第 2 课时 pH 计算 酸碱中和滴定
健康人的体液应该呈弱碱性,pH 在 7.35~7.45 之间。但是在不 良的生活习惯和恶劣的外界环境影响下,我们的体质会逐渐转变成 酸性,酸性体质的特征就是体液的 pH 经常低于 7.35。具有酸性体质 的人容易疲劳,精神不振,易得感冒,经常腰酸背痛,头晕眼花并伴有耳 鸣,手脚发凉,精神过于敏感、焦躁。医学证明,如果人体倾向酸性,人 体细胞的作用就会变差,导致废物不易排出,肾脏、肝脏的负担加大, 新陈代谢缓慢,各种器官的功能减弱。溶液的酸碱性与 pH 之间有什 么关系?
1.掌握 pH 的简单计算,了解各类混合溶液的 pH 计算。 2.掌握酸碱中和滴定的原理及操作方法。 3.了解酸碱中和滴定指示剂的选择及误差分析。
1.溶液的 pH 计算
(1)计算公式:pH=①
。
(2)强酸和强碱溶液的 pH 计算
a.强酸溶液(以 c mol·L-1 的 HnA 溶液为例)
c(H+)=②
mol·L-1,pH=-lg c(H+)=③
。
b.强碱溶液[以 c mol·L-1 的 B(OH)n 溶液为例]
c(OH-)=④ mol·L-1,c(H+)=⑤
,pH=-lg c(H+)=
⑥
。
2.酸碱中和滴定
(1)概念:是利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓
度的碱(或酸)的实验方法。
(2)原理:利用酸和碱反应时,c(H+)·V 酸=c(OH-)·V 碱,即 c(H+)=⑦
或 c(OH-)=⑧
。
(3)仪器:⑨
(如下图 a)、⑩
(如下图 b)、
铁架台、滴定管夹、
。
(4)实验步骤
Ⅰ.准备工作
a.检查仪器:使用前先检查滴定管活塞是否
。
b.润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的
溶液润洗 2~3 遍。
c.加反应液:分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中,使液
面位于“0”刻度以上 2~3 mL 处。
d.调节起始读数:调节活塞,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使
液面处于“0”刻度或“0”刻度
某一刻度。
Ⅱ.滴定操作
a.在锥形瓶的待测溶液中滴加 2~3 滴指示剂,开始滴定,左手
,右手
,两眼注视锥形瓶内溶液
。
b.滴定速率:先快后慢,逐滴加入,不能成股流下。 c.终点的判断:当滴入最后一滴时,刚好使指示剂变色,且半分钟 内不再变色,即为滴定终点。 Ⅲ.数据处理:为减小误差,滴定时,要求重复实验 2~3 次,取平均值。
微思考 1 为什么酸式滴定管不能用来盛装碱液,碱式滴定管 不能盛装酸性溶液和强氧化性溶液?
【答案】酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞,容易被碱液腐蚀;碱式滴 定管有橡胶管,容易被酸性溶液和强氧化性溶液腐蚀。
微思考 2 某一 50.00 mL 的酸式滴定管目前的读数是 25.00 mL,若将溶液全部放完,则放出溶液的体积是 25.00 mL 吗?
