2020届一轮复习鲁科版第八章第2节水的电离和溶液的酸碱性学案

2020届一轮复习鲁科版第八章第2节水的电离和溶液的酸碱性学案

第 2 节　水的电离和溶液的酸碱性 [考试说明]　1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液 pH 的含义及其测 定方法，能进行 pH 的简单计算。3.了解定量研究方法是化学发展为一门科学的 重要标志。 [命题规律]　本节内容是高考命题的重点与热点，主要考点有四个：一是影 响水电离平衡的因素及 Kw 的应用；二是溶液的酸碱性的判断及 pH 的计算；三 是滴定原理的应用及定量研究的计算；四是结合滴定曲线判断滴定过程中离子 浓度的比较及计算等。考查形式有选择题也有填空题。 考点 1　水的电离 知识梳理 1.电离方程式 水是一种极弱的电解质，电离方程式为 □01 2H2OH3O＋＋OH－，简写为 □02 H2OH＋＋OH－。 2．水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)。 (1)室温下：Kw＝□03 1×10－14。 (2)影响因素：只与温度有关，水的电离是□04 吸热过程，升高温度，Kw □05 增大。 (3)适用范围：Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的□06 电解质水溶液。 (4)Kw 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．影响水的电离平衡的因素 (1)任何情况下水电离产生的 c(H＋)和 c(OH－)总是相等的。升高温度，水的 电离程度增大，c(H＋)增大，pH 减小，但仍呈中性。 (2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即 Kw＝c(H＋)·c(OH－) 中的 c(H＋)、c(OH－)分别是溶液中 H＋、OH－的总浓度，不一定是水电离出的 c(H ＋)和 c(OH－)。 (3)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用，因此，室温下，若由水电离出 的 c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，该溶液可能显酸性，也可能显碱性。 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)将纯水加热到 100 ℃，水的电离程度增大，c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，pH ＝6，此时纯水呈酸性。(×) 错因：任何情况下，由 H2O 电离产生的 c(H＋)与 c(OH－)相等，故 100_℃纯 水仍呈中性。 (2)向纯水中加入少量 NaHSO4 固体，c(H＋)增大，Kw 增大。(×) 错因：Kw 只与温度有关，温度不变，Kw 不变。 (3)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变。(×) 错因：在水中加入浓 H2SO4 放热，使温度升高、Kw 增大。 (4)由水电离出的 c(H＋)＝10－14 mol·L－1 的溶液中，Ca2＋、NH＋4 、Cl－、SiO2－3 可以大量共存。(×) 错因：由水电离出的 c(H＋)＝10－14_mol·L－1，说明水的电离受到抑制，说 明溶液中存在大量 H＋或 OH－，而 H＋与 SiO2－3 、OH－与 NH ＋4 不能大量共存， 同时 Ca2＋与 SiO 2－3 也不能大量共存。 (5)c(H＋)/c(OH－)＝1012 溶液中：Na＋、OH－、ClO－、NO －3 可以大量共存。 (×) 错因：c(H＋)＞c(OH－)为酸性溶液，OH－、ClO－不能大量共存。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题组训练 1.一定温度下，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 1.0×10－13 C．该温度下，加入盐酸可能引起由 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　升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A 错误；根据 c(H＋)和 c(OH－)可求出该温度下 Kw＝1.0×10－14，B 错误；加入盐酸后溶液呈酸 性，可引起由 b 向 a 变化，C 正确；温度不变，稀释溶液，Kw 不变，而 c 和 d 对应的 Kw 不相等，D 错误。 2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正 确的是(　　) A．向水中加入氢氧化钠固体，平衡逆向移动，c(H＋)减小，c(OH－)增大 B．向水中加入少量硫酸氢钠固体，c(H＋)增大，Kw 增大 C．向水中加入少量冰醋酸，平衡逆向移动，c(H＋)减小 D．将水加热，Kw 增大，c(H＋)不变 答案　A 解析　向水中加入氢氧化钠固体，氢氧根离子浓度增大，平衡逆向移动，溶 液中氢离子浓度减小，故 A 正确；硫酸氢钠是强电解质，加入后，溶液中氢离 子浓度增大，平衡逆向移动，温度不变，则 Kw 不变，故 B 错误；加入冰醋酸溶 液中氢离子浓度增大，平衡逆向移动，故 C 错误；ΔH>0，则反应吸热，温度升 高，平衡正向移动，Kw 增大，溶液中氢离子浓度增大，故 D 错误。 3．如图表示水中 c(H＋)和 c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　　) A．两条曲线上任意点均有 c(H＋)×c(OH－)＝Kw B．M 区域内任意点均有 c(H＋)c(OH－)，溶液呈□01 酸性，25 ℃时，pH□02 <7。 c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈□03 中性，25 ℃时，pH□04 ＝7。 c(H＋)7。 2．溶液的 pH (1)定义式：pH＝□07 －lg_c(H＋)。 (2)溶液的酸碱性跟 pH 的关系 室温下： (3)pH 的测定 ①用 pH 试纸测定：粗略测定溶液的 pH。 操作方法：把小片试纸放在□10 表面皿上，用□11 玻璃棒蘸取待测液点在 干燥的 pH 试纸上，试纸变色后，与□12 标准比色卡对比即可确定溶液的 pH。 ②pH 计测定：可精确测定溶液的 pH。 3．溶液 pH 的计算 (1)强酸溶液：如浓度为 c mol/L 的 HnA 溶液，c(H＋)＝nc mol/L，所以 pH＝ －lg nc。 (2)强碱溶液：如浓度为 c mol/L 的 B(OH)n 溶液，c(OH－)＝nc mol/L，c(H ＋)＝10－14 nc mol/L，所以 pH＝14＋lg nc。 (3)溶液稀释的 pH 计算 (4)混合溶液的 pH 计算 ①两强酸混合后 pH 的计算 由 c(H＋)混＝□19 c(H＋)1V1＋c(H＋)2V2 V1＋V2 先求出混合后的 c(H＋)混，再根据公式 pH＝－lg c(H＋)求 pH。 ②两强碱混合后 pH 的计算 由 c(OH－)混＝□20 c(OH－)1V1＋c(OH－)2V2 V1＋V2 先求出混合后的 c(OH－)混，再通 过 □21 Kw 求出混合后 c(H＋)，最后求 pH。 ③强酸与强碱混合后 pH 的计算 强酸与强碱混合的实质是中和反应即 H＋＋OH－===H2O，中和后溶液的 pH 有以下三种情况(25 ℃时)： 若恰好中和，pH＝7。 若剩余酸，先求中和后的 c(H＋)，再求 pH。 若剩余碱，先求中和后的 c(OH－)，再通过 Kw 求出 c(H＋)，最后求 pH。 (1)溶液呈现酸、碱性的实质是 c(H＋)与 c(OH－)的相对大小，在任何温度下 都可以根据 c(H＋)与 c(OH－)的相对大小来判断溶液的酸碱性，而使用 pH 则要 注意温度，例如，一定温度下 pH＝6 的溶液可能显中性，也可能显酸性。 (2)pH 的取值范围为 0～14，即只适用于 c(H ＋)≤1 mol·L －1 或 c(OH－)≤1 mol·L－1 的溶液，当 c(H＋)或 c(OH－)≥1 mol·L－1 时，直接用 c(H＋)或 c(OH－)表 示溶液的酸碱性。 (3)也可以用 pOH 来表示溶液的酸碱度。pOH 是 OH－浓度的负对数，pOH ＝－lg c(OH－)。因为常温下，c(OH－)·c(H＋)＝10－14，若两边均取负对数得：pH ＋pOH＝14。 (4)酸溶液稀释时，pH 增大，但无论稀释多大倍数，pH 无限接近于 7，却不 会大于 7 或等于 7。碱溶液稀释时，pH 减小，但无论稀释多大倍数，pH 无限接 近于 7，却不会小于或等于 7。 (5)pH 试纸使用前不能用蒸馏水湿润，否则待测液因被稀释可能会产生误差； 用广泛 pH 试纸读出的 pH 只能是整数。 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)25 ℃时，用 pH 试纸测得某酸溶液的 pH 等于 1.5。(×) 错因：pH 试纸只能粗略测溶液的 pH 且取整数值。 (2)用 pH 试纸测溶液的 pH 时，若用水湿润试纸一定会引起误差。(×) 错因：对于中性溶液，用水湿润试纸不会引起误差。 (3)用 pH 试纸测得新制氯水的 pH 为 2。(×) 错因：新制氯水具有漂白性。 (4)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。 (√) 错因：__________________________________________________ (5)某溶液的 c(H＋)>10－7 mol·L－1，则该溶液呈酸性。(×) 错因：溶液的酸碱性取决于 c(H＋)与 c(OH－)的相对大小，单独使用 c(H＋) 或 c(OH－)来判断溶液的酸碱性要指明温度。 (6)pH＝6 的溶液一定呈酸性，pH＝7 的溶液一定呈中性。(×) 错因：用 pH 判断溶液酸碱性要结合温度，例：25_℃_pH＝6，酸性。 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题组训练 题组一 溶液酸碱性的判断 1．已知温度 T 时水的离子积常数为 Kw，该温度下，将浓度为 a mol·L－1 的 一元酸 HA 与 b mol·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(　　) ①a＝b　②混合溶液的 pH＝7　③混合溶液中 c(OH －)＝10 －7 mol·L －1　 ④混合溶液中，c(H＋)＝ Kw mol·L－1　⑤混合溶液中，c(B＋)＝c(A－) A．②③ B．④⑤ C．①④ D．②⑤ 答案　B 解析　判断溶液的酸碱性，要根据 H＋浓度和 OH－浓度的相对大小。因为 酸、碱的强弱未知，不能依据 a＝b 判断，①错误；温度不能确定为 25 ℃，溶液 的 pH＝7，c(OH－)＝10－7 mol·L－1 不能判断溶液呈中性，②、③错误；Kw＝c(H ＋)·c(OH－)，当 c(H＋)＝c(OH－)＝ Kw mol·L－1 时，溶液一定呈中性，④正确； 根据电荷守恒 c(H＋)＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，当 c(B＋)＝c(A－)时，c(H＋)＝ c(OH－)，溶液一定呈中性，⑤正确。故选 B。 2．判断下列溶液在常温下的酸碱性(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)pH＝2 的 HCl 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合。(　　) (3)pH＝3 的 HCl 和 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合。(　　) (4)pH＝3 的 HCl 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合。(　　) (5)pH＝2 的 CH3COOH 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合。(　　) (6)pH＝2 的 HCl 和 pH＝12 的 NH3·H2O 等体积混合。