第三章 水溶液中的离子反应与平衡 高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1+

选择性必修1(人教版2019)第三章水溶液中的离子反应与平衡酸碱中和滴定实验及滴定曲线分析酸碱中和滴定注意事项1.准确测定参加反应的酸碱溶液的体积用滴定管测定酸碱溶液的体积,不能用量筒,因为量筒只能粗略量取液体体积,精确度为0.1mL,而滴定管的精确度为0.01mL。突破点1:酸碱中和滴定实验2.指示剂的选择。强酸与强碱相互滴定时,选甲基橙溶液或酚酞溶液都可以,但不能选石蕊溶液(遇酸、碱颜色变化不明显)。指示剂的选择和终点颜色变化滴定种类选用的指示剂达滴定终点时颜色变化指示剂强酸滴定强碱甲基橙2~3滴酚酞强酸滴定强酸甲基橙酚酞强酸滴定弱碱甲基橙强碱滴定弱酸酚酞3.滴定操作要点:左手控制活塞或玻璃珠,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。4.准确判断滴定终点:最后半滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且30s内不变色,即为滴定终点。滴定终点与反应终点滴定终点:当接近滴定终点时，溶液的PH突变，此时指示剂会发出明显的颜色变化，用来指示反应达到终点。反应终点:酸碱恰好反应的点。滴定终点判断答题模板：5.中和滴定误差分析①误差分析依据(一元酸、碱的中和滴定)V标准②滴定管读数误差分析滴定管正确的读数方法是视线、刻度线、凹液面最低点在同一水平线上。试分析下列图示读数对滴定结果的影响：如图Ⅰ，开始时仰视读数，滴定完毕俯视读数，滴定结果会偏小。如图Ⅱ，开始时俯视读数，滴定完毕仰视读数，滴定结果会偏大。对量器读数易错点的类比分析1.量筒:量筒的小刻度在仪器的下方,因此仰视时读数偏小,俯视时读数偏大,如图甲所示。2.滴定管:滴定管的“0”刻度在仪器的上方,因此仰视读数,视线将液面“下压”,读数偏大;俯视读数,视线将液面“上提”,读数偏小,如乙所示。[归纳拓展]3.容量瓶:容量瓶定容时,视线应与容量瓶上的刻度线相平。若仰视定容,则所配溶液浓度偏低;若俯视定容,则所配溶液浓度偏高,如图丙所示。误差分析(以用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸为例)。操作及读数误差分析仪器的洗涤或润洗未用标准溶液润洗滴定管偏高未用待测溶液润洗移液管或所用的滴定管偏低用待测溶液润洗锥形瓶偏高洗涤后锥形瓶未干燥无影响滴定时溅出液体标准溶液漏滴在锥形瓶外一滴偏高待测溶液溅出锥形瓶外一滴偏低将移液管下部的残留待测溶液吹入锥形瓶偏高操作及读数误差分析尖嘴处有气泡滴前有气泡,滴后无气泡偏高读数不正确滴前仰视,滴后平视偏低滴前平视,滴后仰视偏高滴前仰视,滴后俯视偏低到达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准溶液偏高典例剖析现用酸碱中和滴定法测定某烧碱溶液的浓度,有关数据记录如下:滴定序号待测液体积/mL所消耗盐酸标准液的体积/mL滴定前滴定后消耗的体积125.000.5026.8026.30225.00———325.005.0031.3426.34(1)用

式滴定管盛装0.2500mol·L-1盐酸标准液。如图表示第二次滴定前后滴定管中液面的位置。

该次滴定所用标准盐酸体积为

mL。

(2)实验室现有石蕊和酚酞两种指示剂,该实验应选用

作指示剂。

(3)根据所给数据,该烧碱样品的物质的量浓度为

。

(4)若操作过程中滴加盐酸速度过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,就立刻停止滴定,则会造成测定结果

(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。

答案:(1)酸24.60(2)酚酞(3)0.2632mol·L-1(4)偏低解析:(1)盐酸应用酸式滴定管盛放。据图可知初读数是0.30

mL,末读数是24.90

mL,消耗盐酸的体积是24.90

mL-0.30

mL=24.60

mL。(2)终点时石蕊颜色变化不明显,中和滴定实验中不选作指示剂。(3)因为三次实验中消耗的盐酸的体积分别是26.30

mL、24.60

mL、26.34

mL,第二次实验数据异常,应舍去。根据第一次和第三次数据取均值,消耗盐酸的体积是26.32

mL,0.250

0

mol·L-1×26.32

mL=25.00

mL×c(NaOH),c(NaOH)=0.263

2

mol·L-1。(4)操作过程中滴加盐酸速度过快,未充分振荡,刚看到溶液变色就立刻停止滴定,此时滴加的盐酸不足,计算所得烧碱的物质的量浓度会偏低。【拓展延伸】上题实验可选用甲基橙溶液作指示剂,终点现象是

。

答案:当滴入最后半滴盐酸时,溶液颜色由黄色变为橙色,且半分钟内不变为原色[提升1]在一支25mL的酸式滴定管中盛入0.1mol·L-1的HCl溶液,其液面恰好在5mL刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1mol·L-1的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积(

)A.大于20mL B.小于20mLC.等于20mL D.等于5mL解析:如图,滴定管下部无刻度线部分直至尖嘴底部都有溶液,故盐酸实际体积大于20mL,因此需NaOH溶液的体积大于20mL。A[提升2]下列实验操作不会引起误差的是(

