2018届一轮复习苏教版水的电离和溶液的酸碱性学案

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第 24 讲 水的电离和溶液的酸碱性 考纲要求 　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。 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________________或____________。 2．水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)。 (1)室温下：Kw＝____________。 (2)影响因素：只与________有关，升高温度，Kw___________________。 (3)适用范围：Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的______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．影响水电离平衡的因素 (1)升高温度，水的电离程度__________，Kw______________________________。 (2)加入酸或碱，水的电离程度________，Kw_________________________________。 (3)加入可水解的盐(如 FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度________，Kw________。 4．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 c(OH－) c(H＋) HCl NaOH 可水解的盐 温度 其他：如加入 Na 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (1)在 pH＝2 的盐酸溶液中由水电离出 c(H＋)和 c(OH－)总是相等的(　　) (2)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变(　　) (3)NaCl 溶液和 CH3COONH4 溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同(　　) (4)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同(　　) (5)25℃和 60℃的水的 pH，前者大于后者，但都显中性(　　) (6)室温下，pH 值相同的 NaOH 溶液与 CH3COONa 溶液，水的电离程度后者大(　　) (7)常温下，pH＝5 的 NH4Cl 溶液与 pH＝9 的 CH3COONa 溶液中，水的电离程度相同(　　) 2．甲同学认为，在水中加入 H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入 H2SO4 后 c(H＋)增 大，平衡左移。乙同学认为，加入 H2SO4 后，水的电离平衡向右移动，解释为加入 H2SO4 后， c(H＋)浓度增大，H＋与 OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。水的电离 平衡移动后，溶液中 c(H＋)·c(OH－)是增大还是减小？ (1)水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)，其实质是水溶液中的 H＋和 OH－浓度的乘积，不一 定是水电离出的 H＋和 OH－浓度的乘积，所以与其说 Kw 是水的离子积常数，不如说是水溶 液中的 H＋和 OH－的离子积常数。即 Kw 不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。不 管哪种溶液均有 c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O。 (2)水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有 H＋和 OH－共存，只是 相对含量不同而已。 题组一　影响水电离平衡的因素及结果判断 1．一定温度下，水存在 H2OH＋＋OH－　ΔH>0 的平衡，下列叙述一定正确的是(　　) A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw 减小 B．将水加热，Kw 增大，pH 减小 C．向水中加入少量固体 CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低 D．向水中加入少量固体硫酸钠，c(H＋)＝10－7mol·L－1，Kw 不变 2．一定温度下，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 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 3．已知水在 25℃和 95℃时，其电离平衡曲线如图所示。 (1)25 ℃ 时 水 的 电 离 平 衡 曲 线 应 为 ________( 填 “ A ” 或 “ B ” ) ， 请 说 明 理 由 _______________________________________________________， 25℃时，将 pH＝9 的 NaOH 溶液与 pH＝4 的 H2SO4 溶液混合，若所得混合溶液的 pH＝7， 则 NaOH 溶液与 H2SO4 溶液的体积比为________。 (2)95℃时，若 100 体积 pH＝a 的某强酸溶液与 1 体积 pH＝b 的某强碱溶液混合后溶液呈中 性，则 a 与 b 之间应满足的关系是________________。 (3)曲线 A 所对应的温度下，pH＝2 的 HCl 溶液和 pH＝11 的某 BOH 溶液中，若水的电离程 度分别用 α1、α2 表示，则 α1________α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同)， 若 将 二 者 等 体 积 混 合 ， 则 混 合 溶 液 的 pH________7 ， 判 断 的 理 由 是 ________________________________________________________________________。 (4)在曲线 B 所对应的温度下，将 0.02mol·L－1 的 Ba(OH)2 溶液与等物质的量浓度的 NaHSO4 溶液等体积混合，所得混合液的 pH＝________。 题组二　水电离出的 c(H＋)或 c(OH－)的定量计算 4．求算下列常温下溶液中由 H2O 电离的 c(H＋)和 c(OH－)。 (1)pH＝2 的 H2SO4 溶液 c(H＋)＝__________，c(OH－)＝__________。 (2)pH＝10 的 NaOH 溶液 c(H＋)＝__________，c(OH－)＝__________。 (3)pH＝2 的 NH4Cl 溶液 c(H＋)＝__________。 (4)pH＝10 的 Na2CO3 溶液 c(OH－)＝__________。 5．下列四种溶液中，室温下由水电离生成的 H＋浓度之比(①∶②∶③∶④)是(　　) ①pH＝0 的盐酸　②0.1mol·L－1 的盐酸 ③0.01mol·L－1 的 NaOH 溶液　④pH＝11 的 NaOH 溶液 A．1∶10∶100∶1000 B．0∶1∶12∶11 C．14∶13∶12∶11 D．14∶13∶2∶3 理清溶液中 H＋或 OH－的来源 (1)常温下，中性溶液 c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol·L－1 (2)溶质为酸的溶液 ①来源 OH－全部来自水的电离，水电离产生的 c(H＋)＝c(OH－)。 ②实例 如计算 pH＝2 的盐酸溶液中由水电离出的 c(H＋)，方法是先求出溶液中的 c(OH－)＝(Kw/10－2) mol·L－1＝10－12mol·L－1，即由水电离出的 c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。 (3)溶质为碱的溶液 ①来源 H＋全部来自水的电离，水电离产生的 c(OH－)＝c(H＋)。 ②实例 如计算 pH＝12 的 NaOH 溶液中由水电离出的 c(OH －)，方法是知道溶液中的 c(H＋)＝10 － 12mol·L－1，即由水电离出的 c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol·L－1。 (4)水解呈酸性或碱性的盐溶液 ①pH＝5 的 NH4Cl 溶液中 H＋全部来自水的电离，由水电离的 c(H＋)＝10－5mol·L－1，因为部 分 OH－与部分 NH ＋4 结合，溶液中 c(OH－)＝10－9mol·L－1。 ②pH＝12 的 Na2CO3 溶液中 OH－全部来自水的电离，由水电离出的 c(OH－)＝10－2mol·L－1。 考点二　溶液的酸碱性和 pH 1．溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中 c(H＋)和 c(OH－)的相对大小。 (1)酸性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH__________________________________7。 (2)中性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH______________________________7。 (3)碱性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH______________________________7。 2．pH 及其测量 (1)计算公式：pH＝______________。 (2)测量方法 ①pH 试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净的______或________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，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(nc)。 强碱溶液(25℃)：如 B(OH)n，设浓度为 cmol·L－1，c(H＋)＝10－14 nc mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝ 14＋lg(nc)。 (2)混合溶液 pH 的计算类型 ①两种强酸混合：直接求出 c(H＋)混，再据此求 pH。c(H＋)混＝c(H＋)1V1＋c(H＋)2V2 V1＋V2 。 ②两种强碱混合：先求出 c(OH － ) 混 ，再据 Kw 求出 c(H ＋ ) 混 ，最后求 pH。c(OH － ) 混 ＝ c(OH－)1V1＋c(OH－)2V2 V1＋V2 。 