2104高考化学一轮复习 8.2 水的电离和溶液的酸碱性课件 新人教版.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 某同学设计了水的导电性实验 如右图 实验现象是灯泡 灵敏电流计 说明纯水不导电 是非电解质或极弱的电解质 通过精确导电性实验可证明水是一种 一 水的电离 不亮 不偏转 极弱的电解质 1 电离方程式 h2o h2oh3o oh 可简写为 h2oh oh 2 关于纯水的几个重要数据 10 7mol l 1 10 14 3 外界因素对水的电离平衡的影响 1 温度 温度升高 水的电离 kw 温度降低 水的电离 kw 2 酸 碱 水的电离 3 能水解的盐 水的电离 4 能与水反应的活泼金属 水的电离 促进 增大 抑制 减小 抑制 促进 促进 1 kw不仅适用于纯水 还适用于酸性 碱性或盐等溶液 不管哪种溶液均有c h 水 c oh 水 2 水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡 都有h 和oh 共存 没有不共存的离子 且c h c oh kw 溶液在25 时 c h ph与酸碱性的关系可用下图表示 二 溶液的酸碱性 由此可知 溶液中c h 越小 c oh 越 溶液的酸性越 碱性越 ph越大 反之亦然 大 弱 强 1 溶液的酸碱性 1 溶液的酸碱性是由溶液中 决定的 c h c oh 溶液呈酸性 且 越大 酸性越强 c h c oh 溶液呈中性 c h c oh 溶液呈碱性 且 越大 碱性越强 c h 与c oh 相对大小 c h c oh 2 由于在25 时kw 1 0 10 14 所以有 2 溶液的ph 1 定义 ph是c h 的负对数 其表达式为 2 使用范围 ph的取值范围为0 14 即只适用于c h 1mol l 1或c oh 1mol l 1的电解质溶液 当c h 或c oh 1mol l 1时 直接用c h 或c oh 表示溶液的酸碱性 3 ph试纸的使用 把小片试纸放在 上 用洁净干燥的 蘸取待测液滴在干燥的ph试纸的中部 观察变化稳定后的颜色 即可确定溶液的ph ph lgc h 表面皿 玻璃棒 与标准比色卡对比 1 溶液呈现酸 碱性的实质是c h 与c oh 的相对大小 不能只看ph 一定温度下ph 6的溶液也可能显中性 也可能显酸性 应注意温度 2 使用ph试纸时不能用蒸馏水润湿 3 广范ph试纸只能测出ph的整数值 三 酸碱中和滴定 下面是滴定管的错误读数示意图 由于滴定管的刻度是由上到下逐渐增大 故俯视时会使读数 仰视时会使读数 偏小 偏大 1 概念 用已知物质的量浓度的 来测定未知物质的量浓度的 的方法叫做酸碱中和滴定 2 原理 c待 以一元酸与一元碱为例 3 酸碱中和滴定的关键 1 准确测定参加反应的两种溶液的 2 选取适当指示剂 准确判断 酸 或碱 碱 或酸 体积 滴定终点 4 中和滴定操作 1 主要仪器 铁架台 带滴定管夹 大烧杯 2 药品 标准溶液 待测液 酸碱指示剂 3 中和滴定实验操作 以酚酞作指示剂 用盐酸滴定氢氧化钠溶液 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 4 滴定前的准备 漏水 0 5 滴定 滴 定管活塞 锥 形瓶 颜色变化 6 终点判断 等到滴入最后一滴反应液 指示剂变色 且在 内不能恢复原来的颜色 视为滴定终点 并记录标准液的体积 7 数据处理 按上述操作重复2 3次 求出用去标准盐酸体积的平均值 根据原理计算 半分钟 1 滴定管的精确度为0 01ml 2 指示剂选择的三个因素 变色范围与终点ph吻合或接近 指示剂变色范围越窄越好 指示剂在滴定终点时颜色变化明显 容易观察判断 考点一水的电离平衡考查角度1水的电离平衡的影响因素水电离影响因素的4种实例剖析 深化剖析 高考警示 对水电离的正确理解 1 升高温度 有利于水的电离 因此 水的离子积要随着温度的升高而增大 2 水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用 因此 室温下 若有水电离出的c h 1 10 7mol l 1 该溶液可能显酸性 也可能显碱性 典题通关1 2014 韶关模拟 已知nahso4在水中的电离方程式为nahso4 na h 某温度下 向c h 1 10 6mol l 1的蒸馏水中加入nahso4晶体 保持温度不变 测得溶液的c h 1 10 2mol l 1 