Question

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0.1000mol/L的NaOH、HCl、CH₃COOH溶液备用。

②用0.1000mol/L的NaOH溶液分别滴定10.00mL0.1000mol/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一：

两曲线图起点不同的原因是_____；两曲线图中V₁_____V₂ （填“＞”、“＝”或“＜”）。

（2）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20.00mL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蒸馏水，是否会影响测量结果_____（填“是”、“否”、“不能确定”）。向锥形瓶中滴加0.1000mol/L的NaOH溶液，计算机屏幕上显示出溶液导电能力与加入NaOH溶液体积关系的曲线图（见图二）。

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_____________________。

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

Answer

CH3COOH不完全电离，HCl完全电离，故0.1mol/L的CH3COOH溶液中c(H+）比同浓度的HCl溶液中c(H+)小，pH较大 ＞ 酸式滴定管 否 CH3COOH+OH﹣＝CH3COO﹣+H2O c(Na+)＞c(CH3COO﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+) 9.9×10﹣7

【解析】

根据酸碱中和滴定的原理进行分析；根据盐类水解的规律分析溶液中离子浓度的大小关系；根据溶液中的电荷守恒等分析溶液中的等量关系。

（1）醋酸是弱酸，而盐酸是强酸，因此，两曲线图起点不同的原因是：CH3COOH不完全电离，HCl完全电离，故 0.1mol/L的CH3COOH溶液中c(H+)比同浓度的HCl溶液中c(H+)小、pH较大；两种酸若恰好与碱发生中和反应，消耗的标准液的体积应相等，但当两者皆反应到pH=7时，由于醋酸钠水解可使溶液呈碱性，故与盐酸相比较，需要少加一些标准碱液才能使pH=7，因此，两曲线图中V1＞V2 。

（2）①用酸式滴定管量取20.00mL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蒸馏水，不会影响到醋酸的物质的量，故不会影响测量结果，故填否。

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

③图中b点时，醋酸与标准碱液恰好完全反应，所得溶液为醋酸钠溶液，由于醋酸根离子只有很少的一部分发生水解，并且溶液显弱碱性，水的电离程度很小，故溶液中各离子浓度大小的关系是c(Na+)＞c(CH3COO﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)。

④若图中某一点pH等于8，c(H+)=110-8mol/L，c(OH﹣)=110-6mol/L，根据电荷守恒可知，c(CH3COO﹣)+ c(OH﹣)= c(Na+)+c(H+)，则c(Na+)﹣c(CH3COO﹣)= c(OH﹣)- c(H+)=110-6mol/L-110-8mol/L=9.9×10﹣7 mol/L。