2021版高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第26讲 水的电离和溶液的酸碱性学案 新人教版

1 第第 2626 讲讲 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性 考点一 水的电离与水的离子积常数 知识梳理 一 水的电离 水是极弱的电解质 其电离方程式为 2h2o h3o oh 或 h2o h oh 液氨可以发生与水相似的电离 2nh3 l nh nh 4 2 二 水的离子积常数 1 表达式 kw c h c oh 室温下 kw 1 10 14 2 影响因素 只与温度有关 水的电离是吸热过程 升高温度 kw增大 3 适用范围 kw不仅适用于纯水 也适用于稀的电解质水溶液 在任何水溶液中均存在 h 和 oh 只要温度不变 kw就不变 三 外界条件对水的电离平衡的影响 体系变化 条件 平衡移动方向 kw 水的电离程度c oh c h 加酸逆不变减小减小增大 加碱逆不变减小增大减小 na2co3 正不变增大增大减小 加可水解的盐 nh4cl 正不变增大减小增大 升温正增大增大增大增大 温度 降温逆减小减小减小减小 其他 如加入 na正不变增大增大减小 自主检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 温度一定时 水的电离常数与水的离子积常数相等 2 水的电离平衡移动符合勒夏特列原理 2 3 100 的纯水中c h 1 10 6 mol l 1 此时水呈酸性 4 在蒸馏水中滴加浓 h2so4 kw不变 5 nacl 溶液和 ch3coonh4溶液均显中性 两溶液中水的电离程度相同 6 室温下 0 1 mol l 1的 hcl 溶液与 0 1 mol l 1的 naoh 溶液中水的电离程度 相同 7 任何水溶液中均存在 h 和 oh 且水电离出的c h 和c oh 相等 8 室温下 ph 相同的 naoh 溶液与 ch3coona 溶液 水的电离程度后者大 9 室温下 ph 5 的 nh4cl 溶液与 ph 9 的 ch3coona 溶液 水的电离程度相同 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 求算下列 5 种类型溶液中的c水 h 和c水 oh 25 1 ph 2 的 h2so4溶液 c水 h c水 oh 2 ph 10 的 naoh 溶液 c水 h c水 oh 3 ph 2 的 nh4cl 溶液 c水 h 4 ph 10 的 na2co3溶液 c水 oh 5 nacl 溶液中 c水 h c水 oh 答案 1 10 12 mol l 1 10 12 mol l 1 2 10 10 mol l 1 10 10 mol l 1 3 10 2 mol l 1 4 10 4 mol l 1 5 10 7 mol l 1 10 7mol l 1 1 不管哪种溶液 均有c水 h c水 oh 2 酸 碱 盐 不水解的盐除外 虽然影响水的电离平衡 使水电离出的 h 或 oh 的 浓度发生变化 但在温度一定时kw仍然不变 因为kw只与温度有关 3 水的离子积常数kw c h c oh 中 h 和 oh 不一定是由水电离出来的 c h 和c oh 分别指溶液中的 h 和 oh 的总浓度 这一关系适用于任何稀的电解质水溶液 4 室温下 由水电离出的c h 1 10 13 mol l 的溶液可能呈强酸性或强碱性 故 hco hso hs 等弱酸的酸式酸根离子均不能在该溶液中大量存在 3 3 演练一 影响水的电离平衡的因素及结果判断 1 2020 西安模拟 一定温度下 水存在 h2o h oh h 0 的平衡 下列叙述 一定正确的是 a 向水中滴入少量稀盐酸 平衡逆向移动 kw减小 3 b 将水加热 kw增大 ph 不变 c 向水中加入少量金属钠 平衡逆向移动 c h 降低 d 向水中加入少量硫酸钠固体 c h 和kw均不变 解析 选 d a 项 向水中滴入少量稀盐酸 平衡逆向移动 温度不变 kw不变 错误 b 项 升高温度 促进水的电离 kw增大 c h 增大 ph 减小 错误 c 项 向水中加入 少量金属钠 反应消耗 h 使水的电离平衡正向移动 c h 降低 错误 d 项 向水中 加入硫酸钠固体 不影响水的电离平衡 c h 和kw均不变 正确 2 水的电离平衡如图两条曲线所示 曲线上的点都符合c h c oh 常数 下 列说法错误的是 a 图中温度t1 t2 b 图中五点kw间的关系 b c a d e c 曲线 a b 均代表纯水的电离情况 d 若在 b 点时 将 ph 2 的硫酸与 ph 12 的 koh 溶液等体积混合 溶液显碱性 解析 选 c 由图像可知 a 点在t2时的曲线上 而 b 点在t1时的曲线上 