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1 10 10mol l 1c 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c oh 减小 解题指南 要正确解答本题 需明确以下两点 1 kw仅与温度有关 2 根据kw c h c oh 可知 溶液中的c h 与c oh 呈反比例关系 解析 选d 某温度下 蒸馏水中的c h 1 10 6mol l 1 1 10 7mol l 1 且此温度下kw c h c oh 1 0 10 6 1 0 10 6 1 0 10 12 说明该温度下促进了水的电离 故该温度高于25 a正确 由c h 水 c oh 1 10 10mol l 1 b正确 nahso4属于强酸的酸式盐 抑制水的电离 c正确 稀释后 溶液中c h 减小 但水的离子积不变 故溶液中的c oh 增大 d不正确 变式训练 2013 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 b c d 解析 选a 稀硫酸 氨气抑制水的电离 金属钠 fecl3固体 naclo固体 将水加热煮沸促进水的电离 但fecl3固体使溶液显酸性 将水加热煮沸 水仍呈中性 考查角度2水电离出的c h 和c oh 的计算 25 时 水电离产生c h 和c oh 计算的5种类型 任何水溶液中水电离产生的c h 和c oh 总是相等的 有关计算有以下5种类型 以常温时的溶液为例 1 中性溶液 c oh c h 10 7mol l 1 2 酸的溶液 oh 全部来自水的电离 实例 ph 2的盐酸中c h 10 2mol l 1 则c oh kw 10 2 1 10 12 mol l 1 即水电离出的c h c oh 10 12mol l 1 3 碱的溶液 h 全部来自水的电离 实例 ph 12的naoh溶液中c oh 10 2mol l 1 则c h kw 10 2 1 10 12 mol l 1 即水电离出的c oh c h 10 12mol l 1 4 水解呈酸性的盐溶液 h 全部来自水的电离 实例 ph 5的nh4cl溶液中 由水电离出的c h 10 5mol l 1 因部分oh 与部分结合使c oh 10 9mol l 1 5 水解呈碱性的盐溶液 oh 全部来自水的电离 实例 ph 12的na2co3溶液中 由水电离出的c oh 10 2mol l 1 因部分h 与部分结合使c h 10 12mol l 1 高考警示 kw表达式中 c h c oh 均表示整个溶液中总物质的量浓度 而不是仅指水电离出的 但是一般情况下有 1 酸溶液中kw c h 酸 c oh 水 忽略水电离出的h 的浓度 2 碱溶液中kw c h 水 c oh 碱 忽略水电离出的oh 的浓度 典题通关2 常温下 某溶液中由水电离出的c h 和c oh 的乘积是1 10 20 下列说法中正确的是 a 该溶液的溶质不可能是nahco3b 该溶液的ph一定是10c 该溶液的溶质不可能是nahso4d 该溶液的溶质可能是正盐 解题指南 解答本题时需明确以下3点 1 由水的电离方程式可知 水电离出的c h 与c oh 一定相等 2 由水电离出的c h 和c oh 的乘积是1 10 20 说明水的电离受到了抑制 3 酸或碱对水的电离有抑制作用 而能够水解的盐能促进水的电离 解析 选a c h 和c oh 的乘积小于10 14 说明水的电离受到了抑制 其溶质只能是酸或碱 故a正确 若为酸溶液 c oh 溶液 1 10 10mol l 1 c h 10 4mol l 1 溶液ph 4 若为碱溶液 c h 溶液 1 10 10mol l 1 溶液ph 10 故b不正确 显酸性的酸式盐 如nahso4 nahso3和nah2po4等 对水的电离有抑制作用 故c不正确 能水解的正盐对水的电离有促进作用 不能水解的正盐 对水的电离无影响 故d不正确 变式训练 25 时 某溶液中由水电离出来的h 的浓度为1 10 amol l 1 以下说法正确的是 a a 7时 水的电离一定受到促进b a7时 溶液的ph为a或14 ad a 7时 溶液的ph一定为a 解析 选c 常温下水的离子积是1 10 14 由水电离出来的h 的浓度为1 10 7mol l 1 如果a 7肯定是水的电离受到了抑制 该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液 如果a7时 如果是碱溶液则此时溶液中所有的h 