高考化学 第8章 第27课时 水的电离和溶液的酸碱性复习课件.ppt

第27课时水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离平衡和影响平衡的因素 1 水的电离平衡和电离平衡常数h2o h2oh3o oh h 0或者h2oh oh h 0由于水是一种极弱的电解质 电离前后h2o的物质的量几乎不变 c h2o 可视为常数 上式可以表示为 k电离 c h2o c h c oh k电离 c h2o 为新的常数 称之水的离子积常数kw kw c h c oh kw只与温度有关 25 时 kw c h c oh 1 0 10 14 2 影响水的电离度大小的因素 注意 水的离子积不仅适用于纯水 还适用于稀的电解质溶液 基础题一 水的电离过程为h2oh oh 在不同温度下其平衡常数为k 25 1 0 10 14 k 35 2 1 10 14 则下列叙述正确的是 a c h 随着温度升高而降低b 35 时 c h c oh c 水的电离了的百分率25 35 d 水的电离是吸热的 d 思考题 水电离出的c h 和c oh 有怎样的关系 解析 水的离子积常数揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡 都有h 和oh 共存 在酸性或碱性的稀溶液中 由水电离出的c h 和c oh 总相等 即c水 h c水 oh 如0 1mol l 1hcl或naoh溶液中 c水 h c水 oh 1 10 13mol l 1 酸中c oh 很小 但这完全是由水电离出来的 不能忽略 同样的碱溶液中的c h 也不能忽略 二 溶液的酸碱性和ph 1 溶液酸性 中性或碱性的判断依据是 看c h 和c oh 的相对大小 在任意温度的溶液中 若c h c oh 酸性c h c oh 中性c oh c h 碱性2 溶液的ph 1 概念 氢离子浓度的负对数 ph lgc h 同理poh lgc oh 2 在25 和常压下 ph 7的水溶液 如 纯水 为中性 水的离子积常数为1 10 14 且c h 和c oh 都是1 10 7mol l ph愈小 溶液的酸性愈强 ph愈大 溶液的碱性也就愈强 3 25 时ph是一个介于0和14之间的数 当ph7时 溶液呈碱性 当ph 7时 溶液呈中性 但ph 7时可能并不代表溶液呈中性 这需要通过计算该溶剂在该条件下的电离常数来决定ph为中性的值 如373k 100 的温度下 ph 6为中性溶液 3 ph的适用范围 ph表示的是c h 或c oh 为1mol l以内的稀溶液 包括1mol l 所以ph的使用范围是0 14之间 如下图示 ph越小 c h 越大 酸性越强 ph越大 c oh 越大 碱性越强 4 ph试纸的使用 1 方法 把小块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 与标准比色卡比较来确定溶液的ph 2 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 基础题二 科学家发现 由于水的电离平衡的存在 不仅是纯水 就是在酸性或碱性的稀溶液里 h 浓度和oh 浓度的乘积在一定的温度下总是一个常数 kw 请填表 浓度单位均为mol l 1 准确量取25 00mlkmno4溶液 可选用的仪器是 a 25ml量筒b 25ml酸式滴定管c 25ml碱式滴定管d 有刻度的50ml烧杯 2 下列有关中和滴定的操作 用标准液润洗滴定管 往滴定管内注入标准溶液 检查滴定管是否漏水 滴定 滴加指示剂于待测液 洗涤 正确的操作顺序是 a b c d b b 三 酸碱中和滴定 1 概念 用已知物质的量浓度的酸 或碱 