食醋是烹飪美食的調味品,有效成分主要為醋酸 ( 用 表示 ) 。
的應用與其電離平衡密切相關。 25℃ 時,
的
。
(1) 配制 的
溶液,需
溶液的體積為 _______mL 。
(2) 下列關于 容量瓶的操作,正確的是 _______ 。
(3) 某小組研究 25℃ 下 電離平衡的影響因素。
提出假設。稀釋 溶液或改變
濃度,
電離平衡會發生移動。設計方案并完成實驗用濃度均為
的
和
溶液,按下表配制總體積相同的系列溶液;測定
,記錄數據。
序號 | | | | | |
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 根據表中信息,補充數據: _______ ,
_______ 。
② 由實驗 Ⅰ 和 Ⅱ 可知,稀釋 溶液,電離平衡 _______( 填 ” 正 ” 或 ” 逆 ”)
向移動;結合表中數據,給出判斷理由: _______ 。
③ 由實驗 Ⅱ~VIII 可知,增大 濃度,
電離平衡逆向移動。
實驗結論假設成立。
(4) 小組分析上表數據發現:隨著 的增加,
的值逐漸接近
的
。
查閱資料獲悉:一定條件下,按 配制的溶液中,
的值等于
的
。
對比數據發現,實驗 VIII 中 與資料數據
存在一定差異;推測可能由物質濃度準確程度不夠引起,故先準確測定
溶液的濃度再驗證。
① 移取 溶液,加入 2 滴酚酞溶液,用
溶液滴定至終點,消耗體積為
,則該
溶液的濃度為 _______
。在 答題卡虛線框 中,畫出上述過程的滴定曲線示意圖并標注滴定終點 _______ 。
② 用上述 溶液和
溶液,配制等物質的量的
與
混合溶液,測定 pH ,結果與資料數據相符。
(5) 小組進一步提出:如果只有濃度均約為 的
和
溶液,如何準確測定
的
?小組同學設計方案并進行實驗。請完成下表中 Ⅱ 的內容。
Ⅰ | 移取 |
Ⅱ | _______ ,測得溶液的 pH 為 4.76 |
實驗總結 得到的結果與資料數據相符,方案可行。
(6) 根據 可以判斷弱酸的酸性強弱。寫出一種無機弱酸及其用途 _______ 。
(1)5.0
(2)C
(3) ????3.00 ????33.00 正 ????實驗 II 相較于實驗 I ,醋酸溶液稀釋了 10 倍,而實驗 II 的 pH 增大值小于 1
(4) ????0.1104
(5) 另取 20.00mlHAc ,加入 mL 氫氧化鈉
(6)HClO :漂白劑和消毒液 ( 或 H 2 SO 3 :還原劑、防腐劑或 H 3 PO 4 :食品添加劑、制藥、生產肥料 )
【詳解】( 1 )溶液稀釋過程中,溶質的物質的量不變,因此 250mL×0.1mol/L=V×5mol/L ,解得 V=5.0mL ,故答案為: 5.0 。
( 2 ) A .容量瓶使用過程中,不能用手等觸碰瓶口,以免污染試劑,故 A 錯誤;
B .定容時,視線應與溶液凹液面和刻度線 “ 三線相切 ” ,不能仰視或俯視,故 B 錯誤;
C .向容量瓶中轉移液體,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度線以下,同時玻璃棒不能接觸容量瓶口,故 C 正確;
D .定容完成后,蓋上瓶塞,將容量瓶來回顛倒,將溶液搖勻,顛倒過程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脫落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶從左手掉落,故 D 錯誤;
綜上所述,正確的是 C 項。
( 3 ) ① 實驗 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 , , 由實驗 I 可知,溶液最終的體積為 40.00mL ,因此 V(H 2 O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL ,即 b=33.00 ,故答案為: 3.00 ; 33.00 。
