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知識(shí)清單22水的電離及溶液的pH

清單速覽

知識(shí)點(diǎn)01水的電離及離子積常數(shù)知識(shí)點(diǎn)02溶液的酸堿性及pH

知識(shí)點(diǎn)03酸堿中和滴定

思維導(dǎo)圖

水的電離平衡)

d外加酸堿)

(影響因素>

N弱酸根或弱堿離子)~(鹽的水解)

水的電離丫化學(xué)反應(yīng))

表達(dá)式)

影響因素:溫度)

(溶液的酸堿性)(判斷方法)

(計(jì)算公式、意義)

水的電離及溶液的pH溶液的酸堿性及pH

(pH的測(cè)定)回趣pH計(jì))

(有關(guān)pH的計(jì)算)

(中和滴定曲線的繪制)

酸堿中和滴定(滴定終點(diǎn)的判斷)

(滴定前的準(zhǔn)備)

(中和滴定實(shí)驗(yàn)操作)(滴定過程)

(頻㈣

(誤差分析)

知識(shí)梳理

知識(shí)點(diǎn)01水的電離及離子積常數(shù)

梳理歸納

1.水的電離

+

(1)水是極弱的電解質(zhì),其電離方程式為H2O+H2OH3O+OH,簡(jiǎn)寫為H2OH++OH-O

(2)水的電離是吸熱過程。

2.水的離子積常數(shù)

(l)Kw只與溫度有關(guān),溫度升高,降增大。

(2)常溫時(shí),Kw=c(H+>c(OH-)=1.0xl0T4,不僅適用于純水,還適用于酸、堿的稀溶液。

(3)不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水電離出的c(H+)與c(OH-)總是相等

的。

3.水的電離平衡的影響因素

(1)因水的電離是吸熱過程,故溫度升高,會(huì)促進(jìn)水的電離,c(H+)、c(OH-)都增大,水仍呈中性。

(2)外加酸(或堿),水中c(H+)[或c(OH-)]增大,會(huì)抑制水的電離,水的電離程度減小,居不變。

(3)加入了活潑金屬,可與水電離產(chǎn)生的H+直接發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)生H2,使水的電離平衡向右移

動(dòng)。

改變條件平衡移動(dòng)方向c(H+)c(OH-)水的電離程度Kw

升高溫度右移增大增大增大增大

加入HCl(g)左移增大減小減小不變

加入NaOH(s)左移減小增大減小不變

加入活潑金屬(如

右移減小增大增大不變

Na)

加入NaHSO4(s)左移增大減小減小不變

【特別提示】

(1)在水中加入酸或堿,會(huì)抑制水的電離,水電離出的c(H+)、c(OH-)均減小,但仍然相等。在常溫

下,若由水電離出的c(H+)<lxlO-7moi[T,該溶液可能顯酸性,也可能顯堿性。

(2)水受熱溫度升高,促進(jìn)水的電離,水電離出的c(H+)、c(OH-)均增大,但仍然呈中性。

(3)在酸或堿的溶液中,心表達(dá)式中的c(H+)、c(OH-)均為溶液中兩種離子的總濃度,不一定是水電

離出的c(H+)、c(OH)o如0.1mol-LT鹽酸中,c(H+)約為0.1molU

易錯(cuò)辨析

(1)升高溫度,水的電離程度增大,c(H+)和心也增大。(Y)

(2)25°C時(shí),向純水中通入一定量SO2,水的電離平衡不移動(dòng),降不變。(x)

(3)室溫下,0.1mollTNaHCCh溶液和01mol-LTNaHSC>4溶液中水的電離程度、除均相同。(x)

(4)25℃時(shí),LOmol-LTNaOH溶液和l.Omol-LT鹽酸中水的電離程度相等。(4)

(5)室溫下,CH3coONH4和Na2s。4溶液均呈中性,則兩溶液中水的電離程度相同。(x)

(6)在表達(dá)式Kw=c(H+>c(OH-)中c(H+)、c(OH-)一定是水電離出的。(x)

(7)加水稀釋醋酸溶液,溶液中所有離子濃度都減小。(x)

錯(cuò)因醋酸加水稀釋后,H+濃度減小,由于溫度不變右不變,OH-濃度增大。

(8)25°C時(shí)CH3coONa溶液的Kw大于100°C時(shí)NaOH溶液的降。(x)

錯(cuò)因舄只與溫度有關(guān),溫度越高居越大。

(9)任何水溶液中均存在H+和OH\且水電離出的c(H+)和c(OH-)相等。(Y)

提示不管溫度變化還是加入促進(jìn)或抑制水的電離的物質(zhì),水自身電離出的c(H+)和c(OH-)相等。

(10)某溫度下,純水中c(H+)=2.0xl0-7moi[T,則此時(shí)c(OH-)=5xlO-8mo[.LT。(x)

錯(cuò)因純水中c(H+)=c(OH_)=2x10-7mol-L_10

(11)水的離子積常數(shù)的數(shù)值大小與溫度和稀水溶液的濃度有關(guān)。(x)

