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课后作业
一、选择题
1、准确量取25.00mL KMnO4溶液可以选用的仪器是( )
A、50mL量筒 B、10mL量筒 C、50mL酸式滴定管 D、50mL碱式滴定管
1.0.1 mol·L-1盐酸滴定0.1mol·L-1NaOH溶液,如达到滴定终点时不慎多加了1滴盐酸(1滴溶液体积约为0.05 mL),继续加水至50 mL,所得溶液的pH是( )
A.4 B.7.2
C.10 D.11.3
解析:滴定终点时溶液中c(H+)=
=1×10-4mol·L-1,pH=4。
答案:A
2.用氢氧化钠溶液来测定硫酸溶液,当达到滴定终点时,消耗氢氧化钠溶液的体积等于锥形瓶中硫酸溶液的体积,这说明( )
A.NaOH和H2SO4溶液的物质的量浓度相等
B. NaOH的物质的量浓度等于H2SO4物质的量浓度的两倍
C. NaOH和H2SO4溶液的质量分数相等
D.氢氧化钠溶液的pH和硫酸溶液的pH之和等于14
解析:根据化学方程式:2NaOH+H2SO4===Na2SO4+2H2O
c(NaOH)·V(NaOH)=2c(H2SO4)·V(H2SO4),当V(NaOH)=V(H2SO4)时,c(NaOH)=2c(H2SO4),且中和反应的实质是n(H+)=n(OH-)。
ca(H+)·V(H2SO4)=cb(OH-)·V(NaOH),因为V(H2SO4)=V(NaOH),所以ca(H+)=cb(OH-)。
对于NaOH溶液cb(H+)=,所以ca(H+)=。
两边同时取负对数即:pHa+pHb=14,所以B、D说法均正确。
答案:BD
3.在25℃时,用0.125 mol·L-1的标准盐酸溶液滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )
A.13 B.12
C.10 D.11
解析:由图示可知,在V(HCl)=20.00 mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH),知c(NaOH)==
=0.1 mol·L-1。
由KW=c(H+)·c(OH-)知,0.1 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)=10-13 mol·L-1,即其pH=13。
答案:A
4.下图是对10 mL一定物质的量浓度的盐酸用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的图像,依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的( )
A
B
C
D
c(HCl)/(mol·L-1)
0.12
0.04
0.03
0.09
c(NaOH)/(mol·L-1)
0.04
0.12
0.09
0.03
解析:由图像可知,30 mL NaOH溶液恰好中和10 mL盐酸,则3c(NaOH)=c(HCl),表中A、D组属此种情况,但A组中c(HCl)=0.12 mol·L-1,c(H+)=0.12 mol·L-1,pH<1,不符合图像,D组中c(HCl)=0.09 mol·L-1,pH>1,加入20 mL NaOH后溶液的c(H+)=
=1×10-2 mol·L-1,pH=-lg(1×10-2)=2,正好符合题意。
答案:D
5.将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势,其中错误的是( )
解析:A选项,氢氧化钠和醋酸发生中和反应,反应放热,当酸反应完成后,再加碱,相当于往热水中加入冷水,温度降低,图意正确。B选项,醋酸中滴加氢氧化钠溶液,酸性减弱,pH增大,滴定终点附近pH出现突跃,图意正确。C选项,醋酸中滴加氢氧化钠溶液,相当于弱电解质变成强电解质,因此导电能力增加,图意正确。D选项,最终的NaOH都完全反应,当NaOH溶液滴加一定量后曲线才会上扬,图意错误。
答案:D
6.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:甲基橙:3.1~4.4 石蕊:5.0~8.0 酚酞8.2~10.0 用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是( )
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
解析:0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,生成CH3COONa,它是强碱弱酸盐,能发生水解而使溶液显碱性,因此,只能选用酚酞作指示剂。
