资源描述
考纲要求★靶向明确
1.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
2.了解酸碱中和滴定原理与操作,并进行简单的计算。
知识点一 溶液的酸碱性
【考必备·清单】
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小
c(H+)>c(OH-)
溶液呈性,常温下pH7
c(H+)=c(OH-)
溶液呈性,常温下pH=
c(H+)<c(OH-)
溶液呈性,常温下pH7
[名师点拨] (1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。
(2)pH=7或c(H+)=10-7mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100 ℃时,pH=6的溶液呈中性。
2.溶液的pH及其测量
(1)定义式:pH=-lg c(H+)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
(3)测量方法
①pH试纸法:把小片试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在干燥的pH试纸的中央,试纸变色后,与标准比色卡对照即可确定溶液的pH。
②pH计测量法。
[名师点拨] (1)pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差。
(2)广泛pH试纸只能测出整数值,使用范围为0~14。
3.溶液pH的计算方法
(1)单一溶液pH的计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg(nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg(nc)。
(2)混合溶液pH的计算
①两种强酸混合:直接求出c混(H+),再据此求pH。
c混(H+)=
②两种强碱混合:先求出c混(OH-),再根据KW求出c(H+)混,最后求pH。
c混(OH-)=。
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c混(H+)或c混(OH-)=。
④将强酸、强碱溶液以某体积之比混合,若混合液呈中性,pH酸+pH碱=14-lg,现举例如下:
V酸∶V碱
c(H+)∶c(OH-)
pH酸+pH碱
10∶1
1∶10
15
1∶1
1∶1
14
1∶10
10∶1
13
[名师点拨] 速判混合溶液酸碱性的方法
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱溶液的混合——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)常温下,等体积、pH之和等于14的一强一弱酸与碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(常温下)
①pH之和等于14呈中性;
②pH之和小于14呈酸性;
③pH之和大于14呈碱性。
【夯基础·小题】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)溶液中c(H+)>10-7 mol·L-1,该溶液呈酸性( )
(2)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性( )
(3)pH=7的溶液一定呈中性( )
(4)用pH试纸测得某溶液的pH为3.4( )
(5)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定影响测量结果( )
(6)常温下,将pH=3的酸和pH=11的碱等体积混合,所得溶液的pH=7( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)×
2.(1)计算常温时下列溶液的pH(忽略溶液混合时体积的变化):
①pH=2的盐酸与等体积的水混合:pH=________。
②pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍:pH=________。
③0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数K=1.8×10-5):pH=________。
④0.1 mol·L-1NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α=1%,电离度=
×100%):pH=________。
(2)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________。
(3)将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀盐酸Vb L混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则=________。
解析:(1)①c(H+)==5×10-3 mol·L-1
pH=-lg c(H+)=-lg (5×10-3)=3-lg 5≈2.3。
②c(H+)==10-5 mol·L-1
pH=-lg c(H+)=-lg 10-5=5。
③c(H+)==≈1.34×10-3
pH=-lg c(H+)=-lg (1.34×10-3)≈2.9。
④c(OH-)=cα=0.1 mol·L-1×1%=10-3 mol·L-1
c(H+)===10-11 mol·L-1
pH=-lg c(H+)=-lg 10-11=11。
(2)设氢氧化钡溶液的体积为V1 L,硫酸氢钠溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n(SO),由Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=0.5×10-2V1 mol,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
(3)pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 mol·L-1,pH=b的稀盐酸中c(H+)=10-b mol·L-1,根据中和反应H++OH-===H2O,知c(OH-)·Va=c(H+)·Vb,===1014-(a+b),a+b=13,则=10。
答案:(1)①2.3 ②5 ③2.9 ④11 (2)1∶4 (3)10
知识点二 酸、碱中和滴定
【考必备·清单】
1.实验原理
(1)原理:利用酸碱中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准HCl溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。
(2)关键
①准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。
②选取适当的指示剂,准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管,图(B)是碱式滴定管,滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。
②精确度:读数可估计到 0.01 mL。
③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗。
④排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。
[名师点拨] (1)酸性KMnO4溶液只能盛装在酸性滴定管中,不能盛装在碱式滴定管中,原因是KMnO4能腐蚀橡胶。
(2)由于滴定管尖嘴处无刻度,故将滴定管中的液体全部放出时,放出的液体体积比理论值要大。
(3)碱式滴定管排气泡的方法:
3.指示剂
