視頻標(biāo)簽：水的電離,溶液的pH,中和滴定曲線(xiàn)

所屬欄目：高中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課視頻

視頻課題：人教版高二化學(xué)選修四第三章第二節(jié)水的電離和溶液的pH——中和滴定曲線(xiàn)的專(zhuān)題突破 -湖南

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選修四第三章第二節(jié)水的電離和溶液的pH——中和滴定曲線(xiàn)的專(zhuān)題突破 -湖南省湘潭市第一中學(xué)

水的電離和溶液的pH——中和滴定曲線(xiàn)的專(zhuān)題突破 
 
酸堿中和滴定曲線(xiàn)類(lèi)試題是近幾年高考的熱點(diǎn)和難點(diǎn)，試題以酸堿滴定過(guò)程為基礎(chǔ)，考查滴定曲線(xiàn)的繪制，離子濃度大小比較，溶液中的守恒關(guān)系等，這類(lèi)試題的難點(diǎn)在于整個(gè)過(guò)程為一動(dòng)態(tài)過(guò)程，在解題的過(guò)程中，可以化動(dòng)為靜，巧抓幾點(diǎn)，采取極端假設(shè)的方法進(jìn)行判斷解題探究。  
一、引入課題：走進(jìn)高考 
（2016年全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷理綜12）298K時(shí)，在20.00mL 0.1000mol/L氨水中滴入0.1000 mol/L的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.1000 mol/L氨水的電離度為1.32%，下列有關(guān)敘述正確的是（      ）  A．該滴定過(guò)程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑 B．M點(diǎn)對(duì)應(yīng)的鹽酸體積為20.00 mL  
C．M點(diǎn)處的溶液中：c(NH4＋)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－
)  D．N點(diǎn)處的溶液中pH<12 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
溶液由堿性變?yōu)樗嵝裕瑧?yīng)選用甲基橙做指示劑A錯(cuò)；極端假設(shè)：若鹽酸用20.00mL，則完全反應(yīng)生成NH4Cl，pH<7，現(xiàn)M點(diǎn)pH=7，則所用鹽酸體積小于20.00mL，B錯(cuò)；c(NH4＋)＝c(Cl－
)＝c(H＋)＝c(OH－
)，C錯(cuò)；NH3·H2O
NH4＋＋OH－，c(OH－)＝0.10mol/L×1.32%＝1.32×10－3
mol/L 
，pH＝－lg7.6×10－12
＝12－lg7.6＜12，D對(duì)。 
 
二、考綱定標(biāo)及熱點(diǎn)定位： 考綱定標(biāo)： 
1.理解電解質(zhì)在水中的電離以及電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，了解水的電離及影響因素  2.了解鹽類(lèi)水解的原理、影響鹽類(lèi)水解程度的主要因素、鹽類(lèi)水解的應(yīng)用 熱點(diǎn)定位： 
2015、2016年都以滴定曲線(xiàn)的形式對(duì)該部分內(nèi)容進(jìn)行綜合考查（弱電解質(zhì)的判斷、平衡常數(shù)的計(jì)算、離子濃度、導(dǎo)電性、水的電離程度的比較、指示劑的選擇等）  
三、知識(shí)復(fù)習(xí)： 中和滴定曲線(xiàn)： 
1.定義：滴定過(guò)程中，隨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積變化，溶液的pH發(fā)生變化的曲線(xiàn)。  
LmolHc/106.71032.1100.1)(12314

                    
             
