
第24講 水的電離和溶液的pH
10-7 ml·L-1
2.水的離子積常數(shù)(1)表達式:KW=____________________。(2)常溫下:KW=____________。純水中c(H+)=c(OH-)=______________ (pH=7)。(3)影響因素:只與________有關,升高溫度,KW________。(4)適用范圍:KW不僅適用于純水,也適用于稀的__________水溶液。(5)意義:KW揭示了在任何水溶液中均存在______和________,只要溫度不變,KW不變。
c(H+)·c(OH-)
(1)水的離子積常數(shù)KW=c(H+)·c(OH-),不僅適用于純水,也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。(2)水的離子積常數(shù)說明在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都有H+和OH-存在,只是相對含量不同而已。
(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水電離產生的c(H+)、c(OH-)總是相等的。在KW的表達式中,c(H+)、c(OH-)均表示整個溶液中H+、OH-總的物質的量濃度而不是單指由水電離出的c(H+)、c(OH-)。(4)水的電離是吸熱過程,升高溫度,水的電離平衡向電離方向移動,c(H+)和c(OH-)都增大,故KW增大,但溶液仍呈中性;對于KW,若未注明溫度,一般認為在常溫下,即25 ℃。
3.水的電離平衡的影響因素(1)溫度:溫度升高促進水電離,水的電離程度________,KW ________,水的電離平衡________。(2)加入酸或堿,水的電離程度________,可________水的電離(相當于“同離子效應”)。如在水中加入鹽酸、氫氧化鈉等,可使水的電離程度________,但不影響KW的大小。
(3)加入可水解的鹽(含弱酸陰離子或弱堿陽離子的鹽),可________水的電離(相當于“離子反應效應”)。如在水中加入醋酸鈉、氯化銨、碳酸鈉等,可使水的電離程度________,但不影響KW的大小(即KW不變)。(4)加入強酸的酸式鹽(如NaHSO4),相當于加入酸,________水的電離;加入弱酸的酸式鹽,對水的電離是促進還是抑制,則要看弱酸酸式酸根離子的水解程度大還是電離程度大。
[微點撥] 水中加酸或堿對水的電離均有抑制作用,因此,在常溫下,若由水電離出的c(H+)<1×10-7ml·L-1,該溶液可能顯酸性,也可能顯堿性。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)水的離子積即水的電離平衡常數(shù)。( )(2)在表達式KW=c(H+)·c(OH-)中c(H+)、c(OH-)一定是水電離出的。( )(3)加水稀釋醋酸溶液,溶液中所有離子濃度都減小。( )[提示] 醋酸加水稀釋后,H+濃度減小,由于溫度不變KW不變,OH-濃度增大。
(4)25 ℃時CH3COONa溶液的KW大于100 ℃時NaOH溶液的KW。( )[提示] KW只與溫度有關,溫度越高KW越大。(5)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水電離出的c(H+)和c(OH-)相等。( )[提示] 不管溫度變化還是加入促進或抑制水的電離的物質,水自身電離出的c(H+)和c(OH-)相等。
(6)某溫度下,純水中c(H+)=2.0×10-7ml·L-1,則此時c(OH-)=5×10-8ml·L-1。( )[提示] 純水中c(H+)=c(OH-)=2×10-7ml·L-1。(7)25 ℃與60 ℃時,水的pH相等。( )(8)25 ℃時NH4Cl溶液的KW小于100 ℃時NaCl溶液的KW。( )(9)純水中c(H+)隨著溫度的升高而降低。( )
(11)向水中加入少量硫酸氫鈉固體,促進了水的電離,c(H+)增大,KW不變。( )(12)水的離子積常數(shù)的數(shù)值大小與溫度和稀水溶液的濃度有關。( )(13)溫度一定時,水的電離常數(shù)與水的離子積常數(shù)相等。( )(14)100 ℃的純水中c(H+)=1×10-6 ml·L-1,此時水呈酸性。( )
(15)常溫下,0.1 ml·L-1的鹽酸與0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的電離程度相等。( )(16)向0.1 ml·L-1的醋酸中逐滴滴加NaOH溶液,水的電離程度逐漸增大。( )(17)將水加熱,KW增大,pH減小。( )(18)已知某溫度下CH3COOH和NH3·H2O的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10 mL濃度為0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中水的電離程度始終增大。( )
