2013高中化学复习知识点深度剖析 专题八 第二节 水的电离和溶液的pH

用心 爱心 专心1 20132013 化学复习知识点深度剖析化学复习知识点深度剖析 专题八专题八 第二节第二节 水的电离和溶液的水的电离和溶液的 pHpH 考纲解读考纲解读 考纲内容要求名师解读 水的电离 离子积常数 溶液 pH 的定义 测定溶液 pH 的方法 能进行 pH 的简单计算 近 5 年来 新课标对水的电离查共计 7 次 考查重 点是水的电离平衡的影响因素 酸碱中和滴定原理 的应用 溶液 pH 的有关计算 2013 年高考对本节 的考查更多的会以弱电解质的稀释 盐类的水解及 粒子浓度大小结合考查 多在选择题中某一选项中 出现 基础巩固基础巩固 一 水的电离一 水的电离 1 水的电离 水是极弱电解质 它能电离 可写为 或 称为水的自偶电离 任何水溶液中都存在水的 也就是说 任何溶液中都有 和 2 水的离子积 1 表达式 Kw 在 25 时 测定c H c OH 即 Kw 2 水的离子积只与 有关 水的离子积增大 二 溶液的酸碱性溶液的酸碱性 1 判断溶液酸碱性的唯一标准 c H 与 c OH 关系溶液酸 碱性 任意温度常温 mol L 1 pH 常温 酸性c H c OH c H 1 10 7 7 中性c H c H 7 用心 爱心 专心2 c OH c OH 1 10 7 碱性c H c OH c H 1 10 7 7 2 溶液酸碱性的表示方法 pH 1 定义 pH 2 意义 pH 大小能反映出溶液中c H 的大小 即能表示溶液的酸碱性强弱 3 范围 pH 的范围一般在 之间 当c H 1 mol L 1时 用物质的量浓 度直接表示溶液的酸 碱性更方便 4 规律 pH 越小 溶液的酸性强 pH 越大 溶液的碱性强 5 pH 的测定 酸碱指示剂只能测定溶液 pH 的粗略范围 一般不能准确测定 pH 测定溶液的 pH 一般 选用 pH 试纸和 pH 计 三 酸碱中和滴定 1 实验原理 利用 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 滴定管 如图 A 滴定管 如图 B 滴定管夹 铁架台 2 试剂 标准液 待测液 指示剂 蒸馏水 3 中和滴定操作 以标准盐酸滴定 NaOH 溶液为例 1 准备 滴定管 a b 洗涤 c d 装液 用心 爱心 专心3 e f g 锥形瓶 a 注碱液 b 记读数 c 加指示剂 只用 洗涤 不能用 润 洗 2 滴定 3 终点判断 等到滴入最后一滴反应液 指示剂变色 且 不褪色 视为滴定终点 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 自我校对自我校对 右手 用心 爱心 专心4 实验探究实验探究 拓展实验 拓展实验 可乐可乐 变变 雪碧雪碧 原理 硫代硫酸钠和碘能发生氧化 还原反应 褪去碘溶液的颜色 I2 2Na2S2O3 2NaI Na2S4O6 准备 可口可乐空瓶 50 亳升酒精 碘片 硫代硫酸钠 烧杯 用心 爱心 专心5 操作 1 取可口可乐空瓶一只 倒入四分之三体积的蒸馏水 2 取烧杯一只 加入 50 亳升酒精 并加入适量碘片 制得深褐色酒精碘溶液 将 配好的溶液倒入可乐瓶中 边加碘边振荡烧杯直到溶液的颜色和可乐相似为止 一瓶 可 乐 就制好了 3 在干燥的瓶盖内放入硫代硫酸钠 大苏打 粉末 然后取一张糯米纸盖在粉末上 再将瓶盖轻轻地盖在瓶口上 小心盖紧 注意不要使大苏打粉末散落在瓶内 4 将可口可乐瓶用力一摇 很快一瓶 可乐 变成了无色透明的 雪碧 说明 这种 可口可乐 不会可口 雪碧 也不会令人清爽 它们绝对不能饮用 练一练 练一练 1 硫代硫酸钠俗称 大苏打 苏打三姐妹 中的另外 2 个 苏打 小苏打 分别 是什么物质 2 酒精的作用是什么 参考答案参考答案 1 苏打是碳酸钠 小苏打是碳酸氢钠 2 由于碘在水中的溶解度小 用酒精作溶剂 一方面可以和碘相溶 另一方面酒精 与水互溶 重点突破重点突破 一 直击考点 一 直击考点 考点一考点一 对水的电离平衡的考查对水的电离平衡的考查 该考点经常结合弱电解的电离平衡 水解平衡来考查 多以选择题形式出现 影响水的电离平衡的因素 1 温度 升高温度 促进水的电离平衡向右移动 OH 和 H 浓度都增大 但仍相等 所以显中性 100 时 Kw 5 5 10 13 2 加入酸或碱 在水中加入的酸或碱 即增大 c H 或 OH 抑制水的电离 电离 平衡向左移动 水本身电离出的 H 和 OH 