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高二化学教案:《溶液的酸碱性教学案》教学设计

来源:精品学习网 2018-11-18 14:48:07

  本文题目:高二化学教案:溶液的酸碱性教学案

  第1课时 溶液的酸碱性

  [目标要求] 1.了解溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系。 2.了解pH的定义及简单的计算。

  一、溶液的酸碱性

  1.一种溶液显酸性、中性还是碱性,取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。在一定温度下,水溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度之积为常数。只要知道溶液中氢离子(或氢氧根离子)的浓度,就可以计算溶液中氢氧根离子(或氢离子)的浓度,并据此判断酸碱性。例如室温下测得某溶液中的c(H+)为1.0×10-5mol?L-1,根据KW=c(H+)?c(OH-)=1.0×10-14mol2?L-2可求得该酸溶液中c(OH-)=1.0×10-9mol?L-1 。

  2.酸性溶液:c(H+)>c(OH-),c(H+)越大,酸性越强;

  中性溶液:c(H+)=c(OH-);

  碱性溶液:c(H+)

  二、溶液的酸碱性与pH的关系

  1.溶液pH的定义

  (1)由于用c(H+)及c(OH-)来表示溶液的酸碱性有时数值非常小,使用很不方便。

  在实际应用中,人们常用溶液中氢离子浓度的负对数(pH)来表示溶液的酸碱性。pH与氢离子浓度的关系式为pH=-lg_c(H+)。

  (2)pH值与溶液酸碱性的关系

  在25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol?L-1,所以在25 ℃时,pH=7时,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液显中性。pH>7时,溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,溶液显碱性,且pH越大,溶液中c(OH-)越大,溶液的碱性越强。pH<7时,溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,溶液显酸性,且pH越小,溶液中氢离子浓度越大,溶液的酸性越强。

  2.强酸与强酸(或强碱与强碱)混合溶液pH的计算

  (1)强酸与强酸混合液的pH

  强酸 Ⅰ:c1(酸),V1(酸)――→电离n1(H+)=c1(H+)?V1,

  强酸 Ⅱ:c2(酸),V2(酸)――→电离n2(H+)=c2(H+)?V2,

  ?V混=V1+V2 n混(H+)=c1(H+)?V1+c2(H+)?V2?c混(H+)=c1?H+??V1+c2?H+??V2V1+V2?pH。

  (2)强碱与强碱混合液的pH

  强碱Ⅰ:c1(碱),V1(碱)――→电离n1(OH-)=c1(OH-)?V1

  强碱Ⅱ:c2(碱),V2(碱)――→电离n2(OH-)=c2(OH-)?V2

  ?V混=V1+V2 n混(OH-)=c1(OH-)?V1+c2(OH-)?V2

  ?c混(OH-)=c1?OH-??V1+c2?OH-??V2V1+V2,再求c(H+)=KWc?OH-??pH。

  三、溶液pH的测定方法

  1.酸碱指示剂

  酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱,它们的颜色变化是在一定的pH范围内发生的,因此可以用这些指示剂粗略测出pH范围,但不能准确测定pH。

  常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表:

  指示剂 甲基橙 石蕊 酚酞

  变色范围pH 3.1~4.4 5~8 8.2~10.0

  溶液颜色 红、橙、黄 红、紫、蓝 无色、粉红、红

  2.pH试纸

  粗略地测定溶液的pH可用pH试纸。pH试纸的使用方法是:取一小块pH试纸放在玻璃片上(或表面皿上),用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,变色稳定后与标准比色卡对照确定溶液的pH。

  3.pH计

  通过仪器pH计来精确测定溶液的pH。

  知识点一 溶液的酸碱性

  1.下列溶液肯定呈酸性的是(  )

  A.含H+的溶液 B.能使酚酞显无色的溶液

  C.pH<7的溶液 D.c(OH-)