【答案】不是;体积会大于 25.00 mL,因为酸式滴定管刻度线下 有一定的空间。
①-lg c(H+) ②nc ③-lgnc ④nc ⑤w ⑥-lgw
(O H - )·
⑦ 碱 酸
(H + )·
⑧ 酸 碱
⑨酸式滴定管
⑩碱式滴定管
锥形瓶
漏水 以下 控制活塞 摇动锥形瓶 颜色的变化
1.下列有关滴定操作的顺序正确的是( )。
①用标准溶液润洗滴定管 ②往滴定管内注入标准溶液 ③检查滴
定管是否漏水 ④滴定 ⑤洗涤
A.⑤①②③④
B.③⑤①②④
C.⑤②③①④
D.②①③⑤④
【解析】中和滴定的顺序一般为查漏、洗涤、润洗、注液、滴 定。
【答案】B
2.常温下,将 0.1 mol·L-1 氢氧化钠溶液与 0.06 mol·L-1 硫酸溶液等体
积混合,该混合溶液的 pH 等于( )。
A.1.7
B.2.0
C.12.0
D.12.4
【解析】假设溶液的体积都为 1 L,n(H+)=0.12 mol、n(OH-)=0.1 mol,酸过量,反应后溶液中 c(H+)=0.12mol -0.1mol =0.01 mol·L-1,pH=2.0。
2L
【答案】B
3.某温度下纯水的 pH=6。
(1)pH=7 的溶液呈
(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
(2)该温度下 0.1 mol·L-1 的盐酸溶液的 pH=
。
(3)0.05 mol·L-1 的 Ba(OH)2 溶液的 pH=
。
【解析】(1)纯水中的 c(H+)=c(OH-),pH=6,c(H+)=c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12,pH=7 的溶液中,c(H+)=1× 10-7mol·L-1,c(OH-)=1×10-12 mol·L-1= 1×10-5 mol·L-1,c(OH-)>c(H+),溶
1×10-7
液呈碱性。(2)0.1 mol·L-1 的盐酸中 c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=1。 (3)0.05 mol·L-1 的 Ba(OH)2 溶液中 c(OH-)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-12 mol·L-1=1×10-11 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=11。
0.1
【答案】(1)碱性 (2)1 (3)11
4.用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中含有不与酸反应的杂质,
试根据实验回答:
(1)将准确称取的 4.3 g 烧碱样品配成 250 mL 待测液,需要的主要仪
器除量筒、烧杯、玻璃棒外,还必须用到的仪器
有
。
(2)取 10.00 mL 待测液,用
式滴定管量取。
(3)用 0.2000 mol·L-1 的标准盐酸滴定待测烧碱溶液,滴定时左手旋转
酸式滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注
视
,直到滴定终点。
(4)根据下列数据计算,烧碱的纯度为
。
滴定次数
第一次 第二次
待测液体积(mL)
10.00 10.00
标准盐酸体积(mL)
滴定前读数 滴定后读数
0.50
20.40
4.00
24.10
【解析】(1)配制一定物质的量浓度的溶液需要用一定规格的容 量瓶、胶头滴管等。
(2)待测液为碱液,应用碱式滴定管量取。
(3)第一次 V1(盐酸)=19.90 mL,第二次 V2(盐酸)=20.10 mL,两次 平均值 V(盐酸)=20.00 mL。
设烧碱的纯度为 x,44.30×215 mol=0.02 L×0.2000 mol·L-1,x=0.9302,即其纯度为 93.02%。
【答案】(1)250 mL 容量瓶、胶头滴管 (2)碱 (3)锥形瓶内溶液的颜色变化 (4)93.02%
活动探究 1:溶液 pH 的计算
求下列溶液的 pH。
(1)某 H2SO4 溶液的浓度是 0.005 mol·L-1,则:
①此溶液的 pH 为
。
②用水稀释到原来体积的 100 倍,pH 为
。
③再继续稀释 104 倍,pH 为
。
(2)将 pH=3 的盐酸与 pH=5 的硫酸等体积混合,混合后 pH
为
。