3.深度思考:(1)某溫度下純水的c(H+)=2×10-7ml·L-1,則此時c(OH-)為_____________________;若溫度不變,滴入稀鹽酸使c(H+)=5×10-4 ml·L-1,則溶液中c(OH-)為_____________________,由水電離產生的c(H+)為_____________________,此時溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
2×10-7 ml·L-1
8×10-11 ml·L-1
(2)甲同學認為,在水中加入H2SO4,水的電離平衡向左移動,原因是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。乙同學認為,加入H2SO4后,水的電離平衡向右移動,原因為加入H2SO4后,c(H+)濃度增大,H+與OH-中和,平衡右移。你認為哪種說法正確?并說明原因。加入酸、堿、鹽使水的電離平衡移動后,溶液中c(H+)·c(OH-)的值是否發(fā)生變化?[提示] 甲正確。溫度不變,KW是常數(shù),加入H2SO4后c(H+)增大,c(H+)·c(OH-)>KW,平衡左移。加入酸、堿、鹽使水的電離平衡移動后,溶液中c(H+)·c(OH-)不變,因為KW僅與溫度有關,溫度不變,則KW不變。
(3)KW=c(H+)·c(OH-),其中H+和OH-一定是由水電離出來嗎?[提示] 不一定,如酸溶液中H+由酸和水電離產生,堿溶液中OH-由堿和水電離產生,只要是水溶液必定有H+和OH-,當溶液濃度不大時,總有KW=c(H+)·c(OH-)。
微考點1 外界條件對水的電離的影響 (2022·北京平谷一模)(雙選)某同學探究溫度對溶液pH的影響,加熱一組試液并測量pH后得到如表數(shù)據(jù)(溶液濃度均為0.1 ml·L-1)。
下列說法正確的是( )A.隨溫度升高,純水的KW逐漸增大B.隨溫度升高,NaOH溶液pH變化主要受水電離平衡變化影響C.隨溫度升高,CH3COOH的電離促進了水的電離D.隨溫度升高,CH3COONa溶液的pH減小,說明水解程度減小,c(CH3COO-)增大
[解析] 升高溫度,促進水的電離,由溶液pH變化可知,隨溫度升高,純水的KW逐漸增大,A正確;加熱NaOH溶液,pH減小,原因是升溫促進水的電離,氫離子濃度增大,B正確;加熱促進醋酸的電離,但醋酸電離抑制水的電離,C錯誤;醋酸鈉的水解為吸熱過程,加熱促進其水解,D錯誤。
[微點撥] 影響水電離平衡的因素:
微考點2 水的電離曲線 (2022·甘肅張掖模擬)水的電離平衡曲線如圖所示,下列說法不正確的是( )
A.圖中五點KW間的關系B>C>A=D=EB.若從A點到D點,可采用在水中加入少量酸的方法C.若處在B點時,將pH=2的硫酸與pH=12的KOH等體積混合后,溶液顯堿性D.若從A點到C點,可用溫度不變時在水中加入適量NH4Cl固體的方法
[解析] A、D、E都處于25 ℃時,KW相等,B點c(H+)和c(OH-)都大于C點的c(H+)和c(OH-),并且C點的c(H+)和c(OH-)大于A點c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,KW越大,故B>C>A=D=E,故A正確;加酸,c(H+)變大,c(OH-)變小,但溫度不變,KW不變,故B正確;若處在B點時,KW=1×10-12,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2 ml· L-1,pH=12的KOH中c(OH-)=1 ml·L-1,等體積混合,KOH過量,溶液顯堿性,故C正確;若從A點到C點,c(H+)變大,c(OH-)變大,KW增大,溫度應升高,不能通過加入氯化銨的方法來實現(xiàn),故D錯誤。
〔對點集訓2〕 如圖三條曲線表示不同溫度下水的離子積常數(shù),
下列說法不正確的是( )A.圖中溫度:T3>T2>T1B.圖中pH關系:pH(B)=pH(D)=pH(E)C.圖中五點KW間的關系:E>D>A=B=CD.C點可能是顯酸性的鹽溶液
[解析] 水的電離是吸熱過程,升高溫度促進水電離,則水中 c(H+)、c(OH-)及離子積常數(shù)都增大,根據(jù)題圖知,離子積常數(shù):T3>T2>T1,所以溫度:T3>T2>T1,A項正確;B、D、E三點溶液的氫離子濃度相等,則pH相等,B項正確;溫度高低順序是A=B=C<D<E,水的離子積常數(shù)只與溫度有關,溫度越高,離子積常數(shù)越大,KW的關系:E>D>A=B=C,C項正確;C點時,KW=1×10-14,c(OH-)=1×10-6,溶液的pH=8,顯堿性,D項錯誤。