浓度减小 但仍相等 3 加入活泼金属 钠 钾等 在水中加入钠 钾等活泼金属 用心 爱心 专心6 H2OH OH 2Na 2H 2Na H2 促进水电离平衡向正向移动 电离出的 OH 增多 4 加入能水解的盐 促进水的电离 例例 1 1 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 点评 对于选项 A 要正确理解勒夏特列原理中 减弱 两字的含义 例例 2 2 已知液氨的性质与水相似 25 时 NH3 NH3 NH NH NH 离子的平 衡浓度为 1 10 15 mol L 则下列说法中正确的是 A 在液氨中加入 NaNH2可使液氨的离子积变大 B 在液氨中加入 NH4Cl 可使液氨的离子积减小 C 在此温度下液氨的离子积为 1 10 30 D 在液氨中放入金属钠 平衡不会移动 考点二考点二 对溶液对溶液 pHpH 计算的考查计算的考查 本考点多在选择题中某一选项中出现 有时也在填空题中出现 考查 pH 的计算 1 总的原则 1 若溶液为酸性 先求c H 再求 pH 用心 爱心 专心7 2 若溶液为碱性 先求c OH 再由c H W K c OH 求c H 最后求 pH 2 单一溶液的 pH 1 强酸溶液 c 酸 c H pH lg c H 如 0 05 mol L 1的 H2SO4中 c H 0 1 mol L 1 pH lg 0 1 1 2 强碱溶液 c 碱 c OH c H pH lg c H 如 0 05 mol L 1的 Ba OH 2中 c OH 0 1 mol L 1 c H 14 1 10 10 10 13 mol L 1 pH lg10 13 13 3 关于两强 强酸或强碱 混合 稀释 pH 的计算 1 两强酸混合 稀释 用水稀释强酸时 可以认为水中的 c H 0 先算 c混 H 再算 pH c混 H 1122 12 c HVcHV VV 2 两强碱混合 稀释 用水稀释强碱时 可以认为水中的 c OH 0 先算 c混 OH 再算 c混 H 最后算 pH c混 OH 1122 12 c OHVc OHV VV 4 强酸强碱混合 其中一种物质过量的 pH 的计算 1 酸过量时 先求 c混 H 再求 pH c混 H 1122 12 c HVc OHV VV 2 碱过量 先算 c混 OH 再算 c混 H 最后算 pH c混 OH 2211 12 c OHVc HV VV 5 关于两强 强酸或强碱 溶液等体积混合 且 pH 相差 2 个或 2 个以上单位时的 pH 的计算 若混合前 pH小 pH大 15 时 pH混 pH大 0 3 若混合前 pH小 pH大 14 时 pH混 7 若混合前 pH小 pH大 13 时 pH混 pH小 0 3 例例 3 3 已知在 100 下 水的离子积KW 1 10 12 下列说法正确的是 A 0 05 mol L 1的 H2SO4溶液 pH 1 B 0 001 mol L 1的 NaOH 溶液 pH 11 用心 爱心 专心8 C 0 005 mol L 1的 H2SO4溶液与 0 01 mol L 1的 NaOH 溶液等体积混合 混合后 溶 液 pH 为 6 溶液显酸性 D 完全中和 pH 3 的 H2SO4溶液 50 mL 需要 pH 11 的 NaOH 溶液 50 mL 例例 4 4 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 考点三考点三 对中和滴定原理及误差分析的考查对中和滴定原理及误差分析的考查 本考点多以中和滴定原理为基础 考查氧化还原反应原理等实验操作 多以实验题形 式出现 中和滴定是中学化学重要的定量实验 迁移能力强 拓展空间大 可以与沉淀反应 氧化还原反应 络合反应联系起来命题 以标准溶液 A 滴定未知浓度的 B 溶液为例 依据 c B c A V A aq V B aq 用心 爱心 专心9 先分析每种操作方法引起哪个量变化 后根据公式综合判断对 B 溶液浓度的影响 I 造成测定结果偏大 实际浓度小 的错误操作有 滴定管用蒸馏水洗后 未用标准液润洗 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 又用待测液润 洗 滴定管尖端部分的气泡未赶尽就进行滴定 滴定前俯视 滴定后仰视 滴定时 溶液流速快 成线状流入锥形瓶 而不是逐滴滴下 滴定到终点后没有停半分钟就立即读 数 滴定过程中有标准液沾在锥形瓶内壁上 而未用蒸馏水冲洗下去 II 