(3)将 pH=10 和 pH=12 的两种 NaOH 溶液等体积混合,溶液的
pH 为
。
(4)将 pH=12 的 NaOH 溶液和 pH=4 的 HCl 溶液等体积混合,混
合后溶液的 pH 为
。
【解析】(1)①c(H+)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,pH=-lg
10-2=2。
②c(H+)=0.01mol
·L-1
=10-4
mol·L-1,pH=-lg
10-4=4。
100
③pH 接近 7(酸无限稀释后不会变成碱)。
(2)c(H+)=10-3+10-5 mol·L-1=5×10-4 mol·L-1,pH=-lg(5×10-4)=4-lg
2
5=3.3(10-3 是 10-5 的 100 倍,所以 10-5 可以忽略不计)。
(3)c(OH-)=10-2
+10-4 2
mol·L-1=5×10-3 mol·L-1,c(H+)= 10-14
5×10-3
mol·L-1=2×10-12 mol·L-1。
pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2=11.7。
(4)NaOH 溶液中 c(OH-)=10-2 mol·L-1,HCl 溶液中 c(H+)=10-4
mol·L-1,二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。所以反应后
10-2 -10-4
c(OH-)= 2
mol·L-1=5×10-3 mol·L-1,c(H+)= 10-14
5×10-3
mol·L-1=2×
10-12 mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2=11.7。
【答案】(1)①2
②4
③接近 7
(2)3.3
(3)11.7 (4)11.7
(1)某温度时,测得 0.01 mol·L-1 NaOH 溶液的 pH 为 11,则该温
度下水的离子积常数 Kw=
。
(2)在此温度下,将 V1 L pH=a 的 NaOH 溶液与 V2 L pH=b 的硫
酸混合。
①若所得混合溶液为中性,且 a=12,b=2,则 V1∶V2=
。
②若所得混合溶液的 pH=10,且 a=12,b=2,则 V1∶V2=
。
【解析】(1)0.01 mol·L-1 NaOH 溶液的 pH=11,则
Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-11×0.01=1×10-13。 (2)pH=a 的 NaOH 溶液中,c(OH-)=(Hw+)=10-13+a mol·L-1,pH=b 的
H2SO4 中,c(H+)=10-b mol·L-1。两者混合后:①若溶液呈中性,则
10-13+a·V1=10-b·V2,将 a=12,b=2 代入,得 V1∶V2=1∶10。②若 pH=10,
则呈碱性,c(OH-)混=(Hw+)=10-3
mol·L-1,而
10-13
c(OH-)混=
+ ·1-10- 1 +2
·2
mol·L-1,将 a=12,b=2 代入,得 V1∶V2=1∶9。
【答案】(1)1×10-13
(2)①1∶10
②1∶9
活动探究 2:酸碱中和滴定 1.滴定中滴定管要用所盛溶液润洗,锥形瓶也要提前润洗吗?
【答案】不用。
2.请简述在酸碱滴定实验中,如何正确选择酸碱指示剂。
【答案】
滴定种类
选用的 指示剂
达滴定终点 时颜色的变
化
指示剂 的用量
滴定终点的 判断标准
甲基橙 黄色→橙色 强酸滴定强碱
酚酞 红色→无色
当指示剂刚好变
强酸滴定弱碱 强碱滴定强酸
甲基酸 黄色→橙色 2~3 滴
甲基橙 红色→橙色 酚酞 无色→粉红色
色,并在半分钟内 颜色不再改变,即 认为已达滴定终点
强碱滴定弱酸 酚酞 无色→粉红色
3.请分析以下操作对滴定结果的影响,用“偏高”“偏低”或“无影响”
填空:
(1)滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润
洗
。
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后,未用待测溶液润洗
。
(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终点时无气
泡
。
(4)滴定前平视,滴定终点时俯视
。
(5)滴定前仰视,滴定终点时平视
。
