2020版高考化学一轮复习第八章第二节水的电离和溶液的酸碱性课件新人教版.pptx

第二节 水的电离和溶液的酸碱性,考向一 水的电离平衡的影响因素及其相关计算 【通考点融会贯通】 1.外界因素对水的电离平衡的影响 H2O H+OH- H0,2.Ka有关计算 (1)先确定温度,常温下KW=110-14. (2)先确定溶液中H+或OH-的来源。 酸抑制水的电离,OH-全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如0.1 molL-1的盐酸中c(H+)= 0.1 molL-1,c(OH-)=10-13 molL-1,由水电离出的c(H+)= c(OH-)=10-13 molL-1,碱抑制水的电离,H+全部来自于水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如0.1 molL-1的NaOH中c(OH-)= 0.1 molL-1,c(H+) =10-13 molL-1,由水电离出的c(H+)= c(OH-)=10-13 molL-1 水解呈酸性的盐溶液中的H+来自于水的电离,水解显碱性的盐溶液,OH-来自于水的电离。,【通考题触类旁通】 角度1 水的电离平衡 1.(2019天津和平区模拟)25 时,水的电离达到平 衡:H2O H+OH- H0,下列叙述正确的是 ( ) A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低 B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变 C.向水中加入少量CH3COOH晶体,平衡正向移动 D.将水加热,KW增大,c(H+)不变,【解析】选B。向水中加入稀氨水,平衡逆向移动的原因是溶液中c(OH-)增大,移动的结果不可能使得c(OH-)比原来小,A错;向水中加入CH3COOH晶体,溶液中c(H+)增大,抑制水的电离,平衡逆向移动,C错;将水加热,平衡正向移动,水电离出的c(H+)和c(OH-)增大,KW增大,D错。,2.(2019运城模拟)下列操作会使H2O的电离平衡向电离方向移动,且c(H+)10-7molL-1的是 ( ) A.向水中加少量NaOH B.向水中通入少量 HCl C.向水中加少量NaHSO4 D.将纯水加热到90 ,【解析】选D。向水中加少量NaOH或通入少量HCl,都 抑制水的电离,平衡逆向移动,A、B错;向水中加少量 NaHSO4, 电离出的H+抑制水的电离,C错;将纯水加 热到90 ,水的电离程度增大,c(H+)10-7molL-1, D对。,角度2 水的离子积的计算与应用 3.(2019济南模拟)T 下的溶液中,c(H+)=1.0 10-xmolL-1,c(OH-)=1.010-ymolL-1,x与y的关系 如图所示。下列说法不正确的是 ( ),A.T 时,水的离子积KW为110-13 B.T25 C.T 时,pH=7的溶液显碱性 D.T 时,pH=12的苛性钠溶液与pH=1的稀硫酸等体积混合,溶液的pH=7,【解析】选D。从图上不难看出,A正确;既然KW大于110-14,则温度一定高于常温,B正确;T 时,pH=6.5的溶液呈中性,显然pH=7的溶液显碱性,C正确;pH=12的苛性钠溶液与pH=1的稀硫酸溶液等体积混合,二者恰好完全中和,但注意该温度下,pH=7的溶液不是中性溶液,因而D错误。,4.25 时,在0.01 molL-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是 ( ) A.510-13 molL-1 B.0.02 molL-1 C.110-7 molL-1 D.110-12 molL-1,【解析】选A。0.01 molL-1的硫酸中的c(H+)= 0.02 molL-1,由水电离的c(OH-)= =5 10-13 molL-1,根据由水电离的c(OH-)等于由水电离 的c(H+),A项正确。,【加固训练】 1.(2019温州模拟)下列说法正确的是 ( ) A.HCl溶液中无OH- B.NaOH溶液中无H+ C.NaCl溶液中既无OH-也无H+ D.室温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH-,且KW=c(H+)c(OH-)=110-14,【解析】选D。氯化氢溶液中含有氢氧根离子,只是c(H+)远远大于c(OH-),A错误; 氢氧化钠溶液中含有氢离子,只是c(H+)远远小于c(OH-),B错误; 氯化钠溶液中既有氢离子又有氢氧根离子,且c(H+)=c(OH-),C错误; 无论物质是酸、碱还是盐,任何物质的水溶液中都含有H+和OH-,且常温下KW=c(H+)c(OH-)=110-14,D正确。,2.重水(D2O)在25时,KW=10-12,定义pD=-lgc(D+), pOD=-lgc(OD-),则下列说法正确的是 ( ) A.25时,纯重水中pD=7 B.25时,0.1 molL-1 NaCl的重水溶液的pD=pOD=7 C.25时,1 molL-1的DCl重水溶液的pD=0,pOD=12 D.25时,0.01 molL-1的NaOD溶液的pOD=10,【解析】选C。