届高考化学二轮复习专题突破5酸碱中和滴定及拓展应用讲义Word版含答案Word格式文档下载.docx
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<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>10.0红色
(2)指示剂选择的基本原则
①酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因其颜色变化不明显。
②滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
③滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
④强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
⑤并不是所有的滴定都需使用指示剂,如用标准的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。
3.实验操作
(以酚酞作指示剂,用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=
计算。
4.误差分析
误差分析的原理:
依据c(标准)·
V(标准)=c(待测)·
V(待测),所以c(待测)=
,因为c(标准)与V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化,即可分析出结果。
要点二、氧化还原滴定原理的应用
(1)原理:
以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质。
(2)试剂
①常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;
②常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂:
氧化还原滴定所用指示剂可归纳为三类:
①氧化还原指示剂;
②专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘变蓝;
③自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
(4)实例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理
2MnO
+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不需另外选择指示剂
终点判断
当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪色,说明到达滴定终点
②Na2S2O3溶液滴定碘液
2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI
用淀粉作指示剂
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,说明到达滴定终点
一、选择题(共11小题)
1.(2021·
娄底模拟)常温下用0.2mol·
L-1NaOH溶液分别滴定0.2mol·
L-1一元酸HA和HB,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
下列有关叙述错误的是( )
A.Ka(HA)的数量级为10-5
B.酸碱恰好反应时,HB溶液中的pH为9.15
C.反应HA+B-===HB+A-的平衡常数为10-1.5
D.相同条件下对水的电离影响程度:
NaA>NaB
2.(2021·
济南模拟)常温下,用0.1mol·
L-1NaOH溶液滴定等浓度的100mLHA溶液,滴定曲线如图a所示,混合溶液的pH与lg
变化的关系如图b所示。
下列叙述正确的是( )
A.P到Q过程中,水的电离程度逐渐减小
B.N点,c(Na+)-c(A-)=10-8.7
C.滴定时,所选用的指示剂为甲基橙
D.当溶液滴定至终点时,c(A-)+2c(OH-)=c(Na+)+2c(H+)+c(HA)
3.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,从下表中选出正确选项( )
选项
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
A
碱
酸
乙
B
甲
C
D
4.(2021·
潍坊模拟)25℃时,向25mL0.1mol·
L-1邻苯二甲酸(H2A)溶液中加入KOH固体,混合溶液的-lgc(HA-)以及-lgc(A2-)随pH的关系如图所示(忽略溶液体积变化和邻苯二甲酸的挥发)。
A.邻苯二甲酸的Ka1约为1.0×
10-3
B.b点有关微粒浓度大小关系为c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-)
C.从a点到c点,水电离的c(H+)先增大后减小
D.pH=10时,
=104.2
5.(2021·
长沙二模)25℃时,向1L0.01mol·
L-1的H2A溶液中滴加盐酸或NaOH溶液,溶液中c(H2A)、c(HA-)、c(A2-)的对数值(lgc)与pH的关系如图所示,下列说法错误的是( )
