第六讲 盐类水解和酸碱中和滴定.docx
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第六讲盐类水解和酸碱中和滴定
第六讲盐类的水解酸碱中和滴定
一、盐类的水解:
1.概念:
在溶液中盐电离出来的离子和水所电离的H+或OH-结合生成的弱电解质
的反应。
2.规律:
有弱就水解,无弱不水解;都弱都水解,谁强显谁性,同强显中性
3.影响盐类水解的因素:
(1)内因:
离子本身性质。
(2)外因:
①温度②浓度③PH值
[练习]写出下列物质水解的离子方程式
Na2CO3CO32—+H2O=HCO3—+OH—
FeCl3Fe3++3H2O=Fe(OH)3+3H+
4.应用
⑴配制FeCl2溶液时,既要加铁粉,其作用是防治Fe2+被氧化;又要加稀盐酸,其作用防治Fe2+水解
⑵把AlCl3溶液蒸干后在灼烧,,最后得到的主要固体产物是Al2O3,其理由是 AlCl3+3H2O=Al(OH)3+3HCl2Al(OH)3===Al2O3+3H2O
二.酸碱中和滴定:
1.原理:
用已知浓度的酸(或碱)溶液滴定未知浓度的碱(或酸)溶液,使完全反应,测出两者的体积,根据化学方程式中化学计量数的比,求出未知溶液的浓度
2.关键:
①准确测定体积;②准确判断反应终点。
3.仪器:
(1)酸式滴定管:
①构造特点:
a:
下端是旋钮b:
精确到0.01ml
②不能盛放的溶液:
碱性溶液。
(2)碱式滴定管:
不能盛放的溶液:
酸性溶液和强氧化性溶液。
(3)锥形瓶
4.操作:
(标准浓度HCl滴定未知浓度的NaOH)
⑴.准备:
查漏→洗涤→润洗→装液体→调整液面→读数
⑵.滴定:
(1)用碱式滴定管移取一定体积的NaOH到锥形瓶中,加2-3滴酚酞溶液,
在瓶底垫一张白纸;
(3)滴定时左手控制旋钮、右手振荡锥形瓶、目光注视锥形瓶内颜色变化。
(4)终点判断:
红色变无色,并且半分钟之内不变色
(5)读数时注意:
视线与滴定管内液面最低点相平。
(6)重复滴定:
目的减少误差
5.误差分析:
(针对上面实验)
①读数时,滴定前平视,滴定终了俯视,使滴定结果偏低
②用已知浓度的盐酸滴定用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制未知浓度的溶液,,使测得的NaOH浓度,使滴定结果偏低。
③洗涤锥形瓶后,用待测液润洗锥形瓶,然后装待测的NaOH溶液,用标准HCl溶液滴定时,对测得的结果偏高。
④装HCl溶液滴定管在滴定前尖嘴处有气泡,滴定终了无气泡,结果偏高。
2.难点聚焦
一、中和反应及中和滴定原理
4、滴定实验所用的仪器和操作要点
(1)仪器:
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶(或烧杯+玻棒)、量筒(或移液管)。
(2)操作:
①滴定前的准备:
查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)调液面、读数。
②滴定:
移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数。
③计算。
(3)滴定管“0”刻度在上。
二、滴定曲线和指示剂的选择
随着标准液的滴入,溶液的PH在发生变化,这种变化有何特征?
为何能用指示剂判定终点是否到达?
如何选用合适的指示剂?