因为 a b 点水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等 所以是纯水的电离 b 点的电离程度大 于 a 点 所以温度t1 t2 故 a 正确 由图像可知 a e d 都是t2时曲线上的点 kw只与 温度有关 温度相同时kw相同 温度升高 促进水的电离 kw增大 则图中五点kw间的关 系为 b c a d e 故 b 正确 由 e 点和 d 点c h c oh 可知 曲线 b 不代表纯水的 电离情况 同理 曲线 a 也不代表纯水的电离情况 故 c 错误 b 点时 kw 1 10 12 ph 2 的硫酸中c h 0 01 mol l 1 ph 12 的 koh 溶液中c oh 1 mol l 1 等体积混合后 溶液显碱性 故 d 正确 正确理解水的电离平衡曲线 1 曲线上的任意点的kw都相同 即c h c oh 相同 温度相同 2 曲线外的任意点与曲线上任意点的kw不同 温度不同 3 实现曲线上点之间的转化需保持温度不变 改变溶液的酸碱性 实现曲线上的点与 曲线外的点之间的转化一定要改变温度 演练二 水电离出的c h 或c oh 的定量计算 3 2020 双鸭山模拟 在 25 时 某稀溶液中由水电离产生的 h 浓度为 1 10 13 4 mol l 1 下列有关该溶液的叙述 正确的是 a 该溶液可能呈酸性 b 该溶液一定呈碱性 c 该溶液的 ph 一定是 1 d 该溶液的 ph 不可能为 13 解析 选 a 在 25 时 某稀溶液中由水电离产生的c h 1 10 13 mol l 1c a 解析 选 b 0 1 mol l 1ha 溶液中 lg c水 h 11 c水 h c水 oh 10 11 mol l 1 根据常温下水的离子积求出溶液中c h 10 3 kw c水 oh mol l 1 ha h a c h c a 10 3 mol l 1 ka ha 10 5 a 项正确 n 点水电离出的 h 浓度最大 说明 ha 与 c h c a c ha 10 6 0 1 naoh 恰好完全反应生成 naa 则 p 点溶质为 naoh 和 naa 溶液显碱性 即 p 点 ph 不等于 7 b 项错误 0 b段水的电离程度逐渐增大 当v naoh 溶液 b ml 时水的电离程度达到 最大 即溶质为 naa 说明 ha 和 naoh 恰好完全反应 则b 20 00 c 项正确 m 点溶液的 ph 7 根据溶液呈电中性可知 c na c a 则 m 点后 c na c a d 项正确 水电离出的c h 或c oh 的计算技巧 25 时 1 中性溶液 c h c oh 1 0 10 7 mol l 1 2 酸或碱抑制水的电离 水电离出的c h c oh 10 7 mol l 1 若给出的 c h 10 7 mol l 1 就用 10 14除以这个浓度即得到水电离出的c h 3 可水解的盐促进水的电离 使水电离出的c h 或c oh 均大于 10 7 mol l 1 若给出的c h 10 7 mol l 1 即为水电离出的c h 若给出的c h c oh 常温下 ph 7 2 中性溶液 c h c oh 常温下 ph 7 3 碱性溶液 c h 7 二 溶液 ph 的测量方法 1 ph 试纸法 用镊子夹取一小块试纸放在洁净干燥的玻璃片或表面皿上 用洁净的 玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央 变色后与标准比色卡对照 即可确定溶液的 ph 6 1 用广范 ph 试纸读出的 ph 只能是整数 2 ph 试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则待测液会被稀释 可能产生误差 当测 中性溶液时不会产生误差 2 ph 计测量法 3 溶液的酸碱性与 ph 的关系 室温下 三 溶液 ph 的计算 1 计算公式 ph lg c h 2 单一溶液 ph 的计算 1 强酸溶液 如 hna 设其浓度为c mol l 1 c h nc mol l 1 ph lg c h lg nc 2 强碱溶液 25 如 b oh n 设其浓度为c mol l 1 c h 10 14 nc mol l 1 ph lg c h 14 lg nc 3 混合溶液 ph 的计算 忽略溶液混合时的体积变化 1 两种强酸混合 直接求出c混 h 再据此求 ph c混 h c1 h v1 c2 h v2 v1 v2 2 两种强碱混合 先求出c混 oh 再据kw求出c混 h 最后求 ph c混 oh c1 oh v1 c2 oh v2 v1 v2 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 c酸 h v酸 c碱 oh v碱 v酸 v碱 