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第27讲 水的电离和溶液的pH考纲要求
1.了解水的电离、离子积常数Kw
2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算考点一 水的电离1.水的电离水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-或H2OH++OH-2.水的离子积常数Kw=cH+·cOH-1室温下Kw=1×10-142影响因素只与温度有关,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4Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw不变3.影响水电离平衡的因素1升高温度,水的电离程度增大,Kw增大2加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变3加入可水解的盐如FeCl
3、Na2CO3,水的电离程度增大,Kw不变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√3100℃的纯水中cH+=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性×4在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变×5NaCl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,
0.1mol·L-1的HCl溶液与
0.1mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等√7任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的cH+和cOH-相等√填写外界条件对水电离平衡的具体影响 体系变化条件 平衡移动方向Kw水的电离程度cOH-cH+HCl逆不变减小减小增大NaOH逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大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题组一 影响水电离平衡的因素及结果判断1.25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液
①NaCl
②NaOH
③H2SO4
④NH42SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 A.
④>
③>
②>
①B.
②>
③>
①>
④C.
④>
①>
②>
③D.
③>
②>
①>
④答案 C解析
②③分别为碱、酸,抑制水的电离;
④中NH水解促进水的电离,
①NaCl不影响水的电离2.25℃时,某溶液中由水电离产生的cH+和cOH-的乘积为1×10-18,下列说法正确的是 A.该溶液的pH可能是5B.此溶液不存在C.该溶液的pH一定是9D.该溶液的pH可能为7答案 A解析 由题意可知该溶液中由水电离产生的cH+=cOH-=1×10-9mol·L-1,该溶液中水的电离受到抑制,可能是酸溶液,也可能是碱溶液若为酸溶液,则pH=5;若为碱溶液,则pH=9,故A项正确3.2018·北京东城区质检如图表示水中cH+和cOH-的关系,下列判断错误的是 A.两条曲线间任意点均有cH+·cOH-=KwB.M区域内任意点均有cH+<cOH-C.图中T1<T2D.XZ线上任意点均有pH=7答案 D解析 由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有cH+·cOH-=Kw,A项正确;由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有cH+<cOH-,B项正确;温度越高,水的电离程度越大,电离出的cH+与cOH-越大,所以T2>T1,C项正确;XZ线上任意点都有cH+=cOH-,只有当cH+=10-7mol·L-1时,才有pH=7,D项错误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cH+·cOH-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,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度题组二 水电离出的cH+或cOH-的定量计算4.2017·韶关模拟已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO某温度下,向cH+=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的cH+=1×10-2mol·L-1下列对该溶液的叙述不正确的是 A.该温度高于25℃B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10mol·L-1C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的cOH-减小答案 D解析 A项,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12,温度高于25℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,=cOH-=1×10-10mol·L-1;D项,加H2O稀释,cH+减小,而cOH-增大5.2017·长沙市雅礼中学检测25℃时,在等体积的
①pH=0的H2SO4溶液、
②
0.05mol·L-1的BaOH2溶液、
③pH=10的Na2S溶液、
④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是 A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶5×109∶5×108C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109答案 A解析 H2SO4与BaOH2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离25℃时,pH=0的H2SO4溶液中cH2O电离=cOH-=mol·L-1=10-14mol·L-1;
0.05mol·L-1的BaOH2溶液中cH2O电离=cH+=mol·L-1=10-13mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中cH2O电离=cOH-=10-4mol·L-1;pH=5的NH4NO3的溶液中cH2O电离=cH+=10-5mol·L-1它们的物质的量比值为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,故A正确水电离的cH+或cOH-的计算技巧25℃时1中性溶液cH+=cOH-=
