高考化学一轮总复习 第八单元 第2讲 水的电离和溶液的酸碱性课件.ppt

第2节 水的电离和溶液的酸碱性 1 了解水的电离 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 回归教材 一 水的电离 极弱 水是一种 的电解质 h2o h2o 简写为 水的电离平衡也是一种动态平衡 任何情况下水电离产生的c h 和c oh 总是相等的 1 水的离子积常数 kw 1 符号 2 公式 kw 25 时 纯水中c h c oh kw 1 10 14 h3o oh h2oh oh c h c oh 10 7mol l 1 2 影响kw大小的因素 吸热 增大 1 kw只与温度有关 水的电离过程是 的过程 故 温度升高 h2o的kw 电解质 温度 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 3 kw揭示了在任何水溶液中均存在h 和oh 其实质是水溶液中的h oh 浓度的乘积 不一定是水电离出的h oh 浓度的乘积 即kw c h c oh 中的c h c oh 分别是溶液中h oh 的总浓度 减小 不变 抑制 3 影响水的电离平衡的因素 1 酸 碱 加入酸或碱 水的电离程度 kw 酸或碱均可 水的电离 增大 增大 促进 2 温度 升高温度 水的电离程度 kw 升高温度可 水的电离 增大 不变 促进 3 易水解的盐 加入可水解的盐 水的电离程度 kw 可水解的盐可 水的电离 0 14 lgc h 3 ph试纸的使用 标准比色卡 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 ph试纸使用前不能用蒸馏水润湿 用ph试纸读出的ph只能是范围值 4 常用酸碱指示剂及变色范围 紫色 红色 浅红色 红色 酸碱中和 酸 碱 碱 酸 三 中和滴定1 实验原理 利用 反应 用已知浓度的 或 来测定未知浓度的 或 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 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 实验用品 1 主要仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 烧杯 铁架台 滴定管夹等 酸碱指示剂 酸式 碱式 酸式 碱式 2 主要试剂 标准液 待测液 蒸馏水 3 滴定管的使用 滴定管分为 滴定管和 滴定管 酸性溶液 强氧化性溶液 装在 滴定管中 碱性溶液装在 滴定管中 滴定管零刻度在上方 精确度为0 01ml 酸式与碱式不能混用 使用前需要查漏 润洗 调零 赶走尖嘴部分的气泡 读数时需平视 即视线 刻度与凹液面最低点处于同一水平面 3 实验操作 用标准盐酸溶液滴定待测naoh溶液 1 准备 滴定管 洗涤 装液 调液面 赶走尖嘴部分的气泡 记录 锥形瓶 加碱液 记读数 加指示剂 检漏 润洗 握活塞旋转开关 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 终点判断 等到滴入最后一滴标准液 指示剂变色 且在半分钟内 原来的颜色 视为滴定终点 并记 录标准液的体积 不断旋转摇动锥形瓶 不恢复 c hcl v hcl 4 操作步骤 仪器的洗涤 滴定管 或移液管 自来水 蒸馏水 所装溶液润洗 锥形瓶 自来水 蒸馏水 禁止用所装溶液洗涤 装液调整液面 装液 使液面一般高于 刻度 驱除玻璃尖嘴处的气泡 读数 调整液面在零刻度或零刻度以下 读出初读数 记为 x xxml 滴定终点 读出末读数 记为 yy yyml 实际消耗滴定剂的体积为 ml 零 yy yy x xx 2 3 5 数据处理 平行滴定 次 求出用去标准盐酸体 积的平均值 根据c naoh v naoh 计算 自主测评 1 2015年黑龙江哈尔滨模拟 向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件 能促进水的电离 并能使溶液中c oh c h 的操作是 稀硫酸 金属钠 氨气 fecl3固体 naclo固体 将水加热煮沸 a c b d 解析 稀硫酸 抑制水的电离 金属na和h 反应 促进水的电离 c oh c h nh3溶于水呈碱性 抑制水的电离 fecl3固体水解呈酸性 促进水的电离 naclo水解呈碱性 促进水的电离 加热水 促进水的电离 呈中性 答案 a 2 2015年山东师大附中模拟 水的电离平衡曲线如下图所 示 下列说法中 正确的是 a 图中a b d三点处kw间的关系 b a d c 温度不变 在水中加入适量nh4cl固体 可从a点变化到c点d 