溶液的酸堿性酸堿中和滴定

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1、第二節(jié) 溶液的酸堿性 酸堿中和滴定 全局性掌控 選項式診斷 診斷 判斷正誤，在診斷一欄內(nèi)打 “”或 “ ” 1.pH 4.5的蕃茄汁中 c(H )是 pH 6.5的牛奶中 c(H ) 的 100倍 (2010天津高考 T4 B) 2.在 pH 0的溶液中， Na 、 NO 、 SO 、 K 可以常 量共存 (2010福建高考 T10 B) 3.用 pH試紙測定溶液的 pH時，需先用蒸餾水潤濕試紙 (2010聊城模擬 T 6 A) 4.用 50 mL酸式滴定管可準確量取 25.00 mL的 KMnO4溶 液 (2009江蘇高考 T 4 B) - 3 2- 3 全局性掌控 本節(jié)重點知識為溶液的酸堿

2、性主要考查溶液酸堿 性的判斷及 pH的計算；酸堿中和滴定的原理及儀器 預計由酸、堿電離出的 c(H )、 c(OH )與水電離出的 c(H )、 c(OH )比值的計算，酸堿中和時， pH的變化， 導電性的變化仍將是高考命題的熱點 . 一、溶液的酸堿性與 pH 1溶液的酸堿性 溶液酸 堿性 c(H )與 c(OH )關系 任意溫度 常溫 (mol/L) pH(常溫 ) 酸性 c(H ) c(OH ) c(H ) 110 7 7 中性 c(H ) c(OH ) c(H ) c(OH ) 110 7 7 堿性 c(H ) c(OH ) c(H ) 110 7 7 2溶液的 pH (1)定義式： p

3、H (2)pH與溶液中 c(H )的關系 由圖示關系知， pH越小，溶液的酸性 pH一般表示 c(H ) 的稀溶液 lg c(H ) 越強 1 mol/L (3)pH試紙的使用 使用方法 把小片試紙放在蒸發(fā)皿上，用 蘸取待測液點 在干燥的 pH試紙上，試紙變色后，與標準比色卡對 比，即可確定溶液的 pH. 注意 a pH試紙使用前不能 ，否則待測液因被稀釋可 能產(chǎn)生誤差 b用廣泛 pH試紙讀出的 pH只能是整數(shù) 玻璃棒 潤濕 1 (1)某溶液的 pH 7，該溶液是否一定為中性溶液？ (2)若已知某溶液中 c(H ) c(OH )，該溶液是否一 定呈酸性？ 提示： (1)因溫度不確定故 pH 7

4、的溶液不一定顯 中性 (2)只要 c(H ) c(OH )，溶液一定呈酸性 二、酸堿中和滴定 1概念 利用中和反應，用已知濃度的酸 (或堿 )來測定未知濃度 的堿 (或酸 )的實驗方法 2實驗用品 (1)儀器： 式滴定管 (如圖 A)、 式滴定管 (如圖 B)、滴定 管夾、鐵架臺、 (2)試劑：標準液、待測液、指示劑、蒸餾水 酸 堿 錐形瓶 3實驗操作 (以標準鹽酸滴定待測 NaOH溶液為例 ) (1)滴定前的準備 滴定管： 洗滌 裝液 調(diào)液面 記錄 錐形瓶：注堿液 記讀數(shù) 加指示劑 查漏 潤洗 (2)滴定 左手 ，右手 ，眼睛注視 ，滴定至終點時，記錄標準 液的體積 (3)終點判斷 等到滴入

5、最后一滴反應液，指示劑變色，且 不褪色，視為滴定終點 控制滴定管活塞 搖動錐形瓶 錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化 半分鐘 內(nèi) 4數(shù)據(jù)處理 按上述操作重復二至三次，求出所用標準鹽酸體積 的平均值，根據(jù) c(NaOH) 計算 c HC l V HC l V N aOH 2滴定管和量筒均為計量儀器，在實驗中兩者的讀數(shù) 有何區(qū)別？ 提示： 二者的區(qū)別主要有： 滴定管 0刻度在上方， 因此仰視讀數(shù)，結(jié)果偏大，俯視讀數(shù)，結(jié)果偏?。涣?筒的最小刻度在下方，因此仰視讀數(shù)，結(jié)果偏小，俯 視讀數(shù)，結(jié)果偏大 記錄數(shù)據(jù)時，滴定管的讀數(shù)應 記錄到小數(shù)點后兩位，如 20.00 mL；量筒讀數(shù)記錄到 小數(shù)點后一位，如 20.0 mL

