高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡 2 水的电离和溶液的酸碱性课件.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 考点一水的电离 核心知识通关 1 水的电离方程式 h2o h2oh3o oh 通常可简写为 h2oh oh 2 关于纯水的几个重要数据 10 7mol l 1 10 14 3 外界因素对水的电离平衡的影响 1 温度 温度升高 水的电离 kw 温度降低 水的电离 kw 2 酸 碱 水的电离 3 能水解的盐 水的电离 4 能与水反应的活泼金属 水的电离 促进 增大 抑制 减小 抑制 促进 促进 特别提醒 1 水的离子积常数kw c h c oh 不仅适用于纯水 也适用于一切酸 碱 盐的稀溶液 2 水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡 都有h 和oh 存在 3 比较由h2o电离产生的c h 的大小时 可先对物质进行分类 酸碱抑制水的电离 能水解的盐促进水的电离 4 在不同溶液中 c h c oh 可能不同 但任何溶液中由水电离产生的c h c oh 总是相等的 在kw的表达式中 c h c oh 均表示整个溶液中h oh 总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c h c oh 方法规律 外界条件对水的电离平衡的影响 高考模拟精练 1 2016 曲靖模拟 25 时 水的电离达到平衡 h2oh oh h 0 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 向水中加入少量盐酸 平衡逆向移动 c oh 增大d 将水加热 kw增大 ph不变 呈中性 解析 选b a 向水中加入稀氨水 由于氨水在溶液中存在电离平衡 nh3 h2o oh 电离产生的oh 使溶液中c oh 增大 水的电离平衡逆向移动 错误 b 向水中加入少量固体硫酸氢钠 盐电离产生的h 使溶液中c h 增大 温度不变 所以kw不变 正确 c 向水中加入少量hcl 电离产生的h 使水的电离平衡逆向移动 c h 降低 但是平衡移动的趋势是微 弱的 溶液中酸电离产生的离子浓度增大的趋势大于平衡移动使离子浓度减小的趋势 所以c h 增大 c oh 减小 错误 d 将水加热 kw增大 c h 增大 ph减小 溶液仍然呈中性 错误 2 2016 韶关模拟 已知nahso4在水中的电离方程式为nahso4 na h 某温度下 向c h 1 10 6mol l 1的蒸馏水中加入nahso4晶体 保持温度不变 测得溶液的c h 1 10 2mol l 1 下列对该溶液的叙述不正确的是 a 该温度高于25 b 由水电离出来的h 的浓度为1 10 10mol l 1c 加入nahso4晶体抑制水的电离d 取该溶液加水稀释100倍 溶液中的c oh 减小 解析 选d 某温度下 蒸馏水中的c h 1 10 6mol l 1 1 10 7mol l 1 且此温度下kw c h c oh 1 10 6 1 10 6 1 10 12 说明该温度下促进了水的电离 故该温度高于25 a正确 由c h 水 c oh 1 10 10 mol l 1 b正确 nahso4属于强酸的酸式盐 抑制水的电离 c正确 稀释后 溶液中c h 减小 但水的离子积不变 故溶液中的c oh 增大 d不正确 3 2015 广东高考 一定温度下 水溶液中h 和oh 的浓度变化曲线如图 下列说法正确的是 a 升高温度 可能引起由c向b的变化b 该温度下 水的离子积常数为1 0 10 13c 该温度下 加入fecl3可能引起由b向a的变化d 该温度下 稀释溶液可能引起由c向d的变化 解析 选c 升高温度 水的离子积常数会变大 变化后不会还在曲线上 a不正确 根据水的离子积常数的计算公式 结合b点的数据可得水的离子积常数为1 0 10 14 b不正确 加入fecl3 三价铁离子水解会促进水的电离平衡正向移动 导致氢离子浓度变大 氢氧根离子浓度减小 c正确 温度不变的情况下 稀释不会改变水的离子积常数 应在曲线上进行移动 d不正确 加固训练 1 2016 廊坊模拟 下列说法正确的是 a 水的电离方程式 h2o h oh b ph 7的溶液一定是中性溶液c 升高温度 水的电离程度增大d 将稀醋酸加水稀释时 c h 减小 c oh 也减小 解析 选c a 水是弱电解质 电离方程式应该使用可逆号 电离的方程式 h2oh oh 错误 b 若溶液的温度不是室温 则ph 7的溶液不一定是中性溶液 