高考化学 8.2 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 知识梳理 一 水的电离平衡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 微点拨 1 水的离子积常数kw c h c oh 不仅适用于纯水 也适用于所有水溶液 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 二 溶液的酸碱性1 溶液的酸碱性 常温下 溶液的酸碱性与c h c oh 的关系 2 溶液的ph 1 表达式 ph 2 使用范围 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 lgc h 3 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 微点拨 1 溶液呈现酸 碱性的实质是c h 与c oh 的相对大小 不能只看ph的大小 如100 时 纯水的ph 6 呈中性 2 使用ph试纸测定ph时不能用蒸馏水润湿 三 酸碱中和滴定1 实验原理 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 1 仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 滴定管夹 铁架台和 2 试剂 标准液 待测液 指示剂 蒸馏水 酸式 碱式 锥形瓶 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 操作注意事项 a 强氧化性的试剂一般用酸式滴定管 因为氧化性物质易腐蚀橡胶管 b 碱性的试剂一般用碱式滴定管 因为碱性物质易 致使活塞无法打开 c 读数时眼睛与凹液面最低点处在同一水平面上 若仰视 读数偏 若俯视 读数偏 腐蚀玻璃 大 小 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 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 滴定管活塞 锥形瓶 颜色的变化 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 小题快练 1 思考辨析 1 2014 大纲版全国卷 用蒸馏水润湿的ph试纸测溶液的ph 一定会使结果偏低 分析 当溶液呈中性时 ph试纸润湿对测量结果无影响 2 2013 浙江高考 ph计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 分析 酸碱中和滴定过程中 溶液的ph在不断变化 完全反应时的ph为定值 因此可用ph计确定滴定终点 3 2013 天津高考 在蒸馏水中滴加浓硫酸 kw不变 分析 kw只与温度有关 不受溶液酸碱性的影响 4 2012 山东高考 中和滴定实验时 用待测液润洗锥形瓶 分析 锥形瓶不能用待测液润洗 否则会使结果偏高 2 教材研习 1 rj选修4 p52 室温下 柠檬水溶液的ph是3 则其中由水电离出的c oh 是 a 0 1mol l 1b 1 10 3mol l 1c 1 10 7mol l 1d 1 10 11mol l 1 解析 选d 柠檬水的oh 全部来自水的电离 ph 3 则c h 0 001mol l 1 由水的离子积常数可知 c oh mol l 1 1 10 11mol l 1 2 rj选修4 p52 室温下 在48ml0 1mol l 1盐酸中加入12ml0 4mol l 1naoh溶液时 所得的溶液 a ph 7b ph 7c ph 10d ph 8 解析 选a n h 48 10 3l 0 1mol l 1 4 8 10 3mol n oh 12 10 3l 0 4mol l 1 4 8 10 3mol n h n oh ph 7 3 rj选修4 p52 甲溶液的ph是2 乙溶液的ph是5 甲溶液与乙溶液的c h 之比为 a 1000 1b 1 1000c 2 5d 5 2 解析 选a 甲溶液的ph是2 溶液的c h 10 2mol l 1 乙溶液的ph是5 溶液的c h 10 5mol l 1 则甲溶液与乙溶液的c h 之比为10 2mol l 1 10 5mol l 1 1000 1 4 rj选修4 p52 下列溶液ph由小到大的排列顺序是 0 1mol l 1hcl溶液 0 1mol l 1h2so4溶液 0 1mol l 1naoh溶液 0 1mol l 1ch3cooh溶液a b c d 解析 选c 0 1mol l 1hcl溶液中c h 0 1mol l 1 0 1mol l 1h2so4溶液中c h 0 2mol l 1 0 1mol l 1naoh溶液中c h mol l 1 1 0 10 13mol l 1 0 1mol l 1ch3cooh溶液中存在电离平衡 溶液中氢离子浓度小于0 1mol l 1 四种溶液的c h 由小到大的排列顺序是 ph由小到大的排列顺序是 5 sj选修4 p78 某课外活动小组学生对采集的酸雨样品进行化验 所得数据如下 c na 为5 0 10 6mol l 1 c 为2 0 10 4mol l 1 c 为4 0 10 4mol l 1 h 和oh 浓度未测定 