高考化学总复习 第八单元 第2节 水的电离和溶液的酸碱性配套课件.ppt

第2节 水的电离和溶液的酸碱性 1 了解水的电离 离子积常数 2 了解溶液ph的定义 了解测定溶液ph的方法 能进 行ph的简单计算 回归教材 一 水的电离 极弱 水是一种 的电解质 h2o h2o 简写为 水的电离平衡也是一种动态平衡 任何情况下水电离产生的c h 和c oh 总是相等的 1 水的离子积常数 kw 1 符号 c oh kw h3o oh 2 公式 kw 25 时 纯水中c h h2oh oh c h c oh 1 10 14mol2 l 2 2 影响kw大小的因素 吸热 增大 电解质 温度 1 kw只与温度有关 水的电离过程是 的过程 故温度升高 h2o的kw 2 水的离子积是水电离平衡时的性质 不仅适用于纯水 也适用于稀的 水溶液 只要 不变 kw就不变 水溶液中的h oh 浓度的乘积 不一定是水电离出的h oh 浓度的乘积 即kw c h c oh 中的c h c oh 分别 3 kw揭示了在任何水溶液中均存在h 和oh 其实质是 是溶液中h oh 的总浓度 4 由于水的离子积的存在 在弱电解质稀释时 溶液中总有一种浓度增大的离子 h 或oh 如弱酸稀释时 c oh 增 始终相等 减小 不变 抑制 增大 增大 促进 3 影响水的电离平衡的因素 1 酸 碱 加入酸或碱 水的电离程度 kw 酸或碱均可 水的电离 2 温度 升高温度 水的电离程度 kw 升高温度可 水的电离 增大 不变 促进 3 易水解的盐 加入可水解的盐 水的电离程度 kw 可水解的盐可 水的电离 大 弱碱稀释时 c h 增大 但由水电离出的c h 与c oh 二 溶液的酸碱性 1 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性是由溶液中c h 与c oh 相对大小决定的 c h c oh 溶液呈酸性 c h c oh 2 溶液的ph lgc h 0 14 1 计算公式 ph 2 适用范围 3 表示意义 表示溶液酸碱性的强弱 ph越小 酸性越强 ph越大 碱性越强 溶液呈中性 c h c oh 溶液呈碱性 3 ph试纸的使用 标准比色卡 把一小块ph试纸放在玻璃片 或表面皿 上 用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央 试纸变色后 与 比较来确定溶液的ph ph试纸使用前不能用蒸馏水润湿 用ph试 纸读出的ph只能是范围值 紫色 红色 红色 红色 4 常用酸碱指示剂及变色范围 三 中和滴定 1 实验原理 酸碱中和 酸 碱 碱 酸 利用 反应 用已知浓度的 或 来测定未知浓度的 或 的实验方法 以标准盐酸溶液滴定待测的naoh溶液 待测的naoh溶液的物质的量浓度为c naoh 酸碱中和滴定的关键 准确测定两种反应物溶液的体积 确保标准液 待测液浓度的准确 滴定终点的准确判定 包括指示剂的合理选用 2 实验用品 1 主要仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 烧杯 铁架台 滴定管夹等 酸碱指示剂 酸式 碱式 酸式 碱式 2 主要试剂 标准液 待测液 蒸馏水 3 滴定管的使用 滴定管分为 滴定管和 滴定管 酸性溶液 强氧化性溶液 装在 滴定管中 碱性溶液装在 滴定管中 滴定管零刻度在上方 精确度为0 01ml 酸式与碱式不能混用 使用前需要查漏 润洗 调零 赶走尖嘴部分的气泡 读数时需平视 即视线 刻度与凹液面最低点处于同一水平面 指示剂选择的基本原则 变色要灵敏 变色范围要小 使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致 不能用石蕊作指示剂 滴定终点为碱性时 用酚酞作指示剂 例如用naoh溶液滴定醋酸 滴定终点为酸性时 用甲基橙作指示剂 例如用盐酸滴定氨水 强酸滴定强碱一般用甲基橙 但用酚酞也可以 并不是所有的滴定都须使用指示剂 如用标准的na2so3滴定kmno4溶液时 kmno4溶液紫色褪去时即为滴定终点 3 实验操作 用标准盐酸滴定待测naoh溶液 1 准备 滴定管 洗涤 装液 调液面 赶走尖嘴部分的气泡 记录 锥形瓶 加碱液 记读数 加指示剂 检漏 润洗 握活塞旋转开关 2 滴定 左手 右手 眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化 滴定至终点 记下读数 3 终点判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且在半分钟内 原来的颜色 视为滴定终点 并记 录标准液的体积 不断旋转摇动 不恢复 c hcl v hcl 4 操作步骤 仪器的洗涤 滴定管 或移液管 自来水 蒸馏水 所装溶液润洗 锥形瓶 自来水 蒸馏水 禁止用所装溶液洗涤 装液调整液面 装液 使液面一般高于 刻度 驱除玻璃尖嘴处的气泡 读数 调整液面在零刻度或零刻度以下 读出初读数 记为 x xxml 滴定终点 读出末读数 记为 yy yyml 实际消耗滴定剂的体积为 ml 零 yy yy x xx 2 3 5 数据处理 平行滴定 次 求出用去标准盐酸体 积的平均值 根据c naoh