第二單元 溶液的酸堿性
第1時 溶液的酸堿性
[目標(biāo)要求] 1.了解溶液的酸堿性與c(H＋)、c(OH－)的關(guān)系�！�2.了解pH的定義及簡單的計算。
一、溶液的酸堿性
1．一種溶液顯酸性、中性還是堿性，取決于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相對大小。在一定溫度下，水溶液中氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度之積為常數(shù)。只要知道溶液中氫離子(或氫氧根離子)的濃度，就可以計算溶液中氫氧根離子(或氫離子)的濃度，并據(jù)此判斷酸堿性。例如室溫下測得某溶液中的c(H＋)為1.0×10－5mol•L－1，根據(jù)W＝c(H＋)•c(OH－)＝1.0×10－14mol2•L－2可求得該酸溶液中c(OH－)＝1.0×10－9mol•L－1 。
2．酸性溶液：c(H＋)>c(OH－)，c(H＋)越大，酸性越強；
中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)；
堿性溶液：c(H＋)<c(OH－)，c(OH－)越大，堿性越強。
二、溶液的酸堿性與pH的關(guān)系
1．溶液pH的定義
(1)由于用c(H＋)及c(OH－)表示溶液的酸堿性有時數(shù)值非常小，使用很不方便。
在實際應(yīng)用中，人們常用溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)(pH)表示溶液的酸堿性。pH與氫離子濃度的關(guān)系式為pH＝－lg_c(H＋)。
(2)pH值與溶液酸堿性的關(guān)系
在25 ℃時，純水中c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol•L－1，所以在25 ℃時，pH＝7時，溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度相等，溶液顯中性。pH>7時，溶液中氫離子濃度小于氫氧根離子濃度，溶液顯堿性，且pH越大，溶液中c(OH－)越大，溶液的堿性越強。pH<7時，溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，溶液顯酸性，且pH越小，溶液中氫離子濃度越大，溶液的酸性越強。
2．強酸與強酸(或強堿與強堿)混合溶液pH的計算
(1)強酸與強酸混合液的pH
強酸 Ⅰ：c1(酸)，V1(酸)??→電離n1(H＋)＝c1(H＋)•V1，
強酸 Ⅱ：c2(酸)，V2(酸)??→電離n2(H＋)＝c2(H＋)•V2，
⇒V混＝V1＋V2 n混(H＋)＝c1(H＋)•V1＋c2(H＋)•V2⇒c混(H＋)＝c1H＋•V1＋c2H＋•V2V1＋V2⇒pH。
(2)強堿與強堿混合液的pH
強堿Ⅰ：c1(堿)，V1(堿)??→電離n1(OH－)＝c1(OH－)•V1
強堿Ⅱ：c2(堿)，V2(堿)??→電離n2(OH－)＝c2(OH－)•V2
⇒V混＝V1＋V2 n混(OH－)＝c1(OH－)•V1＋c2(OH－)•V2
⇒c混(OH－)＝c1OH－•V1＋c2OH－•V2V1＋V2，再求c(H＋)＝WcOH－⇒pH。
三、溶液pH的測定方法
1．酸堿指示劑
酸堿指示劑一般是弱有機酸或弱有機堿，它們的顏色變化是在一定的pH范圍內(nèi)發(fā)生的，因此可以用這些指示劑粗略測出pH范圍，但不能準(zhǔn)確測定pH。
常用指示劑的變色范圍和顏色變化如下表：
指示劑甲基橙石蕊酚酞
變色范圍pH3.1～4.45～88.2～10.0
溶液顏色紅、橙、黃紅、紫、藍(lán)無色、粉紅、紅
2.pH試紙
粗略地測定溶液的pH可用pH試紙。pH試紙的使用方法是：取一小塊pH試紙放在玻璃片上(或表面皿上)，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點在試紙的中部，變色穩(wěn)定后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照確定溶液的pH。
3．pH計
通過儀器pH計精確測定溶液的pH。
知識點一 溶液的酸堿性
1．下列溶液肯定呈酸性的是( )
A．含H＋的溶液 B．能使酚酞顯無色的溶液
C．pH<7的溶液 D．c(OH－)<c(H＋)的溶液
答案 D
解析 任何水溶液中均含H＋和OH－，故A錯。酚酞顯無色的溶液，其pH<8，該溶液可能顯酸性，也可能呈中性或堿性，B錯。以純水在100℃為例，W＝1.0×10－12mol2•L－2，c(H＋)＝1×10－6mol•L－1，pH＝6，但溶液為中性，故pH<7的溶液可能是酸性，也可能呈中性或堿性。
2．判斷溶液的酸堿性有多種方法。下列溶液中，一定呈堿性的是( )
A．能夠使甲基橙呈現(xiàn)黃色的溶液
B．溶液的pH＞7
C．溶液中：c(H＋)＜c(OH－)
D．溶液中：c(H＋)＞1×10－7 mol•L－1
答案 C