6、. 1下列溶液一定呈中性的是 ( ) A c(H ) c(OH ) 10 6 molL 1的溶液 B pH 7的溶液 C使石蕊試液呈紫色的溶液 D酸與堿恰好完全反應生成正鹽的溶液 解析： 溶液的酸堿性是由溶液中 c(H )和 c(OH )的相對 大小決定的，只要 c(H ) c(OH )，溶液一定呈中性， 故 A項正確；溶液所處的環(huán)境不是 25 ， pH 7的溶液 不呈中性， B項錯誤；室溫時， pH 5 8的溶液均可使 石蕊試液呈紫色， C項錯誤；生成的正鹽可能發(fā)生水解 反應使溶液呈酸性或堿性， D項錯誤 答案： A 2 (2011汕頭模擬 )弱酸 HY溶液的 pH 3.0，將其與等體積 水

7、混合后的 pH范圍是 (已知 lg2 0.3) ( ) A 3.0 3.3 B 3.3 3.5 C 3.5 4.0 D 3.7 4.3 解析： 弱酸 HY與水等體積混合后的 H 濃度應大于原來 的一半，且小于稀釋前的 H 濃度稀釋后，若酸不電 離，則 c(H ) 1/2 1 10 3， pH lgc(H ) lg (1/2 1 10 3) 3.3，選項 A正確 答案： A 3 (2011無錫模擬 )下列敘述正確的是 ( ) A無論是純水，還是酸性、堿性或中性稀溶液，在常 溫下，其 c(H )c(OH ) 1 10 14 B c(H )等于 1 10 7 mol/L的溶液一定是中性溶液 C 0.

8、2 mol/L CH3COOH溶液中的 c(H )是 0.1 mol/L CH3COOH溶液中的 c(H )的 2倍 D任何濃度的溶液都可以用 pH來表示其酸性的強弱 解析： 水的離子積常數(shù) K W 只與溫度有關，與溶液的酸堿性無 關，室溫時 K W 10 14 ， A 項正確；室溫時， c (H ) 1 10 7 m ol /L 的溶液，其 pH 7 ，呈中性，當溫度變化時， K W 改變， pH 改變， B 項錯誤； 0. 1 m ol/ L CH 3 COO H 可以認為是由 0.2 m ol /L CH 3 COOH 加水 稀釋得到的，加水過程中平衡 CH 3 COOH CH 3 CO

9、O H 向右移動，故 c (H ) 不等于 0.1 m ol/ L CH 3 COOH 溶液中 c (H ) 的 2 倍， C 項錯誤； pH 通常表示稀溶液 的酸堿性， D 項錯誤 答案： A 4 (2010重慶模擬 )甲、乙、丙分別是酸或堿的水溶液， pH依次為 1,5,14.下列圖形合理的 ( ) A圖 (1)表示甲中滴入丙 B圖 (2)表示乙中滴入丙 C圖 (3)表示甲中滴入乙 D圖 (4)表示丙中滴入乙 解析： 圖象 (1)(2)起始時溶液的 pH 7，表示向中性溶液 中滴入丙， A、 B選項錯誤；圖象 (3)起始時溶液的 pH 0，且所得溶液的 pH不可能超過 7， C項錯誤 答案

10、： D 5 (2011廈門模擬 )某研究小組為測定食用白醋中醋酸的 含量進行的如下操作，正確的是 ( ) A用堿式滴定管量取一定體積的待測白醋放入錐形 瓶中 B稱取 4.0 g NaOH到 1 000 mL容量瓶加水至刻度， 配成 1.00 molL 1 NaOH標準溶液 C用 NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示劑，溶 液顏色恰好由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不褪 色時，為滴定終點 D滴定時眼睛要注視著滴定管內(nèi) NaOH溶液的液面 變化，防止滴定過量 解析： A項不能用堿式滴定管量取白醋，應用酸式滴定管， 錯誤； B項應先在燒杯中溶解固體，不能直接在容量瓶中 溶解，錯誤； C項強堿滴定弱酸，用