1.0×10-7mol·L-12酸或碱抑制水的电离,水电离出的cH+=cOH-<10-7mol·L-1,当溶液中的cH+<10-7mol·L-1时就是水电离出的cH+;当溶液中的cH+>10-7mol·L-1时,就用10-14除以这个浓度即得到水电离的cH+3可水解的盐促进水的电离,水电离的cH+或cOH-均大于10-7mol·L-1若给出的cH+>10-7mol·L-1,即为水电离的cH+;若给出的cH+<10-7mol·L-1,就用10-14除以这个浓度即得水电离的cH+考点二 溶液的酸碱性和pH1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中cH+和cOH-的相对大小1酸性溶液cH+cOH-,常温下,pH72中性溶液cH+=cOH-,常温下,pH=73碱性溶液cH+cOH-,常温下,pH72.pH及其测量1计算公式pH=-lgcH+2测量方法
①pH试纸法用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH
②pH计测量法3溶液的酸碱性与pH的关系常温下3.溶液pH的计算1单一溶液的pH计算强酸溶液如HnA,设浓度为cmol·L-1,cH+=ncmol·L-1,pH=-lgcH+=-lgnc强碱溶液25℃如BOHn,设浓度为cmol·L-1,cH+=mol·L-1,pH=-lgcH+=14+lgnc2混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合直接求出cH+混,再据此求pHcH+混=
②两种强碱混合先求出cOH-混,再据Kw求出cH+混,最后求pHcOH-混=
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pHcH+混或cOH-混=溶液酸碱性及pH概念选项判断1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√2某溶液的cH+>10-7mol·L-1,则该溶液呈酸性×3某溶液的pH=7,该溶液一定显中性×4100℃时Kw=
1.0×10-
120.01mol·L-1盐酸的pH=
20.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=10√5用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低×6用广范pH试纸测得某溶液的pH为
3.4×7用pH计测得某溶液的pH为
7.45√8一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1×1.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断在括号中填“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 4pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合 5pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合 6pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合 7pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合 8pH=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2.1mLpH=9的NaOH溶液,加水稀释到10mL,pH=;加水稀释到100mL,pH7答案 8 接近1.稀释规律酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性2.酸碱混合规律1等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”225℃时,pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性即谁弱谁过量,显谁性3强酸、强碱等体积混合25℃时
①pH之和等于14呈中性;
②pH之和小于14呈酸性;
③pH之和大于14呈碱性题组一 有关pH的简单计算1.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
10.1mol·L-1的CH3COOH溶液已知CH3COOH的电离常数Ka=
1.8×10-
520.1mol·L-1NH3·H2O溶液NH3·H2O的电离度α=1%,电离度=×100%3pH=2的盐酸与等体积的水混合4常温下,将
0.1mol·L-1氢氧化钠溶液与
0.06mol·L-1硫酸溶液等体积混合5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,求原溶液的浓度答案
12.9 211
32.3
42.
050.05mol·L-1解析 1CH3COOH CH3COO-+H+c初始
0.1mol·L-100c电离cH+cH+cH+c平衡
0.1-cH+cH+cH+则Ka==
1.8×10-5解得cH+≈
1.3×10-3mol·L-1,所以pH=-lgcH+=-lg
1.3×10-3≈
2.92 NH3·H2O OH- + NHc初始
0.1mol·L-100c电离
0.1×1%mol·L-
10.1×1%mol·L-
10.1×1%mol·L-1则cOH-=
0.1×1%mol·L-1=10-3mol·L-1cH+=10-11mol·L-1,所以pH=113cH+=mol·L-1pH=-lg=2+lg2=
2.34cH+==
0.01mol·L-15=
0.01mol·L-1,c=
0.05mol·L-12.1pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后cSO与cH+的比值为2常温下,在一定体积pH=12的BaOH2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BaOH2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则BaOH2溶液与NaHSO4溶液的体积比是答案 1 21∶4解析 1稀释前cSO=mol·L-1,稀释后cSO=mol·L-1=10-8mol·L-1,cH+稀释后接近10-7mol·L-1,所以==2设氢氧化钡溶液体积为V1L,硫酸氢钠溶液的体积为V2L,依题意知,nBa2+=nSO,由BaOH2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量为nNaOH=n[BaOH2]=
0.5×10-2V1mol,=1×10-3mol·L-1,则V1∶V2=1∶4题组二 pH概念的拓展应用3.2018·南阳等六市联考某温度下,向一定体积