都是由水电离出来的 此时溶液的ph a 如果是酸溶液则此时溶液中所有的oh 都是由水电离产生的 此时溶液的poh a ph 14 a d选项中 当a 7时 如果溶液呈酸性 溶液中的氢离子都是由水电离产生的 故有ph a 如果溶液呈碱性则溶液中所有的oh 都是由水电离出来的 得到poh a ph 14 a 加固训练 1 2013 海口模拟 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 5 108 c 1 20 1010 10d 1 10 104 109 解析 选a ph 0的h2so4溶液 溶液中c h 1mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c oh 1 10 14mol l 1 故由水电离出的c oh 1 10 14mol l 1 c h 水 0 05mol l 1的ba oh 2溶液中c oh 10 1mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c h 1 10 13mol l 1 故c h 水 1 10 13mol l 1 ph 10的na2s溶液 溶液中c h 1 10 10mol l 1 根据kw 10 14 可求溶液中c oh 1 10 4mol l 1 溶液中oh 完全来自于水的电离 故由水电离出的oh 和h 相等 ph 5的nh4no3溶液中c h 1 10 5mol l 1 溶液中h 完全来自于水的电离 故由水电离出的h 是1 10 5mol l 1 综上所述 中c h 水 1 10 14mol l 1 中c h 水 1 10 13mol l 1 中c h 水 1 10 4mol l 1 中c h 水 1 10 5mol l 1 求比值可得1 10 1010 109 即a项正确 2 某溶液在25 时由水电离出的氢离子的浓度为1 10 12mol l 1 下列说法正确的是 a hs 等离子在该溶液中不能大量存在b 该溶液的ph不可能为2c 向该溶液中加入铝片后 一定能生成氢气d 若该溶液中的溶质只有一种 它一定是酸或者是碱 解析 选a 25 纯水中c h c oh 1 10 7mol l 1 而这里 由水电离出的氢离子的浓度为1 10 12mol l 1 这是水的电离被抑制的结果 抑制水电离的物质 可能是naoh等碱 可能是hcl等非强氧化性酸 可能是hno3这样的强氧化性酸 还可能是nahso4这样的盐 考点二ph计算1 有关ph计算的一般思维模型 思想方法 2 强酸 强碱溶液的稀释 1 对于强酸溶液 c h 每稀释10n倍 ph增大n个单位 增大后无限接近于7 2 对于强碱溶液 c oh 每稀释10n倍 ph减小n个单位 减小后无限接近于7 3 两强酸混合 4 两强碱混合 5 强酸强碱混合 方法指南 溶液ph计算口诀酸按酸 h 先计算混合后的c h 碱按碱 oh 先计算混合后的c oh 同强相混0 3 即25 两强酸等体积混合 ph ph小 0 3 两强碱等体积混合 ph ph大 0 3 异强相混看过量 强酸强碱混合先判断过量 无限稀释 7 为限 酸碱无限稀释 最终溶液都接近中性 典题通关3 1 已知t kw 1 10 13 则t 25 填 14 则a b 填表达式 解题指南 解答本题时应明确以下两点 1 温度改变 kw改变 此时c h 10 ph c oh kw 10ph 2 一元酸与一元碱恰好完全中和时 两种物质的物质的量相等 解析 1 温度升高时kw增大 t 时kw 1 10 14 即t 25 naoh溶液中n oh 0 01amol 硫酸中n h 0 1bmol 根据混合后溶液ph 10 得10 3 解得a b 101 9 2 若两溶液完全中和 则溶液中n h n oh 即10 xa 10y 14b 整理得 10 x y 14 若x y 14时 1 若x y 13 则 0 1 若x y 14 则 10 x y 14 答案 1 101 9 2 1 0 1 10 x y 14 互动探究 1 第 1 小题中 若将t 改为常温 则a b为多少 提示 naoh溶液中n oh 0 001amol 硫酸中n h 0 1bmol 根据混合后溶液ph 10 得10 4 解得a b 1001 9 2 第 2 小题中 该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和 则两溶液的ph x y 的关系式是什么 提示 两溶液完全中和时 