微考點3 水電離的H+或OH-濃度求算 25 ℃時,濃度均為0.01 ml·L-1的氫氧化鈉和鹽酸溶液中由水電離的H+濃度之比是( )A.無法確定B.1∶1C.1012∶1D.1∶1012
〔對點集訓3〕 25 ℃時,在等體積的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 ml·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質的量之比是( )A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109
萃取精華:水電離出的c(H+)水或c(OH-)水的相關計算(25 ℃)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 ml·L-1溶質為酸的溶液①來源OH-全部來自水的電離,水電離產生的c(H+)水=c(OH-)。
溶質為堿的溶液①來源H+全部來自水的電離,水電離產生的c(OH-)水=c(H+)。②實例如計算pH=12的NaOH溶液中由水電離出的c(OH-)水,方法是根據(jù)溶液中的c(H+)=10-12ml·L-1,推出由水電離出的c(OH-)水=c(H+)=10-12ml·L-1。
考點二 溶液的酸堿性與pH
1.溶液的酸堿性(1)溶液的酸堿性取決于溶液中__________和____________的相對大小。
(2)將“>”“=”或“<”填在下表空格中:
2.溶液的pH(1)定義式:pH=_______________。(2)pH的測定pH試紙:迅速測定溶液的pH。常用的pH試紙有廣泛pH試紙和精密pH試紙,廣泛pH試紙可以識別的pH差約為_____。運用范圍:1×10-14 ml·L-1≤c(H+)≤1 ml·L-1的溶液。pH試紙的使用方法如下:
①測定溶液的pH:把小片試紙放在__________(或玻璃片)上,用潔凈干燥的__________蘸取待測液滴在干燥的pH試紙的中部,觀察變化穩(wěn)定后的顏色,與______________對比即可確定溶液的pH。②檢驗氣體的酸堿性:先把試紙________,粘在__________的一端,再送到盛有待測氣體的容器口附近,觀察顏色的變化,判斷氣體的性質。pH計:精密測量溶液的pH。
(3)溶液的酸堿性與pH的關系常溫(25 ℃)下:pH越大,溶液的堿性越強。pH越小,溶液的酸性越強。
①pH試紙不能伸入試液中。②pH試紙使用前不能用蒸餾水潤濕,否則待測液因被稀釋可能會產生誤差。③廣泛pH試紙只能測出整數(shù)值(不精確),該數(shù)不會出現(xiàn)小數(shù)。④pH試紙不能測定氯水的pH,因為氯水呈酸性的同時呈現(xiàn)強氧化性(漂白性)。
3.常用酸堿指示劑及其變色范圍
(4)強酸與強堿混合后pH的計算強酸與強堿混合的實質是發(fā)生了中和反應,即H++OH-===H2O,中和后常溫下溶液的pH有以下三種情況:①若恰好中和,pH=7。②若酸剩余,先求中和后剩余的c(H+),再求pH。③若堿剩余,先求中和后剩余的c(OH-),再通過KW求出c(H+),最后求pH。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)pH<7的溶液一定呈酸性。( )[提示] 25 ℃時,pH=7為中性,pH<7為酸性,溫度升高后pH<7不一定顯酸性。(2)溶液的酸性越強,pH越小,溶液的堿性越強,pH越大。( )[提示] pH=-lg c(H+),pH越小酸性越強,pH越大堿性越強。(3)用廣泛pH試紙測得某溶液的pH為3.4。( )[提示] 廣泛pH試紙只能測出整數(shù)值。
(4)用濕潤的pH試紙測定鹽酸和醋酸溶液的pH,醋酸溶液的誤差更大。( )[提示] 用濕潤的pH試紙測定pH相當于稀釋溶液,醋酸存在電離平衡,稀釋促進電離,誤差更小。(5)室溫下,pH=12的NaOH溶液和pH=2的醋酸溶液等體積相混合后,混合液呈中性。( )[提示] 醋酸濃度遠大于NaOH濃度,混合液中含有大量醋酸,溶液呈酸性。
(6)某溶液的c(H+)>10-7ml·L-1,則該溶液呈酸性。( )(7)常溫常壓時,pH=11的NaOH溶液與pH=3的醋酸溶液等體積混合后,滴入石蕊溶液呈紅色。( )(8)任何溫度下,利用H+和OH-濃度的相對大小均可判斷溶液的酸堿性。( )(9)常溫下,某溶液能使甲基橙呈黃色,該溶液一定顯堿性。( )(10)同濃度、同體積的強酸與強堿溶液混合后,溶液的pH=7。( )