(1)常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色的pH范围
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>10.0红色
(2)指示剂选择的基本原则
①酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因其颜色变化不明显。
②滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
③滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
④强酸滴定强碱一般用酚酞,但用甲基橙也可以。
⑤并不是所有的滴定都需使用指示剂,如氧化还原滴定中,用标准的酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液时,可利用KMnO4溶液本身颜色的变化来判断滴定终点。
[名师点拨] 判断滴定终点的答题模板
当滴入最后一滴标准溶液时,溶液由×××色变成×××色 ,且半分钟内溶液颜色不发生变化,表明到达滴定终点。
例如,(1)用a mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,若用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象:滴入最后一滴盐酸,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色;
若用甲基橙作指示剂,达到滴定终点的现象:滴入最后一滴盐酸,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色。
(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用淀粉溶液作指示剂,达到滴定终点的现象:滴入最后一滴碘溶液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。
4.实验操作
(以酚酞作指示剂,用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
(2)滴定
(3)终点判断
待滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,即为滴定终点,记录标准液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
5.酸碱中和滴定中常见误差分析
以标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差:
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗
①变小
②偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
③变大
④偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
⑤不变
⑥无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
⑦变小
⑧偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
⑨变大
⑩偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
⑪变小
⑫偏低
部分酸液滴到锥形瓶外
⑬变大
⑭偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化
⑮变大
⑯偏高
读数
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
⑰变小
⑱偏低
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
⑲变大
⑳偏高
[名师点拨] 图解量器的读数方法
(1)平视读数
实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体,读取液体体积时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即凹液面定视线,视线定读数)。
(2)俯视和仰视(如图b和图c)
俯视和仰视的误差,要结合具体仪器进行分析,不同量器的刻度顺序不同,如量筒刻度从下到上逐渐增大,滴定管刻度从下到上逐渐减小。
①如图b,当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数偏大。
②如图c,当用滴定管测量液体的体积时,由于仰视视线向上倾斜,寻找切点的位置在液面的下侧,因滴定管刻度顺序与量筒不同,仰视读数偏大。
6.图示强酸与强碱滴定过程中pH曲线
(以0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
[名师点拨] (1)酸碱恰好中和(即滴定终点)时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。
(2)滴定终点是通过指示剂颜色的变化来控制停止滴定的“点”,滴定终点与恰好反应越吻合,测定的误差越小。
【夯基础·小题】
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装( )
(2)用碱式滴定管准确量取20.00 mL的NaOH溶液( )
(3)将液面在0 mL处的25 mL的酸式滴定管中的液体全部放出,液体的体积为25 mL( )
(4)中和滴定实验时,滴定管、锥形瓶均用待装液润洗( )
(5)滴定终点就是酸碱恰好中和的点( )
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示仪器,从下表中选出正确选项( )
选项
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
石蕊
乙
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
乙
D
酸
碱
酚酞
乙
解析:选D 不能用石蕊试液作酸碱中和滴定的指示剂,A项错误;甲是酸式滴定管,不能盛装NaOH溶液,B项错误;乙是碱式滴定管,不能盛装H2SO4溶液,C项错误;D项中滴定管及指示剂的选择都是正确的。
【新教材·应用】
醋是中国古代劳动人民发明的传统调味品。老陈醋是中国四大名醋之一,至今已有3 000余年的历史,其部分质量标准见资料卡片。
资料卡片:老陈醋质量标准
1.感官标准:颜色黑紫透亮;气味清香浓郁,有纯正柔和的醋香与酯香……
2.理化指标:总酸度含量以醋酸计算,不得低于9.5%;总脂含量,以醋酸乙……
某同学用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量[总酸量用每100 mL白醋溶液所含CH3COOH的质量来表示,单位:g/100 mL]。
Ⅰ.实验步骤
①配制待测白醋溶液。准确量取10.00 mL食用白醋,在烧杯中加水稀释冷却至室温后转移到100 mL的容量瓶中洗涤、定容摇匀即得待测白醋溶液。
②量取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2~3滴酸碱指示剂,用碱式滴定管盛装0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,并记录初始读数。
③滴定。达到滴定终点后,停止滴定,并记录NaOH溶液的最终读数,再重复滴定2次。
Ⅱ.实验记录
数据记录如下:
实验数据(mL)/滴定次数
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
14.95
14.00
14.05
13.95
[问题探究]
(1)实验步骤②中选用的酸碱指示剂是什么?
