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1、
主題21:水的電離和溶液的酸堿性
李仕才
考點(diǎn)三 酸堿中和滴定
一、酸堿中和滴定
1.實(shí)驗(yàn)原理
利用酸堿中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)的NaOH溶液,待測(cè)的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)V(NaOH)。
酸堿中和滴定的關(guān)鍵:
(1)準(zhǔn)確測(cè)定① 。
(2)準(zhǔn)確判斷② 。
2.實(shí)驗(yàn)用品
(1)儀器:③ 滴定管(如圖A)、④ 滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺(tái)、⑤ 。
(2)試劑:標(biāo)準(zhǔn)液、待測(cè)液、指示劑、蒸餾水。
(3)滴
2、定管的使用
試劑性質(zhì)
滴定管
原因
酸性、氧化性
⑥
滴定管
氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管
堿性
⑦
滴定管
堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無(wú)法打開(kāi)
3.常用酸堿指示劑的變色范圍
指示劑
pH的變色范圍
石蕊
<5紅色
5~8紫色
>8藍(lán)色
甲基橙
<3.1紅色
3.1~4.4橙色
>4.4黃色
酚酞
<8無(wú)色
8~10淺紅
>10紅色
4.實(shí)驗(yàn)操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液為例)
(1)滴定前的準(zhǔn)備
檢漏—檢查⑧ 是否漏水
洗滌—先用⑨ “洗”,再用⑩ “潤(rùn)洗”滴定管
裝
3、、排—滴定管中“裝”液至 以上,并“排”氣泡
調(diào)、讀—調(diào)整液面至 以下,并讀數(shù)
注、加—將20 mL堿液注入錐形瓶,并加
(2)滴定
(3)終點(diǎn)判斷
等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o(wú)色,且在半分鐘內(nèi) 原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn),記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。
(4)數(shù)據(jù)處理
按上述操作重復(fù)2~3次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)V(NaOH)計(jì)算。
二、酸堿中和滴定中常見(jiàn)誤差分析
1.誤差分析的方法
依據(jù)原理c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))=c(待測(cè))V(待測(cè)),得c(待測(cè))=c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))V(待測(cè)
4、),因?yàn)閏(標(biāo)準(zhǔn))與V(待測(cè))已確定,所以只要分析出不正確操作引起V(標(biāo)準(zhǔn))的變化,即分析出結(jié)果。
2.常見(jiàn)誤差分析
以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚酞作指示劑)為例,常見(jiàn)的因操作不正確而引起的誤差如下:
步驟
操作
V(標(biāo)準(zhǔn))
c(待測(cè))
洗滌
酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗
變大
偏高
堿式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗
變小
偏低
錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗
變大
偏高
錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水
不變
無(wú)影響
取液
堿式滴定管開(kāi)始有氣泡,放出液體后氣泡消失
變小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有氣泡,滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失
變大
偏高
振蕩錐形瓶時(shí)部分
5、液體濺出
變小
偏低
部分酸液滴出錐形瓶外
變大
偏高
溶液顏色較淺時(shí)滴入酸液過(guò)快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液無(wú)變化
變大
偏高
讀數(shù)
酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)
變小
偏低
酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確,滴定后仰視讀數(shù)
變大
偏高
【答案】①標(biāo)準(zhǔn)液的體積?、诘味ńK點(diǎn) ③酸式?、軌A式
⑤錐形瓶 ⑥酸式?、邏A式 ⑧滴定管活塞?、嵴麴s水?、獯b液 “0”或“0”刻度線 “0”或“0”刻度線 2~3滴指示劑 控制滴定管活塞 搖動(dòng)錐形瓶 錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化 不恢復(fù)
1.實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3種酸堿指示劑,其pH變色范圍如下:
甲基橙:3.1
6、~4.4 石蕊:5.0~8.0 酚酞:8.2~10.0
用0.1000 molL-1的NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液,反應(yīng)恰好完全時(shí),下列敘述中正確的是( )。
A.溶液呈中性,可選用甲基橙或酚酞作指示劑
B.溶液呈中性,只能選用石蕊作指示劑
C.溶液呈堿性,可選用甲基橙或酚酞作指示劑
D.溶液呈堿性,只能選用酚酞作指示劑
【解析】NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反應(yīng)生成CH3COONa溶液時(shí),CH3COO-水解使溶液顯堿性,而酚酞的變色范圍為8.2~10.0,故選用酚酞作指示劑。
【答案】D
2.用已知濃度的NaOH溶液測(cè)定某H2SO4溶液的濃度,下表中實(shí)
7、驗(yàn)選用的試劑及裝置均正確的是( )。
選項(xiàng)
錐形瓶中溶液
滴定管中溶液
選用指示劑
選用滴定管
A
堿
酸
石蕊
乙
B
酸
堿
酚酞
甲
C
堿
酸
甲基橙
乙
D
酸
堿
酚酞
乙
【解析】解答本題的關(guān)鍵:①明確酸式、堿式滴定管在使用時(shí)的注意事項(xiàng);②指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛放堿液,堿式滴定管不能盛放酸液,指示劑應(yīng)選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙,不能選用石蕊。
【答案】D
3.下列實(shí)驗(yàn)操作中,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響的是( )。
A.用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
B.