解析 溶液酸堿性最本質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是看H＋和OH－濃度的相對大小，只有當(dāng)c(H＋)＞c(OH－)時，溶液才呈酸性；當(dāng)c(H＋)＝c(OH－)時，溶液呈中性；當(dāng)c(H＋)＜c(OH－)時，溶液呈堿性。甲基橙的變色范圍是3.1～4.4，即pH＜3.1時呈現(xiàn)紅色，3.1＜pH＜4.4時呈現(xiàn)橙色，pH＞4.4時呈現(xiàn)黃色。所以，使甲基橙呈現(xiàn)黃色的溶液不一定顯堿性。溶液的pH與溫度有關(guān)，常溫下pH＞7的溶液一定顯堿性，但在不是常溫的情況下就不一定了。
3．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．由強酸、強堿以等物質(zhì)的量反應(yīng)所得到的溶液
D．非溶于水所得到的溶液
答案 B
知識點二 pH值計算
4．常溫下，某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－11 mol•L－1，則該溶液的pH可能是( )
A．4 B．7 C．8 D．11
答案 D
解析 由題意知由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－11 mol•L－1<1×10－7 mol•L－1，抑制了水的電離，可能是酸，也可能是堿，若是酸，c(H＋)＝1×10－3 mol•L－1，pH＝3，若是堿，c(OH－)＝1×10－3 mol•L－1，pH＝11。
5．25℃時，若pH＝a的10體積某強酸溶液與pH＝b的1體積某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前該強酸的pH與強堿的pH之間應(yīng)滿足的關(guān)系( )
A．a(chǎn)＋b＝14 B．a(chǎn)＋b＝13 C．a(chǎn)＋b＝15 D．a(chǎn)＋b＝7
答案 C
解析 酸中n(H＋)＝10－a×10，堿中n(OH－)＝10－1410－b×1＝10－14＋b，根據(jù)混合后溶液呈中性，故n(H＋)＝n(OH－)，即10－a×10＝10－14＋b，所以a＋b＝15。
知識點三 pH的測定方法
6．下列試紙中，在測溶液的性質(zhì)時，預(yù)先不能用蒸餾水潤濕的是( )
A．石蕊試紙 B．醋酸鉛試紙 C．I淀粉試紙 D．pH試紙
答案 D
解析 pH試紙測溶液的酸堿性時是定量測定，加水潤濕后會導(dǎo)致溶液的濃度降低，使測得的pH產(chǎn)生偏差，所以不能潤濕。
7．有一學(xué)生甲在實驗室測某溶液的pH，實驗時，他先用蒸餾水潤濕pH試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢測。學(xué)生乙對學(xué)生甲的操作的評價為：操作錯誤，測定結(jié)果一定有誤差。學(xué)生丙對學(xué)生甲的操作的評價為：操作錯誤，但測定結(jié)果不一定有誤差。
(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同學(xué)的觀點，原因是________________。
(2)若用此法分別測定c(H＋)相等的鹽酸和醋酸溶液的pH，誤差較大的是________，原因是________________________________________________________________________。
(3)只從下列試劑中選擇實驗所需的物品，你________(填“能”或“不能”)區(qū)分0.1 mol•L－1的硫酸和0.01 mol•L－1的硫酸。若能，簡述操作過程。
________________________________________________________________________
①紫色石蕊試液�、诜犹囈骸、奂谆仍囈�
④蒸餾水 ⑤BaCl2溶液 ⑥pH試紙
答案 (1)丙 當(dāng)溶液呈中性時，則不產(chǎn)生誤差；否則將產(chǎn)生誤差
(2)鹽酸 在稀釋過程中，醋酸繼續(xù)電離產(chǎn)生H＋，使得溶液中c(H＋)較鹽酸溶液中c(H＋)大，誤差較小
(3)能 用玻璃棒分別蘸取兩種溶液點在兩張pH試紙上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較其pH，pH較大的為0.01 mol•L－1的硫酸
解析 本題考查pH試紙的使用，pH試紙使用不能用蒸餾水潤濕，若潤濕相當(dāng)于對待測液稀釋。對于不同性質(zhì)的溶液造成的影響不同：若溶液為中性，則測得結(jié)果無誤差；若為酸性，測得結(jié)果偏大；若為堿性，測得結(jié)果偏小。
練基礎(chǔ)落實
1．用pH試紙測定某無色溶液的pH時，規(guī)范的操作是( )
A．將pH試紙放入溶液中，觀察其顏色變化，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