自主检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 2017 高考江苏卷 1 10 12的溶液中 k na co no能 c h c oh 2 3 3 大量共存 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 7 3 某溶液中c h 10 7mol l 1 则该溶液呈酸性 4 某溶液的 ph 7 则该溶液一定显中性 5 100 时 kw 1 0 10 12 0 01 mol l 1盐酸的 ph 2 0 01 mol l 1naoh 溶 液的 ph 10 6 用蒸馏水润湿的 ph 试纸测溶液的 ph 一定会使结果偏低 7 用广范 ph 试纸测得某溶液的 ph 为 3 4 8 用 ph 计测得某溶液的 ph 为 7 45 9 一定温度下 ph a的氨水 稀释 10 倍后 其 ph b 则a b 1 10 ph 与体积都相同的醋酸和硝酸溶液分别用 0 1 mol l 1氢氧化钠溶液恰好中和 所需氢氧化钠溶液的体积前者一定大于后者 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 2 1 1 ml ph 5 的盐酸 加水稀释到 10 ml ph 加水稀释到 100 ml ph 7 2 1 ml ph 9 的 naoh 溶液 加水稀释到 10 ml ph 加水稀释到 100 ml ph 7 答案 1 6 接近 2 8 接近 3 判断常温下 两种溶液混合后溶液的酸碱性 在括号中填 酸性 碱性 或 中性 1 相同浓度的 hcl 和 naoh 溶液等体积混合 2 相同浓度的 ch3cooh 和 naoh 溶液等体积混合 3 相同浓度的 nh3 h2o 和 hcl 溶液等体积混合 4 ph 2 的 hcl 和 ph 12 的 naoh 溶液等体积混合 5 ph 3 的 hcl 和 ph 10 的 naoh 溶液等体积混合 6 ph 3 的 hcl 和 ph 12 的 naoh 溶液等体积混合 7 ph 2 的 ch3cooh 和 ph 12 的 naoh 溶液等体积混合 8 ph 2 的 hcl 和 ph 12 的 nh3 h2o 等体积混合 答案 1 中性 2 碱性 3 酸性 4 中性 5 酸性 6 碱性 7 酸性 8 碱性 1 溶液呈现不同酸碱性的实质是c h 与c oh 的相对大小不相等 不能只看 ph 一定温度下 ph 6 的溶液可能显中性 也可能显酸性 应注意温度 2 酸 碱稀释的规律 常温下任何酸 或碱 溶液无限稀释时 溶液的 ph 都不可能大于 7 或小于 7 只能接 8 近 7 具体见下表 溶液稀释前溶液的 ph稀释后溶液的 ph 强酸ph a n 酸 弱酸 ph a a ph a n 强碱ph b n 碱 弱碱 ph b 加水稀释到体积为 原来的 10n倍 b n ph b 注 表中a n 7 b n 7 3 酸 碱混合的规律 1 等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液 谁强显谁性 同强显中性 2 25 酸 碱 ph 之和等于 14 时 一元强酸和一元弱碱等体积混合 混合液呈碱 性 一元弱酸和一元强碱等体积混合 混合液呈酸性 即 谁弱谁过量 显谁性 3 强酸 强碱等体积混合 25 时 酸 碱 ph 之和等于 14 混合液呈中性 酸 碱 ph 之和小于 14 混合液呈酸性 酸 碱 ph 之和大于 14 混合液呈碱性 演练一 溶液酸碱性的判断及 ph 的简单计算 1 2020 保定模拟 1 下列溶液一定呈中性的是 a ph 7 的溶液 b c h 10 7 mol l 1的溶液 c c h c oh 10 14的溶液 d 氨水和氯化铵的混合液 其中c nh c cl 4 2 已知t 时 kw 1 10 13 则t 填 14 则 填表达式 用x y表示 a b 解析 1 a 只有 25 时 ph 7 的溶液才呈中性 该选项没有指明温度 酸碱性无 9 法确定 错误 b 只有 25 时 c h 10 7 mol l 1的溶液才呈中性 该选项没有指 明温度 酸碱性无法确定 错误 c c h c oh 10 14的溶液中c h 1 10 14 即t 25 naoh 溶液中n oh 0 01a mol 硫酸中n h 0 1b mol 根据混合后溶液 ph 10 得 10 3 解得 0 01a 0 1b a b a b 101 9 3 若两溶液完全中和 则溶液中n h n oh 即 10 xa 10y 14b 整理得 10 x y 14 若x y 14 则 1 若x y 13 则 0 1 若x y 14 则 a b a b a b 10 x y 14 a b 答案 1 d 2 3 1 0 1 10 x y 14 101 9 2 经典题 