第8章 第2节 水的电离和溶液的酸碱性.doc

第二节水的电离和溶液的酸碱性考纲定位全国卷5年考情1.了解水的电离，离子积常数。2.了解溶液pH的定义及其测定方法。能进行pH的简单计算。3.掌握酸碱中和滴定实验及其应用。2017年：卷T13；卷T12、T26(4)；卷T9(A、C)2016年：卷T12；卷T13(C)2015年：卷T28(3)2014年：卷T12(B、C)；卷T11、T28(2)2013年：卷T13考点1| 水的电离(对应学生用书第152页) 考纲知识整合1水的电离(1)电离方程式：H2OHOH或2H2OH3OOH。(2)25 时，纯水中c(H)c(OH)1107_molL1，任何水溶液中由水电离出来的c(H)c(OH)。2水的离子积常数(1)表达式：Kwc(H)c(OH)。25 时，Kw1014,100 时，Kw1012。(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。(3)适用范围：适用于纯水、酸、碱、盐的稀溶液。(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH，只要温度不变，Kw不变。提醒：在不同溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H)、c(OH)总是相等的。在Kw的表达式中，c(H)、c(OH)均表示整个溶液中H、OH总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H)、c(OH)。3外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH)c(H)外加酸碱酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小外加可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小提醒：25 ，pH3的盐酸、NH4Cl溶液中，水电离出的c(H)H2O分别为11011 mol/L、1103 mol/L。应用体验正误判断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)纯水中c(H)随温度升高而增大，酸性增强。()(2)酸、碱性溶液中水电离出的c(H)H2Oc(OH)H2O一定比纯水中的小。()(3)向水中加入酸式盐，溶液呈酸性，是因为促进了水的电离。()(4)25 时，0.10 molL1 NaHCO3溶液加水稀释后，c(H)与c(OH)的乘积变大。()(5)已知某温度下CH3COOH和NH3H2O的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1 molL1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中水的电离程度始终增大。()(6)pH相同的两溶液中，水电离出的c(H)不一定相同。()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)高考命题点突破命题点1水的电离和Kw的应用与计算125 时，相同物质的量浓度的下列溶液：NaClNaOHH2SO4(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ()ABCDC、为碱、酸抑制水电离；中NH水解促进水电离；NaCl不影响水电离。2(2015广东高考)一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是()A升高温度，可能引起由c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化CA由图可知a、b、c三点对应的平衡常数不变，故a、b、c为等温线，升温，不能由c向b变化。B由b点对应c(H)与c(OH)可知，Kwc(H)c(OH)1.01071.01071.01014。CFeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。Dc点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。3(2018韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO。某温度下，向c(H)1106 molL1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H)1102 molL1。下列对该溶液的叙述不正确的是 ()A该温度高于25 B由水电离出来的H的浓度为11010 molL1C加入NaHSO4晶体抑制水的电离D取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c(H)减小DA项，Kw1106110611012，温度高于25 ；B、C项，NaHSO4电离出的H抑制H2O电离，c(H)H2Oc(OH)11010 mol/L；D项，加H2O稀释，c(H)减小，H对H2O电离的抑制减小，c(H)H2O增大。4写出25 时下列溶液中水电离出的c(H)H2O。(1)pH0的H2SO4溶液中_；(2)pH10的Na2S溶液中_；(3)0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液中_；(4)pH4的(NH4)2SO4溶液中_。【答案】(1)11014 mol/L(2)1104 mol/L(3)11013 mol/L(4)1104 mol/L(1)理解水的电离平衡曲线曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H)c(OH)相同，温度相同；曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同；实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。