【志鸿优化设计】2014届高考化学一轮复习 第七单元水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性教学案 新人教版

1 第第 2 2 节节 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性 考考纲纲点点击击 1 了解水的电离 离子积常数 2 了解溶液 pH 的定义 3 了解测定溶液 pH 的方法 能进行 pH 的简单计算 一 水的电离和水的离子积常数 1 电离方程式 水是一种极弱的电解质 其电离方程式为 2 室温下纯水的有关数据 1 c H c OH 2 KW 3 pH 3 KW的影响因素 KW只与温度有关 温度升高 KW 特别提示 水的离子积常数KW c H c OH 其实质是水溶液中的 H 和 OH 浓度的乘积 不一定是水电离出的 H 和 OH 浓度的乘积 所以与其说KW是水的离子积常 数 不如说是水溶液中的 H 和 OH 的离子积常数 二 溶液的酸碱性与 pH 1 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中 和 的相对大小 室温 25 c H c OH 的 关系数值 pH 中性溶液c H c OH c H c OH 7 酸性溶液c H c OH c H 1 10 7 mol L 1 7 碱性溶液c H c OH c H 1 10 7 mol L 1 7 2 pH 1 定义式 pH 2 意义 表示溶液酸碱性的强弱 pH 越小 酸性 3 pH 试纸的使用 方法 试纸 变色后 与标准比色卡对比即可确定溶液的 pH 注意 a 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 b 用广泛 pH 试纸读出的 pH 只能是整数 即时训练即时训练 1 1 下列说法中正确的是 某溶液的 pH 7 该溶液一定为中性溶液 某溶液的c H c OH 该溶液一定为酸性溶液 任何水溶液中均存在 H 和 OH 且水电离出的 H 和 OH 相等 如果溶液中c H c OH 该溶液一定为酸性或碱性溶液 特别提示 溶液酸碱性的判断与溶液的 pH 是否等于 7 没有直接的关系 而应比较溶液 中c H 与c OH 的大小 pH 是否等于 7 只适用于室温下的溶液 而用c H 与 c OH 的大小判断酸碱性 不受条件限制适用于任何温度下的溶液 三 酸碱中和滴定 1 实验用品 1 试剂 蒸馏水 2 仪器 滴定管 如图 A 滴定管 如图 B 滴定管夹 铁架台 2 烧杯 2 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 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 变化 滴定至 终点时 记录标准液的体积 3 终点判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且 视为达到滴定终点 3 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 即时训练即时训练 2 2 下列说法中正确的是 酸性高锰酸钾溶液应该盛放在酸式滴定管中 滴定管读数从下往上逐渐减小 滴定管的精确度为 0 001 mL 锥形瓶在使用前应该用待盛液润湿 滴定管在使用前应该用待盛液润湿 滴定时眼睛注视滴定管刻度 一 影响水电离平衡的因素 1 实例 H2OH OH 改变条件 电离 平衡 溶液中 c H 溶液中 c OH pH 溶液的 酸碱性 KW 升高温度右移增大增大减小中性增大 加入酸 如稀硫酸 醋酸 左移增大减小减小酸性不变 加入酸 碱加入碱 如 NaOH 溶 液 氨水 左移减小增大增大碱性不变 加入盐 加入强碱 弱酸盐 如 Na2CO3 溶液 右移减小增大增大碱性不变 3 加入强酸 弱碱盐 如 AlCl3溶 液 右移增大减小减小酸性不变 加入强酸 强碱盐 如 NaCl 溶 液 不移不变不变不变中性不变 加入活泼金属 如 Na右移减小增大增大碱性不变 2 总结 促进电离Error 抑制电离Error 3 注意 KW也属于化学平衡常数 只随温度的变化而变化 加水稀释并不是溶液中的所有离子 