主題21:水的電離和溶液的酸堿性李仕才考點三酸堿中和滴定一、酸堿中和滴定1.實驗原理利用酸堿中和反應(yīng),用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測的NaOH溶液,待測的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)確測定。(2)準(zhǔn)確判斷。2.實驗用品(1)儀器:滴定管(如圖A)、滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺、。(2)試劑:標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、指示劑、蒸餾水。(3)滴定管的使用試劑性質(zhì)滴定管原因酸性、氧化性滴定管氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管堿性滴定管堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃,致使玻璃活塞無法打開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58紫色>8藍(lán)色甲基橙<3.1紅色3.14.4橙色>4.4黃色酚酞<8無色810淺紅>10紅色4.實驗操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)(1)滴定前的準(zhǔn)備檢漏檢查是否漏水洗滌先用“洗”,再用“潤洗”滴定管裝、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)終點判斷等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,溶液由紅色變?yōu)闊o色,且在半分鐘內(nèi)原來的顏色,視為滴定終點,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)23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)計算。二、酸堿中和滴定中常見誤差分析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)V(待測),得c(待測)=c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))V(待測),因為c(標(biāo)準(zhǔn))與V(待測)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)洗滌酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗變大偏高堿式滴定管未用待測溶液潤洗變小偏低錐形瓶用待測溶液潤洗變大偏高錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水不變無影響取液堿式滴定管開始有氣泡,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,滴定終點時氣泡消失變大偏高振蕩錐形瓶時部分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滴入酸液過快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液無變化變大偏高讀數(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】標(biāo)準(zhǔn)液的體積滴定終點酸式堿式錐形瓶酸式堿式滴定管活塞蒸餾水待裝液“0”或“0”刻度線“0”或“0”刻度線23滴指示劑控制滴定管活塞搖動錐形瓶錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化不恢復(fù)1.實驗室現(xiàn)有3種酸堿指示劑,其pH變色范圍如下:甲基橙:3.14.4石蕊:5.08.0酚酞:8.210.0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,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,CH3COO-水解使溶液顯堿性,而酚酞的變色范圍為8.210.0,故選用酚酞作指示劑?！敬鸢浮緿2.用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度,下表中實驗選用的試劑及裝置均正確的是()。選項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:明確酸式、堿式滴定管在使用時的注意事項;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】D3.下列實驗操作中,對實驗結(jié)果不會產(chǎn)生影響的是()。A.用酸堿中和滴定法測待測液濃度時,裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗B.用酸堿中和滴定法測待測液濃度時,裝待測液的錐形瓶用水洗后再用待測液潤洗23次C.測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時,將堿溶液緩慢倒入酸溶液中D.用蒸餾水濕潤的pH試紙測定硫酸鈉溶液的pH【解析】用酸堿中和滴定法測待測液濃度時,裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗,會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高,A項不正確;用酸堿中和滴定法測待測液濃度時,裝待測液的錐形瓶用水洗后再用待測液潤洗23次,會導(dǎo)致測定結(jié)果偏高,B項不正確;測定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時,將堿溶液緩慢倒入酸溶液中,導(dǎo)致測定結(jié)果偏低,C項不正確;用蒸餾水濕潤的pH試紙測定硫酸鈉溶液的pH,對實驗結(jié)果無影響,原因是硫酸鈉溶液顯中性,D項正確?！敬鸢浮緿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)說法錯誤的是()。A.將此氨水稀釋,溶液的導(dǎo)電能力減弱B.b點溶液中離子濃度大小可能存在:c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)C.c點時消耗鹽酸體積V(HCl)<20.00 mLD.a、d兩點的溶液,水的離子積Kw(a)>Kw(d)【解析】A項,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,b點pH>7,c(OH-)>c(H+),溶液中電荷守恒為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,溶液顯中性時,HCl的物質(zhì)的量小于一水合氨的,所以c點消耗鹽酸體積V(HCl)<20.00 mL,正確;D項,d點溫度高于a點,因水的電離是吸熱的,故水的離子積Kw(a)<Kw(d),錯誤?！敬鸢浮緿5.現(xiàn)有常溫條件下甲、乙、丙三種溶液,甲為0.1 molL-1的NaOH溶液,乙為0.1 molL-1的HCl溶液,丙為0.1 molL-1的CH3COOH溶液。試回答下列問題(1)甲溶液的pH=。(2)丙溶液中存在的電離平衡為(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,下列各項隨水量的增加而增大的是(填序號)。n(H+)c(H+)c(CH3COOH)c(CH3COO-)c(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,請回答有關(guān)問題:甲溶液滴定丙溶液的曲線是(填“圖1”或“圖2”)曲線。a=?！窘馕觥?1)c(OH-)=0.1 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,CH3COOH的電離程度增大,平衡向右移動,n(H+)增大,但是c(H+)減小,即增大,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,即增大。(4)酸、堿對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)HCl是強酸,CH3COOH是弱酸,分析題圖可知,圖2是甲溶液滴定丙溶液的曲線。用氫氧化鈉溶液滴定鹽酸,恰好中和時,pH=7,因二者濃度相等,則二者體積相等,a=20.00?！敬鸢浮?1)13(2)CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+(3)(4)丙>甲=乙(5)圖220.001.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溶液的酸堿性一致。(1)不能用石蕊作指示劑。(2)滴定終點為堿性時,用酚酞作指示劑。例如,用NaOH溶液滴定醋酸。(3)滴定終點為酸性時,用甲基橙作指示劑。例如,用鹽酸滴定氨水。(4)強酸滴定強堿時,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,KMnO4顏色恰好褪去時即為滴定終點。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,起點可以看出酸性或堿性的強弱,這在判斷滴定終點時至關(guān)重要;再次找滴定終點和pH=7的中性點,判斷滴定終點的酸堿性,然后確定中性點(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊點(如滴定一半點,過量一半點等),分析酸、堿過量情況。(2)滴定過程中的定量關(guān)系:電荷守恒關(guān)系在任何時候都存在;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。