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专题10 化学反应原理(实验20~实验23)
实验20
中和反应热的测定
实验21
影响化学反应速率的因素
实验22
影响化学平衡的因素
实验23
电解质溶液
实验20 中和反应热的测定
【实验原理】通过测定一定量的酸、碱溶液在反应前后温度的变化,计算反应放出的热量,由此求得反应
热。
【实验装置】
【实验步骤】
①往小烧杯中加入50 mL 0.50 mol/L 的盐酸,并用温度计测量盐酸的温度,用水把温度计上的酸冲洗干
净。
②用量筒量取50 mL 0.55 mol/L 的NaOH 溶液,并用温度计测量其温度。
③将NaOH 溶液迅速倒入小烧杯中,盖好盖板,并用 环形玻璃搅拌棒 轻轻搅动溶液,
准确读取混合溶液的 最高温度 记为终止温度。
④重复实验2~3 次。
【实验数据处理】
①取三次测量所得数据的 平均值 作为计算依据。
②计算反应热ΔH
50mL 0.5mol/L 盐酸与50mL 0.55mol/L NaOH 溶液发生中和反应生成1mol H2O 时放出的热量为:
其中(m1+m2)表示溶液质量(单位:g);c 为比热容,c=4.18 J·(g·℃)-1;t1、t2分别为反应前、后的温度(单
位:℃);n(H2O)为反应生成的水的物质的量(单位:mol)。
【误差分析】
1
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若实验时有热量损失,所测中和热偏小,ΔH 偏大。求算出的中和热是否接近 kJ·mol-1,取决于溶液的浓
度、溶液的体积及温度的变化。引起中和热测定有较大误差的因素主要有:①溶液浓度不准确;②溶液量
取不准确;③隔热较差;④室温太低;⑤温度未读取到最高点等。
【注意事项】
①隔热层(碎泡沫塑料(或纸条))及杯盖的作用是 隔热保温,减少热量散失 。
②为保证酸、碱完全中和,常使 碱 稍稍过量。
③实验中若使用弱酸或弱碱,会使测得数值 偏小 。(弱酸、弱碱的电离吸热)
中和反应反应热测定实验的注意事项
①隔热关。如量热计保温层内隔热填充材料要填满,故泡沫塑料板和碎泡沫塑料(或纸条)的作用是保温;
盖板上的两孔只需要正好使温度计和环形玻璃棒通过即可;倒入NaOH 溶液要迅速,尽可能减少实验过程
中的热量损失。中和热测定实验时用环形玻璃搅拌棒搅拌溶液的方法是上下搅动,不能用金属丝搅拌棒代
替环形玻璃搅拌棒的理由是金属传热快,热量损失大。
②准确关。如配制溶液的浓度要准确;NaOH 溶液要新制;量取溶液体积时读数要准确;对温度计的读数
要读到最高点。为保证酸完全中和,采取的措施是若采用的酸、碱浓度相等,可采用碱体积稍过量。
③中和热是强酸强碱的稀溶液生成1 mol H2O 放出的热量,为57.3 kJ,弱酸弱碱电离时吸热,生成1 mol
H2O 时放出的热量小于57.3 kJ。若用浓硫酸发生中和反应生成1 mol H2O 时放出的热量大于57.3 kJ。
④计算时应注意单位的统一,且要注意数据的取舍,无效数据要舍去。
【典例1】
用50mL0.50mol/L 盐酸与50mL0.55mol/LNaOH 溶液进行中和热测定实验,下列说法正确的是
A.在测定中和热的过程中,需要测定并记录温度2 次
B.大烧杯上若不盖硬纸板,测得的中和热数值会偏小
C.用相同浓度和体积的氨水代替NaOH 溶液进行实验,测得的中和热数值会偏大
D.为防止液体溅出,酸碱混合时应将量筒中的溶液缓缓倒入烧杯中再慢慢搅拌
【典例2】
某实验小组用0.50 mol·L-1 NaOH 溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液进行反应热的测定,实验装置如图所示。
2
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(1)装置中碎泡沫塑料的作用是___________。
(2)写出该反应的热化学方程式[生成1 mol H2O(l)时的反应热为-57.3 kJ·mol-1]:___________。
(3)取50 mL NaOH 溶液和30 mL 硫酸溶液进行实验,实验数据如表所示。
①请填写表格中的空白:
温度
次数
起始温度t1/℃
终止温
度t2/℃
温度差平均
值(t2-t1)/℃
H2SO4
NaOH
平均值
1
26.2
26.0
26.1
30.1
___________
2
27.0
27.4
27.2
33.3
3
25.9
25.9
25.9
29.8
4
26.4
26.2
26.3
30.4
②近似认为0.50 mol·L-1 NaOH 溶液和0.50 mol·L-1硫酸溶液的密度都是1.0 g·mL-1,中和后生成溶液的比热
容c=4.18 J·(g·℃)-1.则生成1 mol H2O(l)时的反应热ΔH=___________(取小数点后一位)。
③上述实验数值结果与-57.3 kJ·mol-1有偏差,产生偏差的原因不可能是___________(填字母)。
a.实验装置保温、隔热效果差
b.量取NaOH 溶液的体积时仰视读数
c.分多次把NaOH 溶液倒入盛有硫酸的小烧杯中
d.用温度计测定NaOH 溶液起始温度后直接测定H2SO4溶液的温度