计算下列溶液的 ph 或浓度 常温下 忽略溶液混合时体积的变化 1 0 1 mol l 1nh3 h2o 溶液 nh3 h2o 的电离度 1 电离度 100 已电离的弱电解质浓度 弱电解质的初始浓度 2 ph 2 的盐酸与等体积的水混合 3 常温下 将 0 1 mol l 1氢氧化钠溶液与 0 06 mol l 1硫酸溶液等体积混合 4 取浓度相同的 naoh 和 hcl 溶液 以 3 2 体积比相混合 所得溶液的 ph 等于 12 求原溶液的浓度 5 ph 5 的 h2so4溶液 加水稀释到 500 倍 求稀释后c so 与c h 的比值 2 4 答案 1 nh3 h2o oh nh 4 0 1 0 0 c 初始 mol l 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 c 电离 mol l 1 则c oh 0 1 1 mol l 1 10 3 mol l 1 c h 10 11 mol l 1 ph 11 2 c h mol l 1 ph lg 2 lg 2 2 3 10 2 2 10 2 2 3 c h 0 01 mol l 1 ph 2 0 06 mol l 1 2 0 1 mol l 1 2 4 设原溶液的浓度为c 由题意可得 0 01 mol l 1 c 0 05 mol l 1 3c 2c 5 10 5 稀释前c so mol l 1 稀释后c so mol l 1 10 8 2 4 10 5 22 4 10 5 2 500 mol l 1 c h 稀释后接近 10 7 mol l 1 所以 10 8 mol l 1 10 7 mol l 1 1 10 溶液 ph 计算的一般思维模型 演练二 溶液 ph 的拓展应用 3 2020 试题调研 室温下 浓度均为 0 1 mol l 1 体积均为v0的 ha hb 溶液 分别加水稀释至v ph 随 lg 的变化如图所示 下列说法正确的是 v v0 a ha 为强酸 hb 为弱酸 b 水的电离程度 a b c 当 ph 2 时 ha 溶液中 9 c ha c a d 等浓度 等体积的 hb 溶液与 naoh 溶液充分反应后 离子浓度大小关系为c b c na c h c oh 解析 选 c 室温下 ha 和 hb 的浓度均为 0 1 mol l 1 如果为强酸 其 ph 应为 1 从题图可看出 ha 溶液和 hb 溶液的 ph 均大于 1 说明二者均为弱酸 a 项错误 ha 和 hb 的水溶液中水的电离均受到抑制 a 点和 b 点对应溶液的 ph 相等 说明水的电离程度相同 b 项错误 0 1 mol l 1 ha 溶液的 ph 2 则此时c h c a 0 01 mol l 1 c ha 0 1 mol l 1 0 01 mol l 1 0 09 mol l 1 9 c 项 c ha c a 0 09 mol l 1 0 01 mol l 1 正确 等浓度 等体积的 hb 溶液与 naoh 溶液充分反应后得到 nab 溶液 因 b 的水解使溶 11 液显碱性 离子浓度大小关系为c na c b c oh c h d 项错误 4 2020 湖北七市教研协作体联考 25 时 向体积均为 100 ml 浓度均为 0 1 mol l 的两种一元碱 moh 和 roh 的溶液中分别通入 hcl 气体 lg随通入 hcl 的物 c oh c h 质的量的变化如图所示 下列有关说法中不正确的是 不考虑溶液体积的变化 a a 点由水电离产生的c h 和c oh 的乘积为 1 10 26 b b 点溶液中 c cl c r c h c oh c c 点溶液的 ph 7 且所含溶质为 roh 和 rcl d 碱性 moh roh 且 moh 是强碱 roh 是弱碱 解析 选 b a 项 结合题图知 0 1 mol l moh 溶液中 c oh 0 1 mol l c h 10 13 mol l oh 来自碱电离 h 来自水电离 水电离出来的c h 和c oh 相等 乘 积为 1 10 26 正确 b 项 b 点加了 0 005 mol hcl 中和了一半的 roh 得到的溶液为 等物质的量浓度的 roh 和 rcl 混合溶液 lg 6 c oh 10 4 mol l 溶液 c oh c h 呈碱性 c h c oh 错误 c 项 c 点溶液中 lg 0 c h c oh 溶 c oh c h 液呈中性 ph 7 如果溶质只有 rcl 为强酸弱碱盐 溶液呈酸性 现为中性 碱要稍过 量 所以溶质为 roh 和 rcl 正确 d 项 通过计算可判断 moh 为强碱 roh 为弱碱 正确 考点三 酸碱中和滴定 知识梳理 一 实验原理 酸碱中和滴定是利用酸碱中和反应 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 