2021年高考化学总复习第八章《水溶液中的离子平衡》专题突破29氧化还原滴定
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盐类的水解(2)含解析李仕才1.(2017年高考·课标全国卷Ⅰ)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。
下列叙述错误的是()A.K a2(H2X)的数量级为10-6B.曲线N表示pH与lg 错误!的变化关系C.NaHX溶液中c(H+)〉c(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)〉c(HX-)〉c(X2-)〉c(OH-)=c(H+)解析:H2X的电离方程式为H2X H++HX-,HX-H++X2-。
当错误!=错误!=1时,即横坐标为0.0时,K a1=c(H+),K a2=c′(H+),因为K a1〉K a2,故c(H+)〉c′(H+),即pH<pH′,结合图像知,曲线N代表第一步电离,曲线M代表第二步电离,K a2≈10-5.4,A项正确;由上述分析知,B项正确;选择曲线M分析,当NaHX、Na2X浓度相等时,溶液pH约为5.4,溶液呈酸性,所以,NaHX溶液中c(H+)〉c(OH-),C项正确;电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH -)+c(HX-)+2c(X2-),中性溶液中存在c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),假设c(HX-)=c(X2-)或c(HX-)〉c(X2-)(见C项分析),则溶液一定呈酸性,故中性溶液中c(HX-)<c(X2-),D项错误。
专题突破练九水溶液中的离子平衡一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.(2021河北选考模拟)醋酸为一元弱酸,25 ℃时,其电离常数K a=1.75×10-5。
下列说法错误的是( )A.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH在2~3范围内B.CH3COONa溶液中,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)C.将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,其电离常数和均不变D.等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液混合后,溶液pH>7,且c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)2.(2021广东选考模拟)叠氮酸(HN3)与NaOH溶液反应生成NaN3。
已知NaN3溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )A.0.01 mol·L-1 HN3溶液的pH=2B.HN3溶液的pH随温度升高而减小C.NaN3的电离方程式:NaN3Na++3D.0.01 mol·L-1 NaN3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c()+c(HN3)3.(2021河北邯郸模拟)工业上向锅炉里注入Na2CO3溶液浸泡,将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,而后用盐酸去除。
下列叙述不正确的是( )A.温度升高,Na2CO3溶液的K W和c(OH-)均会增大B.沉淀转化的离子方程式为C(aq)+CaSO4(s)CaCO3(s)+S(aq)C.盐酸中CaCO3的溶解性大于CaSO4D.Na2CO3溶液遇CO2后,阴离子浓度均减小4.(2021湖南浏阳模拟)25 ℃时,改变0.1 mol·L-1弱酸RCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH分子的物质的量分数δ(RCOOH)随之改变[已知δ(RCOOH)=],甲酸(HCOOH)与丙酸(CH3CH2COOH)溶液中δ(RCOOH)与pH的关系如图所示。
8-2-3 考点三 酸碱中和滴定1.KMnO 4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液,由于KMnO 4的强氧化性,它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原,生成难溶性物质MnO(OH)2,因此配制KMnO 4标准溶液的操作如下所述:①称取稍多于所需量的KMnO 4固体溶于水中,将溶液加热并保持微沸1 h ;②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO(OH)2;③过滤得到的KMnO 4溶液贮存于棕色试剂瓶中并放在暗处;④利用氧化还原滴定法,在70~80 ℃条件下用基准试剂(纯度高、相对分子质量较大、稳定性较好的物质)溶液标定其浓度。
请回答下列问题:(1)准确量取一定体积的KMnO 4溶液需要使用的仪器是__________。
(2)在下列物质中,用于标定KMnO 4溶液的基准试剂最好选用________(填字母)。
A .H 2C 2O 4·2H 2OB .FeSO 4C .浓盐酸D .Na 2SO 3(3)若准确称取W g(2)中所选的基准试剂溶于水配成500 mL 溶液,取25.00 mL 置于锥形瓶中,用KMnO 4溶液滴定至终点,消耗KMnO 4溶液V mL 。
KMnO 4溶液的物质的量浓度为________mo l·L -1。
(4)若用放置两周的KMnO 4标准溶液去测定水样中Fe 2+的含量,测得的浓度值将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析:(1)KMnO 4溶液具有强氧化性,能将碱式滴定管下端的橡胶管腐蚀,所以不能用碱式滴定管量取,可以用酸式滴定管量取。
