新教材2023高中化学第三章水溶液中的离子反应与平衡第二节水的电离和溶液的pH课时3酸碱中和滴定同步测试新人教版选择性必修1

第二节　水的电离平衡和溶液的pH

课时3　酸碱中和滴定

【基础巩固】

1.(2022·广东广州高二期中)下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是 (　　)

解析:A项,NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,产物CH3COONa溶液呈碱性,选酚酞作指示剂,溶液颜色由无色→浅红色且30 s内不变色为滴定终点,故正确;B项,盐酸滴定氨水,产物NH4Cl溶液呈酸性,选甲基橙作指示剂,溶液颜色由黄色→橙色且30 s内不变色为滴定终点,故正确;C项, 酸性KMnO4溶液滴定K2SO3溶液,发生氧化还原反应生成S和Mn2+,KMnO4呈紫色,溶液颜色由无色→浅紫红且30 s内不变色为滴定终点,故正确;D项, 碘水滴定Na2S溶液生成I-和S,选淀粉作指示剂,溶液颜色由无色→蓝色且30 s内不变色为滴定终点,故错误。

答案:D

2.(2022·广东清远高二期末)下面是一段关于酸碱中和实验操作的叙述:①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗2次;②在一锥形瓶中加入25.00 mL待测NaOH溶液;③加入几滴石蕊溶液作指示剂;④取一支酸式滴定管,用蒸馏水洗涤干净,再用标准酸液润洗2次;⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定;⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶;⑦两眼注视着滴定管内盐酸溶液液面下降,直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为 (　　)

A.④⑥⑦             B.①⑤⑥⑦

C.③⑤⑦             D.①③⑤⑦

解析:酸碱中和实验时,锥形瓶不用待测液润洗,否则导致测定结果偏高,故①错误;待测液用碱式滴定管量取,精确度为0.01 mL,故②正确;石蕊的变色范围较大,且各种色彩的对比不明显,不容易分辨滴定终点,误差较大,故③错误;用酸式滴定管量取酸前,用标准液润洗2~3次,否则导致标准液浓度偏低,测得待测液浓度偏高,故④正确;滴定前应排净滴定管尖嘴处气泡后,再进行滴定,故⑤错误;左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶,故⑥正确;两眼注视着锥形瓶内颜色变化,滴定结束时,记录滴定管内液面数据,故⑦错误;根据分析可知,①③⑤⑦操作错误,故选D项。

答案:D

3.滴定实验时,必须要按以下要求做的是 (　　)

A.锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干

B.酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后用相应溶液润洗

C.待测液一定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中

D.滴定前读数要求精确,凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上

解析:酸式或碱式滴定管用蒸馏水洗净后一定要用相应待装溶液润洗,否则会使溶液稀释。

答案:B

4.25 ℃时,用0.125 mol/L的标准盐酸滴定25.00 mL未知浓度的NaOH溶液,所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为 (　　)

A.13　　   　 B.12　　　      C.10 　　    D.11

解析:由图示可知,在V[HCl(aq)]=20.00 mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V[HCl(aq)]=c(NaOH)·V[NaOH(aq)],知c(NaOH)=

==0.1 mol/L,c(OH-)=0.1mol/L,c(H+)=

10-13 mol/L,pH=13。

答案:A

5.现用0.10 mol/L盐酸滴定10 mL 0.05 mol/L NaOH溶液,若酸式滴定管未润洗,达到终点时所用盐酸的体积 (　　)

A.等于10 mL　　B.等于5 mL     C.大于5 mL    D.小于5 mL

解析:用0.10 mol/L 盐酸滴定10 mL 0.05 mol/L NaOH溶液,恰好完全反应时需5 mL盐酸。现盐酸被稀释,其浓度小于0.10 mol/L,中和NaOH所需盐酸的体积大于5 mL。

答案:C

6.用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定太快,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5 mL盐酸再进行滴定       B.返滴半滴待测盐酸

C.重新进行滴定                  D.以上方法均不适用

解析:返滴半滴待测盐酸,若红色消失,说明NaOH未过量,若红色不消失,则说明NaOH过量。

答案:B

7.用1.0 mol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液,其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示,假设混合后溶液体积为混合前各溶液体积的和,则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的体积分别是 (　　)

