专题十六（1）水溶液中的离子平衡.doc

扬中市第二高级中学 高三化学备课组 备课时间：2012.12.24专题十六 （1） 水溶液中的离子平衡【考点要求】 1、了解弱电解质电离平衡的建立及移动的影响因素。2、能对溶液的导电能力判断及对强弱酸碱进行比较。3、掌握水的电离过程以及离子积常数的定义。4、了解PH的定义，测定方法及简单计算。【教学过程】5、掌握酸碱中和滴定的基本方法和误差分析。一、弱电解质的电离平衡1、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)等pH的盐酸(a)与醋酸(b)pH或物质的量浓度pH：a b物质的量浓度：a b溶液导电性a ba b水的电离程度a ba bc(Cl-)与c(CH3COO-)大小c(Cl-) c(CH3COO-)c(Cl-) c(CH3COO-)等体积溶液中和NaOH的量a ba b分别加该酸的钠盐固体后pHa: b: a: b： 开始时与金属反应的速率a ba b等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量a ba b特别提醒判断一种酸是强酸还是弱酸时，实质是看它在水溶液中的 ，完全电离即为 ，不完全电离即为 。设计实验验证时注意等物质的量浓度和等pH的两种酸的性质差异。【当堂巩固】 方法归纳 判断强、弱电解质的方法规律 实验设计思路:以证明某酸(HA)是弱酸为例实验方法: 结论:(1)测0.01 mol/L HA的pH pH 2，HA为强酸pH 2，HA为弱酸(2)室温下测NaA溶液的PH pH 7，HA为强酸pH 7，HA为弱酸(3)相同条件下，测相同浓度的HA和 若导电性相同，HA为 ；HCl(强酸)溶液的导电性 若HA导电性比HCl弱，HA为 (4)测定同pH的HA与HCl稀释 若pH(HA)=pH(HCl)，HA为 ；相同倍数前后的pH变化 pH(HA)pH(HCl)，HA为 (5)测定等体积、等pH的HA和盐酸分别 若反应过程中HA产生H2较快且与足量锌反应产生H2的快慢及H2的量 最终产生H2较多，则HA为 (6)测定等体积、等pH的HA和盐酸 若耗碱量相同，HA为 ；中和碱的量 若HA耗碱量大，则HA为 1、下列离子方程式中，属于正确电离的是 AHCOOH+H2OHCOO + H3O+ B H2CO3 CO32 + 2H+ CCO32 + H2OHCO3 + OH DHS + H2OS2 + H3O+2、把0.05 mol NaOH固体分别加入到100 mL下列液体中，溶液的导电能力变化最小是 A. 自来水 B.0.5 mol/L盐酸 C. 0.5mo/LHAc溶液 D. 0.5mol/LKCl溶液3、在0.1molL1CH3COOH溶液中存在如下电离平衡：CH3COOH CH3COOH+ 对于该平衡，下列叙述正确的是 A.加入水时，平衡向逆反应方向移动B.加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C.加入少量0.1molL1HCl溶液，溶液中c(H+)减小D.加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动4、对水的电离平衡不产生影响的粒子是 5、（1）恒温下，向pH=6的蒸馏水中加入2.3g金属钠，充分反应后，再加蒸馏水稀释到1L，所得溶液的pH= 。（2）向pH=6的CH3COOH和c(H+)=106molL1的稀盐酸中分别投入大小、质量相同的金属钠，反应刚开始时，产生H2的速率前者与后者相比是 (填选项序号)。A一样快 B前者快 C后者快 D无法比较（3）25时，pH=2的HCl溶液中，由水电离出的H浓度是 A1107molL1 B11012molL1 C1102molL1 D11014molL1.（4）在25时，某稀溶液中由水电离产生的C (H+)=10-13mol/L。有关该溶液的叙述正确的是 A 该溶液一定呈酸性 B 该溶液一定呈碱性C 该溶液的pH值可能为1 D 该溶液的pH值可能为136、下列溶液一定是碱性的是 A溶液中c(OH)c(H) B滴加甲基橙后溶液显红色. CpH7的溶液 D滴加甲基橙后溶液显黄色7、25时，有pH=12 的NaOH溶液 100 mL，欲将其pH变为11，可分别采取下列四种措施（溶液混合时忽略体积变化）（1）若加入水，则应加入的体积是 mL；（2）若加入pH=10的NaOH溶液，则应加入的体积是 mL；（3）若加入pH=2的HCl溶液，则应加入的体积是 mL；（4）若加入0.01 mol/L的CH3COOH溶液，则应加入的体积在 _之间。规律总结(1)求算pH的基本思路：判断混合液酸性、中性或碱性计算c(H+)或c(OH-)求出pH。(2)求溶液pH的方法，可总结口诀如下：酸按酸(H+)，碱按碱(OH-)；同强相混直接算；异强相混看过量；无限稀释“7”为限。8、有一学生在实验室测某溶液pH。实验时他先蒸馏水湿润pH试纸，然后用洁净的玻璃棒蘸取试样进行检测。该学生的操作是 （填“正确的或错误的”），理由是 _。如不正确，请分析是否一定有误差? _ 。