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 pH。 c(H＋)混或 c(OH－)混＝|c(H＋)酸V酸－c(OH－)碱V碱| V酸＋V碱 。 深度思考 1．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)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(　　) (4)pH＝2 的 HCl 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合(　　) (5)pH＝3 的 HCl 和 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合(　　) (6)pH＝3 的 HCl 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合(　　) (7)pH＝2 的 CH3COOH 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合(　　) (8)pH＝2 的 HCl 和 pH＝12 的 NH3·H2O 等体积混合(　　) 2．用 pH 试纸测溶液的 pH 时应注意什么问题？记录数据时又要注意什么？是否可用 pH 试 纸测定氯水的 pH? (1)溶液呈现酸、碱性的实质是 c(H＋)与 c(OH－)的相对大小，不能只看 pH，一定温度下 pH＝ 6 的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。 (2)使用 pH 试纸测溶液 pH 时不能用蒸馏水润湿。 (3)25℃时，pH＝12 的溶液不一定为碱溶液，pH＝2 的溶液也不一定为酸溶液，也可能为能 水解的盐溶液。 题组一　走出溶液稀释时 pH 值的判断误区 1．1mLpH＝9 的 NaOH 溶液，加水稀释到 10mL，pH＝______________；加水稀释到 100mL，pH________________________7。 2 ． pH ＝ 5 的 H2SO4 溶 液 ， 加 水 稀 释 到 500 倍 ， 则 稀 释 后 c(SO2－4 ) 与 c(H ＋ ) 的 比 值 为 __________。 3．(1)体积相同，浓度均为 0.2mol·L－1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 10 倍，溶液 的 pH 分别变成 m 和 n，则 m 与 n 的关系为________。 (2)体积相同，浓度均为 0.2mol·L－1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n 倍，溶 液的 pH 都变成 3，则 m 与 n 的关系为__________________________________。 (3)体积相同，pH 均等于 1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n 倍，溶液的 pH 都变成 3，则 m 与 n 的关系为________________。 (4)体积相同，pH 均等于 13 的氨水和 NaOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n 倍，溶液的 pH 都 变成 9，则 m 与 n 的关系为________________。 酸、碱稀释时两个误区 (1)不能正确理解酸、碱的无限稀释规律 常温下任何酸或碱溶液无限稀释时，溶液的 pH 都不可能大于 7 或小于 7，只能接近 7。 (2)不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律 溶液 稀释前溶液 pH 稀释后溶液 pH 强酸 pH＝a＋n 酸 弱酸 pH＝a a＜pH＜a＋n 强碱 pH＝b－n 碱 弱碱 pH＝b 加水稀释到 体积为原来 的 10n 倍 b－n＜pH＜b 注：表中 a＋n＜7，b－n＞7。 题组二　溶液 pH 的计算 4．按要求计算：常温时下列溶液的 pH 或浓度(忽略溶液混合时体积的变化)： (1)0.1mol·L－1 的 CH3COOH 溶液(已知 CH3COOH 的电离常数 Ka＝1.8×10－5) (2)0.1mol·L －1NH3·H2O 溶液(NH3·H2O 的电离度为 α＝1%，电离度＝ 已电离的弱电解质浓度 弱电解质的初始浓度 ×100%) (3)pH＝2 的盐酸与等体积的水混合 (4)pH＝2 的盐酸加水稀释到 1000 倍 (5)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 (6)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 题组三　强酸、强碱混合呈中性 pH 与体积关系 5．在某温度时，测得 0.01mol·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 VaL 与 pH＝b 的硫酸 VbL 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＝____________________________。 有关 pH 计算的一般思维模型 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 c(NaOH) ＝____________________。 