则此酸雨的ph约为 a 3b 4c 5d 6 解析 选a 根据溶液的电中性原理 5 0 10 6mol l 1 1 c h 2 0 10 4mol l 1 1 2 4 0 10 4mol l 1 解得c h 10 3mol l 1 故ph 3 速记卡片 1 牢记水的电离的两个式子 h2oh oh kw c h c oh 2 理解水溶液中的三种关系 1 c h c oh 溶液呈酸性 2 c h c oh 溶液呈中性 3 c h c oh 溶液呈碱性 3 熟悉滴定管使用的四个步骤 查漏 洗涤 润洗 装液 考点一水的电离平衡的影响因素及有关计算 自主训练 2015 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 归纳总结 水电离的c h 或c oh 的计算技巧 25 时 1 中性溶液 c h c oh 1 0 10 7mol l 1 2 酸或碱抑制水的电离 水电离出的c h c oh 10 7mol l 1时 就用10 14除以这个浓度即得到水电离的c h 3 可水解的盐促进水的电离 水电离的c h 或c oh 均大于10 7mol l 1 若给出的c h 10 7mol l 1 即为水电离的c h 若给出的c h 10 7mol l 1 就用10 14除以这个浓度即得水电离的c oh 针对训练 2015 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 10mol 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 加固训练 1 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 2 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ph的计算与判断1 溶液的稀释规律 2 溶液ph的计算 1 总体原则 若溶液为酸性 先求c h 再求ph lgc h 若溶液为碱性 先求c oh 再求c h kw c oh 最后求ph 2 单一类的计算方法 浓度为c的强酸 hna c h nc 浓度为c的强碱 b oh n c oh nc c h 3 混合类的计算方法 同性混合 a 若为酸的溶液混合 则先求c h 混 c h 1v1 c h 2v2 v1 v2 再直接求ph b 若为碱的溶液混合 则先求c oh 混 c oh 1v1 c oh 2v2 v1 v2 再求c h kw c oh 混 最后求ph 异性混合 a 若酸过量 则先求c h 过 c h 酸v酸 c oh 碱v碱 v酸 v碱 再直接求ph b 若碱过量 则先求c oh 过 c oh 碱v碱 c h 酸v酸 v酸 v碱 再求c h kw c oh 过 最后求ph 高考警示 混合溶液酸碱性的判断规律1 等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液 谁强显谁性 同强显中性 2 室温下 已知ph之和的酸和碱溶液等体积混合 1 两强混合 若ph之和等于14 则混合后溶液显中性 ph 7 若ph之和大于14 则混合后溶液显碱性 ph 7 若ph之和小于14 则混合后溶液显酸性 ph 7 2 一强一弱混合 谁弱显谁性 ph之和等于14时 一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性 一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性 典题 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 互动探究 1 第 1 小题中 若将t 改为常温 则a b为多少 提示 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 的关系式是什么 提示 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 针对训练 2015 成都模拟 常温下 ph a和ph b的两种naoh溶液 已知b a 2 则将两种溶液等体积混合后 所得溶液的ph接近于 a a lg2b b lg2c a lg2d b lg2 解析 选b 两种溶液中c oh 分别为10a 14mol l 1 10b 14mol l 1 等体积混合后c oh 10a 14mol l 1 10b 14mol l 1 2 101 10a 14 2 mol l 1 poh 14 a lg101 lg2 12 a lg2 ph 14 poh 2 a lg2 b lg2 加固训练 1 常温下 将0 02mol l 1的ba oh 2溶液100ml和0 02mol l 1nahso4溶液100ml混合 若忽略溶液体积变化 则混合后的溶液 a ph 12b ph 2c 由水电离产生的c h 1 0 10 2mol l 1d 溶质的物质的量浓度为0 02mol l 1 解析 选a 当ba oh 2与nahso4等物质的量混合后溶液中发生的反应为ba oh 2 nahso4 baso4 naoh h2o1110 1l 0 1l 0 02mol l 10 02mol l 10 002mol 即反应后溶液中的溶质为naoh c oh c