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32溶液的酸碱性
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专题3第二单元溶液的酸碱性
第1课时
问题导入
现有一瓶无标签试剂,欲知其酸碱性。
如何测定?
溶液呈酸性或碱性的实质是什么?
答案:
测定溶液酸碱性的方法较多,常用的方法有指示剂法,测pH法等。
溶液中c(H+)与c(OH-)相对大小决定溶液酸碱性。
当溶液中c(H+)>c(OH-)时,溶液呈酸性,且c(H+)越大酸性越强;当溶液中c(H+)<c(OH-)时,溶液呈碱性,且c(OH-)越大碱性越强。
基础知识
1.一种溶液是显酸性、中性还是碱性,取决于溶液中浓度和氢氧根离子浓度的相对大小。
在一定温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)乘积是_________。
当知道其中的一种离子的浓度,就可计算出另一种离子的浓度,从而判断溶液的_________性。
2.室温时,溶液酸碱性与溶液中c(OH-)和c(H+)有如下的关系:
酸性溶液:
c(H+)_________c(OH-),c(H+)_________10-7mol·L-1,c(H+)越大,___________性越强。
碱性溶液:
c(H+)_________c(OH-),c(OH-)_________10-7mol·L-1,c(OH-)越大,__________性越强。
中性溶液:
c(H+)=c(OH-),c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1。
3.人们常用溶液中____________浓度的负对数来表示溶液的酸碱性,pH与氢离子浓度的关系为pH=-lgc(H+)。
在25℃时,pH=7时,c(H+)____________c(OH-),溶液呈____________性;
当pH<7时,c(H+)____________c(OH-),溶液呈____________性;
当pH>7时,c(H+)____________c(OH-),溶液呈____________性。
课堂互动
重点溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小
(1)酸性:
c(H+)>c(OH-)
(2)碱性:
c(H+)<c(OH-)
(3)中性:
c(H+)=c(OH-)
注意:
溶液的酸碱性与酸和碱的酸碱性涵义的区别:
溶液的酸碱性指的是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小;而酸和碱的酸碱性是指其潜在的电离出H+或OH-的能力。
酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的。
强酸、强碱在溶液中完全电离,弱酸、弱碱在溶液中部分电离。
溶液的酸碱性的判断:
(1)强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强。
(2)酸性强的溶液不一定是强酸溶液。
(3)酸性相同的溶液弱酸浓度大,中和能力强。
例如:
c(H+)=1mol·L-1的醋酸溶液和盐酸溶液,体积均为1L时,醋酸溶液的中和能力更强。
(4)中和能力相同的酸,提供H+的能力相同。
例如:
1L0.1mol·L-1的CH3COOH和1L0.1mol·L-1的盐酸,均可提供0.1mol的H+。
【例1】下列溶液一定呈中性的是()
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)的溶液
C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
难点溶液的pH
溶液的pH用水溶液中H+浓度的负对数来表示,表达式
pH=-lg[c(H+)]
(1)强酸或强碱溶液pH的计算
①强酸溶液,直接求c(H+),再由pH=-lgc(H+)求pH。
②强碱溶液,先求c(OH-),再据KW求c(H+),c(H+)=KWc(OH-),最后求pH。
(2)溶液混合后pH的计算
①强酸与强酸混合后,先求混合液中c(H+),再求pH。
②强碱与强碱混合后,先求碱性混合液中c(OH-),再由KW求c(H+),后求pH。
③强酸与强碱混合
先看两者是否恰好中和,若恰好中和,则混合液为中性,室温下,pH=7。
若酸过量,须先求中和后溶液中c(H+),再求pH。
若碱过量,须先求中和后溶液中c(OH-),由KW求c(H+),后求pH。
【例2】在25℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则该溶液的pH可能是()
A.12B.7C.6D.2
【例3】下列溶液一定呈碱性的是()
A.溶液中c(OH-)>c(H+)B.滴加甲基橙后溶液显红色
C.溶液中含有OH-D.滴加甲基橙后溶液显黄色
【例4】有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[c(H+)/c(OH-)]。
下列表述正确的是()
A.在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B.在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)
【例5】25℃的下列溶液中,碱性最强的是()
A.pH=11的溶液B.c(OH-)=0.12mol·L-1的溶液
C.1L中含有4gNaOH的溶液D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的溶液
【例6】在25℃时,若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前,该强酸的pH与强碱的pH之间应满足什么关系?