答案:D
7.在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是( )
A.1∶9 B.1∶1
C.1∶2 D.1∶4
解析:本题考查pH的计算,当溶液中Ba2+恰好完全沉淀发生的化学反应方程式为:NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+H2O+NaOH由化学方程式得反应后n(OH-)=n(NaOH)=n[Ba(OH)2],所以c(OH-)==
=1×10-3 mol·L-1,解得=。
答案:D
二、非选择题(共56分)
例
例2、某学生做中和滴定实验的过程如下:
①取一支碱式滴定管,用蒸馏水洗净;
②加入待测的NaOH溶液,记录液面刻度读数;
③用酸式滴定管放出一定量标准酸液,置于未经标准酸清洗的洁净锥形瓶中,并加入适量蒸馏水;
④加入两滴酚酞试液(锥形瓶内);
⑤滴定时边滴边振荡,眼睛注视滴定管内液面的变化;
⑥当小心滴到溶液由无色变成浅红色时,即停止滴定;
⑦记录液面刻度读数;
⑧根据两次滴定读数得出NaOH溶液体积为22mL。
指出上述实验过程中的错误之处 。
例5、完成下列表格中的误差分析
产生误差的常见因素
的误差
仪器洗涤
酸式滴定管水洗后未用标准液润洗
移液管水洗后未用待测液润洗
锥形瓶水洗后用待测液润洗
量器读数
滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视
滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视
操作不当
滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失
滴定结束,滴定管尖端挂一滴液体未滴下
将移液管尖嘴部分的液体吹出
滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出
用甲基橙作指示剂,滴至橙色,半分钟内又还原成黄色,不处理就计算
四、含杂质
12、在配制待测氢氧化钠溶液过程中,称取一定质量的氢氧化钠时,内含少量的氢氧化钾,用标准盐酸溶液进行滴定。
13、同上情况,若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠
8.(22分)实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生测定盐酸的浓度在实验室中进行实验。请完成下列填空:
(1)配制100 mL 0.10 mol/L NaOH标准溶液。
①主要操作步骤:计算―→称量―→溶解―→________(冷却后)―→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)―→________―→________―→将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。
②称量________g氢氧化钠固体所需仪器有:天平(带砝码、镊子)、________、________。
(2)取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准液NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下:
实验
编号
NaOH溶液的
浓度(mol/L)
滴定完成时,
NaOH溶液滴
入的体积(mL)
待测盐酸溶液
的体积(mL)
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是______________________________。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为________(保留两位有效数字)。
解析:(1)题目要求配制100 mL 0.10 mol/L NaOH标准液,应用天平称取0.1 L×0.10 mol/L×40 g/mol=0.4 g氢氧化钠固体。由于NaOH属于腐烛性药品,不能放在天平上直接称量,应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。
(2)①根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化,判断中和反应是否恰好进行完全。②计算盐酸的浓度时,应计算三次的平均值,因NaOH标准液浓度以及待测液的体积都一样,故只算NaOH溶液体积的平均值即可。③A项,滴定终点时俯视读数,相当于把数值看小,造成测定结果偏小;B项,酸式滴定管的作用在本题中是移取溶液,水洗后未用待测液润洗导致待测液浓度偏小,测定结果偏低;C项,锥形瓶水洗后未干燥对结果无影响。