加热浓缩a点所示溶液 可从a点变化到b点 答案 d 3 2015年山东莱芜一中检测 室温时 关于下列溶液的叙 述正确的是 解析 盐酸是强酸 盐酸不可能显碱性 a错误 ph a的醋酸溶液稀释l倍后酸性降低 如果溶液的ph b 则a b b错误 氨水是弱碱 ph 12的氨水和ph 2的盐酸等体积混合后氨水过量溶液显碱性 所以混合液的ph 7 c错误 1mlph 1的盐酸与100mlnaoh溶液混合后 溶液的ph 7 这说明盐酸的物质的量与氢氧化钠的物质的量相等 则naoh溶液的浓度是0 001mol l 1 所以溶液的ph 11 d正确 答案 d 4 用已知浓度的naoh溶液测定某h2so4溶液的浓度 参考图示从下表中选出正确选项 解析 石蕊不用作酸 碱滴定的指示剂 所以a c错误 naoh溶液应装入碱式滴定管中 d正确 答案 d 所示 则下列说法中 不正确的是 5 2015年山东胶州一中检测 在25 时 向50 00ml未知浓度的ch3cooh溶液中逐滴加入0 5mol l 1的naoh溶液 滴定过程中 溶液的ph与滴入naoh溶液体积的关系如下图 a 点所示溶液的导电能力弱于 点b 图中点 所示溶液中 c ch3coo c h c oh 的关系存在 c h 所以c ch3coo c h c oh 的关系存在 d正确 答案 c 考点一考向1 水的电离平衡水电离的影响因素 解析 nahso4电离生成的h 能抑制水的电离 a错误 kf电离生成的f 能水解生成弱电解质hf 从而促进水的电离 b错误 kal so4 2电离出的al3 能水解生成al oh 3 从而促进水的电离 c错误 nai是强酸强碱盐 不水解 且电离出的na 和i 对水的电离平衡没有影响 d正确 答案 d 方法技巧 影响水电离的条件及变化 考向2 水电离出的c h 和c oh 的计算 例2 室温下 在ph 11的某溶液中 由水电离出的 c oh 为 答案 d 考点练透 1 25 时 在等体积的 ph 0的h2so4溶液 0 05mol l 1的ba oh 2溶液 ph 10的na2s溶液 ph 5的 nh4no3溶液中 发生电离的水的物质的量之比是 a 1 10 1010 109b 1 5 5 109 5 108c 1 20 1010 109d 1 10 104 109 解析 ph 0的h2so4溶液中c h 1mol l 1 c oh 10 14mol l 1 h2so4溶液抑制h2o的电离 则由h2o电离出的c h 10 14mol l 1 0 05mol l 1的ba oh 2溶液中c oh 0 1mol l 1 c h 10 13mol l 1 ba oh 2溶液抑制h2o的电离 则由h2o电离出的c h 10 13mol l 1 ph 10的na2s溶液促进h2o的电离 由h2o电离出的c h 10 4mol l 1 ph 5的nh4no3溶液促进h2o的电离 由h2o电离出的c h 10 5mol l 1 4种溶液中电离的h2o的物质的量等于h2o电离产生的h 的物质的量 其比为10 14 10 13 10 4 10 5 1 10 1010 109 答案 a 2 在一定条件下 相同ph的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c h 分别是1 0 10 amol l 1和1 0 10 bmol l 1 在 此温度下 则下列说法正确的是 a a bb a bc 水的离子积为1 0 10 7 a d 水的离子积为1 0 10 b a 解析 加酸抑制水的电离 加易水解的盐促进水的电离 则a b a和b选项错误 由题意可知 两种溶液的ph b 即硫酸溶液中c h 是1 0 10 bmol l 1 而水电离产生的c h 等于水电离产生的c oh 所以硫酸溶液中c oh 是1 0 10 amol l 1 kw 1 0 10 b a d选项正确 答案 d 考点二考向1 溶液的酸碱性与ph计算混合溶液酸碱性的判断 例3 判断下列溶液在常温下的酸碱性 在括号中填 酸性 碱性 或 中性 1 相同浓度的hcl和naoh溶液等体积混合 2 相同浓度的ch3cooh和naoh溶液等体积混合 3 相同浓度氨水和hcl溶液等体积混合 4 ph 2的hcl和ph 12的naoh溶液等体积混合 5 ph 3的hcl和ph 10的naoh溶液等体积混合 合 6 ph 3的hcl和ph 12的naoh溶液等体积混合 7 ph 2的ch3cooh和ph 12的naoh溶液等体积混 8 ph 2的hcl和ph 12的氨水等体积混合 答案 1 中性 2 碱性 3 酸性 4 中性 5 酸性 6 碱性 7 酸性 8 碱性 解析 1 相同浓度的hcl和naoh溶液等体积混合 