  答案 D

  解析 任何水溶液中均含H+和OH-,故A错。酚酞显无色的溶液,其pH<8,该溶液可能显酸性,也可能呈中性或碱性,B错。以纯水在100℃为例,KW=1.0×10-12mol2?L-2,c(H+)=1×10-6mol?L-1,pH=6,但溶液为中性,故pH<7的溶液可能是酸性,也可能呈中性或碱性。

  2.判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液中,一定呈碱性的是(  )

  A.能够使甲基橙呈现黄色的溶液

  B.溶液的pH>7

  C.溶液中:c(H+)

  D.溶液中:c(H+)>1×10-7 mol?L-1

  答案 C

  解析 溶液酸碱性最本质的判断标准是看H+和OH-浓度的相对大小,只有当c(H+)>c(OH-)时,溶液才呈酸性;当c(H+)=c(OH-)时,溶液呈中性;当c(H+)4.4时呈现黄色。所以,使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性。溶液的pH与温度有关,常温下pH>7的溶液一定显碱性,但在不是常温的情况下就不一定了。

  3.下列溶液一定呈中性的是(  )

  A.pH=7的溶液

  B.c(H+)=c(OH-)的溶液

  C.由强酸、强碱以等物质的量反应所得到的溶液

  D.非电解质溶于水所得到的溶液

  答案 B

  知识点二 pH值计算

  4.常温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol?L-1,则该溶液的pH可能是(  )

  A.4 B.7 C.8 D.11

  答案 D

  解析 由题意知由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol?L-1<1×10-7 mol?L-1,抑制了水的电离,可能是酸,也可能是碱,若是酸,c(H+)=1×10-3 mol?L-1,pH=3,若是碱,c(OH-)=1×10-3 mol?L-1,pH=11。

  5.25℃时,若pH=a的10体积某强酸溶液与pH=b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系(  )

  A.a+b=14 B.a+b=13 C.a+b=15 D.a+b=7

  答案 C

  解析 酸中n(H+)=10-a×10,碱中n(OH-)=10-1410-b×1=10-14+b,根据混合后溶液呈中性,故n(H+)=n(OH-),即10-a×10=10-14+b,所以a+b=15。

  知识点三 pH的测定方法

  6.下列试纸中,在测溶液的性质时,预先不能用蒸馏水润湿的是(  )

  A.石蕊试纸 B.醋酸铅试纸 C.KI淀粉试纸 D.pH试纸

  答案 D

  解析 pH试纸测溶液的酸碱性时是定量测定,加水润湿后会导致溶液的浓度降低,使测得的pH产生偏差,所以不能润湿。

  7.有一学生甲在实验室测某溶液的pH,实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为:操作错误,测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为:操作错误,但测定结果不一定有误差。

  (1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是________________。

  (2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________,原因是________________________________________________________________________。

  (3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你________(填“能”或“不能”)区分0.1 mol?L-1的硫酸和0.01 mol?L-1的硫酸。若能,简述操作过程。

  ________________________________________________________________________

  ①紫色石蕊试液 ②酚酞试液 ③甲基橙试液

  ④蒸馏水 ⑤BaCl2溶液 ⑥pH试纸

  答案 (1)丙 当溶液呈中性时,则不产生误差;否则将产生误差

  (2)盐酸 在稀释过程中,醋酸继续电离产生H+,使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中c(H+)大,误差较小

  (3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上,与标准比色卡比较其pH,pH较大的为0.01 mol?L-1的硫酸

  解析 本题考查pH试纸的使用,pH试纸使用不能用蒸馏水润湿,若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同:若溶液为中性,则测得结果无误差;若为酸性,测得结果偏大;若为碱性,测得结果偏小。

  练基础落实

  1.用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是(  )

  A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,跟标准比色卡比较

  B.将溶液倒在pH试纸上跟标准比色卡比较

  C.用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较

  D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较

  答案 C

  2.常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液各1 mL,分别稀释至100 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是(  )

  A.X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等

  B.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强

  C.分别完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积V(X)>V(Y)