(12)溫度一定時(shí),水的電離常數(shù)與水的離子積常數(shù)相等。(x)

(13)100°C的純水中c(H+)=1x10-6mol-L-i,此時(shí)水呈酸性。(*)

(14)將水加熱,居增大,pH減小。(4)

(15)已知某溫度下CH3coOH和NH3-H2。的電離常數(shù)相等,現(xiàn)向10mL濃度為0.1mol[T的CH3coOH

溶液中滴加相同濃度的氨水,在滴加過程中水的電離程度始終增大。(*)

專項(xiàng)提升

一、水的離子積常數(shù)及水的電離平衡曲線

1.某溫度下純水的c(H+)=2xlO-7mo].LT,則此時(shí)c(OH-)為2x10-7mollT;若溫度不變,滴入稀

鹽酸使c(H+)=5xlO-4mol-L-i,則溶液中c(OH-)為8xl0nmol-L由水電離產(chǎn)生的c(H+)為8x1。-“

molL-1,此時(shí)溫度高于(填“高于”“低于”或“等于”)25℃□

2.水的電離平衡曲線如圖所示,回答下列問題。

=7

。$

±(

0

)X-------

。k/c;100x.

,??

10-710-6c(H*)/(mol.L-')

(1)圖中A、B、C、D、E五點(diǎn)心間的關(guān)系:B>C>A=D=Eo

(2)ABE形成的區(qū)域中的點(diǎn)都呈現(xiàn)堿性。

(3)若在B點(diǎn)溫度下,鹽酸中c(H+)=5xlO-4molL-1,則由水電離產(chǎn)生的c^o3+)=2*10-9moi.LT。

解析(1)水的離子積常數(shù)瑞僅與溫度有關(guān),溫度越高,右越大,故圖中五點(diǎn)的右間的關(guān)系式為B>C>A

=D=E。

(3)鹽酸中由水電離產(chǎn)生的c(H+)與溶液中的c(OH-)相同,100。€:時(shí),鹽酸中c(OH-)=熱/mol-LT=

2x10-9moU。

3.已知水在25。(2和95°C時(shí),水的電離平衡曲線如圖所示:

(1)25。(2時(shí),將pH=9的NaOH溶液與pH=4的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,則NaOH

溶液與硫酸溶液的體積比為O

(2)曲線A所對(duì)應(yīng)的溫度下,pH=2的HC1溶液和pH=ll的某BOH溶液中,若水的電離程度分別用

四、a2表示,貝1」為Ct2(填“大于”“小于”“等于”或“無(wú)法確定”)。

(3)曲線B對(duì)應(yīng)溫度下,將0.02mol[TBa(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSC)4溶液等體積混合后,

混合溶液的pH=o

答案:(1)10:1⑵小于(3)10

解析:(1)25。(2時(shí),pH=9的NaOH溶液,c(OH-)=10-mollT;pH=4的H2SO4溶液中,c(H+)=l。-4

1+

molL,若二者所得混合溶液的pH=7,?(OH-)=/7(H+)O則c(OH-)-r(NaOH)=c(H)-K(H2SO4),故NaOH

溶液與H2s。4溶液的體積比為r(NaOH):N(H2so4)=c(H+):c(OH)=10:1。

(2)在室溫下,pH=2的HC1溶液,cMH+)=lOT2moi[T;pH=11的某BOH溶液中,

c*(H+)=10-11molL^1;水電離產(chǎn)生的H+的濃度越大,水的電離程度就越大,若水的電離程度分別用

四、0C2表不,則

(3)該溫度下水的離子積常數(shù)是Kw=IO-%在曲線B所對(duì)應(yīng)的溫度下,將0.02111011-1的82(011)2溶液與

等物質(zhì)的量濃度的NaHSC)4溶液等體積混合,則反應(yīng)后溶液中c(OH-)=一三一=0.01mol<LT。該溫度

下水的離子積常數(shù)是-=I。-%c(H+)=10T°mol-LT,所得混合液的pH=10。

【特別提示】水的電離平衡曲線

(1)同一曲線上任意點(diǎn)的人都相同,即c(H+>c(OH-)相同,溫度相同。

(2)同一曲線外的任意點(diǎn)與曲線上任意點(diǎn)的心不同,溫度不同。

(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變,改變酸堿性;實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一

