高考化学总复习第八单元第2讲水的电离与溶液的酸碱性教案新人教版.docx

第2讲水的电离与溶液的酸碱性见自学听讲P150一、水的电离与离子积常数1.水的电离水是一种极弱的电解质,其电离方程式为,简写为。25 时,纯水中c(H+)=c(OH-)=。2.水的离子积水的离子积常数Kw=。3.影响水电离平衡的因素变化情况改变条件电离平衡移动方向c(OH-)c(H+)c(H+)与c(OH-)的关系Kw水的电离程度加入酸逆减小增大c(H+)c(OH-)不变减小加入碱逆增大减小c(H+)c(OH-)不变减小可水解的盐Na2CO3正增大减小c(H+)c(OH-)不变增大NH4Cl正减小增大c(H+)c(OH-)不变增大温度升温正增大增大c(H+)c(OH-)增大增大降温逆减小减小c(H+)c(OH-)减小减小其他:如加入Na正增大减小c(H+)c(OH-)不变增大1.水的离子积常数只与温度有关,温度升高,Kw增大。2.Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。3.水的离子积常数提示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都同时存在H+和OH-,只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25 时,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14仍为同一常数。二、溶液的酸碱性与pH1.定义:pH=,广泛pH的范围为。注意:当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1 molL-1时,不用pH表示溶液的酸碱性。2.pH与溶液酸碱性的关系(25 时)pHc(H+)与c(OH-)的关系溶液的酸碱性pH7溶液呈,pH越大,溶液的越强3.pH的测定(1)酸碱指示剂:只能测出pH的,一般不能准确测定pH。常用酸碱指示剂的变色范围:指示剂pH的变色范围石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10红色(2)pH试纸:粗略测定溶液的pH,广泛pH试纸一般可测出pH的整数值。使用时将pH试纸放在上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液,然后与对照。(3)pH计:通过仪器来精确测定溶液的pH。1.解答有关pH的计算时,首先要注意温度,明确是25 还是非25 ,然后判断溶液的酸碱性,再根据“酸按酸”“碱按碱”的原则进行计算。2.pH试纸在使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液被稀释可能会产生误差。三、酸碱中和滴定1.实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),根据中和反应的等量关系来测定酸(或碱)的浓度。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化,表示反应已完全,指示滴定终点。2.实验用品(1)仪器:、滴定管夹、铁架台、。(2)试剂:标准液、待测液、蒸馏水。(3)滴定管的使用试剂性质滴定管原因酸性、氧化性碱性3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备滴定管:洗涤装液排气泡调液面记录。锥形瓶:注碱液记读数加指示剂。(2)滴定(3)终点判断:当滴入最后一滴标准液时,指示剂变色,且,视为滴定终点,并记录消耗标准液的体积。(4)操作步骤仪器的洗涤滴定管(或移液管):自来水蒸馏水。装液调整液面装液,一般使液面高于“”刻度:驱除玻璃尖嘴处的气泡。读数调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,读出初读数,记为V1 mL,达到滴定终点,读出末读数,记为V2 mL,实验消耗滴定剂的体积为mL。4.数据处理按上述操作重复23次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。5.误差分析分析依据:cB=cAVAVB(VB表示准确量取的待测液的体积,cA表示标准溶液的浓度)若VA偏大cB;若VA偏小cB。1.盛放强氧化性溶液、酸性溶液时选择酸式滴定管,如酸性高锰酸钾溶液、硝酸、稀硫酸等。盛放碱溶液、碱性溶液时选择碱式滴定管,如NaOH溶液、Na2CO3溶液等。2.滴定终点溶液为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。3.滴定终点溶液为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。H2O+H2OH3O+OH-H2OH+OH-10-7 molL-1c(H+)c(OH-)=c(OH-)酸性酸性c(H+)=c(OH-)中性c(H+)c(OH-)pH10-7 molL-1中性c(H+)=c(OH-)pH=7c(H+)=10-7 molL-1碱性c(H+)7c(H+)”“c(H+),则混合溶液可能呈(填字母)。 A.酸性B.碱性C.中性解析 (1)酸和碱都会抑制水的电离,故只有为NaCl溶液,对H2O的电离无抑制作用。对水电离的抑制程度相同。(2)因pH=12的氨水中c(NH3H2O)0.01 molL-1,故混合,欲使pH=7,则消耗溶液的体积。(3)由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),仅知道c(CH3COO-)c(H+),无法比较c(H+)与c(OH-)的相对大小,也就无法判断混合溶液的酸碱性,故选A、B、C三项。