A.适当升高温度,L点会右移
B.M点时,2pH=-lg(Ka1·
Ka2)
C.随pH增加,c(H2A)·
c(OH-)先减小后增大
D.N点时c(H2A)=c(OH-),则溶液中n(Na+)+n(H+)-n(A2-)=0.01mol
6.室温下,将0.10mol·
L-1NaOH溶液滴加到0.10mol·
L-1HA溶液中,溶液的pH与粒子浓度比值的对数[lg
]关系如图所示。
A.溶液中水的电离程度:
N<
P<
Q
B.P点溶液中:
c(Na+)=c(OH-)+c(HA)-c(H+)
C.Q点溶液中:
c(Na+)>c(A-)>c(HA)
D.室温下,NaA的水解平衡常数Kh=10-4.75
7.25℃时,向25mL0.1000mol·
L-1的BOH溶液中逐滴滴入同浓度的一元弱酸HA的溶液,所得溶液pH与加入HA溶液的体积的关系曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.BOH的电离方程式为BOH===B++OH-
B.可选择酚酞作指示剂,滴定终点时,溶液恰好在B点从无色变为粉红色,且30秒内不恢复原色
C.Ka(HA)>
Kb(BOH)
D.加入HA溶液的体积为50mL时,c(B+)+2c(BOH)+c(OH-)=c(HA)+c(H+)
8.乙胺是一种一元碱,碱性比一水合氨稍强,在水中电离方程式为C2H5NH2+H2O
C2H5NH
+OH-。
298K时,在20.00mL0.1mol·
L-1乙胺溶液中滴加0.1mol·
L-1盐酸VmL,混合溶液的pH与lg
的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.在pH=7时加水稀释混合溶液,b点向c点移动
B.b点对应溶液中离子浓度关系:
c(Cl-)=c(C2H5NH
)=c(OH-)=c(H+)
C.在a点时,V<10.00
D.298K时乙胺的电离常数Kb的数量级为10-11
9.常温时,向120mL0.005mol·
L-1CaCl2溶液中逐滴加入0.1mol·
L-1Na2CO3溶液,混合溶液的电导率变化曲线如图所示。
已知25℃时,Ksp(CaCO3)=3.36×
10-9,忽略CO
水解。
A.a点对应的溶液中Ca2+开始形成沉淀,且溶液中c(Ca2+)=c(CO
)
B.b点对应的溶液中Ca2+已完全沉淀,且存在关系:
c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
C.如图可以说明CaCO3在溶液中存在过饱和现象
D.在滴加Na2CO3溶液的过程中,混合溶液的pH先减小后增大
10.已知:
常温下邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×
10-3,Ka2=3.9×
10-6。
用NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(KHA)溶液,混合溶液的相对导电能力变化如图所示(忽略混合时溶液温度的变化),其中N点为反应终点。
A.M点离子浓度:
c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
B.N点溶液中存在:
c(Na+)+c(K+)>2c(A2-)+2c(HA-)
C.P点溶液中一定存在:
c(Na+)>c(K+)>c(OH-)>c(A2-)
D.从M到P之间的任一点均存在:
c(Na+)+c(K+)+c(H+)=c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)
11.(2021·
日照模拟)在25℃时,甘氨酸在水溶液中解离情况如图:
H3N+CH2COOHA+
H3N+CH2COO-A±
H2NCH2COO-A-
改变溶液pH,三种甘氨酸相关离子的分布分数(α,平衡时某物质的浓度占各物质浓度之和的分数)变化如图所示。
当调节溶液的pH使甘氨酸所带的净电荷为零,此时溶液的pH叫等电点。
A.曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别代表的微粒为A-、A±
、A+
B.K2=10-2.34,且K2对应的解离基团为—NH
C.在pH=9.60的溶液中加盐酸,α(A±
)+α(A+)+α(A-)保持不变
D.甘氨酸的等电点pH约为6,且存在c(A±
)=c(A+)=c(A-)
二、非选择题(共3小题)
12.过氧化氢是重要的氧化剂、还原剂。
某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的含量。
请填写下列空白:
(1)移取10.00mL密度为ρg·
mL-1的过氧化氢溶液至250mL____________(填仪器名称)中,加水稀释至刻度,摇匀。
移取稀释后的过氧化氢溶液25.00mL至锥形瓶中,加入稀硫酸酸化,用蒸馏水稀释,作被测试样。
(2)用高锰酸钾标准溶液滴定被测试样,其反应的离子方程式如下,请填写相关物质的化学计
Mn
+ H2O2+ H+
Mn2++ H2O+ ______
(3)滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
滴定到达终点的现象是_____________________。