测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法 2 关键 准确量取酸 碱溶液的体积 实验中是通过使用酸 碱 式滴定管量取 精确到0 01ml 准确判断反应的终点 实验中是通过加入酚酞 甲基橙等酸碱指示剂判断滴定终点 3 仪器 滴定管夹 铁架台 锥形瓶 酸式滴定管 碱式滴定管 烧杯等 其中使用前应检查是否漏水且用溶液润洗的仪器是酸式滴定管 碱式滴定管 这些仪器均标有 温度 刻度和容积大小等 且 0 刻度在上 4 操作步骤 1 检查滴定管是否漏水 2 洗涤 滴定管在使用前要经过三次洗涤 首先用洗涤液洗2 3次 以除去油污 其次要用蒸馏水洗涤2 3次 把残留的洗涤液洗净 最后 装液之前要用待装液润洗2 3次 以防止残留水稀释原溶液 锥形瓶是用于盛放被滴定溶液的仪器 在使用前 要用蒸馏水洗干净 但不要润洗 尤其要防止其中含有能够与酸 碱反应的物质 3 注溶液 把待测溶液和标准溶液分别注入滴定管中 使滴定管尖嘴部分充满溶液 再将液面调节到 0 或 0 刻度以下某一刻度 并记录刻度 4 滴定 从滴定管放入一定体积的溶液于锥形瓶中 而后加入1 2滴指示剂 在锥形瓶下方放置一白纸 以便观察溶液的颜色变化 滴定时 左手握住活塞控制液体流量 右手轻轻摇动锥形瓶 眼睛注视锥形瓶内液体的颜色变化 滴定时 当锥形瓶内的液体颜色变浅时 使溶液逐滴慢慢加入 当加入最后一滴达到滴定终点时 记录读数 精确到小数点后两位 如 23 38ml 最后一位是估计值 重复上述操作两次 5 数据处理 取平均值代入计算式计算 思考题 滴定管和量筒读数时有什么区别 解析 滴定管的 0 刻度在上面 越往下刻度值越大 而量筒无零刻度 并且越往上刻度越大 记录数据时滴定管一般精确到0 01ml 而量筒一般仅为0 1ml 重要考点1水的电离和溶液的酸碱性判断 考点释例1 1 某温度下 某溶液的ph 7 该溶液一定是中性溶液吗 2 某温度下纯水的c h 2 0 10 7mol l 在此温度下 某溶液中由水电离出的c h 为4 0 10 13mol l 则该溶液的ph可能为 解析 在该温度下 kw c h c oh 2 0 10 7 2 0 10 7 4 0 10 14 c h 4 0 10 13mol l 则溶液可能呈酸性或碱性 若是酸性溶液 溶液中的c h 4 0 10 14 4 0 10 13 1 0 10 1mol l 所以溶液的ph lgc h lg 1 10 1 1 若是碱性溶液 则溶液的ph lgc h lg4 0 10 13 13 lg4 12 4 温馨提示 任何时候由水电离出的h 和oh 浓度总是相等的 答案 1 不一定 2 1或12 4 1 在25 某稀溶液中 由水电离产生的c h 10 13mol l 下列有关溶液的叙述正确的是 双选 a 该溶液一定呈酸性b 该溶液一定呈碱性c 该溶液的ph可能约为1d 该溶液的ph可能约为13 2 常温下 在ph 12的某碱溶液中 由水电离出的c oh 为 a 1 0 10 7mol lb 1 0 10 6mol lc 1 0 10 3mol ld 1 0 10 12mol l cd d 解析 由水电离的c h 10 ph 1 0 10 12mol l 由水电离出的c oh 等于由水电离出的c h 所以 c oh 也等于1 0 10 12mol l 3 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 向水中加入少量固体ch3coona 平衡逆向移动 c h 降低d 将水加热 kw增大 ph不变 b 重要考点2溶液的ph计算及应用 1 酸性溶液步骤 先求溶液中氢离子浓度即c h 然后求溶液的ph c h 的计算式为 1 强酸hna c h n c 酸 2 强酸稀释 c h 稀 