                    
                            2.中和滴定曲線(xiàn)為什么有突躍？  
例：一滴（約0.05ml）0.1mol/L的鹽酸溶液，加入到100ml純水中，pH將從7減小到多少？ 解：                                       
，pH＝－lg5×10－5
＝5－lg5≈4.3  多加一滴鹽酸溶液，純水的pH從7減小到4.3，這就是pH的突躍。  
同理，鄰近終點(diǎn)的待測(cè)液就非常類(lèi)似于純水，多加或少加一滴都會(huì)引起較大的pH變化。  
夯實(shí)基礎(chǔ)：一題多點(diǎn)  一題多問(wèn)  一題多變 
例：常溫下，用0.1000 mol·L－1
 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L
－1 
HA酸溶液所得滴定曲線(xiàn)如右圖。  
一、起始點(diǎn)a： 
1、判斷酸HA的強(qiáng)弱 弱酸 ；  
2、若起點(diǎn)pH＝3，求該溫度下酸HA的電離平衡常數(shù)的近似值Ka= 1.0×10－5
 。 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
若0.1000 mol·L－1
 HA為強(qiáng)酸，則pH=1；現(xiàn)a點(diǎn)pH>1，HA為弱酸，   
二、混合點(diǎn)b：  
1、 溶質(zhì)主要是 NaA和HA ，濃度分別是 0.0330mol/L  。     粒子不等關(guān)系是 c(A-)>c(Na+
)>c(HA)>c(H+
)>c(OH-
) 。 2、Na原子與A原子的量之間的關(guān)系是  2c(Na+
)=c(A-)+c(HA)  。 [解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） NaOH  ＋   HA  ＝  NaA  ＋  H2O 
 0.1×10   0.1×20  0.1×10        余0.1×10 
c(HA)＝c(NaA)＝0.1×10÷30＝0.0330mol/L，此時(shí)pH<7，HA電離程度大于NaA水解程度， c(A-)>c(Na+
)>c(HA)>c(H+
)>c(OH-)，2c(Na+
)=c(A-)+c(HA)  三、中性點(diǎn)c：  
溶質(zhì)主要是 NaA和HA  。粒子濃度的定量關(guān)系是： c(A-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-) 。 [解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 四、等當(dāng)點(diǎn)d：  
1、主要溶質(zhì)是 NaA  ，2、c(OH－
) = c(H＋
)+ c(HA) 。  [講解] 
等當(dāng)點(diǎn)：標(biāo)準(zhǔn)液與待測(cè)液恰好完全反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量點(diǎn)  
5
33100.1/1.0/10/10LmolLmolLmolKaLmolL
LmolLHc/1051.0/1.01005.0)(53

                    
             
                    
                            滴定終點(diǎn)：一般是根據(jù)指示劑變色時(shí)確定的停止滴定的那一點(diǎn)  聯(lián)系：兩者越接近，誤差越小 五、相關(guān)問(wèn)題： 
1、a、b、c、d四點(diǎn)中，  
滴定過(guò)程中宜選用_酚酞_作指示劑， 滴定終點(diǎn)在_c點(diǎn)以上_。（填“c點(diǎn)以上”或“c點(diǎn)以下”）  水的電離程度最大的是_c_點(diǎn)。  
2、a、b、c、d溶液導(dǎo)電能力弱至強(qiáng)順序是 a、b、c、d 。  
3、滴定過(guò)程中能否出現(xiàn)：c(HA)>c(A－
) >c(H＋
)>c(Na＋
)>c(OH－
) ?  （能） [講解] 
酸、堿均能抑制水的電離，CH3COONa水解促進(jìn)水的電離，所以c點(diǎn)溶液中水的電離程度最大。由于酸堿恰好完全反應(yīng)時(shí)溶液顯堿性，故應(yīng)該選擇在堿性范圍內(nèi)變色的指示劑酚酞。滴定終點(diǎn)應(yīng)在c點(diǎn)以上。 
小結(jié)：巧抓“起始點(diǎn)a”、“混合點(diǎn)b”、“中性點(diǎn)c”、“等當(dāng)點(diǎn)d”,可以化動(dòng)為靜，采取極端假設(shè)的方法進(jìn)行判斷解題探究。 [練習(xí)] 
1. 向20 mL鹽酸中逐滴加入等濃度的稀氨水，則下列變化趨勢(shì)正確的是  C  (填字母)。 
 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
由于稀鹽酸顯酸性，首先排除選項(xiàng)B和D；兩者恰好反應(yīng)時(shí)溶液顯酸性，排除選項(xiàng)A。  
2. 25℃時(shí)，用濃度為0.1000mol·L－1
的NaOH溶液滴定20.00mL
濃度均為0.1000mol·L
－1
的三種酸HX、HY、HZ，滴定曲線(xiàn)如圖
所示。下列說(shuō)法正確的是(  ) 
A.在相同溫度下，同濃度的三種酸溶液的導(dǎo)電能力順序：HZ＜HY＜HX 
B.根據(jù)滴定曲線(xiàn)，可得Ka(HY)≈10－
5 
C.將上述HX、HY溶液等體積混合后，用NaOH溶液滴定至HX恰好完全反應(yīng)時(shí)：c(X－
)＞c(Y－
)＞c(OH－
)＞c(H＋
) 
D.HY與HZ混合，達(dá)到平衡時(shí)c(H＋)＝KaHY·cHYcY－
＋c(Z－)＋c(OH－
) [答案]B 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
根據(jù)中和滴定曲線(xiàn)先判斷HX、HY和HZ的酸性強(qiáng)弱，再運(yùn)用電離平衡、水解平衡知識(shí)分析、解決相關(guān)問(wèn)題。由圖像可知，當(dāng)V(NaOH)＝0(即未滴加NaOH)時(shí)，等濃度的三種酸溶液的pH大小順序?yàn)镠X>HY>HZ，則酸性強(qiáng)弱順序?yàn)镠X<HY<HZ，相同條件下三種酸溶液的導(dǎo)電能力順序?yàn)镠X<HY<HZ，A項(xiàng)錯(cuò)。 
當(dāng)V(NaOH)＝10mL時(shí)，HY溶液中c(H＋
)＝10－5
mol·L－1
， 
c(OH－)＝10－9mol·L－1，c(Na＋)＝13
×0.1000mol·L－1， 
據(jù)電荷守恒有c(H＋
)＋c(Na＋
)＝c(OH－
)＋c(Y－
)， 
即10－5mol·L－1＋13×0.1000mol·L－1＝10－9mol·L－1＋c(Y－
)， 
則有c(Y－)≈13
×0.1000mol·L－1
， 
c(HY)＝(23×0.1000mol·L－1－13×0.1000mol·L－1)＝13
×0.1000mol·L－1， 
那么Ka(HY)＝[c(Y－
)·c(H＋
)]/c(HY) 
＝(13×0.1000mol·L－1×10－5mol·L－1)/(13
×0.1000mol·L－1)＝10－5
，B正確。 HX的酸性比HY的弱，滴定至HX恰好完全反應(yīng)時(shí)，HY也完全反應(yīng)，此時(shí)溶液中的溶質(zhì)為NaX和NaY，X－
的水解程度比Y－
的水解程度大，則有c(Y－
)>c(X－
)，C項(xiàng)錯(cuò)。 
HY和HZ混合，達(dá)到平衡時(shí)，據(jù)電荷守恒有c(H＋
)＝c(Y－
)＋c(Z－
)＋c(OH－
)；對(duì)于弱酸HY來(lái)說(shuō)，Ka(HY)＝[c(H＋
)·c(Y－
)]/c(HY)，則有c(Y－
)＝[Ka(HY)·c(HY)]/c(H＋
)，故c(H＋
)＝[Ka(HY)·c(HY)]/c(H＋
)＋c(Z－
)＋c(OH－
)，D項(xiàng)錯(cuò)。  
3. 傳統(tǒng)的定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)受到計(jì)量手段的制約而研究范圍狹窄、精確度不高，DIS數(shù)字化信息系統(tǒng)(由傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)組成)因?yàn)榭梢詼?zhǔn)確測(cè)量溶液的pH等而在中和滴定的研究中應(yīng)用越來(lái)越廣泛深入。 
 