v naoh 计算 的电离 并能使溶液中c oh c h 的操作是 自主测评 1 向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件 能促进水 稀硫酸 金属钠 氨气 fecl3固体 naclo固体 将水加热煮沸 a b c d 解析 稀硫酸 抑制水的电离 金属na和h 反应 促进水的电离 c oh c h nh3溶于水呈碱性 抑制水的电离 fecl3固体水解呈酸性 促进水的电离 naclo水解呈碱性 促进水的电离 加热水 促进水的电离 呈中性 答案 a 2 2013年天津高考 下列有关电解质溶液的说法正确的是 a 在蒸馏水中滴加浓硫酸 kw不变b caco3难溶于稀硫酸 也难溶于醋酸d nacl溶液和ch3coonh4溶液均显中性 两溶液中水的电离程度相同 c 在na2s稀溶液中 c h c oh 2c h2s c hs 解析 浓硫酸稀释放热 溶液温度升高 kw变大 a错误 因醋酸酸性强于碳酸 故caco3易溶于醋酸 b错误 根据质子守恒得c oh c h c hs 2c h2s 即c h c oh 度相当 对水的电离起促进作用 d错误 答案 c 2c h2s c hs c正确 nacl不水解 对水的电离无影响 ch3coonh4是弱酸弱碱盐 ch3coo nh4均水解且水解程 系 下列判断错误的是 3 2013年全国高考 如下图表示水中c h 和c oh 的关 a 两条曲线间任意点均有c h c oh kwb m区域内任意点均有c h c oh c 图中t1 t2d xz线上任意点均有ph 7 解析 温度一定时 水的离子积是定值 a正确 xz线上 c h c oh m区在xz线上方 故c oh c h b正确 图中 t2时kw大于t1时kw 故t2高于t1 c正确 xz线上 c h c oh 溶液呈中性 但不一定等于7 d错误 答案 d 4 用已知浓度的naoh溶液测定某h2so4溶液的浓度 参考图示从下表中选出正确选项 答案 d mol l 5 下列说法正确的是 a 1lph 12的ba oh 2溶液中 oh 的物质的量为0 02molb 盐酸中滴加氨水至中性 溶液中溶质为氯化铵c 酸碱滴定时 若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶 将导致测定结果偏高d 如图表示25 时 用0 1mol l 1盐酸滴定20ml0 1 1 naoh溶液 溶液的ph随加入酸体积的变化 答案 c 重点一 计算水电离产生的c h 或c oh 1 中性溶液 c oh c h 10 7mol l 1 2 溶质为酸的溶液 oh 全部来自水的电离 水电离产生的c h c oh 如计算ph 2的盐酸溶液中水电离出的c h 方法是先求出溶液的c oh kw 10 2 10 12 mol l 1 即水电离出的c h c oh 10 12mol l 1 1 mol l 是因为部分oh 与部分nh4结合 ph 12的 3 溶质为碱的溶液 h 全部来自水的电离 水电离产生的c oh c h 如计算ph 12的naoh溶液中水电离出的c oh 方法是先求出溶液的c h 10 12 mol l 1 即水电离出的c oh c h 10 12mol l 1 4 水解呈酸性或碱性的盐溶液 ph 5的nh4cl溶液中h 全部来自水的电离 则水电离的c h 10 5mol l 1 c oh 10 9 na2co3溶液中oh 全部来自水的电离 由水电离出的c oh 10 2mol l 1 mol l 1 mol l 1 即水电离的c oh 10 3 mol l 1 例1 室温下 在ph 11的某溶液中 由水电离出的 c oh 为 1 0 10 7 1 0 10 6 1 0 10 3mol l 1 1 0 10 11mol l 1 a b c 或 d 或 解析 该溶液中c oh 10 3mol l 1 c h 10 11mol l 1 若是碱溶液 则h 是h2o电离的 水电离的oh 与h 浓度均为10 11mol l 1 若是盐溶液 如na2co3 则oh 是h2o电离的 答案 d 重点二 有关ph的计算 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 5 酸碱溶液稀释时ph的变化 例2 已知在100 的温度下 水的离子积kw 1 10 12 下列说法中正确的是 a 0 005mol l 1的h2so4溶液 ph 2b 0 001mol l 1的naoh溶液 ph 11c 0 005mol l 1的h2so4溶液与0 01mol l 1的naoh溶液等体积混合 混合溶液的ph为6 溶液显酸性d 完全中和ph 3的h2so4溶液50ml 需要ph 9的naoh溶液100ml 答案 a 重点三 中和滴定的误差分析 1 要依据公式c 待测 c 标准 v 标准 v 待测 来判断 c 标准 和v 待测 在误差分析时是定值 因此只需分析各种原因使得所耗标准液体积v 标准 变大或变小 v 标准 变大 则c 待测 偏高 v 标准 变小 则c 待测 偏低 2 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液 酚酞作指示剂 