A.1.0 mol/L,20 mL           B.0.5 mol/L,40 mL

C.0.5 mol/L,80 mL           D.1.0 mol/L,80 mL

解析:通过分析图像知,pH=7时消耗NaOH溶液的体积为40 mL,可知H2SO4的物质的量为0.02 mol。图中所示起点在坐标原点,即反应前溶液pH=0,则c(H+)=1 mol/L,反应前c(H2SO4)=0.5 mol/L,原H2SO4溶液的体积为40 mL,则两者完全反应后溶液的体积是40 mL+40 mL=80 mL。

答案:C

8.取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。

(1)排除碱式滴定管中气泡的方法应采用操作　　　　(填图中编号),轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。 

(2)滴定达到终点的标志是 　                     。 

(3)根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为　　　　(结果精确到0.01 mol/L)。 

解析:(3)根据c(HCl)=,经计算c(HCl)≈0.11 mol/L。

答案:(1)丙　(2)溶液由无色变浅红色(或粉红色),且半分钟内不变色　(3)0.11 mol/L

【拓展提高】

9.(2022·广东蕉岭)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸中滴加

0.100 0 mol/L NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7,下列说法错误的是 (　　)

A.V(NaOH)=20.00 mL时,pH=7

B.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3

C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小

D.滴定过程中,水的电离程度不断减小

解析:A项,室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸中滴加0.100 0 mol/L NaOH溶液,发生中和反应,当V(NaOH)=20.00 mL时,两者恰好中和,且pH=7,故正确;B项,根据上述分析,当V(NaOH)=30.00 mL时,碱过量,

c(OH-)==0.020 0 mol/L,c(H+)=5×10-13,所以溶液的pH=12.3,故正确;C项,反应终点的pH与指示剂的变色范围越吻合,误差越小。据图可知,选择甲基橙指示反应终点,误差比甲基红的大,故正确;D项,V(NaOH)从0~20.00 mL过程中,盐酸逐渐被中和至恰好完全反应,盐酸浓度逐渐减小到0,盐酸中水的电离程度逐渐增大,V(NaOH)从20.00~40.00 mL过程中,NaOH过量,溶液中NaOH的浓度逐渐增大,溶液中水的电离程度逐渐减小,故错误。

答案:D

10.用NaOH溶液滴定pH相同、体积相同的H2SO4、HCl、CH3COOH三种溶液,恰好中和时,所用相同浓度NaOH溶液的体积依次为V1、V2、V3,则这三者的关系是 (　　)

A.V1>V2>V3            B.V1<V2<V3

C.V1=V2>V3            D.V1=V2<V3

解析:pH相同、体积相同的H2SO4、HCl溶液中所含有氢离子的物质的量相等,恰好中和时,所用相同浓度的NaOH溶液的体积相等。而相同pH的CH3COOH溶液的浓度远大于H2SO4和HCl溶液,与NaOH溶液完全反应时,消耗的NaOH溶液的体积大。

答案:D

11.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,下列叙述中正确的是 (　　)

A.盐酸的物质的量浓度为1.0 mol/L

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:由图看出盐酸的pH=1,所以盐酸的物质的量浓度为0.1 mol/L,A项错误;P点时恰好完全中和,溶液呈中性,B项正确;曲线b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线,C项错误;酚酞能用作本实验的指示剂,D项错误。

答案:B

12.如图是常温下向20.0 mL的盐酸中,逐滴加入 0.10 mol/L NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V (mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是 (　　)

A.原盐酸的浓度为0.1 mol/L

B.x为2.0

C.pH=12时,V为20.4

D.原盐酸的浓度为1.0 mol/L

解析:盐酸的pH=1,因此c(HCl)=0.1 mol/L;当反应后溶液pH=7时,HCl与NaOH恰好完全反应,因此n(HCl)=n(NaOH),故V[NaOH(aq)]=

20.0 mL;当反应后溶液pH=12时,c(OH-)=

=1×10-2 mol/L,解得V[NaOH(aq)]≈

24.4 mL。

答案:A

【挑战创新】

13.(2022·广东肇庆)钙元素在人体内参与神经递质的合成与释放、激素的合成与分泌、肌肉的收缩过程等。人体缺钙时上述过程会受阻,特别是儿童缺钙会发生夜惊、烦躁、失眠,严重的导致大脑发育障碍。某实验小组查阅资料设计了如下实验方案测定某血清样本中Ca2+的含量。