② 實驗 I 所得溶液的 pH=2.86 ,實驗 II 的溶液中 c(HAc) 為實驗 I 的 ,稀釋過程中,若不考慮電離平衡移動,則實驗 II 所得溶液的 pH=2.86+1=3.86 ,但實際溶液的 pH=3.36<3.86 ,說明稀釋過程中,溶液中 n(H + ) 增大,即電離平衡正向移動,故答案為:正;實驗 II 相較于實驗 I ,醋酸溶液稀釋了 10 倍,而實驗 II 的 pH 增大值小于 1 。
( 4 ) (i) 滴定過程中發生反應: HAc+NaOH=NaAc+H 2 O ,由反應方程式可知,滴定至終點時, n(HAc)=n(NaOH) ,因此 22.08mL×0.1mol/L=20.00mL×c(HAc) ,解得 c(HAc)=0.1104mol/L ,故答案為: 0.1104 。
(ii) 滴定過程中,當 V(NaOH)=0 時, c(H + )= ≈
mol/L=10 -2.88 mol/L ,溶液的 pH=2.88 ,當 V(NaOH ) =11.04 mL 時, n(NaAc)=n(HAc) ,考慮 HAc 的電離和 Ac - 的水解, HAc 的電離程度大于 Ac - 的水解程度,故溶液中 NaAc > HAc ,溶液的 pH > PKa ,即 pH > 4.76 ,當 V(NaOH)=22.08mL 時,達到滴定終點,溶液中溶質為 NaAc 溶液, Ac - 發生水解,溶液呈弱堿性,當 NaOH 溶液過量較多時, c(NaOH) 無限接近 0.1mol/L ,溶液 pH 接近 13 ,因此滴定曲線如圖:
。
( 5 )向 20.00mL 的 HAc 溶液中加入 V 1 mL NaOH 溶液達到滴定終點,滴定終點的溶液中溶質為 NaAc ,當 時,溶液中 c(H + ) 的值等于 HAc 的 K a ,因此另取 20.00mlHAc ,加入
mL 氫氧化鈉,使溶液中 n(NaAc)=n(HAc) ,故答案為:另取 20.00mlHAc ,加入
mL 氫氧化鈉。
( 6 )不同的無機弱酸在生活中應用廣泛,如 HClO 具有強氧化性,在生活中可用于漂白和消毒, H 2 SO 3 具有還原性,可用作還原劑,在葡萄酒中添加適量 H 2 SO 3 可用作防腐劑, H 3 PO 4 具有中強酸性,可用作食品添加劑,同時在制藥、生產肥料等行業有廣泛用途,故答案為: HClO :漂白劑和消毒液 ( 或 H 2 SO 3 :還原劑、防腐劑或 H 3 PO 4 :食品添加劑、制藥、生產肥料 ) 。
酸堿中和滴定:
用已知物質的量濃度的酸(或堿)來測 定未知物質的量濃度的堿(或酸)的方法叫做酸堿中和滴定。
(1)原理:對于一元酸和一元堿發生的中和反應,C酸V酸=C堿V堿?或:C未知V未知=C標準V標準
(2)儀器:a.酸式滴定管 b.堿式滴定管c.鐵架臺d.滴定管夾e.錐形瓶 f.燒杯g.膠頭滴管等
(3)裝置圖:??
(4)操作步驟:
洗滌、檢漏、水洗、潤洗、裝液、去泡、調液面記錄、放待測液、加指示劑、滴定、記錄、
計算、誤差分析
(5)數據處理依據:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)誤差分析:
①儀器潤洗不當:
a.盛標準液的滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤洗;
b.盛待測液滴定(移液)管用蒸餾水洗后未用待測液潤洗;
c.錐形瓶用蒸餾水洗后再用待測液潤洗;
②讀數方法有誤:???????????????????????????????????????????????
? a.滴定前仰視,滴定后俯視;???????????????????????????????????????????????????????????????????????
? b.滴定前俯視,滴定后仰視;????????????????????????????????????????????????????????????
? c.天平或量筒的使用讀數方法錯誤;??????????????????????????????????????????????????????