(4)若将一定量的稀氢氧化钠溶液、稀氢氧化钙溶液和稀氨水分别和1 L 1 mol·L-1的稀盐酸恰好完全反应,
其反应热分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则ΔH1、ΔH2、ΔH3的大小关系为___________。
1.某同学设计如图所示实验,探究反应中的能量变化。
3
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下列判断正确的是( )
A.由实验可知,(a)、(b)、(c)所涉及的反应都是放热反应
B.将实验(a)中的铝片更换为等质量的铝粉后释放出的热量有所增加
C.实验(c)中将玻璃搅拌器改为铁质搅拌器对实验结果没有影响
D.若用NaOH 固体测定中和反应反应热,则测定结果偏高
2.用如图所示的装置测定中和反应反应热。
实验药品:100mL0.50mol/L 盐酸、50mL0.55mol/LNaOH 溶液、50mL0.50mol/L 氨水。
已知弱碱电离时吸热。回答下列问题。
(1)从实验装置上看,还缺少 ,其能否用铜质材料替代? (填“能”或“不能”),理由是 。
(2)装置中隔热层的作用是 。
(3)将浓度为
的酸溶液和
的碱溶液各50mL 混合(溶液密度均为
),生成的溶
液的比热容
,测得温度如下:
反应物
起始温度
℃
最高温度
℃
甲组(HCl+NaOH)
15.0
18.3
乙组(
)
15.0
18.1
①两组实验结果存在差异的原因是 。
②
的
(保留一位小数)。
③某同学利用上述装置重新做甲组实验,测得反应热
偏大,则可能的原因是 (填序号)。
A.测完盐酸的温度直接测NaOH 溶液温度 B.做该实验时室温较高
4
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C.杯盖未盖严 D.NaOH 溶液一次性迅速倒入
④若实验中若改用60mL0.50mol/L 的盐酸与50mL0.55mol/L 的氢氧化钠溶液进行反应,与上述实验相比,
所放出的热量 (填“相等”“不相等”),若实验操作均正确,则所求中和热 (填“相等”“不相
等”)。
3.NaOH 溶液可用于中和反应反应热测定和酸碱中和滴定实验中。回答下列问题:
(1)在实验室中进行中和反应反应热测定和中和滴定实验时,一定没有用到的仪器是 (填字母,下同)。
(2)下列有关中和滴定的操作:a.用标准液润洗滴定管;b.往滴定管内注入标准溶液;c.检查滴定管是
否漏水;d.开始滴定;e.滴加指示剂于待测液中。正确的操作顺序是 。
(3)用标准NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列操作可能会导致所测盐酸的物质的量浓度偏低的是
_____。
A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,直接注入标准浓度的NaOH 溶液
B.碱式滴定管尖端滴定前无气泡,滴定后有气泡
C.记录消耗的碱液,滴定前平视读数,滴定后仰视读数
D.锥形瓶未用待测盐酸润洗
(4)某实验小组用0.55mol·L-1的NaOH 溶液和0.25mol·L-1的H2SO4溶液进行中和反应反应热的测定。取
50mLNaOH 溶液和50mLH2SO4溶液在 (填仪器名称)中进行实验。数据如下:
实验次数
起始温度T1/C
终止温度T2/°C
H2SO4
NaOH
平均值
25.1
26.3
25.3
26.3
1
25.2
25.0
28.5
2
26.2
26.4
32.5
3
25.3
25.3
28.8
4
26.1
26.5
29.6
近似认为50mL0.55mol·L-1NaOH 溶液和50mL0.25mol·L-1H2SO4溶液的密度都是1g·mL-1,中和后生成溶液
的比热容c=4.18J·g-1·℃-1,则测得中和反应反应热(生成1molH2O) ΔH= kJ・mol-1(精确到小数点后一
位)。
(5)常温下,在25.00mL 氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2000mol·L-1的醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
5
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①该氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 mol·L-1。
②若所加入的酸为0.2000mol·L-1的盐酸,则D 点时溶液的c(H+)= mol·L-1。
实验21 影响化学反应速率的因素
(1)实验Ⅰ:定性探究影响化学反应速率的外界因素
实验原理
Na2S2O3+H2SO4===Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O
2H2O2=====2H2O+O2↑
实验方案设计
影响因素
实验步骤
实验现象
实验结论
浓度
均出现浑浊,但后者出
现浑浊更快
增大浓度,化学反
应速率增大
温度
混合后均出现浑浊,但