回答下列问题。

(1)“沉淀”时,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　。 

(2)①“滴定”实验中,将KMnO4标准溶液装入滴定管的正确操作顺序为　　　　(填字母),夹在滴定管夹上备用。 

a.装入KMnO4标准溶液至0刻度以上

b.检查滴定管是否漏液

c.排尽尖嘴部分气泡

d.用KMnO4标准溶液润洗滴定管2~3次

e.用蒸馏水清洗2~3次

f.将液面调节至0刻度或以下

②已知滴定过程中发生反应Mn+H2C2O4+H+Mn2++CO2↑+H2O(未配平),则该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为　　　　。 

(3)实验小组做了3组平行实验,测得的数据如下表所示:

则该血清样本中Ca2+的含量=　　　　mg/mL。 

(4)下列操作可使测定结果偏低的是　　　　(填字母)。 

A.酸式滴定管未用KMnO4溶液润洗

B.读取KMnO4溶液体积时滴定前仰视,滴定后俯视

C.盛放血清样本的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥

D.酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失

(5)实验小组成员在做滴定实验时发现,在刚开始滴入每一滴KMnO4溶液后,锥形瓶中溶液立刻变为紫红色,经振荡数秒后溶液才褪为无色,待滴入少量KMnO4溶液后,锥形瓶中溶液的褪色速度明显加快。

猜测产生上述现象的原因为　　　　　　　　　　　　　。 

②他们选用了一些试剂对上述猜测进行了实验验证。横线处分别为　　　　、　　　　　　　　,观察现象发现实验5溶液褪色速度比实验4快,证明了猜测正确。 

可供选择的试剂有:

A.0.01 mol/L KMnO4溶液

B.0.04 mol/L H2C2O4溶液

C.0.08 mol/L H2C2O4溶液

D.0.1 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液

E.1粒黄豆大的KMnO4固体

解析:(1)“沉淀”时,发生反应的离子方程式为Ca2++C2CaC2O4↓。(2)①将KMnO4标准溶液装入滴定管的具体操作为:检查不漏液后,先用蒸馏水清洗滴定管2~3次,然后用KMnO4标准溶液润洗滴定管2~3次,最后装入KMnO4标准溶液至0刻度以上,排尽尖嘴部分气泡,将液面调节至0刻度或0刻度以下,夹在滴定管夹上备用。②滴定过程中发生反应的离子方程式为2Mn+5H2C2O4+6H+2Mn2++10CO2↑+

8H2O,其中氧化剂Mn与还原剂H2C2O4的物质的量之比为2∶5。(3)3组平行实验中第2组数据偏差较大应舍掉,根据其他两组数据可知平均消耗KMnO4溶液12.00 mL。根据对应关系:

5Ca2+~5H2C2O4~2Mn及相关数据,可得原血清样本中Ca2+的含量为0.096 mg/mL。(4)酸式滴定管未用KMnO4溶液润洗,会使标准液消耗体积偏大,测定结果偏高,故A项不符合题意;读取KMnO4溶液体积时滴定前仰视,滴定后俯视,会使读取标准液消耗体积偏小,测定结果偏低,故B项符合题意;盛放血清样本的锥形瓶用蒸馏水洗净后未干燥,对测定结果无影响,故C项不符合题意;酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失,会使标准液消耗体积偏大,测定结果偏高,故D项不符合题意。(5)KMnO4溶液与H2C2O4溶液反应时开始溶液褪色较慢,随后褪色会加快,这是由于产物Mn2+对反应有催化作用。对上述猜测原因进行实验验证时,要注意两点:一是要保证H2C2O4溶液过量从而观察到KMnO4溶液褪色,所以实验4中应选择0.08 mol/L H2C2O4溶液而不是选择0.04 mol/L H2C2O4溶液;二是控制变量思想的运用,相比于实验4,实验5只改变催化剂而不改变其他条件,应使用药品为4 mL 0.01 mol/L KMnO4溶液、2 mL 0.08 mol/L H2C2O4溶液和KMnO4固体。

答案:(1)Ca2++C2CaC2O4↓　(2)①bedacf　②2∶5　 (3)0.096　 (4)B　(5) 产物Mn2+对反应有催化作用　C　 4 mL A+2 mL C+E