定要改變溫度。

二、,%0(11+)或<:%0(011-)的計(jì)算

(1)室溫下,0.01mol1T的鹽酸中,CH,O(H+)==

(2)室溫下,pH=4的亞硫酸溶液中,CH,O(H+)=°

(3)室溫下,pH=10的KOH溶液中,CH,O(OH-)=。

(4)室溫下,pH=4的NH4cl溶液中,4,o(H+)=。

(5)室溫下,pH=10的CH3coONa溶液中,CH^O(OH)=。

答案(1)1x10-12moi[T

(2)lxlO-10molL-*1*

(3)lxlO-10molL-1(4)1x10-4mol,LT

(5)1x10-4moi-L-i

三、影響水的電離平衡的因素

⑴某溫度時(shí),水的Kw=lxlOT2,則該溫度(填"/"〈”或“=”)25。(2,其理由是

(2)該溫度下,c(H+)=lxlO-7mol.LT的溶液呈(填“酸性”“堿性”或“中性”):若該溶液中只存在

1

NaOH溶質(zhì),則由H2O電離出來(lái)的c(OH-)=molL-。

(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸制取粒,反應(yīng)時(shí)溶液中水的電離平衡(填“向左”響右”或“不”,下

同)移動(dòng)。在新制氯水中加入少量NaCl固體,水的電離平衡移動(dòng)。

(4)25。(2時(shí),0.1mol-L1的6種溶液,水電離出的c(H+)由大到小的關(guān)系是(填序號(hào))。

①鹽酸②H2s。4③CH3coOH(Ka=1.75x10-5)④NH^HzCX氨水)(&,=1.8x1。-5)⑤NaOH⑥

Ba(OH)2

答案:(1)>升溫促進(jìn)水的電離,Kw增大⑵堿性1x10-7(3)向右向右

⑷③二④^①二⑤:>②=⑥

解析:(1)升高溫度,底增大,由于Kw=lxl0T2>ixl0-i4,因此該溫度大于25°C。

1X10-12

(2)該溫度下,溶液中c(OH-)=[*]0-7molL-1=lxl0-5*molL1,因?yàn)閏(OH-)>c(H+),所以溶液呈堿性;

NaOH溶液中由水電離出來(lái)的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即為IxW7mol-L-'=

(3)Zn與稀硫酸反應(yīng)過程中,溶液中c(H+)減小,水的電離平衡向右移動(dòng)。新制氯水中加入少量NaCl固體,

平衡CI2+H2OH++C「+HC1O向左移動(dòng),溶液中c(H+)減小,水的電離平衡向右移動(dòng)。

(4)25°C時(shí),0.1mol-L1的鹽酸中c(H+)與0.1molL-1NaOH溶液中c(OH-)相等,故兩溶液中水的電離程

度相等。同理01mol-L-1H2so4和0.1mol-L-1Ba(OH)2溶液中水的電離程度相等,0.1molL-1CH3COOH

和0.1mol-LT氨水中水的電離程度幾乎相等,酸溶液中c(H+)越大或堿溶液中c(OH-)越大,水電離出的

c(H+)就越小,故6種溶液中水電離出的c(H+)由大到小的關(guān)系為③=④>①=⑤>②=⑥。

知識(shí)點(diǎn)02溶液的酸堿性及pH

梳理歸納

1.溶液的酸堿性

(1)任何水溶液中都有H+和OH-。

(2)溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)、c(OH-)的相對(duì)大小。

(酸性溶液:c(H+)>c(OH-)

溶液的酸堿性中性溶液:c(H+)=c(OIT)

堿性溶液:c(H+)<c(OH3

(3)25。(2時(shí),溶液的酸堿性與溶液中c(H+)、c(OH-)的關(guān)系

c(H+)與c(OH-)的關(guān)系c(H+)的范圍(室溫下)

酸性溶液c(H+)>c(OH-)c(H+)>lxlO-7molL-1

中性溶液c(H+)=c(OH-)c(H+)=lxlO-7molL-1

堿性溶液c(H+)〈c(OH-)c(H+)〈lxlO-7molL-1

2.溶液的pH

(1)計(jì)算公式:pH=-lgc(H+)

(2)意義:pH越大,溶液的堿性越強(qiáng);pH越小,溶液的酸性越強(qiáng)。

(3)常溫下溶液酸堿性與pH的關(guān)系:

pH<7,為酸性溶液;pH=7,為中性溶液;pH>7,為堿性溶液。

(4)適用范圍1x10T4moi1-1<戊11+)<1molL1

(5)溶液酸堿性的另外一種表示---pOH

@pOH=-lgc(OH);

②常溫下:pH+pOH=14o

3.pH的測(cè)定

(l)pH試紙:迅速測(cè)定溶液的pH。

常用的pH試紙有廣泛pH試紙和精密pH試紙,廣泛pH試紙可以識(shí)別的pH差約為lopH試紙的使

用方法如下:

①測(cè)定溶液的pH:把小片試紙放在表面皿(或玻璃片)上,用潔凈干燥的玻璃棒蘸取待測(cè)液滴在干燥

的pH試紙的中部,觀察變化穩(wěn)定后的顏色,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可確定溶液的pH。

②檢驗(yàn)氣體的酸堿性:先把試紙潤(rùn)濕,粘在玻璃棒的一端,再送到盛有待測(cè)氣體的容器口附近,觀

察顏色的變化,判斷氣體的性質(zhì)。

(2)pH計(jì):精密測(cè)量溶液的pH。

4.溶液pH的計(jì)算

(1)單一溶液pH的計(jì)算

①。molL-1H〃A強(qiáng)酸溶液的pH(25℃)

c(H+)=ncmol,L_1;pH=-1gnc

@cmolL->B(OH)?強(qiáng)堿溶液的pH(25℃)

