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第 22 讲 水的电离与溶液的 pH
【化学学科素养】
1.变化观念与平衡思想:认识水的电离有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析水的电
离,并运用平衡移动原理解决实际问题。
2.科学研究与创新意识:能发现并提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确
定探究目的,设计探究方案,进行实验探究;在探究过程中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的
见解,进行误差分析。
3.证据推理与模型认知:能从定性和定量上收集证据,能通过定性分析和定量计算推出合理的结论;
能运用pH计算模型进行pH的简单计算。
【必备知识解读】
一、水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
水是极弱的电解质,水的电离方程式为HO+HO HO++OH-或HO H++OH-。
2 2 3 2
2.水的离子积常数
K =c(H+)·c(OH-)。
w
(1)室温下:K =1×10-14。
w
(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,K 增大。
w
(3)适用范围:K 不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
w
(4)K 揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,K 不变。
w w
二、溶液的酸碱性和pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(1)酸性溶液:c(H+)>c(OH-),常温下,pH<7。
(2)中性溶液:c(H+)=c(OH-),常温下,pH=7。
(3)碱性溶液:c(H+)7。
2.pH及其测量
(1)计算公式:pH=-lg c(H+)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系
常温下:三、pH的测定
1.pH试纸
(1)使用方法
取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试
纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
(2)分类
① 广泛pH试纸:其pH范围是 1~14 (最常用),可以识别的pH差约为1。
② 精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。
杨sir化学,侵权必究
③ 专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
2.pH计
pH计,又叫酸度计,可精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
① pH试纸不能测定具有漂白性的溶液的pH。
② 不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则溶液被稀释,可能造成误差
(酸性溶液的pH偏大、碱性溶液的pH偏小、中性溶液的pH无影响)。
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四、酸碱中和滴定
1.实验原理
利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测
的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。
酸碱中和滴定的关键:
(1)准确测定标准液和待测液的体积;
(2)准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。
②精确度:读数可精确到0.01 mL。
③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗。
④排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。
⑤使用注意事项:
试剂性质 滴定管 原因
酸性、氧化性 酸式滴定管 氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
3.实验操作
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例
(1)滴定前的准备
①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准
液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。4. 常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂 变色范围的pH
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
5.指示剂的选择:
一般不选择石蕊,变色现象不明显。
强酸滴(弱)碱甲基橙,强碱滴(弱)酸用酚酞,两强互滴(甲基橙酚酞)都可以。
滴定种类 选用的指示剂 滴定终点颜色变化 指示剂用量
酚酞 红色→无色
强酸滴定强碱
甲基橙 黄色→橙色
强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色→橙色
2-3滴
甲基橙 红色→橙色
强碱滴定强酸
酚酞 无色→粉红色
强碱定弱酸 酚酞 无色→粉红色
【关键能力拓展】
一、影响水电离平衡的因素
体系变化
平衡移动方向 K 水的电离程度 c(OH-) c(H+)
w
条件
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
NaCO 正 不变 增大 增大 减小
2 3
可水解的盐
NH Cl 正 不变 增大 减小 增大
4
升温 正 增大 增大 增大 增大
温度
降温 逆 减小 减小 减小 减小
其他:如加入Na 正 不变 增大 增大 减小