酸碱中和滴定的关键： (1)准确测定________________________； (2)准确判断____________。 2．实验用品 (1)仪器 图(A)是____________，图 B 是____________、滴定管夹、铁架台、__________。 (2)试剂 标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 (3)滴定管的使用 ①酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管，因为酸性和氧化性物质易____________。 ②碱性的试剂一般用________滴定管，因为碱性物质易____________，致使________无法打 开。 3．实验操作 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________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 ________ 次 ， 求 出 用 去 标 准 盐 酸 体 积 的 平 均 值 ， 根 据 c(NaOH) ＝ _________________________________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______ >8.0 蓝色 甲基橙 ＜3.1______ 3.1～4.4 橙色 >4.4 黄色 酚酞 ＜8.2 无色 8.2～10.0______ >10.0____ 5.指示剂选择的基本原则 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必须使用指示剂，如用标准的 Na2SO3 溶液滴定 KMnO4 溶液时， KMnO4 颜色褪去时即为滴定终点。 深度思考 1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×” (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 2～3mL(　　) (2)中和滴定实验时，滴定管、锥形瓶均用待测液润洗(　　) (3)滴定终点就是酸碱恰好中和的点(　　) (4)滴定管盛标准溶液时，调液面一定要调到“0”刻度(　　) (5)滴定接近终点时，滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁(　　) (2016·海南，8C) 2．KMnO4(H＋)溶液、溴水、Na2CO3 溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中？　 　 3．酸式滴定管怎样查漏？　 题组一　误差分析的全面突破 1．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)(　　) 题组二　指示剂、仪器的准确选择 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 0.1000mol·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 3．用已知浓度的 NaOH 溶液滴定某 H2SO4 溶液的浓度(如图所示)，下表中正确的选项是(　　) 选项 锥形瓶 中溶液 滴定管 中溶液 选用指 示剂 选用滴 定管 A 碱 酸 石蕊 乙 B 酸 碱 酚酞 甲 C 碱 酸 甲基橙 乙 D 酸 碱 酚酞 乙 题组三　滴定终点的规范描述及数据处理 4．(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_____________________________________。 (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_________________________________________________。 (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__________________。 (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 NH4Fe(SO4)2 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_________________________________________________。 5．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______mL。 (4)某学生根据 3 次实验分别记录有关数据如下表： 0.1000mol·L－1 盐酸的体积/mL滴定 次数 待测 NaOH 溶液的体积/mL 滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积/mL 第一次 25.00 0.00 26.11 26.11 第二次 25.00 1.56 30.30 28.74 第三次 25.00 0.22 26.31 26.09 依据上表数据列式计算该 NaOH 溶液的物质的量浓度。 　　 滴定终点的判断答题模板 当滴入最后一滴×××标准溶液后，溶液变成×××色，且半分钟内不恢复原来的颜色。 解答此类题目注意三个关键点： (1)最后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。 (2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。 (3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。 题组四　滴定曲线的图像分析 6．酸碱中和滴定曲线是以酸碱滴定过程中滴加碱(或酸)的量或中和百分数为横坐标，以溶液 pH 为纵坐标，绘出溶液 pH 随碱(或酸)的滴加量而变化的曲线。它描述了滴定过程中溶液 pH 的变化情况，特别是滴定终点附近溶液 pH 的突变情况。 下图为某浓度的 NaOH 溶液滴定 10.00mL 一定浓度的盐酸的示意图。根据图像分析： (1)HCl 溶液的浓度是______________，NaOH 溶液的浓度是______________； (2)x＝________。 7.已知某温度下 CH3COOH 的电离常数 K＝1.6×10 － 5。该温度下，向 20mL0.01mol·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＝0.6) (1)a 点溶液中 c(H＋)为________，pH 约为_____________________________。 (2)a、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”)。 (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)。 氧化还原滴定法 滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，也可迁移应用于氧化还原反应进行物质含量的测定，计 算方法主要用“关系式”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 原理：2MnO－4 ＋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．(2016·天津理综，9)水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标，通常用每升水中溶 解氧分子的质量表示，单位 mg·L－1，我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源的 DO 不能低于 5mg·L－1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略)，测定某河水的 DO。 Ⅰ.测定原理： 碱性条件下，O2 将 Mn2＋氧化为 MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性条件下，MnO(OH)2 将 I－氧化为 I2：②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平) 用 Na2S2O3 标准溶液滴定生成的 I2：③2S2O2－3 ＋I2===S4O2－6 ＋2I－。 Ⅱ.测定步骤： a．安装装置，检验气密性，充 N2 排尽空气后，停止充 N2。 b．向烧瓶中加入 200mL 水样。 c．向烧瓶中依次迅速加入 1mLMnSO4 无氧溶液(过量)、2mL 碱性 KI 无氧溶液(过量)，开启 搅拌器，至反应①完全。 d．搅拌并向烧瓶中加入 2mLH2SO4 无氧溶液，至反应②完全，溶液为中性或弱酸性。 e．从烧瓶中取出 40.00mL 溶液，以淀粉作指示剂，用 0.01000mol·L－1Na2S2O3 溶液进行滴定， 记录数据。 f．…… g．处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题： (1)配制以上无氧溶液时，除去所用溶剂水中氧的简单操作为________。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器为________。 ①滴定管　②注射器　③量筒 (3)搅拌的作用是______________________________________________。 (4)配平反应②的方程式，其化学计量数依次为________________。 (5)步骤 f 为____________________________________。 (6)步骤 e 中达到滴定终点的标志为______________________________________________。 若某次滴定消耗 Na2S2O3 溶液 4.50mL，水样的 DO＝________mg·L －1(保留一位小数)。作为 饮用水源，此次测得 DO 是否达标：________(填“是”或“否”)。 (7)步骤 d 中加入 H2SO4 溶液反应后，若溶液 pH 过低，滴定时会产生明显的误差，写出产生 此 误 差 的 原 因 ( 用 离 子 方 程 式 表 示 ， 至 少 写 出 2 个)_________________________________________________________________。 2．