高考化学专题复习水溶液中的离子平衡.docx
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高考化学专题复习水溶液中的离子平衡
第八章水溶液中的离子平衡
第二节溶液的酸碱性 酸碱中和滴定
核心知识图
命题预测
本节重点知识为溶液的酸碱性,主要考查溶液酸碱性的判断及pH的计算;酸碱中和滴定的原理及仪器。
预计由酸、碱电离出的c(H+)、c(OH-)与水电离出的c(H+)、c(OH-)比值的计算,酸碱中和时pH的变化、导电性的变化仍将是高考命题的热点。
自主复习
一、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
2.溶液的pH
(1)定义式:
pH=。
(2)pH与溶液中c(H+)的关系
①由图示关系知,pH越小,溶液的酸性。
②pH一般表示c(H+)<的稀溶液。
(3)pH试纸的使用
①使用方法
把小片试纸放在表面皿上,用蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。
②注意
a.pH试纸使用前不能,否则待测液因被稀释可能产生误差。
b.用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。
即时即练
1.下列叙述正确的是( )
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.c(H+)等于1×10-7mol/L的溶液一定是中性溶液
C.0.2mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)是0.1mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
2.室温时,下列混合溶液的pH与7的关系是:
(1)pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”,下同)
(2)pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,pH________7。
(3)pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,pH________7。
(4)pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合,pH________7。
二、酸碱中和滴定
1.概念
利用中和反应,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。
2.实验用品
(1)仪器式滴定管(如图A)、式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、。
(2)试剂:
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水
3.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:
→洗涤→→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:
注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
左手,右手,眼睛注视
,滴定至终点时,记录标准液的体积。
(3)终点判断
等到滴入最后一滴反应液,指示剂变色,且不褪色,视为滴定终点。
4.数据处理
按上述操作重复二至三次,求出所用标准盐酸体积的平均值,
根据c(NaOH)=计算。
5.误差分析
(1)原理
由cB=
其中VB是准确量取的体积,cA是标准溶液的浓度,它们均为定值,所以cB的大小取决于VA的大小,VA大则cB大,VA小则cB小。
(2)常见误差
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:
即时即练
1.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考图示从下表中选出正确选项( )
2.一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。
某研究性学习小组在实验室中配制1mol/L的稀硫酸标准溶液,然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。
下列有关说法中正确的是________。
A.实验中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要检漏
B.如果实验中需用60mL的稀硫酸标准溶液,配制时应选用100mL容量瓶
C.容量瓶中含有少量蒸馏水,会导致所配标准溶液的浓度偏小
D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫酸,则测得的NaOH溶液的浓度将偏大
E.配制溶液时,定容时俯视读数,则导致实验结果偏大
F.中和滴定时,若在最后一次读数时俯视读数,则导致实验结果偏大
自主评估
1.下列溶液一定呈中性的是( )
A.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1的溶液
B.pH=7的溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
2.室温时下列混合溶液的pH一定小于7的是( )
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
3.(2010·海南高考)常温下,将0.1mol/L氢氧化钠溶液与0.06mol/L硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于( )
A.1.7 B.2.0
C.12.0D.12.4
4.用0.1026mol/L的盐酸滴定25.00mL未知浓度的氢氧化钠溶液,滴定达终点时,滴定管中的液面如图所示,正确的读数为( )
A.22.30mLB.22.35mL
C.23.65mLD.23.70mL
5.用已知浓度的盐酸测定未知浓度NaOH溶液的物质的量浓度,待测液放在锥形瓶中。
中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取)( )
A.碱式滴定管未用待测碱液润洗B.酸式滴定管未用标准盐酸润洗
C.滴定过程中滴定管内不慎有标准液溅出D.滴定前俯视读数,滴定后读数正确
6.现有A、B、C三种常用化学仪器(如图所示),请回答:
(1)名称:
A________;B________;C________。
(2)分别写出上述仪器最主要的一种用途:
A________________________________________________________________________;
B________________________________________________________________________;
C________________________________________________________________________。
