高中化学《水的电离和溶液的酸碱性》全册复习导学案

1 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性 考纲要求 1 了解水的电离 水的离子积常数 2 了解溶液 pH 的定义 了解测定溶 液 pH 的方法 能进行 pH 的简单计算 知识点一 水的电离 1 电离方程式 水是一种 的电解质 H2O H2O 简写为 2 水的离子积常数 1 符号 2 公式 KW 25 时KW 3 影响KW大小的因素 1 水的电离过程是个 的过程 故温度升高 H2O 的KW 2 水的离子积是水电离平衡时的性质 不仅适用于纯水 也适用于稀的 水溶 液 只要 不变 KW就不变 4 影响水的电离平衡的因素 1 酸 碱均可 水的电离 2 升高温度可 水的电离 3 易水解的盐均可 水的电离 4 活泼金属 Na 可 水的电离 问题思考 1 常温时 纯水的离子积KW 1 10 14 mol2 L 2 那么酸 碱 盐溶液中 在常温时 KW的值如何 2 在 pH 2 的盐酸溶液中由水电离出来的c H 与c OH 之间的关系是什么 知识点二 溶液的酸碱性与 pH 1 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性是由溶液中c H 与c OH 相对大小决定的 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 问题思考 3 1 某溶液的 pH 7 该溶液是否一定为中性 2 若已知c H c OH 该溶液是否一定为酸性 2 pH 1 计算公式 pH 2 适用范围 3 表示意义 表示溶液酸碱性的强弱 pH 越小 酸性越强 pH 越大 碱性越强 3 pH 试纸的使用 方法 把一小块 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 比较来确定溶液的 pH 问题思考 4 用 pH 试纸测 pH 时应注意什么问题 记录数据时又要注意什么 2 知识点三 酸碱中和滴定 1 主要仪器 1 滴定管 滴定管分为 滴定管和 滴定管 酸性溶液装在 滴定管中 碱性 溶液装在 滴定管中 如图所示 2 锥形瓶 烧杯 铁架台 滴定管夹等 2 主要试剂 标准液 待测液 蒸馏水 3 实验操作 用标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液 1 准备 滴定管 洗涤 装液 调液面 记录 锥形瓶 注碱液 记读数 加指示剂 2 滴定 左手 右手 眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变 化 滴定至终点 记下读数 3 计算 平行滴定 次 取平均值求出结果 4 常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂变色范围的 pH 石蕊8 蓝色 甲基橙 4 4 黄色 酚酞10 问题思考 5 KMnO4 H 溶液 溴水 Na2CO3溶液 稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中 6 1 中和滴定的关键是什么 2 滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗 一 溶液 pH 的计算 3 1 总体原则 想方设法求出溶液中c H 然后再对c H 求负对数 即 pH lg c H 但注意溶 液为碱性溶液时 应先求 再求c H 最后求 pH 2 具体情况 1 酸 碱溶液 pH 的计算 强酸溶液 如 HnA 设浓度为c mol L 1 c H mol L 1 pH lgc H lg 强碱溶液 如 B OH n 设浓度为c mol L 1 c OH nc mol L 1 c H mol L 1 pH lgc H 弱酸溶液和弱碱溶液的 pH 求法 典例导悟 1 已知 CH3COOH 的电离常数Ka 1 8 10 5 mol L 1 求 0 1 mol L 1 CH3COOH 溶液的 pH 2 酸碱混合 pH 计算 两强酸混合 c混 H 两强碱混合 c混 OH 强酸 强碱混合 一者过量 Error c酸 H V酸 c碱 OH V碱 V酸 V碱 典例导悟 2 某强酸溶液 pH a 强碱溶液 pH b 已知a b 12 