高三化学一轮复习 第8单元 物质在水溶液中的行为 第2节 水溶液 酸碱中和滴定 鲁科版

1、第2节水溶液酸碱中和滴定,2,考纲要求:1.了解水的电离、离子积常数。 2.了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。 3.了解测定溶液pH的方法。 4.能根据实验试题要求分析或处理实验数据,得出合理结论,3,基础梳理,考点突破,水的电离,4,基础梳理,考点突破,结论:(1)加入酸或碱及降温,抑制水的电离。 (2)加热、加入可消耗H+或OH-的物质,加入能水解的盐促进水的电离。 (3)水的离子积常数仅与温度有关。升温,KW增大;降温,KW减小,5,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)pH相同的水溶液,水电离出来的H+一定相同 ( ) (2)由水电离出来的

2、H+相同的水溶液,pH一定相同 ( ) (3)将纯水加热到95 时,KW变大,pH不变,水仍为中性 ( ) (4)向纯水中加入稀氨水,抑制水的电离,溶液中OH-增大,KW变小 ( ) (5)向纯水中加入纯碱,溶液中H+减小,KW不变 ( ) (6)pH=5的盐酸和氯化铵溶液中,水的电离程度后者大于前者 (,6,基础梳理,考点突破,7,基础梳理,考点突破,8,基础梳理,考点突破,例1(2015广东理综)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1.010-13 mol2L-2 C.该温度下,加入Fe

3、Cl3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,答案,解析,9,基础梳理,考点突破,10,基础梳理,考点突破,例2(2015山西山大附中期中)25 时,某溶液中由水电离产生的H+和OH-的乘积为110-18 mol2L-2,下列说法正确的是( ) A.该溶液的pH可能是5 B.此溶液不存在 C.该溶液的pH一定是9 D.该溶液的pH可能为7,答案,解析,11,基础梳理,考点突破,思维建模,12,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.如图表示水中H+和OH-的关系,下列判断错误的是(,A.两条曲线间任意点均有H+OH-=KW B.M区域内任意点均有H+OH- C.图中T1

4、T2 D.XZ线上任意点均有pH=7,答案,解析,13,基础梳理,考点突破,2.(2015天津理综)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是(,答案,解析,14,基础梳理,考点突破,3.25 时,在等体积的pH=0的H2SO4溶液、0.05 molL-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) A.1101010109 B.15(5109)(5108) C.1201010109 D.110104109,15,基础梳理,考点突破,溶液的酸碱性与pH 1.溶

5、液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中H+和OH-的相对大小。(将“”“=”或“”填在下表空格中,16,基础梳理,考点突破,2.pH (1)定义式:pH=-lgH+。 (2)pH的适用范围:014,即只适用于H+1 molL-1或OH-1 molL-1的电解质溶液,当H+或OH-1 molL-1时,直接用H+或OH-表示溶液的酸碱性。 3.H+、OH-、pH与溶液酸碱性的关系 室温时,17,基础梳理,考点突破,溶液中H+越小,OH-越大,溶液的酸性越弱,碱性越强,pH越大;溶液中H+越大,OH-越小,溶液酸性越强,碱性越弱。 4.测定溶液pH的方法 (1)用pH试纸测定 用镊子撕下一小片试纸放在

6、表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。 注意事项: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会产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值(不精确)。 (2)用酸度计测定:可精确测量溶液的pH,18,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)100 时KW=1.010-12 mol2L-2,0.01 molL-1盐酸的pH=2,0.01 molL-1的NaOH溶液的pH=10 ( ) (2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性 ( ) (3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的H+和OH-相

7、等 ( ) (4)0.1 molL-1的氨水和0.1 molL-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性 ( ) (5)室温下,pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈碱性 ( ) (6)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会产生误差 (,19,基础梳理,考点突破,1.pH的换算关系,2.溶液pH的计算 基本思路,20,基础梳理,考点突破,21,基础梳理,考点突破,22,基础梳理,考点突破,5)未标明强弱的酸、碱混合: 例如: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,pH7。 (6)酸碱加水

8、稀释后求pH: 对于强酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大1个单位;对于弱酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大不足1个单位。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。 对于强碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小1个单位。对于弱碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小不足一个单位。无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7,23,基础梳理,考点突破,24,基础梳理,考点突破,例3已知在100 的温度下,水的离子积KW=110-12 mol2L-2,本题涉及的溶液其温度均为100 。下列说法中正确的是( ) A.0.005 molL-1的稀硫酸,pH=2 B.0.001 mo

9、lL-1的NaOH溶液,pH=11 C.0.005 molL-1的稀硫酸与0.01 molL-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50 mL pH=3的稀硫酸,需要100 mL pH=9的NaOH溶液,答案,解析,25,基础梳理,考点突破,归纳总结: pH计算口诀 “酸按酸(H+)碱按碱(OH-);同强相混直接算,同强等混弱点三;异强相混看过量;无限稀释“7”为限。” “同强等混弱点三”的含义 若两强酸溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,pH=3.3。 若两强碱溶液等体积混合

10、,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH=9和pH=11的烧碱溶液等体积混合后,pH=10.7,26,基础梳理,考点突破,例4(1)已知T ,KW=110-13 mol2L-2,则T 25 (填“”“”或“=”)。在T 时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则ab=1019。 (2)25 时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x6,y8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求,27,基础梳理,考点突破,28,基础梳理,考点突破,29,基础梳理,考点突破,

11、跟踪训练 1.(2015山东泰安质检)关于室温下下列溶液的说法不正确的是(,答案,解析,30,基础梳理,考点突破,2.已知水在25 和95 时,其电离平衡曲线如图所示: (1)则25 时水的电离平衡曲线应为A(填“A”或“B”),请说明理由水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,H+、OH-小。 (2)25 时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为101。 (3)95 时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前a与b之间应满足的关系是a+b=14。 (4)