由于重水的KW=10-12,故纯重水的pD=6,溶液的pD+pOD=12,中性溶液的pD=pOD=6,C项正确。,3.(2019西安模拟)90 时水的离子积KW=3.8 10-13mol2L-2,该温度时纯水的pH是 ( ) A.等于7 B.小于7 C.大于7 D.无法确定,【解析】选B。A项中pH=7,说明c(H+)=110-7molL-1,当温度升高时,中性溶液中的c(H+)110-7molL-1,A项错误;等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,C项错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性、中性,如SO2溶于水生成的H2SO3溶液显酸性,NH3溶于水生成的NH3H2O溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,D项错误。,考向二 溶液pH的计算 【通考点融会贯通】 1.定义法:pH=-lg c(H+),溶液的pH计算的核心是确定溶液中的c(H+)的大小。具体地,酸性溶液必先确定溶液中的c(H+);碱性溶液必先确定c(OH-),再由c(OH-) c(H+)=KW换算成c(H+),然后进行pH的计算。,2.计算类型及方法 (1)单一溶液pH的计算 强酸溶液 强酸溶液的pH计算方法是:根据酸的浓度先求出强酸溶液中的c(H+)然后对其取负对数就可求得pH。,强碱溶液 强碱溶液的pH计算方法是:根据碱的浓度先求出强碱溶液中的c(OH-)然后利用该温度下的KW求出c(H+)然后求pH。 其他溶液 其他溶液的pH计算方法是:想办法求出溶液中的c(H+)然后取负对数,(2)稀释型(指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用) 实质:稀释前后酸或碱的物质的量不变。 一般计算公式:C1V1=C2V2,据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。 若为酸:强酸,pH=a,稀释10n倍,pH=a+n;若为弱酸,pH=a,稀释10n倍,a pHa+n;,若为碱:强碱,pH=a,稀释10n倍,pH=a-n;弱碱,pH=a,稀释10n倍, a-n pHa;,(3)混合型(多种溶液混合) 酸酸混合:直接算 c(H+),再求pH 。 c (H+)混=,碱碱混合:先算c(OH-)后转化为c(H+),再求pH 。 c (OH-)混=,酸碱混合:要先看谁过量,若酸过量,求c(H+),再求 pH;若碱过量,先求c(OH-),再转化为c(H+),最后求 pH 。 酸过量: c (H+)混= 碱过量:c (OH-)混=,3.巧解法 (1)若两强酸等体积混合,可采用速算法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加上0.3;若两强碱溶液等体积混合,可采用速算法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减去0.3。,(2)酸碱等体积混合后溶液酸碱性的判断技巧 强酸和强碱混合,酸、碱的pH之和为14,【通考题触类旁通】 角度1 溶液酸碱性的判断 1.(2019大连模拟)下列溶液一定呈中性的是 ( ) A.c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1的溶液 B.pH=7的溶液 C.使石蕊试液呈紫色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液,【解析】选A。溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),A项正确;如果升高温度,水的KW增大,pH=7的溶液则会显碱性,B项错误;C项中溶液可显酸性或碱性;D项中生成的正盐如果能够水解,溶液有可能不呈中性。,2.(2019盐城模拟)常温下,pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后的溶液,向该溶液中滴入23滴酚酞,溶液的颜色可能是 ( ) A.只显红色 B.呈无色 C.无色或蓝色 D.红色或无色,【解析】选A。pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后的溶液呈碱性,碱性条件下呈红色。,角度2 溶液pH的计算 3.(2019上饶模拟)在25 时,某溶液中由水电离出的c(H+)=110-12 molL-1,则该溶液的pH可能为 ( ) A.10 B.7 C.6 D.2,【解析】选D。在溶液中,c(H+)水=c(OH-)水=1 10-12 molL-1。当溶液中c(H+)溶液=c(H+)水= 1 10-12 molL-1时,pH=12;当溶液中c(OH-)溶液=c(OH-)水 =110-12 molL-1时, c(H+)溶液= =1 10-2 molL-1,pH=2,D项正确。,4.