人教版高中化学选择性必修1第三章素养提升课酸碱中和滴定图像练习含答案

素养提升课　酸碱中和滴定图像

1.图示强酸与强碱滴定过程中的pH曲线

用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸,滴定过程中的pH曲线如图:

⇒

2.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线的比较

典例精析

【例】25 ℃时,向10 mL 0.10 mol/L的一元弱酸HA溶液(Ka=1.0×10-3)中逐滴加入0.10 mol/L NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法中正确的是 (　　)

A.A点时,c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)

B.溶液在A点和B点时水的电离程度相同

C.B点时,c(Na+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-)

D.V=10 mL 时,c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)

解析: A点时,pH=3, c(H+) = 10-3 mol/L,因为Ka=1.0×10-3,所以c(HA)=c(A-),根据电荷守恒c(A-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)和c(HA)=c(A-),A项正确。A点溶质为HA和NaA,pH=3,水电离出的c(OH-)=10-11 mol/L;B点溶质为NaOH和NaA,pH=11,c(OH-)=10-3mol/L,OH-是由 NaOH电离和水电离两部分之和组成的,推断出由水电离出的c(OH-)<10-3 mol/L,那么水电离的c(H+)>10-11 mol/L,B项错误。根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),可得c(Na+)=c(A-)+c(OH-)-c(H+),假设C选项成立,则c(A-)+c(OH-)-c(H+)=c(HA)+c(A-)+c(OH-),推出c(HA)+c(H+)=0,故假设不成立,C项错误。V=10 mL 时,HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,A-+H2OHA+OH-,水解后溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),即 c(HA)>c(H+) ,D项错误。

答案:A

解题模版

抓“五点”破中和滴定图像

活学活用

1.以酚酞为指示剂,用0.100 0 mol/L的NaOH溶液滴定20.00 mL未知浓度的二元酸H2A溶液。溶液中,pH、分布系数δ随滴加NaOH溶液体积V[NaOH(aq)]的变化关系如图所示。例如A2-的分布系数:δ(A2-)=

下列叙述中正确的是 (　　)

A.曲线①代表δ(H2A),曲线②代表δ(HA-)

B.H2A溶液的浓度为0.200 0 mol/L

C.HA-的电离常数Ka=1.0×10-2

D.滴定终点时,溶液中c(Na+)<2c(A2-)+c(HA-)

解析:曲线①代表δ(HA-),曲线②代表δ(A2-),A项错误;当加入40 mL NaOH溶液时,溶液的pH发生突变,说明恰好完全反应,根据反应2NaOH+H2ANa2A+2H2O,c(H2A)==0.100 0 mol/L,B项错误;由于H2A第一步完全电离,则HA-的起始浓度为0.100 0 mol/L,根据图像,当V[NaOH(aq)]=0时,HA-的分布系数为0.9,溶液的pH=1,A2-的分布系数为0.1,则HA-的电离平衡常数Ka==≈1×10-2,C项正确;用酚酞作指示剂,酚酞变色的pH范围为8.2~10,终点时溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),则c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),D项错误。

答案:C

2.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.020 0 mol/L的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol/L 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随ηη=的变化曲线如图所示。下列说法错误的是 (　　)

A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76

B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)

D.水的电离程度:a<b<c<d

解析:NaOH溶液与HCl、CH3COOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液与HCl恰好完全反应生成NaCl和H2O,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH,溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH溶液过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。A项,由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH,c(CH3COOH)=0.010 0 mol/L,c(H+)=10-3.38 mol/L,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,正确;B项,a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液,存在元素守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),正确;C项, b点溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和CH3COONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO-),正确;D项,c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离,d点碱过量,会抑制水的电离,则水的电离程度c>d,错误。

答案:D

3.用0.100 0 mol/L的标准盐酸分别滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L 氨水和20.00 mL 0.100 0 mol/L氢氧化钠溶液的滴定曲线如图所示,横坐标为滴定百分数,纵坐标为滴定过程中溶液pH,甲基红是一种酸碱指示剂,变色范围为4.4~6.2,下列有关滴定过程的说法中正确的是 (　　)

A.滴定氨水,当滴定百分数为50%时,各离子浓度间存在关系:c(N)+c(H+)=c(OH-)

B.滴定百分数为100%时,即为滴定过程中恰好完全反应的时刻

C.从滴定曲线可以判断,使用甲基橙作为滴定过程中的指示剂准确性更佳

D.滴定氨水,当滴定百分数为150%时,所得溶液中离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(H+)>c(N)>c(OH-)　