造成测定结果偏小 实际浓度大 的错误操作有 量取待测液的滴定管用蒸馏水冲洗后 未用标准溶液润洗就去移取待测液 锥形 瓶 未洗净 残留少量与待测液溶质起反应的物质 滴定前仰视 滴定后俯视 滴定终止 半分钟内 溶液又呈现滴定前的颜色 例例 5 5 现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定 NaOH 溶液的浓度 用氢氧化钠溶液来滴 定邻苯二甲酸溶液时有下列操作 向溶液中加入 1 2 滴指示剂 取 20mL 标准溶液放入锥形瓶中 用氢氧化钠溶液滴定至终点 重复以上操作 用天平精确称取 5 105 g 邻苯二甲酸氢钾 相对分子质量为 204 2 固体配成 250 mL 标准溶液 测得 pH 约为 4 2 根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度 1 以上各步中 正确的 填序号 操作顺序是 上述 中使用 的仪器除锥形瓶外 还需要使用的仪器是 使用 作指示剂 2 滴定 并记录 NaOH 的终读数 重复滴定几次 数据记录如下表 滴定次数 实验数据 1234 V 样品 mL 20 0020 0020 0020 00 V NaOH mL 初读数 0 100 300 000 20 V NaOH mL 终读数 20 0820 3020 8020 22 V NaOH mL 消耗 19 9820 0020 8020 02 某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为 用心 爱心 专心10 19 98 20 0020 8020 02 4 V NaOH 20 20mL 他的计算合理吗 理由是 通过仪器测得第 4 次滴定过程中溶液 pH 随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲 线如图所示 则 a 20 02 填 或 3 步骤 中在观察滴定管的起始读数时 要使滴定管的尖嘴部分充满溶液 如果滴 定管内部有气泡 赶走气泡的操作 滴定前 用蒸馏水洗净碱式滴定管 然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定 此操作对实 验结果 填 偏大 偏小 或 无影响 二 走出误区 二 走出误区 误区一误区一 某溶液的某溶液的 pHpH 7 7 误认为该溶液一定为中性溶液 误认为该溶液一定为中性溶液 因温度不确定故 pH 7 的溶液不一定显中性 若温度超过 25 pH 7 的溶液呈碱性 同理 pH 6 的溶液不一定呈酸性 溶液呈酸性还是呈碱性 取决于溶液中c OH 和c H 的 相对大小 例例 1 1 下列溶液肯定显酸性的是 A 含 H 的溶液 B 能与活泼金属反应生成 H2的溶液 C pH 7 的溶液 D c OH c H 的溶液 错解 C 原因 因为 pH 7 所以溶液呈酸性 正解 D 原因 A 项中任何溶液中既含有 H 又含有 OH 故 A 项错误 B 项中 Al 可与强碱溶液 反应放出 H2 故 B 项错误 C 项中温度高于室温时 水溶液的 pH 7 但溶液仍为中性 用心 爱心 专心11 故 C 项错误 c OH c H 时溶液才显酸性 故 D 项正确 误区二误区二 溶液无限稀释后溶液无限稀释后 pHpH 的计算的计算 1 对于强酸溶液 c H 每稀释 10n倍 pH 增大 n 个单位 但最后溶液的 pH 不超过 7 2 对于强碱溶液 c OH 每稀释 10n倍 pH 减小 n 个单位 但最后溶液的 pH 不小于 7 3 对于 pH 或物质的量浓度相同的强酸与弱酸 或强碱与弱碱 稀释相同倍数时 强 酸的 pH 增大得较多 或强碱 pH 减小得较多 特别注意 浓度较大的强酸 强碱水溶液中水的电离可以忽略 当 pH 接近 7 时 水的 电离不能忽略 酸性溶液加水无限稀释 pH 只能接近于 7 仍小于 7 例例 2 2 将 pH 为 5 的硫酸溶液稀释 500 倍 稀释后溶液中c SO c H 约为 2 4 A 1 1 B 1 2 C 1 10 D 10 1 错解 B 原因 H2SO4中 H SO42 数目比为 1 2 正解 C 原因 pH 5 的硫酸溶液中 c H 10 5 mol L 1 c SO 5 10 6 2 4 mol L 1 将此溶液稀释 500 倍后 稀释液中c SO 1 10 8 mol L 1 而c H 趋 2 4 近于 1 10 7 mol L 1 则c