)A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液C.锥形瓶洗净后未干燥D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡解析:A.锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大;B.冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是量取待测溶液,都必须用待装溶液润洗2～3次,否则会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果;C.锥形瓶洗净后未干燥,酸和碱的物质的量没有改变,对滴定结果无影响;D.开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)·c(HCl)=V(NaOH)·c(NaOH),所测的c(NaOH)偏小。C[提升3]食用白醋中醋酸含量在30～50mg·mL－1，某食品检验机构，现使用酸碱中和滴定法测定某品牌白醋的总酸量是否合格。Ⅰ.实验步骤：(1)量取10.00mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100mL_________(填仪器名称)中定容，摇匀即得待测白醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴___________作指示剂。容量瓶酚酞试液(3)读取盛装0.1000mol·L－1NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示，则此时的读数为_______mL。(4)滴定。滴定终点的现象是_______________________。0.70

溶液由无色恰好变为浅红色，并在半分钟内不变色Ⅱ.数据记录：滴定次数实验数据/mL

1234V(样品)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95Ⅲ.数据处理：某检测员在处理数据时计算得：平均消耗的NaOH溶液的体积V＝(15.95＋15.00＋15.05＋14.95)×mL＝15.24mL。指出他的计算的不合理之处：_________________________________。该品牌白醋是否合格？_______。该白醋的总酸度为_____mg·mL－1。第一组数据与后三组数据相差较大，属于异常值，应舍去合格45

[提升4]使用酸碱中和滴定的方法，用0.01mol·L－1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液，下列操作会使测定结果偏高的是 (

)①用量筒量取浓盐酸配制0.01mol·L－1稀盐酸时，量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸②配制稀盐酸定容时，俯视容量瓶刻度线③滴定结束时，读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下A．①③

B．②④

C．②③④

D．①②③④A

突破点2:滴定曲线有关的定量分析1.分析步骤:首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再次找滴定终点和pH=7的点,判断滴定终点的酸碱性;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。

2.滴定过程中的定量关系:(1)电荷守恒关系在任何时候均存在;(2)物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定。【典型例题1】常温下,用0.10mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.10mol·L-1HCl溶液和20.00mL0.10mol·L-1CH3COOH溶液,得到如图所示两条滴定曲线,图1图2则下列说法正确的是(

)。A.图2是滴定盐酸的曲线B.a与b的关系是a<bC.E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)D.这两次滴定都应选用甲基橙溶液作为指示剂答案:C解析:A项,开始时,HCl溶液的pH较小,错误;B项,a点的V(X)=20

mL,b点的V(X)<20

mL,故a>b,错误;D项,NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,终点为碱性,应选用酚酞溶液作指示剂,错误。【典型例题2】室温下,将0.10mol·L-1盐酸滴入20.00mL0.10mol·L-1氨水中,溶液中pH和pOH随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。已知pOH=-lgc(OH-),下列说法正确的是(

)。A.M点所示溶液中c()+c(NH3·H2O)=c(Cl-)B.N点所示溶液中c()>c(Cl-)C.Q点消耗盐酸的体积等于氨水的体积D.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同解析:横轴表示所加盐酸的体积,纵轴表示pH、pOH,pH越小溶液酸性越强,pOH越小溶液碱性越强,故M点所在曲线表示pH变化曲线,N点所在曲线表示pOH变化曲线。由图像可知,Q点溶液呈中性,M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O,溶液显碱性;N点溶液中含有NH4Cl,可能含有HCl,溶液显酸性。分析图像可知,M点溶液的溶质为NH4Cl、NH3·H2O,结合物料守恒可知c()+c(NH3·H2O)>c(Cl-),A项错误;N点溶液显酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒,有c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c()<c(Cl-),B项错误;盐酸与氨水恰好完全反应得到的NH4Cl溶液呈酸性,Q点溶液呈中性,则Q点氨水过量,C项错误;M点溶液显碱性,pH=a,则由水电离的c(H+)=10-a

mol·L-1,N点溶液显酸性,pOH=a,则由水电离的c(H+)=c(OH-)=10-a

mol·L-1,故M点和N点所示溶液中水的电离程度相同,D项正确。【跟踪训练1】常温下,向20mL的某稀硫酸中滴入0.1mol·L-1氨水,溶液中水电离出氢离子浓度随滴入氨水体积的变化曲线如图。下列分析正确的是(

)。A.稀硫酸的物质的量浓度为0.1mol·L-1B.A点时溶液的pH等于7C.C点时加入氨水的体积为20mLD.在V(NH3·H2O)从0到V2的变化过程中,可能出现的离子浓度排答案:C

解析:纵坐标起点(P点)水电离出的c(H+)=10-13

mol·L-1,则常温下硫酸溶液中c(H+)=10-1

mol·L-1,c(H2SO4)=0.05

mol·L-1,A项错误;A点水电离出的c(H+)=10-7

mol·L-1,溶液中溶质为(NH4)2SO4和剩余H2SO4,溶液显酸性,pH小于7,B项错误;C点水电离出的氢离子浓度最大,溶液中只有(NH4)2SO4,氨水和硫酸恰好完全反应,C项正确;从0到V2的变化过程中,随着氨水的不断增多,溶液由酸性逐渐变到中性,不可能出现c(OH-)>c(H+),D项错误。2.酸、碱反应过程中某些性质的变化(以向氨水中滴加盐酸为例)。水的电离程度:A<B<C,E<D<C。性质:A点溶液呈碱性,B点溶液呈中性,C、D、E点溶液呈酸性,C点为恰好反应点【典型例题3】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Z向Y的变化B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13C.该温度下,加入FeCl3可能引起由Y向X的变化D.该温度下,稀释溶液可能引起由Z向P的变化C解析:A项,Z点溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,升高温度,溶液中c(OH-)不可能减小;

B项,由Y点对应c(H+)与c(OH-)可知,KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14;C项,FeCl3水解使溶液显酸性,溶液中c(H+)增大,因一定温度下水的离子积