KR]0一]4

c(OH~)=ncmolL-1;c(H+)=---------=-------molL_1;pH=14+lgnc

c(OH-)nco

(2)混合溶液pH的計(jì)算方法

①?gòu)?qiáng)酸與強(qiáng)酸混合(稀溶液體積變化忽略)

C1(H+)K1+C(H+)-P2……

C混(H+)=.人2,然后再求pH。

v\\V2

②強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合(稀溶液體積變化忽略)

…ci(OH-)?片+c2(OH-)?憶k-Kwm

先計(jì)算c/OH-)=---------------1-----------------,再求c混(H+)=----------)取后求pH。

V1+V2c?(OH)

③強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合(稀溶液體積變化忽略)

a.恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,pH=7(25℃)o

b.酸過量:

c(H+)?■(酸)-c(OH)?■(堿)

先求c余(H+)=再求pH。

彳酸)+%(堿)

c.堿過量:

c(OH).■(堿)-c(H+>酸)Kw

先求。余(0匕)=再求c(H+)=最后求pHo

%(酸)+?堿)c余(OH-)

【特別提醒】

(1)強(qiáng)酸溶液和強(qiáng)堿溶液混合后計(jì)算pH,必須先判斷出混合后溶液的酸堿性,然后計(jì)算混合后的

0H-或H+濃度。

(2)根據(jù)酸的濃度計(jì)算酸溶液的pH時(shí),不必考慮溫度,而根據(jù)堿的濃度計(jì)算堿溶液的pH時(shí),需要

根據(jù)離子積計(jì)算c(H+),因此一定要注意溶液的溫度,只有室溫時(shí),Kw=L0xl0T4。

(3)一定pH的強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合后求pH。在計(jì)算過程中易出現(xiàn)直接用H+濃度進(jìn)行混合計(jì)算的錯(cuò)誤。因

為強(qiáng)堿溶液的混合是OH-混合,H+是隨OH-濃度改變而改變的,不能直接用于混合堿的計(jì)算,H+濃度必

須通過c(H+)=--------------來(lái)求。

c(OH-)

5.溶液稀釋時(shí)pH的變化圖像

(1)相同體積、相同濃度的鹽酸和醋酸

加水稀釋至相同的倍數(shù),醋酸的pH大加水稀釋到相同的pH,鹽酸加入的水多

(2)相同體積、相同pH的鹽酸和醋酸

加水稀釋至相同的倍數(shù),鹽酸的pH大加水稀釋至相同的pH,醋酸加入的水多

易錯(cuò)辨析

(l)pH<7的溶液一定呈酸性。(x)

錯(cuò)因25。(3時(shí)pH<7的溶液一定呈酸性,若溫度高于此溫度,溶液可能是酸性、中性或者堿性。

⑵25。(2時(shí),純水和燒堿溶液中水的離子積常數(shù)不相等。(x)

錯(cuò)因25。(2時(shí),任何稀電解質(zhì)溶液中除均為1.0x10-14。

(3)在100℃時(shí),純水的pH>7。(x)

錯(cuò)因100℃時(shí),純水中c(H+)>IO-mol[T,則pH<7。

(4)若溶液中c(H+)=c(OH-),則溶液為中性。(4)

提示利用c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小判斷溶液酸堿性,在任何溫度下均適用。

(5)c(H+)=J短的溶液一定顯中性。(4)

提示c(H+)=仄即c(H+)=c(OH-),所以顯中性。

(6)pH試紙可以測(cè)定所有溶液的pHo(x)

錯(cuò)因利用pH試紙不能測(cè)定具有漂白性溶液的pH。

(7)常溫下能使甲基橙顯黃色的溶液一定顯堿性。(x)

錯(cuò)因根據(jù)甲基橙的變色范圍,顯黃色時(shí)不一定顯堿性。

(8)用濕潤(rùn)的pH試紙測(cè)定鹽酸和醋酸溶液的pH,醋酸溶液的誤差更大。(x)

錯(cuò)因由于醋酸是弱電解質(zhì),稀釋后電離平衡正向移動(dòng),誤差更小。

(9)7。(2時(shí),某溶液的pH>7,則該溶液呈堿性。(x)

(10)室溫下,用pH試紙測(cè)得某NaClO溶液的pH=9o(x)

(H)pOH=-lgc(OH-),常溫下溶液中的pH+pOH=14,正常人的血液pH=7.3,則正常人血液(人的體溫

高于室溫)的pOH等于6.7。(x)

(12)用廣泛pH試紙測(cè)得某溶液的pH為3.4,用pH計(jì)測(cè)得某溶液的pH為7.45。(X)

(13)c(OH-)>lxl0-7mol-L-1某電解質(zhì)溶液一定是堿性溶液。(x)