【答案】(1)偏高 (2)无影响 (3)偏高 (4)偏低 (5)偏低
实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某同学为测定该盐酸的浓度,
在实验室中进行了如下实验。请完成下列填空:
(1)配制 100 mL 0.10 mol·L-1NaOH 标准溶液。
①主要操作步骤:计算→称量→溶解→冷却→
、洗涤(并将
洗涤液移入容量瓶中)→
→
→将配制好的溶液倒入
试剂瓶中,贴上标签。
②称量
g 氢氧化钠固体所需仪器有天平(带砝码、镊
子)、
、
。
(2)取 20.00 mL 待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加 2~3 滴酚酞作
指示剂,用配制好的标准 NaOH 溶液进行滴定。重复上述滴定操作
2~3 次,记录数据如下:
实验 NaOH 溶液的浓度滴定完成时,NaOH 溶液待测盐酸的
编号
(mol·L-1)
滴入的体积(mL) 体积(mL)
1
0.10
22.64
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是 。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为
(保留 2
位有效数字)。
③排去碱式滴定管中气泡的方
法应采用如图所示操作中
的
,然后轻轻挤压玻璃球
使尖嘴部分充满碱液。
④上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的
有
(填字母)。
A.滴定至终点时俯视读数
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.碱式滴定管尖端部分有气泡,滴定后消失
【解析】(1)①配制一定物质的量浓度溶液的步骤为计算、称量、
溶解、冷却、转移、洗涤并转移、定容、摇匀。
②称量 NaOH 固体时要放在烧杯中称取,取用时用药匙。
(2)①滴定终点:当加入最后一滴 NaOH 溶液时,溶液由无色恰好
变成浅红色,且半分钟内不褪色。
②V[NaOH(aq)]=22.64+223.72+22.80 mL=22.72 mL,所以
c(HCl)=22.72
mL ×0.10mol ·L-1
=0.11
mol·L-1。
20 mL
③碱式滴定管排气泡宜用丙操作,这样便于把气泡排出。
④A 项,俯视读数小于实际量,结果偏低;B 项,酸式滴定管里没有 用待测液润洗,盐酸浓度降低,结果偏低;C 项,锥形瓶未干燥,对实验 没有影响;D 项,滴定管尖端部分有气泡,气泡占一定的体积,会使测定 结果偏高。
【答案】(1)①转移;定容;摇匀 ②0.4;烧杯;药匙 (2)①最后一滴氢氧化钠溶液加入时,溶液由无色恰好变成浅红 色,且半分钟内不褪色 ②0.11 mol·L-1 ③丙 ④D
一、溶液 pH 的计算
总体原则
(1)若溶液为酸性,先求 c(H+),再求 pH。 (2)若溶液为碱性,先求 c(OH-),再求 c(H+)= w ,最后求 pH。
(O H - )
1.强酸溶液:c 酸 c(H+) pH。
2.强碱溶液:c 碱 c(OH-)
3.强酸、强碱溶液的混合
c(H+)
pH。
(1)强酸与强碱恰好完全反应:溶液呈中性,常温时 pH=7。
(2)酸过量:
c(H+)混合= (H + )·(H + )- (O H -)·(O H - )
(H + )+(O H -)
(3)碱过量:
pH。
c(OH-)混合= (O H - )·(O H - )- (H +)·(H +)
(O H - )+(H +)
4.稀释后溶液 pH 的变化规律
c(H+)混合 pH。
(1)对于强酸溶液(pH=a),每稀释 10n 倍,pH 增大 n 个单位,即
pH=a+n(a+n<7)。
(2)对于强碱溶液(pH=b),每稀释 10n 倍,pH 减小 n 个单位,即
pH=b-n(b-n>7)。
(3)对于弱酸溶液(pH=a),每稀释 10n 倍,pH 的范围是 a<pH<a+n(对
于 pH 相同的强酸与弱酸稀释相同倍数,强酸 pH 变化的程度大)。
(4)对于弱碱溶液(pH=b),每稀释 10n 倍,pH 的范围是 b-n<pH<b(对
于 pH 相同的强碱与弱碱稀释相同倍数,强碱 pH 变化的程度大)。
(5)酸、碱无限稀释,pH 无限接近于 7,但酸不能大于 7,碱不能小于 7。
二、酸碱中和滴定误差分析