(3)用某种仪器测量一液体的体积时,平视读数为nmL,仰视读数为xmL,俯视读数为ymL,若x>n>y,则所使用的仪器可能是________(填“A”、“B”或“C”)。
(4)有一支50mL酸式滴定管,其中盛有溶液,液面恰好在10.00mL刻度处,把滴定管中的溶液全部排出,承接在量筒中,量筒中溶液的体积________。
A.大于40.0mLB.等于40.0mL
C.大于10.0mLD.等于10.0mL
7.在某温度下的水溶液中,c(H+)=10xmol/L,c(OH-)=10ymol/L,x与y的关系如图所示:
(1)该温度下,水的离子积为________。
(2)该温度下,0.01mol/LNaOH溶液中c(H+)为________。
8.(2012·杭州高三质检)食醋分为酿造醋和配制醋两种。
国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3.5g/100mL。
(1)某研究小组利用滴定分析法测定某品牌食醋中醋酸的含量,下列说法正确的是________。
a.用NaOH溶液滴定时反应的离子方程式为H++OH-===H2O
b.食醋试样稀释一定倍数后再进行滴定可减少测定误差
c.用NaOH溶液滴定食醋,可使用酚酞或甲基橙作指示剂
d.若测得该品牌食醋的物质的量浓度为0.75mol/L,则该食醋的总酸量为4.5g/100mL。
(2)研究小组的同学仔细观察了该品牌食醋的标签,发现其中还含有苯甲酸钠作为食品添加剂,他想用资料法验证醋酸与食品添加剂(苯甲酸钠C6H5COONa)不会发生离子互换反应,需查找在一定温度下的醋酸与苯甲酸的________(填写序号)。
a.pHb.电离度
c.电离常数d.溶解度
(3)常温下,用0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL0.1000mol/LHCl溶液和20.00mL0.1000mol/LCH3COOH溶液,得到2条滴定曲线,如图所示。
①滴定醋酸溶液的曲线是________(填“甲”或“乙”);滴定曲线中a=________mL;
②E点pH>7的原因用离子方程式表示:
______________________________________。
课堂师生互动
考点1室温下溶液PH的计算
【生之思】
25℃时有如下两种溶液:
①0.01mol/L的盐酸;②0.01mol/L的NaOH溶液。
则:
(1)①的pH为多少?
(2)②的pH为多少?
(3)3mL①与2mL②混合后溶液的pH为多少?
(4)2mL①与3mL②混合后溶液的pH为多少?
(5)若将①溶液稀释106倍后,溶液的pH为多少?
【师之导】
1.总体原则
(1)若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH;
(2)若溶液为碱性,先求c(OH-),再由c(H+)=
求c(H+),最后求pH。
2.类型及方法
(1)强酸溶液
如浓度为cmol/L的HnA溶液,c(H+)=ncmol/L,所以pH=-lgnc;
(2)强碱溶液
如常温下浓度为cmol/L的B(OH)n溶液,
c(OH-)=ncmol/L,
c(H+)=
mol/L,所以pH=14+lgnc。
(3)酸碱混合pH的计算
①两强酸混合
c混(H+)=
⇒pH
②两强碱混合
c混(OH-)=
c混(H+)⇒pH
③强酸、强碱混合(一者过量)
酸过量:
c混(H+)=
⇒pH
碱过量:
c混(OH-)=
c混(H+)⇒pH
(4)酸碱稀释时pH的变化
例题1已知在100℃下,水的离子积KW=1×10-12,下列说法正确的是( )
A.0.05mol/L的H2SO4溶液pH=1
B.0.001mol/L的NaOH溶液pH=11
C.0.005mol/L的H2SO4溶液与0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液50mL
【考点过关】
1.常温下把pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液按体积比9:
11混合,混合后溶液的pH为( )
A.6B.7
C.8D.5.2
2.用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液,中和后加水至100mL,若滴定时终点判断有误差:
①多加1滴H2SO4;②少加1滴H2SO4。
设1滴为0.05mL,则①和②中c(H+)的比值是( )
A.10B.50
C.5×103D.104
考点2酸碱混合溶液酸碱性的判断
【生之思】
1.0.1mol/L的盐酸和0.1mol//L的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液呈酸性、碱性还是中性?
2.0.1mol/L的氨水和0.1mol/L的盐酸等体积混合,判断所得溶液的酸碱性?
3.室温下,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合,判断所得溶液的酸碱性?
4.室温下,将V1LpH=3的硫酸与V2LpH=12的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,试确定二者的体积比(
)是多少?
【师之导】
1.等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液酸碱性的判断:
2.室温下,已知酸和碱pH之和,等体积混合后溶液酸碱性的判断。
(1)若强酸与强碱溶液的pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
(2)若强酸与强碱溶液的pH之和大于14,则混合后溶液显碱性:
pH>7。
(3)若强酸与强碱溶液的pH之和小于14,则混合后溶液显酸性:
pH<7。
(4)若酸碱溶液的pH之和为14,酸碱中有一强一弱,则酸碱溶液混合后,谁弱显谁的性质。
3.室温下,强酸、强碱恰好完全中和,溶液体积与pH的关系
VaLpH=a的盐酸与VbLpH=b的NaOH溶液混合,二者恰好完全反应,溶液呈中性。
则10-a·Va=10b-14Vb
=
=10(a+b)-14
若a+b=14,则Va=Vb
若a+b>14,则Va>Vb
若a+b<14,则Va<Vb
例题2[双选题]常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )
A.b不可能显碱性B.a可能显酸性或碱性
C.a不可能显酸性D.b可能显酸性或碱性
【考点过关】
3.(2013·西安八校联考)在某温度时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数KW=________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸VbL混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则VaVb=________;
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则VaVb=________。
(3)在pH=11的NaOH溶液100mL中加入等浓度的盐酸使pH降低1,盐酸的体积为________mL。
(4)pH=11的NaOH溶液与pH=2的CH3COOH溶液等体积混合,所得溶液显________性。
4.
