浙江省高三化学 第6单元24讲 溶液的酸碱性课件 新人教版.ppt

第二十四讲溶液的酸碱性 一 水的电离1 水的离子积 1 水是极弱的电解质 也存在着电离平衡 h2o h2o h3o oh 简写为 在一定温度下 水的离子积kw c h c oh 常数 2 室温下 纯水中c h c oh 1 10 7mol l kw c h c oh 纯水的ph 7 h2o h oh 1 0 10 14 2 影响水电离平衡的因素温度 酸 碱 某些盐等外界条件都会影响水的电离平衡 使水的电离平衡发生移动 并遵循 原理 1 温度 因为水的电离过程吸热 故升高温度 水的电离平衡向 方向移动 c h 和c oh 同时 kw ph 但由于c h 和c oh 始终保持相等 故仍显 性 如纯水的温度由25 升高到100 则c h 和c oh 都从10 7mol l增大为10 6mol l kw从10 14增大为10 12 ph由7变为6 由于c h c oh 故仍然显 性 勒夏特列 电离 增大 增大 变小 中 中 2 加入酸 碱 向纯水中加入酸 碱 由于酸 碱的电离产生h 或oh 了水中的c h 或c oh 故均可以使水的电离平衡向分子化方向移动 此时 若温度不变 则kw不变 水的电离程度 加酸时 c h 变 ph变 加碱时 c oh 变 ph变 3 加入强酸的酸式盐 向纯水中加入强酸的酸式盐 如加入nahso4 由于完全电离产生h c h 使水的电离平衡向分子化方向移动 因而 了水的电离 增大 大 小 大 大 抑制 增大 减小 4 加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属 如金属钠 由于活泼金属能与水电离产生的 直接作用产生h2 故 水的电离 条件改变对水电离的影响 h 促进 特别提醒 酸碱由于同离子效应的原因能抑制水的电离 但不能改变kw的值 盐的水解能促进水的电离 但不改变kw的值 结论 一定温度下 强酸强碱盐溶液中水的电离不受影响 电离度不变 强酸弱碱盐溶液中水的电离得到促进 水的电离度变大 强酸弱碱盐溶液中水的电离度用c h 计算 强碱弱酸盐溶液中水的电离度用c oh 计算 温度一定时 ph之和为14的一对强碱弱酸盐和强酸弱碱盐溶液中水的电离度相等 即此时二盐对水的电离的促进效果相同 问题与结论问题 常温下 纯水的离子积kw 1 10 14 那么酸 碱 盐溶液中在常温时kw的值如何 其c h c oh 的含义是什么 结论 仍为1 10 14 因为kw仅与温度有关 温度不变 kw不变 kw c h c oh 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 常温下 溶液酸碱性判定有规律 1 ph相同的酸 或碱 酸 或碱 越弱 其物质的量浓度越大 2 ph相同的强酸和弱酸溶液 加水稀释相同的倍数 则强酸溶液ph变化大 碱也如此 3 酸与碱的ph之和为14 等体积混合 若为强酸与强碱 则混合后ph 7 若为强酸与弱碱 则混合后ph 7 若为弱酸与强碱 则混合后ph 7 4 等体积强酸和强碱混合 若二者ph之和为14 则混合后溶液呈中性 ph 7 若二者ph之和大于14 则混合后溶液呈碱性 若二者ph之和小于14 则混合后溶液呈酸性 2 ph及其测定 1 计算公式 ph 2 ph的测定方法 ph试纸a 方法 把小片试纸放在 上 用洁净干燥的 蘸取待测液点在 的ph试纸的中部 变色后与标准比色卡对照 即可确定溶液的ph b 注意 ph试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则待测液因被稀释可能产生误差 用ph试纸读出的ph只能是整数 用 计测量 lgc h 表面皿 玻璃棒 ph 干燥 三 酸碱中和滴定1 概念利用 反应 用已知浓度的酸 或 来测定未知浓度的碱 或酸 的实验方法 2 原理在待测液中预先加几滴酸碱指示剂 酸碱反应过程中 溶液的 会发生变化 对于强酸强碱的反应 开始时由于被中和的酸或碱浓度 加入少量的碱或酸对其ph的影响不大 当接近反应终点 ph 7 时 很少量 一滴 约0 04ml 的碱或酸就会引起溶液ph突变 此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全 即反应到达 这时通过用掉的酸或碱的量 利用化学方程式所表示的酸碱之间的计量关系 可以算出待测酸或碱的物质的量浓度 中和 碱 ph 较大 终点 3 实验用品 1 仪器 滴定管 不能盛放碱性溶液 滴定管 不能盛放酸性溶液及 溶液 滴定管夹 烧杯 铁架台 锥形瓶等滴定管的分类及结构 