8、用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝待測(cè)液的錐形瓶用水洗后再用待測(cè)液潤(rùn)洗2~3次
C.測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),將堿溶液緩慢倒入酸溶液中
D.用蒸餾水濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)定硫酸鈉溶液的pH
【解析】用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗,會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,A項(xiàng)不正確;用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝待測(cè)液的錐形瓶用水洗后再用待測(cè)液潤(rùn)洗2~3次,會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏高,B項(xiàng)不正確;測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),將堿溶液緩慢倒入酸溶液中,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏低,C項(xiàng)不正確;用蒸餾水濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)定硫酸鈉溶液的pH,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果無(wú)影響,原因是硫酸鈉溶液顯中性,D項(xiàng)正確。
【答案】
9、D
4.室溫下,向pH=a,體積、濃度分別為20.00 mL 1.00 molL-1的氨水中滴入1.00 molL-1的鹽酸,溶液pH和溫度隨加入鹽酸體積的變化曲線如圖所示。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是( )。
A.將此氨水稀釋,溶液的導(dǎo)電能力減弱
B.b點(diǎn)溶液中離子濃度大小可能存在:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.c點(diǎn)時(shí)消耗鹽酸體積V(HCl)<20.00 mL
D.a、d兩點(diǎn)的溶液,水的離子積Kw(a)>Kw(d)
【解析】A項(xiàng),稀釋氨水,雖然促進(jìn)了一水合氨的電離,但溶液中離子濃度減小,導(dǎo)電能力降低,正確;B項(xiàng),b點(diǎn)pH>7,c(OH-)>c(H+),溶液中
10、電荷守恒為c(N)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則c(N)>c(Cl-),可能存在c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),正確;C項(xiàng),溶液顯中性時(shí),HCl的物質(zhì)的量小于一水合氨的,所以c點(diǎn)消耗鹽酸體積V(HCl)<20.00 mL,正確;D項(xiàng),d點(diǎn)溫度高于a點(diǎn),因水的電離是吸熱的,故水的離子積Kw(a)
11、離平衡為
(用電離平衡方程式表示)。
(3)常溫下,用水稀釋0.1 molL-1的CH3COOH溶液時(shí),下列各項(xiàng)隨水量的增加而增大的是 (填序號(hào))。
①n(H+) ②c(H+)?、踓(CH3COOH)c(CH3COO-)?、躢(OH-)
(4)甲、乙、丙三種溶液中由水電離出的c(OH-)的大小關(guān)系為 。
(5)某同學(xué)用甲溶液分別滴定20.00 mL的乙溶液和20.00 mL的丙溶液,得到圖1和圖2兩條滴定曲線,請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題:
①甲溶液滴定丙溶液的曲線是 (填“圖1”或“圖2”)曲線。
②a= 。
【解析】(1)c(OH-)=0.1
12、 molL-1,則c(H+)=10-13 molL-1,pH=13。(2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和H2O的電離平衡。(3)CH3COOH是弱酸,當(dāng)向0.1 molL-1的CH3COOH溶液中加水稀釋時(shí),CH3COOH的電離程度增大,平衡向右移動(dòng),n(H+)增大,但是c(H+)減小,即①增大,②減小;設(shè)CH3COOH在水中的電離平衡常數(shù)為K,則c(CH3COOH)c(CH3COO-)=c(H+)K,c(H+)減小,而K在恒定溫度下不變,故c(CH3COOH)c(CH3COO-)減小,即③減小;溫度一定,Kw為一定值,Kw=c(H+)c(OH-),c(H+)減小,則c(OH-)增大
13、,即④增大。(4)酸、堿對(duì)水的電離具有抑制作用,水溶液中c(H+)或c(OH-)越大,水的電離程度越小,反之越大。(5)①HCl是強(qiáng)酸,CH3COOH是弱酸,分析題圖可知,圖2是甲溶液滴定丙溶液的曲線。②用氫氧化鈉溶液滴定鹽酸,恰好中和時(shí),pH=7,因二者濃度相等,則二者體積相等,a=20.00。
【答案】(1)13
(2)CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+
(3)①④
(4)丙>甲=乙
(5)①圖2
②20.00
1.指示劑選擇的基本原則
變色要靈敏,變色范圍要小,使變色范圍盡量與滴定終點(diǎn)溶液的酸堿性一致。
(1)不能用石蕊作指示劑。
(2)滴定終
14、點(diǎn)為堿性時(shí),用酚酞作指示劑。例如,用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定終點(diǎn)為酸性時(shí),用甲基橙作指示劑。例如,用鹽酸滴定氨水。
(4)強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿時(shí),既可以用甲基橙也可以用酚酞作指示劑。
(5)并不是所有的滴定都須使用指示劑,如用標(biāo)準(zhǔn)的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時(shí),KMnO4顏色恰好褪去時(shí)即為滴定終點(diǎn)。
2.滴定曲線分析的方法
(1)分析步驟:首先看縱坐標(biāo),搞清楚是酸加入堿中,還是堿加入酸中;其次看起點(diǎn),起點(diǎn)可以看出酸性或堿性的強(qiáng)弱,這在判斷滴定終點(diǎn)時(shí)至關(guān)重要;再次找滴定終點(diǎn)和pH=7的中性點(diǎn),判斷滴定終點(diǎn)的酸堿性,然后確定中性點(diǎn)(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊點(diǎn)(如滴定一半點(diǎn),過(guò)量一半點(diǎn)等),分析酸、堿過(guò)量情況。
(2)滴定過(guò)程中的定量關(guān)系:①電荷守恒關(guān)系在任何時(shí)候都存在;②物料守恒可以根據(jù)加入酸的物質(zhì)的量和加入堿的物質(zhì)的量進(jìn)行確定,但不一定為等量關(guān)系。
我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài),需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,改變粗放式增長(zhǎng)模式,不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展,推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化,推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因:我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。