提示:醋酸与NaOH溶液完全反应时生成醋酸钠溶液呈弱碱性,故选用酚酞作指示剂。
(2)如何判断实验步骤③中的酸碱中和反应到达滴定终点?
提示:滴加最后一滴NaOH溶液,溶液由无色变成浅红色,且半分钟内不褪色,说明达到滴定终点。
(3)第二次滴定结束时滴定管中的液面如下图所示,其读数是多少 mL?
提示:22.60 mL。
(4)四次实验记录的数据是否都准确?若不准确,应如何处理?
提示:第一次实验数据与其他3次存在较大误差。应舍去。
(5)依据以上数据,市售白醋总酸量是多少?(g/100 mL)
提示:求出2、3、4三组平均消耗V(NaOH)=14.00 mL,由CH3COOH+NaOH===CH3COONa+H2O可知20.00 mL样品中含有的醋酸的质量为0.014 L×0.100 0 mol·L-1×60 g·mol-1=0.084 g,原10 mL白醋含有醋酸的质量为0.084 g×5=0.42 g,100 mL市售白醋总酸量4.2 g/100 mL。
(6)常温下,实验滴定曲线如图所示。
①请比较b点溶液中c(Na+)与c(CH3COO-)的大小。
提示:b点溶液呈中性,依据电荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-)。
②滴定过程中,从a点到c点水电离出的c(OH-)逐渐增大,用平衡移动原理解释其原因是什么?
提示:溶液中存在水的电离平衡H2OOH-+H+,随着NaOH加入,CH3COOH浓度降低,醋酸对水电离的抑制程度减弱。
随堂检测反馈
1.下列说法正确的是( )
A.用标准浓度HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂
B.除去碱式滴定管胶管内气泡的方法是将尖嘴垂直向下,挤压胶管内的玻璃球将气泡排出
C.滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁
D.用稀NaOH滴定盐酸,用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时立即停止滴定
解析:选C NaHCO3与HCl完全反应时得到的NaCl和H2CO3的混合溶液呈酸性,应选择甲基橙作指示剂,A项错误;除去碱式滴定管内的气泡,需将胶管弯曲,用手挤压玻璃球,便于排出气泡,而尖嘴垂直向下,不利于除去气泡,B项错误;滴定接近终点时,通过滴定管尖嘴接触锥形瓶内壁将尖嘴处残留的标准液注入锥形瓶中,从而减小了实验误差,C项正确;用NaOH滴定盐酸,用酚酞作指示剂滴定终点的现象是,滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内溶液颜色不发生变化,D项错误。
2.298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
解析:选D A项,用0.10 mol·L-1盐酸滴定20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水,二者恰好完全反应时生成强酸弱碱盐NH4Cl,应选用甲基橙作指示剂。B项,当V(HCl)=20.0 mL时,二者恰好完全反应生成NH4Cl,此时溶液呈酸性,而图中M点溶液的pH=7,故M点对应盐酸的体积小于20.0 mL。C项,M点溶液呈中性,则有c(H+)=c(OH-);据电荷守恒可得c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),则有c(NH)=c(Cl-),此时溶液中离子浓度关系为c(NH)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)。D项,NH3·H2O为弱电解质,部分发生电离,N点时V(HCl)=0,此时氨水的电离度为1.32%,则有c(OH-)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3 mol·L-1,c(H+)== mol·L-1≈7.58×10-12 mol·L-1,故N点处的溶液中pH<12。
3.(福建高考)常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.升高溶液的温度
解析:选B pH由a变成a+1,表明溶液酸性减弱;将溶液稀释10倍,若电离平衡不移动,则溶液pH由a变成a+1,但由于电离平衡会发生移动,故A项错误;向弱酸溶液中加入浓度较大的强酸,溶液酸性增强,C项错误;升高溶液的温度会促进醋酸电离,酸性增强,D项错误;加入醋酸钠固体,可抑制醋酸的电离,使溶液pH增大,B项正确。
