高考化学 第八章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教版.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离1 电离方程式h2o h2oh3o oh 可简写为 2 关于纯水的几个重要数据 h2oh oh 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 促进 增大 抑制 减小 抑制 促进 二 溶液的酸碱性与ph1 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 将 或 填在下表空格中 2 ph 1 定义式 ph 2 溶液的酸碱性跟ph的关系 室温下 lgc h 酸性 碱性 3 ph试纸的使用 1 方法 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 2 注意 试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则待测液因被稀释可能会产生误差 广范ph试纸只能测出整数值 表面皿 玻璃棒 与标准比色卡对比 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 如图a 如图b 滴定管夹 铁架台 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 2 试剂 标准液 待测液 蒸馏水 3 滴定管的使用 酸碱指示剂 酸式滴定管 氧化性物质易腐蚀橡胶管 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃 致 使玻璃活塞无法打开 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 查漏 润洗 控制滴定管活塞 摇动锥形瓶 锥形瓶内溶液 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 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 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 在半分钟内不恢复原来的颜色 所装溶液润洗 0 读数调整液面在 0 刻度或 0 刻度以下 读出初读数 记为 x xxml 滴定终点 读出末读数 记为 y yyml 实际消耗滴定剂的体积为 ml y yy x xx 4 数据处理按上述操作重复二至三次 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 vb 准确量取的待测液的体积 ca 标准溶液的浓度 若va偏大 cb 若va偏小 cb 偏大 偏小 思考辨析 1 2012 福建高考 25 与60 时 水的ph相等 分析 水的电离过程是吸热的 故升高温度 水的电离平衡正向移动 c h 增大 ph减小 2 2012 江苏高考 水的离子积常数kw随着温度的升高而增大 说明该反应的 h 0 分析 水的离子积随温度升高而增大 说明升高温度促进水的电离 所以水的电离是吸热反应 h应大于零 3 2011 天津高考 25 时nh4cl溶液的kw大于100 时nacl溶液的kw 分析 水的离子积kw仅是温度的函数 温度越高 kw越大 与溶液中的溶质无关 4 25 时1lph 12的ba oh 2溶液中 oh 的物质的量为0 02mol 分析 要弄清多元酸碱溶液中c h 或c oh 与ph之间的关系 在ph 12的ba oh 2溶液中 c oh 1 10 2mol l 1 5 2012 重庆高考 盐酸中滴加氨水至中性 溶液中溶质为氯化铵 分析 盐酸与氨水恰好反应时 溶质为氯化铵 此时溶液呈酸性 6 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 分析 用待测液润洗锥形瓶 会增加待测液的量 则消耗的标准液会偏多 导致结果偏高 考点1水电离平衡的影响因素及水电离产生的c h 和c oh 计算的实例剖析 1 水电离影响因素的4种实例剖析 2 水电离产生c h 和c oh 计算的5种类型任何水溶液中水电离产生的c h 和c oh 总是相等的 有关计算有以下5种类型 以常温时的溶液为例 1 中性溶液 c oh c h 10 7mol l 1 2 酸的溶液 oh 全部来自水的电离实例 ph 2的盐酸中c h 10 2mol l 1 则c oh kw 10 2 1 10 12 mol l 1 即水电离出的c h c oh 10 12mol l 1 3 碱的溶液 h 全部来自水的电离实例 ph 12的naoh溶液中c oh 10 2mol l 1 则c h kw 10 2 1 10 12 mol l 1 即水电离出的c oh c h 10 12mol l 1 4 水解呈酸性的盐溶液 h 全部来自水的电离实例 ph 5的nh4cl溶液中 由水电离出的c h 10 5mol l 1 因部分oh 与部分结合使c oh 10 9mol l 1 5 水解呈碱性的盐溶液 oh 