错误 c 水是弱电解质 电离吸收热量 所以升高温度 水的电离程度增大 正确 d 将稀醋酸加水稀释时 c h 减小 由于存在水的电离平衡 所以c oh 增大 错误 2 2016 银川模拟 若溶液中由水电离产生的c oh 1 10 14mol l 1 满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是 a al3 na cl b k na cl c k na cl d k 解析 选b 溶液中由水电离产生的c oh 1 10 14mol l 1 表示溶液可能显酸性 可能显碱性 a中al3 在碱性条件下不能大量共存 c中在酸性条件下不能大量共存 d中在碱性条件下不能大量共存 3 2016 九江模拟 室温下 在ph 12的某溶液中 分别有甲 乙 丙 丁四位同学计算出由水电离出的c oh 的数据分别为甲 1 0 10 7mol l 1 乙 1 0 10 6mol l 1 丙 1 0 10 2mol l 1 丁 1 0 10 12mol l 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 选c 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 1 10 12mol l 1 所有这些h 都来自水的电离 水电离时同时提供相同物质的量的oh 所以丁的数据是正确的 如果该溶液是一种强碱弱酸盐的溶液 则该溶液之所以呈碱性是由于盐中弱酸根水解 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 所以丙的数据也是正确的 4 常温下 某溶液中由水电离出的c h 和c oh 的乘积是1 10 20 下列说法中正确的是 a 该溶液的溶质不可能是nahco3b 该溶液的ph一定是10c 该溶液的溶质不可能是nahso4d 该溶液的溶质可能是正盐 解析 选a c h 和c oh 的乘积小于10 14 说明水的电离受到了抑制 其溶质只能是酸或碱 故a正确 若为酸溶液 c oh 溶液 1 10 10mol l 1 c h 10 4mol l 1 溶液ph 4 若为碱溶液 c h 溶液 1 10 10mol l 1 溶液ph 10 故b不正确 显酸性的酸式盐 如nahso4 nahso3和nah2po4等 对水的电离有抑制作用 故c不正确 能水解的正盐对水的电离有促进作用 不能水解的正盐 对水的电离无影响 故d不正确 考点二溶液的酸碱性和ph 核心知识通关 1 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中c h 和c oh 的相对大小 常温下 溶液的酸碱性与c h c oh 的关系 2 溶液的ph 1 定义式 ph 2 溶液的酸碱性与ph的关系 室温下 lgc h 酸 碱 3 适用范围 ph的取值范围为0 14 即只适用于c h 1mol l 1或c oh 1mol l 1的电解质溶液 当c h 或c oh 1mol l 1时 直接用c h 或c oh 表示溶液的酸碱性 4 ph试纸的使用 把小片试纸放在 上 用洁净干燥的 蘸取待测液滴在干燥的ph试纸的中部 观察变化稳定后的颜色 即可确定溶液的ph 表面皿 玻璃棒 与标准比色卡对比 特别提醒 1 判断溶液酸碱性的依据是c h 与c oh 的相对大小 若c h c oh 则溶液呈中性 2 ph 7的溶液不一定呈中性 因水的电离平衡与温度有关 常温时 ph 7呈中性 100 时 ph 6呈中性 3 溶液中c h 越小 c oh 越大 溶液的酸性越弱 碱性越强 溶液中c h 越大 c oh 越小 溶液的酸性越强 碱性越弱 4 使用ph试纸测定ph时不能用蒸馏水润湿 5 常温下任何酸或碱溶液无限稀释时 溶液的ph都不可能大于7或小于7 只能接近7 典题技法归纳 考向1 溶液酸碱性的判断 2016 保定模拟 下列溶液一定呈中性的是 a ph 7的溶液b c h 10 7mol l 1的溶液c c h c oh 10 14的溶液d 氨水和氯化铵的混合液中c c cl 解析 选d a 只有25 时 ph 7的溶液才呈中性 该选项没有指明温度 酸碱性无法确定 错误 b 只有25 时 c h 10 7mol l 1的溶液才呈中性 该选项没有指明温度 酸碱性无法确定 错误 c c h c oh 10 14的溶液c h c oh 溶液呈碱性 错误 d 根据电荷守恒可得氨水和氯化铵的混合液中 c c h c cl c oh 因为c c cl 可得c h c oh 溶液呈中性 正确 母题变式 由水电离出的c h 