食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸 ( 用 表示 ) 。
的应用与其电离平衡密切相关。 25℃ 时,
的
。
(1) 配制 的
溶液,需
溶液的体积为 mL 。
(2) 下列关于 容量瓶的操作,正确的是 。
(3) 某小组研究 25℃ 下 电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释 溶液或改变
浓度,
电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为
的
和
溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定
,记录数据。
序号 | | | | | |
Ⅰ | 40.00 | / | / | 0 | 2.86 |
Ⅱ | 4.00 | / | 36.00 | 0 | 3.36 |
… | | | | | |
Ⅶ | 4.00 | a | b | 3 : 4 | 4.53 |
Ⅷ | 4.00 | 4.00 | 32.00 | 1 : 1 | 4.65 |
① 根据表中信息,补充数据: ,
。
② 由实验 Ⅰ 和 Ⅱ 可知,稀释 溶液,电离平衡 ( 填 ” 正 ” 或 ” 逆 ”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由: 。
③ 由实验 Ⅱ~VIII 可知,增大 浓度,
电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4) 小组分析上表数据发现:随着 的增加,
的值逐渐接近
的
。
查阅资料获悉:一定条件下,按 配制的溶液中,
的值等于
的
。
对比数据发现,实验 VIII 中 与资料数据
存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定
溶液的浓度再验证。
① 移取 溶液,加入 2 滴酚酞溶液,用
溶液滴定至终点,消耗体积为
,则该
溶液的浓度为
。在 答题卡虚线框 中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点 。
② 用上述 溶液和
溶液,配制等物质的量的
与
混合溶液,测定 pH ,结果与资料数据相符。
(5) 小组进一步提出:如果只有浓度均约为 的
和
溶液,如何准确测定
的
?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中 Ⅱ 的内容。
Ⅰ | 移取 |
Ⅱ | ,测得溶液的 pH 为 4.76 |
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6) 根据 可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途 。
(1)5.0
(2)C
(3) 3.00 33.00 正 实验 II 相较于实验 I ,醋酸溶液稀释了 10 倍,而实验 II 的 pH 增大值小于 1
(4) 0.1104
(5) 另取 20.00mlHAc ,加入 mL 氢氧化钠
(6)HClO :漂白剂和消毒液 ( 或 H 2 SO 3 :还原剂、防腐剂或 H 3 PO 4 :食品添加剂、制药、生产肥料 )
【详解】( 1 )溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此 250mL×0.1mol/L=V×5mol/L ,解得 V=5.0mL ,故答案为: 5.0 。
( 2 ) A .容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故 A 错误;
B .定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线 “ 三线相切 ” ,不能仰视或俯视,故 B 错误;
C .向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故 C 正确;
D .定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故 D 错误;
综上所述,正确的是 C 项。
( 3 ) ① 实验 VII 的溶液中 n(NaAc) : n(HAc)=3 : 4 , V(HAc)=4.00mL ,因此 V(NaAc)=3.00mL ,即 a=3.00 , , 由实验 I 可知,溶液最终的体积为 40.00mL ,因此 V(H 2 O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL ,即 b=33.00 ,故答案为: 3.00 ; 33.00 。
② 实验 I 所得溶液的 pH=2.86 ,实验 II 的溶液中 c(HAc) 为实验 I 的 ,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验 II 所得溶液的 pH=2.86+1=3.86 ,但实际溶液的 pH=3.36<3.86 ,说明稀释过程中,溶液中 n(H + ) 增大,即电离平衡正向移动,故答案为:正;实验 II 相较于实验 I ,醋酸溶液稀释了 10 倍,而实验 II 的 pH 增大值小于 1 。
( 4 ) (i) 滴定过程中发生反应: HAc+NaOH=NaAc+H 2 O ,由反应方程式可知,滴定至终点时, n(HAc)=n(NaOH) ,因此 22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc) ,解得 c(HAc)=0.1104mol/L ,故答案为: 0.1104 。
(ii) 滴定过程中,当 V(NaOH)=0 时, c(H + )= ≈
mol/L=10 -2.88 mol/L ,溶液的 pH=2.88 ,当 V(NaOH ) =11.04 mL 时, n(NaAc)=n(HAc) ,考虑 HAc 的电离和 Ac - 的水解, HAc 的电离程度大于 Ac - 的水解程度,故溶液中 NaAc > HAc ,溶液的 pH > PKa ,即 pH > 4.76 ,当 V(NaOH)=22.08mL 时,达到滴定终点,溶液中溶质为 NaAc 溶液, Ac - 发生水解,溶液呈弱碱性,当 NaOH 溶液过量较多时, c(NaOH) 无限接近 0.1mol/L ,溶液 pH 接近 13 ,因此滴定曲线如图:
。
( 5 )向 20.00mL 的 HAc 溶液中加入 V 1 mL NaOH 溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为 NaAc ,当 时,溶液中 c(H + ) 的值等于 HAc 的 K a ,因此另取 20.00mlHAc ,加入
mL 氢氧化钠,使溶液中 n(NaAc)=n(HAc) ,故答案为:另取 20.00mlHAc ,加入
mL 氢氧化钠。
( 6 )不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如 HClO 具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒, H 2 SO 3 具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量 H 2 SO 3 可用作防腐剂, H 3 PO 4 具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途,故答案为: HClO :漂白剂和消毒液 ( 或 H 2 SO 3 :还原剂、防腐剂或 H 3 PO 4 :食品添加剂、制药、生产肥料 ) 。
酸碱中和滴定:
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。
(1)原理:对于一元酸和一元碱发生的中和反应,C酸V酸=C碱V碱 或:C未知V未知=C标准V标准
(2)仪器:a.酸式滴定管 b.碱式滴定管c.铁架台d.滴定管夹e.锥形瓶 f.烧杯g.胶头滴管等
(3)装置图:
(4)操作步骤:
洗涤、检漏、水洗、润洗、装液、去泡、调液面记录、放待测液、加指示剂、滴定、记录、
计算、误差分析
(5)数据处理依据:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)误差分析:
①仪器润洗不当:
a.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗;
b.盛待测液滴定(移液)管用蒸馏水洗后未用待测液润洗;
c.锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;
②读数方法有误:
a.滴定前仰视,滴定后俯视;
b.滴定前俯视,滴定后仰视;
c.天平或量筒的使用读数方法错误;
③操作出现问题:
a.盛标准液的滴定管漏液;
b.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡
(或前无后有);
c.振荡锥形瓶时,不小心有待测液溅出;
d.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外;
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。
(1)原理:对于一元酸和一元碱发生的中和反应,C酸V酸=C碱V碱 或:C未知V未知=C标准V标准,
(2)仪器:a.酸式滴定管 b.碱式滴定管c.铁架台d.滴定管夹e.锥形瓶 f.烧杯g.胶头滴管等
(3)装置图:
(4)操作步骤:
洗涤、检漏、水洗、润洗、装液、去泡、调液面记录、放待测液、加指示剂、滴定、记录、
计算、误差分析
(5)数据处理依据:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)误差分析:
①仪器润洗不当:
a.盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗;
b.盛待测液滴定(移液)管用蒸馏水洗后未用待测液润洗;
c.锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗;
②读数方法有误:
a.滴定前仰视,滴定后俯视;
b.滴定前俯视,滴定后仰视;
c.天平或量筒的使用读数方法错误;
③操作出现问题:
a.盛标准液的滴定管漏液;
b.盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡,终了无气泡
(或前无后有);
c.振荡锥形瓶时,不小心有待测液溅出;
d.滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外;
中和滴定中的误差分析:
中和滴定是一个要求较高的定量实验,每一个不当的或错误的操作都会引起误差。
对于一元酸与一元碱,由可知,
是准 确量取的体积,
是标准溶液的浓度,它们均为定值,所以
的大小取决于
的大小,
大则
大,
小则
小。
以标准酸溶液滴定末知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的不正确操作对实验结果的影响见下表:
中和滴定应注意的问题:
1.中和滴定中指示剂的使用与选择
(1)用量不能太多,常用2~3滴,冈指示剂本身也是有机弱酸或有机弱碱,若用量太多,会使中和滴定中需要的酸或碱的量增多或减少。
(2)指示剂的选择:中和滴定时一般选用的指示剂有酚酞和甲基橙。石蕊试液由于颜色变化不明显,不易辨别,在滴定过程中不宜使用。
(3)酸、碱恰好完全反应时,终点溶液的pH应在指示剂的变色范围内,如强酸溶液滴定弱碱溶液应选用甲基橙作指示剂;强碱溶液滴定弱酸溶液应选用酚酞作指示剂。
(4)指示剂的变色:最好由浅到深,这样对比明显。如用强碱滴定强酸用酚酞作指示剂较好,当酚酞从无色变为粉红色(或浅红色)且半分钟内不褪色时即达到滴定终点。
2.欲减小实验误差的三点做法
(1)半分钟:振荡,半分钟内颜色不褪去,即为滴定终点。
(2)l一2min:滴定停止后,必须等待l~2min,让附着在滴定管内壁的溶液流下后,再进行读数。
(3)重复:同一实验,要做两到三次,两次滴定所用标准溶液的体积的差值不能超过0.02mL,再取平均值。
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