11、酚酞作指示劑，顏色 變化符合滴定終點判斷，正確； D項滴定時眼睛應注視錐 形瓶內(nèi)溶液顏色變化，錯誤 答案： C 6中學化學實驗中，淡黃色的 pH試紙常用于測定溶液的 酸堿性在 25 時，若溶液的 pH 7，試紙不變色； 若 pH 7，試紙變紅色；若 pH 7，試紙變藍色而要 精確測定溶液的 pH，需用 pH計 pH計主要通過測定 溶液中 H 的濃度來測定溶液的 pH.已知 100 時，水的 離子積常數(shù) KW 1 10 12. (1)已知水中存在如下平衡： H2O H2O H3O OH H 0，現(xiàn)欲使平衡向右移動，且所得溶液呈酸性，選擇 的方法是 __________(填字母 ) A向水中加入

12、NaHSO4 B向水中加入 Cu(NO3)2 C加熱水至 100 D在水中加入 (NH4)2SO4 (2)現(xiàn)欲測定 100 沸水的 pH及酸堿性，若用 pH試紙測定， 則試紙顯 ______色，呈 ______性 (填 “酸 ”“堿 ”或 “中 ”)；若 用 pH計測定，則 pH________7(填 “ ”“ ”或 “ ”)，呈 ________性 (填 “酸 ”“堿 ”或 “中 ”) 解析： (1)題中要求使水的電離平衡向右移動，即促進水 的電離，常采用加熱法或加入可水解的鹽，現(xiàn)同時要求 溶液呈酸性，因此只能加入強酸弱堿鹽 (2)100 時水的 pH 6，但溶液仍呈中性，因此 pH試紙 的

13、顏色仍為淡黃色 答案： (1)BD (2)淡黃 中 中 1 總體原則 ( 1) 若溶液為酸性，先求 c (H ) ，再求 pH ； ( 2) 若溶液為堿性，先求 c ( OH ) ，再由 c (H ) K W c OH 求 c (H ) ，最后求 p H. 2 類型及方法 (1) 強酸溶液 如濃度為 c m ol /L 的 H n A 溶液， c (H ) nc m ol/ L ，所以 pH lg nc ； (2) 強堿溶液 如濃度為 c m ol/ L 的 B (OH) n 溶液， c (OH ) nc m ol/ L ， c (H ) 10 14 nc m ol/ L ，所以 pH 14

14、lg nc . ( 3) 酸堿混合 pH 的計算 兩強酸混合 c 混 (H ) c 1 H V 1 c 2 H V 2 V 1 V 2 pH 兩強堿混合 c 混 ( OH ) c 1 OH V 1 c 2 OH V 2 V 1 V 2 K W c 混 (H ) pH 強酸、強堿混合 ( 一者過量 ) 酸過量： c 混 (H ) c 酸 H V 酸 c 堿 OH V 堿 V 酸 V 堿 pH 堿過量： c 混 ( OH ) c 堿 OH V 堿 c 酸 H V 酸 V 酸 V 堿 K W c 混 (H ) pH (4)酸堿稀釋時 pH的變化 酸 (pH a) 堿 (pH b) 弱酸 強酸 弱堿

15、強堿 稀釋 10n倍 a n a n b n b n 無限稀釋 pH趨向于 7 例 1 (2011廣東省育才中學模擬 )已知在 100 下，水 的離子積 KW 1 10 12，下列說法正確的是 ( ) A 0.05 mol/L的 H2SO4溶液 pH 1 B 0.001 mol/L的 NaOH溶液 pH 11 C 0.005 mol/L的 H2SO4溶液與 0.01 mol/L的 NaOH溶液 等體積混合，混合后溶液 pH為 6，溶液顯酸性 D完全中和 pH 3的 H2SO4溶液 50 mL，需要 pH 11的 NaOH溶液 50 mL 名師精析 A 中， c (H ) 0.05 m ol /