(2)c(H)H2Oc(OH)H2O的计算酸溶液：c(H)H2Oc(OH)H2Oc(OH)碱溶液：c(OH)H2Oc(H)H2Oc(H)水解呈酸性的盐溶液：c(H)H2Oc(OH)H2Oc(H)水解呈碱性的盐溶液：c(OH)H2Oc(H)H2Oc(OH)命题点2酸碱反应过程中c(H)H2O或c(OH)H2O的变化5(2018厦门模拟)常温下，向20 mL某浓度的硫酸溶液中滴入0.1 molL1氨水，溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图。下列分析正确的是 ()AV40Bc点所示溶液中：c(H)c(OH)2c(NH3H2O)CNH3H2O的电离常数K104Dd点所示溶液中：c(NH)2c(SO)DA项，c点水的电离程度最大，说明此时c(NH)最大，对水的电离促进程度最大，氨水与硫酸恰好完全反应生成(NH4)2SO4，氨水体积为0时，水电离出c(H)11013 molL1，水电离出c(OH)11013 molL1，溶液中的c(H)0.1 molL1，c(H2SO4)0.05 molL1，消耗氨水的体积也是20 mL，即V20，错误；B项，c点所示溶液是(NH4)2SO4溶液，由质子守恒得：c(H)c(OH)c(NH3H2O)，错误；C项，根据题意，无法判断NH3H2O的电离常数的大小，错误；D项，根据电荷守恒：c(H)c(NH)2c(SO)c(OH)，而溶液呈中性c(OH)c(H)，所以c(NH)2c(SO)，正确。考点2| 溶液的酸碱性与pH(对应学生用书第153页) 考纲知识整合1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。(1)酸性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(2)中性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(3)碱性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。2pH(1)定义式：pHlg c(H)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)由图示关系知，pH越小，溶液的酸性越强。pH一般表示c(H)1 mol/L的酸溶液或c(OH)1 mol/L的碱溶液。3pH的测定方法(1)pH试纸法pH试纸的使用方法：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。但应注意：pH试纸不能伸入待测液中。pH试纸不能事先润湿。用广泛pH试纸测出溶液的pH是114的整数，读数不会出现小数。(2)pH计法常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。4溶液pH的一般计算(1)总体原则若溶液为酸性，先求c(H)再求pHlg c(H)。若溶液为碱性，先求c(OH)再求c(H)KW/c(OH)最后求pH。(2)单一类的计算方法浓度为c的强酸(HnA)：由c(H)nc可求pH。浓度为c的强碱B(OH)n：由c(OH)nc可推c(H)再求pH。(3)混合类的计算方法同性混合：a若为酸的溶液混合，则先求c(H)混c(H)1V1c(H)2V2/(V1V2)再求pH。b若为碱的溶液混合，则先求c(OH)混c(OH)1V1c(OH)2V2/(V1V2)再求c(H)KW/c(OH)混最后求pH。异性混合：a若酸过量，则先求c(H)过c(H)酸V酸c(OH)碱V碱/(V酸V碱)再求pH。b若碱过量，则先求c(OH)过c(OH)碱V碱c(H)酸V酸/(V酸V碱)再求c(H)KW/c(OH)过最后求pH。应用体验正误判断(正确的打“”，错误的打“”)。(1)溶液的pH减小，溶液的酸性一定增强。()(2)25 pH1的硫酸溶液和盐酸溶液的物质的量浓度均为0.1 mol/L。()(3)(2017全国卷)测定醋酸钠溶液pH的操作为用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上。()(4)一定温度下，pHa的氨水，稀释10倍后，其pHb，则ab1。()(5)25 pH3的醋酸与pH11的NaOH溶液等体积混合，混合液的pH7。()(6)用pH试纸测定氯水的pH4。()(7)用pH试纸测0.1 mol/L的HA溶液的pH3.2。()【提示】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)高考命题点突破命题点1溶液酸、碱性的判断1用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空。(1)pH1107 mol/L的溶液_。(3)水电离出的c(H)1104 mol/L的溶液_。(4)c(H)c(OH)的溶液_。(5)pH0的溶液(25 )_。(6)25 时11010 mol/L的溶液_。(7)pH6的溶液_。(8)Kw11012时pH6的溶液_。【答案】(1)不确定(2)不确定(3)不确定(4)酸性(5)酸性(6)酸性(7)不确定(8)中性2判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在横线上填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合_。(2)相同浓度NH3H2O和HCl溶液等体积混合_。(3)pH2的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合_。(4)pH3的HCl和pH10的NaOH溶液等体积混合_。(5)pH3的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合_。(6)pH2的CH3COOH和pH12的NaOH溶液等体积混合_。(7)pH2的HCl和pH12的NH3H2O等体积混合_。【答案】(1)中性(2)酸性(3)中性(4) 酸性(5)碱性(6) 酸性(7)碱性325 下用pH3的HA溶液与pH11的氨水等体积混合，混合液酸碱性情况为_。【解析】可分为4种情况：若酸为强酸，则反应后氨水有剩余，溶液呈碱性；若酸为弱酸且酸的电离程度比氨水还弱，则溶液呈酸性；若酸为弱酸且酸的电离程度比氨水强，则溶液呈碱性；若酸为弱酸且酸的电离程度与氨水相同，则溶液呈中性。