常见误差分析(以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例)
·
中和滴定计算公式:c
碱=
酸
酸
碱
1.下列操作会使 V 酸变大,滴定结果 c 碱偏高。
(1)装标准液的滴定管滴定前未排除气泡,滴定后气泡消失。 (2)滴定前俯视读数或滴定后仰视读数或两者都发生。 (3)滴定管未用标准液润洗,直接盛放标准液。 (4)锥形瓶用水洗后又用待测液润洗。 (5)滴定时,溶液快速成线流下,而使终点确定过迟。 (6)标准液滴到锥形瓶外,或滴在靠瓶口处的内壁上而未用蒸馏水冲 入瓶内。 (7)标准液配制好后,倒进未用标准液清洗过的试剂瓶再取用。
2.下列操作会使 V 酸变小,滴定结果 c 碱偏低。
(1)装标准液的滴定管滴定前无气泡,滴定结束时有气泡。 (2)滴定前仰视读数,滴定后俯视读数。 (3)滴定管未用待测液润洗就直接量取待测液。 (4)待测液附着在锥形瓶口处未用水冲入瓶内。 (5)锥形瓶摇动时,有待测液溅出。 (6)接近终点时,就停止振荡锥形瓶或确定终点过早。
3.下列操作对滴定结果 c 碱无影响。
(1)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接盛装待测液。 (2)向锥形瓶中注入待测液后,又用蒸馏水冲稀。
1.常温下,把 pH=2 的 H2SO4 和 pH=11 的 NaOH 溶液混合,若使混合
液 pH=7,则酸与碱溶液的体积之比是( )。
A.10∶1
B.1∶10
C.1∶2
D.2∶1
【解析】pH=2 的 H2SO4 溶液中的 c(H+)=10-2 mol·L-1, pH=11 的 NaOH 溶液中的 c(OH-)=10-3 mol·L-1,若使混合液 pH=7,则 c(H+)·V 酸=c(OH-)·V 碱,所以 V 酸︰V 碱=1∶10,B 项正确。
【答案】B
2.下面是关于酸碱中和滴定实验操作的叙述:①取一锥形瓶,用待测 NaOH 溶液润洗两次;②在一锥形瓶中加入 25.00 mL 待测 NaOH 溶 液;③加入几滴石蕊试液作指示剂;④取一支酸式滴定管,洗涤干净;⑤ 直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定;⑥左手旋转滴定管 的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面 变化,直至滴定终点。其中叙述错．误．的是( )。
A.④⑥⑦ B.①⑤⑥⑦ C.③⑤⑦ D.①③⑤⑦
【解析】锥形瓶不用待测液润洗,①错误;石蕊变色不明显,不易 观察颜色,在酸碱中和滴定时不用石蕊作指示剂,③错误;滴定管使用 前要用标准酸溶液润洗,⑤错误;滴定过程中眼睛应观察锥形瓶中溶 液颜色变化,⑦错误。
【答案】D
3.下列各组溶液充分混合后,混合液的 pH 一定大于 7 的是( )。 A.pH=3 的醋酸溶液与 pH=11 的 NaOH 溶液等体积混合 B.pH=2 的盐酸与 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液等体积混合 C.0.1 mol·L-1 的酸性溶液与 0.2 mol·L-1 的碱性溶液等体积混合 D.pH=9 的溶液稀释 1000 倍
【解析】A 项中醋酸是弱电解质,c(H+)=0.001 mol·L-1,c(CH3COOH)远大于 0.001 mol·L-1,在反应中要过量,故此溶
液显酸性;B 项中 pH=7;C 项中的酸性、碱性溶液,不能明确它们的相 对强弱。
【答案】D
4.食醋分为酿造醋和配制醋两种,国家标准规定酿造食醋总酸度不得
低于 3.5 g/100 mL。常温下,某研究小组利用滴定分析法测定某品
牌食醋中醋酸的酸度。取食醋样品 10 mL 于 100 mL 容量瓶中并定
容。移取定容后的溶液 20 mL 于锥形瓶中,加入 1~2 滴指示剂,用浓
1
度为 0.1000 mol·L- 的 NaOH 标准溶液滴定,实验数据记录如下:
滴定 次数
1 2 3
0.1000 mol·L-1 NaOH 标准溶液体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
0.00
20.04
0.12
20.08
0.05
20.05
(1)NaOH 溶液应盛放在
中。
(2)测定食醋的总酸度实验中,配制 NaOH 溶液和稀释食醋所用的蒸
馏水必须煮沸,目的
是
。
(3)被检查的食醋总酸度是否符合国家标准?