(11)把pH=2與pH=12的酸、堿溶液等體積混合后,所得溶液的pH為7。( )(12)某溶液的pH=7,該溶液一定顯中性。( )(13)pH減小,溶液的酸性一定增強。( )(14)一定溫度下,pH=a的氨水,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b+1。( )
(15)pOH=-lg[OH-],常溫下溶液中的pH+pOH=14,正常人的血液pH=7.3,則正常人血液(人的體溫高于室溫)的pOH等于6.7。( )(16)用廣范pH試紙測得某溶液的pH為3.4,用pH計測得某溶液的pH為7.45。( )(17)用濕潤的pH試紙測溶液的pH,一定影響測量結果。( )(18)pH試紙測定氯水的pH為2。( )
0.05 ml·L-1
(3)計算25 ℃時下列溶液的pH:①1 mL pH=2的H2SO4加水稀釋至100 mL,pH=_____;②0.001 ml·L-1的鹽酸,pH=_____;③0.01 ml·L-1的NaOH溶液,pH=______;④0.015 ml·L-1的硫酸與0.01 ml·L-1的NaOH等體積混合,混合溶液的pH=_____。
3.深度思考:(1)判斷下列溶液的酸堿性:用“酸性”“堿性”“中性”或“不確定”填空①pH<7的溶液__________。②pH=7的溶液__________。③c(H+)=c(OH-)的溶液________。
④c(H+)=1×10-7 ml·L-1的溶液__________。⑤c(H+)>c(OH-)的溶液________。⑥0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液________。⑦0.1 ml·L-1的NaHCO3溶液________。⑧0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液________。
(2)①pH=7的溶液一定是中性溶液嗎?②用pH試紙測pH時應注意什么問題?記錄數(shù)據(jù)時又要注意什么?是否可用pH試紙測定氯水的pH?③若已知某溶液中c(H+)>c(OH-),該溶液是否一定為酸性?[提示]?、俨灰欢?。溫度不同,水的離子積不同。如100 ℃時,pH=6的溶液為中性溶液,pH=7的溶液為堿性溶液。②pH試紙使用前不能用蒸餾水潤濕,否則待測液因被稀釋可能產生誤差;用pH試紙測pH讀出的是整數(shù);不能用pH試紙測氯水的pH。③只要c(H+)>c(OH-),溶液一定呈酸性。
(3)使用pH試紙測溶液pH時,若先用蒸餾水潤濕,測量結果一定偏小嗎?原因是什么?[提示] 不一定。先用蒸餾濕水潤,相當于將待測液稀釋了,若待測液為堿性溶液,則所測結果偏?。蝗舸郎y液為酸性溶液,則所測結果偏大;若待測液為中性溶液,則所測結果沒有誤差。
微考點1 溶液酸堿性的判斷及應用 (2021·廣東,8,2分)鳥嘌呤(G)是一種有機弱堿,可與鹽酸反應生成鹽酸鹽(用GHCl表示)。已知GHCl水溶液呈酸性,下列敘述正確的是( )A.0.0001 ml/L GHCl水溶液加水稀釋,pH升高B.0.001 mI/L GHCl水溶液的pH=3C.GHCl在水中的電離方程式為:GHCl===G+HClD.GHCl水溶液中:c(OH-)+c(Cl-)=c(GH+)+c(G)
[解析] A項,GHCl水溶液呈酸性,是因為GH+水解,則加水稀釋酸性減弱,pH升高,正確;B項,GHCl初始濃度為0.001 ml/L,GH+水解產生H+,故產生的c(H+)小于0.001 ml/L,pH>3,錯誤;C項,GHCl的電離方程式為GHCl===GH++Cl-,錯誤;D項,GHCl水溶液中存在電荷守恒:c(GH+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),錯誤。
(2)已知溫度T時水的離子積常數(shù)為KW,該溫度下,將濃度為a ml·L-1的一元酸HA溶液與b ml·L-1的一元堿BOH溶液等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是( )
常溫下,已知pH之和的酸、堿溶液等體積混合所得溶液的酸堿性分析①兩強混合a.若pH之和等于14,則混合后溶液顯中性,pH=7。b.若pH之和大于14,則混合后溶液顯堿性,pH>7。c.若pH之和小于14,則混合后溶液顯酸性,pH<7。②一強一弱混合pH之和等于14時,一元強酸溶液和一元弱堿溶液等體積混合呈堿性;一元強堿溶液和一元弱酸溶液等體積混合呈酸性。