浓度均减小 如稀释 HCl 水溶液 OH 浓度却增大 例 1 1 水的电离平衡曲线如图所示 下列说法不正确的是 A 图中四点KW间的关系 A D C B B 若从A点到D点 可采用 温度不变在水中加入少量酸 C 若从A点到C点 可采用 温度不变在水中加入少量 NH4Cl 固体 D 若从A点到D点 可采用 温度不变在水中加入少量 NH4Cl 固体 例 1 2 对 H2O 的电离平衡不产生影响的微粒是 A CH3CH2OH B NH 4 C Cl2 D S2 二 水电离出的c H 或c OH 的计算 25 1 c水 OH 和c水 H 的关系 由 H2OH OH 可知不论何种温度 何种溶液 由 H2O 电离的c水 OH 和c水 H 永远相等 2 理清来源及等量关系 酸溶液Error 碱溶液Error 盐溶液Error 例 2 pH 1 的盐酸 0 5 mol L 1的盐酸 0 1 mol L 1的 NH4Cl 溶液 1 mol L 1的 NaOH 溶液 pH 1 的 NH4Cl 溶液 1 mol L 1的 NaCl 溶液 以上溶 液中水电离的c H 由大到小的顺序为 的 pH 均为 1 中由水电离的 c H 中由水电离的c H 方法归纳方法归纳 1 注意区分溶液中的c H 和由水电离的c H 之间的差异 注意溶液中 H 的来源 2 抓住由 H2O 电离的c OH 和c H 永远相等 适当运用忽略 如酸溶液中 忽略水电离出的 H 碱溶液中忽略水电离出的 OH 三 有关 pH 的计算 1 单一溶液的 pH 计算 1 强酸溶液 如 HA 设浓度为c mol L 1 则c H c mol L 1 pH lg c 4 2 强碱溶液 如 BOH 设浓度为c mol L 1 则c OH c mol L 1 c H mol L 1 pH 14 lg c 10 14 c 2 溶液混合后的 pH 计算 1 强酸与强酸溶液混合 先求c H 再求 pH c H n1 H n2 H V总 pH lgc H 2 强碱与强碱溶液混合 先求c OH 通过KW求其c H 和 pH c OH n1 OH n2 OH V总 c H KW c OH pH lgc H lg KW c OH 3 强酸与强碱溶液混合 1 若酸过量 c H n H n OH V总 pH lgc H 2 若酸与碱正好完全反应 pH 7 3 若碱过量 则先求c OH 再求c H 和 pH 4 未标明强弱的酸 碱混合 把 pH 2 与 pH 12 的溶液等体积混合后 其 pH 不一定等于 7 若二者为强酸 强碱 则 pH 7 若为弱酸 强碱 则弱酸有余 pH 7 若为强酸 弱碱 则弱碱有余 pH 7 5 酸 碱加水稀释 酸 pH a 碱 pH b 强酸弱酸强碱弱碱 稀释 10n倍a n a nb n b n 无限稀释pH 趋向于 7 例 3 对于常温下 有关叙述中正确的是 pH 1 的硝酸溶液 1 mL 稀释至 100 mL 后 pH 3 向 pH 1 的硝酸中加入等体积 pH 13 的氢氧化钡溶液恰好完全中和 将 0 1 mol L 1的氢氧化钠溶液与 0 06 mol L 1的硫酸等体积混合 混合后溶液 的 pH 1 7 向 pH 1 的盐酸加入等体积 等浓度的氨水 所得溶液 pH 7 常温下 pH 3 的醋酸和 pH 11 的 NaOH 溶液等体积混合后 溶液的 pH 7 将 pH 2 的盐酸和 pH 4 的硫酸等体积混合 所得溶液 pH 3 将 pH 13 的 NaOH 溶液与 pH 3 的盐酸按体积比为 1 9 混合 则混合后溶液的 pH 约为 12 pH 10 的 NaOH 溶液稀释 10 倍后 溶液的 pH 9 方法归纳方法归纳 在做关于溶液的 pH 计算的题目时 要抓住 矛盾的主要方面 溶液显酸性用溶液中 的c H 来计算 溶液显碱性先求溶液中的c OH 再求溶液中的c H 口诀 酸按酸 H 碱按碱 OH 酸碱中和求过量 无限稀释 7 为限 步骤 Error 酸碱中和滴定 5 1 酸碱中和滴定原理 H OH H2O 即c标 V标 c待 V待 2 酸碱中和滴定的关键 1 用酸式或碱式滴定管准确测定V标和V待 2 准确判断中和反应是否恰好完全进行 借助酸碱指示剂判断滴定终点 酸碱中和滴定属于中学化学教材中定量测量方法之一 另外还有氧化还原反应滴定法 