1、滴定曲线
请看两个实例
实例1:
用0.10mol/LNaOH溶液滴定0.10mol/LHCl溶液20.00mL
加入的VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
1.0
18.00
2.00
2.3
19.80
0.20
3.3
19.98
0.02
4.3
20.00
0.00
7.0突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.5
实例2:
用0.01mol/LNaOH滴定20mL0.10mol/LCH3COOH溶液
加入的VNaOH
(mL)
余VHCl
(mL)
过量VNaOH
(mL)
PH
0.00
20.00
2.9
18.00
2.00
5.7
19.80
0.20
6.7
19.98
0.02
7.7
20.00
0.00
8.7突跃范围
20.02
0.02
9.7
20.20
0.20
10.7
22.00
2.00
11.7
40.00
20.00
12.6
由上表数据可看出:
在滴定接近终点时,少加或多加0.02mLNaOH溶液,即一滴之差造成的误差在允许范围内,但pH值出现突变,因此选择指示剂时,应选择变色范围与滴定时pH值突跃范围相吻合的指示剂。
现将几种典型的滴定曲线画出如下图。
2、酸碱指示剂
(1)酸碱指示剂的变色范围(PH值)
甲基
3.1<
3.1~4.4
>4.4
红
橙
黄
酚酞
5<
8~10
>10
无色
浅红
红
石蕊
8<
5~8
>8
红
紫
蓝
(2)根据滴定曲线和指示剂的发色范围选用指示剂。
从上面滴定曲线图可依次看出
①0.1mol/LNaOH滴定盐酸,酚酞和甲基均可使用,当然两者测定结果不同。
②0.1mol/LNaOH溶液滴定0.1mol/LCH3COOH溶液
恰好中和生成CH3COOCa,溶液呈弱碱性,选酚酞为指示剂,PH=8~10浅红色,误差小。
③用HCl滴定NH3.H2O
恰好中和生成NH4Cl,溶液呈弱酸性,选甲基橙为指示剂,3.1~4.4橙色,误差小。
④用HCl滴定0.1mol/LNa2CO3溶液
第一步生成N aHCO3时,可选用酚酞为指示剂,由红色→浅红→无色。
化学方程式为:
Na2CO3+HCl===NaHCO3+NaOH
第二步生成碳酸(CO2↑+H2O),可选用甲基橙为指示剂,由黄色→橙色,化学方程式为:
NaHCO3+HCl===NaCl+H2O+CO2↑
小结:
(1)指示剂的选择:
(由滴定曲线可知)
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞。
②若反应生成强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙);若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞)
③石蕊试液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作滴定指示剂。
(2)终点判断:
(滴入最后一滴,溶液变色后,半分钟内不复原)
指示剂
操作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
橙色变为黄色
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
一、误差分析
以一元酸和一元碱的中的滴定为例
因C标、V定分别代表标准液浓度、所取待测液体积,均为定值,代入上式计算。
但是实际中C标、V定都可能引起误差,一般可把各因素引起的误差转嫁到V读上,若
V读偏大,则测定结果偏大;若V读偏小,则测定结果偏小,故通过分析V读的变化情况,可分析滴定的误差。
引起误差可能因素有以下几种:
(1)视(读数)
误读及结果:
若起始平视,终仰视,则V读偏大C测偏大
若起始平视,终俯视,则V读偏小C测偏小
若先仰后俯,则V读偏小,C测偏小
若先俯后仰,则V读偏小,C测偏大
上
0
俯视:
看小
平视:
正确
仰视:
看大
刻度由小到大
注意:
①滴定管中液体读数时精确到0.01mL
②一般需滴定2-3次,取其平均值
(2)洗(仪器洗涤)
正确洗法:
二管二洗——滴定管和移液管先用蒸馏水清洗多次,再用待装液润洗几次。
一瓶一洗——锥形瓶只能用蒸馏水洗。
注意:
一般滴定管装标准液,锥形瓶里装待测液。
错误洗法导致结果:
①滴定管仅用水洗,使标准液变稀,故消耗标准液体积一定变大,V读变大,结果偏大。
②移液管仅用水洗,则待测液变稀,所取待测液溶质物质的量变少,V读变小,结果偏小。
③锥形瓶用待测液洗过,则瓶内待测液的溶质量偏多,V读偏大,结果偏大。
④第一次滴定完后,锥形瓶内液体倒去后,尚未清洗,接着第二次滴定,滴定结果如何,取决于上次滴定情况如何。
(3)漏(液体溅漏)
①滴定过程中锥形瓶内液体溅出,则结果偏小。
②终点已到,滴定管下端尖中级有液滴,则V读偏大,测定结果偏大。
(4)泡(滴定管尖嘴气泡)
正确操作应在滴定前把尖嘴管中的气泡赶尽,最后也不能出现气泡。
如滴定开始有气泡,后气泡消失,则结果偏大。
若先无气泡,后有气泡,则结果偏小。
(5)色(指示剂变色控制与选择)
滴定时,眼睛应紧盯着锥形瓶内溶液的颜色变化。