                    
             
                    
                             
（1）某學(xué)習(xí)小組利用DIS系統(tǒng)探究強(qiáng)堿和不同酸的中和反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下： ①分別配制0.1000mol·L
－1
的NaOH、HCl、CH3COOH溶液備用。 
②用0.1000mol·L－
1的NaOH溶液分別滴定10.00mL0.1000mol·L－
1的HCl和CH3COOH溶液，連接數(shù)據(jù)采集器和pH傳感器。 ③由計(jì)算機(jī)繪制的滴定曲線(xiàn)如圖1： 
兩曲線(xiàn)圖起點(diǎn)不同的原因是____________；兩曲線(xiàn)圖中V1__________V2(填“＞”、“＝”或“＜”)。 
（2）另一個(gè)學(xué)習(xí)小組利用DIS系統(tǒng)測(cè)定某醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度，以測(cè)量溶液導(dǎo)電能力來(lái)判斷滴定終點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下： 
①用________(填儀器中名稱(chēng))量取20.00mL醋酸溶液樣品，倒入潔凈干燥錐形瓶中，連接好DIS系統(tǒng)，如果錐形瓶中含有少量蒸餾水，是否會(huì)影響測(cè)量結(jié)果________(填“是”、“否”或“不能確定”)。向錐形瓶中滴加0.1000mol·L
－1
的NaOH溶液，計(jì)算機(jī)屏幕上顯示溶液導(dǎo)
電能力與加入NaOH溶液體積關(guān)系的曲線(xiàn)圖(見(jiàn)圖2)。 
②醋酸與NaOH溶液反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)___________________。 ③圖中b點(diǎn)時(shí)，溶液中各離子濃度大小的關(guān)系是____________________。 
④若圖中某一點(diǎn)pH等于8，則c(Na＋
)－c(CH3COO－
)的精確值為_(kāi)_______mol·L－
1。 
[答案]  
（1）CH3COOH不完全電離，HCl完全電離，使0.1mol·L－1
的CH3COOH溶液中c(H＋
)比同
濃度的HCl溶液中c(H＋
)小，pH大 ＞ 
（2）①酸式滴定管，否。②CH3COOH＋OH－
===CH3COO－
＋H2O ③c(Na＋
)＞c(CH3COO－
)＞c(OH－
)＞c(H＋
)，④9.9×10－
7 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
（1）CH3COOH不完全電離，HCl完全電離，使0.1 mol·L
－1
的CH3COOH溶液中c(H＋
)比同
濃度的HCl溶液中c(H＋
)小，pH大；鹽酸和NaOH反應(yīng)生成氯化鈉和水，氯化鈉不水解，CH3COOH和NaOH反應(yīng)生成醋酸鈉和水，醋酸鈉水解呈堿性，所以與等物質(zhì)的量的鹽酸、醋酸反應(yīng)，反應(yīng)后溶液呈中性，消耗的NaOH前者大于后者。 
（2）①用酸式滴定管量取20.00 mL醋酸溶液樣品；錐形瓶中含有少量蒸餾水，待測(cè)液的物
 