naoh 溶液为例 待测 naoh 溶液的物质的量浓度为 c naoh c hcl v hcl v naoh 酸碱中和滴定的关键 1 准确测定标准液和待测液的体积 2 准确判断滴定终点 二 实验用品 12 1 仪器 酸式滴定管 图 a 碱式滴定管 图 b 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 读数可估读到 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 5 滴定管的选择 试剂性质滴定管原因 酸性 氧化性酸式滴定管酸性 氧化性物质易腐蚀橡胶管 碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃 致使玻璃活塞无法打开 三 实验操作 以标准盐酸滴定待测 naoh 溶液为例 1 滴定前的准备 1 滴定管 查漏 洗涤 润洗 装液 排气泡 调液面 记录 2 锥形瓶 注碱液 记体积 加指示剂 2 滴定过程 3 终点判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且在半分钟内不恢复原来的颜色 视为滴定 终点并记录标准液的体积 13 4 数据处理 按上述操作重复 2 3 次 求出消耗标准盐酸体积的平均值 根据原理中的公式计算 四 常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂变色范围的 ph 石蕊8 0 蓝色 甲基橙4 4 黄色 酚酞10 0 红色 酸碱中和滴定中一般不用石蕊做指示剂 因为其变色范围大 颜色变化不明显 五 误差分析 1 原理 依据c 标准 v 标准 c 待测 v 待测 可知 c 待测 而c 标准 与v 待测 已确定 因此只要分析出不正确操作引起 c 标准 v 标准 v 待测 的v 标准 的变化 即可分析出其对测定结果的影响 v 标准 变大 则c 待测 偏高 v 标准 变小 则c 待测 偏低 2 常见误差 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液 酚酞做指示剂 为例 常见的因操作不正确而引 起的误差如下表 步骤操作v 标准 c 待测 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高 碱式滴定管未用待测液润洗变小偏低 锥形瓶用待测液润洗变大偏高 洗涤 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响 取液取碱液的滴定管开始有气泡 读数时气泡消失变小偏低 酸式滴定管滴定前有气泡 滴定终点时气泡消失变大偏高 振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低滴定 部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后俯视读数 或前仰后俯 变小偏低 读数 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后仰视读数 或前俯后仰 变大偏高 六 常用量器的读数 14 1 平视读数 如图 1 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 俯视读数 如图 2 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 3 仰视读数 如图 3 读数时 由于仰视视线向上倾斜 寻找切点的位置在凹液面的 下侧 因滴定管刻度标法与量筒不同 故读数偏大 自主检测 1 判断正误 正确的打 错误的打 1 2017 高考江苏卷 常温下 ka hcooh 1 77 10 4 ka ch3cooh 1 75 10 5 用相同浓度的 naoh 溶液分别滴定等体积 ph 均为 3 的 hcooh 和 ch3cooh 溶 液至终点 消耗 naoh 溶液的体积相等 2 kmno4溶液应用碱式滴定管盛装 3 用碱式滴定管准确量取 20 00 ml 的 naoh 溶液 4 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 5 中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好 指示剂一般加入 2 3 ml 6 中和滴定实验时 滴定管 锥形瓶均需用待测液润洗 7 滴定终点就是酸碱恰好中和的点 8 滴定管盛标准溶液时 调液面一定要调到 0 刻度 9 滴定接近终点时 滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 2 有关滴定反应的常考简答题 1 用a mol