若按此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是 ，原因是 。二、pH的测定方法：（1）酸碱指示剂：粗略地测溶液pH范围指示剂变色范围的pH石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10_（2）pH试纸：粗略地测定溶液酸碱性强弱pH试纸使用方法： 方法：把小块pH试纸放在 (或 )上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH。注意：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则将可能产生误差。 【思考】如将pH试纸先润湿，再测量，对pH值的影响。（3）pH计： 精确地测定溶液酸碱性强弱四、酸碱中和滴定1概念:利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。2实验用品 试剂：酸 、碱、指示剂、蒸馏水。仪器： 、 、 、滴定管夹、铁架台等3实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液)(1)滴定前的准备滴定管中：a. ，b.洗涤，c. ，d.装液， e.排气，f. ，g.记录。锥形瓶中：a.注入碱液，b.记读数，c.加指示剂。(2)滴定 (3)数据处理4、误差分析1）原理(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例) cB= VB准确量取的待测液的体积； cA标准溶液的浓度。 2）误差分析步骤操作VAcB洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗碱式滴定管未用待测溶液润洗锥形瓶用待测溶液润洗锥形瓶洗净后还留有蒸馏水取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失振荡锥形瓶时部分液体溅出部分酸液滴出锥形瓶外溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)特别提醒 (1)中和反应严格按照化学方程式中化学计量数之比进行，即当酸提供的H+的物质的量与碱提供的OH-的物质的量相等时，恰好中和。 (2)中和反应恰好进行得到的溶液，不一定显中性，有可能显酸性或碱性。【感悟高考】（2010江苏高考7） D用广泛pH试纸测得0.10molL-1NH4Cl溶液的PH=5.2（2010江苏高考10）下列图示与对应的叙述相符的是A.图5表示某吸热反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化B.图6表示0.1000 molL1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000 molL1CH3COOH溶液所得到的滴定曲线C.图7表示KNO3的溶解度曲线，图中a点所示的溶液是80时KNO3的不饱和溶液D.图8 表示某可逆反应生成物的量随反应时间变化的曲线，由图知t时反应物转化率最大（2011江苏高考10）D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应（2011江苏高考19）(2)为确定加入锌灰(主要成分为Zn、ZnO，杂质为铁及其氧化物)含量，实验中需测定除去H2O2后溶液中Cu2的含量。实验操作为：准确量取一定体积的含有Cu2的溶液于带塞锥形瓶中，加适量水稀释，调节pH=34，加入过量KI，用Na2S2O3标准溶液滴定至终点。上述过程中的离子方程式如下： 2Cu24I=2CuI(白色)I2 I22S2O32=2IS4O62滴定选用的指示剂为 ，滴定终点观察到的现象为 。若滴定前溶液中H2O2没有除尽，所测定的Cu2的含量将会 (填“偏高”“偏低”“不变”)。【巩固练习】1、将氢氧化钠稀溶液滴加到醋酸稀溶液中，下列各图示意混合溶液有关量或性质的变化趋势，其中错误的是 *图表示25时，用0.1 molL1盐酸滴定20 mL 0.1 molL1 NaOH溶液，溶液的pH随加入酸体积的变化2、用食用白醋(醋酸浓度约为1 mol/L)进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是 A.白醋中滴入石蕊试液呈红色 B.白醋加入豆浆中有沉淀产生C.