【例7】将0.3mol·L-1的Ba(OH)2溶液50mL与0.02mol·L-1的H2SO4溶液100mL混合后,求混合液的pH是多少?
第二单元溶液的酸碱性
第2课时
课前预习
问题导入
重点3中和滴定数据处理不同的农作物对土壤酸碱性的要求不一样,如棉花喜在碱性土壤中生长,那么如何才能测得并控制土壤的酸碱性呢?
答案:
在工农业生产中可利用酸碱中和滴定的方法来测定酚酞碱性,从而控制和调节土壤酸碱性。
基础知识
1.酸碱中和滴定是利用___________的酸(或碱)去滴定未知浓度的碱(或酸),通过测定___________时,消耗已知浓度的酸(或碱)的___________,从而推算出未知浓度的碱(或酸)的___________的方法。
2.滴定管的使用
(1)检验酸式滴定管是否___________;
(2)洗涤滴定管后要用标准液洗涤___________次,并排除___________处的气泡;
(3)用小漏斗注入标准液至“0”刻度上方___________处;
(4)将液面调节到“0”刻度(或___________),记下刻度。
课堂互动
三点剖析
重点1中和滴定操作
1.中和滴定实验的关键
准确测定参加反应的两种溶液的体积,准确判断中和反应是否恰好完全反应。
可通过指示剂颜色的变化来确定滴定终点。
强酸和强碱的滴定,一般常选用酚酞和甲基橙作指示剂。
2.重要操作步骤
(1)准备:
洗涤、查漏、润洗、注液、调液面、读数。
(2)滴定:
移取待测液放入锥形瓶中,加2—3滴指示剂,滴定,判定终点,读数。
(3)计算:
取两次或多次消耗标准溶液体积的平均值,依方程式求c待。
【例1】某学生中和滴定实验的过程如下:
(a)取一支碱式滴定管;(b)用蒸馏水洗净;(c)加入待测的NaOH溶液;(d)记录液面刻度读数;(e)用酸式滴定管精确放出一定量标准酸液;(f)置于未经标准酸液润洗的洁净锥形瓶中;(g)加入适量蒸馏水;(h)加入酚酞试液2滴;(i)滴定时,边滴边摇荡;(j)边滴加边注视滴定管内液面的变化;(k)当小心滴加到溶液由无色变成粉红色时,即停止滴定;(l)记录液面刻度读数;(m)根据滴定管的两次读数得出NaOH溶液体积为22mL。
指出上述实验过程中的错误之处:
________________(用编号表示)。
重点2指示剂的选择
指示剂的变色范围与酸碱中和滴定终点的溶液pH越接近越好,且变色要明显。
一般来讲,因为终点前后pH变化很大,所以甲基橙与酚酞均可。
若酸、碱有一方是弱的,可根据中和所得的盐的pH来确定最好选哪一个指示剂。
一般来说,强酸与弱碱最好用甲基橙,强碱与弱酸最好用酚酞。
石蕊不能作为中和滴定的指示剂。
【例2】在盐酸滴定氢氧化钠的实验中,以甲基橙为指示剂,达到滴定终点时,颜色变化是()
A.由黄色变红色B.由黄色变橙色
C.由橙色变红色D.由红色变橙色
【例3】如下图为10mL一定物质的量浓度的HCl溶液用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的图示。
请根据图示计算:
(1)氢氧化钠物质的量浓度是多少?
(2)A点时溶液的pH是多少?