【答案】酸性、碱性或中性(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液“谁强显谁性，同强显中性。 ”(2)25 时，pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。即谁弱谁过量，显谁性。(3)强酸、强碱等体积混合(25 时),pH之和等于14呈中性；pH之和小于14呈酸性；pH之和大于14呈碱性。命题点2溶液稀释的pH的判断4(1)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为_。(2)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释100倍，溶液的pH分别为m和n，则m和n的关系为_。【解析】(1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 mol/L，盐酸中的c(H)醋酸中的c(H)，故mn。(3)稀释相同倍数，CH3COOH溶液的pH变化较小，故mn。【答案】(1)mn(3)mn(1)不能正确理解酸、碱的无限稀释规律常温下任何酸或碱溶液无限稀释时，溶液的pH都不可能大于7或小于7，只能接近7。(2)不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律溶液稀释前溶液pH加水稀释到体积为原来的10n倍稀释后溶液pH酸强酸pHapHan弱酸apHan碱强碱pHbpHbn弱碱bnpHb注：表中an7。命题点3溶液pH的相关计算与换算5计算常温下下列溶液的pH。(1)0.1 molL1的CH3COOH溶液。(已知CH3COOH的电离常数Ka1.8105) _(lg0.1)。(2)常温下，将pH5的盐酸与pH9的NaOH溶液以体积比119混合。_。(3)将pH3的HCl与pH3的H2SO4等体积混合。_。【答案】(1)2.9(2)6(3)3625 时，100 mL pHa的稀H2SO4与10 mL pHb的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a，b的关系为_。【解析】10010a101014b10a21014b1，故a214b1，ab15。【答案】ab157在某温度时，测得0.01 molL1的NaOH溶液的pH11。(1)该温度下水的离子积常数Kw_。(2)在此温度下，将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的硫酸Vb L混合。若所得混合液为中性，且a12，b2，则VaVb_。若所得混合液为中性，且ab12，则VaVb_。【解析】(1)由题意知，溶液中c(H)1011 molL1，c(OH)0.01 molL1，故Kwc(H)c(OH)1013。(2)根据中和反应：HOH=H2O。c(H)Vbc(OH)Va102Vb1013/1012Va110。根据中和反应：HOH=H2O。c(H)Vbc(OH)Va10bVb1013/10aVa1013(ab)10，即VaVb101。【答案】(1)1013(2)110101考点3| 酸碱中和滴定(对应学生用书第155页) 考纲知识整合1实验原理利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)。酸碱中和滴定的关键：(1)准确测定标准液与待测液的体积。(2)准确判断滴定终点。2实验用品 (1)仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。精确度：读数可估计到0.01 mL。洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。使用注意事项：试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开3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：查漏洗涤润洗装液赶气泡调液面记录。锥形瓶：洗涤装液加指示剂。(2)滴定(3)终点判断等滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。(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及待测碱液体积的平均值，根据c(NaOH)计算。提醒：指示剂选择的基本原则变色要灵敏，变色范围要小，变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。(1)不能用石蕊作指示剂。(2)滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸。(3)滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液时，KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。4滴定误差分析依据原理c(标准)V(标准)c(待测)V(待测)，得c(待测)，因为c(标准)与V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。实例分析：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V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高高考命题点突破命题点1酸碱中和滴定的实验操作与数据处理1准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是() 【导学号：97500150】A滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B(2017全国卷)取20.00 mL盐酸的操作为在50 mL酸式滴定管中装入盐 酸，调整初始读数为30.00 mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶C用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变为无色时停止滴定D滴定时眼睛不要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，而应注视锥形 瓶内溶液颜色变化DA滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B滴定管尖嘴部分有一段无刻度，完全放出溶液体积大于20.00 mL。