全部来自水的电离实例 ph 12的na2co3溶液中 由水电离出的c oh 10 2mol l 1 因部分h 与部分结合使c h 10 12mol l 1 高考警示 1 注意区分溶液组成和性质的关系 酸性溶液不一定是酸溶液 碱性溶液不一定是碱溶液 2 常温时 由水电离产生的c h 10 7mol l 1的溶液 因水的电离受到抑制 可能是酸溶液也可能是碱溶液 考查角度1物质对水的电离平衡的影响 典例1 2012 上海高考 水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是 a nahso4溶液b kf溶液c kal so4 2溶液d nai溶液 解题指南 解答本题时应该注意以下2点 1 酸或碱对水的电离起到抑制作用 2 弱酸盐或弱碱盐对水的电离平衡起到促进作用 解析 选d 硫酸氢钠溶液完全电离相当于一元强酸 对水的电离起到抑制作用 氟离子水解 kf溶液显碱性 铝离子水解 kal so4 2溶液显酸性 对水的电离均有影响 nai是强酸强碱盐 不发生水解 对水的电离平衡不产生影响 变式训练 2013 哈尔滨模拟 向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件 能促进水的电离 并能使溶液中c oh c h 的操作是 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 选a 稀硫酸 氨气抑制水的电离 金属钠 fecl3固体 naclo固体 将水加热煮沸促进水的电离 但fecl3固体使溶液显酸性 将水加热煮沸 水仍呈中性 考查角度2水电离产生的c oh c h 的计算 典例2 2013 西青区模拟 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 5 108 c 1 20 1010 10d 1 10 104 109 解题指南 解答本题时应注意 1 25 时 无论纯水还是酸 碱 盐溶液中 kw 1 10 14 2 明确电解质电离出的h 或oh 与溶液中的h 或oh 由水电离出的h 或oh 的关系 解析 选a ph 0的h2so4溶液 溶液中c h 1mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c oh 1 10 14mol l 1 故由水电离出的c oh 1 10 14mol l 1 c h 水 0 05mol l 1的ba oh 2溶液中c oh 10 1mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c h 1 10 13mol l 1 故c h 水 1 10 13mol l 1 ph 10的na2s溶液 溶液中c h 1 10 10mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c oh 1 10 4mol l 1 溶液中oh 完全来自于水的电离 故由水电离出的oh 和h 相等 ph 5的nh4no3溶液中c h 1 10 5mol l 1 溶液中h 完全来自于水的电离 故由水电离出的h 是1 10 5mol l 1 综上所述 中c h 水 1 10 14mol l 1 中c h 水 1 10 13mol l 1 中c h 水 1 10 4mol l 1 中c h 水 1 10 5mol l 1 求比值可得1 10 1010 109 即a项正确 变式训练 某溶液在25 时由水电离出的氢离子的浓度为1 10 12mol l 1 下列说法正确的是 a hs 等离子在该溶液中不能大量存在b 该溶液的ph不可能为2c 向该溶液中加入铝片后 一定能生成氢气d 若该溶液中的溶质只有一种 它一定是酸或者是碱 解析 选a 25 纯水中c h c oh 1 10 7mol l 1 而这里 由水电离出的氢离子的浓度为1 10 12mol l 1 这是水的电离被抑制的结果 抑制水电离的物质 可能是naoh等碱 可能是hcl等非强氧化性酸 可能是hno3这样的强氧化性酸 还可能是nahso4这样的盐 考点2ph计算的整体思路及类型方法 1 整体思路 1 若溶液为酸性 先求c h 再求ph lgc h 2 若溶液为碱性 先求c oh 再求c h kw c oh 最后求ph 2 类型及方法 1 酸 碱溶液ph的计算方法 强酸溶液如hna 设浓度为cmol l 1 c h ncmol l 1 ph lgc h lg nc 强碱溶液如b oh n 设浓度为cmol l 1 c h ph lgc h 14 lg nc 2 酸碱混合溶液ph的计算 两强酸混合 直接求c混 h 代入公式ph lgc混 h 计算 c混 h 两强碱混合 先求c混 oh 再根据kw c h c oh 计算 求c混 h 由c混 h 求ph c混 oh 强酸 强碱混合a 恰好完全中和 ph 7b 酸过量 c混 h c 碱过量 c混 oh c混 h 高考警示 1 对于强酸溶液中的c h 每稀释10n倍 ph增大n个单位 但增大后不超过7 仍为酸性 对于强碱溶液中的c oh 每稀释10n倍 ph减小n个单位 但减小后不小于7 仍为碱性 2 ph相同的强酸与弱酸 或强碱与弱碱 