4.(2020·北京高考)用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液。滴定终点附近溶液pH和导电能力的变化分别如图所示(利用溶液导电能力的变化可判断滴定终点;溶液总体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是( )
A.a点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
B.a→b过程中,n(CH3COO-)不断增大
C.c→d溶液导电性增强的主要原因是c(OH-)和c(Na+)增大
D.根据溶液pH和导电能力的变化可判断:V2<V3
解析:选C a点溶液pH=7,则c(H+)=c(OH-),而电解质溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故c(Na+)=c(CH3COO-),A项正确;a→b的过程中,溶液中的CH3COOH逐渐被中和,溶液中的CH3COO-的物质的量逐渐增大,B项正确;d点以后溶液导电能力增长速率更快,说明V(NaOH)=V3时CH3COOH和NaOH完全反应,达到滴定终点,而pH=7时溶液中溶质为CH3COONa和CH3COOH,故V2<V3,D项正确;达到滴定终点前,溶液中的c(CH3COO-)、c(Na+)逐渐增大是溶液导电性逐渐增强的主要原因,C项错误。
[课时跟踪检测]
1.(2021·海淀模拟)下列溶液一定呈中性的是( )
A.使甲基橙试液呈黄色的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1溶液
C.pH=7的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
解析:选B 常温下使甲基橙试液呈黄色的溶液,为pH>4.4的溶液,溶液呈酸性、碱性或中性,故A错误;c(H+)=c(OH-)的溶液一定是中性溶液,故B正确;pH=7的溶液不一定为中性溶液,如100 ℃的水pH=6,那么pH=7的溶液就显碱性,故C错误;CH3COOH与NaOH恰好完全反应生成正盐CH3COONa的溶液,因CH3COO-的水解而显碱性,故D错误。
2.下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是( )
A.用图B的滴定管可准确量取25.00 mL的酸性KMnO4溶液
B.滴定过程中,眼睛要时刻注视滴定管中液面的变化
C.滴定管装入液体前不需用待装液润洗
D.滴定前平视,滴定结束后仰视读数,会使测定结果偏大
解析:选D A项,酸性高锰酸钾溶液具有酸性和强氧化性,应该选用酸式滴定管(A)盛放,B为碱式滴定管,错误;B项,滴定过程中,眼睛要时刻注视锥形瓶中溶液颜色的变化,错误;C项,为了避免待装液被稀释,滴定管装入液体前必须用待装液润洗,错误;D项,滴定前平视,滴定结束后仰视读数,读出的标准液体积偏大,会使测定结果偏大,正确。
3.用标准盐酸溶液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是( )
A.可以用石蕊代替指示剂
B.滴定前用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠溶液吸收少量CO2,不影响滴定结果
D.当锥形瓶内溶液由橙色变为红色,且半分钟内不褪色,即达到滴定终点
解析:选C A项,石蕊颜色变化不明显,不符合要求,错误;B项,滴定前用待测液洗涤锥形瓶,导致n(NaOH)增大,盐酸消耗的量偏大,滴定结果偏大,错误;C项,若NaOH溶液吸收少量CO2,发生的反应为CO2+2NaOH===Na2CO3+H2O,再滴入盐酸,盐酸先和剩余的OH-反应,H++OH-===H2O,再与CO反应,CO+2H+===H2O+CO2↑,存在关系:2OH-~CO~2H+,因此消耗HCl的物质的量始终等于NaOH的物质的量,故氢氧化钠溶液吸收少量CO2,不影响测定结果,正确;D项,该实验滴定终点为锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不褪色,即为滴定终点,如果变为红色说明盐酸已经过量,错误。
4.室温下,下列叙述正确的是( )
A.pH=2的盐酸与pH=12的氨水等体积混合后pH>7
B.pH=4的盐酸稀释至10倍后pH>5
C.0.2 mol·L-1的醋酸与等体积水混合后pH=1
D.100 ℃纯水的pH=6,所以水在100 ℃时呈酸性