(2)H 2C 2O 4·2H 2O 在常温常压下是稳定的结晶水合物;FeSO 4在空气中不稳定,易被氧化,铁元素的化合价从+2价升高到+3价;浓盐酸易挥发;Na 2SO 3在空气中不稳定,易被氧化成Na 2SO 4。
(3)根据得失电子守恒有关系式:5(H 2C 2O 4·2H 2O)~2KMnO 4,则KMnO 4溶液的浓度为c (KMnO 4)=W g126 g·mol -1×25.00 mL 500 mL ×25V ×10-3 L =10W 63Vmol·L -1。
高考化学压轴题之化水溶液中的离子平衡(高考题型整理,突破提升)附答案解析一、水溶液中的离子平衡1.水合肼(N2H4·H2O)是一种强还原性的碱性液体,常用作火箭燃料。
利用尿素法生产水合肼的原理为CO(NH2)2+2NaOH+NaClO=N2H4·H2O+Na2CO3+NaCl。
实验1:制备NaClO溶液(己知:3NaClO2NaCl+NaClO3)。
(1)图甲装置Ⅰ中烧瓶内发生反应的离子方程式为________________________。
(2)用NaOH固体配制溶质质量分数为30%的NaOH溶液时,所需玻璃仪器有_______________。
(3)图甲装置Ⅱ中用冰水浴控制温度的目的是________________________。
实验2:制取水合肼(4)图乙中若分液漏斗滴液速度过快,部分N2H4·H2O会参与A 中反应并产生大量氮气,降低产品产率,该过程中反应生成氮气的化学方程式为__________________。
充分反应后,蒸馏A中溶液即可得到水合肼的粗产品。
实验3:测定馏分中水合肼的含量(5)称取馏分3.0g,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH 保持在6.5 左右),加水配成250mL溶液,移出25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3 滴淀粉溶液。
用0.15mol·L-1的碘的标准溶液滴定。
(已知:N2H4·H2O+2I2=N2↑+4HI+H2O)①滴定操作中若不加入适量NaHCO3固体,则测量结果会___________“偏大”“ 偏小”“ 无影响”)。
②下列能导致馏分中水合肼的含量测定结果偏高的是___________(填字母)。
a.锥形瓶清洗干净后未干燥b.滴定前,滴定管内无气泡,滴定后有气泡c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视d.盛标准液的滴定管水洗后,直接装标准液③实验测得消耗I2溶液的平均值为20.00mL,馏分中水合肼(N2H4·H2O)的质量分数为___________________。
【口袋书】2021年高考化学考前回归教材必背知识手册专题08 水溶液中的离子平衡一、溶液酸碱性及pH1.根据水电离出的c(H+)和溶液中c(H+)判断溶液的酸碱性(1)室温下纯水中水电离出的c(H+)=1×10-7 mol·L-1,若某溶液中水电离出的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,则可判断该溶液呈酸性或碱性;若某溶液中水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,则可判断出该溶液中存在能水解的盐,从而促进了水的电离。
(2)室温下,溶液中的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,说明该溶液是酸溶液或酸式盐溶液或水解呈酸性的盐溶液;溶液中的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,说明该溶液是碱溶液或水解呈碱性的盐溶液等。
2.溶液酸碱性判断的四条规律(1)正盐溶液。
强酸强碱盐溶液显中性,强酸弱碱盐(如NH4Cl)溶液显酸性,强碱弱酸盐(如CH3COONa)溶液显碱性。
(2)酸式盐溶液。
NaHSO4(NaHSO4Na++H++SO42-)、NaHSO3、NaHC2O4、NaH2PO4水溶液显酸性(后三者酸式酸根离子的电离程度大于水解程度),NaHCO3、NaHS、Na2HPO4水溶液显碱性(酸式酸根离子的水解程度大于电离程度)。
注意:因为浓度相同的CH3COO-与NH4+的水解程度相同,所以CH3COONH4溶液显中性,而NH4HCO3溶液略显碱性。
(3)弱酸(或弱碱)及其盐1∶1混合的溶液。
①CH3COOH和CH3COONa混合液呈酸性(等浓度的CH3COOH与CH3COO-,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度)。
②NH3·H2O和NH4Cl混合溶液呈碱性。
(4)pH之和等于14的酸、碱溶液等体积混合的溶液。
pH之和等于14的意义:酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度。
考点三 酸碱中和滴定李仕才1.实验原理(1)概念:用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法。
(2)原理:c 待=c 标×V 标V 待(以一元酸与一元碱的滴定为例)。
(3)酸碱中和滴定的关键 ①准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。
②选取适当指示剂,准确判断滴定终点。
2.实验用品(1)仪器:酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。
(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:读数可估计到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。