16、L 2 0.1 m ol/ L ， pH lg0.1 1 ，正確 B 中， c (OH ) 10 3 m ol/ L ，則 100 時， c (H ) K W c OH 1 10 12 10 3 10 9 m ol /L ， pH 9 ，錯 誤 C 中， c (H ) 2 0. 005 m ol/ L 0.01 m ol /L ， c (OH ) 0.01 m ol/ L ，等體積混合后溶液呈中性 c (H ) c (OH ) 10 6 m ol /L ， pH 6 ，錯誤 D 中， pH 3 ， c (H ) 10 3 m ol/ L ， pH 11 ， c (H ) 10 11 m ol/

17、 L ， c (OH ) 10 12 10 11 0.1 m ol/ L ，等體積混合時， NaO H 過量，錯誤 答案 A pH計算的技巧 (1)強酸、強堿的 pH之和與 c(H )、 c(OH )比較 1常溫下把 pH 5的鹽酸和 pH 9的氫氧化鈉溶液按 體積比 9 11混合，混合后溶液的 pH為 ( ) A 6 B 7 C 8 D 5.2 解析： 鹽酸溶液中 c (H ) 10 5 m ol /L ， NaOH 溶液中 c (OH ) 10 5 m ol/ L ，按體積比 9 11 混合反應后溶液呈堿性 c (OH ) 11 10 5 9 10 5 11 9 m ol /L 1 10

18、6 m ol/ L ，所以溶液 pH 8. 答案： C 2 (2011合肥高三質(zhì)檢 )常溫下 pH為 2的鹽酸，下列敘述正 確的是 ( ) A將 10 mL該溶液稀釋至 100 mL后， pH小于 3 B向該溶液中加入等體積 pH為 12的氨水恰好完全中和 C該溶液中由水電離出的 c(H )水 c(OH )水 1 10 14 D該溶液中鹽酸電離出的 c(H )與水電離出的 c(H )之 比為 1010 1 解析： 因為 HCl是強酸，故 pH 2的鹽酸稀釋 10倍后，溶 液的 pH 3， A錯誤；一水合氨是弱電解質(zhì)，故與等體積 氨水混合后，氨水過量，混合溶液顯堿性， B錯誤；在常 溫下，由水電

19、離出的 c(H ) c(OH ) 1 10 12 mol/L， 故 C不正確，而 D正確 答案： D 1 原理 由 c B c A V A V B 其中 V B 是準確量取的體積， c A 是標準溶液 的濃度，它們均為定值，所以 c B 的大小取決于 V A 的大 小， V A 大則 c B 大， V A 小則 c B 小 2 常見誤差 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿 ( 酚酞作指示劑 ) 為 例，常見的因操作不正確而引起的誤差有： 步驟 操作 V(標準 ) c(待測 ) 洗滌 酸式滴定管未用標準溶液潤洗 變大 偏高 堿式滴定管未用待測溶液潤洗 變小 偏低 錐形瓶用待測溶液潤洗 變大 偏高 錐形

20、瓶洗凈后還留有蒸餾水 不變 無影響 取液 放出堿液的滴定管開始有氣泡， 放出液體后氣泡消失 變小 偏低 步驟 操作 V(標準 ) c(待測 ) 滴定 酸式滴定管滴定前有氣泡，滴 定終點時氣泡消失 變大 偏高 振蕩錐形瓶時部分液體濺出 變小 偏低 部分酸液滴出錐形瓶外 變大 偏高 讀數(shù) 滴定前讀數(shù)正確，滴定后俯視 讀數(shù) (或前仰后俯 ) 變小 偏低 滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視 讀數(shù) (或前俯后仰 ) 變大 偏高 例 2 (2010福州三模 )現(xiàn)使用酸堿中和滴定法測 定市售白醋的總酸量 (g/100 mL) .實驗步驟 (1)量取 10.00 mL食用白醋，在燒杯中用水稀釋后 轉(zhuǎn)移到 100 mL

21、________(填儀器名稱 )中定容，搖 勻即得待測白醋溶液 (2)用酸式滴定管取待測白醋溶液 20.00 mL于錐形 瓶中，向其中滴加 2滴 ________作指示劑 (3)讀取盛裝 0.100 0 molL 1NaOH溶液的堿式滴定管 的初始讀數(shù)如果液面位置如圖所示，則此時的讀數(shù) 為 ________ mL. (4)滴定當 ____________________________時，停止 滴定，并記錄 NaOH溶液的終讀數(shù)重復滴定 3次 .實驗記錄 滴定次數(shù) 實驗數(shù)據(jù) (mL) 1 2 3 4 V(樣品 ) 20.00 20.00 20.00 20.00 V(NaOH)(消耗 ) 15.