指示剂变色后应半分钟内不复原。
如变色后立即复原,则结果偏小。
另外,同一种滴定,选择的指示剂不同,测定结果不同。
(6)杂(标准物含杂)
用于配制标准液的固体应该是纯净物。
但其中有可能混有杂质,称量时又按需标准物固体质量来称取的,帮一般均会产生误差,在此杂质又分两种情况:
①杂质与待测液不反应
如NaOH中含NaCl,所配的NaOH溶液浓度变小,滴定盐酸时,NaCl不参与反应,所需标准液的体积偏大,故测定结果偏大。
②若杂质与待测液反应,则应作具体分析。
关键:
比较与等物质的量的待测物反应消耗的杂质质量和标准物的质量。
若消耗杂质的质量较大,则相当于削弱了原标准液的作用能力,故与一定量待测物反应时,消耗的标准体积变大,测定结果偏大。
或者可用等质量的杂质、标准物分别与待测物反应,根据消耗的待测物质量的多少来判断。
如杂质作用待测物质量越多,说明作用能力被增强,故测定结果偏小。
3.例题精讲
例1:
图示为10mL一定物质的量浓度的盐酸x,用一定浓度的NaOH溶液y滴定。
根据图示推出x和y的物质的量浓度是()
A
B
C
D
X浓度(mol/L)
0.12
0.04
0.03
0.09
Y浓度(mol/L)
0.04
0.12
0.09
0.03
PH值
解析:
(1)x10ml、y30ml时恰好中。
30y-10x
.A、B合适
(2)加入y20ml时,PH=2代入
PH=2
∴选D。
例2.用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液,中和后加水至100ml,若滴定时终点判断有误差:
①多加1滴H2SO4;②少加1滴H2SO4;(设1滴为0.05ml)则①和②[H+]的比值是()
A、10B、50C、5×103D、104
解析:
①多一滴H2SO4[H+]=
②少一滴即OH过量,[OH-]=10-5mol/L.[H+]=10-9mol/L
1与②[H+]比值
。
故选D。
例3:
草酸晶体的组成可用H2C2O4·xH2O表示,为了测定x值,进行如下实验:
称取Wg草酸晶体,配成100.00mL水溶液
(1)称25.00mL所配制的草酸溶液置于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L-1的KMnO4溶液滴定到KMnO4不再褪色为止,所发生的反应
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:
(1)实验中不需要的仪器有(填序号)___________,还缺少的仪器有(填名称)___________________________________________________________________________。
a.托盘天平(带砝码,镊子)b.滴定管c.100mL量筒d.100mL容量瓶e.烧杯
f.漏斗g.锥形瓶h.玻璃棒球i.药匙j.烧瓶
(2)实验中,标准液KMnO4溶液应装在_____________________式滴定管中,因为______________________________________________________________________。
(3)若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴定至终点,
则所测得的x值会__________________________(偏大、偏小、无影响)
(4)在滴定过程中若用amol·L-1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的
量浓度为________________________mol·L-1,由此可计算x的值是____________。
解析:
该题涉及到气化还原滴定,虽然基于反应原理与中和滴定不同,但实验原理及操作和所用仪器等类似。
由于该反应有明显的颜色变化,故可不可用指示剂。
(1)c,f,j
还缺少铁架台(带滴定管夹),胶头滴管(定容时用)
(2)用酸式滴定管,因KMnO4溶液有强氧化性,能腐蚀橡皮管。
(3)无影
响。
因当初所取的待测液的物质的量一定。
(4)2KMnO4~5H2C2O4
2mol5mol
aV×10-3mol0.025×Cmol
H2C2O4·xH2O~H2C2O4~xH2O
1mol18xg
4.实战演练
一、选择题
1、下列是实验操作中,能达到实验目的是()
A、用100mL量筒量取5.2mL盐酸
B、用托盘天平称取25.20g氯化钠
C、用100mL容量瓶配制50mL0.1mol·L-1盐酸
D、用25.00mL碱式滴定管量取14.80mLNaOH溶液
2、有已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是()
A、酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B、锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液荡洗2~3次
C、滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D、读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