答案 (1);(2)(3)ABC一、影响水电离的因素1.温度。水的电离是吸热的,升高温度促进水的电离;降低温度抑制水的电离。2.酸、碱抑制水的电离。向蒸馏水中加入酸或碱,酸电离出的H+抑制水的电离,碱电离出的OH-抑制水的电离。3.水解的盐促进水的电离。水解的盐的离子结合水电离的H+或OH-,使水的电离平衡向右移动。4.能与水反应的活泼金属,促进水的电离。1.水的离子积常数Kw=c(H+)c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质溶液。2.水的电离常数是平衡常数的一种,只受温度影响。二、溶液中由水电离出的c(H+)和c(OH-)任何水溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的,关键是理清溶液中H+和OH-的来源。1.溶质为酸的溶液溶液中的OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如25 时,pH=2的盐酸中,溶液中的c(OH-)=Kw10-2 molL-1=10-12 molL-1,即由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 molL-1。2.溶质为碱的溶液溶液中的H+全部来自水的电离,水电离产生的c(OH-)=c(H+)。如25 时,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)=10-12 molL-1,即由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 molL-1。3.水解呈酸性或碱性的盐溶液(1)25 时,pH=5的NH4Cl溶液中,H+全部来自水的电离,由水电离出的c(H+)=10-5 molL-1,因为部分OH-与部分NH4+结合,溶液中c(OH-)=10-9 molL-1。(2)25 时,pH=12的Na2CO3溶液中,OH-全部来自水的电离,由水电离出的c(OH-)=10-2 molL-1。1.25 时,水中存在电离平衡:H2OH+OH-H0。下列叙述正确的是()。A.将水加热,Kw增大,pH不变B.向水中加入少量NaHSO4固体,c(H+)增大,Kw不变C.向水中加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,c(OH-)减小D.向水中加入少量NH4Cl固体,平衡正向移动,c(OH-)增大解析加热促进水的电离,Kw增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;加入NaOH固体,c(OH-)增大,C项错误;加入NH4Cl固体,NH4+水解促进水的电离,但c(OH-)减小,D项错误。答案B2.甲、乙、丙、丁四位同学通过计算得出室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离出的c(OH-)分别为甲:1.010-7 molL-1;乙:1.010-6 molL-1;丙:1.010-2 molL-1;丁:1.010-12 molL-1。其中你认为可能正确的数据是()。A.甲、乙B.乙、丙C.丙、丁D.乙、丁解析如果该溶液是一种强碱(如NaOH)溶液,则该溶液的OH-首先来自碱(NaOH)的电离,水的电离被抑制,c(H+)=110-12 molL-1,所有这些H+都来自水的电离,水电离出相同物质的量的OH-,所以丁正确。如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液,则该溶液呈碱性是由于盐中弱酸根离子水解。水解时,弱酸根离子与水反应生成弱酸和OH-,使溶液中c(OH-)c(H+),溶液中的OH-由水电离所得,所以丙也正确。答案C3.室温下,下列四种溶液:pH=0的盐酸;0.1 molL-1的盐酸;0.01 molL-1的NaOH溶液;pH=11的NaOH溶液。由水电离生成的H+浓度之比是()。A.1101001000B.011211C.14131211D.141323解析中c(H+)=1 molL-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.010-14 molL-1。中c(H+)=0.1 molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-13 molL-1。中c(OH-)=1.010-2 molL-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.010-12 molL-1。中c(OH-)=1.010-3 molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-11 molL-1。即(1.010-14)(1.010-13)(1.010-12)(1.010-11)=1101001000。答案A4.常温下,向20 mL 0.1 molL-1氨水溶液中滴加盐酸,溶液中由水电离出的c(H+)随加入盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是()。A.b、d两点为恰好完全反应点B.c点溶液中:c(NH4+)=c(Cl-)C.a、b之间的任意一点:c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-)D.常温下,0.1 molL-1氨水的电离常数K110-5解析向氨水中逐滴加入盐酸,水的电离程度由小逐渐变大,后又逐渐减小;b点表示氨水的电离与NH4+的水解程度相互“抵消”;随着NH4+的水解占优势,c点NH4+的水解程度达到最大,也是恰好完全反应点;再继续加入盐酸,盐酸过量抑制水的电离。