錯(cuò)因溫度影響水的電離,溫度升高,水的電離程度增大,不能判斷c(OH-)>lxlO-7moi[T的溶液中c(OH

一)與c(H+)的關(guān)系。

(14)常溫下,將pH=3的酸和pH=ll的堿等體積混合,所得溶液的pH=7。(x)

錯(cuò)因沒有說明酸和堿的強(qiáng)弱,無(wú)法判斷所得溶液的pH。

專項(xiàng)提升

一、溶液的酸堿性與pH判斷

判斷下列溶液的酸堿性:用“酸性”“堿性”“中性”或“不確定”填空

?pH<7的溶液不確定。

@pH=7的溶液不確定。

③c(H+)=c(OH-)的溶液中性。

④c(H+)=1x10-7mol-LT的溶液不確定。

⑤c(H+)>c(OH-)的溶液酸性。

1

⑥0.1molL-的NH4C1溶液酸性。

1

⑦0.1molL-的NaHCO3溶液堿性。

1

⑧0.1molL-的NaHSO3溶液酸性。

二、有關(guān)pH的計(jì)算

(1)常溫下,pH=5的H2s。4溶液,加水稀釋到體積為原來(lái)的500倍,貝I」稀釋后c(SO廠)與c(H+)的比

值為一。

10

(2)25(時(shí),取濃度相同的NaOH和HC1溶液,以3:2體積比相混合,所得溶液的pH等于12,則原

溶液的濃度為0.05molL-'o

(3)計(jì)算25°C時(shí)下列溶液的pH:

①0.1mol-LT的CH3coOH溶液(已知CH3coOH的電離常數(shù)a=1.8x10-5),其pjj=2.9。

②0.1mol1T的氨水(NH3H2O的電離度a=l%),其pH=11。

③pH=2的鹽酸與等體積的水混合,其pH=2.3(已知1g2*0.3)。

④常溫下,將O.lmol-LT氫氧化鈉溶液與0.06mol-LT硫酸溶液等體積混合,其pH=2。

⑤25。(2時(shí),pH=3的硝酸和pH=12的氫氧化鋼溶液按照體積比為9:1混合,其pH=10。

三、混合溶液的酸堿性判斷

常溫下,兩種溶液混合后酸堿性的判斷(在括號(hào)中填“酸性”“堿性”或“中性”)。

(1)相同濃度的HC1和NaOH溶液等體積混合()

(2)相同濃度的CH3coOH和NaOH溶液等體積混合()

⑶相同濃度的NH3HO和HC1溶液等體積混合()

(4)pH=2的H2s。4和pH=12的NaOH溶液等體積混合()

(5)pH=3的HC1和pH=10的NaOH溶液等體積混合()

(6)pH=3的HC1和pH=12的NaOH溶液等體積混合()

(7)pH=2的CH3coOH和pH=12的NaOH溶液等體積混合()

(8)pH=2的H2s。4和pH=12的NH3H2O等體積混合()

答案⑴中性⑵堿性⑶酸性(4)中性⑸酸性(6)堿性⑺酸性(8)堿性

【歸納小結(jié)】酸堿溶液混合后酸堿性的判斷規(guī)律

(1)等濃度等體積的一元酸與一元堿混合的溶液一“誰(shuí)強(qiáng)顯誰(shuí)性,同強(qiáng)顯中性”。

(2)室溫下c鼠H+)=c堿(OH)pH之和等于14時(shí),一強(qiáng)一弱等體積混合——“誰(shuí)弱誰(shuí)過量,誰(shuí)弱

顯誰(shuí)性

(3)已知強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的pH,等體積混合(25。(3時(shí)):

①pH之和等于14,呈中性;

②pH之和小于14,呈酸性;

③pH之和大于14,呈堿性。

知識(shí)點(diǎn)03酸堿中和滴定

梳理歸納

1.酸堿中和滴定原理

(1)利用已知濃度的酸(或堿)去滴定一定體積未知濃度的堿(或酸),通過測(cè)定反應(yīng)完全時(shí)消耗已知濃度

的酸(或堿)的體積,從而推算出未知濃度的堿(或酸)的濃度的方法。

其中已知濃度的酸(或堿)溶液常稱為標(biāo)準(zhǔn)液,未知濃度的堿(或酸)溶液常稱為待測(cè)液。

(2)酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可用離子方程式H++OH--印0來(lái)表示,在中和反應(yīng)中,H+、OH-之間的

物質(zhì)的量關(guān)系是"(H+)=〃(OH-);若用參加反應(yīng)的c(H+)、c(OH-)來(lái)表示,其關(guān)系式為c(H+)?胃酸=c(OH

V堿

-)?/堿,由此可計(jì)算c(H+),其表達(dá)式是c(H+)=——;----;也可計(jì)算c(OH-),其表達(dá)式是c(OH-)=

V酸

c(H),V?