难点误差分析
1.中和滴定的误差分析
滴定误差从计算式分析,当酸碱恰好中和时,有关系式:
分析V标受的影响,进而得出c标的偏差。
2.引起误差的操作
(1)仪器洗涤:
①酸式滴定管水洗后,未润洗;②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗;③移液管水洗后,未润洗;④锥形瓶水洗后,用待测液润洗。
(2)量器读数:
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视;②滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视;③俯视移液管;④滴定完毕后,立即读数。
如图所示:
(3)操作不当:
①酸式滴定管漏液;②滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定过程中气泡变小;③将移液管尖嘴部分的液体吹出;④滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出;⑤滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水;⑥用甲基橙作指示剂进行滴定时,溶液由橙色变红色时停止滴定;⑦用甲基橙作指示剂,溶液由黄色变橙色,5s后又褪去;⑧所配标准盐酸的物质的量浓度过大。
3.欲减小实验误差的三点做法
(1)半分钟:
振荡,半分钟内颜色不褪去,即为滴定终点。
(2)1—2min:
滴定停止后,必须等待1—2min,让附着在滴定管内壁的溶液流下后,再进行读数。
(3)重做一次:
同一实验,要做两次,两次滴定所用标准溶液体积相差不能超过0.02mL,再取平均值。
【例4】称取一定质量的NaOH固体,配成标准溶液去滴定未知物质的量浓度盐酸,下列情况中会使测定结果偏低的是()
A.用含NaCl杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
B.用含Na2O杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
C.用含Na2CO3杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
D.用含NaHCO3杂质的NaOH配制标准溶液来滴定盐酸
各个击破
【例5】已知c(NH4Cl)<0.1mol·L-1时,溶液的pH>5.1。
现用0.1mol·L-1的盐酸滴定10mL0.05mol·L-1的氨水,用甲基橙作指示剂,达到终点时所用盐酸的体积是()
A.10mLB.5mLC.大于5mLD.小于5mL
【例5】实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙为指示剂,下列操作可能使测定结果偏低的是()
A.酸式滴定管在装液前未用标准盐酸溶液润洗2—3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2—3次
【例6】已知常温、常压下,饱和CO2的水溶液的pH=3.9,则可推断用标准盐酸溶液滴定NaHCO3水溶液时,适宜选用的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是()
A.石蕊,由蓝变红B.甲基橙,由橙变黄
C.酚酞,红色褪去D.甲基橙,由黄变橙
【例7】用1.0mol·L-1NaOH溶液中和某浓度H2SO4溶液时,其pH和所加NaOH溶液的体积关系如下图所示。
原H2SO4溶液的物质的量浓度和反应后溶液的总体积是()
A.1mol·L-1,60mLB.0.5mol·L-1,80mL
C.0.5mol·L-1,60mLD.1mol·L-1,80mL
【例8】为测定氢氧化钾的纯度,取样品0.56g溶于水配成1L溶液,取此溶液25.00mL,用去0.005mol·L-1H2SO4标准液24.00mL恰好完全反应,则苛性钾的纯度是________________。
【例9】简答下面有关标准氢氧化钠溶液滴定待测盐酸的问题。
(1)盛放待测盐酸的锥形瓶下方垫一张白纸的作用是____________。
(2)用酚酞作指示剂,滴定到达终点时,溶液的颜色变化是________________________。
(3)有下列错误操作:
①碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准溶液润洗就注入标准氢氧化钠溶液;②用酸式滴定管取用待测酸液前,尖嘴部分有气泡,取用过程中气泡消失;③滴定前,读碱液体积时视线低于碱式滴定管中的液面;滴定后,读出碱液体积时,视线高于碱式滴定管中的液面;④锥形瓶用待测酸液润洗两次。
哪些错误操作会使盐酸浓度的测定值偏低?
_________________________________________。
哪些错误操作会使盐酸浓度的测定值偏高?
_________________________________________。
(4)如果用甲基橙代替酚酞作指示剂,此时所得盐酸浓度测定值比用酚酞作指示剂测出的稍大还是稍小?