解析:溶液中存在电荷守恒,c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),故A项错误;滴定百分数为100%时,酸与碱的物质的量相等,即为滴定过程中恰好完全反应的时刻,故B项正确;从滴定曲线看甲基红变色范围更接近于滴定终点,使用甲基橙显示偏晚,故C项错误;滴定百分数为150%时,即加入盐酸30.00 mL,此时溶质是NH4Cl和HCl,物质的量之比为2∶1,故c(N)>c(H+),故D项错误。

答案:B

4.25 ℃时,用2a mol/L NaOH溶液滴定1.0 L 2a mol/L氢氟酸,得到混合液中HF、F-的物质的量与溶液pH的变化如图所示。下列说法中正确的是 (　　)

A.pH=3时,溶液中:c(Na+)<c(F-)

B.c(F-)>c(HF)时,溶液一定呈碱性

C.pH=3.45时,NaOH溶液恰好与HF完全反应

D.pH=4时,溶液中:c(HF)+c(Na+)+c(H+)-c(OH-)>2a mol/L

解析:pH=3时,c(H+)>c(OH-),由电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(F-)+c(OH-),则c(Na+)<c(F-),A项正确;由题图知当3.45<pH<6时即溶液呈酸性时,c(F-)>c(HF),B项错误;NaOH溶液恰好与HF完全反应时得到的溶液为NaF溶液,溶液显碱性,C项错误;由电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(F-)+c(OH-),则c(H+)+c(Na+)-c(OH-)+c(HF)=c(F-)+c(HF),已知n(F-)+n(HF)=2a mol,溶液的体积大于1.0 L,故c(F-)+c(HF)<2a mol/L,D项错误。

答案:A

5.(2022·广东汕头聿怀中学高二期末)醋酸是常见的弱酸。用0.1 mol/L NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.1 mol/L的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。

(1)滴定醋酸的曲线是　　　　(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。 

(2)V1和V2的关系:V1　　　　(填“>”“=”或“<”)V2。 

(3)曲线Ⅰ的滴定终点溶液显　　　　(填“酸性”“中性”或“碱性”),其原因是　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示),指示剂最好选用　　　　　　(填“石蕊”“甲基橙”或“酚酞”)。 

(4)M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序

是　                          。 

解析: (1)由图中未加NaOH时的pH可知,图Ⅰ中酸的pH大于1,图Ⅱ中酸的pH=1,说明Ⅱ为0.1 mol/L的盐酸溶液,Ⅰ为0.1 mol/L的醋酸溶液,所以滴定醋酸的曲线是Ⅰ。(2)醋酸与氢氧化钠恰好完全反应得到的醋酸钠溶液显碱性,要使溶液显中性,pH=7,需要醋酸稍过量;盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,得到的氯化钠显中性,所以V1<V2。(3)用0.1 mol/L NaOH溶液与20.00 mL 0.1 mol/L 的醋酸反应,恰好完全反应得到的是醋酸钠溶液,醋酸钠水解,溶液显碱性,反应为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,最好选用酚酞作指示剂。(4)M点对应的溶液中含有等浓度的醋酸和醋酸钠,溶液显酸性,此时离子浓度大小为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。

答案: (1)Ⅰ　(2)<　(3)碱性　CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-　酚酞　(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

6.常温下,向浓度为0.1 mol/L、体积为V L的氨水中逐滴加入浓度为0.1 mol/L的盐酸,用pH计测得的溶液pH随盐酸的加入量而降低的滴定曲线如图所示,D点时两种溶液恰好完全反应。根据图中信息回答下列问题。

(1)该温度时NH3·H2O的电离平衡常数K=　　　　。 

(2)比较B、C、D三点时的溶液中,由水电离出的 c(OH-)大小顺序为　　　　。 

(3)滴定时,由B点到C点的过程中,下列各选项中数值保持不变的

是　　　　(填字母,下空同)。 

A.c(H+)·c(OH-)　　　     B.

C.             D.

(4)根据以上滴定曲线判断下列说法中正确的是　　　　(溶液中N元素只存在N和NH3·H2O两种形式)。 

A.点B所示溶液中:c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)

B.点C所示溶液中:c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(N)　

C.点D所示溶液中:c(Cl-)>c(H+)>c(N)>c(OH-)　

D.滴定过程中可能有:c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)

(5)滴定至D点之后若继续加入盐酸至图像中的E点(此时不考虑N水解的影响),则E点对应的横坐标为　　　　。 

解析: (5)设E点加入盐酸的体积为x L,则剩余盐酸中HCl的物质的量为n余(HCl)=0.1 mol/L×x L-0.1 mol/L×V L=0.1×(x-V) mol,此时溶液的pH=2,则有0.1×(x-V)mol=10-2 mol/L×(x+V) L,解得x=。

答案: (1)10-5　(2)D>C>B　(3)ACD　(4)D　(5)