B．將溶液倒在pH試紙上跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
C．用干燥的潔凈玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
D．在試管內(nèi)放入少量溶液，煮沸，把pH試紙放在管口，觀察顏色，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較
答案 C
2．常溫下，pH＝11的X、Y兩種堿溶液各1 mL，分別稀釋至100 mL，其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是( )
A．X、Y兩種堿溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度一定相等
B．稀釋后，X溶液的堿性比Y溶液的堿性強
C．分別完全中和X、Y這兩種堿溶液時，消耗同濃度鹽酸的體積V(X)＞V(Y)
D．若9＜a＜11，則X、Y都是弱堿
答案 D
3．在常溫下，將pH＝8的NaOH溶液與pH＝10的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH最接近于( )
A．8.3 B．8.7 C．9 D．9.7
答案 D
解析 本題考查有關(guān)混合溶液pH的計算。有關(guān)稀溶液混合，總體積近似等于兩種溶液體積之和。強堿溶液混合，應(yīng)按c(OH－)計算：c混(OH－)＝(1×10－6 mol•L－1＋1×10－4 mol•L－1)/2＝5.05×10－5 mol•L－1，c混(H＋)＝W/c(OH－)≈2×10－10 mol•L－1，pH＝9.7。
4．下列敘述正確的是( )
A．無論是純水，還是酸性、堿性或中性稀溶液，在常溫下，其c(H＋)×c(OH－)＝1×10－14 mol2•L－2
B．c(H＋)等于1×10－7 mol•L－1的溶液一定是中性溶液
C．0.2 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍
D．任何濃度的溶液都可以用pH表示其酸性的強弱
答案 A
解析 W＝c(H＋)•c(OH－) ，且W只與溫度有關(guān)，所以，在常溫下，純水，酸性、堿性或中性稀溶液，其W＝1×10－14mol2•L－2；在溫度不確定時，中性溶液里的c(H＋)不一定等于1×10－7 mol•L－1；0.2 mol•L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度比0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度小，所以，0.2 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍；當(dāng)c(H＋)或c(OH－)大于1 mol•L－1時，用pH表示溶液的酸堿性就不簡便了，所以，當(dāng)c(H＋)或c(OH－)大于1 mol•L－1時，一般不用pH表示溶液的酸堿性，而是直接用c(H＋)或c(OH－)表示。
練方法技巧
5．pH＝3的兩種一元酸HX和HY溶液，分別取50 mL加入足量的鎂粉，充分反應(yīng)后，收集到H2的體積分別為V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，則下列說法正確的是( )
A．HX可能是強酸
B．HY一定是強酸
C．HX的酸性強于HY的酸性
D．反應(yīng)開始時二者生成H2的速率相等
答案 D
解析 解答該題應(yīng)注意以下三點：(1)強酸完全電離，弱酸部分電離。(2)酸性相同的溶液，弱酸的濃度大，等體積時，其物質(zhì)的量多。(3)產(chǎn)生H2的速率取決于c(H＋)的大小。本題考查了強、弱酸的判斷及溶液酸性大小的比較。據(jù)題意，g粉足量，酸不足，應(yīng)根據(jù)酸的物質(zhì)的量計算H2的體積，由V(HX)>V(HY)，知pH相等時，HX的物質(zhì)的量濃度比HY的大，即HX是比HY弱的弱酸，而無法判斷HY是強酸還是弱酸，故A、B、C錯誤；D項，反應(yīng)開始時的速率取決于c(H＋)，因為開始時c(H＋)相等，故D項正確。
6．某溫度下，相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋，平衡pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示。據(jù)圖判斷正確的是( )
A．Ⅱ為鹽酸稀釋時的pH值變化曲線
B．b點溶液的導(dǎo)電性比c點溶液的導(dǎo)電性強
C．a(chǎn)點W的數(shù)值比c點W的數(shù)值大
D．b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度
答案 B