C用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不变色，说明达到滴定终点，应停止滴定。2现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。.实验步骤：(1)量取10.00 mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100 mL_(填仪器名称)中定容，摇匀即得待测白醋溶液。(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴_作指示剂。(3)读取盛装0.100 0 mol/L NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示，则此时的读数为_ mL。(4)滴定。滴定终点的现象是_。.数据记录：滴定次数实验数据/mL1234V(样品)20.0020.0020.0020.00V(NaOH)(消耗)15.9515.0015.0514.95.数据处理：某同学在处理数据的计算得：平均消耗的NaOH溶液的体积V(15.9515.0015.0514.95) mL15.24 mL。指出他的计算的不合理之处：_。该白醋的总酸度为_g/100 mL。【解析】.(2)滴定终点溶液为强碱弱酸盐，呈碱性，指示剂应选酚酞试液。.(15.00 mL15.05 mL14.95 mL)15.00 mLn(CH3COOH)15.00 mL103 L/ mL0.100 0 mol/L1.500103 mol总酸度为1004.5【答案】.(1)容量瓶(2)酚酞试液(3)0.70(4)溶液由无色恰好变为浅红色，并在半分钟内不变色.第一组数据与后三组数据相差较大，属于异常值，应舍去4.5当滴入最后一滴标准溶液后，溶液变成色，且半分钟内不恢复原来的颜色。解答此类题目注意三个关键点： (1)最后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。 命题点2滴定误差分析3某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是 ()A酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B滴定前盛放NaOH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D滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸稀释，定相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH的物质的量，也就不影响结果；若排出气泡，液面会下降，故读取V酸偏大，结果偏高；正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图所示。4(1)用盐酸滴定氨水，选用酚酞作指示剂，使滴定结果_。(填“偏低”“偏高”或“无影响”，下同)(2)用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸，则测定的盐酸浓度将_。(3)用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸，则测定的盐酸浓度_。【解析】(1)用盐酸滴定氨水，选用酚酞作指示剂，由于酚酞变色时，溶液呈碱性，盐酸不足，氨水有剩余，消耗盐酸的体积数偏小，结果偏低。(2)用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸，由于NaCl不与盐酸反应，消耗的溶液体积增大，结果偏高。(3)用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸，根据中和1 mol HCl所需Na2O质量为31 g，中和1 mol HCl所需NaOH质量为40 g可知中和相同量盐酸时，所需含Na2O的NaOH的量比所需纯NaOH的量小，结果偏低。【答案】(1)偏低(2)偏高(3)偏低命题点3中和滴定的迁移应用5(2017全国卷)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下：.取样、氧的固定用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合，反应生成MnO(OH)2，实现氧的固定。.酸化、滴定将固氧后的水样酸化，MnO(OH)2被I还原为Mn2，在暗处静置5 min，然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2OI2=2IS4O)。回答下列问题：(1)取水样时应尽量避免扰动水体表面，这样操作的主要目的是_。(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为_。(3)Na2S2O3溶液不稳定，使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和_；蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用，其目的是杀菌、除_及二氧化碳。(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后，用a molL1Na2S2O3溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，终点现象为_；若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL，则水样中溶解氧的含量为_mgL1。(5