SO c H 约为 1 10 故 C 项正确 本题若不能很好 2 4 地理解酸 碱溶液稀释的 pH 计算 则很容易误选 B 巩固复习巩固复习 1 1 下列实验中所选用的仪器合理的是 用 50 mL 量筒量取 5 2 mL 稀硫酸 用分液漏斗分离苯和四氯化碳的混合物 用托盘 天平称量 11 7 g 氯化钠晶体 用碱式滴定管取 23 10 mL 溴水 用瓷坩埚灼烧各种钠 的化合物 用 250 mL 容量瓶配制 250 mL 0 2 mol L 1的 NaOH 溶液 A B C D 2 2 弱酸 H 溶液的 pH 3 0 将其与等体积水混合后的 pH 范围是 已知 lg2 0 3 A 3 0 3 3B 3 3 3 5C 3 5 4 0D 3 7 4 3 用心 爱心 专心12 2 A 解析 解析 若是 pH 3 0 的强酸与等体积的水混合 pH 3 3 稀释后促进弱酸的电离 pH1 10 7mol L 3 D 解析 解析 水的电离是吸热过程 升温促进电离 c H 和 c OH 同等程度增大 所以 KW 增大 pH 减小 但溶液中 c H c OH 呈中性 4 4 实验室现有 3 种指示剂 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 1000 mol L NaOH 溶液滴定未知浓度的 CH3COOH 溶液 恰好完全反应时 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 可选用石蕊作指示剂 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 可选用酚酞作指示剂 5 5 下列叙述正确的是 A 95 纯水的 pH 7 说明加热可导致水呈酸性 B pH 3 的醋酸溶液 稀释至 10 倍后 pH 4 C 0 2 mol L 1的盐酸 与等体积水混合后 pH 1 D pH 3 的醋酸溶液 与 pH 11 的氢氧化钠溶液等体积混合后 pH 7 6 6 现有常温时 pH 1 的某强酸溶液 10 mL 下列操作能使溶液的 pH 变成 2 的是 A 加入 10 mL 0 01 mol L 1的 NaOH 溶液 B 加入 10 mL 的水进行稀释 C 加水稀释成 100 mL 用心 爱心 专心13 D 加入 10 mL 0 01 mol L 1的盐酸溶液 6 C 解析解析 pH 增大 1 说明c H 为原来的 1 10 故 C 项正确 7 7 酸碱中和滴定常用于测定酸 碱溶液的浓度 在正式测定前 常常用已知浓度的酸 或 碱 滴定未知浓度的碱 或酸 测定滴定曲线 然后选择合适的指示剂指示滴定终点 以 保证数据的准确性 如用 0 1000 mol L 1 NaOH 溶液滴定 20 00 mL0 1000 mol L 1醋酸 CH3COOH 溶液 有关数据记录如下表 V NaOH mL0 0 0 10 0 0 18 0 0 19 8 0 19 9 8 20 0 0 20 0 2 20 2 0 22 0 0 40 0 0 溶液 pH 2 8 7 4 745 706 747 748 729 7010 7 0 11 7 0 12 5 0 1 根据本题数据 确定 pH 的突变范围是 2 下列指示剂中适合于本实验的是 填字母 A 甲基橙 B 石蕊 C 酚酞 D 甲基橙或酚酞 3 可用酸式滴定管准确量取 0 1000 mol L 的醋酸 在调节酸式滴定管的起始读数时 要使滴定管的尖嘴部分充满醋酸 如果滴定管内部有气泡 赶走气泡的操作是 4 滴定过程中 眼睛应重点观察 7 1 7 74 9 70 2 C 3 快速放液 4 锥形瓶内溶液颜色的变化 提高训练提高训练 8 8 下列说法正确的是 A 25 时 NH4Cl 溶液的KW大于 100 时 NaCl 溶液的KW B 4 时 纯水的 pH 7 C 由水电离的c H 1 10 14 mol L 1的溶液中 Ca2 K Cl HCO能大量共存 3 D c H c OH 1012的溶液中 NH Al3 NO Cl 9 9 下列说法正确的是 用心 爱心 专心14 A 根据溶液的 pH 与溶液酸碱性的关系 推出 pH 6 8 的溶液一定显酸性 B 100 时 将 pH 2 的盐酸与 pH 12 的 NaOH 溶液等体积混合 溶液显中性 C 25 时 某物质的溶液 pH 7 则该物质一定是酸或强酸弱碱盐 D 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 