70 ℃热水一组首先出现
浑浊
升高温度,化学反
应速率增大
催化剂
前者无明显现象,后者
出现大量气泡
催化剂能加快化学
反应速率
6
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(2)实验Ⅱ:反应速率的定量测定和比较
实验步骤 ①取一套装置(如图所示),加入40 mL 1 mol·L-1的硫酸和锌粒,测量收集10 mL H2所需的时
间。
②取另一套装置,加入40 mL 4 mol·L-1的硫酸和锌粒,测量收集10 mL H2所需的时间。
实验现象 锌与稀硫酸反应产生气泡(写现象),收集10 mL 气体,②所用时间比①所用时间短。
实验结果
加入试剂
反应时间
(填“长”或“短”)
反应速率
(填“快”或“慢”)
40 mL 1 mol·L-1硫酸
长
慢
40 mL 4 mol·L-1硫酸
短
快
实验结论 4 mol·L-1硫酸与锌反应比1 mol·L-1硫酸与锌反应的速率快。
注意事项 ①锌的颗粒(即表面积)大小基本相同;②40 mL 的稀硫酸要迅速加入;③装置气密性良好,且
计时要迅速准确;④气体收集可以用排水量气装置(如图所示)代替。
实验讨论 除本实验测定反应速率的方法外,可行的方案还有(至少填两种):
①测定一定时间内产生的
H 2的体积;
②测定一段时间内
H + 的浓度变化
;
③测定一段时间内锌粒的质量变化。
警惕外界因素对化学反应速率影响的5 大误区
(1)误认为随着化学反应的进行,化学反应速率一定逐渐减小。其实不一定,因为反应速率不仅受浓度影
响,而且受温度影响,一般会先增大后减小。
(2)误用某物质的物质的量代替物质的量浓度计算化学反应速率。速率大小比较时易忽视各物质的反应速率
的单位是否一致,单位书写是否正确。
(3)误认为纯固体和纯液体不会改变化学反应速率。实际上不能用纯固体和纯液体物质的变化表示化学反应
速率,但若将固体的颗粒变小(增大固体的接触面积)则化学反应速率会加快。
(4)误认为只要增大压强,化学反应速率一定增大。实际上反应在密闭固定容积的容器中进行,若充入氦气
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(或不参与反应的气体),压强增大,但参与反应的各物质的浓度不变,反应速率不变;若反应在密闭容积
可变的容器中进行,充入氦气(或不参与反应的气体)而保持压强不变,容器体积增大,各组分浓度减小,
反应速率减小。
(5)误认为温度、压强等条件的改变对正、逆反应速率影响不一致。如认为升温既然使化学平衡向吸热方向
移动,则对于放热反应,升温时,逆反应速率增大,而正反应速率减小。其实不然,温度升高,正、逆反
应速率都增大,只是吸热反应方向速率增大程度大;同理,降温会使吸热反应方向速率减小程度大,而导
致化学平衡向放热方向移动。
【典例1】
化学反应的速率是通过实验测定的。下列说法错误的是
A.酸性KMnO4溶液和H2C2O4溶液反应,可以通过记录溶液褪色时间来测定反应速率
B.锌与稀硫酸反应,可以通过测量一定时间内产生的H2体积来计算反应速率
C.可以依靠科学仪器测量光的吸收、光的发射、导电能力等来测定反应速率
D.恒温恒容条件下发生反应:
,可以通过测量单位时间内压强的变
化来测定反应速率
【典例2】
用酸性KMnO4和H2C2O4(草酸)反应研究影响反应速率的因素,离子方程式为:2
+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。一实验小组欲通过测定。单位时间内生成CO2的速率,探究某种影
响化学反应速率的因素,设计实验方案如图1 所示(KMnO4溶液已酸化):
图1
实验序号
A 溶液
B 溶液
①
20mL 0.1mol•L-1H2C2O4溶液
30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液
②
20mL 0.2mol•L-1H2C2O4溶液
30mL 0.01mol•L-1KMnO4溶液
(1)该实验探究的是_______因素对化学反应速率的影响。相同时间内针筒中所得CO2的体积大小关系是
①_______②(填“>”、“<”或“=”)。
(2)若实验①在2min 末收集了4.48mL CO2(标准状况下),则在2min 末,c(
)=_______mol•L-1(假设混合
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溶液体积为50mL)
(3)除通过测定一定时间内CO2的体积来比较反应速率,本实验还可通过测定_______来比较化学反应速
率。
(4)小组同学发现反应速率总是如图2,其中t1~t2时间内速率变快的主要原因可能是:①产物Mn2+是反应的
催化剂、②_______。
图2
1.某学生设计下列装置测定锌粒与一定浓度的盐酸反应的速率(用HCl 的浓度变化表示平均反应速率),下
列对该装置的评价错误的是
A.实验还需要计时器——秒表
B.加入的盐酸会造成测定的反应速率偏大
C.测定数据为一定时间内量筒中气体体积或量筒中收集一定体积气体所需要的时间
D.盐酸应慢慢滴加,以减小HCl 挥发造成的实验误差
2.下列实验设计不能达到实验目的的是
选项
实验目的
实验设计