微考點2 溶液pH的計算 (1)(2022·浙江溫州模擬)(雙選)常溫下,下列有關說法不正確的是( )A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,水電離產生的c(H+)不同B.pH=3的HCl溶液與pH=11的氨水等體積混合,混合后溶液的pH小于7C.pH=3的鹽酸、CH3COOH溶液中,c(Cl-)=c(CH3COO-)D.往10 mL pH=3的鹽酸中分別加入pH=11的氨水、NaOH溶液至中性,消耗氨水的體積小
[解析] 堿抑制水電離,堿中氫氧根離子濃度越大其抑制水電離程度越大,氨水、NaOH溶液中氫氧根離子濃度相等,則二者抑制水電離程度相等,故A錯誤;pH=3的HCl溶液c(HCl)=10-3 ml·L-1,pH=11的氨水溶液c(NH3·H2O)>10-3 ml·L-1,等體積混合,氨水會剩余,溶液顯示堿性,混合后溶液的pH大于7,故B錯誤;鹽酸、CH3COOH溶液中,分別存在電荷守恒:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)、c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),都是pH=3的溶液,則氫離子濃度相等,氫氧根離子濃度也是相等的,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故C正確;pH=11的氨水、NaOH溶液,c(NH3·H2O)>10-3 ml·L-1,c(NaOH)=10-3 ml·L-1,c(NH3·H2O)>c(NaOH),中和等量的鹽酸,氨水消耗的體積小,故D正確。
(2)(雙選)在25 ℃時,關于下列溶液混合后溶液pH的說法中正確的是( )A.pH=10與pH=12的NaOH溶液等體積混合,溶液的pH約為11B.pH=5的鹽酸稀釋1 000倍,溶液的pH<7C.pH=2的H2SO4溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合,混合液pH=7D.pH=12的NH3·H2O溶液與pH=2的HCl溶液等體積混合,混合液pH=7
〔對點集訓2〕 (1)(2022·浙江杭州模擬)下列說法不正確的是( )A.0.1 ml·L-1氨水的pH=a,將此溶液稀釋1倍后,溶液pH=b,則a>bB.室溫下1 mL pH=13的NaOH溶液與100 mL鹽酸混合后溶液pH=7,則鹽酸的pH=3C.純水加熱到100 ℃時,水的離子積變大、pH變小、呈中性D.相同溫度下,pH相同的Na2CO3和Na2SO3溶液中,水電離程度較大的是Na2CO3溶液
純水加熱到100 ℃時,加熱促進水的電離,水的離子積變大,溶液中氫離子濃度增大,pH減小,純水顯中性,故C正確;均能發(fā)生水解反應,溶液的pH相同,說明Na2CO3和Na2SO3水解生成的氫氧根離子濃度相同,溶液中的氫氧根離子均由水電離,所以兩種溶液中水的電離程度相同,故D錯誤。
③25 ℃時,有pH=x的鹽酸和pH=y(tǒng)的氫氧化鈉溶液(x≤6,y≥8),取a L該鹽酸與b L該氫氧化鈉溶液反應,恰好完全中和,求:
萃取精華:在做關于溶液pH計算的題目時,要抓住“問題的主要方面”。溶液顯酸性用溶液中的c(H+)來計算;溶液顯堿性先求溶液中的c(OH-),再求溶液中的c(H+)??谠E:酸按酸(H+),堿按堿(OH-),酸堿中和求過量,無限稀釋7為限。
2.酸堿中和滴定的關鍵(1)準確測定參加反應的酸、堿溶液的________。(2)選取適當指示劑,準確判斷____________。
3.強酸與強堿的中和滴定實驗用品(1)儀器:圖(A)是________滴定管,圖(B)是________滴定管,滴定管夾、鐵架臺、__________。(2)試劑:標準液、待測液、指示劑、蒸餾水。
(3)滴定管的使用方法
①滴定管“0”刻度線在上方,尖嘴部分無刻度。②精確度:0.01 mL。③沉淀:先用蒸餾水洗,再用待測液潤洗。④盛裝溶液時,其液面不一定要在“0”刻度。⑤趕氣泡:酸堿式滴定管中的液體在滴定前均要排出尖嘴中的氣泡。
⑥酸性、強氧化性的試劑一般用酸式滴定管盛裝,因為酸性和強氧化性物質易腐蝕橡膠管。⑦堿性的試劑一般用堿式滴定管盛裝,因為堿性物質易腐蝕玻璃,致使活塞無法打開。⑧由于滴定管的“0”刻度在滴定管的上方,滴定管下端是沒有刻度的,故容量為25 mL的滴定管,若滴定過程中用去10.00 mL的液體,則滴定管中剩余液體體積大于15 mL。
(4)指示劑的選擇:變色要靈敏,變色范圍要小,變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致。①強酸強堿相互滴定,可選用________或__________作指示劑。②若反應生成呈酸性的強酸弱堿鹽溶液,則一般選用酸性變色范圍的指示劑(甲基橙,變色范圍是3.1~4.4);若反應生成呈堿性的強堿弱酸鹽溶液,則一般選用堿性變色范圍的指示劑(酚酞,變色范圍是8.2~10.0)。