1010 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里 加入 NH4Cl 至溶液恰好无色 则此时溶液的 pH 7 C 1 0 10 3 mol L 盐酸的 pH 3 0 1 0 10 8 mol L 盐酸的 pH 8 0 D 若 1 mL pH 1 的盐酸与 100 mL NaOH 溶液混合后 溶液的 pH 7 则 NaOH 溶液的 pH 11 10 D 解析 解析 A 项中酸稀释后 pH 增大 即b a 故 A 项错误 B 项中酚酞的变色范围是 pH 8 无色 8 0 10 0 浅红 pH 10 红色 现无色 则 pH 8 但 pH 不一定小 于 7 在 7 8 之间也是无色 故 B 项错误 C 项中酸虽稀 但 pH 仍小于 7 故 C 项错误 D 项中 方法一 直接代入计算 1 mL 0 1 mol L 1 100 mL c OH 得c OH 10 3 mol L 1 故 pH NaOH 11 故 D 项正确 方法二 推导法 酸与碱等物质的量 从体积看出 强酸比强碱浓 100 倍 所以 pH 酸 pH 碱 12 故 pH 碱 11 方法 三 设强酸 pH a 体积为V1 强碱的 pH b 体积为V2 则有 10 a V1 10 14 b V2 V1 V2 10 a b 14 由于已知V1 V2 10 2 又知 a 1 所以 b 11 故 D 项正确 1111 实验室用标准盐酸来测定某 NaOH 溶液的浓度 甲基橙作指示剂 下列操作中可能使测 定结果偏低的是 A 酸式滴定管未用标准盐酸润洗 B 开始时酸式滴定管尖嘴部分有气泡 滴定后气泡消失 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 用心 爱心 专心15 1212 已知 NaHSO4在水中的电离方程式为 NaHSO4 Na 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 为 2 下列对该溶液的叙述中 不正确的是 A 该温度高于 25 B 由水电离出来的 H 的浓度是 1 0 10 12mol L 1 C NaHSO4晶体的加入抑制了水的电离 D 该温度下加入等体积 pH 为 12 的 NaOH 溶液可使该溶液恰好呈中性 1313 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 试纸变红色 若 pH 7 试纸变蓝色 要精确测定溶液的 pH 需用用 pH 计 pH 计主要通过测定溶液中 H 的浓度来测定溶液的 pH 已知 100 时 水的离子积常数KW 1 10 12 1 已知水中存在如下平衡 H2O H2OH3O OH H 0 现欲使平衡向右移动 且所得溶液呈酸性 选择的方法是 填字母 A 向水中加入 NaHSO4 B 向水中加入 Cu NO3 2 C 加热水至 100 D 在水中加入 NH4 2SO4 2 现欲测定 100 沸水的 pH 及酸碱性 若用 pH 试纸测定 则试纸显 色 呈 性 填 酸 碱 或 中 若用 pH 计测定 则 pH 7 填 或 呈 性 填 酸 碱 或 中 1414 实验室常利用甲醛法测定 NH4 2SO4样品中氮的质量分数 其反应原理为 4NH 6HCHO 3H 6H2O CH2 6N4H 滴定时 1 mol CH2 6N4H 与 l mol H 相当 然 后用 NaOH 标准溶液滴定反应生成的酸 某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验 步骤 I 称取样品 1 500 g 步骤 II 将样品溶解后 完全转移到 250 mL 容量瓶中 定容 充分摇匀 用心 爱心 专心16 步骤 III 移取 25 00 mL 样品溶液于 250 mL 锥形瓶中 加入 10 mL 20 的中性甲醛溶液 摇匀 静置 5 min 后 加入 1 2 滴酚酞试液 用 NaOH 标准溶液滴定至终点 按上述操作 方法再重复 2 次 1 根据步骤 III 填空 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后 直接加入 NaOH 标准溶液进行滴定 则测得样品中氮 的质量分数 填 偏高 偏低 或 无影响 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 水未倒尽 则滴定时用去 Na