3 强酸混合 c h 4 强酸与强碱混合 c h 解析 a项 稀氨水是弱碱 加入后水溶液中的c oh 增大 平衡逆向移动 b项 nahso4溶于水发生电离使c h 增大 由于温度不变 故kw不变 c项 水中加入ch3coona ch3coona发生水解 促进水的电离 平衡正向移动 使溶液呈碱性 c h 降低 d项 升高温度 水的电离程度增大 kw变大 ph变小 2 碱性溶液步骤 先求出溶液中氢氧根离子浓度即c oh 然后根据kw求出溶液中氢离子浓度即c h 最后求出溶液的ph c oh 的求算式与酸性溶液中c h 的求算式相似 只需把公式中的h 改为oh 酸改为碱即可 说明 若忽略混合前后溶液体积的变化 则混合后溶液体积近似等于混合前各溶液体积之和 即v混 v1 v2 考点释例2 将ph 3的h2so4溶液和ph 12的naoh溶液混合 当混合溶液的ph 10时 强酸和强碱的体积之比为 a 1 9b 9 1c 10 1d 1 10 解析 ph 10时 c h 1 10 10mol l 1 c oh 1 10 4mol l 1 b 温馨提示 1 混合后溶液呈酸性时 一定用c h 计算ph 呈碱性时 一定用c oh 计算ph 2 若强酸 ph a 体积为v酸 强碱 ph b 体积为v碱 混合后呈中性 则有 v酸 v碱 10 a b pkw 1 2010 广东茂名4月调研 已知在100 的温度下 本题涉及的溶液其温度均为100 水的离子积kw 1 10 12 下列说法正确的是 a 0 05mol l 1的h2so4溶液ph 1b 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ph为6 溶液显酸性d 完全中和ph 3的h2so4溶液50ml 需要ph 11的naoh溶液50ml a 解析 0 05mol l 1的h2so4溶液中c h 0 10mol l 1 ph 1 2 1 ph a的ch3cooh溶液稀释100倍后所得溶液ph 或 2 填 或 7 填 或 3 在t 时 某naoh稀溶液中 c h 10 amol l c oh 10 bmol l 已知a b 12 则 1 该温度下水的离子积常数kw 2 该naoh溶液的物质的量浓度的精确值是mol l 3 在该温度下 将100ml0 1mol l的稀硫酸与100ml0 4mol l的naoh溶液混合后 溶液的ph 10 12 10 b 10 a 11 解析 由c h 10 amol l c oh 10 bmol l和a b 12 可知kw c h c oh 10 12 该naoh溶液的物质的量浓度的精确值是溶液的c oh 与水电离的c oh 之差 即10 b 10 a 在该温度下 将100ml0 1mol l的稀硫酸与100ml0 4mol l的naoh溶液混合后 naoh过量 c oh 10 1mol l kw c h c oh 10 12 则c h 10 11mol l 进一步求出溶液的ph 11 1 仪器和试剂滴定管 铁架台 滴定管夹 锥形瓶 烧杯 标准液和待测液 指示剂2 操作步骤 检查滴定管是否漏水 操作方法 蒸馏水洗涤 标准液或待测液润洗滴定管2 3次 装液和赶气泡调零 滴定 读数 重要考点3中和滴定 3 指示剂选用 变色要灵敏 变色范围要小 且变色范围尽量与所生成盐的溶液酸碱性一致 因此中和滴定一般选用酚酞 甲基橙 而不用石蕊试液 强酸滴定强碱一般用甲基橙 但用酚酞也可以 用酸滴定na2co3溶液 酚酞作指示剂 终点产物为nahco3和nacl 而用甲基橙作指示剂终点产物为nacl h2o co2 终点判断 4 数据的记录和处理 数据的记录应精确到小数点后两位 如 24 00ml 23 38ml 最后一位是估计值 滴定至少要做两次 