则有 10 x y 14 即lg x y 14 解得x y 14 lg 变式训练 2014 哈尔滨模拟 常温下 将0 02mol l 1的ba oh 2溶液100ml和0 02mol l 1nahso4溶液100ml混合 若忽略溶液体积变化 则混合后的溶液 a ph 12b ph 2c 由水电离产生的c h 1 0 10 2mol l 1d 溶质的物质的量浓度为0 02mol l 1 解析 选a 当ba oh 2与nahso4等物质的量混合后溶液中发生的反应为ba oh 2 nahso4 baso4 naoh h2o1110 1l 0 02mol l 10 002mol 0 1l 0 02mol l 1 即反应后溶液中的溶质为naoh c oh c naoh 0 01mol l 1c h c h 水 1 10 12mol l 1 溶液的ph lgc h lg 1 10 12 12 加固训练 1 0 1mol l 1的下列物质的水溶液 从常温加热到90 溶液的ph几乎不变的是 a 氯化钠b 氢氧化钾c 硫酸d 硫酸铵 解析 选c 加热时kw增大 a项中c h 增大 ph减小 b项中c oh 不变 c h 增大 故ph减小 c项中c h 不变 ph不变 d项促进水解 c h 增大 ph减小 2 取浓度相同的naoh溶液和hcl溶液 以3 2体积比相混合 所得溶液的ph等于12 则原溶液的浓度为 a 0 01mol l 1b 0 017mol l 1c 0 05mol l 1d 0 50mol l 1 解析 选c 设naoh和hcl溶液的浓度都为x 根据反应后溶液的ph 12 列计算式 c oh 10 2mol l 1 解得x 0 05mol l 1 考点三酸碱中和滴定中 四种 操作所引起的误差分析以标准一元酸溶液滴定未知浓度的一元碱溶液 酚酞作指示剂 为例 分析以下操作引起的误差 分析依据 cb vb 准确量取的待测液的体积 ca 标准溶液的浓度 思想方法 操作一 洗涤 1 酸式滴定管未用标准酸溶液润洗 va变大 cb偏高 2 碱式滴定管未用待测液润洗 va变小 cb偏低 3 锥形瓶用待测液润洗 va变大 cb偏高 4 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 va不变 cb无影响 操作二 取液取碱液的滴定管开始有气泡 放出液体后气泡消失 va变小 cb偏低 操作三 滴定 1 酸式滴定管滴定前有气泡 滴定终点时气泡消失 va变大 cb偏高 2 振荡锥形瓶时部分液体溅出 va变小 cb偏低 3 部分酸液滴在锥形瓶外 va变大 cb偏高 操作四 读数 1 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后俯视读数 或前仰后俯 va变小 cb偏低 2 酸式滴定管滴定前读数正确 滴定后仰视读数 或前俯后仰 va变大 cb偏高 高考警示 1 答题时注意题目要求 防止答非所问 如要求答 偏高 偏低 容易误答成 偏大 偏小 2 分析误差时要看清是标准液 在滴定管中 还是待测液 在锥形瓶中 3 滴定终点 中和反应恰好进行完全 溶液呈中性 中和反应恰好进行完全 得到的溶液不一定呈中性 有可能呈酸性或碱性 典题通关4 2012 上海高考 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 解题指南 解答本题要注意两点 1 酚酞的变色范围为8 2 10 0 此时na2co3与酸反应生成nahco3 2 根据滴定原理分析操作过程对标准液体积的影响 判断误差 解析 选b a项 酚酞变色的ph是8 2 10 0 用于滴定碳酸钠时 当碳酸钠转化成碳酸氢钠时溶液的颜色开始发生改变 此时v 酸 偏低 b项 滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗 则标准液被稀释 v 酸 偏高 测定值偏高 c项 装待测液的锥形瓶不润洗 对测定结果无影响 d项 直接将待测液稀释 测得待测液的浓度偏低 变式训练 实验室用标准盐酸溶液测定某naoh溶液的浓度 用甲基橙作指示剂 下列操作中可能使测定结果偏低的是 a 取naoh溶液时仰视读数b 滴定结束后 滴定管尖嘴处有一悬挂液滴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 解析 选c a项 实际取用naoh溶液体积大于计算值 消耗的盐酸增加 故导致测定结果偏高 b项 悬挂液滴未滴入锥形瓶中 