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1、pH的应用(30分钟50分)一、选择题(本题包括6小题,每小题7分,共42分)1.某学生用碱式滴定管量取0.1 molL-1的NaOH溶液,开始时仰视液面读数为1.00 mL,取出部分溶液后,俯视液面,读数为11.00 mL,该同学在操作中实际取出的液体体积为()A.大于10.00 mLB.小于10.00 mLC.等于10.00 mLD.等于11.00 mL【解析】选A。滴定管的“0”刻度在上,量取NaOH溶液,开始时仰视液面使读数偏大,取出部分溶液后,俯视液面使读数偏小,滴定前后刻度差为10.00 mL,但实际取出的液体体积偏大。【补偿训练】如图表示50 mL滴定管中液面的位置,如果液面处的
2、读数是a,则滴定管中液体的体积是()A.a mLB.(50-a)mLC.一定大于a mLD.一定大于(50-a) mL【解析】选D。滴定管的零刻度在上面,50 mL的刻度在下面,但刻度线以下仍有一部分容积,因此液体体积一定是大于(50-a) mL。2.(2019广州高二检测)用0.1 molL-1的盐酸滴定20 mL约0.1 molL-1氨水,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是()A.a点溶液中的溶质是氯化铵B.滴定过程中,当溶液的pH=7时,两者恰好中和C.用酚酞作指示剂比用甲基橙作指示剂,滴定误差更小D.当滴入盐酸为30 mL时,溶液中:c(N)+c(H+)c(OH-)+c(Cl-)【解析
3、】选A。a点时恰好中和生成氯化铵,A正确;两者恰好中和时生成氯化铵,溶液的pH=6,当溶液的pH=7时,氨水未完全反应,B错误;a点是反应终点生成氯化铵,显酸性,应选甲基橙作指示剂,即用酚酞作指示剂比用甲基橙作指示剂,滴定误差更大,C错误;溶液不显电性,阴阳离子的总数相等,则当滴入盐酸达30 mL时,溶液中c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),D错误。【补偿训练】下面是一段关于酸碱中和实验操作的叙述:取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次。在一锥形瓶中加入25.00 mL待测NaOH溶液。加入几滴石蕊试剂作指示剂。取一支酸式滴定管,洗涤干净。直接往酸式滴定管注入标准酸溶液,进行滴定
4、。左手旋转滴定管的活塞,右手不停摇动锥形瓶。两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为()A.B.C.D.【解析】选D。锥形瓶不能用待测NaOH溶液润洗,错误;石蕊试剂因颜色变化不明显,不能用作指示剂,错误;酸式滴定管注入标准酸溶液前应先润洗23次,错误;滴定过程中两眼应注视锥形瓶内液体的颜色变化,以确定滴定终点,错误。3.用标准NaOH溶液滴定盐酸时,若配制标准溶液称取NaOH固体中含有下列杂质时,会引起结果偏低的是()A.NaClB.Na2OC.Na2CO3D.NaHCO3【解析】选B。每消耗1 mol HCl需NaOH为40 g,而需要Na2O、Na2C
5、O3、NaHCO3时,则分别为31 g、53 g、84 g。故混有Na2O使所配标准液中和能力增强,消耗标准溶液体积减少,待测溶液浓度偏低。若混有杂质Na2CO3或NaHCO3时,则与上述相反。【方法规律】关于杂质对误差的影响(1)杂质不会消耗被滴定的物质(如本题设问的NaCl)。由于杂质的存在使所配标准溶液的浓度变小,在滴定过程中必须消耗标准溶液的体积增大,导致待测溶液浓度偏高。(2)杂质也会消耗被滴定的物质(如本题设问的Na2O、Na2CO3和NaHCO3均会与HCl反应),可具体分析对比其中和能力的大小。【补偿训练】用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸(放锥形瓶中),选用甲基橙作为指示
6、剂,造成测定结果偏高的原因可能是()A.配制标准溶液的NaOH中混有Na2CO3杂质 B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗 D.以溶液颜色由红色变为橙色为滴定终点【解析】选A。相同质量的NaOH比Na2CO3消耗HCl要多,所以A项中的情况会使测定结果偏高;滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度会使读数比实际上所用的体积偏小,则会使测定结果偏低;锥形瓶用蒸馏水润洗后不用待测液润洗,不会引起误差;由红色变为橙色还没有达到滴定终点,若此时读数会使测定结果偏低。4.在25 时,用0.125 molL-1的标准盐酸溶液滴定25.00 mL未知浓
7、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.13B.12C.10D.11【解析】选A。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)=0.1 molL-1,c(OH-)=0.1 molL-1,c(H+)=110-13 molL-1,pH=13。【补偿训练】1.用0.50 molL-1NaOH标准液10.00 mL,将未知浓度的盐酸20.00 mL恰好滴定至终点。下列说法正确的是()A.若选用酚酞作指示剂,终点时,液体恰好褪色B.用量筒量取上述盐酸C.若滴定完
8、毕,滴定管尖嘴悬有一滴液体,则所测的盐酸浓度偏大D.盐酸的浓度为1.00 molL-1【解析】选C。标准溶液(NaOH)装在滴定管,待测液(盐酸)装在锥形瓶中,若选用酚酞作指示剂加入锥形瓶中,终点时,液体恰好变为浅红色,A项错误;滴定操作应用酸式滴定管或移液管量取待测液盐酸于锥形瓶中,B项错误;滴定完毕,滴定管尖嘴悬有一滴液体,造成V(NaOH)偏大,根据c(HCl)=可知,所测的盐酸浓度偏大,C项正确;c(HCl)=0.25 molL-1,D项错误。2.下图为对10 mL一定物质的量浓度的盐酸X用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图象,依据图象推出X和Y的物质的量浓度是下表内各组中的()