(填“是”或“否”),
理由是
。
(4)若盛放 NaOH 溶液的滴定管在滴定前仰视读数,滴定结束后俯视
读数,所测醋酸的总酸度
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【解析】(1)NaOH 属于腐蚀性的强碱溶液,应该盛放在碱式滴定 管中。(2)溶解于 H2O 中的 CO2 能与 NaOH 溶液反应,加热煮沸蒸馏 水能将溶解于 H2O 中的 CO2 赶出,减小了由于 CO2 引起的误差。(3)3 次滴定消耗 NaOH 标准溶液体积的平均值为 20.00 mL,根据 CH3COOH~NaOH,10 mL 食醋样品稀释为 100 mL
后,c(CH3COOH)=c(NaOH)=0.1000 mol·L-1,则原食醋样品中 c(CH3COOH)=10×0.1000 mol·L-1=1.000 mol·L-1,总酸度=60
g·mol-1×1.000 mol·L-1=60 g·L-1=6.0 g/100 mL,故总酸度符合国家标 准。(4)由于滴定管刻度下边大、上边小,故滴定前仰视读数偏大,滴 定后俯视读数偏小,使计算出的标准液的体积偏小,结果偏低。
【答案】(1)碱式滴定管 (2)除去溶解在水中的二氧化碳 (3)是;总酸度=6.0 g/100 mL>3.5 g/100 mL (4)偏低
1.酸碱恰好完全中和时( )。 A.酸与碱的物质的量一定相等 B.溶液呈中性 C.酸与碱的物质的量浓度相等 D.酸所能提供的 H+与碱所能提供的 OH-的物质的量相等
【解析】根据酸碱中和反应的实质可知酸碱恰好完全中和时,酸 所能提供的 H+与碱所能提供的 OH-的物质的量相等。
【答案】D
2.某同学在实验报告中记录了下列数据,其中正确的是( )。 A.用 25 mL 量筒量取 12.36 mL 盐酸 B.用 pH 试纸测出某溶液 pH 为 3.5 C.用托盘天平称取 8.75 g 食盐 D.用酸式滴定管测出消耗盐酸的体积为 15.60 mL
【解析】25 mL 的量筒不能精确到小数点后 2 位,A 项错误;pH 试纸没有估读数字,B 项错误;托盘天平只能精确到 0.1 g,C 项错误; 滴定管读数可精确到 0.01 mL,D 项正确。
【答案】D
3.用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的 NaOH 溶液,选用酚酞作指示剂, 下列操作会导致测定结果偏低的是( )。
A.酸式滴定管未润洗就装标准液滴定 B.锥形瓶未用待测液润洗 C.读取标准液读数时,滴定前仰视读数,滴定后平视读数 D.滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失
【答案】C
4.用已知浓度的 NaOH 溶液测定某未知浓度的 H2SO4 溶液, 下列选项正确的是( )。
选 锥形瓶中
项
的溶液
A
碱
B
酸
C
碱
D
酸
滴定管中 的溶液
酸 碱 酸 碱
选用 指示剂 甲基橙 酚酞 甲基橙 石蕊
选用 滴定管
乙 甲 甲 乙
【答案】C
5.在 25 ℃时,用 0.125 mol·L-1 的标准盐酸滴定 25.00 mL 未知浓度
的 NaOH 溶液所得滴定曲线如图所示,图中 K 点代表的 pH 为( )。
A.13
B.12
C.10
D.11
【解析】由图示可知,在 V(HCl)=20.00 mL 时,pH=7,HCl 与
NaOH 恰好完全反应。由 c(HCl)·V(HCl)=c(NaOH)·V(NaOH)
知:c(NaOH)=20
mL
× 0.125 mol
·L -1 × 10-3
=0.1
mol·L-1。由
Kw=c(H+)·c(OH-)
25 mL ×10-3
知,0.1 mol·L-1 的 NaOH 溶液的 c(H+)=10-13 mol·L-1,即其 pH=13。
【答案】A
6.取浓度相同的 NaOH 和 HCl 溶液,以 3∶2 的体积之比相混合,所得 溶液的 pH 等于 12,则该原溶液的浓度为( )。
A.0.01 mol·L-1 B.0.017 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1
【解析】设原溶液的浓度为
c,由题意可得×
3-× 5
2=0.01,c=0.05
mol·L-1。
【答案】C
1
7.在 T ℃时,某 NaOH 稀溶液中 c(H+)=10- mol·L- ,c(OH-)=10-
1
mol·L- ,已知 a+b=12。向该溶液中逐滴加入 pH=c 的盐酸(T ℃),测