酸碱溶液混合后 pH 7 则酸溶液体积V 酸 和碱溶液体积V 碱 的正确关系为 A V 酸 102V 碱 B V 碱 102V 酸 C V 酸 2V 碱 D V 碱 2V 酸 听课记录 3 酸 碱溶液稀释后 pH 的计算 强酸和强碱溶液分别稀释 10n倍后 则 pH稀和 pH原的关系是什么 强酸和强碱无限稀释时 为什么其 pH 值都约为 7 弱酸或弱碱溶液稀释 10n倍后 则 pH稀和 pH原的关系是什么 思维升华 溶液中的c H 与水电离出的c H 是否相同 有什么关系 二 酸碱中和滴定的误差分析 1 原理 以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例 cB cA VA VB VB 准确量取的待测液的体积 cA 标准溶液的浓度 故有 cB正比于VA 2 常见误差 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱 酚酞作指示剂 为例 常见的因操作不正确而引起的误 差有 步骤操作 VAcB 酸式滴定管未用标准溶液润洗 碱式滴定管未用待测溶液润洗 锥形瓶用待测溶液润洗 洗涤 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 4 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡 放出 液体后气泡消失 酸式滴定管滴定前有气泡 滴定终点 时气泡消失 振荡锥形瓶时部分液体溅出 部分酸液滴出锥形瓶外 滴定 溶液颜色较浅时滴入酸液过快 停止 滴定后反加一滴 NaOH 溶液无变化 滴定前读数正确 滴定后俯视读数 或 前仰后俯 读数 滴定前读数正确 滴定后仰视读数 或 前俯后仰 典例导悟 3 一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定 量实验 某研究性学习小组在实验室中配制 1 mol L 1的稀硫酸标准溶液 然后用其滴定某 未知浓度的 NaOH 溶液 下列有关说法中正确的是 A 实验中所用到的滴定管 容量瓶 在使用前均需要检漏 B 如果实验中需用 60 mL 的稀硫酸标准溶液 配制时应选用 100 mL 容量瓶 C 容量瓶中含有少量蒸馏水 会导致所配标准溶液的浓度偏小 D 酸式滴定管用蒸馏水洗涤后 即装入标准浓度的稀硫酸 则测得的 NaOH 溶液的浓度 将偏大 E 配制溶液时 定容时俯视读数 则导致实验结果偏大 F 中和滴定时 若在最后一次读数时俯视读数 则导致实验结果偏大 题组一 水的电离 1 判断正误 1 4 时 纯水的 pH 7 2013 江苏 2B 2 由水电离的c H 1 10 14mol L 1的溶液中 Ca2 K Cl HCO能大量共 3 存 2013 江苏 6B 2 2008 上海 11 常温下 某溶液中由水电离的c H 1 10 13 mol 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 题组二 溶液的酸碱性与 pH 值 3 2013 上海 19 常温下用 pH 为 3 的某酸溶液分别与 pH 都为 11 的氨水 氢氧化钠 溶液等体积混合得到 a b 两种溶液 关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是 A b 不可能显碱性 B a 可能显酸性或碱性 C a 不可能显酸性 D b 可能显碱性或酸性 4 判断正误 1 25 时 某物质的溶液 pH 7 则该物质一定是酸或强酸弱碱盐 2013 天津理综 4A 5 2 25 时 pH 4 5 的番茄汁中c H 是 pH 6 5 的牛奶中c H 的 100 倍 2013 天津理综 4B 5 2013 海南 2 常温下 将 0 1 mol L 1氢氧化钠溶液与 0 06 mol L 1硫酸溶液 等体积混合 该混合溶液的 pH 等于 A 1 7 B 2 0 C 12 0 D 12 4 6 2013 全国理综 9 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 b B 在滴有酚酞溶液的氨水中 加入 NH4Cl 至溶液恰好无色 则此时溶液的 pHc Cl c OH c H 4 B c NH c Cl c OH c H 4 C