l 1的 hcl 溶液滴定未知浓度的 naoh 溶液 用酚酞做指示剂 达到滴定 终点的现象是 若用甲基橙做指示剂 达到滴定终点的现象是 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 做指示剂 达到滴定终点的现象是 15 3 用标准酸性 kmno4溶液滴定溶有 so2的水溶液 以测定水中 so2的含量 是否需要 选用指示剂 填 是 或 否 达到滴定终点的现象是 4 用氧化还原滴定法测定 tio2的质量分数 一定条件下 将 tio2溶解并还原为 ti3 再用 kscn 溶液做指示剂 用标准 nh4fe so4 2溶液滴定 ti3 至全部生成 ti4 滴定 ti3 时发生反应的离子方程式为 达到滴定终点的现象是 答案 1 当滴入最后一滴 hcl 溶液 溶液由红色变为无色 且半分钟内不恢复红色 当滴入最后一滴 hcl 溶液 溶液由黄色变为橙色 且半分钟内不恢复黄色 2 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准碘溶液 溶液由无色变为蓝色 且半分钟内不褪色 3 否 当滴入最后一滴标准酸性 kmno4溶液 溶液由无色变为粉红色 且半分钟内不 褪色 4 ti3 fe3 ti4 fe2 当滴入最后一滴标准 nh4fe so4 2溶液 溶液变成浅红 色 且半分钟内不褪色 演练一 酸碱中和滴定中指示剂的选择 操作及误差分析 1 指示剂的选择 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 1naoh 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做指示剂 b 溶液呈中性 只能选用石蕊做指示剂 c 溶液呈碱性 可选用甲基橙或酚酞做指示剂 d 溶液呈碱性 只能选用酚酞做指示剂 解析 选 d naoh 溶液和 ch3cooh 溶液恰好完全反应时生成 ch3coona ch3coo 水解显 碱性 而酚酞的变色范围为 8 2 10 0 比较接近 酸碱中和滴定中指示剂选择的基本原则 变色要灵敏 变色范围要小 变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致 1 强酸滴定强碱一般用甲基橙或酚酞做指示剂 2 滴定终点为碱性时 用酚酞做指示剂 16 3 滴定终点为酸性时 用甲基橙做指示剂 2 滴定操作 某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行如下操作 正确的是 a 用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中 b 称取 4 0 g naoh 放入 1 000 ml 容量瓶中 加水至刻度线 配成 1 00 mol l 1 naoh 标准溶液 c 用 naoh 溶液滴定白醋 使用酚酞做指示剂 溶液颜色恰好由无色变为浅红色 且 半分钟内不褪色时 为滴定终点 d 滴定时眼睛要注视滴定管内 naoh 溶液的液面变化 防止滴定过量 解析 选 c 量取白醋应用酸式滴定管 a 错误 naoh 的溶解应在烧杯中完成 b 错误 在酸碱中和滴定时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化 d 错误 3 滴定误差分析 中和滴定过程中 容易引起误差的操作有以下几种 用 偏高 偏低 或 无影响 填空 1 请以 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的 naoh 溶液 为例 仪器润洗 a 酸式滴定管未润洗就装标准液滴定 使滴定结果 b 锥形瓶用蒸馏水冲洗后 再用待测液润洗 使滴定结果 存在气泡 a 滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排出 滴定后气泡消失 使滴定结果 b 滴定管尖嘴部分滴定前无气泡 滴定终点有气泡 使滴定结果 读数操作 a 滴定前平视滴定管刻度线 滴定终点俯视刻度线 使滴定结果 b 滴定前仰视滴定管刻度线 滴定终点俯视刻度线 使滴定结果 2 指示剂选择 用盐酸滴定氨水 选用酚酞做指示剂 使滴定结果 3 存在杂质 用含 nacl 杂质的 naoh 配制成标准溶液来滴定盐酸 则测定的盐酸浓度将 用含 na2o 杂质的 naoh 配制成标准溶液来滴定盐酸 则测定的盐酸浓度将 解析 1 a 体积数 末读数 初读数 滴定管尖嘴部分滴定前有气泡 滴定终点无 气泡 读取的体积数比实际消耗标准溶液的体积大 结果偏高 仰视读数时 读取的体 积数偏大 俯视读数时 读取的体积数偏小 2 用盐酸滴定氨水 选用酚酞做指示剂 由 于酚酞变色时 溶液呈碱性 盐酸不足 氨水有剩余 