解析:选A pH=2的盐酸与pH=12的氨水,氨水的物质的量浓度大于盐酸的物质的量浓度,所以两种溶液等体积混合后所得溶液显碱性,故A正确;pH=4的盐酸,c(H+)=1×10-4 mol·L-1,稀释10倍,c(H+)=1×10-5 mol·L-1,溶液pH=5,故B错误;醋酸溶液中存在电离平衡,加水稀释促进其电离,与等体积水混合后pH>1,故C错误;加热促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度都同等程度增大,纯水始终显中性,故D错误。
5.(2021·江阴模拟)下列与滴定实验有关的说法中正确的是( )
A.用NaOH溶液滴定盐酸时,只能用酚酞作指示剂
B.锥形瓶用蒸馏水洗干净后,直接加入一定体积的待测液,进行中和滴定
C.用滴定管准确量取20.0 mL盐酸
D.用NaOH溶液滴定盐酸时,若滴定结束时俯视刻度,会导致测定结果偏高
解析:选B 用NaOH溶液滴定盐酸时,变色范围内合适的指示剂除了酚酞,还可以用甲基橙,故A错误;滴定管中溶液体积应该读到0.01 mL,所以用滴定管准确量取的盐酸体积应该为20.00 mL,故C错误;用NaOH溶液滴定盐酸时,若滴定结束时俯视刻度,导致读出的标准液体积偏小,测定结果偏低,故D错误。
6.(2021·温州模拟)常温下,下列说法不正确的是( )
A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,水电离产生的c(H+)相同
B.pH=3的HCl溶液与pH=11的氨水等体积混合,混合后溶液的pH小于7
C.pH=3的盐酸、CH3COOH溶液中,c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.往10 mL pH=3的盐酸中分别加入pH=11的氨水、NaOH溶液至中性,消耗氨水的体积小
解析:选B 碱抑制水的电离,pH=11的氨水、NaOH溶液中氢氧根离子浓度相等,则二者抑制水电离的程度相等,故A正确;pH=3的HCl溶液与pH=11的氨水等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,混合后溶液的pH大于7,故B错误;盐酸、CH3COOH溶液中,分别存在电荷守恒:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)、c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),都是pH=3的溶液,则c(H+)相等,c(OH-)也是相等的,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故C正确;pH=11的氨水、NaOH溶液,c(NH3·H2O)>10-3 mol·L-1,c(NaOH)=10-3 mol·L-1,中和等量的盐酸,消耗氨水的体积小,故D正确。
7.(2021·湖州模拟)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7,下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,溶液pH=7
B.V(NaOH)=30.00 mL时,溶液pH=12.3
C.NaOH标准溶液浓度的准确性直接影响分析结果的可靠性,因此需用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度,标定时可采用甲基橙为指示剂
D.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
解析:选C 盐酸与NaOH溶液浓度相同,加入30.00 mL NaOH溶液时,NaOH过量,则反应后溶液中NaOH的浓度为c(NaOH)= mol·L-1=0.02 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=5×10-13 mol·L-1,pH=-lg(5×10-13)=12.3,用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度,滴定终点溶液呈碱性,应该选用酚酞作指示剂,指示剂的变色范围与pH突变范围越靠近,误差越小,故甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小。
8.下列酸碱溶液恰好完全中和,如图所示。则下列叙述正确的是( )
A.因为两种酸溶液的pH相等,故V1一定等于V2
B.若V1>V2,则说明HA为强酸,HB为弱酸
C.若实验①中,V=V1,则混合液中c(Na+)=c(A-)
D.实验②的混合溶液,可能溶液呈酸性