10 7mol l 1的溶液 填 一定 或 不一定 呈中性 提示 不一定 水的电离受温度 酸 碱等因素的影响 25 时 水电离出的c h 10 7mol l 1 溶液呈中性 若温度大于25 则说明水的电离受到抑制 溶液可能呈酸性或碱性 考向2 溶液ph的计算 1 已知t kw 1 10 13 则t 25 填 或 在t 时将ph 11的naoh溶液al与ph 1的硫酸bl混合 忽略混合后溶液体积的变化 若所得混合溶液的ph 10 则a b 2 25 时 有ph x的盐酸和ph y的氢氧化钠溶液 x 6 y 8 取al该盐酸与bl该氢氧化钠溶液反应 恰好完全中和 求 若x y 14 则a b 填数据 若x y 13 则a b 填数据 若x y 14 则a b 填表达式 解析 1 温度升高时kw增大 t 时kw 1 10 14 即t 25 naoh溶液中n oh 0 01amol 硫酸中n h 0 1bmol 根据混合后溶液ph 10 得10 3 解得a b 101 9 2 若两溶液完全中和 则溶液中n h n oh 即10 xa 10y 14b 整理得 10 x y 14 若x y 14 1 若x y 13 则 0 1 若x y 14 则 10 x y 14 答案 1 101 9 2 1 0 1 10 x y 14 母题变式 1 第 1 小题中 若将t 改为常温 则a b为 提示 1001 9 naoh溶液中n oh 0 001amol 硫酸中n h 0 1bmol 根据混合后溶液ph 10 得10 4 解得a b 1001 9 2 第 2 小题中 该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和 则两溶液的ph x y 的关系式x y为 提示 14 lg 两溶液完全中和时 则有 10 x y 14 即lg x y 14 解得x y 14 lg 归纳总结 溶液酸碱性的判断规律 1 naha溶液的酸碱性 若h2a为强酸 naha在溶液中完全电离出h 相当于一元强酸 显酸性 2 酸碱ph之和等于14的溶液混合后酸碱性判断 酸碱溶液ph之和等于14的意义 常温下 酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子浓度 等体积混合时 若混合后ph为7 则溶液呈中性 高考模拟精练 1 2013 山东高考 某温度下 向一定体积0 1mol l 1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的naoh溶液 溶液中poh poh lg oh 与ph的变化关系如图所示 则 a m点所示溶液的导电能力强于q点b n点所示溶液中c ch3coo c na c m点和n点所示溶液中水的电离程度相同d q点消耗naoh溶液的体积等于醋酸溶液的体积 解析 选c 醋酸为弱酸 溶液中自由移动的离子浓度小 加入等浓度的naoh溶液后生成ch3coona为强电解质 溶液中自由移动的离子浓度增大 溶液导电能力增强 a项错误 由图示可知 q点时ph poh 即c h c oh 继续加入naoh溶液 溶液呈碱性 故n点时c h c oh 根据电荷守恒可知c h c na c ch3coo c oh 故c ch3coo c na b项错 误 m点溶液呈酸性 其poh b 由水电离出的c oh 10 bmol l 1 n点溶液呈碱性 其ph b 由水电离出的c h 10 bmol l 1 两溶液中c h c oh 对水的电离的抑制程度相同 水的电离程度相同 c项正确 当醋酸与naoh溶液恰好完全反应时 溶液呈碱性 q点溶液呈中性 故滴加的naoh量偏少 消耗的naoh体积比醋酸体积小 d项错误 2 2016 昆明模拟 下列有关ph变化的判断中 正确的是 a 随温度的升高 碳酸钠溶液的ph减小b 随温度的升高 纯水的ph增大c 新制氯水经光照一段时间后 ph减小d 氢氧化钠溶液久置于空气中 ph增大 解析 选c ph是以h 为依据来进行计算的 盐类的水解反应是吸热反应 温度升高 促进盐类的水解 即水解平衡向右移动 氢氧根离子浓度增加 ph增大 a错误 升高温度 促进水的电离 纯水的ph减小 b错误 氯水放在光照的条件下 一段时间后 hclo分解变成hcl 溶液酸性增强 ph减小 c正确 氢氧化钠溶液久置于空气中变质 部分变成碳酸钠 碱性减弱 ph减小 d错误 3 2016 晋中模拟 已知水在25 和95 时 其电离平衡曲线如下图所示 1 25 时水的电离平衡曲线应为 填 a 或 b 2 25 时 将ph 9的naoh溶液与ph 4的盐酸溶液混合 若所得混合溶液的ph 