为测定某石灰石中 CaCO3 的质量分数，称取 Wg 石灰石样品，加入过量的浓度为 6mol·L－ 1 的盐酸，使它完全溶解，加热煮沸，除去溶解的 CO2，再加入足量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶 液后，慢慢加入氨水可降低溶液的酸度，则析出草酸钙沉淀：C2O2－4 ＋Ca2＋===CaC2O4↓， 过滤出 CaC2O4 后，用稀硫酸溶解：CaC2O4＋H2SO4===H2C2O4＋CaSO4，再用蒸馏水稀释至 V0mL，取出 V1mL，用 amol·L－1 的酸性 KMnO4 溶液滴定，此时发生反应 2MnO－4 ＋5H2C2O4 ＋6H＋===2Mn＋＋10CO2↑＋8H2O，若达到滴定终点时消耗 amol·L－1 的 KMnO4 溶液 V2mL， 计算样品中 CaCO3 的质量分数：____________________________________________。 3．某实验小组称取重铬酸钾试样 2.40g 配成 250mL 溶液，取出 25.00mL 于碘量瓶中，加入 稀硫酸和足量碘化钾(铬被还原为 Cr3＋)并放于暗处 6min 左右，然后加入适量水和数滴淀粉指 示剂，用 0.24mol·L－1Na2S2O3 标准溶液滴定至终点(发生反应：I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O2－6 ， 杂质不参与反应)，共用去 Na2S2O3 标准溶液 20.00mL。求所得产品中重铬酸钾的质量分数(写 出计算过程)。 　 4．(2016·辽宁高三一模)KMnO4 是一种用途广泛的氧化剂，可由软锰矿(主要成分为 MnO2)通 过下列方法制备：a.软锰矿与过量 KOH、KClO3 固体熔融生成 K2MnO4；b.溶解、过滤后将滤 液酸化，使 K2MnO4 完全转化为 MnO2 和 KMnO4； c．滤去 MnO2，将滤液浓缩、结晶得到深紫色的 KMnO4 产品。 (1) 溶 液 酸 化 时 ， K2MnO4 转 变 为 MnO2 和 KMnO4 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________； (2)测定 KMnO4 产品的纯度可用标准 Na2S2O3 溶液进行滴定。 ①配制 250mL0.100mol·L－1 标准 Na2S2O3 溶液，需准确称取 Na2S2O3 固体的质量为________g； ②取上述制得的 KMnO4 产品 0.6000g，酸化后用 0.100mol·L－1 标准 Na2S2O3 溶液进行滴定， 滴定至终点消耗 Na2S2O3 溶液 20.00mL。计算该 KMnO4 产品的纯度(写出计算过程)。 (有关离子方程式为 MnO－4 ＋S2O2－3 ＋H＋―→SO2－4 ＋Mn2＋＋H2O 未配平) 　　 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 2．(2015·山东理综，13)室温下向 10mL0.1mol·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 c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(HA) B．a、b 两点所示溶液中水的电离程度相同 C．pH＝7 时，c(Na＋)＝c(A－)＋c(HA) D．b 点所示溶液中 c(A－)>c(HA) 3．(2013·新课标全国卷Ⅱ，13)室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)　 　Ksp＝a，c(M2＋)＝bmol·L－1 时，溶液的 pH 等于(　　) A.1 2lg(b a) B.1 2lg(a b) C．14＋1 2lg(a b) D．14＋1 2lg(b a) 4．(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＝b B．混合溶液的 pH＝7 C．混合溶液中，c(H＋)＝ Kwmol·L－1 D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－) 5．[2015·山东理综，31(3)]利用间接酸碱滴定法可测定 Ba2＋的含量，实验分两步进行。 已知：2CrO2－4 ＋2H＋===Cr2O2－7 ＋H2O　Ba2＋＋CrO2－4 ===BaCrO4↓ 步骤Ⅰ：移取 xmL 一定浓度的 Na2CrO4 溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用 bmol·L－1 盐 酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸体积为 V0mL。 步骤Ⅱ：移取 ymLBaCl2 溶液于锥形瓶中，加入 xmL 与步骤Ⅰ相同浓度的 Na2CrO4 溶液，待 Ba2＋完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用 bmol·L－1 盐酸标准液滴定至终点，测得滴加盐酸 的体积为 V1mL。 滴加盐酸标准液时应用酸式滴定管，“0”刻度位于滴定管的________(填“上方”或“下 方”)。BaCl2 溶液的浓度为__________________mol·L－1，若步骤Ⅱ中滴加盐酸时有少量待测 液溅出，Ba2＋浓度测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。 答案精析 考点一 知识梳理 1．H2O＋H2OH3O＋＋OH－　H2OH＋＋OH－ 2．(1)1×10－14　(2)温度　增大　(3)电解质 3．(1)增大　增大　(2)减小　不变　(3)增大　不变 4．(从左到右，从上到下)逆　不变　减小　减小　增大　逆　不变 减小　增大　减小　正　不变　增大　增大　减小　正　不变 增大　减小　增大　正　增大　增大　增大　增大　逆　减小 减小　减小　减小　正　不变　增大　增大　减小 深度思考 1．