得混合溶液的部分 pH 如下表所示:
序号
V(NaOH)/mL
V(盐酸)/mL
①
20.00
0.00
②
20.00
20.00
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则 c 为(
溶液 pH 8 6
)。
A.3
B.4
C.5
D.6
【解析】据题意可知在该温度下水的离子积常数为 1×10-12,而
不是 1×10-14。通过①可知,此 NaOH 溶液中 c(OH-)=1×10-4 mol·L-1;
由②可知,加入 20.00 mL 盐酸后溶液的 pH=6,此时恰好完全中和,则
c(H+)=0.0200
L × 1× 10-4 mol
·L-1
=1×10-4
mol·L-1,-lg
c(H+)=c,则
c=4。
0.0200 L
【答案】B
8.将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中,下列各图表示混合溶液有 关量或性质的变化趋势,其中错．误．的是( )。
【解析】A 项,氢氧化钠和醋酸发生中和反应,反应放热,当酸反 应完成后,再加碱,相当于往热水中加入冷水,温度降低,图示正确。B 项,醋酸中滴加氢氧化钠,酸性减弱,pH 增大,滴定终点附近 pH 出现突 跃,图示正确。C 项,醋酸中滴加氢氧化钠,相当于弱电解质变成强电 解质,因此导电能力增强,图示正确。D 项,最初的 NaOH 都完全反应, 当 NaOH 滴加一定量后曲线才会上扬,图示错误。
【答案】D
9.称取一定质量的 NaOH 来测定未知浓度的盐酸时(NaOH 放在锥形 瓶内,盐酸放在滴定管中)。用 A.偏高 B.偏低 C.无影响 D.无法判断,填写下列各项操作会给实验造成的误差。 (1)称量固体 NaOH 时,未调节天平的零点( )。 (2)将 NaOH 放入锥形瓶中加水溶解时,加入水的体积不准确( )。 (3)滴定管装入盐酸前未用盐酸润洗( )。 (4)开始滴定时,滴定管尖端处有气泡,滴定完毕气泡排出( )。 (5)滴定前未将液面调至刻度线“0”或“0”以下,结束时初读数按 0 计算 ( )。 (6)在滴定过程中活塞处漏液( )。
(7)摇动锥形瓶时,因用力过猛,使少量溶液溅出( )。 (8)滴定前读数时仰视液面,滴定完毕读数时俯视液面( )。
【解析】(1)称量固体 NaOH 时,未调节天平零点,不能确定称量 结果是偏高还是偏低,故选 D 项。(2)锥形瓶内是否含水或加多少水 并不影响 NaOH 与 HCl 的中和反应。(3)滴定管中装盐酸前未润洗相 当于将待测液稀释了,导致测定结果偏低。(4)滴定前有气泡,滴定后 无气泡,相当于待测液比实际用量多了,导致结果偏低。(5)读出的数 据比实际值小,导致结果偏高。(6)滴定过程中漏液使读出的待测液的 体积比实际消耗量多,导致结果偏低。(7)摇动锥形瓶时,用力过猛,使 少量液体溅出,致使一部分 NaOH 未被中和,消耗待测液体积减小,使 测定结果偏高。(8)读出的数据比实际值偏小,使结果偏高。
【答案】(1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A
10.某同学用 0.100 mol·L-1KOH 标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操 作可分解为如下几步: A.移取 20.00 mL 待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶,并加入 2~3 滴酚 酞; B.用标准溶液润洗滴定管 2~3 次; C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满 溶液; D.取标准 KOH 溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上 2~3 mL; E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数;
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准 KOH 溶液滴定至终点并记下 滴定管液面的刻度。 就此实验完成下列问题: (1)正确操作步骤的顺序是 (填字母)。 (2)上述 B 步骤操作的目的是 。 (3)上述 A 步骤操作之前,若先用待测溶液润洗锥形瓶,则滴定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。 (4)判断到达滴定终点的实验现象是 。