③酸堿中和滴定中一般不用石蕊作指示劑,因為其顏色變化不明顯,且變色范圍過寬(5.0~8.0)。④并不是所有的滴定都需使用指示劑,如用標準Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時,KMnO4溶液褪色且半分鐘不恢復原來的顏色時即為滴定終點。
(3)滴定終點判斷等到滴入最后半滴標準液,溶液由紅色變?yōu)闊o色,且在半分鐘內__________原來的顏色,視為滴定終點,并記錄標準液的體積。
(4)操作步驟①儀器的洗滌滴定管(或移液管):自來水→蒸餾水→________________。錐形瓶:自來水→蒸餾水(不用所裝溶液潤洗)。②裝液調整液面:裝液,使液面一般高于“_____”刻度,驅除滴定管尖嘴處的氣泡。③讀數(shù):調整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,讀出初讀數(shù);滴定至終點,讀出末讀數(shù),實際消耗標準液的體積為末讀數(shù)-初讀數(shù)。
6.酸堿中和滴定曲線分析(1)強酸與強堿滴定過程中的pH曲線(以0.100 0 ml·L-1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1鹽酸為例)
提示:酸堿恰好反應時溶液不一定呈中性。溶液的酸堿性取決于生成鹽的性質。
(2)強酸(堿)滴定弱堿(酸)pH曲線比較
[微點撥] (1)酸、堿恰好中和與中和至中性的意義不同,酸、堿恰好中和所得溶液不一定呈中性,而中和至中性,酸、堿也不一定恰好反應。溶液的酸堿性取決于酸、堿中和反應后所得鹽的特點。(2)滴定終點是通過指示劑顏色變化而實際控制的停止滴定的“點”,滴定終點與恰好中和越吻合,測定誤差越小。
1.判斷正誤,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)盛放待測液的錐形瓶一定要潤洗,否則產生實驗誤差。( )[提示] 錐形瓶不能潤洗,否則導致所測待測液的濃度偏高。(2)25 ℃時,用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液到pH=7,V(醋酸)<V(NaOH)。( )[提示] 等濃度的醋酸溶液和NaOH溶液若等體積混合時,恰好完全中和生成CH3COONa,呈堿性,所以要使溶液呈中性,需滿足V(醋酸)>V(NaOH)。
(3)用堿式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。( )[提示] KMnO4溶液具有強氧化性,會腐蝕橡膠管,所以不能用堿式滴定管量取。(4)若用標準鹽酸滴定待測NaOH溶液,滴定前仰視,滴定后俯視,則測定值偏大。( )
(5)量取20.00 mL的高錳酸鉀溶液應選用25 mL量筒。( )[提示] 量筒只能精確到0.1 mL,應選用25 mL酸式滴定管。(6)滴定終點就是酸堿恰好中和的點。( )[提示] 滴定終點是指指示劑變色的點,與酸堿恰好中和的點不一定一致。(7)用NaOH標準溶液滴定未知濃度的醋酸,應選用酚酞作指示劑。( )[提示] 恰好反應點溶液呈堿性,應選用在堿性范圍內變色的酚酞指示劑。
(8)滴定管和錐形瓶在滴定前都應該用待裝溶液潤洗。( )[提示] 滴定管應該潤洗,錐形瓶不應潤洗。(9)若用標準鹽酸溶液滴定待測NaOH溶液,滴定完成后發(fā)現(xiàn)酸式滴定管下懸著一滴酸液,則測定結果偏小。( )[提示] 標準液讀數(shù)偏大,測定結果偏大。(10)“酸堿中和滴定”實驗中,容量瓶和錐形瓶用蒸餾水洗凈后即可使用,滴定管和移液管用蒸餾水洗凈后,須經(jīng)干燥或標準溶液潤洗后方可使用。( )
(11)滴定管的讀數(shù)為24.6 mL。( )(12)滴定接近終點時,滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶內壁。( )(13)用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液,可選用甲基橙或酚酞作指示劑。( )(14)待測定NaOH溶液濃度,可選用滴定管、錐形瓶、燒杯、NaOH溶液、0.100 0 ml·L-1鹽酸達到實驗目的。( )
2.滴定終點現(xiàn)象判斷。(1)用a ml·L-1的鹽酸滴定未知濃度的NaOH溶液,用酚酞作為指示劑,達到滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________ _______________________________;若用甲基橙作為指示劑,滴定終點的現(xiàn)象是____________________________________________________ _____________。
