届新高考高三全科专题练习系列Ⅱ 13 酸碱中和滴定及应用.docx

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届新高考高三全科专题练习系列Ⅱ13酸碱中和滴定及应用

13酸碱中和滴定及应用

酸碱中和滴定是高中化学最重要的定量实验之一,是帮助学生养成科学态度和接受科学教育极好的实验课题,常常结合溶液中的水解平衡,物质定量测定,高考再现率高,而且考察角度不断创新,对学习化学有良好的导向作用。

1.【2020年浙江选考】室温下,向

盐酸中滴加0.1000mol/LNaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。

已知

下列说法不正确的是()

A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7

B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差

C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大

D.

时,pH=12.3

【答案】C

【解析】A.NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,呈中性,室温下pH=7,故A正确;B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,B正确;C.甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,故C错误;D.

时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)=

=0.02mol/L,即溶液中c(OH−)=0.02mol,则c(H+)=5×10−13mol/L,pH=-lgc(H+)=12.3,故D正确;故答案为C。

【点睛】酸碱中和滴定实验,酸碱指示剂的选择,滴定终点的判断,及pH的计算。

2.【2020年全国I卷】以酚酞为指示剂,用0.1000mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的二元酸H2A溶液。

溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积VNaOH的变化关系如图所示。

[比如A2−的分布系数:

]

下列叙述正确的是()

A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA−)

B.H2A溶液的浓度为0.2000mol·L−1

C.HA−的电离常数Ka=1.0×10−2

D.滴定终点时,溶液中

【答案】C

【解析】根据图像,曲线①代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐减小,曲线②代表的粒子的分布系数随着NaOH的滴入逐渐增大,粒子的分布系数只有1个交点;当加入40mLNaOH溶液时,溶液的pH在中性发生突变,且曲线②代表的粒子达到最大值接近1;没有加入NaOH时,pH约为1,说明H2A第一步完全电离,第二步部分电离,曲线①代表δ(HA−),曲线②代表δ(A2−),根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=

=0.1000mol/L。

根据分析,曲线①代表δ(HA−),曲线②代表δ(A2−),A错误;B.当加入40.00mLNaOH溶液时,溶液的pH发生突变,说明恰好完全反应,结合分析,根据反应2NaOH+H2A=Na2A+2H2O,c(H2A)=

=0.1000mol/L,B错误;C.根据曲线当δ(HA−)=δ(A2−)时溶液的pH=2,则HA−的电离平衡常数Ka=

=c(H+)=1×10−2,C正确;D.用酚酞作指示剂,酚酞变色的pH范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH−)>c(H+),溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2−)+c(HA−)+

c(OH−),则c(Na+)>2c(A2−)+c(HA−),D错误;答案选C。

【点睛】本题的难点是判断H2A的电离,根据pH的突变和粒子分布分数的变化确定H2A的电离方程式为H2A=H++A2−,HA−

H++A2−;同时注意题中是双纵坐标,左边纵坐标代表粒子分布分数,右边纵坐标代表pH,图像中δ(HA−)=δ(A2−)时溶液的pH≠5,而是pH=2。

1.将氯化钙溶于水中,在搅拌下加入双氧水,再加入氨水进行反应,冷却,离心分离,可得CaO2·8H2O,于150~200℃脱水干燥,即得CaO2。

下列说法不正确的是()

A.上述制备过程的化学反应方程式为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2

NH4Cl

B.所得产品中CaO2的含量可以在酸性条件下,用KMnO4标准溶液滴定、计算

C.常温下,CaO2溶于水所得溶液的pH可能达到14

D.CaO2溶于水中能放出O2,增加水体溶氧量,同时还能吸收CO2,可用于鱼苗、活鲜鱼运输

【答案】C

【解析】A.由信息结合质量守恒定律知,上述制备过程的化学反应方程式为CaCl2+H2O2+2NH3·H2O+6H2O=CaO2·8H2O↓+2NH4Cl,A正确;B.CaO2在酸性条件下可转变为双氧水,双氧水能用KMnO4标准溶液滴定而测得其含量,故所得产品中CaO2的含量可以在酸性条件下,用KMnO4标准溶液滴定、计算,B正确;C.由题意知,常温下,CaO2溶于水所得溶液为澄清石灰水,微溶物的溶解度为0.01~1g,其密度约为1g/cm3,最大浓度:

,氢氧根离子浓度最大为0.27mol/L,pH不可能达到14,C错误;D.由题意知,过氧化钙晶体在水中溶解度不大,故CaO2溶于水中能平缓反应缓慢放出O2,增加水体溶氧量,同时还能吸收CO2,可用于鱼苗、活鲜鱼运输,D正确;答案选C。

2.25℃时,用浓度为0.01mol·L−1的HA溶液滴定20mL浓度为0.01mol·L−1的NaOH溶液,滴定曲线如图所示。

下列说法错误的是()

A.应选用酚酞作指示剂

B.M点溶液中存在:

c(Na+)>c(A−)

C.Ka(HA)≈2×10−8

D.N点溶液中存在:

c(OH−)-c(H+)=c(HA)

【答案】C

【解析】A.N点HA和NaOH的物质的量相等,恰好完全反应,溶质为NaA,溶液呈碱性,应选用酚酞作指示剂,A项正确;B.M点为等物质的量浓度的NaOH和NaA的混合液,溶液呈碱性,由电荷守恒可知:

c(Na+)>c(A−),B项正确;C.N点为NaA溶液,物质的量浓度为0.005mol/L,pH=9,c(H+)=1×10−9mol/L,c(OH−)=1×10−5mol/L,NaA中的A−发生水解:

A−+H2O

HA+OH−,c(OH−)≈c(HA),则

,则

,C项错误;D.N点为NaA溶液,存在质子守恒:

c(H+)+c(HA)=c(OH−),故D正确。

故选C。

【点睛】强酸和弱碱相互滴定或弱酸和强碱互相滴定时,要注意滴定曲线上的几个特殊点:

中和点,即酸碱恰好中和的点,溶质即为酸碱中和反应生成的盐;中性点,即溶液恰好呈中性的点,此时的溶质除了盐外还有剩余的弱酸或弱碱,经常利用电荷守恒考查离子浓度关系;1∶1点,即溶质是盐和剩余的酸或碱,两者物质的量相等,经常考查物料守恒和质子守恒。

3.物质的量浓度相同的三种一元弱酸HX、HY、HZ及一种一元强酸还有纯水,分别加入相同浓度的NaOH溶液,

与pH的关系如下图所示。

下列说法正确的是()

A.①为强酸的滴定曲线

B.酸性:

HX>HY>HZ

C.滴定HX溶液可用甲基橙作指示剂

D.HZ+Y

HY+Z的平衡常数为K=1×103

【答案】D

【解析】A.根据图象,起始时,曲线①的溶液pH=7,所以曲线①代表纯水的曲线,故A错误;B.c(HX)=c(X−)时,溶液pH=10,则Ka(HX)=

=10−10,c(HY)=c(Y−)时,溶液pH=7,则Ka(HY)=

=10−7,c(HZ)=c(Z−)时,溶液pH=4,则Ka(HZ)=

=10−4,所以相同浓度下,酸性强弱为HZ>HY>HX,故B错误;C.甲基橙变色范围3.1~4.4,HX溶液滴入氢氧化钠溶液恰好反应生成的盐溶液呈碱性,则不能用甲基橙指示剂,故C错误;D.根据B项,Ka(HZ)=10−4,Ka(HY)=10−7,根据多重平衡规则,则HZ+Y

HY+Z的平衡常数为K=

=

=1×103,故D正确;故答案为D。

【点睛】还有一种巧妙的方法判断三种弱酸的酸性强弱,比较滴定开始时,三种酸对应的pH的大小。

pH越小,酸性越强。

4.某化学小组设计了如图甲所示的数字化实验装置,研究常温下,向1L0.1mol/LH2A溶液中逐滴加入等浓度NaOH溶液时的pH变化情况,并绘制出溶液中含A元素的粒子的物质的量分数与溶液pH的关系如图乙所示,(已知HA=H++HA−,HA−