恰好中和 溶液呈中性 2 相同浓度的ch3cooh和naoh溶液等体积混合 生成强碱弱酸盐 ch3coo 水解使溶液呈碱性 3 相同浓度氨水和hcl溶液等体积混合 生成强酸弱碱盐 nh水解使溶液呈酸性 4 ph 2的hcl和ph 12的naoh溶液等体积混合 恰好中和 溶液呈中性 5 ph 3的hcl和ph 10的naoh溶液等体积混合 hcl过量 溶液呈酸性 6 ph 3的hcl和ph 12的naoh溶液等体积混合 naoh过量 溶液呈碱性 7 ph 2的ch3cooh和ph 12的naoh溶液等体积混合 ch3cooh过量 溶液呈酸性 8 ph 2的hcl和ph 12的氨水等体积混合 氨水过量 溶液呈碱性 方法技巧 酸碱混合的定性判断 几种常见的酸碱混合情况 1 等物质的量浓度的一元弱酸和一元强碱溶液等体积混 合后溶液ph 7 由生成的强碱弱酸盐水解决定 2 等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混 合后溶液ph 7 由生成的强酸弱碱盐水解决定 3 等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后 溶液ph 7 因生成的强酸强碱盐不水解 4 ph之和为14的强酸与强碱溶液以等体积混合后ph 7 与酸 碱的几元无关 5 ph 3的某一元酸溶液与ph 11的一元强碱溶液以等体积混合后ph 7 考虑酸有强弱之分 若为弱酸 反应后弱酸过量 6 ph 3的某一元强酸与ph 11的一元碱溶液以等体积混合后ph 7 考虑碱有强弱之分 若为弱碱 反应后弱碱过量 7 将ph 3的酸溶液和ph 11的碱溶液以等体积混合 溶液ph无法确定 考向2 有关ph的计算 例4 已知在100 的温度下 水的离子积kw 1 10 12 下列说法中正确的是 a 0 005mol l 1的h2so4溶液 ph 2b 0 001mol l 1的naoh溶液 ph 11c 0 005mol l 1的h2so4溶液与0 01mol l 1的naoh溶液等体积混合 混合溶液的ph为6 溶液显酸性d 完全中和ph 3的h2so4溶液50ml 需要ph 9的naoh溶液100ml 答案 a 方法技巧 解答有关ph的计算时 首先要注意温度 然后判断溶液的酸碱性 再根据 酸按酸 碱按碱 的原则进行计算 强酸 强碱溶液混合 5 酸碱溶液稀释时ph的变化 考点练透 3 下列说法正确的是 a 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b 25 时nh4cl溶液的kw大于100 时nacl溶液的kwc 同浓度 同体积的强酸与强碱溶液混合后 溶液的ph 7d 用0 2000mol l 1naoh标准溶液滴定hcl与ch3cooh的混合液 混合液中两种酸的浓度均约为0 1mol l 1 至中性时 溶液中的酸未被完全中和 解析 100 时 水的离子积常数kw 1 10 12 所以将 ph 2的盐酸与ph 12的naoh溶液等体积混合后 溶液显碱性 a错误 水的离子积常数kw只与温度有关 温度越高 kw越大 b错误 不知强酸 强碱是几元酸 几元碱而无法判断混合溶液的ph c错误 若恰好完全反应 生成nacl和ch3coona 呈碱性 要使溶液呈中性 则酸过量 所以没有完全中和 d正确 答案 d 4 2015年河南商丘模拟 已知 poh lgc oh 在常温下溶液中的ph poh 14 又已知正常人 人的体温高于室 温 的血液ph 7 3 则正常人血液的poh是 a 大于6 7c 等于6 7 b 小于6 7d 无法判断 解析 因人的体温高于室温 则正常人血液中水的离子积常数大于10 14 故ph poh 14 poh 14 ph 6 7 b项正确 答案 b 5 2015年江苏苏州模拟 将ph 1的盐酸平均分成两份 一份加入适量水 另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量naoh溶液 ph都升高了1 则加入的水与naoh溶液的体 积比为 a 9 b 10 c 11 d 12 答案 c 考点三考向1 酸碱中和滴定仪器与指示剂的选择 例5 实验室现有3种酸碱指示剂 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 1 naoh溶液滴定未知浓度的ch3cooh溶液 反应恰好 完全时 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 只能选用石蕊作指示剂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 