最小分度是 ml 读数时应估读至0 01ml 常见规格有 ml ml等 2 试剂 标准溶液 待测溶液 酸碱指示剂 酸式 碱式 强氧化性 0 1 25 50 滴定管 滴定管 酸式 碱式 3 酸碱指示剂的选择常用的酸碱指示剂有甲基橙 石蕊 酚酞 它们的变色范围和颜色变化见下表 要想正确判断滴定终点 指示剂选择的正确与否至关重要 选择指示剂主要从以下三个方面考虑 变色要明显 灵敏 变色范围越窄越好 越窄误差越小 变色范围尽可能与所生成盐的酸碱性范围一致 因此 a 强酸强碱互相滴定 完全中和时ph 7 酚酞和甲基橙均可作指示剂 通常为了使人的眼睛能敏锐地感觉出颜色的变化 宜选择颜色由浅变深的指示剂 一般强酸滴定强碱用甲基橙作指示剂 强碱滴定强酸用酚酞作指示剂 b 强酸滴定弱碱 如盐酸滴定氨水 由于完全中和时生成强酸弱碱盐 溶液显酸性 故应选择在酸性范围内变色的指示剂 甲基橙 c 强碱滴定弱酸 如naoh滴定ch3cooh 由于完全中和时生成强碱弱酸盐 溶液显碱性 故应选择在碱性范围内变色的指示剂 4 实验操作 1 准备过程 滴定管a 检查仪器 滴定管使用前 应首先 b 润洗仪器 滴定管在加入酸 碱溶液之前 分别要用 润洗2 3次 c 装液 分别将酸 碱反应液加入酸式滴定管 碱式滴定管中 使液面位于 酚酞 检查是否漏水 待盛溶液 滴定管刻度 0 以上2 3ml处 锥形瓶首先注入碱液或酸液 然后加指示剂 2 滴定操作 控制活塞 不断旋转振荡锥形瓶 眼睛注视 滴定至终点时 记录标准液的体积 d 调节起始读数 在滴定管下放一烧杯 调节活塞 使滴定管尖嘴部分充满反应液 如滴定管内部有气泡 应快速放液赶出气泡 以免引起实验误差 并使液面处于某一刻度 准确读取读数并记录 左手 右手 锥形瓶中溶液颜色变化 5 数据处理按上述操作重复2 3次 求出用去标准液的体积的平均值 根据化学反应方程式计算 中和滴定计算的基本原理是h oh h2o 若是用已知浓度的酸 hma 滴定未知浓度的碱 b oh n 则有mc 酸 v 酸 nc 碱 v 碱 则 c 碱 注意 1 中和滴定的关键 准确测定两种反应物溶液的体积 确保标准液 待测液浓度的准确 滴定终点的准确判定 包括指示剂的合理选用 2 滴定终点是指示剂颜色发生突变的点 不一定是酸碱恰好中和的点 水的电离和水的离子积 例1 25 时 ph 2的盐酸溶液中 水电离出的c h mol l 解释 盐酸溶液的ph 2 此时溶液中的c h 10 2mol l 但水电离出的c h 并不等于10 2mol l 因为盐酸的电离远远大于水的电离 水电离出的c h 与盐酸电离出的c h 相比微乎其微 一般忽略不计 溶液的c h 实际为盐酸电离出的c h 盐酸溶液中的oh 来自于水的电离 h2o h oh 水电离出的c h 等于它所电离出的c oh 也就是溶液中的c oh 又因为溶液中的c h c oh 1 10 14 故求出水电离出的c h c oh 10 12mol l 答案 10 12 迁移训练1 绍兴高级中学模拟 室温时 下列混合溶液的ph一定小于7的是 a ph 3的盐酸和ph 11的氨水等体积混合b ph 3的盐酸和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合c ph 3的醋酸和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合d ph 3的硫酸和ph 11的氨水等体积混合 c 解释 对各选项逐一分析如下表 影响水电离平衡的因素 例2 2010 杭州一模 下列操作会促进h2o的电离 且使溶液ph 7的是 a 将纯水加热到90 b 向水中加少量naoh溶液c 向水中加少量na2co3溶液d 向水中加少量fecl3溶液 c 解释 从常温加热到90 时 促进了h2o的电离 使c h 1 10 7mol l 溶液ph 7 a错误 水中加少量naoh溶液抑制水的电离 b错误 加入少量na2co3溶液 co与水电离出的h 结合 促进水的电离 并使溶液呈碱性 c正确 加少量fecl3溶液 fe3 发生水解使溶液呈酸性 即ph 7 d错误 迁移训练2 嘉兴二模 水的电离过程为h2o h oh 在不同温度下其平衡常数为 kw 25 1 10 14 kw 35 2 1 10 14 则下列叙述正确的是 a c h 随着温度的升高而降低b 在35 时 c h c oh c 水的电离程度 25 35 d 水的电离是吸热的 解释 温度由25 到35 kw由1 10 14升至2 1 10 14 c h c oh 乘积增大 c h 和c oh 同时增大 水的电离程度增大 