(　　) 答案　(1)中性　(2)中性　(3)酸性　(4)碱性　(5)酸性　(6)碱性 解析　(1)两者混合，恰好完全反应生成 NaCl 溶液，呈中性； (2)两者混合，恰好完全反应生成 NaCl 溶液，呈中性； (3)两者混合，HCl 过量，溶液呈酸性； (4)两者混合，NaOH 过量，溶液呈碱性； (5)两者混合，CH3COOH 过量，溶液呈酸性； (6)两者混合，NH3·H2O 过量，溶液呈碱性。 题组二 溶液 pH 的计算 3．已知：在 100 ℃时，水的离子积 Kw＝1×10－12，下列说法正确的是(　　) A．0.05 mol·L－1 H2SO4 溶液的 pH＝1 B．0.001 mol·L－1 NaOH 溶液的 pH＝11 C．0.005 mol·L －1 H2SO4 溶液与 0.01 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，混 合溶液的 pH 为 5，溶液显酸性 D．完全中和 50 mL pH＝3 的 H2SO4 溶液，需要 50 mL pH＝11 的 NaOH 溶液 答案　A 解析　0.05 mol·L－1 H2SO4 溶液中 c(H＋)＝0.05 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1， 则该溶液的 pH ＝1，A 正确；0.001 mol·L－1 NaOH 溶液中 c(OH－)＝0.001 mol·L －1，由于 100 ℃时水的离子积 Kw＝1×10－12，则溶液中 c(H＋)＝1×10－9 mol·L－ 1，故溶液的 pH＝9，B 错误；0.005 mol·L－1 H2SO4 溶液与 0.01 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，二者恰好完全反应生成 Na2SO4，溶液呈中性，此时溶液的 pH ＝6，C 错误；pH＝3 的 H2SO4 溶液中 c(H＋)＝10－3 mol·L－1，pH＝11 的 NaOH 溶液中 c(OH－)＝0.1 mol·L－1，根据中和反应：H＋＋OH－===H2O 可知，完全中 和 50 mL pH＝3 的 H2SO4 溶液，需要 0.5 mL pH ＝11 的 NaOH 溶液，D 错误。 4．在某温度时，测得 0.01 mol·L－1 的 NaOH 溶液的 pH＝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 Va L 与 pH＝b 的硫酸 Vb L 混合。 ①若所得混合液为中性，且 a＝12，b＝2，则 Va∶Vb＝________。 ②若所得混合液为中性，且 a＋b＝12，则 Va∶Vb＝________。 答案　(1)10－13　(2)①1∶10　②10∶1 解析　(1)由题意知，溶液中 c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－ 1，故 Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。 (2)①根据中和反应：H＋＋OH－===H2O。 c(H＋)·V 酸＝c(OH－)·V 碱 10－2·Vb＝10－13/10－12·Va Va Vb ＝10－2 10－1 ＝1∶10。 ②根据中和反应 H＋＋OH－===H2O c(H＋)·V 酸＝c(OH－)·V 碱 10－b·Vb＝10－13/10－a·Va Va Vb ＝ 10－b 10a－13 ＝1013－(a＋b)＝10，即 Va∶Vb＝10∶1。 溶液 pH 的计算方法 考点 3　酸碱中和滴定 知识梳理 1.实验原理 利用酸碱□01 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。以标准盐酸滴定待测的 NaOH 溶液，待测的 NaOH 溶液的物质的 量浓度为 c(NaOH)＝□02 c(盐酸)·V(盐酸) V(NaOH) 。 酸碱中和滴定的关键： (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的□03 体积。 (2)选取适当指示剂，准确判断□04 滴定终点。 2．实验用品 (1)仪器：□05 酸式滴定管(如图 A)、□06 碱式滴定管(如图 B)、滴定管夹、 铁架台、烧杯、□07 锥形瓶。 (2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 (3)滴定管特征和使用要求 ①构造：标有温度、容积，“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。 ②精确度：读数可估计到 □08 0.01 mL。 ③洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用□09 待装液润洗 2～3 次。 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滴定管的选用 酸性、氧化性的试剂用□10 酸式滴定管，因为酸性和氧化性物质易□11 腐 蚀橡胶。 碱性的试剂用□12 碱式滴定管，因为碱性物质易□13 腐蚀玻璃，致使□14 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)滴定准备“八动词” (2)滴定过程“三动作” (3)终点判断“两数据” ①最后一滴：滴入最后一滴，溶液颜色发生突变。 ②半分钟：颜色突变后，经振荡半分钟内不复原，视为滴定终点。 (4)数据处理 按上述操作重复 □21 2～3 次，求出用去标准盐酸体积的□22 平均值，根据 c(NaOH)＝□23 c(盐酸)·V(盐酸) V(NaOH) 计算。 4．常用酸碱指示剂及变色范围 5．常见误差分析 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不 正确而引起的误差有： (1)恰好中和＝酸碱恰好完全反应≠滴定终点≠溶液呈中性。 (2)滴定终点是通过指示剂颜色变化而实际控制的停止滴定的“点”，滴定终 点与恰好中和越吻合，测定误差越小。 (3)指示剂选择时要注意 变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。 ①不能用石蕊作指示剂。 ②滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用 NaOH 溶液滴定醋酸。 ③滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。 ④强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。 ⑤并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的 Na2C2O4 溶液滴定 KMnO4 溶液，当 KMnO4 颜色褪去时即为滴定终点。 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”，错误的指明错因。 (1)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。(×) 错因：较浓的标准液一滴引起的误差大，指示剂一般加入 2～3 滴。 (2)中和滴定实验中，必须用待装标准液润洗滴定管，用待测液润洗锥形瓶。 (×) 错因：锥形瓶不能润洗。 (3)用 0.2000 mol·L－1 NaOH 标准溶液滴定 HCl 与 CH3COOH 的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为 0.1 mol·L －1)，至中性 时，溶液中的酸未被完全中和。(√) 错因：___________________________________________________________ (4)用碱式滴定管量取 20.00 mL KMnO4 溶液。(×) 错因：KMnO4 溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶，故不能用碱式滴定管量取。 (5)中和滴定时，眼睛必须注视滴定管中的液面变化。(×) 错因：眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 (6)在中和滴定实验中，滴定前盛标准液滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气 泡消失，测定结果待测液浓度偏高。(√) 错因：______________________________________________________ 　 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 题组训练 题组一 中和滴定仪器及指示剂的选择与使用 1．用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度，参考如图所示滴定 管从下表中选出正确选项(　　) 答案　D 解析　解答本题的关键是：①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项，②指 示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛放碱，而碱式滴定管不能盛放酸，指示剂应 选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙，不能选用石蕊。 2．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 0.1000 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作指示剂 B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂 C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂 D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂 答案　D 解析　NaOH 溶液和 CH3COOH 溶液恰好完全反应生成 CH3COONa 时， CH3COO－水解显碱性，而酚酞的变色范围为 8.2～10.0，比较接近。因此答案为 D。 题组二 酸碱中和滴定的数据处理和误差分析 3．准确移取 20.00 mL 某待测 HCl 溶液于锥形瓶中，用 0.1000 mol·L －1 NaOH 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　滴定管用蒸馏水洗涤并用 NaOH 溶液润洗后，方可装入 NaOH 溶液， A 错误；在滴定过程中，溶液的 pH 会由小逐渐变大，B 正确；用酚酞作指示剂， 当溶液由无色变为浅红色，且 30 s 内颜色不褪去，说明达到滴定终点，可停止 滴定，C 错误；滴定后，若滴定管尖嘴部分有悬滴，说明计算时代入的 NaOH 溶液体积的值比实际滴入的大，导致测定结果偏大，D 错误。 4．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 母序号)。 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________mL。 (4)某学生根据 3 次实验分别记录有关数据如下表： 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 (2)D　(3)0.00　26.10　26.10 (4)V＝26.11 mL＋26.09 mL 2 ＝26.10 mL， c(NaOH)＝0.1000 mol·L－1 × 26.10 mL 25.00 mL ＝0.1044 mol·L－1 解 析 　 在 求 c(NaOH) 和 进 行 误 差 分 析 时 应 依 据 公 式 ： c(NaOH) ＝ c(HCl)·V[(HCl)aq] V[(NaOH)aq] 。欲求 c(NaOH)，须先求 V[(HCl)aq]，再代入公式；进行误差 分析时，要考虑实际操作对 V[(HCl)aq]和 V[(NaOH)aq]的影响，进而影响 c(NaOH)。 (4)先算出耗用标准盐酸的平均值： V＝26.11 mL＋26.09 mL 2 ＝26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)， c(NaOH)＝0.1000 mol·L－1 × 26.10 mL 25.00 mL ＝0.1044 mol·L－1。 题组三 酸碱中和滴定曲线分析 5. 常温下，用 pH＝m 的盐酸滴定 20 mL pH＝n 的 MOH 溶液，且 m＋n＝ 14。混合溶液的 pH 与盐酸体积 V 的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a 点：c(Cl－)>c(M＋)>c(OH－)>c(H＋) B．b 点：MOH 和 HCl 恰好完全反应 C．c 点：c(H＋)＝c(OH－)＋c(MOH) D．a 点到 d 点：水电离的 c(H＋)·c(OH－)先变大，后变小 答案　D 解析　m＋n＝14，从图像看出，b 点时，盐酸体积与 MOH 溶液体积相等， 溶液呈碱性，说明混合溶液中 MOH 过量，MOH 继续电离，说明 MOH 是弱碱。 a 点对应的溶液呈碱性，溶液中离子浓度大小顺序为 c(M＋)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H ＋)，A 错误；b 点对应的溶液中 MOH 未完全反应，溶液呈碱性，B 错误；c 点 对应的溶液显中性，c(H＋)＝c(OH－)，C 错误；在碱溶液中滴加盐酸，水的电离 程度逐渐增大，当碱与酸恰好完全反应时，水的电离程度最大，然后随着盐酸的 不断加入，水的电离受到抑制，则水电离的 c(H＋)·c(OH－)先变大，后变小，D 正确。 题组四 滴定原理在定量实验中的拓展应用 6．为了测定摩尔盐[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]产品的纯度，称取 a g 样品溶 于水，配制成 500 mL 溶液，用浓度为 c mol·L－1 的酸性 KMnO4 溶液滴定。每 次所取待测液体积均为 25.00 mL，实验结果记录如下： 滴定过程中发生反应的离子方程式为____________________________，滴定 终点的现象是________________________________________________。 通过实验数据计算该产品的纯度：____________(用含字母 a、c 的式子表示)。 上 表 第 一 次 实 验 中 记 录 的 数 据 明 显 大 于 后 两 次 ， 其 原 因 可 能 是 ____________________。 A．实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时酸性高锰酸钾溶液的体积 B．滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡 C．第一次滴定用的锥形瓶用待装液润洗过，后两次未润洗 D．该酸性高锰酸钾标准液保存时间过长，有部分变质，浓度降低 答案　MnO－4 ＋5Fe2＋＋8H＋===Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 滴入最后一滴 KMnO4 溶液，溶液由无色变为浅紫色，且 30 s 不变色　980c a ×100%　BC 解析　滴定原理为 MnO －4 与 Fe2＋发生氧化还原反应。到达滴定终点时，溶 液由无色变为浅紫色，且 30 s 不变色。第一次实验中数据偏差较大，应舍去， 取后两次实验数据的平均值，消耗 KMnO4 溶液的体积为 25.00 mL，根据关系式 MnO－4 ～5Fe2 ＋得，所取 25.00 mL 待测液中 n(Fe2 ＋)＝5n(MnO －4 )＝5×0.025 L×c mol·L －1 ＝0.125c mol，则 a g 产品中 n[(NH 4)2SO4·FeSO4·6H2O]＝ 500 25.00 ×n(Fe2 ＋ ) ＝ 500 25.00 ×0.125c mol ＝ 2.5c mol ， 故 该 产 品 的 纯 度 为 2.5c mol × 392 g·mol－1 a g ×100%＝980c a ×100%。实验结束时俯视刻度线，读数 偏小，导致记录数据偏小，A 错误；滴定前滴定管尖嘴有气泡，滴定结束无气泡， 则读取的体积偏大，B 正确；锥形瓶用待装液润洗过，则消耗的酸性高锰酸钾溶 液偏多，读取的体积偏大，C 正确；三次使用的酸性高锰酸钾溶液相同，则消耗 的体积应该相同，D 错误。 7．莫尔法是一种沉淀滴定法，以 K2CrO4 为指示剂，用标准硝酸银溶液滴 定待测液，进行测定溶液中 Cl－的浓度。已知： (1)滴定终点的现象是__________________________________。 (2)若用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液，可选为滴定指示剂的是________(填 字母序号)。 A．NaCl B．BaBr2 C．Na2CrO4 刚好达到滴定终点时，发生的离子反应方程式为____________________。 答案　(1)滴入最后一滴标准溶液，生成砖红色沉淀 (2)C　2Ag＋＋CrO2－4 ===Ag2CrO4↓ 解析　(1)根据沉淀滴定法的原理，可知溶液中 Ag＋和 Cl－先反应，Cl－消耗 完后再和指示剂反应生成 Ag2CrO4 砖红色沉淀，由此可知滴定终点时的颜色变 化。 (2)当用 AgNO3 溶液滴定 NaSCN 溶液时，所选择的指示剂和 Ag＋反应所生 成沉淀的溶解度应大于 AgSCN 的溶解度，由题给数据可以看出溶解度比 AgSCN 大的有 AgCl 和 Ag2CrO4，但是由于 AgCl 是白色沉淀，所以应选择 Na2CrO4 为指示剂，这样在滴定终点时沉淀的颜色发生明显的变化(白色→砖红 色 ) 以 指 示 滴 定 刚 好 达 到 终 点 ， 此 时 的 离 子 反 应 方 程 式 为 2Ag ＋ ＋ CrO2－4 ===Ag2CrO4↓。 中和滴定拓展应用 中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，也可以迁移应用于氧化还原反应， NaOH、Na2CO3 混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。 