__________________________________________________________________。
【例10】下列实验操作会引起测量结果偏高的是()
A.测定硫酸铜晶体结晶水含量时,强热后放在干燥器中冷却后称量
B.中和滴定时,往锥形瓶中加待测液时,发现其中有少量水
C.用量筒量取液体时,仰视读数
D.用托盘天平称量试样将试样放在右盘,砝码放在左盘,移动游码使之平衡
课
堂
练
习
基础达标
1.往纯水中加入下列物质,能使水的电离平衡发生移动的是()
A.NaClB.NaOHC.酒精D.CH3COOH
2.溶液在25℃时由水电离出氢离子的浓度为1×10-12mol·L-1,下列说法正确的是()
A.该溶液pH=12B.该溶液pH=2
C.该溶液pH=12或2D.不能确定溶液pH
3.25℃,NaOH溶液pH为a,某酸溶液pH为b,a+b=14,a≥11。
将两种溶液按等体积混合,下列说法正确的是()
A.混合溶液的pH必定为7
B.混合溶液的pH≤7
C.向混合溶液中加入MgCl2溶液,可能生成Mg(OH)2沉淀
D.混合溶液中可能有两种溶质
4.在甲烧杯中放入盐酸,乙烧杯中放入醋酸,两种溶液的体积和pH都相等,向两烧杯同时加入质量不等的锌粒,反应结束后得到等量的氢气,下列说法正确的是()
A.甲烧杯中放入锌的质量比乙烧杯中放入锌的质量大
B.甲烧杯中酸过量
C.两烧杯中参加反应的锌等量
D.反应开始后,乙烧杯中的c(H+)始终比甲烧杯中的c(H+)小
5.重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,可以用pH一样的定义来规定pD=-lgc(D+),以下关于pD的叙述正确的是()
A.中性溶液的pD=7.0
B.含0.01mol的NaOD的D2O溶液1L,其pD=12.0
C.溶解0.01mLDCl的D2O溶液1L,其pD=2.0
D.在100mL0.25mol·L-1的DCl重水溶液中,加入50mL0.2mol·L-1的NaOD的重水溶液,其pD=1.0
6.向25℃时的纯水中通入一定量的HCl气体,当溶液的pH=2时,则由水电离出的c(H+)是()
A.1×10-2mol·L-1B.1×10-8mol·L-1
C.1×10-12mol·L-1D.1×10-4mol·L-1
7.向10mLpH=12的NaOH溶液中加入10mL某酸,再滴入几滴甲基橙,溶液呈红色,则这种酸可能是()
A.pH=2的硫酸B.0.01mol·L-1的甲酸
C.pH=2的醋酸D.0.01mol·L-1的硝酸
综合运用
8.25℃时,向纯水中加入NaOH,使溶液的pH为11,则由NaOH电离出的OH-离子浓度与水电离的OH-离子浓度之比为()
A.1010∶1B.5×109∶1C.108∶1D.1∶1
9.将pH=3的H2SO4和pH=12的NaOH溶液混合,当混合溶液的pH=10时,强酸和强碱的体积之比为()
A.1∶9B.9∶1C.10∶1D.1∶10
10.常温下某强酸溶液和某强碱溶液的pH之和为13,将这种酸和这种碱按一定比例混合,溶液恰好呈中性,混合时酸和碱的体积之比是()
A.10∶1B.1∶10C.1∶1D.1∶2
11.向VmLBaCl2溶液中加入一定体积的0.05mol·L-1的硫酸溶液,二者恰好完全反应,且反应后溶液的pH为3.0,原BaCl2溶液的物质的量浓度为()
A.5.05×10-4mol·L-1B.5.05×10-3mol·L-1
C.1.01×10-4mol·L-1D.1.01×10-3mol·L-1
12.25℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va<Vb和a=0.5b,请填写下列空白:
(1)a值可否等于3_____________(填“可”或“否”),若理由是__________________________。
(2)a值可否等于5_____________(填“可”或“否”),其理由是__________________________。
(3)a的取值范围为__________________________。
13.25℃时,取pH为a的盐酸V1L,用pH为b的NaOH溶液中和(a≤b且b≥8)。
需NaOH溶液V2L。
(1)若a+b=14,则
=________________。
(2)若a+b=13,则
=________________。
(3)若a+b>14,则
=_______________。
且V1_____________V2(填“>”“<”或“=”)。
课
后
作
业
课后集训
基础达标
1.下列除去杂质的方法正确的是()
A.除去N2中的少量O2:
通过灼热的CuO粉末,收集气体
B.除去CO2中的少量HCl:
通入Na2CO3溶液,收集气体
C.除去FeCl2溶液中的少量FeCl3:
加入足量铁屑,充分反应后过滤
D.除去KCl溶液中的少量MgCl2:
加入适量NaOH溶液,过滤
2.现有一瓶物质甲和乙的混合物,已知甲和乙的某些物理性质如下:
物质
甲
乙
分子式
C3H6O2
C4H8O2
熔点/℃
-98
-84
沸点/℃
57.5
77
密度/g·cm-3
0.93
0.90
水中溶解性
可溶