(4)重复滴定三次,平均耗用cmol·
L-1KMnO4标准溶液VmL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的质量分数为________。
(5)若滴定前滴定管尖嘴中有气泡,滴定后气泡消失,则测定结果________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
13.(2021·
日照模拟)已知:
Na2S2O3·
5H2O的摩尔质量为248g·
mol-1;
2Na2S2O3+I2===2NaI+Na2S4O6,取晶体样品ag,加水溶解后配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,滴入几滴淀粉溶液,用0.005mol·
L-1碘水滴定到终点时,消耗碘水溶液VmL,试回答:
(1)达到滴定终点时的现象:
__________________。
(2)产品中Na2S2O3·
5H2O的质量分数为_______________________。
(3)滴定过程中可能造成实验结果偏低的是______(填字母)。
A.锥形瓶未用Na2S2O3溶液润洗
B.锥形瓶中溶液变蓝后立刻停止滴定,进行读数
C.滴定到终点时仰视读数
D.滴定管尖嘴内滴定前无气泡,滴定到终点出现气泡
(4)化学兴趣小组的同学配备了防毒口罩、橡胶手套等防护用具,在老师的指导下进行以下实验:
向装有1.5mL0.1mol·
L-1的NaCN溶液的试管中滴加1.5mL0.1mol·
L-1的Na2S2O3溶液,两反应物恰好完全反应,但没有明显实验现象,取反应后的溶液少许滴入盛有10mL0.1mol·
L-1FeCl3溶液的小烧杯中,溶液呈现血红色,请写出Na2S2O3解毒的离子方程式:
____________________。
14.(2020·
山东等级考)某同学利用Cl2氧化K2MnO4制备KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):
已知:
锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:
3MnO
+2H2O===2MnO
+MnO2↓+4OH-
回答下列问题:
(1)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将KMnO4溶液加入____________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;
在规格为50.00mL的滴定管中,若KMnO4溶液起始读数为15.00mL,此时滴定管中KMnO4溶液的实际体积为____________(填标号)。
A.15.00mL B.35.00mL
C.大于35.00mL D.小于15.00mL
(2)某FeC2O4·
2H2O样品中可能含有的杂质为Fe2(C2O4)3、H2C2O4·
2H2O,采用KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:
Ⅰ.称取mg样品于锥形瓶中,加入稀H2SO4溶解,水浴加热至75℃。
用cmol·
L-1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,消耗KMnO4溶液V1mL。
Ⅱ.向上述溶液中加入适量还原剂将Fe3+完全还原为Fe2+,加入稀H2SO4酸化后,在75℃继续用KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且30s内不褪色,又消耗KMnO4溶液V2mL。
样品中所含H2C2O4·
2H2O(M=126g·
mol-1)的质量分数表达式为_________________。
下列关于样品组成分析的说法,正确的是_________________(填标号)。
A.
=3时,样品中一定不含杂质
B.
越大,样品中H2C2O4·
2H2O含量一定越高
C.若步骤Ⅰ中滴入KMnO4溶液不足,则测得样品中Fe元素含量偏低
D.若所用KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中Fe元素含量偏高
参考答案
【解析】选B。
Ka(HA)=
,当c(A-)=c(HA)时,Ka(HA)=c(H+),则Ka(HA)=10-4.8,所以Ka(HA)的数量级为10-5,故A正确;
Ka(HB)=
,当c(B-)=c(HB)时,Ka(HB)=c(H+),则Ka(HB)=10-3.3,酸碱恰好反应时,溶液中溶质为NaB,水解常数为Kh=
=
=10-11.7,溶液中c(B-)≈0.1mol·
L-1,则c(OH-)=
,c(H+)=
mol·
L-1=10-8.65mol·
L-1,所以pH=8.65,故B错误;
反应HA+B-===HB+A-的平衡常数K=
=10-1.5,故C正确;
Ka(HA)=10-4.8,Ka(HB)=10-3.3,则酸性:
HB>HA,所以相同条件下,NaA的水解能力大于NaB,则相同条件下对水的电离影响程度:
NaA>NaB,故D正确。
【解析】选D。
P点lg
=-1,Q点lg
=1,即P点:
c(HA)=10c(A-),Q点:
c(A-)=10c(HA),则P→Q过程中c(A-)逐渐增大,则水的电离程度逐渐增大,故A错误;
