Question

【题目】传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高，DIS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量溶液的pH等而在中和滴定的研究中应用越来越广泛深入。

(1)某学习小组利用 DIS 系统探究强碱和不同酸的中和反应，实验过程如下：

①分别配制0.1000 mol/L的NaOH、HCl、CH3COOH溶液备用。

②用0.1000 mol/L的NaOH溶液分别滴定10.00 mL 0.1000 mol/L的HCl和CH3COOH溶液，连接数据采集器和pH传感器。

③由计算机绘制的滴定曲线如图：

(2)①A是_____酸（填“醋酸”或“盐酸”）

②两曲线图中 V1________V2(填“>”“=”或“<”)，A点和B点，水的电离程度_____（填“A 点大”、“B 点大”、“A 和 B 点相同”或“无法判断”）

(3)另一个学习小组利用DIS系统测定某醋酸溶液的物质的量浓度，以测量溶液导电能力来判断滴定终点，实验步骤如下：

①用________(填仪器名称)量取 20.00 mL 醋酸溶液样品，倒入洁净干燥锥形瓶中，连接好 DIS系统，如果锥形瓶中含有少量蒸馏水，是否会影响测量结果？______(填“是”“否”或“不能确定”)。向锥形瓶中滴加 0.1000 mol/L的NaOH溶液，计算机屏幕上显示溶液导电能力与加入NaOH溶液体积关系的曲线图(见如图)。

②醋酸与NaOH溶液反应的离子方程式为______。

③图中b点时，溶液中各离子浓度大小的关系是_________，c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=_________mol/L。

④若图中某一点 pH 等于8，则 c(Na+)-c(CH3COO-)的精确值为________mol/L。

Answer 1

【答案】盐酸 > A和B点相同 酸式滴定管 否 CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) 0.05mol/L 9.9×10-7

【解析】

(1)根据盐酸是强酸，完全电离，CH3COOH是弱酸，部分电离；根据生成的盐是否发生水解来判断；

(3)①根据量取醋酸溶液的体积精确度来解答；根据c(待测)=分析误差；

②根据醋酸与NaOH溶液反应生成盐和水书写方程式；

③图中b点，说明醋酸和NaOH恰好完全反应，根据盐类水解来判断离子浓度，根据物料守恒计算c(CH3COOH)+c(CH3COO-)；

④先求出溶液中的c(H+)和c(OH-)，再根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)来解答。

(2)CH3COOH是弱酸，在溶液中存在电离平衡，主要以电解质分子形式存在，不能完全电离，而HCl完全电离，这样会使等浓度的CH3COOH溶液中c(H+)比同浓度的HCl溶液中c(H+)小，溶液pH大；0.1000 mol/L酸溶液pH=1，说明c(H+)=0.1000mol/L，所以A表示的是盐酸；

V1时盐酸和NaOH反应生成氯化钠和水，氯化钠不水解；CH3COOH和NaOH反应生成醋酸钠和水，醋酸钠水解是溶液呈碱性，V2时溶液呈中性，要使溶液的pH=7，醋酸未完全反应，此时溶液为CH3COONa和CH3COOH的混合溶液，所以消耗的NaOH前者大于后者；

A点为NaCl溶液，该盐是强酸强碱盐，不水解，对水的电离平衡无影响；后者为CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，CH3COOH电离产生H+抑制水的电离，而CH3COO-水解消耗水电离产生的H+产生CH3COOH，促进水的电离作用，由于溶液的pH=7，说明CH3COOH电离随水电离的抑制作用与CH3COO-水解对水电离的促进作用相同，二者相互抵消，因此对水电离平衡无影响，故A点和B点的水的电离程度相同；

(3)①用酸式滴定管量取20.00mL醋酸溶液样品；锥形瓶中含有少蒸馏水，待测液的物质的量不变，V(标准)不变，根据c(待测)=，c(待测)不变，不产生任何影响；

②醋酸与NaOH溶液反应：CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O，反应的离子方程式为CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O；

③图中b点，醋酸和NaOH恰好完全反应产生醋酸钠，醋酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中发生电离：CH3COONa=CH3COO-+Na+，电离产生的CH3COO-发生水解而消耗，使得c(Na+)>c(CH3COO-)，CH3COO-水解消耗水电离产生的H+，最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，使溶液显碱性，但水电离程度非常微弱，盐电离产生的离子浓度大于水电离产生的离子浓度，所以溶液中离子浓度大小关系为：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)；根据物料守恒可得c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= =0.05mol/L；

④溶液的pH=8，则c(H+)=10-8 mol/L，根据室温下水的离子积常数Kw=1×10-14可知 c(OH-)=mol/L=10-6mol/L，根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)，c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)=10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L。