—o由c(H+)、c(OH-)可分別求出相應(yīng)酸、堿的濃度。

V減

2.主要儀器

(1)酸堿中和滴定所用的主要儀器是滴定管和錐形瓶。

⑵滴定管

①滴定管分為酸式滴定管和堿式滴定管。

酸式滴定管用于盛放酸性或中性溶液,堿式滴定管用于盛放堿性溶液。

②既能盛放酸性溶液又能盛放堿性溶液的滴定管,活塞由聚四氟乙烯制成;若溶液中的物質(zhì)見光易

分解,可用棕色滴定管盛放。

③滴定管的上都標(biāo)有規(guī)格大小、使用溫度、刻度;滴定管的精確讀數(shù)為0.01mL。

3.滴定管的使用方法

(1)檢查:使用前先檢查滴定管活塞是否漏水。

(2)潤(rùn)洗:在加入酸、堿液之前,應(yīng)使用待裝的酸、堿溶液分別潤(rùn)洗滴定管內(nèi)壁2?3次。

(3)裝液:注入待裝的酸、堿溶液至滴定管0刻度線以上2?3mL處。

(4)排氣泡:酸式滴定管快速打開活塞沖走氣泡,堿式滴定管將橡膠管向上彎曲,擠壓玻璃球,趕走

氣泡,使滴定管尖嘴部分充滿溶液。

(5)調(diào)液面:調(diào)整管中液面至“0”或“0”刻度以下,記錄讀數(shù)分。滴定管的讀數(shù)時(shí),視線、刻度線、凹

液面在同一水平線上。

(6)滴定:左手控制活塞或玻璃小球,右手搖動(dòng)錐形瓶,兩眼注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色的變化。滴定過

程中,滴加速度不宜過快,接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)逐漸減慢滴加速度。

(7)終點(diǎn)的判斷:最后一滴恰好使指示劑顏色發(fā)生明顯的改變且半分鐘內(nèi)不變色,即為滴定終點(diǎn)。滴

加完畢記錄讀數(shù)兀,消耗溶液的體積為匕-%。

4.中和滴定曲線與指示劑選擇

(1)中和滴定曲線與pH突變

①?gòu)?qiáng)酸與強(qiáng)堿滴定過程中pH曲線(以0.1000molL-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000molL-1鹽酸

r①開始時(shí)加入的堿對(duì)pH的

影響較小

②當(dāng)接近滴定終點(diǎn)時(shí),很少

量(0.04mL,約一滴)堿

引起pH的突變,導(dǎo)致指示

劑的變色即反應(yīng)完全,達(dá)到

終點(diǎn)

③度點(diǎn)后,加入的堿對(duì)pH的

〔影響較小

②強(qiáng)酸(堿)滴定弱堿(酸)pH曲線比較

氫氧化鈉滴定等濃度等體積的鹽酸、醋鹽酸滴定等濃度等體積的氫氧化

酸的滴定曲線鈉、氨水的滴定曲線

曲線起點(diǎn)不同:強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸、弱酸的曲線,強(qiáng)酸起點(diǎn)低;強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿

弱堿的曲線,強(qiáng)堿起點(diǎn)高

突躍點(diǎn)變化范圍不同:強(qiáng)堿與強(qiáng)酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng))的突躍點(diǎn)變化范圍

大于強(qiáng)堿與弱酸反應(yīng)(強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng))

(2)中和滴定終點(diǎn)的判斷

判斷滴定終點(diǎn)(中和反應(yīng)恰好反應(yīng)完全的時(shí)刻)的方法是在待測(cè)液中加2?3滴指示劑,觀察滴定過程

中其顏色的變化,常選用的指示劑是酚猷或甲基橙,而不用石蕊試液的原因是石蕊試液顏色變化不明顯。

(3)指示劑的選擇

對(duì)于不同的酸堿中和反應(yīng),指示劑的選擇可依據(jù)中和滴定曲線來(lái)確定。

指示劑酸色中間色堿色變色的pH范圍

甲基橙紅橙黃3.1?4.4

甲基紅紅橙黃4.4?6.2

酚酎無(wú)色粉紅紅8.2?10.0

5.實(shí)驗(yàn)操作

以酚酬作指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液為例:

⑴滴定前的準(zhǔn)備

滴定管:查漏一洗滌—潤(rùn)洗一裝液一排氣泡調(diào)液面一記錄o

錐形瓶:洗滌一裝待測(cè)液一加指示劑。

(2)滴定

滴定:左手控制滴定管活塞,右手搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)顏色變化。

左手控制滴定管活塞

右手搖動(dòng)鑲形瓶

眼睛注視錐形瓶

內(nèi)溶液顏色變化

(3)滴定終點(diǎn)判斷

等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,指示劑變色,且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn)并記錄標(biāo)

準(zhǔn)液的體積。

(4)數(shù)據(jù)處理

按上述操作重復(fù)2?3次,根據(jù)每次所用標(biāo)準(zhǔn)液的體積計(jì)算待測(cè)液的物質(zhì)的量濃度,最后求出待測(cè)液