9、ABCDX/molL-10.120.040.030.09Y/molL-10.040.120.090.03【解析】选D。由图知,30 mL NaOH溶液恰好中和10 mL盐酸,即3Y=X,表中A、D属此种情况,但A组中X=0.12 molL-1,c(H+)=0.12 molL-1,pH1,加入20 mL NaOH后溶液的c(H+)=110-2 molL-1,pH=-lg(110-2)=2,正好符合题意。5.如图是用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度盐酸(酚酞作指示剂)的滴定曲线,下列说法正确的是()A.水电离出的氢离子浓度:abB.盐酸的物质的量浓度为0.01
10、0 0 molL-1 C.指示剂变色时,说明盐酸与NaOH恰好完全反应D.当滴加NaOH溶液为10.00 mL时,该混合液的pH=1+lg3【解析】选D。a、b两点均是盐酸过量,溶液显酸性,a点的c(H+)较大,故由水电离出的氢离子浓度:abcC.当V(NaOH)=20.00 mL时,3个体系中均满足:c(Na+)=c(Cl-)D.当V(NaOH)相同时,pH突跃最大的体系中的c(H+)最大【解析】选D。由图象知,a的起点pH=0,cHCl(aq)=1.000 molL-1,b的起点pH=1,cHCl(aq)=0.100 0 molL-1,c的起点pH=2,cHCl(aq)=0.010 00
11、molL-1,A正确;由题意可知,在V(NaOH)=20.00 mL前后三者都出现突跃,故浓度大的酸对应浓度大的碱,B正确;a、b、c三者反应得到的都是NaCl溶液,均存在c(Na+)=c(Cl-),C正确;由图象可知,a曲线突跃最大,当V(NaOH)=20.00 mL时,a、b、c三者此时都是NaCl溶液,都是中性溶液,故3个体系中c(H+)相同,D错误。【补偿训练】如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是()A.盐酸的物质的量浓度为1 molL-1 B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D.酚酞不能用作本实验的指示剂【解析
12、】选B。由滴定起始时pH=1可知盐酸的浓度为0.1 molL-1,A错;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线,C错;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂,D错。4.(2019泰安高二检测)中和滴定是一种操作简单,准确度高的定量分析方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析,下列有关几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)的说法不正确的是()A.用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度:滴定终点时,溶液由无色变为紫红色B.利用“Ag+SCN-AgSCN”反应,用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度时可用Fe(NO3)
13、3作指示剂C.利用“2Fe3+2I-I2+2Fe2+”,用FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量时,可用淀粉作指示剂D.用标准NaOH溶液测量某盐酸溶液的浓度时,若用酚酞作指示剂,当观察到溶液由无色变为红色,且半分钟不恢复时达到滴定终点【解析】选C。C中只要反应一开始就有I2生成,溶液就呈蓝色。二、非选择题(本题包括1小题,共18分)5.乙二酸俗名草酸,下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4xH2O)进行的探究性学习的过程,请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是探究测定草酸晶体(H2C2O4xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻得,草酸易溶于水,水溶液可以用
14、酸性KMnO4溶液进行滴定:2MnO4+5H2C2O4+6H+2Mn2+10CO2+8H2O学习小组的同学设计了如下步骤用滴定的方法测定x值。称取1.260 g纯草酸晶体,将其制成100.00 mL水溶液为待测液。取25.00 mL待测液放入锥形瓶中,再加入适量的稀硫酸。用浓度为0.100 0 molL-1的酸性KMnO4标准溶液进行滴定,达到终点时消耗10.00 mL。(1)上述步骤中使用的锥形瓶是否需要事先用待测液润洗_(填“是”或“否”)。滴定时,将酸性KMnO4标准液装在如图中的_(填“甲”或“乙”)滴定管中。(2)本实验滴定达到终点的标志可以是_。(3)通过上述数据,求得x=_。讨论
15、:若滴定终点时俯视滴定管刻度,则由此测得的x值会_(填“偏大”“偏小”或“不变”,下同)。根据上述实验计算的数据可信性不强,为了提高实验的准确性,请写出改进方法:_。【解析】(1)如果用待测液润洗锥形瓶就会有少量液体残留在瓶壁上,造成滴定的待测物增多,使得计算值大于实际浓度,故上述步骤中使用的锥形瓶不需要事先用待测液润洗;酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,腐蚀橡皮管,所以用酸性滴定管,选甲。(2)因为高锰酸钾自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时,再滴加高锰酸钾溶液时,当滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液时,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色,表明到滴定终点。(3)2Mn + 5H2C2O4 + 6H+2
16、Mn2+10CO2+8H2O2 50.100 00.010.002 525.00 mL待测液中含有0.002 5 mol草酸,100 mL待测液中还含有0.01 mol草酸,其质量为0.9 g。所以1.260 g草酸晶体中水的质量为1.260 g-0.9 g=0.36 g,其物质的量为0.02 mol,则x=2;若滴定终点时俯视滴定管读数,则消耗酸性高锰酸钾溶液的体积偏小,所得草酸的物质的量偏小,则水的物质的量偏大;根据上述实验计算的数据可信性不强,为了提高实验的准确性,应重复操作增加平行实验。答案:(1)否甲(2)当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色,即达滴定终点(3)2偏大重复操作增加平行实验- 12 -