A
验证牺牲阳
极的阴极保
护法
用Fe 作被保护电极、Zn 作辅助电极,以经过酸化的3%NaCl 溶液作电解质溶液,
连接成原电池装置。一段时间后,取Fe 电极区域的少量溶液于洁净试管中,滴加
黄色
溶液
B
探究氯气与
氢气的反应
在空气中点燃氢气,然后把导管缓缓伸入盛满氯气的集气瓶中
C
制备乙酸乙
酯
在一支试管中加入2mL 浓硫酸,然后边振荡试管边缓慢加入2mL 乙醇和3mL 乙
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酸,连接好装置,加热,将产生的蒸气经导管通到饱和
溶液的液面下
D
探究浓度对
化学反应速
率的影响
取编号为①、②的两支试管,各加入4mL
的酸性KMnO4溶液,然后向
①试管中加入2mL
的
溶液;向②试管中加入2mL
的
溶液,分别记录溶液褪色所需的时间
3.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
实验操作
实验目的
A
分别称取2g
与
于盛有10mL 水的两支试管中,充分溶
解,用
计测定两溶液的
比较
与
的的水解程度
B
向两支均盛有2mL5%的
溶液的试管中,分别加入1mL
的
溶液和1mL
的
溶液
探究不同催化剂对反应速
率的影响
C
向两支均盛有5mL
的
溶液的试管中,分别滴加2mL5%
和22mL15%的
溶液
探究浓度对反应速率的影
响
D
向2mL10%的
溶液中加入5 滴5%的
溶液
配制用于检验醛基的
悬浊液
4.某化学小组欲测定
与
反应的化学反应速率,并探究影响其化学反应速率的因素,请回答
下列问题:
Ⅰ.该小组同学设计了3 组实验,探究影响化学反应速率的部分因素,具体情况如表所示.
实验编
号
加入
溶液的体
积
加入
溶液的体
积
加入水的体积
反应温
度
1
10
10
0
2
10
5
a
3
10
10
0
(1)表中
,通过实验1 和实验3 可探究 对化学反应速率的影响.
(2)写出
与
反应的离子方程式:
Ⅱ.该小组同学依据实验1 的条件进行反应并测定其化学反应速率,所得数据如图所示.
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(3)该反应在
的化学反应速率
为 .
分析实验数据发现,反应过程中该反应的化学反应速率先增大后减小,探究化学反应速率先增大的原因,
具体情况如表所示.
方案
假设
实验操作
1
该反应放热,使溶液温度升
高,化学反应速率加快
向烧杯中加入
溶液和
溶液,_________________
2
取
溶液加入烧杯中,向其中加入少量
固
体,再加入
溶液.
(4)补全方案1 中的实验操作 。
(5)方案2 中的假设为 .
(6)除方案1、2 中的假设外,还可提出的假设是 .
(7)反应后期化学反应速率减小的原因是 .
实验22 影响化学平衡的因素
1.实验探究浓度对化学平衡的影响
原理
Fe3++3SCN-
Fe(SCN)3
浅黄色 无色 红色
实验
步骤
现象
a 试管中溶液呈红色,b 试管溶液红色变浅,c 试管中溶液红色变深
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实验
结论
增大c(Fe3+)或c(SCN-)后,化学平衡均向正反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度均增大,
溶液红色加深;滴加少量铁粉,由于Fe+2Fe3+===3Fe2+,使Fe3+的浓度减小,化学
平衡向逆反应方向移动,Fe(SCN)3的浓度减小,溶液红色变浅。
2.实验探究压强对化学平衡的影响
实验
原理
N2O4(g)
2NO2(g)(红棕色) Δνg>0
实验
操作
用三支相同的50 mL 注射器均抽入20 mL NO2和N2O4混合气体,将细管端用橡胶塞封闭
将第二支针筒活塞迅速推至10 mL 处(体积减
小,压强增大)
将第三支针筒活塞迅速拉至 40 mL 处(体积
增大,压强减小)
实验
现象
气体颜色先变深,后变浅,最终比原来深
气体颜色先变浅,后变深,最终比原来浅
实验
结论
压强增大,体积减小时,c(NO2)变大后又减
小,平衡向左移动
压强减小,体积增大时,c(NO2)减小后又增
大,平衡向右移动
3.实验探究温度对化学平衡的影响
实验原理
2NO2(g)
N2O4(g) ΔH=-56.9 kJ·mol-1
红棕色 无色
实验
步骤
实验现象
热水中混合气体颜色加深;冰水中混合气体颜色变浅
实验
结论
混合气体受热颜色加深,说明NO2浓度增大,即平衡向逆反应方向移动;混合气体被
冷却时颜色变浅,说明NO2 浓度减小,即平衡向正反应方向移动
【典例1】
已知2NO2(g)⇌N2O4(g),用如图针筒装入一定量的NO2和N2O4并进行如下实验。下列说法正确的是
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A.初态到末态颜色变浅,平衡正向移动
B.平均摩尔质量:末态大于初态
C.c(NO2):初态比末态2 倍稍大
D.初态到末态n(N2O4)减小
【典例2】
某小组同学利用如下实验探究平衡移动原理。
实验1:
实验2:
已知:
ⅰ.