可溶
据此,将甲和乙互相分离的最佳方法是()
A.萃取法B.升华法C.分馏法D.分液法
3.下列根据实验事实得出的结论,正确的是()
A.试液
颜色无变化
溶液变成红色,证明试液中含有Fe2+
B.试液
产生黄色沉淀,证明试液中含有I-
C.试液
溶液呈蓝色,证明试液一定是碱溶液
D.混合气体
石灰水变浑浊,证明混合气体中一定含有二氧化碳
4.通过分别加入AgNO3、Ba(NO3)2、Mg(NO3)2三种试剂,使某溶液中的Cl-、OH-、
先后沉淀出来,逐一加以分离,则加入三种试剂的顺序是()
A.AgNO3、Ba(NO3)2、Mg(NO3)2B.Mg(NO3)2、Ba(NO3)2、AgNO3
C.Ba(NO3)2、AgNO3、Mg(NO3)2D.Ba(NO3)2、Mg(NO3)2、AgNO3
5.对某酸性溶液(可能含有Br-、
、H2SO3、
)分别进行如下实验:
①加热时放出的气体可以使品红溶液褪色;
②加碱调至碱性后,加热时放出的气体可以使润湿的红色石蕊试纸变蓝;
③加入氯水时,溶液略显黄色,再加入BaCl2溶液,产生的白色沉淀不溶于稀硝酸。
对于下列物质不能确认其在原溶液中是否存在的是()
A.Br-B.
C.H2SO3D.
6.中和滴定开始后应注视()
①滴定管内液面变化②锥形瓶中溶液颜色变化
③滴定管端溶液流出的速度
A.①和②B.②和③C.①和③D.只有②
7.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考下图,从下表中选出正确选项()
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
(甲)
D
酸
碱
酚酞
(乙)
8.用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定100mL0.1mol·L-1盐酸时,如果滴定误差在±0.1%以内,反应完毕后,溶液的pH范围为()
A.6.9—7.1B.3.3—10.7C.4.3—9.7D.6—8
9.(经典回放)用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定0.1mol·L-1的盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了一滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的pH是()
A.4B.7.2C.10D.11.3
10.
(1)图Ⅰ表示10mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度相差1mL,如果刻度A为6,量筒中液体的体积是_____________mL。
(2)图Ⅱ表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填字母)________________。
A.amLB.(50-a)mLC.大于amLD.大于(50-a)mL
(3)若图Ⅰ表示50mL滴定管中液面位置,A与C刻度间相差2mL,如果刻度A为6,则液面读数为_______________mL。
11.草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,为了测定x值,进行下述实验:
①称取ng草酸晶体配成100.00mL水溶液;②取25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶中,加稀硫酸,用浓度为amol·L-1的KMnO4溶液滴定,所发生的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4====K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O。
反应生成MnSO4在水溶液中基本无色,试回答下列问题:
(1)实验中不需要的仪器是______________(填序号),还缺少的仪器有______________(填名称)。
a.托盘天平(带砝码、镊子)
b.滴定管
c.100mL量筒
d.100mL容量瓶
e.烧杯f.漏斗
g.锥形瓶h.玻璃棒
i.药匙j.烧瓶
(2)实验中KMnO4溶液应装在_______________式滴定管中,因为_______________。
(3)滴定过程中用去VmLamol·L-1的KMnO4溶液,则所配制的草酸的物质的量浓度为_______________mol·L-1,由此可计算x的值为_______________。
(4)若滴定终点读数时目光俯视,则计算出的x值可能_______________(填偏大、偏小、无影响)。
12.滴定度是指每毫升标准溶液相当于被测定物质的克数,通常是用T(M1/M2)表示。
如T(H2SO4/NaOH)=0.040g·mL-1,表示每毫升标准H2SO4溶液恰好中和0.040gNaOH。
(1)若要使某标准盐酸对氧化钙的滴定度为T(HCl/CaO)=0.0056
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- 32 溶液 酸碱