解析:选C 若HA和HB均为强酸或电离程度相当的弱酸时,恰好完全中和NaOH溶液时,V1一定等于V2,但若HA和HB中有一弱酸,则酸的浓度不同,V1一定不等于V2,故A错误;若V1>V2,则酸的浓度:HA<HB,电离程度:HA>HB,所以酸性:HA>HB,即HB一定为弱酸,HA可能为酸性略强于HB的弱酸,也可能为强酸,故B错误;若实验①中V=V1,则HA的浓度为0.01 mol·L-1,完全电离使溶液的pH=2,所以HA为强酸,反应后溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒系有c(Na+)=c(A-),故C正确;HB可能为强酸或弱酸,恰好完全中和时生成的NaB可能为强酸强碱盐或弱酸强碱盐,所以实验②的混合溶液的pH等于7或大于7,溶液不可能呈酸性,故D错误。
9.(2021·东城模拟)pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶9 D.1∶11
解析:选C 所得混合液的pH=11,则碱过量,混合溶液中c(OH-)=mol·L-1=0.001 mol·L-1,解之得强碱与强酸的体积比是1∶9。
10.(2021·河南模拟)等体积的两种一元酸“酸1” 和“酸2”分别用等浓度的KOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.“酸1”比“酸2”的酸性强
B.“酸2”的浓度为0.01 mol·L-1
C.“酸2”的Ka的数量级约为10-5
D.滴定“酸1”和“酸2”均可用酚酞作指示剂
解析:选B 由图示可知,滴定达终点时,酸2消耗KOH溶液的体积大,说明c(酸2)>c(酸1),而起始时的pH:酸2>酸1,则“酸1”比“酸2”的酸性强,故A正确;酸2为弱酸,起始时c(H+)=0.01 mol·L-1,则酸2的起始浓度大于0.01 mol·L-1,故B错误;酸2滴定一半时,c(酸2)≈c(酸2的酸根离子),此时溶液pH介于4~5之间,则酸2的Ka≈c(H+),其数量级约为10-5,C正确;滴定终点时,酸1和酸2的pH与酚酞的变色范围接近或重叠,所以二者均可用酚酞作指示剂,故D正确。
11.(2021·枣庄模拟)某学生欲用已知浓度的氢氧化钠溶液来滴定未知浓度的盐酸溶液,以酚酞试液为滴定指示剂。请填写下列空白:
(1)对于一支洁净的滴定管,使用前两步操作为______、________。
(2)排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的________(填序号),然后小心操作使尖嘴部分充满碱液。
(3)用标准的氢氧化钠溶液滴定待测的盐酸溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。
(4)下列操作中可能使所测盐酸溶液的浓度偏低的是________(填字母)。
A.量取一定体积的待测液最后读数时滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
B.滴定前盛放盐酸溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.碱式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取氢氧化钠溶液体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(5)若第一次滴定开始和结束时,碱式滴定管中的液面如图所示,请将数据填入下面表格的横线处。
滴定次数
待测盐酸溶液的体积/mL
0.100 0 mol·L-1氢氧化钠的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
/
/
______
第二次
25.00
1.00
27.30
26.30
第三次
25.00
2.00
28.08
26.08
第四次
25.00
0.22
26.34
26.12
(6)请根据上表中数据计算该盐酸溶液的物质的量浓度c(HCl)=________。
(7)请简述滴定终点的判定______________________。
解析:(1)中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液并加指示剂、滴定等顺序操作,所以滴定管使用前两步操作为检查是否漏水、润洗。(2)碱式滴定管中排气泡的方法:把滴定管的胶头部分稍微向上弯曲,再排气泡,所以③正确。(4)A.导致待测液的体积偏大,测定结果偏低;B.对待测液的物质的量没有影响,不影响滴定结果;C.导致消耗的标准液体积偏大,测定结果偏高;D.导致消耗的标准液体积偏小,测定结果偏低,故答案为A、D。(5)根据题中图上的刻度可知,滴定前数值为0.00 mL,滴定后数值为26.10 mL,所以KOH标准溶液的体积为26.10 mL。(6)四次消耗的NaOH溶液的体积分别为26.10 mL,26.30 mL,26.08 mL,26.12 mL,第二次数据舍去,三次滴定盐酸溶液的平均体积为26.10 mL,由关系式HCl~NaOH可知,c(HCl)===0.104 4 mol·L-1
