1、第 2 节 水的电离和溶液的酸碱性第 3 课时 pH 的应用(30 分钟 50 分)一、选择题(本题包括 6 小题,每小题 6 分,共 36 分)1.下列某种仪器中盛有一定量的高锰酸钾溶液,甲同学平视读数为nmL,乙同学仰视读数为 xmL,丙同学俯视读数为 ymL。若 xny,则该仪器是 ( )A.酸式滴定管 B.量筒C.容量瓶 D.碱式滴定管【解析】选 A。仰视读数时数值偏大,俯视读数时数值偏小,即小刻度在上,大刻度在下,因此该仪器是滴定管。又因为盛放的高锰酸钾溶液具有氧化性,故应是酸式滴定管。2.用 NaOH 滴定 pH 相同、体积相同的 H2SO4、HCl、CH 3COOH 三种溶液,恰
2、好中和时,所用相同浓度 NaOH 溶液的体积依次为 V1、V 2、V 3,则这三者的关系是 ( )A.V1V2V3 B.V1V3 D.V1=V2V3【解析】选 D。强酸完全电离,弱酸部分电离,在 pH 相同的情况下,即氢离子浓度相同的情况下,CH 3COOH 溶液中还有部分 CH3COOH 未电离,因此反应恰好完成中和时,这三种酸都恰好与氢氧化钠溶液反应生成盐和水,所以 V3要大一些,而 V1和 V2相等。【补偿训练】酸碱恰好完全中和时,下列选项一定相等的是 ( )A.质量B.物质的量C.物质的量浓度收D.H+和 OH-的物质的量【解析】选 D。酸碱中和滴定的原理就是利用 H+和 OH-的物质
3、的量相等。3.(2016泰安高二检测)中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,下列有关几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)的说法不正确的是 ( )A.用标准酸性 KMnO4溶液滴定 Na2SO3溶液以测量其浓度:滴定终点时,溶液由无色变为紫红色B.利用“Ag +SCN- AgSCN”反应,用标准 KSCN 溶液测量 AgNO3溶液浓度时可用 Fe(NO3)3作指示剂C.利用“2Fe 3+2I- I2+2Fe2+”,用 FeCl3溶液测量 KI 样品中 KI 的百分含量时,可用淀粉作指示剂D.用标准 NaOH 溶液测
4、量某盐酸的浓度时,若用酚酞作指示剂,当观察到溶液由无色变为红色,且半分钟不恢复时达到滴定终点【解析】选 C。C 中只要反应一开始就有 I2生成,溶液就呈蓝色。4.(双选)用标准的 KOH 溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是 ( )A.配制标准溶液的固体 KOH 中混有 NaOH 杂质B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗D.滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液【解析】选 A、B。A项将会使标准碱液的 c(OH-)偏大。滴定时耗用的V(OH-)偏小,导致结果偏低,故正确;终点时俯视读数,将使读取碱液的体积偏
5、小,测定结果偏低,B 项正确;用未知液润洗锥形瓶将使测定结果偏高,C 项错;尖嘴处悬挂溶液将使读取的标准液体积偏大,测定结果偏高,D 项错。【补偿训练】(2015广东高考)准确移取 20.00 mL 某待测 HCl 溶液于锥形瓶中,用0.100 0 molL-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【解析】选 B。A项未对滴定管进行润洗;随着 NaOH 溶液滴入,盐
6、酸逐渐被中和,所以对应的 pH 逐渐变大,B 正确;C 项滴定终点应该是溶液由无色变成红色;D 项实验测得的标准溶液的体积偏大,所以测定结果偏大。5.(2016郑州高二检测)下图是向 100 mL 的盐酸中逐渐加入 NaOH溶液时,溶液的 pH 变化图象,根据图象所得结论正确的是 ( )A.原来盐酸的物质的量浓度为 0.1 molL-1B.X 为 0.1 molL-1的 NaOH 溶液C.原来盐酸的物质的量浓度为 1 molL-1D.X 为 0.01 molL-1的 NaOH 溶液【解析】选 A。原盐酸的 pH=1,则 c(HCl)=0.1 molL-1,A项正确。滴定终点时加入的 NaOH
7、溶液中 NaOH 的物质的量为 0.01 mol,但浓度与体积都无法计算。【补偿训练】(2016广州高二检测)如图是用未知浓度的 NaOH 溶液来滴定 10 mL盐酸(标准液)所得的曲线(25),则下列说法不正确的是 ( )A.标准液盐酸的浓度为 0.1 molL-1B.NaOH 溶液的浓度为 0.05 molL-1C.滴定终点时,俯视碱式滴定管读数,所测 NaOH 溶液浓度会偏高D.指示剂变色时,说明盐酸与 NaOH 恰好完全反应【解析】选 D。开始时,其 pH=1,故标准液盐酸的浓度为 0.1 molL-1,A正确;滴定 10 mL浓度 为 0.1 molL-1盐酸(标准液)消耗了 20
8、mL,故NaOH 溶液的浓度为 0.05 molL-1,B 正确;滴定终点时,俯视碱式滴定管读数,NaOH 溶液的体积偏小,故所测 NaOH 溶液浓度会偏高,C 正确;指示剂开始变色并保持 30 s钟内不褪色,才说明盐酸与 NaOH 恰好完全反应,D 错。6.(能力挑战题)(2016长沙高二检测)用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH 溶液,下列各操作中,会引起实验误差的是 ( )A.取干燥洁净的酸式滴定管立即装入标准盐酸B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的 NaOH 溶液后进行滴定C.往盛有 20.00 mL NaOH 溶液的锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,
9、再用 NaOH 溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH 溶液【解析】选 D。滴定管若干燥洁净,不必用水洗涤,故也不需用标准液润洗,A 项中操作不会引起误差;锥形瓶内存有少量蒸馏水,但待测液的物质的量不变,消耗标准液的体积不变,B 项操作不会引起误差;锥形瓶不能用待测液润洗,否则会使测定结果偏高。二、非选择题(本题共 14 分)7.(2016聊城高二检测)某学生欲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
10、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 ( )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表:0.100 0 molL-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/mL1 25.00 0.