为例 常见的因操作不正确而引起的误差有 例3 一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验 某研究性学习小组在实验室 中配制1mol l 1的稀硫酸标准溶液 然后用其滴定某未知浓度的naoh溶液 下列有关说法中正确的是 a 实验中所用到的滴定管 容量瓶 在使用前均需要检 漏 b 如果实验中需用60ml的稀硫酸标准溶液 配制时应 选用100ml容量瓶 c 容量瓶中含有少量蒸馏水 会导致所配标准溶液的浓 度偏小 d 酸式滴定管用蒸馏水洗涤后 即装入标准浓度的稀硫 酸 则测得的naoh溶液的浓度将偏大 e 配制溶液时 定容时俯视读数 则导致实验结果偏大f 中和滴定时 若在最后一次读数时俯视读数 则导致实 验结果偏大 解析 滴定管 容量瓶都为带塞仪器 使用前需检漏 a正确 实验室无60ml容量瓶 选择容积比60ml大而与之接近的容量瓶配制 b正确 容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响 c无影响 酸式滴定管不润洗使所测naoh浓度偏大 d正确 配制溶液时 定容时俯视 所配溶液浓度偏高 e导致实验结果偏小 f导致实验结果偏小 答案 abd 酸 碱混合的定性判断 常温时 酸与碱混合时发生中和反应 但不一定恰好完全中和 即使恰好完全中和 溶液也不一定呈中性 由生成的盐能否水解及水解情况而定 另外 酸碱的强弱不同 提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质 一般酸或碱过量或生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大 下面把常见的几种情况分列出来 1 等物质的量浓度的一元弱酸和一元强碱溶液等体积混合 后溶液ph 7 由生成的强碱弱酸盐水解决定 2 等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合 后溶液ph 7 由生成的强酸弱碱盐水解决定 3 等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶 液ph 7 因生成的强酸强碱盐不水解 4 ph之和为14的强酸与强碱溶液以等体积混合后ph 7 与酸 碱的几元无关 5 ph 3的某一元酸溶液与ph 11的一元强碱溶液以等体积混合后ph 7 考虑酸有强弱之分 若为弱酸 反应后酸过量 6 ph 3的某一元强酸与ph 11的一元碱溶液以等体积混合后ph 7 考虑碱有强弱之分 若为弱碱 反应后弱碱过量 7 将ph 3的酸溶液和ph 11的碱溶液以等体积混合 溶液ph无法确定 例4 室温时 下列混合溶液的ph一定小于7的是 a ph 3的盐酸和ph 11的氨水等体积混合b ph 3的盐酸和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合c ph 3的醋酸和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合d ph 3的硫酸和ph 11的氨水等体积混合解析 由于盐酸 硫酸为强电解质 醋酸为弱电解质 所以ph相等的酸中醋酸的浓度最大 ph相等的碱中氨水的浓度最大 所以当它们混合时 酸过量的情况ph一定小于7 答案 c 考点一 水的电离 a nahso4溶液b kf溶液c kal so4 2溶液d nai溶液 解析 nahso4电离生成的h 能抑制水的电离 a错误 kf电离生成的f 能水解生成弱电解质hf 从而促进水的电离 b错误 kal so4 2电离出的al3 能水解生成al oh 3 从而促进水的电离 c错误 nai是强酸强碱盐 不水解 且电离出的na 和i 对水的电离平衡没有影响 d正确 答案 d 2 25 时 在等体积的 ph 0的h2so4溶液 0 05mol l 1的ba oh 2溶液 ph 10的na2s溶液 ph 5的nh4no3溶液中 发生电离的水的物质的量之比是 a 1 10 1010 109b 1 5 5 109 5 108c 1 20 1010 109d 1 10 104 109 答案 a 解析 ph 0的h2so4溶液中c h 1mol l 1 c oh 10 14mol l 1 h2so4溶液抑制h2o的电离 则由h2o电离出的c h 10 14mol l 1 0 05mol l 1的ba oh 2溶液中c oh 0 1mol l 1 c h 10 13mol l 1 ba oh 2溶液抑制h2o的电离 则由h2o电离出的c h 10 13mol l 1 ph 10的na2s溶液促进h2o的电离 由h2o电离出的c h 10 4mol l 1 ph 5的nh4no3溶液促进h2o的电离 由h2o电离出的c h 10 5mol l 1 4种溶液中电离的h2o的物质的量等于h2o电离产生的h 的物质的量 其比为10 14 10 13 10 4 10 5 1 10 1010 109 考点二 溶液酸碱性 3 下列说法正确的是 a 100 时 将ph 2的盐酸与ph 12的naoh溶液等体积混合 溶液显中性b 25 时nh4cl溶液的kw大于100 时nacl溶液