c h 与c oh 仍保持相等 a b c三项均不正确 d 溶液的酸碱性及其ph 例3 2010 江苏模拟 t 时 水的离子积常数为kw 该温度下将amol l 1一元酸ha与bmol l 1一元碱boh等体积混合 要使混合液呈中性 必要的条件是 a 混合液的ph 7b 混合液中 c h c a bd 混合液中 c b c a c oh 解释 溶液显中性 若t 25 ph 7 a项错误 c h c oh c h b项正确 由于一元酸和一元碱等体积混合二者不一定恰好反应 所以a b不一定成立 c项错误 在混合液中由于电荷守恒 c b c h c a c oh d项错误 迁移训练3 将纯水加热至较高温度 下列叙述正确的是 a 水的离子积变大 ph变小 呈酸性b 水的离子积不变 ph不变 呈中性c 水的离子积变小 ph变大 呈碱性d 水的离子积变大 ph变小 呈中性 解释 将纯水加热至较高温度 水的电离平衡向右移动 c h c oh 均增大 所以离子积增大 ph变小 由于溶液中c h c oh 仍然呈中性 d 溶液ph的计算方法 例4 2010 金华模拟 已知在100 的温度下 本题涉及的溶液温度均为100 水的离子积kw 1 10 12 下列说法正确的是 a 0 05mol l的h2so4溶液ph 1b 0 001mol l的naoh溶液ph 11c 0 005mol l的h2so4溶液与0 01mol l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 解释 当溶液温度为100 时 kw 1 10 12 a项 c h 0 05mol l 2 0 1mol l ph 1 a项正确 b项 c oh 0 001mol l c h 1 10 12 0 001 1 10 9mol l ph 9 b项不正确 c项 h2so4溶液中c h 0 005mol l 2 0 01mol l naoh溶液中c oh 0 01mol l 两溶液等体积混合后 恰好完全中和 溶液显中性 ph为6 c项不正确 d项 ph 3的h2so4溶液中c h 10 3mol l ph 11的naoh溶液中c oh 1 10 12 1 10 11 1 10 1mol l 则50ml 10 3mol l v naoh 10 1mol l v naoh 0 5ml d项不正确 答案 a 迁移训练4 舟山期末 在某温度时 测得0 01mol l 1的naoh溶液的ph为11 1 该温度下 水的离子积常数kw 2 在此温度下 将ph a的naoh溶液val与ph b的硫酸vbl混合 若所得混合液为中性 且a 12 b 2 则va vb 若所得混合液为中性 且a b 12 则va vb 10 13 1 10 10 1 解释 1 ph为11 c h 1 10 11mol l 1 c oh 1 10 2mol l 1 kw c h c oh 1 10 11 10 2 10 13 2 va 10 1 vb 10 2 va vb 1 10 va 10a 13 vb 10 b 1013 a b 10 1 酸碱中和滴定实验 例5 用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度 试根据实验回答下列问题 1 准确称量8 2g含有少量中性易溶杂质的样品 配成500ml待测溶液 称量时 样品可放在 填编号字母 称量 a 小烧杯中b 洁净纸片上c 托盘上 2 滴定时 用0 2000mol l的盐酸来滴定待测溶液 不可选用 填编号字母 作指示剂 a 甲基橙b 石蕊c 酚酞d 甲基红 3 滴定过程中 眼睛应注视 在铁架台上垫一张白纸 其目的是 4 根据下表数据 计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是 mol l 烧碱样品的纯度是 5 下列实验操作会对滴定结果产生什么后果 填 偏高 偏低 或 无影响 观察酸式滴定管液面时 开始俯视 滴定终点平视 则滴定结果 若将锥形瓶用待测液润洗 然后再加入10 00ml待测液 则滴定结果 解释 1 称量氢氧化钠等易潮解 腐蚀性强的试剂时 样品应放在小烧杯中 2 酸碱中和滴定时 一般应选甲基橙 酚酞 甲基红等颜色变化较明显的指示剂 石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显 易造成误差 4 根据c待测 分别求第一 二次的值 再求平均值 解得c naoh 0 4000mol l 5 中v标偏大 故浓度偏高 中v标偏大 故浓度偏高 答案 1 a 2 b 3 