7 则naoh溶液与盐酸溶液的体积比为 3 95 时 若100体积ph a的某强酸溶液与1体积ph b的某强碱溶液混合后溶液呈中性 则混合前 a与b之间应满足的关系是 解析 1 水的电离为吸热过程 升高温度促进电离 水中氢离子和氢氧根离子浓度增大 kw增大 故25 时水的电离平衡曲线应为a 2 25 时 将ph 9的naoh溶液即c oh 10 5mol l 1 ph 4的盐酸即c h 10 4mol l 1 二者混合 若所得混合溶液的ph 7 则c oh v naoh aq c h v hcl aq naoh溶液与盐酸溶液的体积比为10 1 3 由图象知95 时 kw 1 10 12 ph a的某强酸溶液中c h 10 amol l 1 ph b的某强碱溶液中c oh 10b 12mol l 1 若100体积ph a的某强酸溶液与1体积ph b的某强碱溶液混合后溶液呈中性 则100 10 a 1 10b 12 a与b之间应满足的关系是a b 14 答案 1 a 2 10 1 3 a b 14 加固训练 1 常温下 ph 13的强碱溶液与ph 2的强酸溶液混合 所得混合溶液的ph 11 则强碱与强酸的体积比是 a 11 1b 9 1c 1 11d 1 9 解析 选d 假设碱 酸的体积分别用v 碱 v 酸 表示 则根据酸碱中和反应的实质 h oh h2o 可得 10 1 v 碱 v 酸 10 2 v 碱 v 酸 10 3 解得v 碱 v 酸 1 9 答案为d 2 2016 潍坊模拟 下表是不同温度下水的离子积常数 试回答下列问题 1 若25 或 1 10 14 作出此判断的理由是 2 在t1 时 测得纯水中的c h 2 4 10 7mol l 1 则c oh 为 该温度下 测得某h2so4溶液中c 5 10 6mol l 1 该溶液中c oh mol l 1 3 t2 下 0 01mol l 1的氢氧化钠溶液的ph 若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性 则混合之前 该强酸的ph1与强碱的ph2之间应满足的关系是 解析 1 水是弱电解质 存在电离平衡 电离吸热 所以温度升高 水的电离程度增大 离子积增大 答案为 温度升高 水的电离程度增大 离子积增大 2 依据纯水存在电离平衡 电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同 某温度下纯水中的c h 2 4 10 7mol l 1 则此时溶液中的c oh 2 4 10 7mol l 1 该温度下 某h2so4溶液中c 5 10 6mol l 1 则溶液中氢离子浓度是1 10 5mol l 1 c oh 5 76 10 14 10 5 5 76 10 9 mol l 1 3 t2温度下水的离子积常数是1 10 12 0 01mol l 1的氢氧化钠溶液的c h 1 10 12 0 01 10 10 mol l 1 ph 10 设强酸的ph1 a 强碱的ph2 b 由t2 时 若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性 即 n h n oh 则10 10 a 1 10b 12 101 a 10b 12 即1 a b 12 则a b 13 ph1 ph2 13 答案 1 水的电离是吸热反应 升高温度 平衡向着正反应方向移动 c h 增大 c oh 增大 kw c h c oh kw增大 2 2 4 10 7mol l 15 76 10 9 3 10 ph1 ph2 13 考点三酸碱中和滴定 核心知识通关 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 根据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 红色 紫色 蓝色 红色 橙色 黄色 无色 粉红色 红色 2 实验用品 1 仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 滴定管夹 铁架台和 锥形瓶 酸式 碱式 2 试剂 标准液 待测液 指示剂 蒸馏水 3 滴定管 构造 0 刻度线在上方 尖嘴部分无刻度 精确度 读数可估计到 ml 洗涤 先用蒸馏水洗涤 再用 液润洗 排泡 酸 碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡 0 01 待装 使用注意事项 酸式 碱式 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 