二、pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)酸性溶液中,先求c(H+),再计算pH = -lgc(H+);
K
(2)碱性溶液中,先求c(OH-),再由c(H+) =
w
求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
c(OH-) 杨sir化学,侵权必究
2.混合溶液pH的计算(1)强酸混合,先求 ,再计算pH = -lgc(H+);
K
(2)强碱混合,先求 ,再由c(H+) = w 求 c(H+),最后计算pH =
c(OH-)
-lgc(H+)。
(3)强酸强碱混合
① 恰好完全反应,pH=7(25℃);
杨sir化学,侵权必究
② 酸过量,先求 ,再计算pH = -lgc(H+);
K
③ 碱过量,先求 ,再由c(H+) = w 求 c(H+),最后计算pH =
c(OH-)
-lgc(H+)。
3.酸、碱稀释时pH变化规律
杨sir化学,侵权必究
(1)pH = a 的强酸溶液,稀释10m 倍,pH = a + m(室温下,a+ m<7)
pH = a 的弱酸溶液,稀释10m 倍,a<pH<a + n(室温下,a+ m<7)
(2)pH = b 的强碱溶液,稀释10n 倍,pH = b - n(室温下,b - n>7)
pH = b 的弱酸溶液,稀释10n 倍,b - n<pH<b(室温下,b - n>7)
(3)pH = a 的强酸溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = a + 0.3(室温下,a+0.3
<7)
(4)pH = b 的强碱溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = b - 0.3(室温下,b -
0.3>7)
【方法规律】
1.稀释规律
酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,
最终都无限接近中性。
2.酸碱混合规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)25 ℃时,等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈中性;
②pH之和小于14呈酸性;③pH之和大于14呈碱性。
三、酸碱中和滴定的误差分析
由c =可知,c 和V 均为定值,所以c 的误差主要来自V ,V 偏大则c 偏高,V 偏
待测 标准 待测 待测 标准 标准 待测 标准
小则c 偏低。
待测
(1)若以盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,常见的误差分析如下:
杨sir化学,侵权必究
步骤 操作 V c
标准 待测
酸式滴定管未用标准溶液润洗 变大 偏高
碱式滴定管未用标准溶液润洗 变小 偏低
洗涤
锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响
取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 变小 偏低
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 变大 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 变小 偏低
滴定
部分酸液滴出锥形瓶外 变大 偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶
变大 偏高
液无变化
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) 变小 偏低
读数
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 变大 偏高
配制 若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体部分潮解 变大 偏高
标准 若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有不与酸反应的杂
变大 偏高
液 质
若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有与酸反应的杂质
变大 偏高
(NaCO)
2 3
若配制NaOH溶液,所取的NaOH固体中含有与酸反应的杂质
变小 偏低
(NaO)
2
(2)若先配制NaOH标准液,滴定未知浓度的盐酸,配制NaOH标准液时:
步骤 操作 V c
标准 待测
NaOH固体部分潮解 偏高 偏高
配制
NaO
NaOH固体中含有不与酸反应的杂质 偏高 偏高
H
NaOH固体中含有与酸反应的杂质(NaCO) 偏高 偏高
标准 2 3
液 NaOH固体中含有与酸反应的杂质(NaO) 偏低 偏低
2
【核心题型例解】
高频考点一 影响水电离平衡的因素及结果判断
【例1】水的电离常数如图所示,下列说法错误的是A.曲线上的点都符合c(H+)•c(OH-)=K
w
B.图中温度:T>T
1 2
C.图中五点K 间的关系:B>C>A=D=E
w
D.若处在B点时,将0.005mol•L-1的硫酸溶液与由水电离的c(H+)=1.0×10-12mol•L-1的KOH溶液等体
积混合后,溶液显中性
【答案】D
【解析】曲线 a、曲线 b 代表不同温度下溶液中 H+和 OH-浓度的关系,故曲线上的点都符合
c(H+)•c(OH-)=K ,A正确;水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则水中c(H+)、c(OH−)及离子积常
w
数增大,根据图知,T 曲线上离子积常数大于T ,所以T >T ,B正确;水的离子积常数只与温度有关,
1 2 1 2
温度越高,离子积常数越大,同一曲线是相同温度,根据图知,温度高低点顺序是 B>C>A=D=E,所以
离子积常数大小顺序是 B>C>A=D=E,C 正确;B 点时,Kw=1×10−12,0.005mol•L-1 的硫酸中
c(H+)=0.01mol/L,由水电离的c(H+)=1.0×10-12mol•L-1的KOH溶液中c(OH−)=1mol/L,等体积混合碱剩余,
溶液呈碱性,D错误;故答案为D。