。
ⅱ.
溶液为无色。
下列说法正确的是
A.结合实验1 和2,推测ⅰ中反应是放热反应
B.①中滴加浓盐酸,增大了
,导致Q>K,ⅰ中平衡正向移动
C.②中加水,溶液变红,说明平衡逆向移动,
的浓度增大
D.③中加入
,溶液变红,推测
与
形成了配合物
1.根据下列实验操作和现象,所得结论正确的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
向2mL 黄色
溶液中滴加浓的维生素C 溶液,
维生素C 具有还原性
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溶液颜色变绿
B
压缩装有
、I2、HI 混合气体(己达平衡)的容器,气体颜色加深
平衡向生成
的方向移
动
C
向含有
和
的悬浊液中滴加几滴
溶液,生成黑色沉淀
D
向酸催化后的淀粉水解液中加入适量的银氨溶液,水浴加热未观察到
银镜
淀粉未水解成葡萄糖
2.由下列实验操作和现象得出的结论正确的是( )
选项
实验操作或装置
实验现象
结论
A
将1mL 2mol/L 的KI 溶液与10mL
1mol/L FeCl3溶液混合充分反应后
滴加KSCN 溶液
溶液颜色变红
KI 与FeCl3的反应具有可逆性
B
热水中烧瓶内颜色变
深,冰水中烧瓶内颜
色变浅
说明2NO2 (g)
N2O4(g)是吸
热反应
C
将铁片投入浓硫酸中
无明显变化
常温下铁不与浓硫酸反应
D
向FeCl3溶液中滴入几滴30%的
H2O2溶液
有气体产生,试管温
度上升
Fe3+能催化H2O2分解,该分解
反应为放热反应
3.某实验小组探究酸对
平衡的影响。将
溶液(接近无色)和
溶液等体积混合,得到红色溶液,取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。下
列结论错误的是
实验a:
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实验b:
查阅资料:
(黄色);
(无色)
A.
、
、
都较难电离出铁离子
B.现象
中使溶液呈橙色的微粒可能是
和
C.三种离子
、
、
中的配位键最强的是
D.改变
或
,
平衡会发生移动
实验23 电解质溶液
一、实验探究盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,比较它们pH 的大小,试验其导电能力,并分别与等量镁条反
应。观察、比较并记录现象。
酸
0.1 mol·L-1盐酸
0.1 mol·L-1醋酸
pH
较小
较大
导电能力
较强
较弱
与镁条反应的现象
产生无色气泡较快
产生无色气泡较慢
实验结论
实验表明盐酸中c(H+)更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度
二、溶液酸碱性的测量
1.pH 试纸:
广泛pH 试纸:可以识别pH 差值约为1;
精密pH 试纸:可以精确到小数点后一位。
使用方法:取一小片pH 试纸放在干燥、洁净的玻璃片(或表面皿)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液
滴在试纸的中部,试纸变色后,立即与标准比色卡对照比色,读出数值,确定溶液的pH。
【注意】pH 试纸使用前不能润湿,会造成对待测液的稀释;广泛pH 试纸读数只能是整数。
2.pH 计:
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pH 计精确度高,可直接从仪器中读数。
三、酸碱中和滴定
1.原理:
(1)含义:酸碱中和滴定是依据 中和 反应,用 已知浓度的酸
( 或碱
)
来测定 未知浓度的碱
( 或酸
)
的方法。
(2)原理:
中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即c(H+)·V 酸=c(OH-)·V 碱
c(H+)=或c(OH-)=。
2.主要仪器及使用:
(1)仪器
(2)滴定管的结构及使用方法
项目
具体结构或操作
构造
“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度
精确度
读数可以读到
0.01
mL
检漏
检查滴定管活塞是否漏水
润洗
加入反应液之前,滴定管要用所要盛装的溶液润洗2~3 次
装液
将反应液加入相应的滴定管中,使液面位于“0”刻度线以上2~3 mL
排气泡
滴定前排出尖嘴处的气泡
调液面
调节活塞,使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下的某刻度,并记录读取数
值
【注意】
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滴定管的“0”刻度在最上面,越往下数值越大,因为下端有一部分没有刻度,所以滴定管的实际容积大于
它的标定容积。滴定管读数时要精确到0.01mL。注意量筒与滴定管的区别。
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→排气泡→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