答案:(1)①转移 定容 摇匀 ②0.4 烧杯(或表面皿)
药匙
(2)①最后一滴NaOH溶液加入时,溶液由无色恰好变成浅粉红色并且在半分钟内不恢复原色
②0.11 mol/L
9.(20分)某学生为测定某烧碱样品中NaOH的质量分数,进行如下实验(已知该样品中含有少量不与酸作用的杂质):
A.在250 mL 容量瓶中定容,配制成250 mL 烧碱溶液
B.用移液管(或碱式滴定管)量取25.00 mL 烧碱溶液于锥形瓶中并滴加几滴甲基橙指示剂
C.在天平上准确称取烧碱样品20.5 g,在烧杯中加蒸馏水溶解
D.将物质的量浓度为1.00 mol/L 的标准H2SO4溶液装入酸式滴定管,调整液面,记下开始刻度数V1 mL
E.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定至溶液变为橙色为止,记录终点耗酸体积V2 mL
回答下列问题:
(1)正确的操作步骤的顺序是(填写字母)________→________→ ________→________→________。
(2)滴定管读数应注意_________________________。
(3)E步骤的操作中在锥形瓶下垫一张白纸的作用是_______。
(4)下列操作中可能使所测NaOH的质量分数偏低的是
________(填字母)。
a.A步操作中未将溶液冷却至室温就转移到容量瓶中定容
b.C步操作中,称量药品时,砝码放在左盘,NaOH放在右盘
c.D步操作中酸式滴定管在装入标准H2SO4溶液前未用标准液润洗
d.读取硫酸体积时,开始时仰视读数,结束时俯视读数
(5)硫酸的初读数和末读数如图所示。末读数为________ mL,初读数为________ mL,用量为________ mL。按滴定所得数据来计算出的烧碱样品中NaOH的质量分数为________。
解析:(1)正确顺序应是称量―→溶解―→定容―→滴定,所以应是C、A、B、D、E。
(2)观察滴定管液面高度时视线应与凹液面最低点齐平,读数估读到0.01 mL。
(3)滴定终点时,白纸起衬托作用,更易于分辨颜色变化。
(4)a项,会使所配NaOH溶液的浓度偏大,从而使质量分数偏高;b项,会使所称药品小于20.5 g,而使样品质量分数偏低;c项,会稀释H2SO4而使V(H2SO4)偏大,从而使样品质量分数偏大;d项,会使V(H2SO4)偏小,从而使计算所得样品质量分数偏小。所以应选b、d。
(5)注意读数估读到0.01 mL,滴定管“0”刻度在上,末读数为24.00 mL,初读数为0.30 mL,用量为23.70 mL。
c(NaOH)=
=
=1.896 mol/L。
烧碱样品中NaOH的质量分数为
w(NaOH)=×100%≈92.49%。
答案:(1)C A B D E
(2)视线与凹液面最低点齐平,读数精确到0.01 mL
(3)使滴定到终点时,溶液颜色变化更明显,易于分辨
(4)bd
(5)24.00 0.30 23.70 92.49%
10.(14分)在标准状况下,充满HCl的烧瓶做完喷泉实验后得到稀盐酸,用标准Na2CO3溶液滴定这种盐酸来测定它的准确浓度,请你回答下列问题:
(1)用标准Na2CO3溶液滴定这种盐酸时,Na2CO3溶液应装在________式滴定管中,若用甲基橙作指示剂,达到滴定终点时,溶液从________色变为________色。
(2)现配制三种浓度的标准Na2CO3溶液,你认为最合适的是下列第________种(填序号)。
①2.500 mol·L-1 ②0.25 mol·L-1
③0.025 mol·L-1
(3)若采用上述合适浓度的标准Na2CO3溶液滴定,用c(Na2CO3)表示,滴定时实验数据列表如下:
求这种待测稀盐酸的物质的量浓度(用数据和符号列式即可):c(HCl)=________。
解析:(1)Na2CO3溶液呈碱性,应装在碱式滴定管中;甲基橙遇盐酸显红色,滴加Na2CO3溶液至滴定终点时,溶液由红色变橙色。
(2)充满HCl的烧瓶做完喷泉实验后,所得盐酸的物质的量浓度为c(HCl)==0.045 mol·L-1,为减小实验误差应用浓度与之接近的Na2CO3溶液进行滴定,故选③。
(3)实验1中Na2CO3溶液的体积偏大,应删除,因此实验2和实验3所用Na2CO3溶液体积的平均值为=17.00 mL,用甲基橙作指示剂时,Na2CO3+2HCl===2NaCl+CO2↑+H2O,因此c(HCl)==1.7c(Na2CO3)。
答案:(1)碱 红 橙 (2)③ (3)1.7c(Na2CO3)
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