【方法技巧】正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上任意点的K 都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
w
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的K 不同,温度不同。
w
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定
得改变温度。
【变式探究】下图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是( )A.图中温度:T>T>T
3 2 1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.图中五点K 间的关系:E>D>A=B=C
w
D.C点可能是显酸性的盐溶液
【答案】D
【解析】水的电离吸热,升高温度促进电离,则水中c(H+)、c(OH-)及离子积常数均增大,根据图
知,离子积常数:T>T>T,所以温度:T>T>T,故A正确;水的离子积常数只与温度有关,温度越高,
3 2 1 3 2 1
离子积常数越大,同一曲线是相同温度,根据图知,温度高低点顺序是BD>A=B=C,故C正确;C点时,K =1×10-14,c(OH-)=1×10-6
w w
mol·L-1,溶液的pH=8,显碱性,故D错误。
【变式探究】 时,水的电离达到平衡: ,下列叙述正确的是
A.将水加热, 增大, 增大
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体, 增大
C.在蒸馏水中滴加浓 , 不变, 增大
D.向水中滴入少量 浓溶液,平衡逆向移动, 降低
【答案】B
【解析】将纯水加热,K 变大,pH变小,水仍呈中性,A错误;向水中加入少量固体硫酸氢钠,c
w
(H+)增大,抑制水的电离平衡,c(OH-)减小, 增大,B正确;K 随温度变化而变化,在蒸馏
w
水中滴加浓HSO ,温度升高, K 增大, 增大,C错误;向水中加入少量 浓溶液,平衡逆向
2 4 w
移动,c(H+)降低,c(OH-)增大,D错误;故选B。
高频考点二 水电离出的c(H+)或c(OH-)的定量计算【例2】在常温下,某柠檬水的 ,其中水电离的 为
A. B. C. D.无法确定
【答案】C
【解析】柠檬水溶液的pH是3,所以常温下柠檬水中氢氧根的浓度是
,水电离的氢离子和氢氧根浓度一样,所以水电离的氢离子是10-11。故选
C。
【方法技巧】水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25 ℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(2)酸或碱抑制水的电离,水电离出的c(H+)=c(OH-)<10-7 mol·L-1,当溶液中的c(H+)<10-7 mol·L
-1时就是水电离出的c(H+);当溶液中的c(H+)>10-7 mol·L-1时,就用10-14除以这个浓度即得到水电离
的c(H+)。
(3)可水解的盐促进水的电离,水电离的c(H+)或c(OH-)均大于10-7 mol·L-1。若给出的c(H+)>10-7
mol·L-1,即为水电离的c(H+);若给出的c(H+)<10-7 mol·L-1,就用10-14除以这个浓度即得水电离的c(H
+)。
【变式探究】25℃在等体积的①pH=0的HSO 溶液,②0.05mol·L-1的Ba(OH) 溶液,③pH=10的
2 4 2
NaS溶液,④pH=5的NH NO 溶液中,发生电离的水的物质的量之比是
2 4 3
A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×109
C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109
【答案】A
【解析】①中pH=0的HSO 中c(H+)=1.0 mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-14mol·L-1,水电离程度为1.0×10-
2 4
14mol·L-1;②中c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-13mol·L-1,水电离程度为1.0×10-13mol·L-1;③中
c(OH-)=1.0×10-4mol·L-1,水的电离程度为1.0×10-4mol·L-1;④中c(H+)=1.0×10-5mol·L-1,水的电离程度
为1.0×10-5mol·L-1;
故①②③④中水的电离程度之比为:1.0×10-14mol·L-1:1.0×10-13mol·L-1:1.0×10-4mol·L-1:1.0×10-
5mol·L-1=1:10:1010:109;答案选A。
高频考点三 pH的计算及其应用
【例3】(2022·浙江卷)已知25℃时二元酸HA的K =1.3×10-7,K =7.1×10-15。下列说法正确的是
2 a1 a2A.在等浓度的NaA、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
2
B.向0.1mol·L-1的HA溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则HA的电离度为0.013%
2 2
C.向HA溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
2
D.取pH=a的HA溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1
2
【答案】B
【解析】在等浓度的NaA、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,故
2
A错误;溶液中c(H+)=10-3mol/L,HA电离程度较小,溶液中c(HA)≈0.1mol/L,K =
2 2 a1
,c(HA-)=1.3×10-5mol/L,c(HA-)≈c(HA) ,则HA的电离度
2 电离 2
0.013%,故B正确;向HA溶液中加入NaOH溶液至pH=11,
2
,则c(A2-)20mL,VmL时(a点、b点),没有二氧化碳产生,则所发生的反应为碳酸氢根离子与氢
1 1
离子结合生成碳酸,离子方程式表示为:HCO -+H+=H CO,B项错误;根据pH-V(HCl)图,滴定分析时,