左手滴,右手摇,眼睛 注视锥形瓶内溶液颜色变化 。
(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.酸碱滴定曲线:
以滴加 酸
( 或碱
) 的量
为横坐标,以溶液
pH
为纵坐标绘出一条溶液pH 随酸(或碱)的滴加量而变化的
曲线。如图所示为用0.100 0 mol·L-1 NaOH 溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1 HCl 溶液过程中的pH 变化
曲线。
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由曲线可以看出,在酸、碱中和滴定过程中,溶液的pH 在接近滴定终点时有一个突变过程,在此范围
内,滴加很少的酸(或碱),溶液的pH 就有很大的变化,能使指示剂的颜色变化明显,有利于确定滴定终
点。
四、实验探究沉淀的溶解和转化
1.沉淀的溶解
(1)原理:
对于在水中难溶的电解质,如果不断__移去__平衡体系中的相应离子,使平衡向__沉淀溶解__的方向进
行,从而使沉淀溶解。
例如CaCO3溶于盐酸的过程:
分析:CO2气体逸出,__c (CO
) __不断减小,离子积Q(CaCO3)__<__Ksp(CaCO3),导致平衡向__沉淀溶解__
的方向移动。
溶解的离子方程式:__CaCO3+
2H
+ ==
=Ca
2 + +
CO
2↑ +
H 2O__。
(2)实验探究:
实验
操作
实验
现象
__无明显现象__
__固体逐渐溶解__
实验
分析
__Mg(OH)2难溶于水__
__Mg(OH)2在水中存在溶解平
衡,加入盐酸使
c (OH
- ) 减小,
溶解平衡向沉淀溶解的方向移
动__
反应离子
方程式
__Mg(OH)2+
2H
+ ==
=Mg
2 + +
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2H2O__
2.沉淀的转化
(1)Ag+沉淀转化的实验探究。
实验
步骤
实验
现象
A 中产生__白色沉淀__,B 中变为__黄色沉淀__,C 中变为__黑色沉淀__
离子方
程式
试管A:__Ag
+ +
Cl
- ==
=AgCl↓
__
试管B:__AgCl
+
I - ==
=AgI↓
+
Cl
- __
试管C:__2AgI
+
S
2 - ==
=Ag
2S↓
+
2I
- __
实验
分析
Ksp(AgCl)__>__Ksp(AgI)__>__Ksp(Ag2S)
(2)Mg(OH)2与Fe(OH)3转化的实验探究。
实验
步骤
实验
现象
①中产生__白色沉淀__,②中变为__红褐色沉淀__
离子方
程式
试管①:__Mg
2 + +
2OH
- ==
=Mg(OH)
2↓__,试管②:__3Mg(OH)2(s)
+
2Fe
3
+ (aq)
==
=3Mg
2 + +
(aq)
+
2Fe(OH)
3(s)__
实验
分析
Ksp[Mg(OH)2]__>__Ksp[Fe(OH)3]
1.强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
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概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液
中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①多数盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO
等;
②弱碱,如NH3·H2O 等;
③水
【注意】(1)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O 等电
解质导电,不是其本身电离出离子,故应为非电解质。
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电
解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O 等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
(3)溶液的导电能力与电解质的强弱无关。溶液的导电能力取决于溶液的离子浓度和离子所带的电荷,
与电解质的强弱无关。
2.酸碱中和滴定实验问题探究
(1)酸碱恰好完全反应的点与滴定终点是否相同?
不相同。酸碱恰好完全反应是指酸与碱按照化学计量数恰好完全反应,酸和碱都不剩余,此时溶液可能为
中性,也可能为酸性或碱性;而滴定终点是指指示剂颜色恰好变化的点,二者不相同。酸碱恰好完全反应
的点与滴定终点特别接近,在一般科学研究中不会造成大的误差。
(2)在酸碱中和滴定实验中,标准液的浓度是越大越好还是越小越好?
标准液的浓度一般为0.100 0 mol·L-1为宜。浓度太大,易引起较大误差;浓度太小,所需标准液体积太
大,不易操作。
(3)用盐酸滴定氨水(氯化铵溶液显酸性),选什么作指示剂?怎样描述滴定终点?