11、00 26.11 26.112 25.00 1.56 30.30 28.743 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。【解析】(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,可将加入的盐酸冲稀,消耗相同量的碱,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
12、图所示。(3)读数 时,以凹液面的最低点为基准。(4)先算出耗用标准酸液的平均值 V= mL=26.10 mL(第26.11+26.092二次偏差太大,舍去)。答案:(1) 锥形瓶内溶液颜色变化 半分钟内不褪色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10(4)V= =26.10 mL,c(NaOH)=26.11 +26.09 2=0.100 0126.10 25.00 0.104 4 molL-1。【补偿训练】1.某烧碱样品含有少量不与酸作用的杂质,为了测定其纯度,进行以下滴定操作:A.在 250 mL 的容量瓶中定容配制 250 mL 烧碱溶液;B.用碱式滴定管移取 25 mL 烧碱溶
13、液于锥形瓶中并滴入 2 滴甲基橙指示剂;C.在天平上准确称取烧碱样品 mg,在烧杯中用蒸馏水溶解;D.将物质的量浓度为 c 的标准硫酸溶液装入酸式滴定管,调整液面,记下开始读数为 V1;E.在锥形瓶下垫一张白纸,滴定至橙色为止,记下读数 V2。就此实验完成下列填空:(1)正确的操作步骤的顺序是(用编号字母填写)_ _D_。(2)观察滴定管里液面的高度时应注意:_。(3)D 步骤的操作中液面应调节到 _,尖嘴部分应_。(4)该烧碱样品纯度的计算式为_。【解析】(1)本题中的实验步骤包括两部分:先是配溶液,然后滴定。(2)观察滴定管里液面的高度时应避免俯视和仰视。(3)滴定管的“0” 刻度在上方,
14、“0”刻度线以上的液体体 积无法测量 ,所以要把液面调到“0”或“0”刻度以下某一刻度 ;如果尖嘴处有气泡 ,则流出液体体积比读数要小,所以要使尖嘴处充满液体无气泡。(4)中和滴定反应方程式为H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2Oc(NaOH)= 2c(24)(24)()= molL-12(21)25mg 样品中 NaOH 的质量为m(NaOH)=M(NaOH)n(NaOH)=40 gmol-1 molL-10.25 2(21)25L= g4(21)5样品中 NaOH 的质量分数为 w(NaOH)= 100%。4(21)5答案:(1)C A B E (2)平视凹液面的最低点(3)“0”
15、或“0”刻度以下某一刻度 充满液体无气泡(4) 100%4(21)52.(2016海口高二检测)乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H 2C2O4xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是探究测定草酸晶体(H 2C2O4xH2O)中的 x 值。通过查阅资料和网络搜查得,草酸易溶于水,水溶液可以用酸性 KMnO4溶液进行滴定:2Mn +5H2C2O4+6H+ 2Mn2+10CO2+8H 2O4学习小组的同学设计了滴定的方法测定 x 值。称取 1.260 g 纯草酸晶体,将其制成 100.00 mL 水溶液为待测液。取 25.00 m
16、L 待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀 H2SO4。用浓度为 0.100 0 molL-1的酸性 KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗 10.00 mL。(1)滴定时,将酸性 KMnO4标准液装在如图中的_(填“甲”或“乙”)滴定管中。(2)本实验滴定达到终点的标志是_。(3)通过上述数据,求得 x=_。讨论:若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的 x 值会_(填“偏大” “偏小”或“不变”,下同)。若滴定时所用的酸性 KMnO4溶液因久置而导致浓度变小,则由此测得的 x 值会_。【解析】(1)因为酸性 KMnO4具有强氧化性,会腐蚀橡胶管,故应用酸式滴定管盛装。(2)可利用酸性 KM
17、nO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点,当达到滴定终点时,再滴加酸性 KMnO4溶液时,溶液将由无色变为紫色。(3)由题给化学方程式及数据可知,1.260 g 纯草酸晶体中含 H2C2O4 的物质的量为 0.100 0 molL-110.00 mL10-3LmL-1 52=0.010 0 mol,则 1.260 g H2C2O4xH2O 中含 H2O 的物质的量为100 25 =0.020 0 mol,则 x=2。若滴定终点1.260 0.10090 118 1时俯视滴定管读数,则所得消耗酸性 KMnO4 溶液的体积偏小,由此所得 n(H2C2O4)偏小,则 n(H2O)偏大,x 偏大;同理 ,若酸性 KMnO4 溶液变质浓度偏小,则消耗其体积偏大,所得 x 值偏小。答案:(1) 甲 (2)当滴入最后一滴酸性 KMnO4 溶液时,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色,即达滴定终点 (3)2 偏大 偏小
