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知識(shí)清單22水的電離及溶液的pH
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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
為
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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