 D
解析 任何水溶液中都存在水的电离,也存在H+和OH-,在常温下,c(H+)·c(OH-)不变,答案为D。
3.下列说法正确的是( )
A.pH<7的溶液一定是酸溶液
B.pH=5的溶液和pH=3的溶液相比,前者c(OH-)是后者的100倍
C.室温下,每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离
D.在1mol/L的氨水中,改变外界条件使c(NH
)增大,则溶液的pH一定增大
答案 B
解析 A.溶液显酸碱性的本质为c(H+)与c(OH-)的相对大小,当c(H+)>c(OH-)时溶液才呈酸性。
例如:
在100℃时,KW=1×10-12,此时pH=6时为中性,小于7,由于c(H+)=c(OH-)仍呈中性。
所以不能用pH=7作为判断溶液酸碱性的标准,当然室温下可以;B.pH=5,c(OH-)=1×10-9mol/L,pH=3,c(OH-)=1×10-11mol/L,前者c(OH-)是后者100倍,故B正确;C.室温时,每升水有1×10-7mol水分子发生电离,即
=55.6mol水分子中只有1×10-7mol水分子电离;1×107个水分子中只有
个水分子电离,故C错;D.氨水中存在NH3·H2ONH
+OH-平衡,当加NH4Cl晶体时,c(NH
)增大,平衡向左移动,c(OH-)减小,pH减小,故D错。
4.准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( )
A.50mL量筒 B.10mL量筒
C.50mL酸式滴定管D.50mL碱式滴定管
答案 C
解析 酸式和碱式滴定管的结构不同,KMnO4有强氧化性可腐蚀橡胶,而量筒精确度不高,故答案为C。
5.[来源:
学科网]
用1.0mol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液,其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示,则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是( )
A.1.0mol/L,20mLB.0.5mol/L,40mL
C.0.5mol/L,80mLD.1.0mol/L,80mL
答案 C
解析 滴定前稀H2SO4的pH=0,则c(H2SO4)=0.5mol/L,当pH=7时V(NaOH)=40mL,通过计算原溶液为40mL,故答案为C。
6.在25℃时,有pH=a(a≤6)的盐酸VaL和pH=b(b≥8)的NaOH溶液VbL。
二者混合恰好完全中和。
问:
(1)若a+b=14时,则
=________(填数值);
(2)若a+b=13时,则
=________(填数值);
(3)若a+b>14时,则
=________(填表达式),且VaEVb(填“>”“<”或“=”)。
答案
(1)1
(2)
(3)10a+b-14 >
解析 pH=a的盐酸c(H+)=10-amol/L,pH=b的NaOH溶液c(OH-)=
=10b-14mol/L。
盐酸与NaOH恰好完全中和,即n(H+)=n(OH-),则有:
Va·10-a=Vb·10b-14,所以
=10a+b-14。
(1)当a+b=14时,
=100=1;
(2)当a+b=13时,
=10-1=
;
(3)当a+b>14时,
=10a+b-14,
又因为a+b>14时,
>1,Va>Vb。
7.某学生用标准的0.20mol/L的盐酸滴定待测的NaOH溶液,其实验操作如下:
A.用碱式滴定管取待测的NaOH溶液放入锥形瓶中,滴加2~3滴指示剂
B.用待测的NaOH溶液润洗碱式滴定管
C.把滴定管用蒸馏水洗干净
D.取下酸式滴定管,用标准的盐酸润洗后,将标准的盐酸溶液注入酸式滴定管至刻度0以上2~3cm处,再把酸式滴定管固定好,调节液面
E.检查滴定管是否漏水,并分别固定在滴定管夹两边
F.另取锥形瓶,再重复滴定操作一次
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴定边摇动锥形瓶,直到加入一滴酸后溶液颜色突变并在半分钟内不再变色为止,记下滴定管液面所在的刻度
根据上述滴定操作填空:
(1)滴定操作的正确顺序是(用字母填空)
E→E→E→B→E→E→E。
(2)G步操作中在锥形瓶底下垫一张白纸的作用是
________________________________________________________________________。
(3)D步操作中液面应调节到__________;尖嘴部分应__________。
(4)酸式滴定管未用标准的盐酸润洗,待测的NaOH溶液浓度的测定值会____________;在D操作中尖嘴部分若滴定前有气泡,滴定后气泡消失,待测的NaOH溶液浓度的测定值会__________;若碱式滴定管未用待测的NaOH溶液润洗,待测NaOH溶液浓度的测定值会________。
答案
(1)C D A G F
(2)便于观察溶液的颜色变化(或便于判断滴定终点)
(3)“0”或“0”以下某一刻度 充满溶液且无气泡
(4)偏高 偏高 偏低