滴入最后半滴標準液,溶液由粉紅色剛好變?yōu)闊o色,且半分鐘內不變色
當?shù)稳胱詈蟀氲螛藴室?,溶液剛好由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰炔蛔兩?br/>(2)用標準酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以測定水中SO2的含量,是否需要選用指示劑______(填“是”或“否”),達到滴定終點的現(xiàn)象是___________________________________________________ ___________________________。
當?shù)稳胱詈蟀氲嗡嵝訩MnO4溶液,溶液剛好由無色變?yōu)樽霞t色,且半分鐘內不褪色
3.深度思考:(1)現(xiàn)用物質的量濃度為a ml·L-1的標準NaOH溶液去滴定V mL鹽酸的物質的量濃度,請?zhí)顚懴铝锌瞻祝孩賶A式滴定管用蒸餾水洗凈后,接下來應該進行的操作是__________________________。②用標準NaOH溶液滴定時,應將標準NaOH溶液注入______(填“甲”或“乙”)中。
用標準NaOH溶液潤洗
③如圖是堿式滴定管中液面在滴定前后的讀數(shù),c(HCl)=________ ml·L-1。
(2)精確量取一定體積的溴水、KMnO4溶液應用酸式滴定管,而量取Na2CO3溶液、稀氨水應選用堿式滴定管,請說明選擇的理由。[提示] 溴水、KMnO4溶液具有強氧化性,能腐蝕橡膠管,所以選用酸式滴定管;Na2CO3溶液、稀氨水顯堿性,能腐蝕玻璃活塞,所以選用堿式滴定管。
微考點1 中和滴定的實驗操作及誤差分析 (1)(2022·廣西桂林模擬)室溫下,用0.100 ml·L-1的標準鹽酸滴定20.00 mL未知濃度的NaOH溶液,所得滴定曲線如圖所示。圖中K點代表的pH為( )A.13B.12C.11D.10
(2)室溫下,向20.00 mL 0.100 0 ml·L-1鹽酸中滴加0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液,溶液的pH隨NaOH溶液體積的變化如圖。
已知lg 5=0.7。下列說法不正確的是( )A.NaOH與鹽酸恰好完全反應時,pH=7B.選擇變色范圍在pH突變范圍內的指示劑,可減小實驗誤差C.選擇甲基紅指示反應終點,誤差比甲基橙的大D.V(NaOH溶液)=30.00 mL時,pH=12.3
〔對點集訓1〕 (1)有關酸堿滴定實驗,下列說法正確的是( )A.滴定管和錐形瓶都需要使用蒸餾水和待裝液潤洗B.滴定前,必須將滴定管中液體的液面調至0刻度C.滴定至終點時,溶液一定呈中性D.測定待測液的濃度,至少需要完成兩組平行實驗,取消耗標準液的平均值
[解析] 滴定管需要用待裝液潤洗,但錐形瓶不能用待裝液潤洗,否則導致消耗標準液體積偏大,測定結果偏高,故A錯誤;滴定前,滴定管中液體的液面不一定非要調至0刻度,可調至0刻度以下某一刻度,故B錯誤;滴定至終點時,溶液不一定呈中性,如NaOH滴定醋酸,滴定終點生成醋酸鈉,溶液呈堿性,故C錯誤;測定待測液的濃度,為了減少滴定誤差,至少需要完成兩組平行實驗,取消耗標準液的平均值,故D正確。
(2)為測定FeC2O4·2H2O(M=180 g·ml-1)樣品的純度,用硫酸溶解6.300 g樣品,定容至250 mL。取25.00 mL溶液,用0.100 0 ml·L-1 KMnO4標準溶液滴定至終點。重復實驗,數(shù)據(jù)如下:
假設雜質不參加反應。該樣品中FeC2O4·2H2O的質量分數(shù)是________%(保留小數(shù)點后一位);寫出簡要計算過程:_________________________________________________________________________________________________
微考點2 酸堿中和滴定曲線分析 (1)以酚酞為指示劑,用0.100 0 ml·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL未知濃度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系數(shù)δ隨滴加NaOH溶液體積VNaOH的變化關系如圖所示。
