滴定曲线的认识:酸碱中和滴定曲线图是以所滴入的酸或碱溶液的体积为横坐标、以中和反响后溶液的ph为纵坐标体现中和滴定过程的曲线图。
强酸与强碱互相滴定的曲线图,前半部分与后半部分形状变化不大,但中间突跃大(即酸或碱溶液一滴之差,溶液ph转移大,出现突变)。分析强酸与强碱互相滴定时的离子浓度大小,只要关注水的电离平衡即可,没有其它平衡影响。
强酸滴定弱碱或强碱滴定弱酸的曲线图,突跃小,较平缓;强酸滴定弱碱的起点低(因弱碱ph相对较小),前半部分形状有差异;强碱滴弱酸的起点高(因弱酸ph相对于较大),前半部分形状有差异。分析强碱滴定弱酸或强酸滴定弱碱时的离子浓度大小,不仅要考虑生成盐的水解平衡,而且还要考虑过量弱酸或弱碱的电离平衡与水的电离平衡。
指示剂选择的原则:指示剂的选择不但要考虑变色明显、灵敏,而且要选择指示剂的变色范围与滴定时ph突跃局限相吻合,这样就能准确指示到达滴定终点(即酸碱恰好中和时的ph)。
例1.下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠的相互滴定的滴定曲线,以下叙述正确的是( )
解析:认识滴定曲线图是解题的关键,强酸与强碱相互滴定突跃大,且恰好中和时溶液pH=7,故酚酞、甲基橙均可作指示剂。识图:滴定前pH=1,c(HCl)=0.1mol·L-1,pH=13,c(NaOH)=0.1mol·L-1。显然a曲线为NaOH溶液滴定盐酸的曲线,曲线b为盐酸滴定NaOH溶液的曲线,P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和,溶液呈中性,唯B正确。
例2.(全国高考I卷12)298K时,在20.0mL0.10mol·L–1氨水中滴入0.10mol·L–1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L–1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
解析:强酸滴定弱碱的突跃小,且恰好中和时溶液处于弱酸性(生成的强酸弱碱盐水解呈酸性),故盐酸滴定氨水时应选择酸性范围内变色的甲基橙为指示剂,A错。氨水与盐酸恰好完全反应生成的NH4Cl水解显弱酸性,pH<7,故pH=7的M点对应的盐酸体积应该小于20.0mL,B错。由电荷守恒知,M点溶液中c(H+)=c(OH-),c(NH4+)=c(Cl-),但c(NH4+)=c(Cl-)≠c(H+)=c(OH-),故C错。N点是未滴定前的氨水,c(OH-)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3mol·L-1,pH=11+lg1.32<12,故D正确。
例3.在常温下,0.1000mol·L-1Na2CO3溶液25mL用0.1000mol·L-1盐酸滴定,其滴定曲线如图所示。对滴定过程中所得溶液中相关离子浓度间的关系,下列有关说法正确的是( )
①a点:c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)
②b点:5c(Cl-)>4c(HCO3-)+4c(CO32-)
③c点:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3)
④d点:c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
HCl+Na2CO3==NaHCO3+NaCl,HCl+NaHCO3=H2CO3+NaCl。显然,a、b、c点盐酸不足,均按第一个反应进行,d点二者恰好完全反应,按两个反应进行。a点滴入12.5mL盐酸反应后得到等量Na2CO3和NaHCO3的混合溶液,因CO32-水解程度大于HCO3-,故有c(CO32-)<c(HCO3-),①错。b点滴入20mL盐酸反应后得到NaHCO3、NaCl、Na2CO3的混合溶液,HCl与Na2CO3的物质的量之比为4∶5,由物料守恒知:5c(Cl-)=4c(HCO3-)+4c(CO32-)+4c(H2CO3),故②正确。c点滴入25mL盐酸反应后溶质为NaHCO3和NaCl,由质子守恒知:c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3),③错。d点滴入50mL盐酸反应后溶质为NaCl和H2CO3,由电荷守恒知:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(Cl-),因c(Na+)=c(Cl-),故④正确。正确答案为D。
例4.常温下,用0.1000mol·L–1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L–1CH3COOH溶液,滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A.点①所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B.点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.点③所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