0.1mol·L-1的氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,溶液中pOH[pOH=-lgcOH-]与pH的变化关系如下图所示下列说法不正确的是 A.M点和N点溶液中H2O的电离程度相同B.Q点溶液中,cNH+cNH3·H2O=cCl-C.M点溶液的导电性小于Q点溶液的导电性D.N点溶液加水稀释,变小答案 B解析 由于M点碱过量,N点酸过量,M点溶液中氢氧根离子浓度与N点溶液中氢离子浓度相同,对水的电离抑制能力相同,故两点水的电离程度相同,A正确;Q点时pH=pOH,说明溶液呈中性,根据电荷守恒cNH+cH+=cCl-+cOH-,则cNH=cCl-,B错误;M点溶液中主要溶质为一水合氨,为弱电解质,在溶液中部分电离,溶液中离子浓度较小,Q点溶液中溶质主要为氯化铵,为强电解质,溶液中离子浓度较大,故M点溶液的导电能力小于Q点,C正确;N点溶液加水稀释,Kb=,温度不变,Kb不变,加水稀释氢离子浓度减小,cOH-增大,所以变小,故D正确4.2017·邯郸一中一模若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg室温下实验室中用
0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定
20.00mL
0.01mol·L-1醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是 A.室温下,醋酸的电离常数约为10-5B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为
20.00mLC.若B点为40mL,所得溶液中cNa+=cCH3COO-+cCH3COOHD.从A到B,水的电离程度逐渐变大答案 A解析 室温下,醋酸的AG=lg=7,即=107,而水的离子积Kw=cH+·cOH-=10-14,两式联立可知cH+=10-
3.5mol·L-1,而在醋酸溶液中,cCH3COO-≈cH+=10-
3.5mol·L-1,故电离平衡常数Ka=≈=10-5,故A正确;A点的AG=lg=0,即=1,即cH+=cOH-,溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液
20.00mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,溶液显碱性,故B错误;当B点加入NaOH溶液40mL时,所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,根据物料守恒可知,cNa+=2[cCH3COO-+cCH3COOH],故C错误;A点之后,当VNaOH>20mL后,水的电离受到抑制,电离程度又会逐渐变小,D项错误考点三 酸、碱中和滴定1.实验原理利用酸碱中和反应,用已知浓度酸或碱来测定未知浓度的碱或酸的实验方法以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为cNaOH=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
0.01mL
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使用注意事项试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管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
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滴定管查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录
②锥形瓶注碱液→记体积→加指示剂2滴定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4数据处理按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据cNaOH=计算4.常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH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浅红色
10.0红色仪器、操作选项判断1KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装×2用碱式滴定管准确量取
20.00mL的NaOH溶液√3将液面在0mL处的25mL的酸式滴定管中的液体全部放出,液体的体积为25mL×4中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3mL×5中和滴定实验时,滴定管、锥形瓶均用待测液润洗×6滴定终点就是酸碱恰好中和的点×7滴定管盛标准溶液时,调液面一定要调到“0”刻度×8滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁√1用amol·L-1的HCl滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是;若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是答案 滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色 当滴入最后一滴标准液,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,应选用作指示剂,达到滴定终点的现象是答案 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色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答案 否 当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色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溶液作指示剂,用NH4FeSO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为,达到滴定终点时的现象是答案 Ti3++Fe3+===Ti4++Fe2+ 当滴入最后一滴标准液,溶液变成红色,且半分钟内不褪色题组一 酸碱中和滴定的数据处理及误差分析1.某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂请填写下列空白1用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视,直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并为止2下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是填字母A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数3若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为mL,终点读数为mL,所用盐酸溶液的体积为mL4某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表滴定次数待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol·L-1盐酸的体积/mL滴定前刻度滴定后刻度溶液体积/mL第一次
25.
000.
0026.
1126.11第二次
25.
001.
5630.
3028.74第三次
25.
000.
2226.