  D.若9

  答案 D

  3.在常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于(  )

  A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7

  答案 D

  解析 本题考查有关混合溶液pH的计算。有关稀溶液混合,总体积近似等于两种溶液体积之和。强碱溶液混合,应按c(OH-)计算:c混(OH-)=(1×10-6 mol?L-1+1×10-4 mol?L-1)/2=5.05×10-5 mol?L-1,c混(H+)=KW/c(OH-)≈2×10-10 mol?L-1,pH=9.7。

  4.下列叙述正确的是(  )

  A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)×c(OH-)=1×10-14 mol2?L-2

  B.c(H+)等于1×10-7 mol?L-1的溶液一定是中性溶液

  C.0.2 mol?L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol?L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍

  D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱

  答案 A

  解析 KW=c(H+)?c(OH-) ,且KW只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其KW=1×10-14mol2?L-2;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7 mol?L-1;0.2 mol?L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol?L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2 mol?L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol?L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1 mol?L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1 mol?L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。

  练方法技巧

  5.pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50 mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是(  )

  A.HX可能是强酸

  B.HY一定是强酸

  C.HX的酸性强于HY的酸性

  D.反应开始时二者生成H2的速率相等

  答案 D

  解析 解答该题应注意以下三点:(1)强酸完全电离,弱酸部分电离。(2)酸性相同的溶液,弱酸的浓度大,等体积时,其物质的量多。(3)产生H2的速率取决于c(H+)的大小。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意,Mg粉足量,酸不足,应根据酸的物质的量来计算H2的体积,由V(HX)>V(HY),知pH相等时,HX的物质的量浓度比HY的大,即HX是比HY弱的弱酸,而无法判断HY是强酸还是弱酸,故A、B、C错误;D项,反应开始时的速率取决于c(H+),因为开始时c(H+)相等,故D项正确。

  6.某温度下,相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是(  )

  A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线

  B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强

  C.a点KW的数值比c点KW的数值大

  D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度

  答案 B

  解析 本题考查了强酸和弱酸的稀释规律,解题时要注意弱酸在稀释时还会继续电离。pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸),稀释相同的倍数时,因醋酸在稀释时仍不断地电离,故盐酸的pH增大的多,故曲线Ⅰ代表盐酸稀释时pH的变化曲线,A错误;不断加水稀释时,溶液中c(H+)不断减小,导电性减弱,B正确;因为KW仅仅是温度的函数,因为是在相同的温度下,故a点KW与c点KW的数值相同,C错误;因盐酸和醋酸的pH相同,则c(醋酸)>c(盐酸),稀释相同的倍数,由于醋酸存在电离平衡,故仍有c(醋酸)>c(盐酸),D错误。

  练综合拓展

  7.已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如右图所示:

  (1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说明理由________________________________________________________________________

  ________________________________________________________________________。

  (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溶液的体积比为__________。

  (3)95 ℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某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________________________________________________________________________

  __________________。

  (1) 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。请分析其原因:

  ________________________________________________________________________

  ________________________________________________________________________。

  答案 (1)A 水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,c(H+)、c(OH-)小

  (2)10∶1 (3)a+b=14或pH1+pH2=14

  (4)曲线B对应95 ℃,此时水的离子积为10-12mol2?L-2,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

  解析 本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。

  (1)当温度升高时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH也增大,但溶液仍然呈中性。因此结合图象中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25 ℃时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大。

  (2)25 ℃时所得混合溶液的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)要注意的是95 ℃时,水的离子积为10-12mol2?L-2,即c(H+)?c(OH-)=10-12mol2?L-2,即:等体积强酸、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,pH2=b的某强碱溶液中c(OH-)=10b-12;有100×10-a=1×10b-12,即:10-a+2=10b-12,所以,有以下关系:a+b=14或pH1+pH2=14。

  (4)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H+与OH-完全反应后又有新的H+产生,即酸过量,所以说酸HA是弱酸。