解析 本題考查了強酸和弱酸的稀釋規(guī)律，解題時要注意弱酸在稀釋時還會繼續(xù)電離。pH相同的鹽酸(強酸)和醋酸(弱酸)，稀釋相同的倍數(shù)時，因醋酸在稀釋時仍不斷地電離，故鹽酸的pH增大的多，故曲線Ⅰ代表鹽酸稀釋時pH的變化曲線，A錯誤；不斷加水稀釋時，溶液中c(H＋)不斷減小，導(dǎo)電性減弱，B正確；因為W僅僅是溫度的函數(shù)，因為是在相同的溫度下，故a點W與c點W的數(shù)值相同，C錯誤；因鹽酸和醋酸的pH相同，則c(醋酸)>c(鹽酸)，稀釋相同的倍數(shù)，由于醋酸存在電離平衡，故仍有c(醋酸)>c(鹽酸)，D錯誤。
練綜合拓展
7．已知水在25 ℃和95 ℃時，其電離平衡曲線如右圖所示：
(1)則25 ℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為________(填“A”或“B”)，請說明理由________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃時，將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為__________。
(3)95 ℃時，若100體積pH1＝a的某強酸溶液與1體積pH2＝b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH1與強堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是________________________________________________________________________
__________________。
(1)曲線B對應(yīng)溫度下，pH＝2的某HA溶液和pH＝10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH＝5。請分析其原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案 (1)A 水的電離是吸熱過程，溫度低時，電離程度小，c(H＋)、c(OH－)小
(2)10∶1 (3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14
(4)曲線B對應(yīng)95 ℃，此時水的離子積為10－12mol2•L－2，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H＋，使溶液pH＝5
解析 本題的關(guān)鍵是搞清楚溫度對水的電離平衡、水的離子積和溶液pH的影響。
(1)當(dāng)溫度升高時，促進(jìn)水的電離，水的離子積也增大，水中氫離子濃度、氫氧根離子濃度都增大，水的pH也增大，但溶液仍然呈中性。因此結(jié)合圖象中A、B曲線變化情況及氫離子濃度、氫氧根離子濃度可以判斷，25 ℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為A，理由為水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離程度增大。
(2)25 ℃時所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n(OH－)＝n(H＋)，則V(NaOH)•10－5 mol•L－1＝V(H2SO4)•10－4 mol•L－1，得V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1。
(3)要注意的是95 ℃時，水的離子積為10－12mol2•L－2，即c(H＋)•c(OH－)＝10－12mol2•L－2，即：等體積強酸、強堿反應(yīng)至中性時pH(酸)＋pH(堿)＝12。根據(jù)95 ℃時混合后溶液呈中性，pH2＝b的某強堿溶液中c(OH－)＝10b－12；有100×10－a＝1×10b－12，即：10－a＋2＝10b－12，所以，有以下關(guān)系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。
(4)在曲線B對應(yīng)溫度下，因pH(酸)＋pH(堿)＝12，可得酸堿兩溶液中c(H＋)＝c(OH－)，若是強酸、強堿，兩溶液等體積混合后溶液應(yīng)呈中性；現(xiàn)混合溶液的pH＝5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明H＋與OH－完全反應(yīng)后又有新的H＋產(chǎn)生，即酸過量，所以說酸HA是弱酸。
8．(1)pH＝2的某酸稀釋100倍，pH________4，pH＝12的某堿稀釋100倍，pH________10。
(2)室溫時，將pH＝5的H2SO4溶液稀釋10倍，c(H＋)∶c(SO2－4)＝________，將稀釋后的溶液再稀釋100倍，c(H＋)∶c(SO2－4)＝________。
(3)