可选择甲基橙作指示剂。滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内颜色不再变化,则达到
滴定终点。
指示剂的选择与颜色变化
滴定种类
选用的
指示剂
滴定终点
颜色变化
指示剂
用量
滴定终点
判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
2~3 滴
当指示剂刚好变色
并在半分钟内不恢
复原色,即认为达
到滴定终点
强碱滴定强酸
酚酞
无色→浅红色
强碱滴定弱酸
酚酞
无色→粉红色
强酸滴定弱碱
甲基橙
黄色→橙色
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弱碱滴定强酸
红色→橙色
3.酸碱中和滴定误差分析问题探究
(1)误差分析依据:分析误差要根据计算式:c 待测=,当用标准液滴定待测液时,c 标准、V 待测均为定值,
c 待测的大小由V 标准的大小决定。
(2)误差分析:
(以NaOH 标准溶液滴定一定体积的待测HCl 为例)
操作及读数
误差分析
仪器的洗涤或润洗
未用标准液润洗滴定管
偏高
未用待测液润洗移液管或所用的滴定管
偏低
用待测液润洗锥形瓶
偏高
洗涤后锥形瓶未干燥
无影响
滴定时溅落液体
标准液漏滴在锥形瓶外一滴
偏高
待测液溅出锥形瓶外一滴
偏低
将移液管下部的残留液吹入锥形瓶
偏高
尖嘴处有气泡
滴前有气泡,滴后无气泡
偏高
读数不正确
滴前仰视,滴后平视
偏低
滴前平视,滴后仰视
偏高
滴前仰视,滴后俯视
偏低
到达终点后,滴定管尖嘴处悬一滴标准
液
偏高
【典例1】
一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释,溶液的导电能力变化如图所示,下列说法中,正确的是
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A.a、b、c 三点醋酸的电离程度:c<a<b
B.a、b、c 三点醋酸电离平衡常数:c<a<b
C.a、b、c 三点溶液中的c(H+):c<a<b
D.a、b、c 三点溶液用1mol/L 氢氧化钠溶液中和,消耗氢氧化钠溶液体积:c<a<b
【典例2】
用pH 试纸测定溶液的pH,下列叙述正确的是
A.测得某浓度的NaClO 溶液的pH 为10
B.常温下测得NH4Cl 溶液pH 约为4.1
C.用湿润的pH 试纸测pH 相同的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是盐酸
D.在试管内放入少量溶液并煮沸,把pH 试纸放在管口观察其颜色并与标准比色卡比较
【典例3】
用酚酞作指示剂,以0.100 mol·L-1的NaOH 溶液测定锥形瓶中一定体积的盐酸的物质的量浓度。下列操作
将导致测定值高于实际值的是( C )
A.标准液在“0”刻度线以上,未予调整就开始滴定
B.滴定过程中振荡时,锥形瓶中有液滴溅出
C.观察记录滴定管内液面刻度时滴定前俯视,滴定后仰视
D.酚酞指示剂由无色变为红色时立即停止滴定
【典例4】
下图是用0.1000mol/L 的盐酸滴定某未知浓度的NaOH 溶液的示意图和某次滴定前、后盛放盐酸的滴定管
中液面的位置。
请回答下列问题;
(1)仪器A 的名称是___________。
(2)盐酸的体积读数:滴定前读数为___________mL。
(3)某实验小组同学的三次实验的实验数据如下表所示。根据表中数据计算出标准溶液盐酸的平均体积为
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___________,待测NaOH 溶液的平均浓度是___________mol/L(保留四位有效数字)
实验编号
待测NaOH 溶液
的体积/mL
滴定前盐酸的体
积读数/mL
滴定后盐酸的
体积读数/mL
1
20.00
1.20
23.22
2
20.00
1.21
29.21
3
20.00
1.50
23.48
(4)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”“偏高”或“偏低”):
①取待测液的滴定管,取液前滴定管尖端有气泡,取液后气泡消失,对测定结果的影响是___________;
②若滴定前前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是___________;
③标准液读数时,若滴定前俯视,滴定后仰视,对测定结果的影响是___________。
1.常温下,关于pH=2 的盐酸和0.01mol/L 的醋酸溶液,下列说法正确的是
A.相同条件下,相同体积的两溶液分别与足量的锌充分反应,所得的气体体积相同
B.相同体积的两溶液均用水稀释100 倍后,盐酸的pH 比醋酸的大
C.相同条件下,取同体积两溶液进行导电性实验,灯泡的亮度相同
D.用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性,则c(CH3COO-)=c(Cl-)
2.下列说法不正确的是
A.容量瓶、分液漏斗、滴定管使用前均要检漏
B.pH 计可用于酸碱中和滴定终点的判断
C.用酸式滴定管量取18.20 mL Na2SiO3溶液
D.用简易量热计测反应热时需要用到环形玻璃搅拌棒
3.下列有关实验操作的说法错误的是
