高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性学案设计

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性学案设计，共6页。

1．抓反应的“起始”点：判断酸、碱的相对强弱。
2．抓反应“一半”点：判断是哪种溶质的等量混合。
3．抓“恰好”反应点：判断生成的溶质成分及溶液的酸碱性。
4．抓溶液的“中性”点：判断溶液中溶质的成分及哪种物质过量或不足。
5．抓反应的“过量”点：判断溶液中的溶质，判断哪种物质过量。
1．如图是向100 mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像，根据如图所得结论正确的是( )
A．原盐酸的物质的量浓度为0.1 ml·L－1
B．X处为含0.1 ml的NaOH溶液
C．原盐酸的物质的量浓度为1 ml·L－1
D．X处为含0.01 ml的NaOH溶液
解析：选A 原盐酸的pH＝1，则c(HCl)＝0.1 ml·L－1，A正确；滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01 ml，但浓度与体积都无法计算。
2．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是( )
A．盐酸的物质的量浓度为1 ml·L－1
B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D．酚酞不能用作本实验的指示剂
解析：选B 当曲线a所表示的中和反应刚开始时，溶液的pH＝1，说明原溶液是盐酸，所以曲线a表示的是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，故c(HCl)＝c(H＋)＝10－1 ml·L－1＝0.1 ml·L－1，A项、C项错误；P点时二者恰好完全中和，生成氯化钠，则溶液呈中性，故B项正确；甲基橙的变色范围是3.1～4.4，酚酞的变色范围是8.2～10.0，且变色现象较明显，所以该中和滴定实验可以用酚酞或甲基橙作指示剂，故D项错误。
3．如图是用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度盐酸(酚酞作指示剂)的滴定曲线。
(1)c(HCl)＝________。
(2)水电离出的氢离子浓度：a点和b点什么关系？
(3)指示剂变色时，盐酸与NaOH是否恰好完全反应？
(4)当滴加NaOH溶液为10.00 mL时，该混合液的pH为多少？
解析：(1)当NaOH溶液的体积为20.00 mL时，二者恰好反应，则c(HCl)×20.00 mL＝0.100 0 ml·L－1×20.00 mL，故c(HCl)＝0.100 0 ml·L－1。
(2)a、b两点均是盐酸过量，均会抑制水的电离，由于a点的c(H＋)较大，故由水电离出的氢离子浓度：a＜b。
(3)指示剂由无色变为浅红色时，说明溶液已经显碱性，即NaOH已经有一点过量。
(4)当V(NaOH)＝0.01 L时，溶液显酸性，此时c(H＋)＝ eq \f(0.100 0 ml·L－1×0.02 L－0.100 0 ml·L－1×0.01 L,0.02 L＋0.01 L) ＝ eq \f(0.1,3) ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg eq \f(0.1,3) ＝1＋lg 3。
答案：见解析
突破二 中和滴定原理的迁移应用
中和滴定实验作为一个实验原型，由此衍生出的实验也很多，如氧化还原滴定实验、沉淀滴定实验。在氧化还原滴定实验中：
(1)指示剂的选择
用KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液或Fe2＋溶液时，不需另加指示剂。用Na2S2O3溶液滴定含I2的溶液时，以淀粉为指示剂。
(2)计算依据
依据化学方程式或离子方程式或关系式列比例式，或运用原子守恒、电荷守恒、得失电子守恒等列式进行计算。
1.Na2S2O3是重要的化工原料，易溶于水，在中性或碱性环境中稳定。为测定制备的Na2S2O3·5H2O产品的纯度：准确称取W g产品，用适量蒸馏水溶解，以淀粉作指示剂，用0.100 0 ml·L－1碘的标准溶液滴定。反应原理为2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ＋I2===S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) ＋2I－
(1)滴定至终点时，溶液颜色的变化：_____________________________。
(2)滴定起始和终点的液面位置如图，则消耗碘的标准溶液体积为________ mL。产品的纯度为(设Na2S2O3·5H2O相对分子质量为M)________________。
解析：(1)达到滴定终点时，I2使无色的淀粉溶液变蓝。(2)起始读数为0.00 mL，终点读数为18.10 mL，所以消耗碘的标准溶液的体积为18.10 mL－0.00 mL＝18.10 mL；根据2Na2S2O3·5H2O～2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ～I2，得n(Na2S2O3·5H2O)＝2n(I2)＝2×0.100 0 ml·L－1×18.10×10－3 L＝3.62×10－3 ml，则产品的纯度为 eq \f(3.62×10－3 ml×M g·ml－1,W g) ×100%＝ eq \f(3.62×10－3 M,W) ×100%。
答案：(1)由无色变为蓝色 (2)18.10 eq \f(3.62×10－3M,W) ×100%
2．已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠(Na2C2O4)氧化：
2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋16H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
MnO2＋C2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，准确称取1.20 g软锰矿样品，加入2.68 g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参加反应)，充分反应之后冷却、滤去杂质，将所得溶液转移到容量瓶中并定容；从中取出25.00 mL待测液置于锥形瓶中，再用0.020 0 ml·L－1 KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00 mL KMnO4溶液时恰好完全反应。试回答下列问题：
(1)0.020 0 ml·L－1 KMnO4标准溶液应置于________(填“甲”或“乙”)滴定管中；滴定终点如何判断______________________________________。