(2019石家庄模拟)pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比119混合,则混合液的pH为 ( ) A.7.2 B.8 C.6 D.无法判断,【解析】选C。pH=5的盐酸中c(H+)=10-5molL-1,pH=9 的氢氧化钠中c(OH-)= molL-1=10-5molL-1,二 者以体积比119混合,则盐酸过量,溶液呈酸性,混合 溶液中c(H+)= molL-1=10-6 molL-1,则 溶液的pH=6。,【加固训练】 1.(2019岳阳模拟)某温度下,水的离子积常数KW= 110-12。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为 ( ) A.110 B.91 C.19 D.9921,【解析】选B。设稀硫酸的体积为a,NaOH溶液的体积为b,则10-3b-10-4a=10-5(a+b),ab=91。,2.常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为 ( ) A.1.010-7 molL-1 B.1.010-6 molL-1 C.1.010-3 molL-1 D.1.010-12 molL-1,【解析】选D。由水电离的c(H+)=1.010-12 molL-1,由水电离出的c(OH-)等于由水电离出的c(H+),所以,水电离出的c(OH-)也等于1.010-12 molL-1。,3.(2019濮阳模拟)常温下,把pH=2的H2SO4和pH=11的NaOH溶液混合,若使混合液pH=7,则酸与碱溶液的体积比是: ( ) A.101 B.110 C.12 D.21,【解析】选B。把pH=2的H2SO4中的c(H+)=10-2molL-1, pH=11的NaOH溶液c(OH-)=10-3molL-1,若使混合液pH=7,则c(H+)V酸= c(OH-)V碱,所以V酸V碱=110,B项正确。,4.(2019重庆模拟)在t 时,某NaOH稀溶液中, c(H+)=10-a molL-1, c(OH-)=10-b molL-1,已知a+b=12, 则 (1)该温度下水的离子积常数KW=_。 (2)该NaOH溶液的物质的量浓度的精确值是_molL-1。,(3)在该温度下,将100 mL 0.1 molL-1的稀硫酸与100 mL 0.4 molL-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH=_。,【解析】由c(H+)=10-a molL-1,c(OH-)=10-b molL-1 和a+b=12可知,KW=c(H+)c(OH-)=10-12;该NaOH溶液的 物质的量浓度的精确值是溶液的c(OH-)与水电离的 c(OH-)之差,即10-b-10-a;在该温度下,将100 mL 0.1 molL-1的稀硫酸与100 mL 0.4 molL-1的NaOH 溶液混合后,NaOH过量,c(OH-)=,=10-1 molL-1,KW=c(H+)c(OH-)=10-12,则c(H+)= 10-11 molL-1,进一步求出溶液的pH=11。 答案:(1)10-12 (2)(10-b-10-a) (3)11,考向三 酸碱中和滴定 【通考点融会贯通】 1.滴定管的使用,2.实验的关键 (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。 因量筒是粗略量取一定体积液体的仪器,因此本实验不用量筒,而用滴定管或移液管。,滴定管是精密测量溶液体积的仪器,读数时需估读,记录数据时可精确到0.01 mL。 (2)选取适当的指示剂,准确判断滴定终点。 原则:变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。,3.误差分析 误差分析的方法 依据原理c(标准)V(标准)=c(待测)V(待测),所以 c(待测)= ,因为c(标准)与V(待测) 已确定,所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变 化,即可分析出结果。,以标准液盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液(酚酞为指示剂)为例,分析如下:,【通考题触类旁通】 角度1 酸碱中和实验 1.下列实验操作不会引起误差的是 ( ) A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶 B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液,C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸溶液时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴 D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡,【解析】选C。锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使 待测液的量偏大,消耗标准液的体积偏大从而使所测 浓度偏大;冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还 是量取待测溶液,都必须用待装溶液润洗23次,否则 会使标准溶液或待测溶液比原来溶液的浓度偏小,影 响结果;在滴定过程中,指示剂略多加了几滴,一般不 影响实验结果,因为指示剂不会改变反应过程中酸和,碱的物质的量;开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)c(HCl)=V(NaOH)c(NaOH),使所测的c(NaOH)偏小。,2.某学生用0.100 molL-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分解为如下几步: A.移取20 mL待测盐酸溶液注入洁净的锥形瓶中,并加入23滴酚酞 B.用标准溶液润洗滴定管23次,C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管 使尖嘴处充满溶液 D.取标准KOH溶液注入碱式滴定管至刻度“0”以上 23 mL 处 E.调节液面至“0”或“0”以下刻度,记下读数 F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至 终点并记下滴定管液面的刻度。就此实验完成填空:,(1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写)_ _。 (2)上述B步骤操作的目的是_。 (3)上述A步骤操作之前,若先用待测溶液润洗锥形瓶, 则滴定结果_(填“偏高”“偏低”或“不 变”)。 (4)判断到达滴定终点的实验现象是_。,【解析】 (2)无论是盛放标准液还是待测液的滴定管 均应润洗,因为滴定管的内壁上附着的蒸馏水会将放 入的溶液稀释而引起测定误差。(3)A步骤操作之前, 先用待测液润洗锥形瓶,会使待测液的体积大于 20.00 mL,消耗标准液多,则测定结果偏高。(4)由于 用酚酞作指示剂,故当滴入最后一滴NaOH溶液时溶液由 无色变为浅红色且半分钟内不褪色时即达到了滴定终点。,答案: (1)B、D、C、E、A、F (2)洗去附在滴定管壁上的水,防止因将标准溶液稀释而带来误差 (3)偏高 (4)滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色变为浅红色且半分钟内不褪色,角度2 酸碱中和滴定图象 3.(2019台州模拟)在 25 时,用 0.125 molL-1 的标准盐酸溶液滴定 25.00 mL 未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为 ( ) A.13 B.12 C.10 D.11,【解析】选A。25 mL NaOH溶液中滴入 20 mL 0.125 molL-1 的盐酸,混合液的pH=7,两溶液恰好反 应,则n(HCl)=n(NaOH),即:c(NaOH)0.025 L= 0.125 molL-10.02 L,解得:c(NaOH)=0.1 molL-1, 该氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为 0.1 molL-1, 则该氢氧化钠溶液中氢离子浓度为110-13 molL-1, 该溶液的pH=13,所以K点氢氧化钠溶液的pH为13。,4.(新题预测)25 时,分别取浓度均为0.1 molL-1的醋酸溶液和氨水溶液各20 mL于两个锥形瓶中,分别用0.1 molL-1 NaOH溶液、0.1 molL-1盐酸进行中和滴定,滴定过程中pH随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法正确的是( ),A.25 时,0.1 molL-1的醋酸溶液中CH3COOH约有 10%电离 B.绘制曲线的实验中通过控制滴定管玻璃活塞控制 滴定速度 C.曲线上a点溶液中:c(Cl-)c( )c(OH-)c(H+) D.曲线上b点溶液中:c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+) -c(OH-),【解析】选D。根据曲线变化趋势可知,当未滴加溶液 时,曲线的pH7,说明属于酸滴定碱溶液,曲线的 pH7,说明属于碱滴定酸溶液;曲线表示氢氧化钠滴 定醋酸溶液,滴定前醋酸溶液的pH约为3,即溶液中氢 离子浓度是0.001 molL-1,所以25 时,0.1 molL-1 的醋酸溶液中CH3COOH约有 100%=1%电离,A错误; 曲线表示氢氧化钠滴定醋酸溶液,绘制曲线的实,验中通过控制碱式滴定管中的玻璃球控制滴定速度, B错误;曲线表示盐酸滴定氨水溶液,滴加溶液到 10 mL 时,得到等物质的量的NH4Cl和一水合氨,a点溶 液显碱性,说明一水合氨的电离程度大于铵根的水解 程度,则溶液中:c( )c(Cl-)c(OH-)c(H+),C错误; 曲线表示氢氧化钠滴定醋酸溶液,b点溶液中含有,相同物质的量浓度的醋酸钠和醋酸,根据电荷守恒c(OH-)+c(CH3COO-)=c(Na+)+c(H+)和物料守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)可知溶液中: c(CH3COO-)-c(CH3COOH)=2c(H+)-c(OH-),D正确。