1．氧化还原滴定法 (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。 (2)实例 ①酸性 KMnO4 溶液滴定 H2C2O4 溶液 ②Na2S2O3 溶液滴定碘液 2.沉淀滴定法(利用生成沉淀的反应) 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－ 或 Ag＋。 高考真题实战 1.(高考集萃)判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)(2018·全国卷Ⅲ) 用标准 HCl 溶液滴定 NaHCO3 溶液来测定其浓度选择酚酞作为指示剂。(　　) (2)(2016·江苏高考)如图表示强碱滴定强酸的滴定曲线。(　　) (3)(2015·江苏高考)用玻璃棒蘸取溶液点在水润湿的 pH 试纸上，测定该溶液 的 pH。(　　) (4)(2015·江苏高考)室温下 pH＝3 的 CH 3COOH 溶液与 pH＝11 的 NaOH 溶液等体积混合，溶液的 pH>7。(　　) (5)(全国卷Ⅰ)酸式滴定管装标准溶液前，必须先用该溶液润洗。(　　) (6)(全国卷Ⅰ)酸碱滴定实验中，用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差。 (　　) (7)(大纲卷)用蒸馏水润湿的试纸测溶液的 pH，一定会使结果偏低。(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×　(7)× 解析　(1)滴定终点时，溶液显酸性，应该选择变色范围在酸性的甲基橙作 为指示剂，错误。 (2)在强酸中滴加入强碱，pH 不断增大，当接近终点时，溶液中的 pH 会发 生突变，正确。 (3)测定 pH 时，不能将 pH 试纸润湿，故错误。 (4)pH＝3 的 CH3COOH 溶液与 pH＝11 的 NaOH 溶液等体积混合，反应后 醋酸过量，溶液显酸性，错误。 (5)滴定管使用前，需先用标准溶液润洗，以减小实验误差，正确。 (6)酸碱滴定实验中，不能用待测液润洗锥形瓶，润洗会导致待测液增多， 使实验误差增大，错误。 (7)当溶液本身呈中性时，用蒸馏水润湿 pH 试纸，对测量结果不产生影响， 错误。 2．(2018·天津高考)LiH 2PO4 是制备电池的重要原料。室温下，LiH2PO4 溶 液的 pH 随 c 初始(H2PO－4 )的变化如图 1 所示，H3PO4 溶液中 H2PO －4 的分布分数 δ 随 pH 的变化如图 2 所示[δ＝ c(H2PO－4 ) c总(含P元素的粒子)]，下列有关 LiH2PO4 溶液的 叙述正确的是(　　) A．溶液中存在 3 个平衡 B．含 P 元素的粒子有 H2PO－4 、HPO2－4 、PO3－4 C．随 c 初始(H2PO－4 )增大，溶液的 pH 明显变小 D．用浓度大于 1 mol·L－1 的 H3PO4 溶液溶解 Li2CO3，当 pH 达到 4.66 时， H3PO4 几乎全部转化为 LiH2PO4 答案　D 解析　溶液中存在 H2PO －4 的电离平衡和水解平衡，存在 HPO 2－4 的电离平 衡，存在水的电离平衡，所以至少存在 4 个平衡，A 错误。含 P 元素的粒子有 H2PO－4 、HPO2－4 、PO 3－4 和 H3PO4，B 错误。从图 1 中得到随着 c 初始(H2PO－4 )增 大，溶液的 pH 不过大约从 5.5 减小到 4.66，谈不上明显变小，同时 pH 达到 4.66 以后就不变了，C 错误。由图 2 得到，pH＝4.66 的时候，δ＝0.994，即溶液中所 有含 P 的成分中 H2PO －4 占 99.4%，所以此时 H3PO4 几乎全部转化为 LiH2PO4， D 正确。 3．(2018·高考组合题)(1)(全国卷Ⅰ)Na 2S2O5 可用作食品的抗氧化剂。在测 定某葡萄酒中 Na2S2O5 残留量时，取 50.00 mL 葡萄酒样品，用 0.01000 mol·L－1 的碘标准液滴定至终点，消耗 10.00 mL。滴定反应的离子方程式为 ________________________________，该样品中 Na2S2O5 的残留量为__________ g·L－1(以 SO2 计)。 (2)(全国卷Ⅲ节选)K3[Fe(C2O4)3]·3H2O(三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可 用于晒制蓝图，回答下列问题： 测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。 ①称量 m g 样品于锥形瓶中，溶解后加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L － 1 KMnO4 溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________________________。 ②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤 液全部收集到锥形瓶中。加稀 H2SO4 酸化，用 c mol·L－1 KMnO4 溶液滴定至终 点，消耗 KMnO4 溶液 V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为______________。 (3)(天津高考节选)烟道气中的 NOx 是主要的大气污染物之一，为测定其含 量，回答下列问题。 将 V L 气样通入适量酸化的 H2O2 溶液中，使 NOx 完全被氧化为 NO－3 ，加 水稀释至 100.00 mL。量取 20.00 mL 该溶液，加入 V1 mL c1 mol·L－1 FeSO4 标 准溶液(过量)，充分反应后，用 c2 mol·L－1 K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的 Fe2＋， 终点时消耗 V2 mL。 ①NO 被 H2O2 氧化为 NO －3 的离子方程式是________________________。 ②滴定操作使用的玻璃仪器主要有________________。 ③滴定过程中发生下列反应： 3Fe2＋＋NO－3 ＋4H＋===NO↑＋3Fe3＋＋2H2O Cr2O2－7 ＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O 则气样中 NOx 折合成 NO2 的含量为________________mg·m－3。 ④若 FeSO4 标准溶液部分变质，会使测定结果________(填“偏高”“偏低” 或“无影响”)。 答案　(1)S2O2－5 ＋2I2＋3H2O===2SO2－4 ＋4I－＋6H＋　0.128 (2)①溶液变紫色且半分钟内不褪色　②5cV × 56 1000m ×100% (3)①2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO－3 ＋2H2O ②锥形瓶、酸式滴定管　③23(c1V1－6c2V2) 3V ×104　④偏高 解析　(1)单质碘具有氧化性，能把焦亚硫酸钠氧化为硫酸钠，反应的方程 式为 S2O2－5 ＋2I2＋3H2O===2SO2－4 ＋4I －＋6H ＋；消耗碘的物质的量是 0.0001 mol，所以焦亚硫酸钠的残留量(以 SO2 计)是 0.0001 mol × 64 g·mol－1 0.05 L ＝0.128 g·L－1。 (2)①高锰酸钾氧化草酸根离子而自身被还原，达到滴定终点时高锰酸钾不 再被还原，故溶液变紫色且半分钟内不褪色。 ②锌把铁离子还原为亚铁离子，酸性高锰酸钾溶液又把亚铁离子氧化为铁离 子。反应中消耗高锰酸钾 0.001cV mol，Mn 元素化合价从＋7 价降低到＋2 价， 所以根据得失电子守恒可知铁离子的物质的量是 0.005cV mol，则该晶体中铁的 质量分数的表达式为0.005cV × 56 m ×100%＝5cV × 56 1000m ×100%。 (3)①NO 被 H2O2 氧 化 为 硝 酸 ， 所 以 反 应 的 离 子 方 程 式 为 ： 2NO ＋ 3H2O2===2H＋＋2NO－3 ＋2H2O。 ②滴定中使用酸式滴定管(本题中的试剂都只能使用酸式滴定管)和锥形瓶。 ③用 c2 mol·L－1 K2Cr2O7 标准溶液滴定剩余的 Fe2＋，终点时消耗 V2 mL， 此时加入的 Cr2O 2－7 为 c2V2/1000 mol，所以过量的 Fe2＋为 6c2V2/1000 mol；则与 硝酸根离子反应的 Fe2 ＋为(c1V1/1000 －6c2V2/1000) mol ，所以硝酸根离子为 (c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol；根据氮原子守恒，硝酸根离子与 NO2 的物质的 量相等。考虑到配制 100 mL 溶液取出来 20 mL 进行实验，所以 NO2 为 5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 mol，质量为 46×5(c1V1/1000－6c2V2/1000)/3 g，即 230(c1V1－6c2V2)/3 mg。这些 NO2 是 V L 气体中含有的，所以含量为 230(c1V1－ 6c2V2)/3V mg·L－1，即为 1000×230(c1V1－6c2V2)/3V mg·m－3。 ④若 FeSO4 标准溶液部分变质，一定是部分 Fe2＋被空气中的氧气氧化，计 算时仍然认为这部分被氧化的 Fe2＋是被硝酸根离子氧化的，所以测定结果偏高。 4．(2017·全国卷Ⅱ)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外 小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下： Ⅰ.取样、氧的固定 用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与 Mn(OH)2 碱性悬 浊液(含有 KI)混合，反应生成 MnO(OH)2，实现氧的固定。 Ⅱ.酸化、滴定 将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2 被 I－还原为 Mn2＋，在暗处静置 5 min， 然后用标准 Na2S2O3 溶液滴定生成的 I2(2S2O2－3 ＋I2===2I－＋ S4O2－6 )。 回答下列问题： (1) 取 水 样 时 应 尽 量 避 免 扰 动 水 体 表 面 ， 这 样 操 作 的 主 要 目 的 是 ______________________________________________________________。 (2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为________________。 (3)Na2S2O3 溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧 杯、玻璃棒、试剂瓶和________；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其 目的是杀菌、除________及二氧化碳。 (4)取 100.00 mL 水样经固氧、酸化后，用 a mol·L－1 Na2S2O3 溶液滴定，以 淀粉溶液作指示剂，终点现象为__________________________；若消耗 Na2S2O3 溶液的体积为 b mL，则水样中溶解氧的含量为________mg·L－1。 (5)上述滴定完成时，若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。 (填“高”或“低”) 答案　(1)使测定值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差 (2)O2＋2Mn(OH)2===2MnO(OH)2 (3)量筒　氧气 (4)蓝色刚好褪去且半分钟内不恢复原来的颜色　80ab (5)低 解析　(1)本实验为测定水样中的溶解氧，如果扰动水体表面，会增大水体 与空气的接触面积，增大氧气在水中的溶解量。避免扰动水体表面是为了使测定 值与水体中的实际值保持一致，避免产生误差。 (2)由题意知，反应物为 O2 和 Mn(OH)2，生成物为 MnO(OH)2，因此该反应 的化学方程式为 O2＋ 2Mn(OH)2===2MnO(OH)2。 (3)配制溶液时还需要量筒量取液体体积；煮沸可以使蒸馏水中的氧气挥发， 达到除去氧气的目的。 (4)由于混合液中含有碘单质，加入淀粉时，溶液为蓝色；滴定时，Na2S2O3 与碘反应，当碘恰好完全反应时，溶液蓝色刚好褪去，且半分钟内颜色不恢复。 由各反应关系可建立如下关系式：O2～2Mn(OH)2～2I2～4S2O2－3 ，由题意知，滴 定消耗 Na2S2O3 的物质的量为 ab×10－3 mol，因此 0.1 L 水样中溶解氧的物质的 量＝ab 4 ×10－3 mol，质量为ab 4 ×10－3 mol×32 g·mol－1＝8ab×10－3 g＝8ab mg， 即溶解氧的含量为 80ab mg·L－1。 (5)滴定完成时，滴定管尖嘴处留有气泡，会使最后的读数偏小，测得消耗 Na2S2O3 的体积偏小，所以测量结果偏低。 5．(2017·天津高考)用沉淀滴定法快速测定 NaI 等碘化物溶液中 c(I －)，实 验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。 Ⅰ.准备标准溶液 a．准确称取 AgNO3 基准物 4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成 250 mL 标准溶 液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。 b．配制并标定 100 mL 0.100 0 mol·L－1 NH4SCN 标准溶液，备用。 Ⅱ.滴定的主要步骤 a．取待测 NaI 溶液 25.00 mL 于锥形瓶中。 b．加入 25.00 mL 0.1000 mol·L－1 AgNO3 溶液(过量)，使 I－完全转化为 AgI 沉淀。 c．加入 NH4Fe(SO4)2 溶液作指示剂。 d．用 0.1000 mol·L－1 NH4SCN 溶液滴定过量的 Ag＋，使其恰好完全转化为 AgSCN 沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。 e．重复上述操作两次，三次测定数据如下表： f.数据处理。 回答下列问题： (1)将称得的 AgNO3 配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 _________________________________________________________。 (2)AgNO3 标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 ________________________________________________________。 (3)滴定应在 pH<0.5 的条件下进行，其原因是_____________________。 (4)b 和 c 两步操作是否可以颠倒_________，说明理由 ______________________________________________________________。 (5)所消耗的 NH4SCN 标准溶液平均体积为________mL，测得 c(I －)＝ ________mol·L－1。 (6) 在 滴 定 管 中 装 入 NH4SCN 标 准 溶 液 的 前 一 步 ， 应 进 行 的 操 作 为 ________________________________________________________________。 (7)判断下列操作对 c(I－)测定结果的影响：(填“偏高”“偏低”或“无影响”) ①若在配制 AgNO3 标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果 ________。 ②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果________。 答案　(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管 (2)避免 AgNO3 见光分解 (3)防止因 Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制 Fe3＋的水解) (4)否(或不能)　若颠倒，Fe3＋与 I－反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点 (5)10.00　0.0600 (6)用 NH4SCN 标准溶液进行润洗 (7)偏高　偏高 解析　(1)配制硝酸银溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒之外还需要 250 mL(棕色)容量瓶和胶头滴管。 (2)AgNO3 见光易分解，所以应保存在棕色试剂瓶中。 (3)Fe3＋易水解，所以滴定应在 pH<0.5 的强酸环境下进行。 (4)b 和 c 两步操作不能颠倒，否则 Fe3＋有强氧化性，I－有强还原性，二者 会发生反应导致指示剂耗尽，无法判断滴定终点。 (5)根据实验数据，实验 1 与实验 2、3 差别很大，故舍去实验 1，求实验 2 和实验 3 的平均值，所以标准溶液的平均体积为 10.00 mL。根据滴定过程可知 n(AgNO3) ＝ n(NaI) ＋ n(NH4SCN) ， 得 ： 25.00×10 － 3 L×0.1000 mol·L － 1 ＝ 25.00×10 －3 L×c(I －)＋10.00×10 －3 L×0.1000 mol·L －1 ，解得 c(I －)＝0.0600 mol·L－1 。 (6)向滴定管中装标准溶液前应用标准溶液润洗。 (7)①在配制 AgNO3 标准溶液时，若有少量溅出，则配制的 AgNO3 标准溶 液浓度偏小，在滴定时消耗 NH4SCN 标准溶液的体积偏小，测得 c(I－)浓度偏高。 ②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视 NH4SCN 标准液液面，读数偏小， 计算出的 NH4SCN 标准液体积偏小，结合(5)中分析知 c(I－)浓度偏高。