蛋壳浸泡在白醋中有气体放出 D.pH试纸显示醋酸的pH为233、对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是 A该溶液lmL稀释至100mL后，pH等于3B向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C该溶液中硝酸电离出的c(H)与水电离出的c(H)之比值为D该溶液中水电离出的c(H)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H)的100倍4、室温下，将1.000 molL1盐酸滴入20.00 mL 1.000 molL1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的是()Aa点由水电离出的c(H)1.01014 molL1Bb点：c(NH)c(NH3H2O)c(Cl)Cc点：c(Cl)c(NH)Dd点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3H2O电离吸热5、pH=2的两种一元酸x和y，体积均为100ml，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图13图所示分别滴加NaOH溶液（c=0.1mol/L）至pH=7，消耗NaOH溶液体积为Vx、Vy，则 Ax为弱酸，VxVy Bx为强酸，VxVyCy为弱酸，VxVy Dy为强酸，VxVy5、硼酸（H3BO3）在食品、医药领域应用广泛。(1)请完成B2H6气体与水反应的化学方程式：B2H6 + 6H2O=2H3BO3 +_。(2)在其他条件相同时，反应H3BO3 +3CH3OHB(OCH3)3 +3H2O中，H3BO 3的转化率（）在不同温度下随反应时间（t）的变化见图12，由此图可得出：温度对应该反应的反应速率和平衡移动的影响是_ 该反应的_0(填“”).(3)H3BO 3溶液中存在如下反应：H3BO 3（aq）+H2O（l） B(OH)4-( aq)+H+（aq）已知0.70 molL-1 H3BO 3溶液中，上述反应于298K达到平衡时，c平衡（H+）=2. 0 10-5molL-1， c平衡（H3BO 3）c起始（H3BO 3），水的电离可忽略不计，求此温度下该反应的平衡常数K（计算结果保留两位有效数字）。2.在不同温度下的水溶液中c(H)10x molL1，c(OH)10y molL1，x与y的关系如右图所示。请回答下列问题：(1)曲线代表的温度下，水的离子积为_，曲线所代表的温度_(填“高于”、“低于”或“等于”)曲线所代表的温度。你判断的依据是_ _。(2)曲线所代表的温度下，0.01 molL1的NaOH溶液的pH为_。5右图是向100 mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液pH变化的图象，根据图象所得结论正确的是()A原来盐酸的物质的量浓度为0.1 molL1 Bx为0.01 mol的NaOHC原来盐酸的物质的量浓度为1 molL1 Dx为1 mol的NaOH6.实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空：(1)配制100 mL 0.10 molL1 NaOH标准溶液。主要操作步骤：计算称量溶解_(冷却后)洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)_将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签。称量_g氢氧化钠固体所需仪器有：托盘天平(带砝码、镊子)、_、_。(2)取20.00 mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加23滴酚酞作指示剂，用自己配制的NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作23次，记录数据如下。实验编号NaOH溶液的浓度(molL1)滴定完成时，NaOH溶液滴入的体积(mL)待测盐酸的体积(mL)10.1022.6220.0020.1022.7220.0030.1022.8020.00滴定达到终点的标志是_。根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为_(保留两位有效数字)。排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的_，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。在上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有_(填字母序号)。A滴定终点读数时俯视 B酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗C锥形瓶水洗后未干燥 D称量NaOH固体中混有Na2CO3固体E碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失7某校化学兴趣小组的同学对一含有少量Na2SO4的NaOH样品中NaOH的含量进行测定。回答下列问题：(1)甲同学运用沉淀法测定样品中NaOH的含量。甲同学选用的药品除样品外，还应用_；实验中应测定的数据有_。(2)乙同学运用滴定法测定样品中NaOH的含量。用分析天平准确称取该样品5.000 0 g，全部溶于水配制成1 000.0 mL的溶液。用碱式滴定管取其中20.00 mL放在锥形瓶中，滴加几滴指示剂，待测。滴定管在使用前除洗涤外，还应_。