下列敘述正確的是( )A.曲線①代表δ(H2A),曲線②代表δ(HA-)B.H2A溶液的濃度為0.200 0 ml·L-1C.HA-的電離常數(shù)Ka=1.0×10-2D.滴定終點時,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)
[微點撥] 圖像屬于雙縱坐標曲線,要注意分布系數(shù)看左縱坐標,滴定曲線看右縱坐標。酚酞指示劑屬于堿性指示劑,主要指示終點為堿性的滴定。
(2)(2022·山東煙臺一模)(雙選)298 K時,向20 mL 0.100 0 ml·L-1 CH3COOH溶液中滴入0.100 0 ml·L-1NaOH溶液,滴定曲線如圖所示(忽略溫度變化)。下列說法正確的是 ( )A.該滴定過程應該選擇石蕊溶液做指示劑
B.由c點數(shù)值可求醋酸的電離平衡常數(shù)為1.66×10-5 ml·L-1C.b點溶液中各微粒濃度關系為2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)D.中和同體積同pH的醋酸和鹽酸所用氫氧化鈉的物質的量,后者多
b點時的溶質為等量的CH3COOH和CH3COONa,存在著質子守恒2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),C項正確;由于醋酸是弱電解質,在水溶液中部分電離,則相同體積、相同pH的醋酸和鹽酸前者物質的量更大,故中和同體積同pH的醋酸和鹽酸所用氫氧化鈉的物質的量,前者多,D項錯誤。
〔對點集訓2〕 (1)常溫下,用0.10 ml/L NaOH溶液滴定0.10 ml/L HA溶液,滴定曲線如圖a所示,混合溶液的pH與離子濃度變化的關系如圖b所示。
(2)(2020·山東等級考模擬一)(雙選)25 ℃時,向10 mL 0.10 ml·L-1的一元弱酸HA(Ka=1.0×10-3)溶液中逐滴加入0.10 ml·L-1 NaOH溶液,溶液pH隨加入NaOH溶液的體積V的變化關系如圖所示。
下列說法正確的是( )A.a點時,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)B.溶液在a點和b點時水的電離程度相同C.b點時,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)D.V=10 mL時,c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
(2)以標準酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚酞作為指示劑)為例,常見的因操作不正確而引起的誤差分析如下:
圖解量器的讀數(shù)方法(1)平視讀數(shù)(如圖1):用量筒、移液管或滴定管量取一定體積的液體,讀取液體體積時,視線應與凹液面最低點保持水平,視線與刻度的交點即為讀數(shù)(即凹液面定視線,視線定讀數(shù))。
(2)俯視讀數(shù)(如圖2):當用量筒測量液體的體積時,由于俯視視線向下傾斜,尋找切點的位置在凹液面的上側,讀數(shù)高于正確的刻度線位置,即讀數(shù)偏大。(3)仰視讀數(shù)(如圖3):讀數(shù)時,視線向上傾斜,尋找切點的位置在液面的下側,滴定管刻度標法與量筒不同,仰視滴定管讀數(shù)偏大。
2.三種關系(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;(3)c(H+)<c(OH-),溶液呈堿性。3.pH計算的口訣酸按酸(H+),堿按堿(OH-),酸堿中和求過量,無限稀釋7為限。4.滴定管使用的四個步驟查漏→洗滌→潤洗→裝液。
5.酸堿中和滴定的兩個關鍵(1)準確讀取標準液的體積。(2)準確判斷滴定終點。6.有關pH計算的一般思維模型(1)關于溶液pH的計算是高考中的重要題型,主要包含直接求溶液的pH、求酸或堿溶液的濃度、所需酸或堿的體積等,無論以哪一種形式出現(xiàn),均可按照以下方法求解。
這是一份新高考化學一輪復習講義課件第8章 第47講 水的電離和溶液的pH(含解析),共60頁。PPT課件主要包含了復習目標,溶液的酸堿性與pH,真題演練明確考向,課時精練等內容,歡迎下載使用。
這是一份新高考化學一輪復習課件第9章 第52講 水的電離和溶液的pH(含解析),共60頁。PPT課件主要包含了溶液的酸堿性與pH,真題演練明確考向,課時精練等內容,歡迎下載使用。
這是一份(人教版)高考化學一輪復習講義課件第12章第52講 水的電離和溶液的pH(含解析),共60頁。PPT課件主要包含了溶液的酸堿性與pH,練真題明考向,課時精練等內容,歡迎下載使用。
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