解析 酸式滴定管未润洗,使标准液浓度降低,消耗标准液的
体积增大,误差偏高;在滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,会使标准液的读数变大,误差偏高;碱式滴定管未用待测液润洗,盛装NaOH溶液,使NaOH溶液的浓度变小,消耗标准液的体积变小,误差偏低。
第1课时 水的电离[来源:
学科网]
1.如果25℃时,Kw=10-14,100℃时,Kw=10-12,这说明( )
A.100℃时水的电离常数较大B.前者c(H+)较后者大
C.水的电离过程是一个吸热过程D.KW和K无直接关系
答案 C
解析 由题意知,温度较高KW较大。
KW较大,即c(H+)·c(OH-)较大。
c(OH+)·c(OH-)较大,说明H2OH++OH-向右进行的程度大,水的电离是吸热的。
2.室温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)等于10-10mol/L,该溶液的溶质不可能是( )
A.NaHSO4
B.NaClC.HClD.Ba(OH)2
答案 B
解析 此时c(H+)小于常温下纯水电离产生的c(H+),说明水的电离受到了抑制,NaHSO4、HCl、Ba(OH)2对水的电离都起抑制作用。
3.某温度下,纯水的c(H+)=2.0×10-7mol/L,则此时c(OH-)为__________________,KW=________,温度不变,向水中滴入稀盐酸,使c(H+)=5.0×10-5mol/L,则c(OH-)为__________。
答案 2.0×10-7mol/L 4.0×10-14 8.0×10-10mol/L
解析 纯水中水电离的c(H+)=c(OH-),所以c(OH-)=2.0×10-7mol/L,KW=c(H+)·c(OH-)=(2.0×10-7)2=4.0×10-14;若向水中加入盐酸,则c(OH-)=
=
=8.0×10-10mol/L。
1.在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7mol/L,则c(OH-)为( )
A.2.4×10-7mol/L B.1.0×10-7mol/L
C.
mol/LD.c(OH-)无法确定
答案 A
解析 无论在什么温度下,纯水中H+和OH-浓度都应相等,可见,选项A是惟一答案,其他选项都是干扰项。
本题考查学生对水的电离的理解。
值得注意的是,本题所给出的测得数据并不是水在常温下的氢离子浓度。
一些学生受到平时根据常温时的水的离子积换算c(H+)和c(OH-)的思维定势的影响,错选C项。
这说明在平时的学习中,既要深刻领会概念的内涵和外延,还要养成良好的思维习惯。
2.在由水电离产生的H+的浓度为1×10-13mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
①K+、Cl-、NO
、S2- ②K+、Fe2+、I-、SO
③Na+、Cl-、NO
、SO
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO
⑤K+、Ba2+、Cl-、NO
A.①③B.③⑤C.③④D.②⑤
答案 B
解析 本题为常考查的题型——离子共存题,题干中由水电离产生的c(H+)小于纯水中电离产生的c(H+),则溶液为酸或碱溶液,在此溶液中,①中S2-在酸溶液中不共存;②中Fe2+在碱溶液中不共存;④中HCO
在酸或碱溶液中都不共存;③⑤组在酸或碱溶液中都可共存。
3.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是( )
A.向水中投入一小块金属钠B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2气体D.向水中加食盐晶体
答案 C
解析 A项中加入Na,Na与H2O反应生成NaOH,使c(OH-)>c(H+);B项中c(H+)=c(OH-);C项中通入CO2,CO2+H2O===H2CO3,故c(H+)>c(OH-);而D项中c(H+)=c(OH-),故选C项。
4.室温下,在0.01mol/LH2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是( )
A.5×10-13mol/LB.0.02mol/LC.1×10-7mol/LD.1×10-12mol/L
答案 A
解析 在0.01mol/L的H2SO4溶液中,c(H+)=0.02mol/L,c(OH-)=
=5×10-13mol/L,根据H2O
H++OH-,c(H+)H2O=c(OH-)=5×10-13mol/L。
5.常温下,下列四种溶液:
①pH=0的盐酸,②0.1mol·L-1的盐酸,③0.01mol/L的NaOH溶液,④pH=11的NaOH溶液中,由水电离生成的H+的物质的量浓度之比为( )
A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶1
答案 A
解析 在盐酸中,由水电离产生的c(H+)等于溶液中的c(OH-):
①c(H+)水=c(OH-)=1×10-14mol·L-1 ②c(