用浓度为0.100 0 molL1的盐酸标准溶液进行滴定。开始滴定前的一步操作是_。滴定过程中用pH计测定锥形瓶中溶液的pH，临近滴定终点时测定pH应每滴一滴测一次。滴定过程中，锥形瓶中溶液的pH变化如下： V(HCl)/mL0.0012.0018.0022.0023.0023.9624.0024.0425.0026.0030.00pH13.112.612.211.711.49.97.04.02.72.41.9请在下面坐标图中绘制出上述中和滴定的曲线。指示剂变色范围(pH)颜色酸色碱色甲基橙3.14.4红黄石蕊5.08.0红蓝酚酞8.210.0无红下表是几种酸碱指示剂的变色范围，根据你作出的中和滴定曲线分析，上述中和滴定中应选用的指示剂是_。1(1)解析25 时，纯水的pH7，温度降低，H2OHOH平衡向左移动，c(H)减小，pH增大。(2)解析由水电离的c(H)11014 molL1，此时溶液显强酸性或显强碱性，HCO在两种溶液中都不能大量共存。2A3.AB4(1)解析25 时，pH7还有可能为酸式盐，如NaHSO4。(2)解析pH4.5的溶液c(H)104.5molL1，pH6.5的溶液c(H)106.5molL1。5B假设溶液为1 L，n(H)0.12 mol、n(OH)0.1 mol，酸过量，反应后溶液中c(H)0.01 molL1，所以pH2.0。6D7.C8C向氨水中逐滴滴加盐酸，得到溶液的成分可能有NH3H2O和NH4ClNH4ClNH4Cl和HCl，A符合，由电中性原理知B正确，C中电荷不守恒错误，D符合。考点集训1A中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(OH)相等，等于1.01014 molL1；中c(H)0.1 molL1，由水电离出的c(H)1.01013 molL1；中c(OH)1.0102 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(H)相等，等于1.01012 molL1；中c(OH)1.0103 molL1，同所述由水电离出的c(H)1.01011 molL1。即(1.01014)(1.01013)(1.01012)(1.01011)1101001 000。2(1)11012高于曲线所代表的水的离子积比曲线的小，由于水的电离过程是吸热过程，温度越高，离子积越大，故曲线代表的温度低(2)10解析(1)根据曲线中的数据，可以知道曲线代表的温度下水的离子积为11012，水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积就越大，曲线所代表的水的离子积比曲线的大，所以，曲线代表的温度高。(2)曲线所代表水的离子积为11012 mol2L2，0.01 molL1的NaOH溶液中c(OH)102 molL1，则c(H)1010 molL1，pH10。3BCA项，HNO3是强酸，pH为1的硝酸c(H)为0.1 molL1，溶液体积增大102倍，pH增大2，A错；B项，Ba(OH)2为强碱，pH为13的Ba(OH)2中c(OH)为0.1 molL1，与HNO3恰好完全反应，B正确；C项，c水(OH)c水(H)molL11013molL1，1012，C正确；D项，pH为3的硝酸中水电离出的c水(H)c水(OH)molL11011molL1，两种HNO3溶液中水电离出的c水(H)的比值为1100，D错。4D本题主要考查有关pH的简单计算。由题意知：n(NaOH)x10a14103 mol，n(HCl)y10b103 mol，所以n(NaOH)n(HCl)10ab14。若xy，且ab14，则n(NaOH)n(HCl)二者恰好完全反应，pH7；若10xy且ab13，则碱不足，pH7；若axby且ab13则n(NaOH)n(HCl)1，碱不足，故pH1，NaOH过量，pH7。5AB从题图中知，起始的盐酸溶液pH1，c(H)0.1 molL1。n(HCl)0.1 L0.1 molL10.01 mol所以n(NaOH)n(HCl)0.01 mol。6(1)转移定容摇匀0.4烧杯(或表面皿)药匙(2)最后一滴NaOH溶液加入，溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色0.11 molL1丙DE解析(1)题目要求配制100 mL 0.10 molL1 NaOH标准液，应用天平称取0.1 L0.10 molL140 gmol10.4 g NaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品，不能放在托盘天平上直接称量，应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化，我们可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时，应计算三次中和滴定的平均值，因NaOH标准液浓度及待测液的体积也一样，故只算NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知，弯曲橡皮管即可将管