在高考中经常出现 其原理就是利用得失电子守恒定律 实验典例 某同学欲用已知物质的量浓度为 0 100 0 mol L 1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢 氧化钠溶液时 选择酚酞溶液作指示剂 请填写下列空白 1 用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时 左手把握酸式滴定管的活塞 右手摇 动锥形瓶 眼睛注视 直到因加入一滴盐酸 溶液的颜色由 色变为 色 且半分钟不恢复原色 立即停止滴定 2 下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是 填序号 A 酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液 B 滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C 酸式滴定管在滴定前有气泡 滴定后气泡消失 D 读取盐酸体积时 开始仰视读数 滴定结束时俯视读数 E 滴定过程中 锥形瓶的振荡过于激烈 使少量溶液溅出 3 若第一次滴定开始和结束时 酸式滴定管中的液面如下图所示 则起始读数为 V1 mL 终点读数V2 mL 4 再结合下表数据 计算被测氢氧化钠溶液的物质的量浓度是 mol L 1 标准盐酸的体积 滴定次数 待测溶液 体积 mL滴定前的刻度 mL 滴定后的刻度 mL 第一次 10 00V1V2 第二次 10 004 1021 10 第三次 10 000 4017 60 1 高考集萃 下列叙述中正确的是 A 2012 福建理综 25 与 60 时 水的 pH 相等 B 2012 广东理综 对于常温下 pH 2 的盐酸中 由 H2O 电离出的c H 1 0 10 12 mol L 1 C 2012 江苏化学 水的离子积常数KW随着温度的升高而增大 说明水的电离是放热 反应 D 2012 天津理综 同浓度 同体积的强酸与强碱溶液混合后 溶液的 pH 7 E 2012 重庆理综 盐酸中滴加氨水至中性 溶液中溶质为氯化铵 2 2012 课标全国理综 11 已知温度T时水的离子积常数为KW 该温度下 将浓度 为a mol L 1的一元酸 HA 与b mol L 1的一元碱 BOH 等体积混合 可判定该溶液呈中性 的依据是 A a b B 混合溶液的 pH 7 6 C 混合溶液中 c H mol L 1 KW D 混合溶液中 c H c B c OH c A 3 下列说法中正确的是 A 25 时 将 20 mL 0 1 mol L 1 H2SO4溶液和 30 mL 0 15 mol L 1 NaOH 溶液 混合 若混合后溶液体积不变 则混合溶液的 pH 为 11 B 25 时 0 1 mol L 1 Na2CO3溶液中水电离出来的c OH 大于 0 1 mol L 1 NaOH 溶液中水电离出来的c OH C 某物质的溶液中由水电离出的c H 1 10 a mol L 1 若a 7 时 则该溶 液的 pH 一定为 14 a D 水的离子积常数KW随外加酸 碱 浓度的改变而改变 4 下列说法中错误的是 A 已知某温度下 KW 1 10 13 若将 pH 8 的 NaOH 溶液与 pH 5 的 H2SO4溶液混合 保持温度不变 欲使混合溶液 pH 7 则 NaOH 溶液与 H2SO4溶液的体积比为 11 9 B 常温下 在 pH 3 的 CH3COOH 溶液和 pH 11 的 NaOH 溶液中 水的电离程度相同 C 0 01 mol L 1的 Na2HPO4溶液中存在如下的平衡 HPO H2OH2PO OH 2 4 4 HPOH PO 2 4 3 4 且溶液 pH 7 加水稀释后溶液中 HPO PO H 的浓度均减小 2 43 4 D 在溶液的稀释过程中 离子浓度有的可能增大 有的可能减小 5 2012 上海徐汇区诊断 25 时水的电离达到平衡 H2OH OH 下列叙 述中正确的是 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 6 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 