c Cl c NH c OH c H 4 D c Cl c NH c H c OH 4 题组一 水的电离 1 下列四种溶液中 室温下由水电离生成的 H 浓度之比 是 pH 0 的盐酸 0 1 mol L 1的盐酸 0 01 mol L 1的 NaOH 溶液 pH 11 的 NaOH 溶液 A 1 10 100 1 000 B 0 1 12 11 C 14 13 12 11 D 14 13 2 3 2 在不同温度下的水溶液中c H 10 x mol L 1 c OH 10y mol L 1 x与y的关 系如右图所示 请回答下列问题 1 曲线 代表的温度下 水的离子积为 曲线 所代表的温度 填 高于 低于 或 等于 曲线 所代表的温度 你判断的依据是 6 2 曲线 所代表的温度下 0 01 mol L 1的 NaOH 溶液的 pH 为 题组二 溶液的酸碱性与 pH 3 对于常温下 pH 为 1 的硝酸溶液 下列叙述正确的是 A 该溶液 1 mL 稀释至 100 mL 后 pH 等于 2 B 向该溶液中加入等体积 pH 为 13 的氢氧化钡溶液恰好完全中和 C 该溶液中硝酸电离出的c H 与水电离出的c H 之比为 1012 D 该溶液中水电离出的c H 是 pH 为 3 的硝酸中水电离出的c H 的 100 倍 4 2013 徐州质检 室温时 将x mL pH a的稀 NaOH 溶液与y mL pH b的稀盐酸充 分反应 下列关于反应后溶液 pH 的判断 正确的是 A 若x y 且a b 14 则 pH 7 B 若 10 x y 且a b 13 则 pH 7 C 若ax by 且a b 13 则 pH 7 D 若x 10y 且a b 14 则 pH 7 题组三 酸碱中和滴定 5 右图是向 100 mL 的盐酸中逐渐加入 NaOH 溶液时 溶液 pH 变化的图象 根据 图象所得结论正确的是 A 原来盐酸的物质的量浓度为 0 1 mol L 1 B x为 0 01 mol 的 NaOH C 原来盐酸的物质的量浓度为 1 mol L 1 D x为 1 mol 的 NaOH 6 实验室中有一未知浓度的稀盐酸 某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验 请 完成下列填空 1 配制 100 mL 0 10 mol L 1 NaOH 标准溶液 主要操作步骤 计算 称量 溶解 冷却后 洗涤 并将洗涤液移入容量瓶 将配制好的溶液倒入试剂瓶中 贴上标签 称量 g 氢氧化钠固体所需仪器有 托盘天平 带砝码 镊子 2 取 20 00 mL 待测盐酸放入锥形瓶中 并滴加 2 3 滴酚酞作指示剂 用自己配制的 NaOH 标准溶液进行滴定 重复上述滴定操作 2 3 次 记录数据如下 实验编号 NaOH 溶液的浓 度 mol L 1 滴定完 成时 NaOH 溶液滴 入的体 积 mL 待测盐 酸的体 积 mL 10 1022 6220 00 20 1022 7220 00 30 1022 8020 00 滴定达到终点的标志是 根据上述数据 可计算出该盐酸的浓度约为 保留两位有效数字 7 排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的 然后轻轻挤压玻璃 球使尖嘴部分充满碱液 在上述实验中 下列操作 其他操作正确 会造成测定结果偏高的有 填字母 序号 A 滴定终点读数时俯视 B 酸式滴定管使用前 水洗后未用待测盐酸润洗 C 锥形瓶水洗后未干燥 D 称量 NaOH 固体中混有 Na2CO3固体 E 碱式滴定管尖嘴部分有气泡 滴定后消失 题组四 实验探究 7 某校化学兴趣小组的同学对一含有少量 Na2SO4的 NaOH 样品中 NaOH 的含量进行测定 回答下列问题 1 甲同学运用沉淀法测定样品中 NaOH 的含量 甲同学选用的药品除样品外 还应用 实验中应测定的数据有 2 乙同学运用滴定法测定样品中 NaOH 的含量 用分析天平准确称取该样品 5 000 0 g 全部溶于水配制成 1 000 0 mL 的溶液 用碱 式滴定管取其中 20 00 mL 放在锥形瓶中 滴加几滴指示剂 待测 滴定管在使用前除洗涤 外 还应 用浓度为 0 100 0 mol L 1的盐酸标准溶液进行滴定 开始滴定前的一步操作是 滴定过程中用 pH 计测定锥形瓶中溶液的 pH 临近滴定终点时测定 