根据以上分析可知,b点氨水过量,d点盐酸过量,A项错误;c点溶质是NH4Cl,因NH4+水解,故c(NH4+)c(Cl-),B项错误;a、b之间氨水电离占优势,c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-),C项错误;a点,溶液中c(NH4+)c(OH-),c(NH3H2O)=0.1 molL-1-0.001 molL-10.1 molL-1,则氨水的电离常数K=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)10-310-30.1=10-5,D项正确。答案D溶液的酸碱性与pH1.判断正误(正确的打“”,错误的打“”)。(1)用润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。()(2)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1。()(3)25 时,pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的2倍 。()(4)25 时,某溶液中水电离出的c(H+)=10-13,则该溶液的pH一定为13。()(5)常温下,pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合后所得溶液呈碱性。()(6)25 时,把pH=2的酸溶液与pH=12的碱溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7 。()(7)pH=6.8的溶液呈酸性。()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.用pH试纸测溶液的pH时应注意什么问题?记录数据时要注意什么?是否可用pH试纸测定氯水的pH?答案pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液被稀释,可能产生误差,中性溶液的pH不变,非中性溶液的pH测定值将比实际值偏大(酸性溶液)或偏小(碱性溶液);用pH试纸读出的pH只能是整数;不能用pH试纸测定氯水的pH,因为氯水既呈酸性又有强氧化性(漂白性),pH试纸会被氧化为白色。3.用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空。(1)pH110-7 molL-1的溶液:。 (3)水电离出的c(H+)=110-4 molL-1的溶液:。 (4)c(H+)c(OH-)的溶液:。 (5)pH=0的溶液(25 ):。 (6)25 时,Kwc(H+)=110-10 molL-1的溶液:。 (7)pH=6的溶液:。 (8)Kw=110-12时,pH=6的溶液:。 (9)常温下,pH=3的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:。 (10)25 时,pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:。 (11)25 时,pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3H2O溶液等体积混合:。 答案 (1)不确定(2)不确定(3)不确定(4)酸性(5)酸性(6)酸性(7)不确定(8)中性(9)碱性(10)酸性(11)碱性一、溶液的酸碱性(常温下)二、溶液pH的计算方法1.总体原则2.单一溶液的计算方法(1)浓度为c的强酸(HnA):c(H+)=nc,pH=-lgc(H+)。(2)浓度为c的强碱B(OH)n:由c(OH-)=nc可推c(H+)=Kwc(OH-)=Kwnc再求pH=-lgc(H+)=lgnc-lgKw。3.混合溶液的计算方法(1)同性混合若为酸的溶液混合,则先求c(H+)混=c(H+)1V1+c(H+)2V2V1+V2再求pH。若为碱的溶液混合,则先求c(OH-)混=c(OH-)1V1+c(OH-)2V2V1+V2再求c(H+)=Kwc(OH-)混最后求pH。(2)异性混合若酸过量,则先求c(H+)过=c(H+)酸V酸-c(OH-)碱V碱V酸+V碱再求pH。若碱过量,则先求c(OH-)过=c(OH-)碱V碱-c(H+)酸V酸V酸+V碱再求c(H+)=Kwc(OH-)过最后求pH。1.已知温度为T时,水的离子积常数为Kw。该温度下,将浓度为a molL-1的一元酸HA与b molL-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是()。A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)=Kw molL-1D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)解析因为一元酸和一元碱的强弱未知,所以不可依据a=b判断,A项错误;只有25 时中性溶液的pH=7,B项错误;无论溶液呈酸性、碱性还是中性,根据电荷守恒都有c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),D项错误。答案C2.(2018年山东泰安模拟)常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是()。A.将1 L 0.1 molL-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13B.