的物質(zhì)的量濃度的平均值。

【易錯(cuò)提醒】

(1)酸堿恰好中和(即滴定終點(diǎn))時(shí)溶液不一定呈中性,最終溶液的酸堿性取決于生成鹽的性質(zhì),強(qiáng)酸強(qiáng)

堿鹽的溶液呈中性,強(qiáng)堿弱酸鹽的溶液呈堿性,強(qiáng)酸弱堿鹽的溶液呈酸性。

(2)酸性、強(qiáng)氧化性的試劑一般用酸式滴定管盛裝,因?yàn)樗嵝院蛷?qiáng)氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管。

(3)滴定終點(diǎn)是通過指示劑顏色變化而實(shí)際控制的停止滴定的“點(diǎn)”,滴定終點(diǎn)與恰好中和越吻合,測(cè)

定誤差越小。

6.誤差分析

(1)誤差分析原理(以一元酸和一元堿的滴定為例)

c(標(biāo)準(zhǔn))?■(標(biāo)準(zhǔn))

依據(jù)C(標(biāo)準(zhǔn))?■(標(biāo)準(zhǔn))=c(待測(cè))?外待測(cè)),則有C(待測(cè)尸—--標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定待測(cè)溶液時(shí),

C(標(biāo)準(zhǔn))、以待測(cè))均為定值,C(待測(cè))的大小取決于■(標(biāo)準(zhǔn))的大小,若實(shí)驗(yàn)操作導(dǎo)致消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液增多或

讀數(shù)偏大,則測(cè)定結(jié)果偏高,反之,則偏低。

(2)誤差分析示例

以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚醐作指示劑)為例,常見的因操作不正確而引起的誤差有:

步驟操作■(標(biāo))C(待)

酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗偏大偏大

堿式滴定管未用待測(cè)液潤(rùn)洗偏小偏小

洗滌

錐形瓶用待測(cè)液潤(rùn)洗偏大偏大

錐形瓶洗凈后還有蒸儲(chǔ)水無(wú)影響無(wú)影響

取液放出堿液的滴定管開始有氣泡,放出液體后氣泡消失偏小偏小

酸式滴定管滴定前有氣泡,滴定到終點(diǎn)時(shí)氣泡消失偏大偏大

振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出偏小偏小

滴定

溶液顏色較淺時(shí)滴入酸液過快,停止滴定后反加一滴

偏大偏大

溶液顏色無(wú)變化

滴定前讀數(shù)正確,滴定后俯視讀數(shù)(或前仰后俯)偏小偏小

讀數(shù)

滴定前讀數(shù)正確,滴定后仰視讀數(shù)(或前俯后仰)偏大偏大

(3)讀數(shù)誤差分析

分析下列圖示讀數(shù)對(duì)滴定結(jié)果的影響:

①如圖I,開始仰視讀數(shù),滴定完畢俯視讀數(shù),滴定結(jié)果會(huì)偏低。

②如圖II,開始俯視讀數(shù),滴定完畢仰視讀數(shù),滴定結(jié)果會(huì)偏高。

易錯(cuò)辨析

(DKMnCU溶液應(yīng)用堿式滴定管盛裝。(X)

錯(cuò)因KMnCU溶液具有強(qiáng)氧化性,能氧化堿式滴定管下端的橡膠管。

(2)用堿式滴定管準(zhǔn)確量取20.00mL的NaOH溶液。(4)

提示堿式滴定管精確到0.01mLo

(3)將液面在0mL處的25mL的酸式滴定管中的液體全部放出,液體的體積為25mL。(x)

錯(cuò)因酸式滴定管25mL刻度線以下至活塞部分以及尖嘴部分也盛有溶液。

(4)中和滴定實(shí)驗(yàn)時(shí),滴定管、錐形瓶均用待裝液潤(rùn)洗。(x)

錯(cuò)因錐形瓶只需用蒸鐳水洗滌。

⑸滴定終點(diǎn)就是酸堿恰好中和的點(diǎn)。(x)

錯(cuò)因不是。滴定終點(diǎn)是滴定中指示劑變色的點(diǎn),恰好反應(yīng)點(diǎn)是指酸與堿恰好反應(yīng)生成鹽和水的點(diǎn)。

(6)滴定接近終點(diǎn)時(shí),滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶?jī)?nèi)壁。(Y)

提示滴定接近終點(diǎn)時(shí),滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶?jī)?nèi)壁,使殘留在滴定管尖嘴的液體進(jìn)入錐形瓶中。

(7)用稀NaOH溶液滴定鹽酸,用酚酬作指示劑,當(dāng)錐形瓶中溶液由紅色變無(wú)色時(shí)停止滴定。(x)

錯(cuò)因溶液由無(wú)色變?yōu)榧t色。

(8)用標(biāo)準(zhǔn)HC1溶液滴定NaHCC>3溶液來(lái)測(cè)定其濃度,選擇酚配為指示劑。(")