  8.(1)pH=2的某酸稀释100倍,pH________4,pH=12的某碱稀释100倍,pH________10。

  (2)室温时,将pH=5的H2SO4溶液稀释10倍,c(H+)∶c(SO2-4)=________,将稀释后的溶液再稀释100倍,c(H+)∶c(SO2-4)=________。

  (3)

  MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如右图所示。下列叙述中不正确的是(  )

  A.MOH是一种弱碱

  B.在x点,MOH完全电离

  C.在x点,c(M+)=c(R+)

  D.稀释前ROH溶液中c(OH-)是MOH溶液中c(OH-)的10倍

  答案 (1)≤ ≥ (2)2∶1 20∶1 (3)B

  解析 (1)若某酸为强酸,则pH=4,若为弱酸,则pH<4;同理,对pH=12的某碱稀释100倍,pH≥10。

  (2)pH=5的H2SO4稀释10倍,c(H+)和c(SO2-4)同等倍数减小,所以c(H+)∶c(SO2-4)=2∶1,若将稀释后的溶液再稀释100倍,其pH≈7,而c(SO2-4)=5×10-7102=5×10-9 mol?L-1,所以c(H+)∶c(SO2-4)=10-7∶5×10-9=20∶1。

  (3)由图知,稀释100倍后ROH的pH变化为2,为强碱,MOH的pH变化为1,为弱碱;x点时ROH与MOH的c(OH-)相等,故c(M+)与c(R+)相等;稀释前ROH的c(OH-)=0.1 mol?L-1,MOH的c(OH-)=0.01 mol?L-1,故D项正确;MOH为弱碱,在任何点都不能完全电离,B项错误。

  第2课时 酸碱中和滴定

  [目标要求] 1.理解酸碱中和滴定的原理。2.初步了解酸碱中和滴定的操作方法。3.掌握有关酸碱中和滴定的误差分析。

  酸碱中和滴定

  1.酸碱中和滴定概念:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫做酸碱中和滴定。滴定的原理:n元酸与n′元碱恰好完全中和时:nc酸V酸=n′c碱V碱。如果用A代表一元酸,用B代表一元碱,可以利用下列关系式来计算未知碱(或酸)的物质的量浓度:cB=cAVAVB。

  2.酸碱中和滴定的关键:准确测定参加反应的两种溶液的体积,以及准确判断中和反应是否恰好进行完全。

  3.酸碱中和滴定实验

  实验仪器:pH计、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、烧杯、滴定管夹、量筒、铁架台。

  实验药品:标准液、待测液、指示剂。

  实验步骤:

  (1)查:检查两滴定管是否漏水和堵塞;

  (2)洗:先用蒸馏水洗涤两滴定管,然后用所要盛装的酸碱润洗2~3遍;

  (3)盛、调:分别将酸、碱溶液注入酸、碱滴定管中,使液面位于滴定管刻度“0”以上2~3厘米处,并将滴定管固定在滴定管夹上,然后赶走滴定管内部气泡,调节滴定管中液面高度处于某一刻度,并记下读数。

  (4)取:从碱式滴定管中放出25.00 mL氢氧化钠溶液于锥形瓶中,滴入2滴酚酞试液,将锥形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底衬一张白纸。

  (5)滴定:左手控制酸式滴定管活塞,右手拿住锥形瓶瓶颈,边滴入盐酸,边不断摇动锥形瓶,眼睛始终注意锥形瓶内溶液颜色变化。

  (6)记:当看到加一滴盐酸时,锥形瓶中溶液红色突变为无色时,停止滴定,且半分钟内不恢复原来的颜色,准确记下盐酸读数,并准确求得滴定用去的盐酸体积。

  (7)算:整理数据进行计算。

  根据cB=cAVAVB计算。

  二、酸碱中和滴定误差分析

  中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当,读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=c标准?V标准V待测,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。

  下列为不正确操作导致的实验结果偏差:

  (1)仪器洗涤

  ①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。

  (2)量器读数

  ①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);

  ②

  滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;

  ③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。

  (3)操作不当

  ①酸式滴定管漏液(偏高);②滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定过程中气泡变小(偏高);③滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);④滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响); ⑤用甲基橙作指示剂进行滴定时,溶液由橙色变红色时停止滴定(偏高);⑥用甲基橙作指示剂,溶液由黄色变橙色,5 s后又褪去(偏低)。

  知识点一 酸碱中和滴定

  1.一只规格为a mL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在m mL处,当液面降到n mL处时,下列判断正确的是(  )

  A.流出溶液的体积为(m-n) mL

  B.流出溶液的体积为(n-m) mL

  C.管内溶液体积等于(a-n) mL

  D.管内溶液体积多于n mL

  答案 B

  解析 滴定管的“0”刻度在上方,越向下刻度越大,所以流出液体的体积为(n-m) mL;刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液,所以管内溶液体积大于(a-n) mL。

  2.某学生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下表:

  滴定次数 待测NaOH溶液的体积/mL 0.100 0 mol?L-1盐酸的体积/mL

  滴定前刻度 滴定后刻度 溶液体积/mL

  第一次 25.00 0.00 26.11 26.11

  第二次 25.00 1.56 30.30 28.74

  第三次 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。

  答案 (1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10

  (4)V=26.11 mL+26.09 mL2=26.10 mL,c(NaOH)=0.100 0 mol?L-1×26.10 mL25.00 mL=0.104 4 mol?L-1

  解析 在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式:c(NaOH)=c?HCl??V[?HCl?aq]V[?NaOH?aq]。欲求c(NaOH),须先求V[(HCl)aq]再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作对每一个量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响,进而影响c(NaOH)。

  (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,可将加入的盐酸稀释,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溶液的物质的量一旦确定,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=26.11 mL+26.09 mL2=26.10 mL(第二次偏差太大,舍去)。c(NaOH)=0.1000 mol?L-1×26.10 mL25.00 mL=0.104 4 mol?L-1。

  知识点二 酸碱中和滴定误差分析

  3.用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时,下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是(  )

  A.锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出

  B.滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失

  C.指示剂变色15 s后又恢复为原来的颜色便停止滴定

  D.锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗

  答案 B

  解析 根据c(B)=c?A??V?A?V?B?判断,A项中,V(B)的实际量减少,导致V(A)减少,测定值偏小;B项使液体充满气泡,导致V(A)增大,测定值偏大;C项未到滴定终点,偏小;D项,不影响测定结果。

  4.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,滴定完毕读数时俯视(  )

  答案 (1)D (2)C (3)B (4)B (5)A (6)B (7)A (8)A

  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大还是偏小,故选D。(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,导致结果偏大。(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。

  练基础落实

  1.酸碱恰好完全中和时(  )

  A.酸与碱的物质的量一定相等

  B.溶液呈现中性

  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

  答案 D

  2.用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是(  )

  A.由黄色变为红色 B.由黄色变为橙色

  C.由橙色变为红色 D.由红色变为橙色

  答案 B

  3.用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,下列操作导致结果偏低的是(  )

  ①锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用待测液润洗2~3次

  ②滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失

  ③滴定前仰视读数,滴定后平视读数

  ④摇动锥形瓶时,有少量液体溅出

  ⑤滴定时,锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液

  A.③ B.④⑤ C.①②③ D.③④

  答案 D

  解析 ①中相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH,会多耗用盐酸,导致结果偏高;②中气泡体积充当了标准盐酸,导致V(HCl)偏大,结果偏高;③中滴定前仰视使V(HCl)初偏大,则ΔV(HCl)=V(HCl)末-V(HCl)初偏小,结果偏低;④中使NaOH溅出,则使V(HCl)偏小,结果偏低;⑤对结果无影响,综合分析,选D。

  4.下列指示剂的选择不正确的是(  )