3126.09依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度答案 1锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色2D
30.00
26.10
26.104==
26.10mL,cNaOH==
0.1044mol·L-1解析 在求cNaOH和进行误差分析时应依据公式cNaOH=欲求cNaOH,须先求V[HClaq]再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对每一个量即V[HClaq]和V[NaOHaq]的影响,进而影响cNaOH1考查酸碱中和滴定实验的规范操作2考查由于不正确操作引起的误差分析滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着一层水,可将加入的盐酸稀释,中和相同量的碱,所需盐酸的体积偏大,结果偏高;用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定,倒入锥形瓶后,水的加入不影响OH-的物质的量,也就不影响结果;若排出气泡,液面会下降,故读取V酸偏大,结果偏高;正确读数虚线部分和错误读数实线部分如图所示3读数时,以凹液面的最低点为基准4先算出耗用标准盐酸的平均值==
26.10mL第二次偏差太大,舍去,cNaOH==
0.1044mol·L-12.误差分析用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液酚酞作指示剂,用“偏高”“偏低”或“无影响”填空1酸式滴定管未用标准溶液润洗 2锥形瓶用待测溶液润洗 3锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 4放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 5酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 6部分酸液滴出锥形瓶外 7酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数或前仰后俯 8酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数或前俯后仰 答案 1偏高 2偏高 3无影响 4偏低5偏高 6偏高 7偏低 8偏高题组二 滴定曲线的分析3.2018·山西大同模拟常温下,用
0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定
20.00mL
0.10mol·L-1HCl溶液和
20.00mL
0.10mol·L-1CH3COOH溶液,得到两条滴定曲线,如图所示,则下列说法正确的是 A.图2是滴定盐酸的曲线B.a与b的关系是a<bC.E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为cCH3COO->cNa+>cH+>cOH-D.这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂答案 C解析 如果酸为强酸,则
0.10mol·L-1酸的pH为1,根据酸的初始pH知,图1为盐酸的滴定曲线,故A错误;根据图1知,a点氢氧化钠溶液的体积是
20.00mL,酸和碱的物质的量相等,二者恰好反应生成强酸强碱盐,其溶液呈中性;醋酸溶液中滴入氢氧化钠溶液,醋酸钠溶液呈碱性,所以氢氧化钠溶液的体积小于
20.00mL,a>b,故B错误;E点溶液的成分为醋酸钠和醋酸,溶液呈酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,盐类水解程度较小,则溶液中离子浓度可能为cCH3COO->cNa+>cH+>cOH-,故C正确;氢氧化钠和盐酸恰好反应呈中性,可以选择甲基橙或酚酞;氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性,只能选择酚酞,故D错误4.2017·江西省九江市质检某同学用
0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定
20.00mL某浓度的CH3COOH溶液1部分操作如下
①取一支用蒸馏水洗净的碱式滴定管,加入标准氢氧化钠溶液,记录初始读数
②用酸式滴定管放出一定量待测液,置于用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入2滴甲基橙
③滴定时,边滴加边振荡,同时注视滴定管内液面的变化请选出上述操作过程中存在错误的序号2某次滴定前滴定管液面如图1所示,读数为mL3根据正确实验结果所绘制的滴定曲线如图2所示,其中点
①所示溶液中cCH3COO-=
1.7cCH3COOH,点
③所示溶液中cCH3COO-+cCH3COOH=cNa+计算醋酸的电离常数,该CH3COOH的物质的量浓度为mol·L-1答案 1
①②③
20.30
31.7×10-5
0.1007解析 1
①滴定管应润洗;
②由于CH3COONa水解呈碱性,应用酚酞作指示剂;
③滴定时应注视锥形瓶内溶液颜色的变化2滴定管精确度为
0.01mL,又因为滴定管的刻度自上而下是逐渐增大的,所以根据液面的位置可知正确的读数3
①点溶液中氢离子浓度是10-5mol·L-1,所以醋酸的电离平衡常数是==
1.7×10-5点
③所示溶液中cCH3COO-+cCH3COOH=cNa+,所以恰好满足物料守恒,即点
③处溶液中溶质是醋酸钠,这说明两者恰好完全反应,所以根据消耗氢氧化钠溶液的体积是
20.14mL可知,醋酸的浓度是
0.1000mol·L-1×=
0.1007mol·L-1微专题 氧化还原滴定1.原理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还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质2.试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO
4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等3.指示剂氧化还原滴定的指示剂有三类1氧化还原指示剂2专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝3自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色4.实例1酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理2MnO+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂,当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点2Na2S2O3溶液滴定碘液原理2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI指示剂用淀粉作指示剂,当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点专题训练1.已知Ag2CrO4是砖红色沉淀,下列滴定反应中,指示剂使用不正确的是 A.用标准FeCl3溶液滴定KI溶液,选择KSCN溶液B.用I2溶液滴定Na2SO3溶液,淀粉作指示剂C.用AgNO3溶液滴定NaCl溶液,Na2CrO4作指示剂D.用H2O2溶液滴定KI溶液,淀粉作指示剂答案 D解析 铁离子与碘离子反应,生成亚铁离子和碘单质,KSCN溶液遇铁离子显红色,当溶液显红色时,说明碘离子反应完全,达到滴定终点,故A正确;淀粉遇碘单质显蓝色,当溶液显蓝色时,说明亚硫酸根离子已经被碘单质充分氧化,碘单质剩余,达到滴定终点,故B正确;Ag2CrO4是砖红色沉淀,当溶液中有砖红色沉淀时,待测液中的氯离子被充分沉淀,银离子剩余,故C正确;待测液中的碘离子被双氧水氧化生成碘单质,淀粉显蓝色,即开始滴定就出现蓝色,蓝色加深,碘离子反应完全时,蓝色不再加深,但是不易观察,不能判断滴定终点,故D错误2.某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度,试样不含其他能与I-发生反应的氧化性杂质,已知2Cu2++4I-===2CuI↓+I2,I2+2S2O===S4O+2I-取mg试样溶于水,加入过量KI固体,充分反应,用
0.1000mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定,部分实验仪器和读数如图所示下列说法正确的是 A.试样在甲中溶解,滴定管选乙B.选用淀粉作指示剂,当甲中溶液由蓝色变为无色时,即达到滴定终点C.丁图中,滴定前滴定管的读数为a-
0.50mLD.对装有标准液的滴定管读数时,滴定前后读数方式如丁图所示,则测得的结果偏小答案 D解析 A项,甲中盛装的是含有I2的溶液,则滴定管中盛装的为Na2S2O3标准溶液,该溶液显碱性,应选用碱式滴定管丙,不正确;B项,溶液变色且经过30s左右溶液不恢复原来的颜色,视为滴定终点,不正确;C项,滴定管“0”刻度在上端,故滴定前的读数为a+
0.50mL,不正确;D项,滴定后俯视读数,将导致读数偏小,故测得的结果偏小,正确3.2018·太原模拟将
2.25g铁矿石样品经一系列化学处理,制得铁元素全部为Fe2+的待测液250mL,利用反应6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O对铁矿石中铁元素的含量进行测定1现有烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管,要配制
0.0150mol·L-1K2Cr2O7溶液100mL,还需要的玻璃仪器是2取
25.00mL待测液进行滴定,平均消耗K2Cr2O7溶液体积为
25.00mL,则铁矿石中铁元素的百分含量是Fe的相对原子质量为563在本实验的滴定过程中,下列操作会使测定结果偏小的是填写序号a.未用标准K2Cr2O7溶液润洗滴定管b.锥形瓶中加入待测溶液后,再加少量水c.锥形瓶在滴定过程中剧烈摇动,有少量液体流出答案 1100mL容量瓶 256% 3c解析 1准确配制一定物质的量浓度的溶液可以用容量瓶来配制,准确度高2根据反应6Fe2++Cr2O+14H+===6Fe3++2Cr3++7H2O,可得出6Fe2+~Cr2O,消耗K2Cr2O7溶液体积为
25.00mL时,物质的量为
0.0150mol·L-1×
0.025L=
0.000375mol,铁矿石中铁元素的百分含量×100%=56%3a项,未用标准K2Cr2O7溶液润洗滴定管,则消耗的标准K2Cr2O7溶液偏多;b项,锥形瓶中加入待测溶液后,再加少量水,不影响滴定结果;c项,锥形瓶在滴定过程中剧烈摇动,有少量液体溅出,则消耗的标准K2Cr2O7溶液偏少1.2015·广东理综,12准确移取
20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用
0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定,下列说法正确的是 A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小答案 B解析 A项,滴定管用水洗涤后,还要用待装溶液润洗,否则将要引起误差,错误;B项,在用NaOH溶液滴定盐酸的过程中,锥形瓶内溶液由酸性逐渐变为中性,溶液的pH由小变大,正确;C项,用酚酞作指示剂,锥形瓶中溶液应由无色变为粉红色,且半分钟内不恢复原色时才能停止滴定,错误;D项,滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则碱液的体积偏大,测定结果偏大,错误2.2016·全国卷Ⅰ,12298K时,在
20.0mL
0.10mol·L-1氨水中滴入
0.10mol·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