3 2 3
c点的pH在9左右,符合酚酞的指示范围,可用酚酞作指示剂;d点的pH在4左右,符合甲基橙的指示范
围,可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,C项正确;根据电荷守恒和物料守恒,则NaCO 中存在c(OH-)-
2 3
c(H+)=
2c(HCO)+c(HCO-),NaHCO 溶液中满足c(HCO)-c(CO2-)=c(OH-)-c(H+),D项错误;故选C。
2 3 3 3 2 3 3
【变式探究】用标准的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是
A.碱式滴定管未用标准溶液润洗
B.锥形瓶用蒸馏水洗过后未用未知浓度的盐酸润洗
C.用酚酞作指示剂,当观察到溶液由无色变为浅红色时立即停止滴定
D.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
【答案】C
【解析】碱式滴定管未用标准溶液润洗,则所用标准NaOH溶液的体积偏大,测定结果偏高,A不符
合题意;锥形瓶用蒸馏水洗过后未用未知浓度的盐酸润洗,对盐酸浓度的测定不产生影响,B不符合题
意;用酚酞作指示剂,当观察到溶液由无色变为浅红色时立即停止滴定,则有少量盐酸未被中和,所用标
准NaOH溶液的体积偏小,测定结果偏低,C符合题意;滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作
正确,则读出标准NaOH溶液的体积偏大,测定结果偏高,D不符合题意;故选C。
【方法技巧】中和滴定的误差分析方法
(1)依据公式c(待测)=来判断。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值,因此只需分析使得所耗标准液
体积V(标准)变大或变小的原因即可,V(标准)变大,则c(待测)偏高,V(标准)变小,则c(待测)偏低。(2)滴定管读数要领
以凹液面的最低点为基准(如图)
正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)
【变式探究】用0.1000 mol·L-1的标准盐酸滴定50.00 mL未知浓度的NaOH溶液的酸碱中和滴定实验
中,下列有关说法正确的是
A.用蒸馏水洗净酸式滴定管、锥形瓶后可分别直接注入标准盐酸和待测液NaOH溶液
B.滴定时左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视滴定管液面变化
C.此中和滴定实验的指示剂可采用酚酞,滴定终点的现象为:溶液由无色变为红色,且30 s内颜色
不变
D.若滴定前仰视读数、滴定后俯视读数,则所测NaOH溶液的浓度偏低
【答案】D
【解析】酸式滴定管需用标准盐酸润洗,否则会使标准溶液浓度因稀释而减小,引起滴定误差,A错
误;滴定时左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停地摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内液体颜色变化,B错
误;此中和滴定实验的指示剂可采用酚酞,滴定终点的现象为:溶液由粉红色变为无色,且30 s内颜色不
变,C错误;若滴定前仰视读数、滴定后俯视读数,所读标准液体积减少,故所测NaOH溶液的浓度偏
低,D正确;故答案为D。
高频考点五 滴定曲线分析
【例5】(2023·湖南卷第12题)常温下,用浓度为 的 标准溶液滴定浓度均为
的 和 的混合溶液,滴定过程中溶液的 随 ( )的变
化曲线如图所示。下列说法错误的是A. 约为
B. 点a:
C. 点b:
D. 水的电离程度:
【答案】D
【解析】NaOH溶液和HCl、CHCOOH混酸反应时,先与强酸反应,然后再与弱酸反应,由滴定曲线
3
可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CHCOOH未发生反应,溶质成分为NaCl
3
和CHCOOH;b点时NaOH溶液反应掉一半的CHCOOH,溶质成分为NaCl、CHCOOH和
3 3 3
CHCOONa;c点时NaOH溶液与CHCOOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CHCOONa;d点时NaOH
3 3 3
过量,溶质成分为NaCl、CHCOONa和NaOH,据此解答。由分析可知,a点时溶质成分为NaCl和
3
CHCOOH,c(CHCOOH)=0.0100mol/L,c(H+)=10-3.38mol/L, =
3 3
=10-4.76,故A正确;a点溶液为等浓度的NaCl和CHCOOH混合溶液,存在物料守恒关系
3
c(Na+)=c(Cl-)=c(CH COOH)+c(CH COO-),故B正确;点b溶液中含有NaCl及等浓度的CHCOOH和
3 3 3
CHCOONa,由于pH<7,溶液显酸性,说明CHCOOH的电离程度大于CHCOO-的水解程度,则
3 3 3
c(CHCOOH)d,故D错误;故选D。
【方法技巧】滴定曲线
1.强酸与强碱滴定过程中的pH曲线(以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸为例)
2.强酸(碱)滴定弱碱(酸)的pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度、等体积的盐酸、醋酸 盐酸滴定等浓度、等体积的氢氧化钠、氨水
的滴定曲线 的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强
碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱滴定强酸(强酸滴定强碱)的突跃点变化范围大于强碱滴定弱酸(强
酸滴定弱碱)的突跃点变化范围
【变式探究】 时,等体积两种一元酸 和 分别用等浓度的 溶液滴定,滴定曲线如图
所示。下列说法正确的是
A.起始浓度:
B.酸性:
C.用 溶液滴定 可用甲基橙作指示剂D.酸 的电离度 约为
【答案】D
【解析】由图中可以看出,滴定HA的终点pH=7,则HA是强酸,c(HA)=c(H+)=0.1mol/L,初始时,
HB的pH为3,而酸性 说明HB是弱酸,部分电离,故 ,A错误;由图中可