pH 应每滴一滴测一 次 滴定过程中 锥形瓶中溶液的 pH 变化如下 V HC l mL0 00 12 0 0 18 0 0 22 0 0 23 0 0 23 9 6 24 0 0 24 0 4 25 0 0 26 0 0 30 0 0 pH13 112 612 211 711 49 97 04 02 72 41 9 请在下面坐标图中绘制出上述中和滴定的曲线 下表是几种酸碱指示剂的变色范围 根据你作出的中和滴定曲线分析 上述中和滴定 中应选用的指示剂是 颜色 指示剂 变色范围 pH 酸色 碱 色 甲基橙3 1 4 4红黄 石蕊5 0 8 0红蓝 酚酞8 2 10 0无红 样品中 NaOH 的质量百分含量为 8 学案学案 3939 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性 课前准备区 知识点一 1 极弱 H3O OH H2OH OH A 2 1 KW 2 c H c OH 1 10 14 mol2 L 2 3 1 吸热 增大 2 电解质 温度 4 1 抑制 2 促进 3 促进 4 促进 知识点二 1 1 2 3 2 1 lgc H 2 0 14 3 标准比色卡 知识点三 1 1 酸式 碱式 酸式 碱式 2 指示剂 3 1 检漏 润洗 2 握活塞旋转开关 不断旋转摇动锥形瓶 3 2 3 4 指示剂变色范围的 pH 石蕊8 蓝色 甲基橙4 4 黄色 酚酞10 红色 问题思考 1 不变 因为KW仅与温度有关 温度不变 则KW不变 与外加酸 碱 盐无关 2 外界条件改变 水的电离平衡发生移动 但任何时候水电离出的c H 和c OH 总 是相等的 3 1 因温度不确定 pH 7 的溶液不一定显中性 2 只要c H c OH 溶液一定呈酸性 4 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 5 强氧化性溶液 酸性溶液应盛放在酸式滴定管中 碱性溶液盛放在碱式滴定管中 即酸性 KMnO4溶液 稀盐酸 溴水应盛放在酸式滴定管中 Na2CO3溶液盛放在碱式滴定 管中 6 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 课堂活动区 一 1 c OH KW c OH 2 1 nc nc 14 lg nc 10 14 nc 2 c1 H V1 c2 H V2 V1 V2 9 c1 OH V1 c2 OH V2 V1 V2 3 强酸溶液每稀释 10n倍 c H 减小为原来的 pH稀 pH原 n 1 10n 强碱溶液每稀释 10n倍 c OH 减小为原来的 pH稀 pH原 n 1 10n 强酸或强碱溶液无限稀释时 由于水的电离平衡不能忽略 故 pH 只能接近于 7 或约 等 7 弱酸溶液稀释时c H 减小的程度比强酸小 每稀释 10n倍 pH稀pH原 n 思维升华 溶液中的c H 和水电离出来的c H 是不同的 1 室温下水电离出的c H 1 10 7 mol L 1 若某溶液中水电离出的c H 1 10 7 mol L 1 则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了 水的电离 2 室温下 溶液中的c H 1 10 7 mol L 1 说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的 盐溶液 溶液中的c H 1 10 7 mol L 1 说明该溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液 二 2 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 不变 无影响 变小 偏低 变大 偏 高 变小 偏低 变大 偏高 变大 偏高 变小 偏低 变大 偏高 典例导悟 1 2 9 解析 电离平衡是化学平衡的一种 该题实质是知道平衡常数 可求物质的平衡浓度 然后再对平衡浓度进行负对数运算 CH3COOH CH3COO H A c 初始 0 1 mol L 1 0 0 c 电离 c H c H c H c 平衡 0 1 c H c H c H 则Ka 1 8 10 5 c2 H 0 1 c H 解得c H 1 3 10 3 mol L 1 所以 pH lg c H lg 