OH和ROH兩種一元堿的溶液分別加水稀釋時，pH變化如右圖所示。下列敘述中不正確的是( )
A．OH是一種弱堿
B．在x點，OH完全電離
C．在x點，c(＋)＝c(R＋)
D．稀釋前ROH溶液中c(OH－)是OH溶液中c(OH－)的10倍
答案 (1)≤ ≥ (2)2∶1 20∶1 (3)B
解析 (1)若某酸為強酸，則pH＝4，若為弱酸，則pH<4；同理，對pH＝12的某堿稀釋100倍，pH≥10。
(2)pH＝5的H2SO4稀釋10倍，c(H＋)和c(SO2－4)同等倍數(shù)減小，所以c(H＋)∶c(SO2－4)＝2∶1，若將稀釋后的溶液再稀釋100倍，其pH≈7，而c(SO2－4)＝5×10－7102＝5×10－9 mol•L－1，所以c(H＋)∶c(SO2－4)＝10－7∶5×10－9＝20∶1。
(3)由圖知，稀釋100倍后ROH的pH變化為2，為強堿，OH的pH變化為1，為弱堿；x點時ROH與OH的c(OH－)相等，故c(＋)與c(R＋)相等；稀釋前ROH的c(OH－)＝0.1 mol•L－1，OH的c(OH－)＝0.01 mol•L－1，故D項正確；OH為弱堿，在任何點都不能完全電離，B項錯誤。
第2時 酸堿中和滴定
[目標(biāo)要求] 1.理解酸堿中和滴定的原理。2.初步了解酸堿中和滴定的操作方法。3.掌握有關(guān)酸堿中和滴定的誤差分析。
酸堿中和滴定
1．酸堿中和滴定概念：用已知物質(zhì)的量濃度的酸(或堿)測定未知物質(zhì)的量濃度的堿(或酸)的方法叫做酸堿中和滴定。滴定的原理：n元酸與n′元堿恰好完全中和時：nc酸V酸＝n′c堿V堿。如果用A代表一元酸，用B代表一元堿，可以利用下列關(guān)系式計算未知堿(或酸)的物質(zhì)的量濃度：cB＝cAVAVB。
2．酸堿中和滴定的關(guān)鍵：準(zhǔn)確測定參加反應(yīng)的兩種溶液的體積，以及準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好進(jìn)行完全。
3．酸堿中和滴定實驗
實驗儀器：pH計、酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、燒杯、滴定管夾、量筒、鐵架臺。
實驗藥品：標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、指示劑。
實驗步驟：
(1)查：檢查兩滴定管是否漏水和堵塞；
(2)洗：先用蒸餾水洗滌兩滴定管，然后用所要盛裝的酸堿潤洗2～3遍；
(3)盛、調(diào)：分別將酸、堿溶液注入酸、堿滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上2～3厘米處，并將滴定管固定在滴定管夾上，然后趕走滴定管內(nèi)部氣泡，調(diào)節(jié)滴定管中液面高度處于某一刻度，并記下讀數(shù)。
(4)�。簭膲A式滴定管中放出25.00 mL氫氧化鈉溶液于錐形瓶中，滴入2滴酚酞試液，將錐形瓶置于酸式滴定管下方，并在瓶底襯一張白紙。
(5)滴定：左手控制酸式滴定管活塞，右手拿住錐形瓶瓶頸，邊滴入鹽酸，邊不斷搖動錐形瓶，眼睛始終注意錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化。
(6)記：當(dāng)看到加一滴鹽酸時，錐形瓶中溶液紅色突變?yōu)闊o色時，停止滴定，且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原的顏色，準(zhǔn)確記下鹽酸讀數(shù)，并準(zhǔn)確求得滴定用去的鹽酸體積。
(7)算：整理數(shù)據(jù)進(jìn)行計算。
根據(jù)cB＝cAVAVB計算。
二、酸堿中和滴定誤差分析
中和滴定實驗中，產(chǎn)生誤差的途徑主要有操作不當(dāng)，讀數(shù)不準(zhǔn)等，分析誤差要根據(jù)計算式分析，c待測＝c標(biāo)準(zhǔn)•V標(biāo)準(zhǔn)V待測，當(dāng)用標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定待測堿溶液時，c標(biāo)準(zhǔn)、V待測均為定值，c待測的大小取決于V標(biāo)準(zhǔn)的大小。
下列為不正確操作導(dǎo)致的實驗結(jié)果偏差：
(1)儀器洗滌
①酸式滴定管水洗后，未潤洗(偏高)；②酸式滴定管水洗后，誤用待測液潤洗(偏高)；③堿式滴定管水洗后，未潤洗(偏低)；④錐形瓶水洗后，用待測液潤洗(偏高)。
(2)量器讀數(shù)
①滴定前俯視酸式滴定管，滴定后平視(偏高)；
②
滴定前仰視酸式滴定管，滴定后俯視(偏低)如圖所示；
③滴定完畢后，立即讀數(shù)，半分鐘后顏色又褪去(偏低)。
(3)操作不當(dāng)