(1)将0.15mol·L-1稀硫酸V1mL与0.1mol·L-1NaOH溶液V2mL混合,所得溶液的pH为1,则V1V2=________(溶液体积变化忽略不计)。
(2)室温下,某水溶液中存在离子:
Na+、A-、H+、OH-,根据题意回答下列问题:
①若该溶液由0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合而得,则该溶液的pH________7。
②若该溶液的PH>7,则(Na+)________c(A-),理由是____________________________________。
③若该溶液由pH=3的HA溶液V1mL与pH=11的NaOH溶液V2mL混合而得,则下列说法正确的是________。
A.若反应后溶液呈中性,则c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-1
B.若V1=V2,反应后溶液的pH一定等于7
C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2
D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2
学科素养提升
酸碱中和滴定原理在沉淀滴定、
氧化还原滴定中的应用
中和滴定实验是中学化学中重要定量实验之一,有关中和滴定的实验操作、指示剂的选择和误差分析是高考试题的“常客”。
随着新课程改革的推进,与滴定实验相关的沉淀滴定和氧化还原滴定也在高考试题中频频出现,需引起考生的重视。
一、沉淀滴定法
1.概念
沉淀滴定法是利用沉淀反应进行定量分析的方法。
生成沉淀的反应很多,但符合定量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。
2.原理
沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。
如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以CrO
为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。
典型例题(2012·全国高考卷)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。
为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
回答下列问题:
(1)起始滤液的pH________7(填“大于”、“小于”或“等于”),其原因是______________________________________。
(2)试剂Ⅰ的化学式为________,①中发生反应的离子方程_______________________。
(3)试剂Ⅱ的化学式为________,②中加入试剂Ⅱ的目的是____________________。
(4)试剂Ⅲ的名称是________,③中发生反应的离子方程式为______________________。
(5)某同学称取提纯的产品0.7759g,溶解后定容在100mL容量瓶中,每次取25.00mL溶液,用0.1000mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62mL,该产品的纯度为_________________________________(列式并计算结果)。
二、氧化还原滴定
以氧化还原反应为基础的定量分析方法。
它以氧化剂或还原剂为滴定剂,直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质;或者间接滴定一些本身并没有氧化性或还原性,但能与某些氧化剂或还原剂起反应的物质。
氧化滴定剂有高锰酸钾、重铬酸钾、碘等;还原滴定剂有亚铁盐、抗坏血酸(即维生素C)等。
典型例题纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
制备纳米TiO2的方法之一是TiCl4水解生成TiO2·xH2O,经过滤、水洗除去其中的Cl-,再烘干,焙烧除去水分得到粉体TiO2。
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+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答下列问题:
(1)检验TiO2·xH2O中Cl-是否被除净的方法是_____________________________。
(2)滴定终点的现象是_________________________________________________。
(3)滴定分析时,称取TiO2(摩尔质量为Mg·mol-1)试样wg,消耗cmol/LNH4Fe(SO4)2标准溶液VmL,则TiO2质量分数表达式为________。
(4)判断下列操作对TiO2质量分数测定结果的影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
①若在配制标准溶液过程中,烧杯中的NH4Fe(SO4)2溶液有少量溅出,使测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使测定结果________。
【过关训练】
1.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等,某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量。
请填写下列空白:
(1)移取10.00mL密度为ρg/mL的过氧化氢溶液至250mL________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。
移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请将相关物质的化学计量数及化学式填写在方框里。
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
滴定到达终点的现象是______________________________________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用cmol/LKMnO4标准溶液VmL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果________(填“偏高”或“偏低”或“不变”)。
2.
(1)配平氧化还原反应方程式:
__________C2O
+__________MnO
+__________H+===__________CO2+__________Mn2++__________H2O
(2)称取6.0g含H2C2O4·2H2O、KHC2O4和K2SO4的试样,加水溶解,配成250mL溶液。
量取两份此溶液各25mL,分别置于两个锥形瓶中。
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