,【加固训练】 1.(2019邯郸模拟)一只规格为a mL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在m mL处,当液面降到n mL处时,下列判断正确的是 ( ) A.流出溶液的体积为(m-n) mL B.流出溶液的体积为(n-m) mL C.管内溶液体积等于(a-n) mL D.管内溶液体积多于n mL,【解析】选B。滴定管的“0”刻度在上方,越向下刻度越大,所以流出液体的体积为(n-m) mL;刻度线以下及尖嘴部分均充有溶液,所以管内溶液体积大于(a- n) mL。,2.以下是几种酸碱指示剂变色的pH范围:甲基橙3.14.4 甲基红4.46.2 酚酞8.210.0,现用0.100 0 molL-1的NaOH溶液滴定浓度相近的乙酸时,上述指示剂 ( ) A.都可以用 B.只能用 C.可以用或 D.可以用或,【解析】选B。氢氧化钠溶液与乙酸等物质的量反应时,生成的乙酸钠溶液呈碱性,选用在碱性条件下变色的指示剂酚酞为宜。,3.(2019哈尔滨模拟)用0.1 molL-1 NaOH溶液滴定0.1 molL-1的盐酸,如果达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05 mL)继续加水至50 mL,所得溶液pH是 ( ) A.4 B.7.2 C.10 D.11.3,【解析】选C。用0.1 molL-1的NaOH溶液滴定 0.1 molL-1的盐酸,滴定到终点时溶液呈中性。多加 1滴NaOH溶液(1滴溶液体积为0.05 mL),加水至50 mL, 此时溶液中c(OH-)= =110-4 molL-1, c(H+)= =110-10 molL-1,pH=10,C正 确。,酸碱中和滴定 【通教材固本通源】,【通探究融会贯通】 实验的关键 (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。 因量筒是粗略量取一定体积液体的仪器,因此本实验不用量筒,而用滴定管或移液管。,滴定管是精密测量溶液体积的仪器,读数时需估读,记录数据时可精确到0.01 mL。 (2)选取适当的指示剂,准确判断滴定终点。 要求:变色要明显、灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。,指示剂的选择方法:,【通好题触类旁通】 1.用盐酸滴定NaOH溶液的实验中,不必用到的 是 ( ) A.甲基橙 B.圆底烧瓶 C.锥形瓶 D.滴定管,【解析】选B。用盐酸滴定氢氧化钠溶液的实验中,用到的实验仪器有锥形瓶、滴定管、滴定管夹、铁架台等,用到的试剂有待测氢氢化钠溶液、标准盐酸、酸碱指示剂(甲基橙或酚酞),所以不必用到的是B圆底烧瓶。,2.(2019吉林模拟)用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时,下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是 ( ) A.锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出 B.滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失 C.指示剂变色15 s后又恢复为原来的颜色便停止滴定 D.锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗,【解析】选B。根据cB= 判断,A项中,VB的实际量 减少,导致VA减少,测定值偏小;B项使液体充满气泡, 导致VA增大,测定值偏大;C项未到滴定终点,偏小;D项, 不影响测定结果。,3.用0.1 molL-1标准盐酸测定未知浓度的NaOH溶液,下列说法中正确的是 ( ) A.用盐酸滴定NaOH溶液时,用待测NaOH溶液润洗锥形瓶,则测得的NaOH溶液的浓度偏小 B.用盐酸滴定NaOH溶液时,若用甲基橙作指示剂,终点颜色由黄色变为橙色,C.用盐酸滴定NaOH溶液时,滴定终点的pH=7 D.用盐酸滴定NaOH溶液时,第二次读数时俯视刻度,则测得的NaOH溶液的浓度偏大,【解析】选B。用待测液润洗锥形瓶会使测定的结果偏大,A错误;根据指示剂的变色范围可知,滴定终点时溶液pH7,C错误;俯视会导致读数偏小,使代入计算的标准溶液的体积变小,最终使测得的NaOH溶液的浓度偏小,D错误。,4.(2019岳阳模拟)室温时,将0.10 molL-1 NaOH溶液滴入20 mL未知浓度的某一元酸HA溶液中,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化曲线如图所示。当V(NaOH) =20 mL,二者恰好完全反应。则下列有关说法不正确的是 ( ),A.该一元酸溶液浓度为0.10 molL-1 B.a、b、c点的水溶液导电性依次增强 C.室温时,HA的电离常数Ka110-5 D.a点和c点所示溶液中H