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1、第七章水溶液中的离子平衡第二节水溶液酸碱中和滴定影响水电离平衡的因素以及水电离出的c(H)或c(OH)的计算1外界条件对水电离的影响。2水电离出的c(H)或c(OH)的计算(25 时)。(1)中性溶液：c(H)c(OH)1.0107 mol/L。(2)溶质为酸的溶液。H来源于酸电离和水电离，而OH只来源于水。如计算pH2的盐酸中，水电离出的c(H)c(OH)1012 mol/L。(3)溶质为碱的溶液。OH来源于碱电离和水电离，而H只来源于水。如pH12 的NaOH溶液中，水电离产生的c(OH)c(H)10 12 mol/L。(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液。H和OH均由水电离产生。如pH2的NH
2、4Cl溶液中由水电离出的c(H)102 mol/L；pH12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH)102 mol/L。特别提醒溶质为酸或碱的溶液中：(1)当酸电离出的H远大于水电离出的H时，水电离出的H可忽略不计。(2)当碱电离出的OH远大于水电离出的OH时，水电离出的OH可忽略不计。针对训练pH试纸的使用、pH的测定及pH的计算溶液pH的测定有三种方法，分别是酸碱指示剂测定、pH试纸测定、pH计测定。目前中学较为常用的是前两种，即用酸碱指示剂进行定性和半定量测定及用pH试纸对溶液的pH进行粗略的定量测定。【例2】有一学生在实验室测某溶液的pH值，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁
3、净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测：(1)该学生的操作是_(填“正确的”或“错误的”)，其理由是_。(2)如不正确请分析是否一定有误差？_。(3)若用此方法分别测定c(H)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是_，原因是_。(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1 molL1的H2SO4和0.01 molL1的H2SO4？简述操作过程。试剂：紫色石蕊试液酚酞试液甲基橙溶液蒸馏水BaCl2溶液pH试纸解析：本题主要考查pH试纸的使用、浓度对电离平衡的影响及相关知识的综合应用能力。(1)用pH试纸测量溶液pH时，试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈现酸性或碱性，稀释必
4、然会造成误差，若溶液呈中性，则不会造成 误 差 。 (3)醋 酸 是 弱 电 解 质 ， 加 水 稀 释 时 ， 能 促 进CH3COOH的电离，故对c(H)相同的盐酸和醋酸来说，加水稀释相同的倍数，醋酸的pH变化较小，误差较小。(4)分别测量两H2SO4溶液的pH，其中pH大的是0.01 molL1的H2SO4。答案：(1)错误的该学生测得的是稀释后溶液的pH(2)该学生操作错误，但不一定有误差。因为若溶液不显中性，则H或OH被稀释，测得的不是原溶液对应的pH，会产生误差。若溶液显中性，则不论稀释与否，在一定的条件下，溶液中c(H)、c(OH)始终为一定值，此时则不产生误差(3)盐酸在稀释过
5、程中，醋酸继续电离产生H，使得该溶液中c(H)变化较盐酸中c(H)变化小，测量盐酸pH变化较大，误差较大(4)能，用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，用标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 molL1的H2SO4【例3】下表是不同温度下水的离子积数据：温度温度/25t1t2水的离子积常数水的离子积常数1101411012试回答以下问题：(1)若 25 t1 t2， 则 _(填 “ ”、 “ ”或 “”)11014，作出此判断的理由是_。(2)25 下，某Na2SO4溶液中c(SO)5104molL1，取该溶液1 mL，加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na)c(OH)_。(
6、3)t2 下，将pH11的苛性钠溶液V1 L与pH1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH2，则V1V2_。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是_。溶液pH计算中的换算关系室温下，Kwc(H)c(OH)11014，则pKw14针对训练2已知水在25 和95 时，其电离平衡曲线如下图所示：(1)则25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)。(2)25 时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(3)95 时，若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某
7、强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_。(4)曲线B对应温度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH5。请分析其原因_。解析：(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中H浓度、OH浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性。因此结合图象中A、B曲线变化情况及H浓度、OH浓度可以判断，25 时水的电离平衡曲线应为A。(2)25 时所得混合溶液的pH7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH)n(H)。则V(NaOH)105 mol/LV(H2SO4)104 mol/L，得V(NaOH)V(H2SO4)101
8、。(3)95 时，水的离子积为1012，即：等体积的强酸、强碱反应至中性时pH(酸)pH(碱)12。根据95 时混合后溶液呈中性，pH2b的某强碱溶液中c(OH)10b12mol/L，有10010a110b12，即10a210b12，所以有以下关系：ab14或pH1pH214。(4)在曲线B对应温度下，pH(酸)pH(碱)12，如是强酸、强碱，两溶液等体积混合后溶液呈中性，即pH6；现混合溶液的pH5，即等体积混合后溶液显酸性，说明酸过量，所以酸HA是弱酸。答案：(1)A(2)101(3)ab14(或pH1pH214)(4)曲线B对应95 ，此时水的离子积为1012，HA为弱酸，HA中和NaO
9、H后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H，使溶液pH5实验课题：酸碱中和滴定1实验目的。用0.10 mol/L的标准氢氧化钠溶液测定稀盐酸的浓度。2实验原理。(1)酚酞在盐酸中无色，在NaOH溶液中显红色。(2)由NaOHHCl=NaClH2O可知，酚酞变红时，恰好完全反应，3探究活动。(1)滴定准备。检查仪器：滴定管使用前，应首先检查是否漏水。润洗仪器：滴定管在加入酸、碱溶液之前，分别要用待盛溶液润洗23次。装液：分别将酸、碱溶液加入酸式滴定管、碱式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上23 mL处，并将滴定管垂直固定在滴定管夹上。调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞(或