1 3 10 3 2 9 2 B 强酸中c H 10 a mol L 1 强碱中c OH mol L 1 10 14 b 10 14 10 b mol L 1 10 14 12 a mol L 1 10 2 a mol L 1 混合后 pH 7 即n H n OH 故V 碱 102V 酸 3 ABD A 项 滴定管 容量瓶都为带塞仪器 使用前需检漏 正确 B 项 实验室无 60 mL 容量瓶 选择容积比 60 mL 大而与之接近的容量瓶配制 B 正确 C 项 容量瓶内有少 量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响 D 项 酸式滴定管不润洗 使所测 NaOH 浓度偏大 正 确 E 项 配制溶液时 定容时俯视 所配溶液浓度偏高 导致实验结果偏小 F 项 导致 实验结果偏小 课后练习区 高考集训 1 1 解析 25 时 纯水的 pH 7 温度降低 H2OH OH 平衡向左移动 c H 减小 A pH 增大 2 解析 由水电离的c H 1 10 14 mol L 1 此时溶液显强酸性或显强碱性 HCO 在两种溶液中都不能大量共存 3 2 A 3 AB 4 1 解析 25 时 pH 7 还有可能为酸式盐 如 NaHSO4 10 2 解析 pH 4 5 的溶液c H 10 4 5mol L 1 pH 6 5 的溶液c H 10 6 5mol L 1 5 B 假设溶液为 1 L n H 0 12 mol n OH 0 1 mol 酸过量 反应后溶液 中c H 0 01 mol L 1 所以 pH 2 0 0 12 mol 0 1 mol 2 L 6 D 7 C 8 C 向氨水中逐滴滴加盐酸 得到溶液的成分可能有 NH3 H2O 和 NH4Cl NH4Cl NH4Cl 和 HCl A 符合 由电中性原理知 B 正确 C 中电荷不守恒错误 D 符合 考点集训 1 A 中c H 1 mol L 1 由水电离出的c H 与溶液中c OH 相等 等于 1 0 10 14 mol L 1 中c H 0 1 mol L 1 由水电离出的c H 1 0 10 13 mol L 1 中c OH 1 0 10 2 mol L 1 由水电离出的c H 与溶液中c H 相等 等于 1 0 10 12 mol L 1 中c OH 1 0 10 3 mol L 1 同 所述由水电离出的c H 1 0 10 11 mol L 1 即 1 0 10 14 1 0 10 13 1 0 10 12 1 0 10 11 1 10 100 1 000 2 1 1 10 12 高于 曲线 所代表的水的离子积比曲线 的小 由于水的电离过程 是吸热过程 温度越高 离子积越大 故曲线 代表的温度低 2 10 解析 1 根据曲线中的数据 可以知道曲线 代表的温度下水的离子积为 1 10 12 水的电离过程是吸热过程 温度越高 水的离子积就越大 曲线 所代表的水的离子积比曲 线 的大 所以 曲线 代表的温度高 2 曲线 所代表水的离子积为 1 10 12 mol2 L 2 0 01 mol L 1的 NaOH 溶液中 c OH 10 2 mol L 1 则c H 10 10 mol L 1 pH 10 3 BC A 项 HNO3是强酸 pH 为 1 的硝酸c H 为 0 1 mol L 1 溶液体积增大 102 倍 pH 增大 2 A 错 B 项 Ba OH 2为强碱 pH 为 13 的 Ba OH 2中c OH 为 0 1 mol L 1 与 HNO3恰好完全反应 B 正确 C 项 c水 OH c水 H mol L 1 10 13mol L 1 1012 C 正确 D 项 10 14 10 1 c H c水 H 10 1 mol L 1 10 13 mol L 1 pH 为 3 的硝酸中水电离出的c水 H c水 OH mol L 1 10 11mol L 1 两种 10 14 10 3 HNO3溶液中水电离出的c水 H 的比值为 1 100 D 错 10 13mol L 1 10 11mol L 1 4 D 本题主要考查有关 pH 的简单计算 由题意知 n NaOH x 10a 14 10 3 mol n HCl y 10 b 10 3 mol 所以n NaOH n HCl 10a b 14 若x y 且a b 14 则n NaOH n HCl 二 x