而要精确测定 溶液的 pH 需用 pH 计 pH 计主要通过测定溶液中 H 浓度来测定溶液的 pH 1 已知水中存在如下平衡 H2OH 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溶液 B 向水中加入 Cu NO3 2溶液 C 加热水至 100 其中c H 1 10 6 mol L 1 D 在水中加入 NH4 2SO4溶液 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 溶液呈 性 填 酸 碱 或 中 若用 pH 计测定 则 pH 7 填 或 溶液呈 性 填 酸 碱 或 中 7 参考答案参考答案 基础梳理整合基础梳理整合 一 1 H2OH OH 2 1 1 10 7 mol L 1 2 c OH c H 1 10 14 3 7 3 增大 二 1 c H c OH 1 10 7 mol L 1 2 1 lg c H 2 越强 3 取一小块试纸放在表面皿或玻璃片上 用蘸有待测 液的玻璃棒点于试纸的中部 即时训练 1 答案 答案 三 1 1 标准溶液 待测溶液 酸碱指示剂 2 酸式 碱式 锥形瓶 2 1 检查是否漏水 润洗 2 控制活塞 不断振荡锥形瓶 锥形瓶内溶液颜色 3 半分钟内不褪色 3 c HCl V HCl V NaOH 即时训练 2 答案 答案 核心归纳突破核心归纳突破 例 1 1 C 解析 解析 KW是温度的函数 随温度升高而增大 A D点温度相同 B点 温度高于C点温度 所以 A 正确 从A点到D点 温度不变 酸性增强 所以 B选项 D 选项正确 A C点温度不同 所以 C 选项错误 例 1 2 A 解析 解析 NH S2 水解促进了水的电离 Cl2与 H2O 反应生成 4 HCl HClO 抑制水的电离 所以只有 A 符合 例 2 答案 答案 10 13 mol L 1 10 1 mol L 1 解析 解析 酸 碱抑制水的电离 浓度越大抑制程度越大 所以水的电离程度 盐水解促进水的电离 浓度越大促进的程度越大 水的电离程度 对水的电离程度无影响 溶液中 H 主要是由盐酸提供 溶液中的 OH 全部是由水电离出 的 所以由水电离的c H 等于由水电离的c OH mol L 1 溶液中的 H 全 10 14 10 1 部是由水电离出的 所以由水电离的c H 10 1 mol L 1 例 3 答案 答案 解析 解析 酸性溶液中用c H 计算 c H 0 1 mol L 1 10 3 mol L 1 1 100 正确 硝酸中c H 10 1 mol L 1 氢氧化钡溶液中c OH 10 1 mol L 1 正确 酸过量 c H 0 01 mol L 1 错误 正好生 0 12 mol L 1 1 L 0 1 mol L 1 1 L 2 L 成 NH4Cl 溶液显酸性 错误 醋酸是弱酸 酸的浓度远远大于氢氧化钠溶液的浓度 正确 c H 0 005 10 2 mol L 1 1 L 10 4 mol L 1 1 L 2 L mol L 1 错误 n OH 0 1 mol L 1 1 L n H 0 001 mol L 1 9 L 碱过 量 用 OH 浓度计算 反应后溶液中c OH mol L 1 0 01 0 1 1 0 001 9 10 mol L 1 c H 10 12 mol L 1 pH lgc H 12 正确 碱性溶液 10 14 0 01 8 中用c OH 计算 c OH mol L 1 10 5 mol L 1 c H 10 9 mol L 1 10 4 10 正确 实验探究拓展实验探究拓展 答案 答案 1 锥形瓶内溶液颜色的变化 红 无 2 D E 3 9 00 26 10 4 0 171 0 演练巩固提升演练巩固提升 1 B 解析 解析 A 选项中 水的电离受到温度的影响 温度不同 水电离的氢离子浓度 不同 pH 也不同 B 选项 pH 2 的盐酸中 水的电离受到抑制 水电离出的c H 水 电离出的c OH 溶液中的c OH 10 12 mol L 1 正确 C 选项 说明水的电离是 吸热反应 错误 D 选项 由 H2SO4与 NaOH 可知错误 E 选项 溶液呈中性 氨水应该过 量 所以溶质为 NH4Cl NH3 H2O 错误 2