③操作出現問題:
? a.盛標準液的滴定管漏液;
? b.盛待測液的滴定管滴前尖嘴部分有氣泡,終了無氣泡
??? (或前無后有);
? c.振蕩錐形瓶時,不小心有待測液濺出;??????????????????????????????????
? d.滴定過程中,將標準液滴到錐形瓶外;?
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用已知物質的量濃度的酸(或堿)來測 定未知物質的量濃度的堿(或酸)的方法叫做酸堿中和滴定。
(1)原理:對于一元酸和一元堿發生的中和反應,C酸V酸=C堿V堿?或:C未知V未知=C標準V標準,
(2)儀器:a.酸式滴定管 b.堿式滴定管c.鐵架臺d.滴定管夾e.錐形瓶 f.燒杯g.膠頭滴管等
(3)裝置圖:?
(4)操作步驟:
洗滌、檢漏、水洗、潤洗、裝液、去泡、調液面記錄、放待測液、加指示劑、滴定、記錄、
計算、誤差分析
(5)數據處理依據:
c(NaOH)=c(HCl)V(HCl)/V(NaOH)
(6)誤差分析:
①儀器潤洗不當:
a.盛標準液的滴定管用蒸餾水洗后未用標準液潤洗;
b.盛待測液滴定(移液)管用蒸餾水洗后未用待測液潤洗;
c.錐形瓶用蒸餾水洗后再用待測液潤洗;
②讀數方法有誤:???????????????????????????????????????????????
? a.滴定前仰視,滴定后俯視;???????????????????????????????????????????????????????????????????????
? b.滴定前俯視,滴定后仰視;????????????????????????????????????????????????????????????
? c.天平或量筒的使用讀數方法錯誤;??????????????????????????????????????????????????????
③操作出現問題:
? a.盛標準液的滴定管漏液;
? b.盛待測液的滴定管滴前尖嘴部分有氣泡,終了無氣泡
??? (或前無后有);
? c.振蕩錐形瓶時,不小心有待測液濺出;??????????????????????????????????
? d.滴定過程中,將標準液滴到錐形瓶外;?
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中和滴定中的誤差分析:
中和滴定是一個要求較高的定量實驗,每一個不當的或錯誤的操作都會引起誤差。
對于一元酸與一元堿,由可知,
是準 確量取的體積,
是標準溶液的濃度,它們均為定值,所以
的大小取決于
的大小,
大則
大,
小則
小。
以標準酸溶液滴定末知濃度的堿溶液(酚酞作指示劑)為例,常見的不正確操作對實驗結果的影響見下表:
中和滴定應注意的問題:
?1.中和滴定中指示劑的使用與選擇
(1)用量不能太多,常用2~3滴,岡指示劑本身也是有機弱酸或有機弱堿,若用量太多,會使中和滴定中需要的酸或堿的量增多或減少。
(2)指示劑的選擇:中和滴定時一般選用的指示劑有酚酞和甲基橙。石蕊試液由于顏色變化不明顯,不易辨別,在滴定過程中不宜使用。
(3)酸、堿恰好完全反應時,終點溶液的pH應在指示劑的變色范圍內,如強酸溶液滴定弱堿溶液應選用甲基橙作指示劑;強堿溶液滴定弱酸溶液應選用酚酞作指示劑。
(4)指示劑的變色:最好由淺到深,這樣對比明顯。如用強堿滴定強酸用酚酞作指示劑較好,當酚酞從無色變為粉紅色(或淺紅色)且半分鐘內不褪色時即達到滴定終點。
2.欲減小實驗誤差的三點做法
(1)半分鐘:振蕩,半分鐘內顏色不褪去,即為滴定終點。
(2)l一2min:滴定停止后,必須等待l~2min,讓附著在滴定管內壁的溶液流下后,再進行讀數。
(3)重復:同一實驗,要做兩到三次,兩次滴定所用標準溶液的體積的差值不能超過0.02mL,再取平均值。
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