0.10mol·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
20.0mLC.M点处的溶液中cNH=cCl-=cH+=cOH-D.N点处的溶液中pH12答案 D解析 A项,盐酸滴定氨水时,滴定终点溶液为NH4Cl溶液,呈酸性,故指示剂应选甲基橙,错误;B项,一水合氨属于弱碱,与盐酸正好反应生成NH4Cl时溶液呈酸性,故二者等浓度反应时,若溶液的pH=7,盐酸的体积应小于氨水的体积,即小于
20.0mL,错误;C项,根据电荷守恒可知溶液中cNH+cH+=cCl-+cOH-,M点溶液的pH=7,即cH+=cOH-,则cNH=cCl-,由于水的电离是微弱的,故cNH=cCl->cH+=cOH-,错误;D项,由图可知,N点即为
0.10mol·L-1氨水,由其电离度为
1.32%,可知
0.10mol·L-1氨水中cOH-=
0.00132mol·L-1,故该氨水中11pH12,正确3.2013·新课标全国卷Ⅱ,13室温时,MOH2sM2+aq+2OH-aq Ksp=acM2+=bmol·L-1时,溶液的pH等于 A.lgB.lgC.14+lgD.14+lg答案 C解析 由Ksp=cM2+·c2OH-得cOH-=mol·L-1,Kw=cH+·cOH-得cH+=mol·L-1,pH=-lg=14+lg4.2012·新课标全国卷,11已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为amol·L-1的一元酸HA与bmol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是 A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,cH+=mol·L-1D.混合溶液中,cH++cB+=cOH-+cA-答案 C解析 判断溶液呈中性的依据是cH+=cOH-A项,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项,未说明温度为25℃,故混合溶液的pH=7时不一定呈中性;C项,混合溶液中,cH+·cOH-=Kw,因为cH+=mol·L-1,则cOH-=mol·L-1,cH+=cOH-,故溶液呈中性;D项,cH++cB+=cOH-+cA-,只能说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性5.2016·北京理综,11在两份相同的BaOH2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO
4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示下列分析不正确的是 A.
①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-C.c点,两溶液中含有相同量的OH-D.a、d两点对应的溶液均显中性答案 C解析 试题所涉及的化学方程式为向BaOH2溶液中滴入H2SO4溶液BaOH2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O反应ⅰ;向BaOH2溶液中滴入NaHSO4溶液BaOH2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O反应ⅱ,NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O反应ⅲA项,由题图可知曲线
①在a点溶液导电能力最低,说明此时溶液中离子浓度最小,当BaOH2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀,此时溶液导电能力最低,故反应ⅰ符合,正确;B项,曲线
②中b点进行的反应是反应ⅱ,溶液中含有BaOH2与NaHSO4反应生成的NaOH,正确;C项,c点曲线
①表示BaOH2已经完全反应,并剩余H2SO4,溶液显酸性,c点曲线
②表示NaOH与NaHSO4反应,且NaOH还有剩余,故溶液中含有反应ⅲ生成的Na2SO4和剩余的NaOH,溶液显碱性,所以c点两溶液中含有OH-的量不相同,错误;D项,a点为BaOH2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀,溶液呈中性,d点溶液中溶质只有Na2SO4,溶液也呈中性,正确6.[2015·天津理综,102]FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小请回答下列问题为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3若酸性FeCl2废液中cFe2+=
2.0×10-2mol·L-1,cFe3+=
1.0×10-3mol·L-1,cCl-=
5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为答案 2解析 根据电荷守恒,cFe3+×3+cFe2+×2+cH+=cCl-+cOH-,酸性溶液中cOH-忽略不计,溶液中氢离子的浓度是cH+=cCl--cFe2+×2-cFe3+×3=
5.3×10-2mol·L-1-
2.0×10-2mol·L-1×2-
1.0×10-3mol·L-1×3=
1.0×10-2mol·L-1,所以pH=21.2017·河北衡水中学调研下列操作会使H2O的电离平衡向正方向移动,且所得溶液呈酸性的是 A.向水中加入少量的CH3COONaB.向水中加入少量的NaHSO4C.加热水至100℃,pH=6D.向水中加少量的明矾答案 D解析 CH3COO-水解,溶液显碱性;NaHSO4电离出H+抑制水的电离;100℃的水pH=6,但cH+=cOH-,是中性;D项,Al3+水解,促进水的电离,溶液显酸性,正确2.2018·福建质检常温下,下列溶液的pH最大的是 A.
0.02mol·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.
0.02mol·L-1盐酸与
0.02mol·L-1氨水等体积混合后的溶液D.