10、玻璃球)，使滴定管尖嘴部分充满反应液(如滴定管内部有气泡，应快速放液赶出气泡，以免引起实验误差)，并使液面处于某一刻度，准确读数并记录。(2)滴定。从酸式滴定管中向锥形瓶内释放一定体积的盐酸溶液，把锥形瓶放在盛有标准NaOH溶液的碱式滴定管尖嘴的下边(为减少视觉误差，锥形瓶下可放一张白纸)，记录起始标准碱液的体积。左手控制碱式滴定管的玻璃球，开始让碱液滴下，右手不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化，当滴入最后一滴碱液时，锥形瓶中溶液颜色由无色变为浅红色且半分钟内不褪去，说明已达滴定终点，记录终点时标准溶液的体积。重复上述滴定操作23次，所得数据如下表：实验实验编号编号NaOH溶液的
11、溶液的浓度浓度/molL1滴定完成时，滴定完成时，NaOH溶液滴入的溶液滴入的体积体积/mL待测盐酸待测盐酸的体积的体积/mL10.1022.6220.0020.1022.7220.0030.1022.8020.004.操作提示。(1)锥形瓶不能用待测液润洗。(2)滴速要先快后慢，但不能成流，应一滴一滴地滴加，当接近终点时，应一滴一摇。(3)滴定过程中，锥形瓶口不能碰滴定管下端尖嘴，且眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化。(4)当最后一滴滴入使指示剂恰好变色且半分钟内不褪色，表示达到滴定终点。(5)一旦滴过了，可返滴，须再记录待测液的体积。5实验小结。待测盐酸的浓度为0.11 mol/L。6中和滴定
12、的误差分析。(1)原理。依据原理c(标准)V(标准)c(待测)V(待测)，所以c(待测) ，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。(2)常见误差。以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：步骤步骤操作操作V(标准标准)c(待测待测)洗涤洗涤酸式滴定管未用标准溶液润酸式滴定管未用标准溶液润洗洗变大变大偏高偏高碱式滴定管未用待测溶液润碱式滴定管未用待测溶液润洗洗变小变小偏低偏低锥形瓶用待测溶液润洗锥形瓶用待测溶液润洗变大变大偏高偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变不变无影响无影响取液
13、取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失体后气泡消失变小变小偏低偏低滴定滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失气泡消失变大变大偏高偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出振荡锥形瓶时部分液体溅出变小变小偏低偏低部分酸液滴出锥形瓶外部分酸液滴出锥形瓶外变大变大偏高偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴定后反加一滴NaOH溶液无变化溶液无变化变大变大偏高偏高读数读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前或前仰后俯仰后俯)变小变小偏低偏低滴定前读数正确，
14、滴定后仰视读数滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前或前俯后仰俯后仰)变大变大偏高偏高特别提醒(1)利用误差来源及分析结果，可以解决酸碱中和滴定或氧化还原滴定的误差分析问题，要注意间接变量是如何影响直接变量(滴定过程中从滴定管中流出液体体积)的。(2)恰好中和滴定终点酸碱恰好完全反应溶液呈中性。(3)常用酸碱指示剂及其变色范围。指示剂指示剂变色范围的变色范围的pH石蕊石蕊5.0红色红色5.08.0紫色紫色8.0蓝色蓝色甲基橙甲基橙3.1红色红色3.14.4橙色橙色4.4黄色黄色酚酞酚酞8.2无色无色8.210.0粉红色粉红色10.0红色红色【例4】某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的
15、量浓度的NaOH溶液，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 ， 且_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右图所示，则起始读数为_mL，终点读数为_mL，所用盐
16、酸溶液的体积为_mL。解析：(1)滴定实验中规范操作为“左控塞，右摇瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化”。(2)误差分析应根据c(NaOH) 分析。酸式滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着水，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的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，加水不影响OH的物质的量，也就不影响滴定结果；若排出气泡，液面下降，故读取的V酸偏大，结果偏高。正确读数和错误读数(实线部分)如右图所示。(3)读数时，以凹液面的最低点为基准。答案：(1)锥形瓶内溶液颜色的变化半分钟内不褪色(2)D(3)0.0025.9025.90中和滴定的误差分
17、析中和滴定的误差分析，都要依据公式c待 来判断。其中V待为准确量取的待测液体积，c标为准确配制的标准液浓度，这二者在误差分析时看为定值；因各种原因使得所耗标准液体积V标变大或变小，V标变大，则c待偏高，V标变小，则c待偏低。针对训练3现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。.实验步骤。(1)量取10.00 mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100 mL_(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20.00 mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴_作指示剂。(3)读取盛装0.100 0 molL1NaOH溶液的碱式滴定管的初始读 数 。 如 果
18、 液 面 位 置 如 右 图 所 示 ， 则 此 时 的 读 数 为_mL。(4)滴定，当_时，停止滴定，并记录NaOH溶液的终读数。重复滴定3次，数据如下：滴定次数滴定次数实验数据实验数据/mL1234V(样品样品)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗消耗)15.9515.0015.0514.95.实验记录。(1)某同学在处理数据时计算得：平均消耗的NaOH溶液的体积V(15.9515.0015.0514.95)/4 mL15.24 mL。指出他的计算的不合理之处：_；按正确数据处理，可得市售白醋总酸量_g/100 mL(结果保留四位有效数字)。(2)在本实验的滴定过程中，下列操作会使实验结果偏大的是_(填写序号)。a碱式滴定管在滴定时未用标准NaOH溶液润洗b碱式滴定管的尖嘴在滴定前有气泡，滴定后气泡消失c锥形瓶中加入待测白醋溶液后，再加少量水d锥形瓶在滴定时剧烈摇动，有少量液体溅出
