题目
用0.1 mol/L HCl滴定0.1 mol/L NaOH的突跃范围为9.7~4.3, 则0.01 mol/L HCl滴定0.01 mol/L NaOH的突跃范围应为( )A. 9.7~4.3B. 8.7~4.3C. 8.7~5.3D. 10.7~3.3
用0.1 mol/L HCl滴定0.1 mol/L NaOH的突跃范围为9.7~4.3, 则0.01 mol/L HCl滴定0.01 mol/L NaOH的突跃范围应为( )
A. 9.7~4.3
B. 8.7~4.3
C. 8.7~5.3
D. 10.7~3.3
题目解答
答案
C. 8.7~5.3
解析
考查要点:本题主要考查强酸强碱滴定过程中突跃范围的变化规律,重点在于理解浓度变化对突跃范围的影响。
解题核心思路:
- 突跃范围的定义:突跃范围指滴定过程中pH的突变区间,由化学计量点前后溶液的pH变化决定。
- 浓度与突跃范围的关系:当酸碱浓度降低时,突跃范围会缩小。具体表现为起始pH(碱过量时的pH)降低,终点pH(酸过量时的pH)升高。
- 关键推导:浓度从$0.1$ mol/L降到$0.01$ mol/L时,起始pH减少$1$,终点pH增加$1$,最终突跃范围为$8.7 \sim 5.3$。
突跃范围的计算原理
对于强酸(HCl)滴定强碱(NaOH)的反应:
$\text{HCl} + \text{NaOH} \rightarrow \text{NaCl} + \text{H}_2\text{O}$
- 化学计量点:溶液呈中性,pH=7。
- 突跃范围:由化学计量点前后±0.1%过量的酸或碱决定。
浓度变化的影响
-
起始pH(碱过量时):
当NaOH过量$0.1\%$时,$[\text{OH}^-] = \frac{0.001c}{2}$(假设等体积反应)。- 原浓度$c=0.1$ mol/L时,$[\text{OH}^-] = 5 \times 10^{-6}$,对应pH=9.7。
- 新浓度$c=0.01$ mol/L时,$[\text{OH}^-] = 5 \times 10^{-7}$,对应pH=8.7。
-
终点pH(酸过量时):
当HCl过量$0.1\%$时,$[\text{H}^+] = \frac{0.001c}{2}$。- 原浓度$c=0.1$ mol/L时,$[\text{H}^+] = 5 \times 10^{-6}$,对应pH=4.3。
- 新浓度$c=0.01$ mol/L时,$[\text{H}^+] = 5 \times 10^{-7}$,对应pH=5.3。
结论
浓度降低$10$倍后,突跃范围缩小为$8.7 \sim 5.3$,对应选项C。