(2)你能否帮助该研究小组求得软锰矿中MnO2的质量分数________(填“能”或“否”)。若回答“能”，请给出计算结果__________________________________；若回答“否”，试说明原因____________________。
(3)若在实验过程中存在下列操作，其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是________(填字母)。
A．溶液转移至容量瓶中，未将烧杯、玻璃棒洗涤
B．滴定前尖嘴部分有一气泡，滴定终点时消失
C．定容时，俯视刻度线
D．滴定前仰视读数，滴定后俯视读数
E．锥形瓶水洗之后未用待测液润洗
解析：(1)高锰酸钾溶液具有强氧化性，因此应置于酸式滴定管中，酸式滴定管的下端是玻璃管，碱式滴定管的下端是橡皮管，所以甲是酸式滴定管，乙是碱式滴定管。由于高锰酸钾溶液显紫红色，所以不需要指示剂，当达到终点时溶液会显浅紫色，据此可以判断。
(2)根据反应过程可以计算出25.00 mL溶液中过量的草酸钠的物质的量，但由于不知道容量瓶的规格，所以无法计算总的过量的草酸钠，因而也不能计算软锰矿中二氧化锰的质量分数。
(3)A说明配制的样品的浓度偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏低，则过量的草酸钠的物质的量也偏低，所以和二氧化锰反应的草酸钠的量就偏高，即测定结果偏高。B中说明消耗的高锰酸钾的量偏高，则和二氧化锰反应的草酸钠的量就偏低，测定结果偏低。C中配制的样品的浓度偏高，因此消耗的高锰酸钾的量就偏高，则过量的草酸钠的物质的量也偏高，所以和二氧化锰反应的草酸钠的量就偏低，即测定结果偏低。D中说明消耗的高锰酸钾的体积偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏低，根据上面的分析可知，最终的测定结果就偏高。锥形瓶不能用待测液润洗，所以E是不影响最后测定结果的。
答案：(1)甲 当加入最后1滴KMnO4溶液后，锥形瓶中溶液立即变成浅紫色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点 (2)否 因为不知道容量瓶的规格 (3)BC
3．中和滴定原理在实际生产生活中应用广泛。某化学学习小组同学的研究课题是探究测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值。通过查阅资料和网络查寻，得知草酸易溶于水，其水溶液可以用酸性KMnO4溶液进行滴定，反应原理为2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。
回答下列问题：
(1)该滴定实验所需的玻璃仪器有________。
A．酸式滴定管(50 mL)
B．碱式滴定管(50 mL)
C．量筒(50 mL)
D．锥形瓶
E．烧杯
(2)滴定终点的现象为_________________________________________________。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：
依据上表数据列式计算该H2C2O4溶液的物质的量浓度________(计算结果保留四位有效数字)。
(4)讨论：若滴定到终点时俯视滴定管刻度线读数，则由此测得的x值会________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。解析：(1)草酸和高锰酸钾都要用酸式滴定管，锥形瓶用于装待测液进行滴定，烧杯主要用于接润洗后的液体及排气泡和调零时的液体，因此滴定实验所需的玻璃仪器有ADE。
(2)锥形瓶中是草酸溶液，用酸性高锰酸钾溶液进行滴定，开始时无色，当到达滴定终点时，锥形瓶中为高锰酸钾溶液的颜色，滴定终点的现象为当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色。
(3)根据三次数据分析，第二次是错误的数据，应舍去，只能用第一次和第三次，取平均值为26.10 mL，该H2C2O4溶液的物质的量浓度c待＝ eq \f(c标·V标,V待) ＝ eq \f(0.100 0 ml·L－1×0.026 1 L,0.025 L) ＝0.104 4 ml·L－1。
(4)若滴定到终点时俯视滴定管刻度线读数，读出的标准液体积偏小，草酸浓度偏小，x值偏大。
答案：(1)ADE (2)当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色
(3)0.104 4 ml·L－1 (4)偏大
4．成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 ml·L－1的I2­KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 ml·L－1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===2I－＋S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) 。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为____________________，样品中S2－的含量为______________(写出表达式)。
解析：淀粉溶液遇到I2溶液变蓝，当Na2S2O3将I2消耗完后，溶液由浅蓝色变至无色，即滴定终点时，溶液会由浅蓝色变至无色。设Na2S2O3消耗的I2的物质的量为n1。
由离子方程式
I2 ＋ 2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) === 2I－＋S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6))
1 ml 2 ml
n1 0.100 0 ml·L－1×V×10－3 L
可得：n1＝ eq \f(1,2) V× 0.100 0×10－3 ml
设样品中S2－的含量为w，则由反应I2＋S2－===2I－＋S↓
I2 ～ S2－
1 ml 32 g
25．00×10－3 L×0.100 0 ml·L－1
－ eq \f(1,2) V×0.100 0×10－3 ml m g×w
可得：w＝ eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(25.00－\f(1,2)V))×0.100 0×32,m×1 000) ×100%
答案：浅蓝色至无色 eq \f(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(25.00－\f(1,2)V))×0.100 0×32,m×1 000) ×100%
滴定
次数
待测H2C2O4溶液的体积/mL
0.100 0 ml·L－1 KMnO4的体积/mL
滴定前
刻度
滴定后
刻度
滴液体
积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09