答案:(1)检查是否漏水 润洗 (2)③ (4)AD (5)26.10 (6)0.104 4 mol·L-1 (7)当滴入最后一滴NaOH溶液时,溶液颜色由无色变为粉红色,且半分钟内不变色
12.水是最常用的溶剂,许多化学反应都需要在水溶液中进行。请仔细分析并回答下列各题。用0.1 mol·L-1NaOH溶液滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸溶液得到如图所示的滴定曲线:
(1)用NaOH溶液滴定醋酸溶液通常所选择的指示剂为________,符合其滴定曲线的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
(2)滴定前的上述三种溶液中,由水电离出的c(H+)最大的是________溶液(填化学式)。
(3)图中V1和V2大小的比较:V1________(填“<”或“=”)V2。
(4)在25 ℃时,有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液,取Va L该盐酸,同该NaOH溶液中和,需Vb L NaOH溶液。填空:①若a+b=14,则Va∶Vb=________(填数字)。
②若a+b=13,则Va∶Vb=________(填数字)。
③若a+b>14,则Va∶Vb=________(填表达式)。
解析:(1)NaOH溶液滴定醋酸溶液,滴定终点时溶液呈碱性,选择酚酞为指示剂;由图中未加NaOH溶液时的pH可知,图Ⅰ中酸的pH大于1,图Ⅱ中酸的pH=1,说明Ⅱ为滴定0.1 mol·L-1的盐酸溶液的曲线,所以滴定醋酸的曲线是Ⅰ。(2)0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1盐酸对水的抑制作用一样,但是0.1 mol·L-1醋酸溶液中氢离子浓度小于0.1 mol·L-1,对水的电离抑制作用较小,即三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是0.1 mol·L-1醋酸溶液。(3)醋酸和氢氧化钠反应,当恰好完全反应时,得到的醋酸钠溶液显碱性,要使溶液显中性,pH=7,需要醋酸稍过量,盐酸和氢氧化钠恰好完全反应时,得到的氯化钠溶液显中性,所以V1<V2。(4)25 ℃时,HCl溶液和NaOH溶液,恰好中和,则有Va L×10-a mol·L-1=Vb L×10b-14 mol·L-1,即Va∶Vb=10a+b-14,①若a+b=14,则Va∶Vb=10a+b-14=1;②若a+b=13,则Va∶Vb=10a+b-14=1∶10=0.1;③若a+b>14,则Va∶Vb=10a+b-14>1,即Va>Vb。
答案:(1)酚酞 Ⅰ (2)CH3COOH (3)< (4)①1 ②0.1 ③10a+b-14
13.某温度(T)下的溶液中,c(H+)=1.0×10-x mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积KW为________,则该温度T____25 ℃(填“>”“<”或“=”)。
(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:
实验序号
Ba(OH)2溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假设溶液混合前后的体积不变,则a=________,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=________mol·L-1。
(3)在此温度下,将0.1 mol·L-1NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
甲
乙
丙
丁
0.1 mol·L-1Ba(OH)2溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1 mol·L-1NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
①按丁方式混合后,所得溶液显________(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后,反应的离子
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