【解析】(2)无论是盛放标准液还是待测液,滴定管均应润洗,因
为滴定管的内壁上附着的蒸馏水会将放入的溶液稀释而引起测定误
差。(3)A 步骤操作之前,先用待测液洗涤锥形瓶,会使待测液的体积大
于 20.00 mL,消耗更多标准液,则测定结果偏高。(4)由于用酚酞作指
示剂,故当溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不变色,即达到了滴定
终点。
【答案】(1)B、D、C、E、A、F
(2)洗去附在滴定管内
壁上的水,防止将标准溶液稀释而产生误差 (3)偏高
(4)当滴入最后一滴标准液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟
内不变色
11.有 pH=12 的 NaOH 溶液 100 mL,要使它的 pH 变为 11。
(1)若加入蒸馏水,应加
mL。
(2)若加入 pH 为 10 的 NaOH 溶液,应加
mL。
(3)若加入 0.01 mol·L-1 的盐酸,应加
mL。
【答案】(1)900 (2)1000 (3)81.8
12.25 ℃时,将某强酸和某强碱溶液按 1∶100 的体积之比混合后,溶 液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的 pH 之和为( )。
A.12 B.13 C.14 D.15
【解析】强酸和强碱溶液按 1∶100 的体积之比混合恰好呈中性, 则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子浓度的 100 倍,故 pH 之和为 12。
【答案】A
13.如图所示,常温下向 20.0 mL 的盐酸中逐滴加入 0.10 mol·L-1
NaOH 溶液时,溶液的 pH 随 NaOH 溶液的体积 V(mL)变化的曲线,
根据图像所得的下列结论中正确的是( )。 A.原盐酸的浓度为 0.10 mol·L-1
B.x 的值为 2.0 C.当 pH=12 时,V 值约为 20.4
D.原盐酸的浓度为 1.0 mol·L-1
【解析】当 V(NaOH)=0 mL 时,盐酸溶液的 pH=1,因此
c(HCl)=0.10 mol·L-1;当反应后溶液 pH=7 时,HCl 与 NaOH 恰好完全
反应,因此 n(HCl)=n(NaOH),故 V(NaOH)=20.0 mL;当反应后溶液
(NaOH )×0.10mol ·L-1-20.0 mL ×0.10 mol ·L-1
pH=12 时,
=1×10-2 mol·L-1,解得
(NaOH )+20.0 mL
V(NaOH)≈24.4 mL。
【答案】A
14.已知水在 25 ℃和 95 ℃时,其电离
平衡曲线如图所示,回答下列问题:
(1)25 ℃时,水的电离平衡曲线应为
(填“A”或“B”)。
(2)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 溶液的体积之比为
。
(3)在曲线 B 对应温度下,pH=2 的某 HA 溶液和 pH=10 的 NaOH 溶
液等体积混合后,混合溶液的 pH=5。请分析原
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,但溶液仍然呈中性,因此结合图像中 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 曲线。
(2)25 ℃时,混合溶液的 pH=7,溶液呈中性即酸碱恰好中和,即
n(OH-)=n(H+),则 V(NaOH)·10-5 mol·L-1=V(H2SO4)·10-4 mol·L-1,得 V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。
(3)在曲线 B 对应温度下,因 pH(酸)+pH(碱)=12,可得酸碱两溶液
中 c(H+)=c(OH-),若是强酸、强碱,两溶液等体积混合后溶液应呈中性;
现混合溶液的 pH=5,即等体积混合后溶液显酸性,说明酸过量,所以 HA 是弱酸。
【答案】(1)A (2)10∶1 (3)曲线 B 对应 95 ℃,此时水的离子积为 10-12,HA 为弱酸,HA 中和 NaOH 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 pH=5