①酸式滴定管漏液(偏高)；②滴定前酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定過程中氣泡變小(偏高)；③滴定過程中，振蕩錐形瓶時，不小心將溶液濺出(偏低)；④滴定過程中，錐形瓶內(nèi)加少量蒸餾水(無影響); ⑤用甲基橙作指示劑進(jìn)行滴定時，溶液由橙色變紅色時停止滴定(偏高)；⑥用甲基橙作指示劑，溶液由黃色變橙色，5 s后又褪去(偏低)。
知識點一 酸堿中和滴定
1．一只規(guī)格為a mL的滴定管，其尖嘴部分充滿溶液，管內(nèi)液面在m mL處，當(dāng)液面降到n mL處時，下列判斷正確的是( )
A．流出溶液的體積為(m－n) mL
B．流出溶液的體積為(n－m) mL
C．管內(nèi)溶液體積等于(a－n) mL
D．管內(nèi)溶液體積多于n mL
答案 B
解析 滴定管的“0”刻度在上方，越向下刻度越大，所以流出液體的體積為(n－m) mL；刻度線以下及尖嘴部分均充有溶液，所以管內(nèi)溶液體積大于(a－n) mL。
2．某學(xué)生用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸測定未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時，選擇甲基橙作指示劑。請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br>(1)用標(biāo)準(zhǔn)的鹽酸滴定待測的NaOH溶液時，左手握酸式滴定管的活塞，右手搖動錐形瓶，眼睛注視________，直到因加入一滴鹽酸后，溶液由黃色變?yōu)槌壬�，并______為止。
(2)下列操作中可能使所測NaOH溶液的濃度數(shù)值偏低的是( )
A．酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)鹽酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失
D．讀取鹽酸體積時，開始仰視讀數(shù)，滴定結(jié)束時俯視讀數(shù)
(3)若滴定開始和結(jié)束時，酸式滴定管中的液面如圖所示，則起始讀數(shù)為________mL，終點讀數(shù)為________mL，所用鹽酸溶液的體積為________mL。
(4)某學(xué)生根據(jù)3次實驗分別記錄有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：
滴定次數(shù)待測NaOH溶液的體積/mL0.100 0 mol•L－1鹽酸的體積/mL
滴定前刻度滴定后刻度溶液體積/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
依據(jù)上表數(shù)據(jù)列式計算該NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度。
答案 (1)錐形瓶中溶液顏色變化 在半分鐘內(nèi)不變色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10
(4)V＝26.11 mL＋26.09 mL2＝26.10 mL，c(NaOH)＝0.100 0 mol•L－1×26.10 mL25.00 mL＝0.104 4 mol•L－1
解析 在求c(NaOH)和進(jìn)行誤差分析時應(yīng)依據(jù)公式：c(NaOH)＝cHCl•V[HClaq]V[NaOHaq]。欲求c(NaOH)，須先求V[(HCl)aq]再代入公式；進(jìn)行誤差分析時，要考慮實際操作對每一個量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影響，進(jìn)而影響c(NaOH)。
(1)考查酸堿中和滴定實驗的規(guī)范操作。
(2)考查由于不正確操作引起的誤差分析。滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗，內(nèi)壁附著一層水，可將加入的鹽酸稀釋，消耗相同量的堿，所需鹽酸的體積偏大，結(jié)果偏高；用堿式滴定管取出的待測NaOH溶液的物質(zhì)的量一旦確定，倒入錐形瓶后，水的加入不影響OH－的物質(zhì)的量，也就不影響結(jié)果；若排出氣泡，液面會下降，故讀取V酸偏大，結(jié)果偏高；正確讀數(shù)(虛線部分)和錯誤讀數(shù)(實線部分)如圖所示。
(3)讀數(shù)時，以凹液面的最低點為基準(zhǔn)。
(4)先算出耗用標(biāo)準(zhǔn)酸液的平均值
V＝26.11 mL＋26.09 mL2＝26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)。c(NaOH)＝0.1000 mol•L－1×26.10 mL25.00 mL＝0.104 4 mol•L－1。
知識點二 酸堿中和滴定誤差分析
3．用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測濃度的堿溶液時，下列操作中會引起堿溶液濃度的測定值偏大的是( )