锥形瓶内溶液颜色的变化便于观察锥形瓶内液体颜色的变化 减小滴定误差 4 0 400097 56 5 偏高 偏高 迁移训练5 杭州质量检测 食醋是日常饮食中的一种调味剂 对改善食物的口感 增进食欲 促进食物消化等都有独特的功能 利用滴定分析法可以测定食醋总酸含量 食醋总酸含量是指100ml食醋中含酸 以醋酸计 的质量 也称食醋的酸度 国家标准规定酿造食醋总酸含量不得低于3 5g 100ml 某研究性学习小组设计并实施的测定食醋总酸含量的实验方案如下 用25ml移液管移取某品牌的市售食醋25 00ml 置于250ml容量瓶中 加水稀释至刻度 摇匀得待测食醋溶液 把0 1000mol l 1的标准naoh溶液装入碱式滴定管 用25ml移液管从容量瓶移取待测食醋溶液25 00ml 置于洗净的锥形瓶中 加入2 3滴指示剂 用0 1000mol l 1的标准naoh溶液滴定待测食醋溶液至滴定终点 重复上述步骤 3次 所得实验数据如下表 请回答下列问题 1 稀释食醋所用的蒸馏水要经过煮沸处理 其目的是 2 若将碱式滴定管洗净后 直接盛装标准naoh溶液完成后续实验 会导致测定结果 填 偏高 偏低 或 无影响 3 本实验中 选择的合适的指示剂可以是 填字母 a 甲基橙b 石蕊c 酚酞 驱赶其中溶解的co2 防止滴定时消耗一定量的naoh溶液 导致测定结果偏高 偏高 c 4 在滴定的过程中 要注意 使滴定管内的标准naoh溶液滴入锥形瓶中 眼睛注意观察锥形瓶中溶液颜色的变化和加入碱液的速度 接近终点时应该减慢加入碱液的速度 当 即达到滴定终点 5 此研究性学习小组测定的该品牌的食醋总酸含量为 边加边振荡锥形瓶 最后一滴naoh标准溶液滴入 溶液的颜色由无色突然变为粉红色 且在半分钟内不褪色 4 795g 100ml 解释 1 蒸馏水中溶有co2 影响测定结果 煮沸除去co2 2 碱式滴定管没用标准液润洗 会消耗较多的naoh溶液 导致测定结果偏高 3 naoh溶液滴定ch3cooh得到ch3coona 溶液显碱性 指示剂最好选择酚酞 4 因为是naoh溶液滴定ch3cooh 注意滴定终点的颜色变化为由无色突然变为粉红色 5 把误差较大的第2次滴定数据舍去 v naoh aq c naoh v ch3cooh aq c ch3cooh c ch3cooh 0 07992mol l 1 由于从250ml容量瓶中取出25ml醋酸 所以原醋酸的物质的量浓度为0 7992mol l 1 即每升食醋中含ch3cooh 0 7992mol l 1 60g mol 1 47 95g 每100ml食醋含ch3cooh4 795g 1 杭州质量检测 下列技术手段或仪器在化学研究中的应用的说法中不正确的是 a 用电子天平可直接称出某个分子或原子的质量b 用ph计测定溶液的phc 用移液管量取25 00ml溶液d 用量热计测定某些化学反应的热效应 解释 电子天平不能直接称出单个分子或原子的质量 a 2 2010 湖北黄冈期中考试 已知nahso4在水中的电离方程式为 nahso4na h so42 某温度下 向ph 6的蒸馏水中加入nahso4晶体 保持温度不变 测得溶液的ph 2 下列对该溶液的叙述中 不正确的是 a 该温度下加入等体积ph为12的naoh溶液可使反应后的溶液恰好呈中性b 由水电离出来的c h 1 10 10mol lc nahso4晶体的加入抑制了水的电离d 该温度高于25 a 解释 某温度下ph 6的蒸馏水 kw 1 10 12 加nahso4晶体测得溶液的ph 2 c h 1 10 2mol l 1 ph 12的naoh溶液中 c oh 1mol l 1 等体积混合后所得溶液呈碱性 a错误 水电离出来的c h 等于溶液中的c oh 即c oh kw c h 溶液 1 10 10mol l b正确 nahso4晶体电离出h 抑制水的电离 c正确 该温度下kw 1 10 14 所以温度高于25 d正确 3 2010 江苏启东中学期中考试 下列各组离子在指定条件下 一定能大量共存的是 a 在c h c oh 1 1012的溶液中 i cl hco3 na b ph 1的溶液中 cu2 al3 so42 no3 c 能使碘化钾淀粉试纸变蓝的溶液中 na nh4 s2 br d 水电离出的c h 1 10 12mol l 1的溶液中 na mg2 cl s2 b 4 江南十校测试 25 时 在10ml0 1mol lnaoh溶液中逐滴加入0 1mol l一元酸ha溶液 溶液的ph变化曲线如图所示 下列粒子浓度的关系中不正确的是 a 在a点 c na c a c oh c h b 在b点 c oh