稀释相同的倍数 强酸 或强碱 ph变化大 弱酸 或弱碱 ph变化小 典例3 已知在100 的温度下 水的离子积kw 1 10 12 本题涉及的溶液温度均为100 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 解题指南 解答本题时应注意以下3点 1 首先判断混合后溶液的酸碱性 2 若为酸性 计算剩余h 的浓度 再求出ph 3 若为碱性 先计算剩余oh 的浓度 再通过kw求出c h 最后求ph 解析 选a a项 0 005mol l 1的h2so4溶液中 c h 0 005mol l 1 2 0 01mol l 1 ph lgc h lg0 01 2 此计算与kw值无关 不要受kw 1 10 12的干扰 b项 0 001mol l 1的naoh溶液中 c oh 0 001mol l 1 ph lg 1 10 9 9 c项中 ph 6时 c h c oh 溶液呈中性 d项中 ph 3的溶液中c h 10 3mol l 1 ph 9的溶液中c oh 10 3mol l 1 二者等体积混合恰好完全中和 互动探究 若把温度100 改为25 则 1 c项中混合溶液的ph为多少 提示 0 005mol l 1的h2so4溶液与0 01mol l 1的naoh溶液等体积混合 恰好中和 ph 7 2 d项中需要ph 9的naoh溶液的体积为多少 提示 ph 3的h2so4溶液中c h 10 3mol l 1 ph 9的naoh溶液中c oh 10 5mol l 1 则需ph 9的naoh溶液的体积为5000ml 考点3酸碱中和滴定中 四种 操作所引起的误差分析以标准一元酸溶液滴定未知浓度的一元碱溶液 酚酞作指示剂 为例 分析以下操作引起的误差 分析依据 vb 准确量取的待测液的体积 ca 标准溶液的浓度 操作一 洗涤 1 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗 va变大 cb偏高 2 碱式滴定管未用待测液润洗 va变小 cb偏低 3 锥形瓶用待测液润洗 va变大 cb偏高 4 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 va不变 cb无影响 操作二 取液取碱液的滴定管开始有气泡 放出液体后气泡消失 va变小 cb偏低 操作三 滴定 1 酸式滴定管滴定前有气泡 滴定终点时气泡消失 va变大 cb偏高 2 振荡锥形瓶时部分液体溅出 va变小 cb偏低 3 部分酸液滴在锥形瓶外 va变大 cb偏高 操作四 读数 1 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后俯视读数 或前仰后俯 va变小 cb偏低 2 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后仰视读数 或前俯后仰 va变大 cb偏高 高考警示 1 答题时注意题目要求 防止答非所问 如要求答 偏高 偏低 容易误答成 偏大 偏小 2 分析误差时要看清是标准液 在滴定管中 还是待测液 在锥形瓶中 3 滴定终点 中和反应恰好进行完全 溶液呈中性 中和反应恰好进行完全 得到的溶液不一定呈中性 有可能呈酸性或碱性 典例4 2012 上海高考 用滴定法测定na2co3 含nacl杂质 的质量分数 下列操作会引起测定值偏高的是 a 试样中加入酚酞作指示剂 用标准酸液进行滴定b 滴定管用蒸馏水洗涤后 直接注入标准酸液进行滴定c 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 直接加入待测液进行滴定d 滴定管用蒸馏水洗涤后 直接注入待测液 取20 00ml进行滴定 解题指南 解答本题要注意2点 1 酚酞的变色范围为8 2 10 0 此时na2co3与酸反应生成nahco3 2 根据滴定原理分析操作过程对标准液体积的影响 判断误差 解析 选b a项 酚酞变色的ph是8 2 10 0 用于滴定碳酸钠时 当碳酸钠转化成碳酸氢钠时溶液的颜色开始发生改变 此时v 酸 偏低 b项 滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗 则标准液被稀释 v 酸 偏高 测定值偏高 c项 装待测液的锥形瓶不润洗 对测定结果无影响 d项 直接将待测液稀释 测得待测液的浓度偏低 变式训练 实验室用标准盐酸溶液测定某naoh溶液的浓度 用甲基橙作指示剂 下列操作中可能使测定结果偏低的是 a 取naoh溶液时仰视读数b 滴定结束后 滴定管尖嘴处有一悬挂液滴c 锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色 立即记下滴定管液面所在刻度d 盛naoh溶液的锥形瓶滴定前用naoh溶液润洗2次 3次 解析 选c a项 实际取用naoh溶液体积大于计算值 消耗的盐酸增加 故导致测定结果偏高 b项 悬挂液滴未滴入锥形瓶中 但计算时已计入酸的总量 测出naoh溶液浓度也偏高 c项 由黄色变为橙色可能由于局部c h 变大引起的 振荡后可能还会恢复黄色 应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点 