0.01mol·L-1盐酸与
0.03mol·L-1氨水等体积混合后的溶液答案 A解析 D项混合后得到
0.01mol·L-1氨水和
0.005mol·L-1NH4Cl的混合溶液,相当于往A项溶液中加入NH4Cl,因而D的pH比A的小3.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是 A.升高温度,可能引起由c向b的变化B.该温度下,水的离子积常数为
1.0×10-13C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化答案 C解析 A项,升高温度,促进水的电离平衡,则cH+和cOH-都同等程度地增大,若由c向b变化,则cH+增大,cOH-将变小,错误;B项,根据b点对应的cH+和cOH-都为
1.0×10-7mol·L-1,所以该温度下,水的离子积常数Kw=
1.0×10-7×
1.0×10-7=
1.0×10-14,错误;C项,加入FeCl3发生水解反应Fe3++3H2OFeOH3+3H+,破坏水的电离平衡,cH+增大、Kw不变,cOH-变小,则可能引起由b向a变化,正确;D项,c点对应的溶液呈碱性,稀释溶液,cOH-变小,Kw不变,cH+增大,故可引起由c向b的变化,而不是向d变化,错误4.下列说法中正确的是 A.25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NaCl溶液的KwB.常温下,pH均为5的醋酸和硫酸铝两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104C.根据溶液的pH与酸碱性的关系,推出pH=
6.8的溶液一定显酸性D.100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性答案 B解析 水的离子积常数只与温度有关,温度越高,Kw越大,A错误;醋酸中水电离出的cH+=溶液中的cOH-=10-9mol·L-1,硫酸铝溶液中水电离出的cH+=溶液中的cH+=10-5mol·L-1,B正确;C选项不知温度,无法判断,错误;100℃时Kw=1×10-12,所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,D错误5.2017·昆明四校联考用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中会引起实验误差的是 A.滴定前酸式滴定管需用盐酸标准液润洗B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定C.往盛有
20.00mLNaOH溶液的锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液答案 D解析 锥形瓶内存有少量蒸馏水,但待测液的物质的量不变,消耗标准液的体积不变,B不会引起误差;锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使测定结果偏高6.2017·烟台检测中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析方法实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点下列对几种具体的滴定分析待测液置于锥形瓶内中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是 A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度KMnO4——浅红色B.利用“Ag++SCN-===AgSCN↓”原理,可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度FeNO33——红色C.利用“2Fe3++2I-===I2+2Fe2+”,用FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量淀粉——蓝色D.利用OH-+H+===H2O来测量某盐酸的浓度时酚酞——浅红色答案 C解析 滴定反应一旦开始就有I2生成,溶液就呈现蓝色,故无法判断终点
7.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用
0.01mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是 A.该滴定可用甲基橙作指示剂B.Na2S2O3是该反应的还原剂C.该滴定可选用如图所示装置D.该反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为4mol答案 B解析 溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当反应终点时,单质碘消失,蓝色褪去,故A错误;Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化,作还原剂,故B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,故C错误;反应中每消耗2molNa2S2O3,电子转移数为2mol,故D错误8.2018·安徽合肥一中月考常温下,
0.1mol·L-1某一元酸HA溶液中=1×10-8,下列叙述正确的是 A.该一元酸溶液的pH=1B.该溶液中由水电离出的cH+=1×10-11mol·L-1C.该溶液中水电离的cH+=1×10-11mol·L-1D.用pH=11的NaOH溶液V1L和V2L
0.1mol·L-1该一元酸HA溶液混合,若混合溶液的pH=7,则V1<V2答案 B解析 将cOH-=代入题中关系式中可得=1×10-8,解得cH+=1×10-3mol·L-1,所以该溶液的pH=3,A项错;酸溶液中水的电离看氢氧根离子,cOH-=mol·L-1=1×10-11mol·L-1,所以由水电离出的cH+=1×10-11mol·L-1,B项正确;温度一定,水的离子积是一个常数,C项错误;由于HA是弱酸,二者等体积混合呈酸性,当pH=7时应有V1>V2,D项错9.2017·山西重点中学联考下列说法不正确的是 A.常温下,在
0.1mol·L-1的HNO3溶液中,由水电离出的cH+<B.浓度为
0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中cH2CO3>cCOC.25℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中溶度积相同D.冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性、醋酸的电离程度、pH均先增大后减小答案 D解析 硝酸对水的电离起抑制作用,故由水电离的cH+<,A正确;NaHCO3溶液中由于HCO的水解程度大于其电离程度,故cH2CO3>cCO,B正确;溶度积只与温度有关,C正确;冰醋酸中逐滴加水,溶液的导电性先增大后减小,醋酸的电离程度逐渐增大,pH先减小后增大,D不正确10.室温时,关于下列溶液的叙述正确的是 A.