只能选用酚酞作指示剂 解析 naoh溶液和ch3cooh溶液恰好反应生成ch3coona时 ch3coo 水解显碱性 而酚酞的变色范围为8 2 10 0 比较接近 因此答案为d 答案 d 方法技巧 指示剂选择的基本原则 变色要灵敏 变色范围要小 使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 考向2 中和滴定的误差分析 例6 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1mol 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60ml的稀硫酸标准溶液 配制时应选用100ml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 解析 滴定管 容量瓶都为带塞仪器 使用前需检漏 a正确 实验室无60ml容量瓶 选择容积比60ml大而与之接近的容量瓶配制 b正确 容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响 c无影响 酸式滴定管不润洗使所测naoh浓度偏大 d正确 配制溶液时 定容时俯视 所配溶液浓度偏高 e导致实验结果偏小 f导致实验结果偏小 答案 abd 方法技巧 中和滴定的误差分析 1 要依据公式c 待测 c 标准 v 标准 v 待测 来判断 c 标准 和 v 待测 在误差分析时是定值 因此只需分析各种原因使得所耗标准液体积v 标准 变大或变小 v 标准 变大 则c 待测 偏高 v 标准 变小 则c 待测 偏低 2 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液 酚酞作指示剂 为例 常见的因操作不正确而引起的误差有 考点练透 6 如下图是用0 1000mol l 1naoh溶液滴定20 00ml未知浓度盐酸 酚酞作指示剂 的滴定曲线 下列说法正确的是 答案 d a 水电离出的氢离子浓度 a bb 盐酸的物质的量浓度为0 0100mol l 1c 指示剂变色时 说明盐酸与naoh恰好完全反应d 当滴加naoh溶液10 00ml时 该混合液的ph 1 lg3 7 用滴定法测定na2co3 含nacl杂质 的质量分数 下列 操作会引起测定值偏高的是 a 试样中加入酚酞作指示剂 用标准酸液进行滴定b 滴定管用蒸馏水洗涤后 直接注入标准酸液进行滴定c 锥形瓶用蒸馏水洗涤后 直接加入待测溶液进行滴定d 滴定管用蒸馏水洗涤后 直接注入待测液 取20 00ml进行滴定解析 a项 c项操作对测定结果无影响 b项操作导致标准液变稀 消耗体积变大 使测得结果偏高 d项操作导致待测液浓度变小 因此测定结果偏低 答案 b 8 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 请填写下列空白 1 用标准的盐酸滴定待测的naoh溶液时 左手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后 溶液由黄色变为橙色 并 为止 2 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 3 若滴定开始和结束时 酸式滴定管中的液面如图所示 则起始读数为 ml 终点读数为 ml 所用盐酸溶液的体积为 ml 解析 在求c naoh 和进行误差分析时应依据公式 c naoh c hcl v hcl v naoh 要考虑实际操作对v hcl 的影响 进而影响c naoh 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 消耗相同量的碱 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 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 答案 1 锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不恢复原色 2 d 3 0 00 26 10 26 10 中和滴定原理的拓展应用 随着新课程改革的推进 与滴定实验相关的氧化还原滴定 沉淀滴定等也在高考试题中频频出现 需引起考生的重视 1 沉淀滴定 1 概念 沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定 测量分析的方法 生成沉淀的反应很多 但符合条件的却很少 实际上应 用最多的是银量法 即利用ag 与卤素离子的反应来测定