naoh 0 01mol l 1c h c h 水 1 10 12mol l 1 溶液的ph lgc h lg 1 10 12 12 2 2015 承德模拟 下表是不同温度下水的离子积的数据 试回答以下问题 1 若25 或 做此判断的理由是 2 25 时 某na2so4溶液中c 5 10 4mol l 1 取该溶液1ml加水稀释至10ml 则稀释后溶液中c na c oh 3 在t2温度下测得某溶液ph 7 该溶液显 填 酸 碱 或 中 性 将此温度下ph 11的naoh溶液al与ph 1的h2so4溶液bl混合 若所得混合液为中性 则a b 若所得混合液ph 2 则a b 解析 1 升高温度 促进水的电离 水的离子积常数增大 2 c na 1 10 4mol l 1 而25 时水电离出来的c oh 1 10 7mol l 1 所以c na c oh 1 10 4 1 10 7 1000 1 3 t2温度下 ph 6的溶液呈中性 则ph 7的溶液显碱性 若所得混合液为中性 即n h n oh 1 10 1mol l 1 bl mol l 1 al 则a b 1 1 若所得混合液ph 2 即酸过量c h 1 10 2mol l 1 则a b 9 11 答案 1 温度升高 水的电离程度增大 离子积增大 2 1000 1 3 碱 1 1 9 11 考点三酸碱中和滴定的误差分析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 典题 2015 蚌埠模拟 下面是中和滴定过程中 容易引起误差的五个方面 根据题意 用 偏高 偏低 或 无影响 填空 1 仪器润洗 锥形瓶用蒸馏水冲洗后 再用待测液润洗 使滴定结果 2 存在气泡 滴定管尖嘴部分滴定前无气泡 滴定终了有气泡 使滴定结果 3 读数操作 滴定前平视滴定管刻度线 滴定终了俯视刻度线 使滴定结果 滴定前仰视滴定管刻度线 滴定终了俯视刻度线 使滴定结果 4 指示剂选择 用盐酸滴定氨水 选用酚酞作指示剂 使滴定结果 5 存在杂质 用含nacl杂质的naoh配制成标准溶液来滴定盐酸 则测定的盐酸浓度将 用含na2o杂质的naoh配制成标准溶液来滴定盐酸 则测定的盐酸浓度 解析 1 锥形瓶用蒸馏水冲洗后 再用待测液润洗 待测溶液溶质的物质的量增大 消耗标准溶液的体积增大 结果偏高 2 体积数 未读数 初读数 滴定管尖嘴部分滴定前无气泡 滴定终了有气泡 读取的体积数比实际消耗标准溶液的体积小 结果偏低 3 仰视读数时 读取的体积数偏大 俯视读数时 读取的体积数偏小 4 用盐酸滴定氨水 选用酚酞作指示剂 由于酚酞变色时 溶液呈碱性 盐酸不足 氨水有剩余 消耗盐酸的体积数偏小 结果偏低 5 用含nacl杂质的naoh试剂配制成标准溶液来滴定盐酸 由于nacl不与盐酸反应 消耗的溶液体积增大 结果偏高 用含na2o杂质的naoh试剂配制成标准溶液来滴定盐酸 根据中和1molhcl所需na2o质量为31g 中和1molhcl所需naoh质量为40g可知中和相同量盐酸时 所需含na2o的naoh的量比所需纯naoh的量小 结果偏低 答案 1 偏高 2 偏低 3 偏低偏低 4 偏低 5 偏高偏低 针对训练 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 加固训练 1 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 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 2 用标准的koh溶液滴定未知浓度的盐酸 若测定结果偏低 其原因可能是 a 配制标准溶液的固体koh中混有naoh杂质b 滴定终点读数时 仰视滴定管的刻度 其他操作正确c 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗d 滴定前标准液在0刻度以上 解析 选a a项将会使标准碱液的c oh 偏大 滴定时耗用的v oh 偏小 导致结果偏低 故正确 终点时仰视读数 将使读取碱液的体积偏大 测定结果偏高 b错 用未知液润洗锥形瓶将使测定结果偏高 c错 滴定前液面在0刻度以上 没法读取消耗的标准液体积 d错 中和滴定实验 高考真题 高考是这样考查的1 2014 安徽高考 测定naoh溶液的浓度 需要的仪器有滴定管 锥形瓶 烧杯 试剂有naoh溶液 0 1000mol l 1盐酸 解析 缺少指示滴定终点的指示剂 错误 2 2014 山东高考 中和滴定实验的操作图 解析 根据图中的信息可知 该实验是用酸标准溶液滴定碱待测液 所以酸标准溶液应用酸式滴定管盛放 而图中的是碱式滴定管 错误 3 2014 福建高考 葡萄酒常用na2s2o5作抗氧化剂 测定某葡萄酒中抗氧化剂的残留量 以游离so2计算 的方案如下 已知 滴定时反应的化学方程式为so2 i2 2h2o h2so4 2hi 按上述方案实验 消耗标准i2溶液25 00ml 该次实验测得样品中抗氧化剂的残留量 以游离so2计算 为 g l 1 在上述实验过程中 若有部分hi被空气氧化 则测定结果 填 偏高 偏低 或 不变 解析 设100 00ml样品中含有二氧化硫的质量为xso2 2h2o i2 h2so4 2hi64g1molx0 01000 25 00 10 3mol求得 x 1 6 10 2g则样品