1.0×10-3mol·L-1盐酸的pH=
31.0×10-8mol·L-1盐酸的pH=8B.pH=a的醋酸溶液稀释一倍后,溶液的pH=b,则a>bC.pH=12的氨水和pH=2的盐酸等体积混合,混合液的pH<7D.1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11答案 D解析 盐酸是强酸,则
1.0×10-3mol·L-1盐酸的pH=3,室温下酸性溶液的pH不可能大于7,A错误;pH=a的醋酸溶液稀释1倍后酸性降低,如果溶液的pH=b,则a<b,B错误;氨水是弱碱,pH=12的氨水和pH=2的盐酸等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,所以混合液的pH>7,C错误;1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,这说明盐酸的物质的量与氢氧化钠的物质的量相等,则NaOH溶液的浓度是
0.001mol·L-1,所以溶液的pH=11,D正确11.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是 A.盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线D.酚酞不能用作本实验的指示剂答案 B解析 P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和,溶液呈中性,B正确12.2015·山东理综,13室温下向10mL
0.1mol·L-1NaOH溶液中加入
0.1mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示下列说法正确的是 A.a点所示溶液中cNa+cA-cH+cHAB.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同C.pH=7时,cNa+=cA-+cHAD.b点所示溶液中cA-cHA答案 D解析 A项,a点NaOH与HA恰好完全反应,溶液的pH为
8.7,呈碱性,说明HA为弱酸,NaA发生了水解反应,则溶液中cNa+cA-cOH-cHAcH+,错误;B项,a点NaA发生了水解反应,促进了水的电离,b点主要由于HA的电离而使溶液呈酸性,抑制了水的电离,所以a点水的电离程度大于b点水的电离程度,错误;C项,根据电荷守恒cNa++cH+=cA-+cOH-,pH=7,则cH+=cOH-,可得cNa+=cA-,错误;D项,b点溶液中溶质为等物质的量NaA和HA,溶液呈酸性,说明HA的电离程度大于NaA的水解程度,所以cA-cHA,正确13.2017·吉林两校联考请回答下列问题1常温下,用
0.1000mol·L-1CH3COOH溶液滴定NaOH溶液,当达到滴定终点时溶液的pH填“>”“<”或“=”7,溶液中各离子浓度从大到小的顺序为;为了减小滴定误差,在滴定实验中使用的酸碱指示剂最好是填序号A.石蕊B.甲基橙C.酚酞D.甲基橙或酚酞2常温下,将1mLpH=1的H2SO4溶液加水稀释到100mL,稀释后的溶液中=3某温度下,测得
0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的离子积常数Kw=4pH相等的盐酸和醋酸溶液各100mL,分别与过量的Zn反应,相同条件下生成H2的体积V盐酸填“>”“=”或“<”V醋酸溶液答案 1> cNa+>cCH3COO->cOH->cH+ C 2108
31.0×10-13 4<
14.Ⅰ.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=
1.6×10-5该温度下,向20mL
0.01mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入
0.01mol·L-1KOH溶液,其pH变化曲线如图所示忽略温度变化请回答下列有关问题已知lg4=
0.61a点溶液中cH+为,pH约为2a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是点,滴定过程中宜选用作指示剂,滴定终点在填“c点以上”或“c点以下”Ⅱ.3若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是填字母答案 14×10-4mol·L-1
3.42c 酚酞 c点以上3B解析 1电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计由K=得,cH+≈mol·L-1=4×10-4mol·L-12a点是醋酸溶液,b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液,c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液,d点是CH3COOK和KOH的混合溶液,酸、碱均能抑制水的电离,CH3COOK水解促进水的电离,所以c点溶液中水的电离程度最大由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性,故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞滴定终点应在c点以上3由于稀氨水显碱性,首先排除选项A和C;两者恰好反应时溶液显酸性,排除选项D。