12、曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析其原因:曲线B对应95 ,此时水的离子积为10-12 mol2L-2,HA若为强酸,最后应为pH=6,现pH=5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H,31,基础梳理,考点突破,解析:(1)升高温度时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度判断25 时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增

13、大。(2)25 时所得混合溶液的pH=7,即酸碱恰好中和。现pH(碱)+pH(酸)=9+4=13,所以碱的体积必是酸的10倍。(3)要注意的是95 时,水的离子积为10-12 mol2L-2,即酸、碱浓度相等时pH(酸)+pH(碱)=12。现强碱的浓度是强酸的100倍,所以pH(酸)+pH(碱)=14,即a+b=14,32,基础梳理,考点突破,33,基础梳理,考点突破,4.中和滴定的实验用品 (1)主要仪器: 酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶,34,基础梳理,考点突破,2)试剂:标准液、待测液、酸碱指示剂。 (3)滴定管的使用: 酸性、氧化性的试剂一般用酸式

14、滴定管,因为酸和氧化性物质易腐蚀橡胶管。 碱性的试剂一般用碱式滴定管,因为碱性物质易 腐蚀玻璃,致使活塞无法打开。 (4)酸碱指示剂的选择原则: 酸碱指示剂可以用来指示反应过程中pH的变化,以确定滴定终点,35,基础梳理,考点突破,通常指示剂的变色范围尽量与滴定终点的溶液酸碱性一致,在强酸强碱的滴定时可以用酚酞或甲基橙;强碱滴定弱酸,最终生成的是强碱弱酸盐,滴定终点时溶液呈碱性,选择酚酞作指示剂;而强酸滴定弱碱时,则选甲基橙作指示剂。石蕊的颜色变化不明显,一般不选用石蕊作指示剂,36,基础梳理,考点突破,5.中和滴定操作(以酚酞为指示剂,用标准盐酸滴定NaOH溶液为例) (1)滴定前的准备,3

15、7,基础梳理,考点突破,2)滴定,3)滴定终点的判断: 等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点,并记录标准液的体积,38,基础梳理,考点突破,6.数据处理 按上述操作重复23次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据,39,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“”,错误的画“”。 (1)滴定管的读数自下至上逐渐减小 ( ) (2)酸性高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管中 ( ) (3)滴定管在使用前应用待盛液润洗 ( ) (4)锥形瓶在使用前应用待盛液润洗 ( ) (5)滴定时眼睛要注视滴定管刻度 ( ) (6)可以选用石蕊作酸碱中和滴定的指

16、示剂 ( ) (7)滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失,会使测定结果偏高 (,40,基础梳理,考点突破,中和滴定的误差分析 (1)要依据公式 。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,41,基础梳理,考点突破,42,基础梳理,考点突破,43,基础梳理,考点突破,例5(2015安徽蚌埠模拟)下面是中和滴定过程中,容易引起误差的五个方面,根据题意,用“偏高”“偏低”

17、或“无影响”填空。 (1)仪器润洗:锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,使滴定结果偏高。 (2)存在气泡:滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终了有气泡,使滴定结果偏低。 (3)读数操作:滴定前平视滴定管刻度线,滴定终了俯视刻度线,使滴定结果偏低。滴定前仰视滴定管刻度线,滴定终了俯视刻度线,使滴定结果偏低,44,基础梳理,考点突破,4)指示剂选择:用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,使滴定结果偏低。 (5)存在杂质: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偏高;用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度偏低,45,基础梳理,考点突破,解析:(

18、1)锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,待测溶液溶质的物质的量增大,消耗标准溶液的体积增大,结果偏高。 (2)体积数=末读数-初读数。滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终了有气泡,读取的体积数比实际消耗标准溶液的体积小,结果偏低。 (3)仰视读数时,读取的体积数偏大;俯视读数时,读取的体积数偏小。 (4)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,46,基础梳理,考点突破,5)用含NaCl杂质的NaOH试剂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。用含Na2O杂质的NaOH试剂配制成

19、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,47,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2015广东理综)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( ) A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定 B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大 C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定 D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则

20、测定结果偏小,答案,解析,48,基础梳理,考点突破,2.测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示,从下表中选出正确选项(,答案,解析,49,基础梳理,考点突破,3.(2015四川理综,节选)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】 (NH4)2SO4在260 和400 时分解产物不同。 【实验探究】 该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略,50,基础梳理,考点突破,51,基础梳理,考点突破,解析:(1)仪器X为圆底烧瓶。 (2)对滴定管的处理先要查漏、清洗干净,然后用待装液润洗,赶气泡再调零,最后读数,故顺序为dbaec。 (

21、3)用0.200 0 molL-1 NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL,故消耗的HCl的物质的量为n(HCl)=0.200 0 molL-10.025 00 L=0.005 000 mol,装置B盛0.500 0 molL-1盐酸70.00 mL,n(HCl)=0.500 0 molL-10.070 0 L=0.035 00 mol,因此B装置吸收的氨气为0.035 00 mol-0.005 000 mol=0.030 00 mol,52,实验探究:酸碱中和滴定的拓展应用 中和滴定实验是中学化学中重要定量实验之一,有关中和滴定的实验操作、指示剂的选择和误差分析是高考命题的重点。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。 一、酸碱中和滴定 1.酸碱中和滴定原理,即c(标)V(标)=c(待)V(待,53,2.酸碱中和滴定的关键 (1)用酸式或碱式滴定管准确测定参加反应的两溶液的体积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:溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。 (3)多次测定求各体积的平均值,54,例1(2014重庆理综)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 gL-1。某兴趣小