解析:强碱滴定弱酸的突跃小,且恰好中和时溶液处于弱碱性(生成的强碱弱酸盐水解呈碱性),若选择指示剂,只能选择碱性范围内变色的酚酞。识图:滴定曲线中的点①处是滴入10.00mLNaOH溶液中和后得到等量的CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,由电荷守恒知:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,c(Na+)>c(CH3COOH),A错;点②处是pH=7的CH3COONa与少量CH3COOH的混合溶液,c(OH-)=c(H+),由电荷守恒知:c(Na+)=c(CH3COO-),B错;点③处是CH3COONa的弱碱性溶液,c(CH3COO-)>c(OH-),C错;点①之前加入少量的NaOH溶液时,可以得到少量CH3COONa与较多量CH3COOH的混合溶液,离子浓度会出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),正确答案为D。
例5.(浙江高考)25 ℃时,用浓度为0.1000 mol·L–1的NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.1000mol·L–1的三种酸HX、HY、HZ,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:HZ
C.将上述HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反应时:c(X-)>c(Y-)>c(OH-)>c(H+)
D.HY与HZ混合达到平衡时:c(H+)=[Ka(HY)·c(HY)/c(Y-)]+c(Z-)+c(OH-)
解析:识图:滴定曲线的突跃越大的酸,其酸性越强。在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的酸性:HX<HY,故导电能力:HX<HY,A错;当pH=5时,10.00mL NaOH溶液滴定等浓度的HY溶液,得到等量的HY与NaY的混合溶液,由于溶液中c(H+)=10–5mol·L–1,c(Y-)≈c(HY), Ka(HY)=c(H+)·c(Y-)/c(HY)≈10–5,B正确;当HX、HY溶液等体积混合后,用NaOH溶液滴定至HX恰好反应时,得到等量的NaY与NaX,由于X-水解程度大于Y-,故Y-的浓度应大于X-,C错;当HY与HZ混合达平衡时,由电荷守恒知:c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-),c(Y-)=Ka(HY)·c(HY)/c(H+),D错。正确答案为B。
1.(山东高考)室温下向10mL0.1mol·L-1NaOH溶液中加入0.1mol·L-1一元酸HA溶液,pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
2.下列有关溶液中粒子浓度的关系式,正确的是( )
A.pH相同的①CH3COONa、②NaHCO3、③C6H5ONa三种溶液中的c(Na+):③>②>①
B.0.1mol·L–1某二元弱酸强碱盐NaHA溶液中:c(Na+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)
C.下图中pH=7时:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
c(OH-)=c(H+)+c(CH3COO-)+2c(CH3COOH)
3.20℃时向20mL0.1mol·L-1醋酸溶液中不断滴入0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液pH变化如图所示。此过程中溶液中离子浓度的关系错误的是( )
A.a点:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.b点:c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
C.c点:c(H+)=c(CH3COOH)+c(OH-)
D.d点:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
4.(诸城模拟)现有常温下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.10mol·L–1 的NaOH溶液,乙为0.10 mol·L–1的HCl溶液,丙为0.10mol·L–1的CH3COOH溶液,试回答下列问题:
(2)丙溶液中存在电离平衡为_________________ (用电离平衡方程式表示)。
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为______ 。
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题:
①甲溶液滴定丙溶液的曲线是______(填“左图”或“右图”);
5.现有25℃时0.1mol·L–1的氨水和0.1mol·L–1的NaOH溶液,若向各20mL的氨水和NaOH溶液中分别滴加0.1 mol·L–1的稀盐酸,滴定曲线如图所示,请回答以下问题。
(2)计算25℃时此氨水的电离度α(NH3·H2O)= 。
A. 滴定氨水曲线中a点时:c(Cl-)>c(NH4+)
B. 滴定过程中的任何一点均有:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+)
C.当滴到pH=7时,滴定氨水消耗的V(盐酸)<20 mL,滴定NaOH消耗的V(盐酸)=20 mL
D.当滴定氨水消耗的V(盐酸)20mL时,一定有:c(Cl-)> c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)
(4)当在浓度均为0.3mol·L-1的氯化铵和氨水的混合溶液中滴加少量稀盐酸或稀NaOH溶液,发现溶液的pH几乎不变,其原因是
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