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,pH=5C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=110-6 molL-1D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6解析A项,c(OH-)=1 L0.1molL-122 L=0.1 molL-1,c(H+)=110-13 molL-1,故pH=13;B项,稀释100倍,pHc(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)C.V=20D.a、b、c三点中水的电离程度最大的是c点解析CH3COOHCH3COO-+H+,根据电离平衡常数的定义,K=c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)=c2(H+)0.01=1.610-5,解得c(H+)=410-4 molL-1,A项错误;根据电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c点pH=7,即c(H+)=c(OH-),即c(K+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-),B项错误;醋酸是弱酸,当V=20 mL时,醋酸和KOH恰好完全反应,溶质为CH3COOK,溶液显碱性,因此Vc(CO32-)c(Cl-)c(OH-)c(H+)B.在b点的溶液中,2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 molC.在c点的溶液pHc(CO32-)c(OH-)c(Cl-)c(H+),A项错误;在b点的溶液中pH=7,有二氧化碳生成,根据原子守恒可知2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 mol,B项正确;碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,其pHc(CH3COO-),D项错误。答案B3.(2017年全国卷,13)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.Ka2(H2X)的数量级为10-6B.曲线N表示pH与lgc(HX-)c(H2X)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+)解析由H2XH+HX-可知,Ka1=c(H+)c(HX-)c(H2X),则c(H+)=Ka1c(H2X)c(HX-),等式两边同取负对数可得,pH1=-lgKa1+lgc(HX-)c(H2X)。同理,由HX-H+X2-可得,pH2=-lgKa2+lgc(X2-)c(HX-)。因1Ka1Ka2,则-lgKa1-lgKa2。当lgc(HX-)c(H2X)=lgc(X2-)c(HX-)时,有pH1pH2,故曲线 N表示pH与lgc(HX-)c(H2X)的变化关系,曲线M表示pH与lgc(X2-)c(HX-)的变化关系,B项正确。由曲线M可知,当pH=4.8时,lgc(X2-)c(HX-)-0.6,由pH2=-lgKa2+lgc(X2-)c(HX-)可得,lgKa2-0.6-4.8=-5.4,Ka210-5.4=100.610-6,故Ka2的数量级为10-6,A项正确。NaHX溶液中,c(X2-)c(HX-)1,则lgc(X2-)c(HX-)0,此时溶液pHc(OH-),C项正确。由以上分析可知,HX-的电离程度大于其水解程度,故当溶液呈中性时,c(Na2X)c(NaHX),溶液中各离子浓度大小关系为c(Na+)c(X2-)c(HX-)c(OH-)=c(H+),D项错误。答案D4.(2016年全国卷,12)298 K时,在20.0 mL 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是()。A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH12解析盐酸滴定氨水的实验中,为了准确确定滴定终点,应选用甲基橙作指示剂,A项错误;M点对应的盐酸体积若为20.0 mL,则所得溶液pH7,为使溶液pH=7,盐酸的体积要略小于20.00 mL,B项错误;M点溶液pH=7,则溶液中c(H+)=c(OH-)c(NH4+)=c(Cl-),C项错误;由氨水的电离度为1.32%可知氨水部分电离,溶液中c(OH-)0.01 molL-1,即溶液的pHc(OH-)的操作是()。A.向水中投入一小块金属钠B.将水加热煮沸C.向水中通入CO2D.向水中加入食盐晶体解析A项中加入钠,Na与H2O反应生成NaOH,影响水的电离平衡,使c(OH-)c(H+);B项中加热使电离平衡右移,c(H+)=c(OH-);C项中通入CO2,CO2+H2OH2CO3,使c(H+)c(OH-);而D项中不影响水的电离平衡,且c(H+)=c(OH-)。答案C2.常温下,下列叙述不正确的是()。A.c(H+)c(OH-)的溶液一定显酸性B.pH=3的弱酸溶液与pH=11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性C.pH=5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,稀释后c(SO42-)与c(H+)之比约为110D.中和10 mL 0.1 molL-1醋酸与100 mL 0.01 molL-1醋酸所需NaOH的物质的量不同解析B项,pH=3的弱酸溶液与pH=11的强碱溶液等体积混合,弱酸浓度大,有大量剩余,反应后溶液显酸性。C项,pH=5的硫酸溶