A．錐形瓶中的溶液在滴定過程中濺出
B．滴定管裝液后尖嘴部位有氣泡，滴定后氣泡消失
C．指示劑變色15 s后又恢復(fù)為原的顏色便停止滴定
D．錐形瓶用蒸餾水沖洗后未用待測液潤洗
答案 B
解析 根據(jù)c(B)＝cA•VAVB判斷，A項中，V(B)的實際量減少，導(dǎo)致V(A)減少，測定值偏小；B項使液體充滿氣泡，導(dǎo)致V(A)增大，測定值偏大；C項未到滴定終點，偏小；D項，不影響測定結(jié)果。
4．稱取一定質(zhì)量的NaOH測定未知濃度的鹽酸時(NaOH放在錐形瓶內(nèi)，鹽酸放在滴定管中)。用A.偏高；B.偏低；C.無影響；D.無法判斷，填寫下列各項操作會給實驗造成的誤差。
(1)稱量固體NaOH時，未調(diào)節(jié)天平的零點( )
(2)將NaOH放入錐形瓶中加水溶解時，加入水的體積不準(zhǔn)確( )
(3)滴定管裝入鹽酸前未用鹽酸洗( )
(4)開始滴定時，滴定管尖端處有氣泡，滴定完畢氣泡排出( )
(5)滴定前未將液面調(diào)至刻度線“0”或“0”以下，結(jié)束時初讀數(shù)按0計算( )
(6)在滴定過程中活塞處漏液( )
(7)搖動錐形瓶時，因用力過猛，使少量溶液濺出( )
(8)滴定前讀數(shù)時仰視，滴定完畢讀數(shù)時俯視( )
答案 (1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A
解析 (1)稱量固體NaOH時，未調(diào)節(jié)天平零點，不能確定稱量結(jié)果是偏大還是偏小，故選D。(2)錐形瓶內(nèi)是否含水或加多少水并不影響NaOH與HCl的中和反應(yīng)。(3)滴定管中裝鹽酸前未潤洗相當(dāng)于將待測液稀釋了，導(dǎo)致測定結(jié)果偏低。(4)滴定前有氣泡，滴定后無氣泡，相當(dāng)于待測液比實際用量多了，導(dǎo)致結(jié)果偏低。(5)讀出的數(shù)據(jù)比實際值小，導(dǎo)致結(jié)果偏大。(6)滴定過程中漏液使讀出的待測液的體積比實際消耗量多，導(dǎo)致結(jié)果偏低。(7)搖動錐形瓶時，用力過猛，使少量液體濺出，致使一部分NaOH未被中和，消耗待測液體積減小，使測定結(jié)果偏高。(8)讀出的數(shù)據(jù)比實際值偏小，使結(jié)果偏高。
練基礎(chǔ)落實
1．酸堿恰好完全中和時( )
A．酸與堿的物質(zhì)的量一定相等
B．溶液呈現(xiàn)中性
C．酸與堿的物質(zhì)的量濃度相等
D．酸所能提供的H＋與堿所能提供的OH－的物質(zhì)的量相等
答案 D
2．用鹽酸滴定NaOH溶液的實驗中，以甲基橙為指示劑，滴定到終點時，溶液顏色的變化是( )
A．由黃色變?yōu)榧t色 B．由黃色變?yōu)槌壬?br>C．由橙色變?yōu)榧t色 D．由紅色變?yōu)槌壬?br>答案 B
3．用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉溶液，下列操作導(dǎo)致結(jié)果偏低的是( )
①錐形瓶用蒸餾水洗凈后，再用待測液潤洗2～3次
②滴定前滴定管尖嘴有氣泡，滴定后氣泡消失
③滴定前仰視讀數(shù)，滴定后平視讀數(shù)
④搖動錐形瓶時，有少量液體濺出
⑤滴定時，錐形瓶里加入少量蒸餾水稀釋溶液
A．③ B．④⑤ C．①②③ D．③④
答案 D
解析�、僦邢喈�(dāng)于向錐形瓶中事先加入了一部分NaOH，會多耗用鹽酸，導(dǎo)致結(jié)果偏高；②中氣泡體積充當(dāng)了標(biāo)準(zhǔn)鹽酸，導(dǎo)致V(HCl)偏大，結(jié)果偏高；③中滴定前仰視使V(HCl)初偏大，則ΔV(HCl)＝V(HCl)末－V(HCl)初偏小，結(jié)果偏低；④中使NaOH濺出，則使V(HCl)偏小，結(jié)果偏低；⑤對結(jié)果無影響，綜合分析，選D。
4．下列指示劑的選擇不正確的是( )
(已知：I2＋2Na2S2O3) 2NaI＋Na2S4O6
標(biāo)準(zhǔn)溶液待測溶液指示劑
AHClNaOH甲基橙
BNaOHHCl酚酞
CI2Na2S2O3淀粉
DnO4Na2SO3酚酞
答案 D
解析 強酸與強堿滴定時，甲基橙或酚酞均可以，但一般強酸滴定強堿時用甲基橙，反之用酚酞，A、B均正確；據(jù)I2遇淀粉變藍(lán)可檢驗I2，C正確；D項中nO4本身有顏色，無需再用其他指示劑，D不正確。
5．下列儀器中使用前不需要檢驗是否漏水的是( )
A．滴定管 B．分液漏斗 C．過濾漏斗 D．容量瓶
答案 C
6．用0.1 mol•L－1 NaOH溶液滴定0.1 mol•L－1的鹽酸，如果達(dá)到滴定終點時不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液體積約為0.05 mL)繼續(xù)加水至50 mL，所得溶液pH是( )
A．4 B．7.2 C．10 D．11.3
答案 C