22、95 15.00 15.05 14.95 .實驗記錄 (1)某同學在處理數(shù)據(jù)時計算得： 平均消耗的 NaOH溶液的體積 V (15.95 15.00 15.05 14.95)/4 mL 15.24 mL. 指出他的計算的不合理之處： ________________；按正 確數(shù)據(jù)處理，可得市售白醋總酸量 ________ g/100 mL. (結(jié)果保留四位有效數(shù)字 ) (2)在本實驗的滴定過程中，下列操作會使實驗結(jié)果偏大 的是 (填寫序號 )________ a堿式滴定管在滴定時未用標準 NaOH溶液潤洗 b堿式滴定管的尖嘴在滴定前有氣泡，滴定后氣泡消失 c錐形瓶中加入待測白醋溶液后，再加少量

23、水 d錐形瓶在滴定時劇烈搖動，有少量液體濺出 名師精析 .(1)定容容器為容量瓶 (2)滴定終點時生成醋酸鈉，水解顯堿性，因此選用的指 示劑應為酚酞試液，其變色范圍為 8 10，在滴定終點 時可觀察到由無色變紅色的明顯變化 . (3)從圖示中讀出為 0.70 mL，注意要讀到小數(shù)后兩位數(shù) 字 (4)滴定終點時溶液由無色恰好變?yōu)榧t色，并在半分鐘內(nèi) 不褪色 .(1)第一組數(shù)據(jù)與后 3組數(shù)據(jù)相關較大，屬異常值，應舍 去，根據(jù)后三組數(shù)據(jù)求得平均消耗 NaOH溶液的體積 V (15.00 15.05 14.95)/3 mL 15.00 mL，則白醋溶液的濃 度為 0.100 0 molL 1 15.00

24、 mL/20 mL 0.075 molL 1， 原 10.00 mL食用白醋所含白醋的量為 0.075 molL 1 100 mL 0.0075 mol，質(zhì)量為 0.45 g，則 100 mL食用白醋所含 的酸量為 4.500 g. (2)a項造成 NaOH標準液濃度偏小，則消耗標準液偏多； b 項讀數(shù)偏大； c項無影響； d項消耗的標準液偏小 . 答案 .(1)容量瓶 (2)酚酞試液 (3)0.70 (4)溶液由 無色恰好變?yōu)榧t色，并在半分鐘內(nèi)不褐色 .(1)第一組數(shù)據(jù)與后 3組數(shù)據(jù)相關較大，屬異常值，應 舍去 4.500 (2)a、 b (1)恰好中和滴定終點酸堿恰好完全反應 溶液呈中性

25、(2)在酸堿中和滴定誤差分析中，要看清楚標準液與待測液 的位置，標準液在滴定管中與標準液在錐形瓶中產(chǎn)生誤 差情況相反 3用已知濃度的鹽酸測定未知濃度的 NaOH溶液的物質(zhì) 的量濃度，待測液放在錐形瓶中中和滴定時下列操 作會使測定結(jié)果偏低的是 (錐形瓶中溶液用滴定管量 取 ) ( ) A堿式滴定管未用待測堿液潤洗 B酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗 C滴定過程中滴定管內(nèi)不慎有標準液體濺出 D滴定前俯視讀數(shù)，滴定后讀數(shù)正確 解析： A項堿式滴定管未用待測堿液潤洗，導致實際取 用的堿少，則消耗的酸少，結(jié)果偏低； B項酸式滴定管 未用標準鹽酸潤洗，會造成消耗的酸多，結(jié)果偏高； C 項偏高； D項計算出消耗酸