                    
             
                    
                            質(zhì)的量不變，V(標(biāo)準(zhǔn))不變，根據(jù)c(待測(cè))＝
c標(biāo)準(zhǔn)×V標(biāo)準(zhǔn)
V待測(cè)
，c(待測(cè))不變；②醋酸與
NaOH溶液反應(yīng)：CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O；③圖中b點(diǎn)，說(shuō)明醋酸和NaOH恰好完全反應(yīng)，醋酸鈉水解，使得c(Na＋
)＞c(CH3COO－
)；④c(H＋
)＝10－
8 mol·L－
1，c(OH－
)
＝10
－14
/10－
8 mol·L－
1＝10－
6 mol·L－
1，根據(jù)電荷守恒c(Na＋
)＋c(H＋
)＝c(CH3COO－
)＋c(OH－
)，
c(Na＋
)－c(CH3COO－
)＝c(OH－
)－c(H＋
)＝10－6 
mol·L－
1－10－
8 mol·L－
1＝9.9×10
－7 
mol·L－1。 
 
4. 25℃時(shí)，取濃度均為0.1mol·L－1
的醋酸溶液和氨水溶液各20mL，分別用0.1mol·L－
1NaOH
溶液、0.1mol·L
－1
鹽酸進(jìn)行中和滴定，滴定過(guò)程中pH隨滴加溶液的體積變化關(guān)系如圖所示。
下列說(shuō)法正確的是(  ) 
 
A.曲線(xiàn)Ⅰ：滴加溶液到10mL時(shí)：c(CH3COO－
)>c(Na＋
)>c(H＋
)>c(OH－
) B.曲線(xiàn)Ⅰ：滴加溶液到20mL時(shí)，c(Cl－
)>c(NH＋
4)>c(H＋
)>c(OH－
) 
C.曲線(xiàn)Ⅱ：滴加溶液在10mL～20mL之間存在：c(NH＋
4)＝c(Cl－
)>c(OH－
)＝c(H＋
) D.曲線(xiàn)Ⅱ：滴加溶液到10mL時(shí)：c(CH3COO－
)－c(CH3COOH)＝2c(H＋
)－c(OH－
) [答案]B 
[解析] （引導(dǎo)學(xué)生分析，得出答案） 
根據(jù)溶液pH值變化確定曲線(xiàn)Ⅰ為鹽酸滴定氨水，曲線(xiàn)Ⅱ?yàn)闅溲趸�鈉滴定醋酸；A項(xiàng)，此時(shí)溶液為等濃度的氨水和氯化銨溶液，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，此時(shí)溶液為氯化銨溶液，銨根離子水解溶液顯酸性，正確；C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)，此時(shí)溶液為等濃度醋酸和醋酸鈉混合液，電荷守恒為c(Na＋
)＋c(H＋
)＝c(CH3COO－
)＋c(OH－
)，物料守恒為2c(Na＋
)＝c(CH3COO－
)＋c(CH3COOH)，兩者去掉鈉離子濃度得c(CH3COO－
)－c(CH3COOH)＝2[c(H＋
)－c(OH－
)]，錯(cuò)誤。 
 
解決酸堿中和滴定過(guò)程中的有關(guān)問(wèn)題，首先看縱坐標(biāo)，搞清楚是酸加入堿中，還是堿加入酸中，然后看起點(diǎn)，起點(diǎn)可以看出酸性或堿性的強(qiáng)弱，這個(gè)在判斷滴定終點(diǎn)至關(guān)重要；再次找滴定終點(diǎn)和pH＝7的中性點(diǎn)，判斷滴定終點(diǎn)的酸堿性，然后確定中性點(diǎn)(pH＝7)的位置；最后分析其他的特殊點(diǎn)(如滴定一半點(diǎn)，過(guò)量一半點(diǎn)等)，分析酸、堿過(guò)量情況。在整個(gè)滴定過(guò)程中有幾個(gè)關(guān)系①電荷守恒關(guān)系在任何時(shí)候均存在；②物料守恒可以根據(jù)加入酸的物質(zhì)的量和加入堿的物質(zhì)的量進(jìn)行確定，但不一定為等量關(guān)系。

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