解析 本題是以酸堿中和滴定為素材設(shè)計的題目，涉及到溶液中OH－、H＋、pH的計算，考查學(xué)生的計算能力。用0.1 mol•L－1的NaOH溶液滴定0.1 mol•L－1的鹽酸，滴定到終點時溶液呈中性。多加1滴NaOH溶液(1滴溶液體積為0.05 mL)，加水至50 mL，此時溶液中
c(OH－)＝0.1 mol•L－1×0.05 mL50 mL＝1×10－4 mol•L－1
c(H＋)＝1.0×10－14cOH－＝1.0×10－141×10－4＝1×10－10 mol•L－1
pH＝10即選項C正確。
練方法技巧
7．下列實驗操作不會引起誤差的是( )
A．酸堿中和滴定時，用待測液潤洗錐形瓶
B．酸堿中和滴定時，用沖洗干凈的滴定管盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液
C．用NaOH標(biāo)準(zhǔn)溶液測定未知濃度的鹽酸溶液時，選用酚酞作指示劑，實驗時不小心多加了幾滴
D．用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸測定未知濃度NaOH結(jié)束實驗時，酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，開始實驗時無氣泡
答案 C
解析 A：錐形瓶一定不要用待測液潤洗，否則使待測液的量偏大，消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積偏大從而使所測濃度偏大。
B：沖洗干凈的滴定管無論是盛裝標(biāo)準(zhǔn)溶液，還是量取待測溶液，都必須用待裝溶液潤洗2～3次，否則會使標(biāo)準(zhǔn)溶液或待測溶液比原溶液的濃度偏小，影響結(jié)果。
C：在滴定過程中，指示劑略多加了幾滴，一般不影響實驗結(jié)果，因為指示劑不會改變反應(yīng)過程中酸和堿的物質(zhì)的量。
D：開始實驗時酸式滴定管中無氣泡，結(jié)束實驗時有氣泡，會導(dǎo)致所讀取的V(HCl)偏小，依據(jù)V(HCl)•c(HCl)＝V(NaOH)•c(NaOH)，使所測的c(NaOH)偏小。
8．用1.0 mol•L－1的NaOH溶液中和某濃度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的體積關(guān)系變化如圖所示，則原H2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度和完全反應(yīng)后溶液的大致體積是( )
A．1.0 mol•L－1,20 mL B．0.5 mol•L－1,40 mL
C．0.5 mol•L－1,80 mL D．1.0 mol•L－1,80 mL
答案 C
解析 滴定前稀H2SO4的pH＝0，c(H＋)＝1.0 mol•L－1，則c(H2SO4)＝0.5 mol•L－1，當(dāng)pH＝7時V(NaOH)＝40 mL，通過計算原硫酸溶液的體積為40 mL。本題考查中和滴定曲線，關(guān)鍵是把握滴定終點，pH＝7恰好完全反應(yīng)，即n(H＋)＝n(OH－)。
練綜合拓展
9．氧化還原滴定實驗與中和滴定類似(用已知濃度的氧化劑溶液滴定未知濃度的還原劑溶液或反之)。
現(xiàn)有0.001 mol•L－1nO4酸性溶液和未知濃度的無色NaHSO3溶液。反應(yīng)離子方程式是2nO－4＋5HSO－3＋H＋===2n2＋＋5SO2－4＋3H2O
完成問題：
(1)該滴定實驗所需儀器有下列中的________。
A．酸式滴定管(50 mL) B．堿式滴定管(50 mL) C．量筒(10 mL) D．錐形瓶 E．鐵架臺 F．滴定管夾 G．燒杯 H．白紙 I．膠頭滴管 J．漏斗
(2)不用________(酸、堿)式滴定管盛放高錳酸鉀溶液。試分析原因
________________________________________________________________________。
(3)選何種指示劑，說明理由______________________________________________。
(4)滴定前平視nO4液面，刻度為a mL，滴定后俯視液面刻度為b mL，則(b－a) mL比實際消耗nO4溶液體積______(多、少)。根據(jù)(b－a)mL計算得到的待測濃度，比實際濃度______(大、小)。
答案 (1)A、B、D、E、F、G、H
(2)堿 nO4溶液能把橡膠管氧化
(3)不用指示劑，因為nO4被還原劑還原成n2＋，紫紅色褪去，所以不需要指示劑
(4)少 小
解析 (1)(2)酸性nO4具有強氧化劑，要放在酸式滴定管中，取用待測NaHSO3溶液要用堿式滴定管，再根據(jù)滴定所需的儀器可選出正確答案。
(3)酸性nO4被還原為n2＋后由紫色變?yōu)闊o色。
(4)俯視讀得的數(shù)值偏小。
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