錯(cuò)因用甲基橙作指示劑。

(9)盛有標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液的滴定管滴定前有氣泡,滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失,則滴定結(jié)果偏高。(Y)

提示消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液體積偏大,測(cè)定結(jié)果偏高。

(10)25。(2時(shí),用醋酸溶液滴定等濃度NaOH溶液到pH=7,■(醋酸)<Z(NaOH)。(義)

錯(cuò)因等濃度的醋酸溶液和NaOH溶液若等體積混合時(shí),恰好完全中和生成CH3coONa,呈堿性,所以

要使溶液呈中性,需滿足■(醋酸)〉日(NaOH)。

(11)若用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液,滴定前仰視,滴定后俯視,則測(cè)定值偏大。(x)

錯(cuò)因滴定前仰視,滴定后俯視,會(huì)導(dǎo)致日(HC1)偏小,導(dǎo)致c(NaOH)偏小。

(12)量取20.00mL的高鎰酸鉀溶液應(yīng)選用25mL量筒。(X)

錯(cuò)因量筒只能精確到0.1tnL,應(yīng)選用25mL酸式滴定管。

(13)若用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測(cè)NaOH溶液,滴定完成后發(fā)現(xiàn)酸式滴定管下懸著一滴酸液,則測(cè)定結(jié)果偏

小。(x)

錯(cuò)因標(biāo)準(zhǔn)液讀數(shù)偏大,測(cè)定結(jié)果偏大。

(14)“酸堿中和滴定”實(shí)驗(yàn)中,容量瓶和錐形瓶用蒸饋水洗凈后即可使用,滴定管和移液管用蒸鐳水洗凈后,

須經(jīng)干燥或標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗后方可使用。(Y)

(15)利用酚配試液作指示劑,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),錐形瓶?jī)?nèi)的溶液的pH一定為7。(x)

錯(cuò)因利用酚配試液作指示劑,酚酶的變色范圍為8.2?10,滴定終點(diǎn)時(shí)溶液的pH<8.2,但pH不一定等

于7。

(16)^^^^利用如圖所示的方法,排出酸式滴定管內(nèi)的氣泡。(x)

錯(cuò)因酸式滴定管下端為玻璃旋塞,圖示滴定管為堿式滴定管。

專項(xiàng)提升

一、酸堿中和滴定的操作與指示劑的選擇

1.現(xiàn)用中和滴定來(lái)測(cè)定某NaOH溶液的濃度。

滴定前滴定后

(1)滴定:用式滴定管盛裝cmol-LT鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液。如圖表示某次滴定時(shí)50mL滴定管中前后

液面的位置。把用去的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積填入表格中,此次滴定結(jié)束后的讀數(shù)為mL,滴定管中剩

余液體的體積為,可用作指示劑。

(2)排出堿式滴定管中氣泡的方法應(yīng)采用下圖(填“甲”“乙”或"丙”)的操作,然后擠壓玻璃球使

尖嘴部分充滿堿液。

(3)有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:

所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積/mL

滴定序號(hào)待測(cè)液體積/mL

滴定前滴定后消耗的體積

1V0.5025.8025.30

2V一一

3V6.0031.3525.35

根據(jù)所給數(shù)據(jù),寫出計(jì)算NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度的表達(dá)式:(不必化簡(jiǎn))。

答案⑴酸24.90大于25.10mL酚髓或甲基橙⑵丙

25.30xIO、Lx。mol「25.35x10、Lxcmol1一]

6〃X1(F3L/XIO^L

2.(1)用O.lOOOmollTNaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,可選用甲基橙或酚酰作指示劑。

(2)用0.100mollTNaOH溶液滴定未知濃度的醋酸,可選用酚醐作指示劑,滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化為

溶液由無(wú)色變淺紅色。

(3)用O.lOOmobLT鹽酸滴定Na2c。3溶液,若選用酚髓作指示劑,溶液由紅色變至近無(wú)色,此時(shí)

Na2cCh轉(zhuǎn)化為NaHCO3o

3.(1)現(xiàn)用物質(zhì)的量濃度為amol【T的標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液去滴定%mL鹽酸的物質(zhì)的量濃度,請(qǐng)?zhí)顚?/p>

下列空白:

①堿式滴定管用蒸儲(chǔ)水洗凈后,接下來(lái)應(yīng)該進(jìn)行的操作是用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗。

②用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定時(shí),應(yīng)將標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液注入乙(填“甲”或"乙”)中。

r2mL

甲乙滴定后

圖⑻

a(V2—V\)

③如圖是堿式滴定管中液面在滴定前后的讀數(shù),c(HCl)=三;一molL-^

解析①堿式滴定管水洗后應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液潤(rùn)洗2?3次,每次潤(rùn)洗液都要從尖嘴處排出。

②NaOH為強(qiáng)堿,應(yīng)將NaOH溶液注入堿式滴定管中,故選乙。③滴定過程中消耗NaO

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