消耗盐酸的体积偏小 结果偏低 3 用含 nacl 杂质的 naoh 配制成标准溶液来滴定盐酸 由于 nacl 不与盐酸反应 消耗 17 的标准液体积增大 结果偏高 用含 na2o 杂质的 naoh 配制成标准溶液来滴定盐酸 根 据中和 1 mol hcl 所需 na2o 质量为 31 g 中和 1 mol hcl 所需 naoh 质量为 40 g 可知中 和相同量盐酸时 所需含 na2o 的 naoh 的量比所需纯 naoh 的量小 结果偏低 答案 1 a 偏高 b 偏高 a 偏高 b 偏低 a 偏低 b 偏低 2 偏低 3 偏高 偏低 演练二 滴定曲线分析 4 室温下 用 0 1 mol l 1 naoh 溶液分别滴定体积均为 20 ml 浓度均为 0 1 mol l 1的 hcl 溶液和 hx 溶液 溶液的 ph 随加入 naoh 溶液体积的变化如图所示 下列 说法不正确的是 a hx 为弱酸 b m 点c hx c x c oh c h c 将 p 点和 n 点的溶液混合 呈酸性 d 向 n 点的溶液中通入 hcl 至 ph 7 c na c hx c cl c x 解析 选 c 0 1 mol l 1 hcl 溶液是强酸溶液 hcl 完全电离 所以溶液的 ph 1 而 0 1 mol l 1 hx 溶液的 ph 1 说明 hx 是弱酸 a 项正确 m 点是等浓度的 hx 和 nax 的 混合溶液 溶液呈碱性 说明 x 的水解程度大于 hx 的电离程度 所以 m 点c hx c x 根据电荷守恒c na c h c oh c x 结合物料守恒 2c na c hx c x 可知c hx c x 2c oh 2c h 所以c hx c x c oh c h b 项正确 向 n 点的溶液中通入 hcl 至 ph 7 此时溶液中有 hx nacl 和 nax 其中 hx 的浓度大于 nax 根据电荷守恒c na c h c oh c x c cl 结合物料守恒c na c hx c x 及溶液 ph 7 可知溶液中c na c hx c cl c x d 项正确 5 2020 大连模拟 室温下 向 a 点 ph a 的 20 00 ml 1 000 mol l 1氨水中滴 入 1 000 mol l 1盐酸 溶液 ph 和温度随加入盐酸体积的变化曲线如图所示 下列有关 说法错误的是 18 a 将此氨水稀释 溶液的导电能力减弱 b b 点溶液中离子浓度大小可能存在 c nh c cl c oh c h 4 c c 点时消耗盐酸体积v hcl kw d 解析 选 d 加水稀释 氨水中 nh oh 浓度均减小 因而导电能力减弱 a 项正确 4 b 点氨水剩余 nh3 h2o 的电离程度大于 nh的水解程度 溶液显碱性 b 项正确 c 点 4 溶液呈中性 因而v hcl 略小于 20 00 ml c 项正确 d 点对应的温度较高 其水的离子 积常数较大 d 项错误 1 强酸与强碱滴定过程中的 ph 曲线 以 0 100 0 mol l 1 naoh 溶液滴定 20 00 ml 0 100 0 mol l 1盐酸为例 2 强酸 碱 滴定弱碱 酸 的 ph 曲线比较 氢氧化钠滴定等浓度 等体积的盐酸 醋酸 的滴定曲线 盐酸滴定等浓度 等体积的氢氧化钠 氨水 的滴定曲线 曲线起点不同 强碱滴定强酸 弱酸的曲线 强酸起点低 强酸滴定强碱 弱碱的曲线 强碱起点高 突跃点变化范围不同 强碱滴定强酸 强酸滴定强碱 的突跃点变化范围大于强碱滴定弱酸 19 强酸滴定弱碱 的突跃点变化范围 1 2016 高考全国卷 12 6 分 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 4 d n 点处的溶液中 ph 12 解析 选 d 当恰好完全中和时 生成 nh4cl 而 nh4cl 溶液呈酸性 酚酞的变色范围 为 ph 8 2 10 0 甲基橙的变色范围为 ph 3 1 4 4 故应选甲基橙作为指示剂 a 项 错误 当v 盐酸 20 0 ml 时 恰好完全反应 溶液呈酸性 b 项错误 m 点时由溶液中 电荷守恒知c nh c h c cl c oh 298 k 时 ph 为 7 的溶液呈中性 即 4 c h c oh 则c nh c cl 但c nh c cl c h c oh c 项错误 4 4 该温度下 0 10 mol l 1一元强碱溶液的 ph 13 若 0 10 mol l 1一元弱碱溶液的电 离度为 10 则其 ph 12 而 0 10 mol l 1氨水的电离度小于 10 故溶液的 phc oh c 向蒸馏水中通 hcl kw增大 d 水的电离是吸热过程 21 解析 选 d 水的电离是吸热过程 升高温度 平衡正向移动 c h 随着温度的升高 而增大 a 项错误 d 项正确 35 时水电离出的c h c oh b 项错误 