以看出,滴定达终点时, 消耗KOH的体积大,则表明c( )>c( ),而起始时pH( )>pH( ),
所以酸性 ,B错误;甲基橙变色范围为3.1—4.4,由图可知该pH范围内NaOH滴定HB未发生突
跃,不可用甲基橙作指示剂,C错误;HB是弱酸,部分电离,对应的pH=3,则电离部分c
电离
(HB)≈c(H+)=10-3mol/L,由图可知滴定等体积的两种酸时滴HB消耗的氢氧化钠是滴定HA的两倍,则c
初始
(HB)=2c(HA)≈0.2mol/L,则酸 的电离度= =0.5%,D正确;故选D。
高频考点六 酸碱中和滴定的拓展应用
【例6】次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠(C NOClNa)都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二
3 3 3 2
氯异氰尿酸钠。
(1)NaClO 溶液可由低温下将 Cl 缓慢通入 NaOH 溶液中而制得。制备 NaClO 的离子方程式为
2
____________________________;用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用,若在空气中暴露时
间过长且见光,将会导致消毒作用减弱,其原因是__________________________________________。
(2)二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质
品标准。实验检测原理为
C NOCl+H++2HO===C HNO+2HClO
3 3 3 2 3 3 3 3
HClO+2I-+H+===I +Cl-+HO
2 2
I+2SO===S O+2I-
2 2 4
准确称取1.120 0 g样品,用容量瓶配成250.0 mL溶液;取25.00 mL上述溶液于碘量瓶中,加入适量
稀硫酸和过量KI溶液,密封在暗处静置5 min;用0.100 0 mol·L-1 Na SO 标准溶液滴定至溶液呈微黄色,
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加入淀粉指示剂,继续滴定至终点,消耗NaSO 溶液20.00 mL。
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①通过计算判断该样品是否为优质品。
(写出计算过程,该样品的有效氯=
×100%)
②若在检测中加入稀硫酸的量过少,将导致样品的有效氯测定值________(填“偏高”或“偏低”)。【解析】(1)Cl 与NaOH反应生成NaCl、NaClO和HO。HClO的酸性弱于HCO,则NaClO溶液露
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置于空气中,与空气中CO 反应产生HClO,HClO见光易分解,故会导致消毒作用减弱。(2)①依据三个反
2
应得出关系式:C NOCl~2HClO~2I~4SO,根据NaSO 的消耗量,可以计算出测定中转化为HClO的
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氯的物质的量,进而得出氯元素的质量,再由有效氯的计算公式×100%,可计算出有效氯。②加入的稀硫
酸的量过少,则生成的I 少,消耗NaSO 的量减少,则计算出的HClO的量偏少,导致样品的有效氯测定
2 2 2 3
值偏低。
【答案】(1)Cl +2OH-===ClO-+Cl-+HO NaClO溶液吸收空气中的CO 后产生HClO,HClO见光
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分解
(2)①n(S O)=0.100 0 mol·L-1×0.020 00 L=2.000×10-3 mol
2
根据物质转换和电子得失守恒关系:C NOCl~2HClO~2I~4SO得n(Cl)=0.5n(S O)=1.000 ×10-3
3 3 3 2 2 2
mol
氯元素的质量:m(Cl)=1.000×10-3 mol×35.5 g·mol-1=0.035 50 g
该样品的有效氯为×2×100%≈63.39%
该样品的有效氯大于60%,故该样品为优质品
②偏低
【方法技巧】
1.氧化还原滴定法
(1)原理:以氧化剂(或还原剂)为滴定剂,直接滴定一些具有还原性(或氧化性)的物质。
(2)实例
①酸性KMnO 溶液滴定HC O 溶液
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原理 2MnO+6H++5HC O===10CO ↑+2Mn2++8HO
2 2 4 2 2
指示剂 酸性KMnO 溶液本身呈紫色,不用另外选择指示剂
4
当滴入最后一滴酸性KMnO 溶液后,溶液由无色变浅红色,且半分钟内不褪
终点判断 4
色,说明到达滴定终点
②Na SO 溶液滴定碘液
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原理 2NaSO+I===Na SO+2NaI
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指示剂 用淀粉作指示剂
当滴入最后一滴NaSO 溶液后,溶液的蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,
终点判断 2 2 3
说明到达滴定终点
2.沉淀滴定法
(1)概念:沉淀滴定法是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合条件
的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-浓度。(2)原理:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比
滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO 溶液滴定溶液中的Cl-的
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含量时常以CrO为指示剂,这是因为AgCl比Ag CrO 更难溶。
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