如果两次滴定所耗的标准液的体积相差不到0 20ml 则取两次记录数据的平均值进行计算 如果两次滴定体积相差超过0 20ml 则要继续滴定 直到相邻两次滴定所耗的标准液的体积相差不到0 20ml为止 5 误差分析 1 误差分析方法 中和滴定实验中 不同的错误操作引起不同的量的偏差 分析时应注意思维的有序性 首先依题意列出计算式 再区别计算过程中不变量和变化量 然后紧紧抓住变化量对实验结果的影响进行分析 c v n分别表示溶液物质的量浓度 溶液体积 酸或碱的元数 在实际计算时 标准液浓度和待测液体积按已知数据计算 是不变量 只有滴定管中所消耗的标准溶液体积v 标 随不同操作而变化 从上述计算式可知v 标 与c 待 成正比 以上实验中 只要使v 标 增大的操作所得待测液浓度都偏大 2 误差分析结论 造成测定结果偏大的错误操作 滴定管用水润洗后未用标准液润洗就直接注入标准液 滴定前盛标准液的滴定管尖嘴内有气泡 滴定完毕后气泡消失 滴定过程中不慎将标准液滴出锥形瓶外或滴定管漏液 滴定前读数准确 滴定后仰视滴定管刻度 锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗等 造成测定结果偏低的错误操作 量取待测溶液的滴定管 或移液管 未润洗直接吸取待测液 记录起始体积时仰视读数 或终点时俯视 用含na2co3杂质的naoh配制标准溶液来测定盐酸浓度等 滴定 不仅仅是酸碱中和滴定 当然也不仅仅用于测定未知溶液的物质的量浓度 只要两种物质在溶液中能够发生反应 而且反应完全时有明显的现象 一般是溶液颜色的变化 都可以称之为滴定 滴定时一般要根据反应物或生成物的性质加入指示剂 但对于反应物或生成物本身就有明显颜色的反应可以不用指示剂 比如有kmno4参加的反应 考点释例1 取相同体积 0 025l 的两份0 01mol l 1naoh溶液 把其中一份放在空气中一段时间后 溶液的ph 填 增大 减小 或 不变 其原因是 用已知浓度的硫酸溶液中和上述两份溶液 其中第一份 在空气中放置一段时间 所消耗硫酸溶液的体积为v a 另一份消耗硫酸溶液的体积v b 则 1 以甲基橙为指示剂时 v a 和v b 的关系是 2 以酚酞为指示剂时 v a 和v b 的关系是 解析 naoh溶液放置于空气中 因naoh与空气中co2反应造成naoh减少 故溶液的ph减小 用h2so4滴定na2co3溶液 反应分两个阶段进行 h co32 hco3 此时溶液呈弱碱性 h hco3 co2 h2o 此时溶液呈弱酸性 滴定过程中 按哪种反应进行 取决于选择的指示剂 1 若选用甲基橙作指示剂 因其变色范围在ph 3 1 4 4 故滴定反应按 进行 由关系式 2naohna2co3co2 可知消耗的h2so4量不变 故答案为v a v b 2 若选用酚酞作指示剂 酚酞的变色范围为ph 8 10 滴定反应按 进行 由关系式 2naohna2co3nahco3可知消耗h2so4的量减少 故答案为v a v b 答案 减小因naoh与空气中co2反应 造成naoh减少 故溶液ph减小 1 v a v b 2 v a v b 温馨提示 1 氧化还原滴定 沉淀滴定等滴定分析方法与中和滴定相差不大 2 其他滴定方法中常用的指示剂有 淀粉溶液 高锰酸钾溶液等 1 实验室现有3种酸碱指示剂 其ph变色范围如下 甲基橙 3 1 4 4石蕊 5 0 8 0酚酞 8 2 10 0用0 1000mol lnaoh溶液滴定未知浓度的ch3cooh溶液 反应恰好完全时 下列叙述中正确的是 a 溶液呈中性 可选用甲基橙或酚酞作指示剂b 溶液呈中性 只能选用石蕊作指示剂c 溶液呈碱性 可选用甲基橙或酚酞作指示剂d 溶液呈碱性 只能选用酚酞作指示剂 d 2 2010 湖南省长沙市一中高三第六次月考试卷 用标准