A.中和滴定时盛待测液的锥形瓶中有少量水对滴定结果无影响
B.在酸碱中和滴定实验中,滴定管使用前应润洗
C.滴定时,左手控制滴定管活塞,右手握持锥形瓶边滴边振荡,眼睛注视滴定管中的液面
D.称量时,称量物放在称量纸上或烧杯内,置于托盘天平的左盘,砝码放在托盘天平的右盘
4.下列实验操作正确的是
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A.用图1 装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
B.如图2 所示,记录滴定终点读数为19.90 mL
C.中和滴定时,选用图3 滴定管盛装NaOH 标准溶液
D.为了减小误差,可选用滴定管量取一定体积的溶液
5.使用酸碱中和滴定的方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH 溶液,下列操作会使测
定结果偏高的是( )
①用量筒量取浓盐酸配制0.01 mol·L-1稀盐酸时,量筒用蒸馏水洗净后未经干燥直接量取浓盐酸
②配制稀盐酸定容时,俯视容量瓶刻度线
③滴定结束时,读数后发现滴定管下端尖嘴处悬挂有一滴液滴
④滴定过程中用少量蒸馏水将锥形瓶内壁附着的盐酸冲下
A.①③
B.②④
C.②③④
D.①②③④
6.下列实验操作规范且能达到实验目的的是
A.①装置用于制备无水乙醇
B.②装置A 中的澄清石灰水变浑浊可证明NaHCO3更易分解
C.③装置测定NaOH 溶液的浓度
D.④装置所示实验过程中白色沉淀转化成红褐色沉淀,可证明Fe(OH)3更难溶
7.化学是以实验为基础的科学。下列实验操作或做法正确且能达到目的的是
选项
操作或做法
目的
A
向2 支盛有5mL 不同浓度NaHSO4溶液的试管中同时加入
2mL5%H2O2溶液,观察实验现象
探究浓度对化学反应速率的影响
B
向盛有2mL 黄色氯化铁溶液的试管中滴加浓的维生素C 溶
探究维生素C 的还原性
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液,观察颜色变化
C
用玻璃棒蘸取CH3COONa 溶液点到湿润的pH 试纸中间
测CH3COONa 溶液的pH 值
D
向50mL 酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为
30.00mL 后,将剩余盐酸放入锥形瓶
取20.00mL 盐酸
8.Ⅰ.甲、乙两同学拟用实验确定某酸HA 是弱电解质。他们的方案分别是:
甲:①称取一定质量的HA 配制 0.1mol/L 的溶液100 mL;
②用pH 试纸测出该溶液的pH,即可证明HA 是弱电解质。
乙:①用已知物质的量浓度的HA 溶液、盐酸,分别配制pH=1 的两种酸溶液各100 mL;
②分别取这两种溶液各10 mL,加水稀释为100 mL;
③各取相同体积的两种稀释液装入两个试管,同时加入纯度相同的足量锌粒,观察现象,即可证明HA 是
弱电解质。
(1) 在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是___________ ;
(2) 甲方案中,说明HA 是弱电质的理由是测得溶液的pH___________1 (选填>,<,=);在pH 测定过程
中,若事先将pH 试纸用蒸馏水润湿,则所测的pH 值将 ___________ (填“增大”、“减小”或“无变
化”);
(3) 乙方案中,说明HA 是弱电解质的现象是___________。
Ⅱ.水是一种极弱的电解质,其电离平衡曲线如下图所示。
(1) 若以A 点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度, 当温度升到100℃时,水的电离平衡状态到B 点,
则此时水的离子积为___________;
(2) 在100℃下,0.01mol/L NaOH 溶液中,c(H+)为___________;
(3) 在100℃下,将pH=8 的Ba(OH)2溶液与pH=4 的稀盐酸以11 :9 的体积混合,则在该温度下混合之后
的pH 为___________。
9.某种胃药的有效成分为碳酸钙,测定其中碳酸钙含量的操作如下(设该药片中的其他成分不与盐酸或氢
氧化钠反应)
①配制0.10mol/L 稀盐酸和0.10mol/LNaOH 溶液;
②用一粒研碎后的药片(0.10g)中加入2.0mL 蒸馏水;
③用0.10mol/LNaOH 溶液中和过量稀盐酸,记录所消耗NaOH 溶液的体积;
④加入25.00mL0.10mol/L 稀盐酸。
请回答下到问题:
(1)正确操作顺序是_______(填序号)。
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(2)测定过程中发生反应的离子方程式为_______。
(3)该测定实验共进行4 次。实验室现有50mL、100mL、250mL、500mL4 种规格的容量瓶,则配制盐酸度
选用的容量瓶的规格为_______,理由是_______。
(4)某同学次测定所消耗的NaOH 溶液的体积如下:
测定次数
第1 次
第2 次
第3 次
第4 次
V[NaOH(aq)]mL
17.00
12.90
13.10
13.00
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