H++A2−)则下列说法中正确的是()

A.pH=3.0时,可以计算出Ka2=10−3

B.0.1mol/LNaHA溶液中存在c(A2−)+c(HA−)+c(H2A)=0.1mol/L

C.该实验左边的滴定管为碱式滴定管,用来盛装NaOH溶液,烧杯中并加酚酞作指示剂

D.常温下,将等物质的量浓度的NaHA与Na2A溶液等体积混合后溶液pH=3.0

【答案】A

【解析】pH=3时,溶液中HA−和A2−的物质的量分数相等,即c(HA−)=c(A2−),由HA−

H++A2−可知Ka2=

=c(H+)=10−3,故A正确;B.该二元酸第一步完全电离,第二步部分电离,所以NaHA只能电离不能水解,则溶液中不存在H2A,根据物料守恒得c(A2−)+c(HA−)=0.1mol/L,故B错误;C.该实验左边的滴定管为酸式滴定管,用来盛装H2A溶液,滴定终点时溶液呈碱性,可选取酚酞作指示剂,故C错误;D.pH=3时,溶液中不存在H2A,说明该酸第一步完全电离,第二步部分电离,则NaHA只电离不水解,Na2A能水解,且c(A2−)=c(HA−);等物质的量浓度的NaHA与Na2A溶液等体积混合,因为电离、水解程度不同导致c(A2−)、c(HA−)不一定相等,则混合溶液的pH不一定等于3,故D错误;故答案为A。

5.(双选)25℃时,用0.1000mol·L−1的盐酸分别滴定20.00mL0.1000mol·L−1氨水和20.00mL0.1000mol·L−1NaOH溶液,滴定曲线如图所示。

下列说法正确的是()

A.25℃,Kb(NH3·H2O)的数量级为10−4

B.N点处的溶液中:

c(NH+4)>c(NH3·H2O)

C.曲线II滴定终点时所选的指示剂为酚酞

D.Q点所加盐酸的体积为bmL,则b=20

【答案】BD

【解析】根据起点分析,曲线I是pH=13,则为盐酸溶液滴定NaOH溶液图像,曲线II是盐酸滴定氨水溶液图像。

A.25℃,根据起点pH=11.1得到

=10-4.8,因此Kb(NH3·H2O)的数量级为10−5,故A错误;B.N点溶质的NH4Cl和NH3·H2O且浓度相等,溶液显碱性,电离占主要,因此溶液中:

c(NH+4)>c(NH3·H2O),故B正确;C.曲线II滴定终点时溶液显酸性,因此所选的指示剂为甲基橙,故C错误;D.Q点是NaOH溶液加盐酸进行滴定,所加盐酸的体积为bmL,溶液呈中性,则b=20,故D正确;综上所述,答案为BD。

6.25℃时,用0.1mol·L−1NaOH溶液滴定某二元弱酸H2A,H2A被滴定分数、pH及物种分布分数δ[δ(X)=

]如图所示:

下列说法错误的是()

A.用NaOH溶液滴定0.1mol·L−1NaHA溶液可用酚酞作指示剂

B.0.1mol·L−1NaHA溶液中:

c(Na+)>c(HA−)>c(H2A)>c(A2−)

C.0.1mol·L−1Na2A溶液中:

c(Na+)>c(HA−)+2c(A2−)

D.H2A的Ka2=1×10−7

【答案】B

【解析】由图可知,实线为0.1mol·L−1NaOH溶液滴定二元弱酸H2A的滴定曲线,虚线为0.1mol·L−1NaOH溶液滴定二元弱酸H2A的物种分布分数曲线。

=1时,反应生成NaHA,NaHA溶液显酸性,当

=2时,反应生成Na2A,Na2A溶液显碱性。

A.强碱滴定弱酸时,滴定终点,溶液呈碱性,应选用酚酞做指示剂,则用NaOH溶液滴定0.1mol·L−1NaHA溶液应用酚酞作指示剂,故A正确;B.由图可知,当

=1时,反应生成NaHA,NaHA溶液显酸性,说明HA−

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