但计算时已计入酸的总量 测出naoh溶液浓度也偏高 c项 由黄色变为橙色可能由于局部c h 变大引起的 振荡后可能还会恢复黄色 应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点 故所用盐酸的量比理论用量偏小 测出的naoh溶液浓度偏低 d项 用naoh溶液润洗锥形瓶 直接导致盐酸的用量偏大 故测定naoh浓度偏高 加固训练 1 用标准的koh溶液滴定未知浓度的盐酸 若测定结果偏低 其原因可能是 a 配制标准溶液的固体koh中混有naoh杂质b 滴定终点读数时 仰视滴定管的刻度 其他操作正确c 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用未知液润洗d 滴定前标准液在0刻度以上 解析 选a a项将会使标准碱液的c oh 偏大 滴定时耗用的v oh 偏小 导致结果偏低 故正确 终点时仰视读数 将使读取碱液的体积偏大 测定结果偏高 b错 用未知液润洗锥形瓶将使测定结果偏高 c错 滴定前液面在0刻度以上 没法读取消耗的标准液体积 d错 2 在中和滴定操作过程中 有以下各项因操作不当引起的实验误差 用 偏高 偏低 或 无影响 等填空 1 滴定管用蒸馏水洗净后 未用已知浓度的标准溶液润洗 使滴定结果 2 滴定管 装标准溶液 在滴定前尖嘴处有气泡 滴定终点无气泡 使滴定结果 3 洗涤锥形瓶时 误把稀食盐水当做蒸馏水 然后用锥形瓶装待测的盐酸 用naoh标准溶液滴定时 对测得的结果 解析 根据v标准的偏大或偏小判断c待测是偏高还是偏低 1 标准溶液被冲稀v标准偏大 c待测偏高 2 滴定管尖嘴气泡v标准偏大 c待测偏高 3 使用食盐水洗涤锥形瓶 v标准不变 c待测不变 答案 1 偏高 2 偏高 3 无影响 中和滴定 高考实验 高考是这样考查的1 2013 重庆高考2 b项 25 时 用醋酸溶液滴定等浓度naoh溶液至ph 7 v醋酸 vnaoh 2 2013 浙江高考7 b项 ph计不能用于酸碱中和滴定终点的判断 3 2013 天津高考4 c项 滴定前滴定管内无气泡 终点读数时有气泡 所测体积偏小 4 2013 山东高考29 3 利用i2的氧化性可测定钢铁中硫的含量 做法是将钢样中的硫转化成h2so3 然后用一定浓度的i2溶液进行滴定 所用指示剂为 滴定反应的离子方程式为 淀粉溶液 教材原型 教材是这样讲述的 知识源头 理论是这样说的 1 滴定管的 0 刻度在滴定管的上方 最大刻度在滴定管下端 2 中和滴定的关键 准确测定两种反应物溶液的体积 确保标准液浓度的准确 准确判定滴定终点 合理选用指示剂 3 恰好反应 酸碱恰好完全反应 溶液呈中性 滴定终点 4 在酸碱中和滴定误差分析中 要看清楚是标准液滴定待测液还是待测液滴定标准液 标准液在滴定管中与标准液在锥形瓶中产生误差情况相反 迁移点拨 高考还能这样考查酸碱中和滴定在高考中也可能通过以下角度考查 1 考查滴定管的结构和使用 酸式滴定管怎样查漏 提示 向已洗净的滴定管中装上一定体积的水 安置在滴定管夹上直立静置 观察有无水滴漏下 容量为25ml的滴定管 滴定过程中用去10 00ml的液体 此时滴定管中剩余液体的体积为15ml吗 提示 由于滴定管下端有一段是没有刻度的 故剩余液体体积大于15ml kmno4 h 溶液 溴水 na2co3溶液 稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中 提示 强氧化性溶液 酸性溶液应盛放在酸式滴定管中 碱性溶液应盛放在碱式滴定管中 即kmno4 h 溶液 稀盐酸 溴水应盛放在酸式滴定管中 na2co3溶液应盛放在碱式滴定管中 2 滴定管的读数和误差分析 读数时为什么要平视凹液面 提示 仰视读数偏大 俯视读数偏小 中和滴定过程中 若开始读数仰视 结束时俯视 或开始时俯视 结束时仰视 对读取的标准液的体积有何影响 提示 可以用画图的形式来理解和记忆 开始读数仰视 滴定完毕读数俯视 如图 会使读取的标准液体积偏小 开始读数俯视 滴定完毕读数仰视 如图 会使读取的标准液体积偏大 3 中和滴定原理还可应用于哪些定量实验中 提示 滴定 不仅仅是酸碱中和滴定 当然也不仅仅用于测定未知溶液的物质的量浓度 只要两种物质在溶液中能够发生反应 而且反应完全时有明显的现象 一般是溶液颜色的变化 都可以称之为滴定 滴定时一般要根据反应物或生成物的性质加入指示剂 但对于反应物或生成物本身就有明显颜色的反应可以不用指示剂 比如有kmno4参加的反应 强化小练 1 2013 合