26、量將會偏多，結(jié)果偏高 (滴定 管的零刻度在上面 ) 答案： A 4一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制和酸堿中和滴定是中學化 學中兩個典型的定量實驗某研究性學習小組在實驗室 中配制 1 mol/L的稀硫酸標準溶液，然后用其滴定某未知 濃度的 NaOH溶液下列有關說法中正確的是 ( ) A實驗中所用到的滴定管、容量瓶，在使用前均需要 檢漏 B如果實驗中需用 60 mL的稀硫酸標準溶液，配制時應 選用 100 mL容量瓶 C容量瓶中含有少量蒸餾水，會導致所配標準溶液的濃 度偏小 D酸式滴定管用蒸餾水洗滌后，即裝入標準濃度的稀硫 酸，則測得的 NaOH溶液的濃度將偏大 E配制溶液時，定容時俯視讀數(shù)，則導致實驗

27、結(jié)果偏大 F中和滴定時，若在最后一次讀數(shù)時俯視讀數(shù)，則導致 實驗結(jié)果偏大 解析： A項，滴定管、容量瓶都為帶塞儀器，使用前需檢 漏，正確； B項，實驗室無 60 mL容量瓶，選擇容積比 60 mL大而與之接近的容量瓶配制， B正確； C項，容量瓶內(nèi) 有少量蒸餾水對所配標準溶液濃度無影響； D項，酸式滴 定管不潤洗使所測 NaOH濃度偏大，正確； E項，配制溶 液時，定容時俯視，所配溶液濃度偏高，導致實驗結(jié)果偏 ??； F項，導致實驗結(jié)果偏小 答案： ABD 中和滴定實驗是中學化學中重要的定量實驗之一， 有關中和滴定的實驗操作、指示劑的選擇和誤差分析是 高考中的 “?？?”隨著新課程改革的推進，與

28、滴定實驗 相關的沉淀滴定和氧化還原滴定在高考試題中頻頻出現(xiàn)， 其原理和方法與中和滴定類似，在生產(chǎn)生活中有著重要 意義 例 (2009四川高考，有改動 )過氧化氫是重要的氧化劑、 還原劑，它的水溶液又稱為雙氧水，常用作消毒、殺菌、 漂白等某化學興趣小組取一定量的過氧化氫溶液，準確 測定了過氧化氫的含量 請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?(1)移取 10.00 mL密度為 g/mL的過氧化氫溶液至 250 mL ________(填儀器名稱 )中，加水稀釋至刻度，搖勻移取 稀釋后的過氧化氫溶液 25.00 mL至錐形瓶中，加入稀硫酸 酸化，用蒸餾水稀釋，作被測試樣 (2)用高錳酸鉀標準溶液滴定被測試樣，其反應的離

29、子方 程式如下，請將相關物質(zhì)的化學計量數(shù)及化學式填寫在 方框里 (3)滴定時，將高錳酸鉀標準溶液注入 ________(填 “酸式 ”或 “堿式 ”)滴定管中滴定到達終點的現(xiàn)象是 _______________________________________________. (4)重復滴定三次，平均耗用 c mol/L KMnO4標準溶液 V mL， 則原過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為 ________ (5)若滴定前滴定管尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消失，則測定 結(jié)果 __________(填 “偏高 ”或 “偏低 ”或 “不變 ”) 解析 (1) 根據(jù)題意應該選用容量瓶 (2) 補全方程

30、式時首先 確定缺什么，分析可知缺 O 2 ，根據(jù)得失電子守恒，配平化學 方程式 (3 ) 由于高錳酸鉀標準溶液具有強氧化性，所以只能 使用酸式滴定管盛裝滴定到達終點的現(xiàn)象是：滴入一滴高 錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且 30 秒內(nèi)不褪色 (4) 根據(jù)配平 的化學方程式計算出過氧化氫的量，最后計算出原過氧化氫 溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為 17 cV 200 .(5) 若滴定前滴定管尖嘴中 有氣泡，滴定后氣泡消失，有一部分溶液占據(jù)了氣泡的體 積，并沒有滴入錐形瓶，則測定結(jié)果偏高 答案 ( 1) 容量瓶 ( 2) 2 5 6 2 8 5 O 2 ( 3) 酸式 滴入一滴高錳酸鉀溶液，溶液呈淺紅色，且 30 秒內(nèi)不褪色 ( 4) 17 cV 200 ( 5) 偏高