故所用盐酸的量比理论用量偏小 测出的naoh溶液浓度偏低 d项 用naoh溶液润洗锥形瓶 直接导致盐酸的用量偏大 故测定naoh浓度偏高 1 2013 广州模拟 已知 poh lgc oh 在常温下溶液中的ph poh 14 又已知正常人 人的体温高于室温 的血液ph 7 3 则正常人血液的poh是 a 大于6 7b 小于6 7c 等于6 7d 无法判断 解析 选b 因人的体温高于室温 则正常人血液中水的离子积常数大于10 14 故ph poh 14 poh 14 ph 6 7 b项正确 2 常温下 某溶液中由水电离的c h 1 10 13mol l 1 该溶液可能是 二氧化硫水溶液 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液a b c d 解析 选a 由水电离的c h 1 10 13mol l 1 说明水的电离受到抑制 溶液可能为酸溶液也可能为碱溶液 二氧化硫水溶液和氢氧化钠溶液符合 氯化铵水解促进水的电离 硝酸钠为强酸强碱盐 不影响水的电离 3 下列溶液一定呈中性的是 a c h c oh 10 6mol l 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 故b项不正确 c项中溶液可显弱酸性或弱碱性 d项中生成的正盐如果能够水解 则溶液不呈中性 4 在室温下等体积的酸和碱的溶液 混合后ph一定小于7的是 a ph 3的硝酸和ph 11的氢氧化钾溶液b ph 3的盐酸和ph 11的氨水c ph 3的硫酸和ph 11的氢氧化钠溶液d ph 3的醋酸和ph 11的氢氧化钡溶液 解析 选d a中hno3 koh kno3 h2o 二者完全反应 溶液呈中性 b中nh3 h2o是弱电解质 hcl nh3 h2o nh4cl h2o nh3 h2o过量 溶液呈碱性 ph 7 c中h2so4 2naoh na2so4 2h2o 二者完全反应 溶液呈中性 d中ch3cooh是弱电解质 二者反应后ch3cooh过量 溶液呈酸性 ph 7 5 2013 南开区模拟 中学化学实验中 淡黄色的ph试纸常用于测定溶液的酸碱性 在25 时 若溶液的ph 7 试纸不变色 若ph 7 试纸变蓝色 而要精确测定溶液的ph 需要用ph计 ph计主要通过测定溶液的c h 来测定溶液的ph 1 已知水中存在如下平衡 h2o h2oh3o oh h 0 现要使平衡向右移动 且所得的溶液呈酸性 选择的方法是 a 向水中加入nahso4b 向水中加入cu no3 2c 加热至100 其中c h 1 10 6mol l 1 d 向水中加入 nh4 2so4 2 现要测定100 沸水的ph及酸碱性 若用ph试纸测定 则试纸显 色 溶液呈 性 填 酸 碱 或 中 若用ph计测定 则ph 7 填 或 或 解析 1 中要注意两点 一是促进水的电离 可排除a 二是使溶液呈酸性 可排除c 2 100 沸水仍呈中性 根据此时水的离子积常数可知 该温度下水的ph 6 3 根据题意可知 原氨基酸溶液显弱碱性 稀释后溶液的ph 8 则原溶液的ph应大于8 答案 1 b d 2 淡黄中 1 双选 2012 广东高考 对于常温下ph为2的盐酸 叙述正确的是 a c h c cl c oh b 与等体积ph 12的氨水混合后所得溶液显酸性c 由水电离出的c h 1 0 10 12mol l 1d 与等体积0 01mol l 1乙酸钠溶液混合后所得溶液中 c cl c ch3coo 解析 选a c 因为a项满足电荷守恒 所以a正确 c项中根据kw c h c oh 求得盐酸中c oh 1 0 10 12mol l 1 又因水电离出的h 和oh 浓度相等 所以水电离出的c h 1 0 10 12mol l 1 即c项正确 b项中氨水过量 混合后溶液显碱性 所以不正确 d项中反应后生成乙酸和氯化钠 水溶液为酸性 应是c cl c ch3coo d不正确 2 2011 安徽高考 室温下 将1 000mol l 1盐酸滴入20 00ml1 000mol l 1氨水中 溶液ph和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示 下列有关说法正确的是 a a点由水电离出的c h 1 0 10 14mol l 1b b点 c nh3 h2o c cl c c点 c cl d d点后 溶液温度略下降的主要原因是nh3 h2o电离吸热 解析 选c 本题考查电解质溶液中的离子浓度关系 意在考查学生对化学图像的分析能力及对酸碱中和滴定和混合溶液中离子浓度关系的掌握情况 a点即是1 000mol l 1的氨水 nh3 h2o是弱电解质 未完全电离 c oh 1 0 10 14mol l 1 a项错误 b点处 加入盐酸的体积未知 不能进行比较 b项错误 c点溶液显中性 即c oh c h 结合电荷守恒关系 c oh c cl c h 有c cl c项正确 d点后 溶液温度下降是由于加入的冷溶液与原溶液发生热传递 d项错误 3 2010 全国卷 下列叙述正确的是 a 某醋酸溶液的ph a 将此溶液稀释1倍后 溶液的ph b 则a bb 在滴有酚酞试液的氨水中 加入nh4cl至溶液恰好无色 则此