蒸馏水洗涤 用 润洗 装液 排泡 调液面 记录 锥形瓶 蒸馏水洗涤 装液 加指示剂 检查是否漏水 待装液 2 滴定 滴定管活塞 锥形瓶 颜色的变化 3 终点判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且在 内不恢复原来的颜色 视为滴定终点 并记录标准液的体积 半分钟 4 数据处理 按上述操作重复2 3次 求出用去标准盐酸体积的平均值 根据c naoh 计算 但要注意某个数值与其他数据相差较大时 可以舍去 特别提醒 1 酸式滴定管和碱式滴定管的构造不同 不能混用 酸式滴定管只能盛装酸性 中性或强氧化性溶液 碱式滴定管只能盛装碱性溶液 2 滴定管在使用前必须用待装液润洗 而锥形瓶不能用待装液润洗 3 滴定管盛标准液时 其液面一定要调在 0 刻度或 0 刻度以下 4 读数时视线要与凹液面最低点处于同一水平面上 若仰视 读数偏大 若俯视 读数偏小 方法规律 酸碱中和滴定的误差分析以标准酸溶液a滴定未知浓度的碱溶液b 酚酞作指示剂 为例 常见的因操作不正确而引起的误差有 高考模拟精练 1 2015 广东高考 准确移取20 00ml某待测hcl溶液于锥形瓶中 用0 1000mol l 1naoh溶液滴定 下列说法正确的是 a 滴定管用蒸馏水洗涤后 装入naoh溶液进行滴定b 随着naoh溶液滴入 锥形瓶中溶液ph由小变大 c 用酚酞作指示剂 当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定d 滴定达终点时 发现滴定管尖嘴部分有悬滴 则测定结果偏小 解析 选b a项未对滴定管进行润洗 随着naoh溶液滴入 盐酸逐渐被中和 所以对应的ph逐渐变大 b正确 c项滴定终点应该是溶液由无色变成红色 d项实验测得的标准溶液的体积偏大 所以测定结果偏大 2 2016 大同模拟 如图为常温下用0 1000mol l 1naoh溶液滴定20 00ml0 1000mol l 1盐酸和20 00ml0 1000mol l 1醋酸的曲线 若以ha表示酸 下列判断和说法正确的是 a 上左图是滴定盐酸的曲线b e点时溶液中离子浓度为c na c a c b点时 反应消耗溶液体积 v naoh v ha d 当0mlc na c h c oh 解析 选b a 盐酸是强酸 0 1mol l 1盐酸的ph 1 而左图的起点aph 1 所以左图为滴定醋酸的曲线 错误 b 右图为盐酸的滴定曲线 e点ph 7 即c h c oh 根据氯化钠溶液中电荷守恒 则c na c cl 正确 c b点溶液为酸性 若消耗氢氧化钠体积为20ml 则溶液为碱性 所以溶液为酸性时 消耗氢氧化钠溶液的体积小于醋酸 错误 d 开始时 加入的氢氧化钠溶液体积极少时 则会有c a c h c na c oh 错误 3 2016 宜春模拟 现用盐酸标准溶液来测定naoh溶液的浓度 滴定时有下列操作 向溶液中加入1 2滴指示剂 取20 00ml标准溶液放入锥形瓶中 用氢氧化钠溶液滴定至终点 重复以上操作 配制250ml盐酸标准溶液 根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度 1 以上各步中 正确的操作顺序是 填序号 上述 中使用的仪器除锥形瓶外 还需要 使用 作指示剂 2 滴定并记录v naoh 的初 终读数 数据记录如下表 某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗naoh溶液的体积为v naoh 20 20ml他的计算合理吗 理由是 解析 1 在用未知浓度的碱滴定已知浓度的酸的操作中 正确的操作顺序是配制250ml盐酸标准溶液 取20 00ml标准溶液放入锥形瓶中 向溶液中加入1 2滴指示剂 用氢氧化钠溶液滴定至终点 重复以上操作 根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度 故顺序是 上述 取20 00ml标准溶液放入锥形瓶中使用的仪器除锥形瓶外 还需要酸式滴定 管 为了使滴定结果准确 使用的指示剂的颜色由浅到深时使用酚酞 可以减少滴定误差 2 他的计算不合理 原因是第三组数据明显数值偏大 偏离真实值 误差太大 不应采用 答案 1 酸式滴定管酚酞 2 不合理第3组数据明显偏大 不应采用 加固训练 1 用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的naoh溶液 选用酚酞作指示剂 下列操作会导致测定结果偏低的是 a 酸式滴定管未润洗就装标准液滴定b 锥形瓶未用待测液润洗 c 读取标准液读数时