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:检查是否漏水→蒸馏水洗涤→用待装液润洗→装液→排泡→调液面→记录。
②锥形瓶:蒸馏水洗涤→装液→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2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。
但要注意某个数值与其他数据相差较大时,可以舍去。
5.误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)因操作不当引起的V(标)及c(待测)的变化见下表:判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)1.中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3 mL。
( ×)2.酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差。
( ×)3.滴定管的读数为24.6 mL。
( ×)4.中和滴定时眼睛必须注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
( √)5.用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。
( ×)6.滴定管在加入待装液之前一定要用所要盛装的待装液润洗2~3次。
水溶液中的离子平衡【原卷】1.(2021·全国高三月考)常温下,向H 3PO 3溶液中滴加NaOH 溶液至过量,最终生成Na 2HPO 3,滴定曲线如图所示,其中x=-2333c(H PO )c(H PO )或x=2-3-23c(HPO )c(H PO )。
下列说法错误的是A .Ⅰ对应的x=-2333c(H PO )c(H PO )B .M 点横坐标是6.68C .NaH 2PO 3溶液显碱性D .c(Na +)= c(-23H PO ) +2c(2-3HPO )时,溶液的pH=72.(2021·上海静安区·高三二模)某矿物含Al 2O 3、MgO ,工业上先用过量烧碱溶液处理该矿物,然后过滤。
再往所得滤液中逐滴加入NaHCO 3溶液,测得溶液pH 和生成Al(OH)3的物质的量与所加入NaHCO 3溶液体积变化的曲线见下图。
点e 的坐标为(40,32)。
有关说法错误的是A .生成沉淀时的离子方程式:HCO -3+AlO -2+H 2O →Al(OH)3↓+CO 2-3B .NaHCO 3溶液中:c(H 2CO 3)+c(HCO -3)+c(CO 2-3)=0.8mol/L C .a 点溶液存在:c(Na +)+c(H +)=c(AlO -2)+c(OH -) D .水的电离程度:点a <点b3.(2021·北京西城区·高三一模)相同温度和压强下,研究2Cl 在不同溶液中的溶解度(用溶解2Cl 的物质的量浓度表示)随溶液浓度的变化。
在NaCl 溶液和盐酸中2Cl 的溶解度以及各种含氯微粒的浓度变化如图。
下列说法不正确...的是 A .由图1可知,2Cl 溶于NaCl 溶液时还发生了反应23Cl Cl Cl --+B .随NaCl 溶液浓度增大,22Cl H OH Cl HClO +-+++平衡逆移,2Cl 溶解度减小C .随盐酸浓度增加2Cl 与2H O 的反应被抑制,生成3Cl -为主要反应从而促进2Cl 溶解 D .由上述实验可知,H +浓度增大促进2Cl 溶解,由此推知在稀硫酸中,随硫酸浓度增大2Cl 的溶解度会增大4.(2021·湖南高三二模)常温时,若Ca(OH)2和CaWO 4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示()。
2021年高考化学总复习第八章《水溶液中的离子平衡》专题突破29氧化还原滴定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,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2.试剂常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3.指示剂氧化还原滴定的指示剂有三类:(1)氧化还原指示剂。
(2)专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
(3)自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
应用举例[例1]水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L-1。
某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理:碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓;酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:②MnO(OH)2+I-+H+―→Mn2++I2+H2O(未配平);用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:③2S2O2-3+I2===S4O2-6+2I-。
Ⅱ.测定步骤:a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b.向烧瓶中加入200 mL水样。