由图a可知N点的pH=8.7,c(H+)=10-8.7mol·
L-1,c(OH-)=
L-1=10-5.3mol·
L-1,电荷守恒关系为c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),则c(Na+)-c(A-)=10-5.3-10-8.7,故B错误;
酚酞变色的pH范围为8.2~10.0,甲基橙变色的pH范围为3.1~4.4,滴定终点时,溶液pH=8.7,显碱性,应选用酚酞为指示剂,故C错误;
滴定至终点时生成NaA,物料守恒关系为①c(A-)+c(HA)=c(Na+),电荷守恒关系为②c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),将①+②×
2得到c(A-)+2c(OH-)=c(Na+)+2c(H+)+c(HA),故D正确。
解答本题的关键:
①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项;
②指示剂的变色范围。
酸式滴定管不能盛放碱,而碱式滴定管不能盛放酸或强氧化性溶液,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊,另外还要注意在酸碱中和滴定中,无论是标准溶液滴定待测溶液,还是待测溶液滴定标准溶液,只要操作正确,都能得到正确的结果。
【解析】选C。
随着KOH固体的增加,溶液的pH增大,H2A电离程度增大,溶液中c(HA-)先增大后减小、c(A2-)逐渐增大,则溶液中-lgc(HA-)先减小后增大,-lgc(A2-)一直减小,所以abcde曲线表示-lgc(HA-)随pH的变化。
pH=0时,c(H+)=1mol·
L-1,-lgc(HA-)=4,则c(HA-)=10-4mol·
L-1,H2A电离程度较小,则溶液中c(H2A)≈0.1mol·
L-1,邻苯二甲酸的Ka1=
≈
=1.0×
10-3,故A正确;
b点溶液中纵坐标最小,则该溶液中c(HA-)最大,溶液中溶质为KHA,溶液呈酸性,说明HA-电离程度大于水解程度,但电离和水解程度都较小,所以溶液中存在c(K+)>c(HA-)>c(A2-)>c(OH-),故B正确;
由图可知,随着KOH固体的增加,从a点到b点,c(H2A)减小、c(HA-)增大,抑制水的电离程度减弱,水的电离程度增大,从b点到c点c(HA-)减小、c(A2-)增大,A2-促进水的电离,水的电离程度增大,所以从a点到c点,水电离的c(H+)始终增大,故C错误;
邻苯二甲酸的Ka2=
,c点c(HA-)=c(A2-),则Ka2=c(H+)=10-5.8,pH=10时,
=104.2,故D正确。
【解析】选A、C。
向溶液中加入NaOH,发生中和反应,则溶液中c(H2A)减小、c(HA-)先增大后减小、c(A2-)增大,溶液的pH增大,所以随着pH增大,lgc(H2A)减小、lgc(HA-)先增大后减小、lgc(A2-)增大,所以a、b、c分别表示lgc(H2A)、lgc(HA-)、lgc(A2-)与pH的关系。
L点c(H2A)=c(HA-),升高温度促进弱酸电离,则c(H2A)<c(HA-),所以L点会左移,故A错误;
M点c(H2A)=c(A2-),
=1,则Ka1·
Ka2=c2(H+),即2pH=-lg(Ka1·
Ka2),故B正确;
根据图知,随着pH增加,溶液中c(HA-)先增大后减小,温度不变水解平衡常数不变,则溶液的pH增大时,c(H2A)·
c(OH-)=c(HA-)×
Kh2先增大后减小,故C错误;
N点时c(H2A)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒n(Na+)+n(H+)=2n(A2-)+n(OH-)+n(HA-),溶液中存在物料守恒n(H2A)+n(HA-)+n(A2-)=0.01mol,所以溶液中存在n(Na+)+n(H+)=2n(A2-)+n(OH-)+n(HA-)=2n(A2-)+n(H2A)+n(HA-)=n(H2A)+n(HA-)+n(A2-)+n(A2-)=0.01mol+n(A2-),所以n(Na+)+n(H+)-n(A2-)=0.01mol,故D正确。
【解析】选A、B。
图中N、P、Q三点的pH都小于7,水的电离受到抑制,且pH越小,水的电离程度越小,故溶液中的水的电离程度为N<P<Q,故A正确;
=0,即c(A-)=c(HA),根据电荷守恒分析,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA),即c(Na+)=c(OH-)+c(HA)-c(H+),故B正确;
Q点lg
=1,pH小于7,c(H+)>c(OH-),则根据电荷守恒分析,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则有c(A-)>c(Na+),故C错误;
由NQ点的坐标可以计算P点坐标(0,4.75),lg
=0,c(A-)=c(HA),电离平衡常数K=
×
c(H+)=c(H+),所以K=10-4.75,则室温下,NaA的水解平衡常数Kh=
=10-9.25,故D错误。
D.加入HA溶液的体积为50
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