  (已知:I2+2Na2S2O3) 2NaI+Na2S4O6

  标准溶液 待测溶液 指示剂

  A HCl NaOH 甲基橙

  B NaOH HCl 酚酞

  C I2 Na2S2O3 淀粉

  D KMnO4 Na2SO3 酚酞

  答案 D

  解析 强酸与强碱滴定时,甲基橙或酚酞均可以,但一般强酸滴定强碱时用甲基橙,反之用酚酞,A、B均正确;据I2遇淀粉变蓝可检验I2,C正确;D项中KMnO4本身有颜色,无需再用其他指示剂,D不正确。

  5.下列仪器中使用前不需要检验是否漏水的是(  )

  A.滴定管 B.分液漏斗 C.过滤漏斗 D.容量瓶

  答案 C

  6.用0.1 mol?L-1 NaOH溶液滴定0.1 mol?L-1的盐酸,如果达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05 mL)继续加水至50 mL,所得溶液pH是(  )

  A.4 B.7.2 C.10 D.11.3

  答案 C

  解析 本题是以酸碱中和滴定为素材设计的题目,涉及到溶液中OH-、H+、pH的计算,考查学生的计算能力。用0.1 mol?L-1的NaOH溶液滴定0.1 mol?L-1的盐酸,滴定到终点时溶液呈中性。多加1滴NaOH溶液(1滴溶液体积为0.05 mL),加水至50 mL,此时溶液中

  c(OH-)=0.1 mol?L-1×0.05 mL50 mL=1×10-4 mol?L-1

  c(H+)=1.0×10-14c?OH-?=1.0×10-141×10-4=1×10-10 mol?L-1

  pH=10即选项C正确。

  练方法技巧

  7.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.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴

  D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH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

  答案 C

  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:在滴定过程中,指示剂略多加了几滴,一般不影响实验结果,因为指示剂不会改变反应过程中酸和碱的物质的量。

  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),使所测的c(NaOH)偏小。

  8.用1.0 mol?L-1的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液,其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示,则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是(  )

  A.1.0 mol?L-1,20 mL B.0.5 mol?L-1,40 mL

  C.0.5 mol?L-1,80 mL D.1.0 mol?L-1,80 mL

  答案 C

  解析 滴定前稀H2SO4的pH=0,c(H+)=1.0 mol?L-1,则c(H2SO4)=0.5 mol?L-1,当pH=7时V(NaOH)=40 mL,通过计算原硫酸溶液的体积为40 mL。本题考查中和滴定曲线,关键是把握滴定终点,pH=7恰好完全反应,即n(H+)=n(OH-)。

  练综合拓展

  9.氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。

  现有0.001 mol?L-1KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应离子方程式是2MnO-4+5HSO-3+H+===2Mn2++5SO2-4+3H2O

  填空完成问题:

  (1)该滴定实验所需仪器有下列中的________。

  A.酸式滴定管(50 mL) B.碱式滴定管(50 mL) C.量筒(10 mL) D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹 G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗

  (2)不用________(酸、碱)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因

  ________________________________________________________________________。

  (3)选何种指示剂,说明理由______________________________________________。

  (4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为a mL,滴定后俯视液面刻度为b mL,则(b-a) mL比实际消耗KMnO4溶液体积______(多、少)。根据(b-a)mL计算得到的待测浓度,比实际浓度______(大、小)。

  答案 (1)A、B、D、E、F、G、H

  (2)碱 KMnO4溶液能把橡胶管氧化

  (3)不用指示剂,因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+,紫红色褪去,所以不需要指示剂

  (4)少 小

  解析 (1)(2)酸性KMnO4具有强氧化剂,要放在酸式滴定管中,取用待测NaHSO3溶液要用碱式滴定管,再根据滴定所需的仪器可选出正确答案。

  (3)酸性KMnO4被还原为Mn2+后由紫色变为无色。

  (4)俯视读得的数值偏小。

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