向蒸馏水 中通 hcl 氢离子浓度增大 平衡逆向移动 会抑制水的电离 但kw只受温度影响 不会 因此而发生变化 c 项错误 2 2020 临川一中模拟 现有浓度均为 1 mol l 1的五种溶液 hcl 溶液 h2so4溶液 ch3cooh 溶液 nh4cl 溶液 naoh 溶液 由水电离出的c h 大小关 系正确的是 a b c d 解析 选 a 水是弱电解质 存在电离平衡 h2o h oh 因此酸或碱都能抑制水 的电离 而某些发生水解的盐可以促进水的电离 由于 hcl 硫酸是强酸 氢氧化钠是强 碱 醋酸是弱酸 氯化铵是盐且能水解 因此由水电离出的c h 大小关系是 3 2020 福建质检 常温下 下列溶液的 ph 最大的是 a 0 02 mol l 1氨水与水等体积混合后的溶液 b ph 2 的盐酸与 ph 12 的 naoh 溶液等体积混合后的溶液 c 0 02 mol l 1盐酸与 0 02 mol l 1氨水等体积混合后的溶液 d 0 01 mol l 1盐酸与 0 03 mol l 1氨水等体积混合后的溶液 解析 选 a a 项 混合后得到 0 01 mol l 1氨水 nh3 h2o 不能完全电离 则 c oh 0 01 mol l 1 7 ph 12 b 项 混合后得到 nacl 溶液 ph 7 c 项 混合后得 到 nh4cl 溶液 该溶液因 nh水解而呈酸性 ph10 7 mol l 1 c ph 2 的盐酸 ph 2 的醋酸溶液中由水电离出的c h 均为 10 12 mol l 1 d ph 11 和 ph 13 的 naoh 溶液等体积混合后 溶液中的c h 10 11 10 13 2 mol l 1 解析 选 c naoh 溶液中的 h 是由水电离产生的 当稀释时 naoh 溶液的浓度减小 对 h2o 电离的抑制程度减弱 因而c h 10 12 mol l 1 10 10 11 mol l 1 a 错误 ch3cooh 已电离出的 h 可将 naoh 完全中和 而绝大多数的 ch3cooh 是没电离的 即 23 ch3cooh 过量 混合溶液呈酸性 对水的电离起抑制作用 b 错误 ph 11 的 naoh 溶液中 c oh 10 3mol l 1 ph 13 的 naoh 溶液中c oh 10 1 mol l 1 等体积混合后 c oh mol l 1 5 10 2 mol l 1 再结合水的离子积常数求得c h 10 3 10 1 2 2 10 13 mol l 1 d 错误 8 水的电离平衡曲线如图所示 下列说法中正确的是 a 图中 a b d 三点处kw的大小关系 b a d b 25 时 向 ph 1 的稀硫酸中逐滴加入 ph 8 的稀氨水 溶液中逐渐减小 c 25 时 保持温度不变 在水中加入适量 nh4cl 固体 体系可以从 a 点变化到 c 点 d a 点所对应的溶液中 可同时大量存在 na fe3 cl so2 4 解析 选 b a d 点都处于 25 kw相等 b 点处于 100 水的电离是吸热过程 温度越高 kw越大 故图中 a b d 三点处kw的大小关系为 b a d 故 a 错误 kb nh3 h2o 则 25 时 kb nh3 h2o 为定值 向 ph 1 kb nh3 h2o c oh 的稀硫酸中逐滴加入 ph 8 的稀氨水的过程中 ph 逐渐增大 即c oh 逐渐增大 则 逐渐减小 即逐渐减小 故 b 正确 温度不变 kw不变 向水中加入 kb nh3 h2o c oh 氯化铵固体 溶液中c h 变大 溶液显酸性 h 浓度大于 oh 浓度 故 c 错误 a 点所 对应的溶液中 ph 7 fe3 不能大量存在 故 d 错误 9 2020 江西红色七校二联 常温下 用 naoh 溶液滴定 h2c2o4溶液 溶液中 lg 和 lg c hc2o 或 lg和 lg c c2o 的关系如图所示 下列说法错 c h c h2c2o4 42 4 误的是 a ka1 h2c2o4 1 10 2 24 b 滴定过程中 当 ph 5 时 c na 3c hc2o 0 4 c 向 1 mol l 的 h2c2o4溶液中加入等体积 等浓度的 naoh 溶液 完全反应后显酸性 d 向 0 1 mol l 的 h2c2o4溶液中加水稀释 将增大 解析 选 b 根据图示可知 l1线表示 lg 和 lg c hc2o 的关系 c h c h2c2o4 4 l2线表示 lg 和 lg c c2o 的关系 ka1 h2c2o4 2 4 10 1 10 1 1 10 2 a 正确 根据图示可知 ka2 h2c2o4 10 2 10 3 1 10 5 当 ph 5 时 c hc2o c c2o 由电荷守恒c na 42 4 c h c hc2o 2c c2o c oh 所以c na 3c hc2o c oh c h 42 4 4 1