c .向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO 4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性KI 无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d .搅拌并向烧瓶中加入2 mL H 2SO 4无氧溶液至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e .从烧瓶中取出40.00 mL 溶液,滴加几滴指示剂,用0.010 00 mol·L -1 Na 2S 2O 3溶液进行滴定,记录数据。
f .……g .处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
2021年高考化学总复习第八章《水溶液中的离子平衡》
专题突破29氧化还原滴定
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,或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性,但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2.试剂
常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等;常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3.指示剂
氧化还原滴定的指示剂有三类:
(1)氧化还原指示剂。
(2)专用指示剂,如在碘量法滴定中,可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝。
(3)自身指示剂,如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时,滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
应用举例
[例1]水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位mg·L-1,我国《地表水环境质量标准》规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mg·L-1。
某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。
Ⅰ.测定原理:
碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:
①2Mn2++O2+4OH-===2MnO(OH)2↓;
酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:
②MnO(OH)2+I-+H+―→Mn2++I2+H2O(未配平);
用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:
③2S2O2-3+I2===S4O2-6+2I-。
Ⅱ.测定步骤:
a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。
b .向烧瓶中加入200 mL 水样。
c .向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO 4无氧溶液(过量)、2 mL 碱性KI 无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应①完全。
d .搅拌并向烧瓶中加入2 mL H 2SO 4无氧溶液至反应②完全,溶液为中性或弱酸性。
e .从烧瓶中取出40.00 mL 溶液,滴加几滴指示剂,用0.010 00 mol·L -
1 Na 2S 2O 3溶液进行滴定,记录数据。
f .……
g .处理数据(忽略氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。
回答下列问题:
(1)步骤e 中加入的指示剂是 ,达到滴定终点的标志为 。
(2)若滴定时消耗Na 2S 2O 3标准溶液4.50 mL ,计算水样的DO(保留一位小数,写出计算过程)。
作为饮用水源,此次测得DO 是否达标。
答案 (1)淀粉溶液 当滴入最后一滴标准液,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色
(2)第一步确定消耗标准液的物质的量:n (S 2O 2-3)=0.010 00 mol·
L -1×4.50×10-3 L 第二步:由反应①②③各物质的配比,构建各物质关系式
①2Mn 2++O 2+4OH -===2MnO(OH)2↓
②MnO(OH)2+2I -+4H +===Mn 2++I 2+3H 2O
③2S 2O 2-3+I 2===S 4O 2-6+2I - 该滴定过程转化的关系式为O 2~2MnO(OH)2~2I 2~4S 2O 2-3
n (O 2)=14×n (S 2O 2-3)=14
×0.010 00 mol·L -1×4.50×10-3 L =1.125×10-5 mol 第三步:运用题干信息(DO 的含义)解答问题
该河水的DO =1 00040 L
×1.125×10-5mol ×32 g·mol -1=9.0×10-3g·L -1=9.0 mg·L -1。
此次DO 达标。
[例2] (2019·德州测试)乙二酸(HOOC —COOH)俗名草酸,是一种有还原性的有机弱酸,在化学上有广泛应用。
①配制250 mL 溶液:准确称量5.000 g 乙二酸样品,配成250 mL 溶液。
②取所配溶液25.00 mL 于锥形瓶中,加入少量硫酸酸化,用0.100 0 mol·L -1KMnO 4溶液滴定至草酸恰好全部氧化成二氧化碳,共消耗KMnO 4溶液20.00 mL 。
解答下列问题:
(1)KMnO 4标准液装入 (填“酸式”或“碱式”)滴定管。
(2)KMnO 4溶液滴定草酸根过程中发生反应的离子方程式为 ,滴定终点的现象为 。
(3)计算此样品的纯度为 。