(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√　(6)√　(7)√ 2．甲正确，温度不变，Kw 是常数，加入 H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)>Kw，平衡左移。 c(H＋)·c(OH－)不变，因为 Kw 仅与温度有关，温度不变，则 Kw 不变，与外加酸、碱、盐无关。 解题探究 1．B 2．C　[A 项，升高温度，促进水的电离平衡，则 c(H＋)和 c(OH－)都同等程度地增大，若由 c 向 b 变化，则 c(H＋)增大，c(OH－)将变小，错误；B 项，根据 b 点对应的 c(H＋)和 c(OH－)都 为 1.0×10－7 mol·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＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋，破坏水的电离 平衡，c(H＋)增大、Kw 不变，c(OH－)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，c(OH－)变小，Kw 不变，c(H＋)增大，故可引起由 c 向 b 的变化， 而不是向 d 变化，错误。] 3．(1)A　水电离需要吸热，温度越高 Kw 越大　10∶1　(2)a＋b＝14 (3)小于　无法确定　若 BOH 是弱碱，无法确定酸碱的物质的量的相对多少 (4)10 4．(1)10－12mol·L－1　10－12mol·L－1 (2)10－10mol·L－1　10－10mol·L－1　(3)10－2mol·L－1 (4)10－4mol·L－1 5．A　[①中 c(H＋)＝1mol·L －1，由水电离出的 c(H＋)与溶液中 c(OH－)相等，等于 1.0×10－ 14mol·L－1； ②中 c(H＋)＝0.1mol·L－1，由水电离出的 c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1； ③中 c(OH－)＝1.0×10－2mol·L－1，由水电离出的 c(H＋)与溶液中 c(H＋)相等，等于 1.0×10－ 12mol·L－1； ④中 c(OH－)＝1.0×10－3mol·L－1，同③所述由水电离出的 c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1。 即(1.0×10－14)∶(1.0×10－13)∶(1.0×10－12)∶(1.0×10－11)＝1∶10∶100∶1000。] 考点二 知识梳理 1．(1)>　<　(2)＝　＝　(3)<　> 2．(1)－lgc(H＋)　(2)①玻璃片　表面皿　(3)酸性　碱性 深度思考 1．(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．pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；用 pH 试纸读出 的 pH 值只能是整数；不能用 pH 试纸测定氯水的 pH，因为氯水呈酸性的同时呈现强氧化性 (漂白性)。 解题探究 1．8　接近 2. 1 10 3．(1)m＜n　(2)m>n　(3)m＜n　(4)m>n 4．(1)2.9　(2)11　(3)2.3　(4)5　(5)2.0 (6)0.05mol·L－1 解析　(1)CH3COOH　　CH3COO－＋H＋ c(初始) 0.100 c(电离) c(H＋) c(H＋) c(H＋) c(平衡) 0.1－c(H＋) c(H＋) c(H＋) 则 Ka＝ c2(H＋) 0.1－c(H＋)＝1.8×10－5 解得 c(H＋)＝1.3×10－3mol·L－1， 所以 pH＝－lgc(H＋)＝－lg(1.3×10－3)＝2.9。 (2)　　　NH3·H2O　　OH－　＋　 NH＋4 c(初始) 0.1 mol·L－10 0 c(电离) 0.1×1% 0.1×1% 0.1×1% mol·L－1mol·L－1mol·L－1 则 c(OH－)＝0.1×1% mol·L－1＝10－3mol·L－1 c(H＋)＝10－11 mol·L－1，所以 pH＝11。 (3)c(H＋)＝10－2 2 mol·L－1 pH＝－lg10－2 2 ＝2＋lg2＝2.3。 (4)c(H＋)＝10－2 1000mol·L－1＝10－5，pH＝5。 (5)c(H＋)＝0.06mol·L－1 × 2－0.1mol·L－1 2 ＝0.01mol·L－1。 (6)3c－2c 5 ＝0.01，c＝0.05mol·L－1。 5．(1)10－13　(2)①1∶10　②10∶1 考点三 知识梳理 1.c(HCl)·V(HCl) V(NaOH) 　(1)标准液和待测液的体积　(2)滴定终点 2．(1)酸式滴定管　碱式滴定管　锥形瓶　(3)①腐蚀橡胶管 ②碱式　腐蚀玻璃　活塞 3．(2)(从左到右，从上到下)控制滴定管的活塞　摇动锥形瓶 锥形瓶内溶液的颜色变化 (3)不恢复　(4)二至三　c(HCl)·V(HCl) V(NaOH) 4．(从左到右，从上到下)紫色　红色　浅红色　红色 深度思考 (1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√ 2．强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中，碱性溶液应盛放在碱式滴定管中。 即酸性 KMnO4 溶液、溴水、稀盐酸应盛放在酸式滴定管中，Na2CO3 溶液应盛放在碱式滴定 管中。 