3、用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,以甲基橙为指示剂,滴定到终点时,溶液颜色的变化是()
A、由黄色变为红色
B、由黄色变为橙色
C、由橙色变为红色
D、由红色变为橙色
4、用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定0.1mol·L-1盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH(1滴溶液的体积约为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的PH是()
A、4B、7.2C、10D、11.3
5、准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是()
A、50mL量筒B、10mL量筒
C、50mL酸式滴定管D、50mL碱式滴定管
6、下列仪器中,没有“0”刻度线的是()
A、温度计B、量筒C、酸式滴定管D、托盘天平游码刻度尺
7、用移液管取10ml烧碱溶液注入25ml洁净的碱式滴定管中,则液面读数应()
A、在10mL——15mL之间B、恰好在15mL处
C、小于15mLD、大于15mL
8、对于锥形瓶在中和滴定中的作用和使用方法的有关说法正确的是()
A、可有来盛装被滴定的溶液
B、可蒸馏水洗净后还应用被滴定的溶液润洗
C、滴定中不能向锥形瓶中加入蒸馏水
D、滴定时应用左手顺时针方向旋摇
9、有①、②、③三瓶体积相等,浓度都是1mol·L-1的HCl溶液,将①加热蒸发体积至体积减少一半,在②中加入少量CH3COONa固体,加入后溶液仍呈强酸性,③不作改变。
然后以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定上述三种溶液,可观察到所消耗的NaOH溶液体积是()
A、①=③>②B、③>②>①C、③=②>①D、①=②=③
10、有甲、乙、丙三种等体积等物质的量浓度的NaOH溶液。
若将甲蒸发一半水,在乙中通入少量CO2,丙不变,然后用等浓度的H2SO4溶液滴定,用甲基橙作指示剂。
完全反应后,所需溶液体积是()
A、甲=丙>乙B、丙>乙>甲C、乙>丙>甲D、甲=乙=丙
11、用0.01mol·L-1H2SO4滴定1mol·L-1NaOH溶液,中和后加水至100.00mL。
若滴定终点判断有误:
(1)多加了1滴H2SO4;
(2)少加了1滴H2SO4(设1滴H2SO4的体积为0.05mL)。
则
(1)与
(2)溶液中H+离子的物质的量浓度之比为()
A、10B、50C、5×103D、104
12、已知NH4Cl浓度小于0.1mol/L时,溶液PH>5.1现用0.1mol/LHCl溶液来滴定10mL0.05mol/L氨水,用甲基橙作指示剂,达到终点时所用盐酸的体积()
A、=10mLB、=5mLC、>5mLD、<5mL
13、中和一定量的某种醋酸溶液耗agNaOH。
若先在该醋酸溶液中溶于少量CH3COONa,再用NaOH中和滴定,耗bgNaOH。
则a和b的关系是()
A、a>bB、a 14、有四种不纯的Na2CO3样品,分别会有下列一种杂质。 如果取等质量的样品,分别加入2mol/L盐酸,完全反应且均生成CO2,所耗用盐酸体积相同。 这四种样品中含Na2CO3的质量分数最小的是() A、KHCO3B、NH4HCO3C、K2CO3D、NaHCO3 15、两位学生用一瓶标准盐酸滴定同一瓶NaOH溶液,甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的移液管取碱液于刚用蒸馏水洗过尚存较多水的锥形瓶中,其它操作及读数方法全部正确。 则对滴定结果的判断正确的是() A、甲操作有错误B、乙操作有错误 C、甲测定数值一定比乙小D、乙实际测得的数值准确 16、用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH是否过量,判断它是否过量的方法是() A、加入5mL盐酸进行滴定 B、返滴一滴待测盐酸 C、重新进行滴定 D、以上方法均不适用 二、填空 17、 (1)图I表示10mL量筒中液面的位置,A与B,B与C刻度间相差1mL,如果刻度A为4,量筒中液体的体积是___________________mL。 (2)图II表示50mL滴定管中液面的位置,如果液面处的读数是a,则滴定管中液体的体积(填代号)______________。 A、是amL B、是(50-a)mL C、一定大于amL D、一定大于(50-a)mL 18、用中和滴定的方法测定NaOH和Na2CO3的混含液中的NaOH含量时,可先在混合液中加过量BaCl2溶液,使Na2CO3完全变成BaCO3沉淀,然后用标准盐酸滴定(用酚酞作指示) (1)向混有BaCO3沉淀的NaOH和NaOH溶液中滴入盐酸,___________(填“会”或“不会”)使BaCO3溶解而影响测定NaOH的含量,理由是________________。 (2)确定终点时溶液的颜色由___________变为_____________。 (3)滴定时,若滴定这中滴定液一直下降到活塞处才到达滴定终点,_________(填“能”或“不能”)由此得出准确的测定结果。 (4)___________(填“能”或“不能”)改用甲基橙作指示剂。 若使用甲基橙作指示剂,则测定结果_____________(填“偏高”、“偏低”或“正确”)。 三、计算题 20、称取NaOH、Na2CO3的混合物Wg,溶于水中,加入酚酞作指示剂,以Mmol/L的盐酸滴定,耗用V1L时变为粉红色,此时发生的化学反应方程式是_________________________ __________________________________________________________________;若最初以甲基橙作指示剂,当耗用V2L盐酸时变橙色,此时发生的化学反应方程_______________________ ______________________________________________由此计算混合物中NaOH和Na2CO3的质量分数分别为多少? 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 D D B C C B D A C D D C C A AD B 17、3.2,D 18、 (1)不会,当酚酞变色时的PH值条件下,HCl是与NaOh发生反应,不会与BaCO3作用。 (2)浅红色无色 (3)不能。 因滴定管下方刻度线距活塞处有一定空间,不能测出其所用的滴定液体积 (4)不能偏高 19、 (1)BDCEAF (2)防止将标准液稀释 (3)偏大 (4)滴定管活塞;锥形瓶中溶液的颜色变化;锥形瓶中溶液的颜色由无色变浅红且保持30秒内不褪色。 (5)偏小(6)偏大 20、NaOH+HCl====NaCl+H2O Na2CO3+HCl====NaHCO3+NaCl NaOH+HCl====NaCl+H2O Na2CO3+2HCl====2NaCl+CO2↑+H2O; 一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分) 1.下列说法正确的是( ) A.pH<7的溶液一定是酸性溶液 B.常温时,pH=5的溶液和pH=3的溶液相比,前者c(OH-)是后者的100倍 C.室温下,每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离 D.改变外界条件使溶液中c(H+)增大,则其pH增大 解析: 溶液呈酸碱性的本质为c(H+)和c(OH-)的相对大小,pH<7的溶液中c(H+)不一定大于c(OH-);pH=5,c(OH-)=1×10-9mol/L,pH=3,c(OH-)=1×10-11mol/L,前者c(OH-)是后者的100倍;室温时,每升水有1×10-7mol水分子发生电离,即 =55.6mol水分子中只有1×10-7mol水分子电离;改变外界条件,c(H+)增大,pH减小. 答案: B 2.现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL,下列操作能使溶液的pH变成2的是( ) A.加水稀释成100mL B.加入10mL的水进行稀释 C.加入10mL0.01mol/L的NaOH溶液 D.加入10mL0.01mol/L的HCl溶液 解析: 加水稀释为原来溶液体积的10倍,强酸的pH正好增大1个单位. 答案: A 3.下列叙述正确的是( ) A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)×c(OH-)=1×10-14 B.c(H+)等于1×10-7mol/L的溶液一定是中性溶液 C.0.2mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)是0.1mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)的2倍 D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱 解析: KW=c(H+)·c(OH-),且KW只与温度有关,所以,在常温下,纯水、酸性、碱性或中性稀溶液,其KW=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol/L;0.2mol/LCH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol/LCH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1mol/LCH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;pH的范围是1~14. 答案: A 4.在100℃时,NaCl溶液中c(H+)=1×10-6mol/L.下列说法中正确的是( ) A.该NaCl溶液显酸性 B.该NaCl溶液显碱性 C.该NaCl溶液中KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14 D.该NaCl溶液中KW=c(H+)·c(OH-)=1
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