3．将旋塞关闭，滴定管里注入一定量的水，把它固定在滴定管夹上，放置 10 分钟，观察滴 定管口及旋塞两端是否有水渗出，旋塞不渗水才可使用。 解题探究 1．(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 2．D　3.D 4．(1)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)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)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)Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋　当滴入最后一滴标准液，溶液变成血红色，且半分钟内不褪色 5．(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＝26.11mL＋26.09mL 2 ＝26.10mL，c(NaOH)＝0.1000mol·L－1 × 26.10mL 25.00mL ＝0.1044mol·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，要考虑实际操作对每一个量即 V[(HCl)aq]和 V[(NaOH)aq]的影响，进而影响 c(NaOH)。 (1)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)先算出消耗标准盐酸的平均值 V＝26.11mL＋26.09mL 2 ＝26.10mL(第二次偏差太大，舍去)， c(NaOH)＝0.1000mol·L－1 × 26.10mL 25.00mL ＝0.1044mol·L－1。 6．①0.1000mol·L－1　0.05000mol·L－1 ②0.001 7．(1)4×10－4mol·L－1　3.4 (2)c　酚酞　c 点以上 (3)B 微专题 23 专题训练 1．(1)将溶剂水煮沸后冷却　(2)②　(3)使溶液混合均匀，快速完成反应　(4)1,2,4,1,1,3　(5) 重复步骤 e 的操作 2～3 次 (6)溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色　9.0　是　(7)2H＋＋S2O2－3 ===S↓＋SO2↑＋H2O， SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO2－4 ＋2I－，4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任写其中 2 个) 2.25aV0V2 WV1 % 3．根据题意得关系式：K2Cr2O7～3I2～6Na2S2O3，则： n(K2Cr2O7)＝1 6×n(Na2S2O3)＝1 6×0.24mol·L－1×0.0200L＝0.0008mol， m(K2Cr2O7)试样＝0.0008mol×294g·mol－1×250 25 ＝2.352g， w(K2Cr2O7)＝2.352g 2.40g ×100%＝98%。 解析　称取重铬酸钾试样 2.40g 配成 250mL 溶液，取出 25.00mL 于碘量瓶中，加入稀硫酸和 足量碘化钾(铬被还原为 Cr3＋)并放于暗处 6min 左右，反应为 Cr2O2－7 ＋6I－＋14H＋===2Cr3＋ ＋3I2＋7H2O，然后加入适量水和数滴淀粉指示剂，用 0.24mol·L －1Na2S2O3 标准溶液滴定至 终点，发生反应：I2＋2S2O2－3 ===2I－＋S4O2－6 ，共用 Na2S2O3 标准溶液 20.00mL，依据反应的 定量关系为　　　Cr2O2－7 　　～　　3I2　　～　　6Na2S2O3 16 0.24mol·L－1×0.0200Ln n＝0.0008mol，m(K2Cr2O7)＝0.0008mol×294g·mol·L －1×250 25 ＝2.352g，产品中 K2Cr2O7 的质 量分数：2.352g 2.40g ×100%＝98%。 4．(1)3MnO2－4 ＋4H＋===MnO2↓＋2MnO－4 ＋2H2O (2)①3.950 ②由化学方程式：8MnO－4 ＋5S2O2－3 ＋14H＋===10SO2－4 ＋8Mn2＋＋7H2O，设样品中 KMnO4 物 质的量为 nmol，可知 8KMnO4～5S2O2－3 n0.100mol·L－1×20.00mL×10－3L 所以 n(KMnO4)＝8 5×0.100mol·L－1×20.00mL×10－3L＝3.2×10－3mol 所以 m(KMnO4)＝nM＝3.2×10－3mol×158g·mol－1＝0.5056g， KMnO4 产品的纯度为0.5056 0.6000×100%≈84.27%。 考能提升 1．B　2.D　3.C 4．C　[判断溶液呈中性的依据是 c(H＋)＝c(OH－)。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，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，因为 c(H＋)＝ Kw mol·L －1，则 c(OH－)＝ Kw mol·L－1，c(H＋)＝c(OH－)，故溶液呈中性；D 项，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH －)＋c(A－)，只能说明溶液中电荷守恒，无法判断溶液的酸碱性。] 5．上方　b(V0－V1) y 　偏大