（人教通用版）2015届高考化学一轮总复习讲义 第二节 溶液的酸碱性与pH计算

1、第二节溶液的酸碱性与pH计算明考纲要求理主干脉络1.了解溶液pH的定义。2.了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。3.能根据实验试题要求分析或处理实验数据，得出合理结论。一、溶液的酸碱性与pH1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。(将“>”“”或“<”填在下表空格中)酸性溶液中中性溶液中碱性溶液中c(H)>c(OH)c(H)c(OH)c(H)<c(OH)2.pH(1)定义式：pH_lg_c(H)。(2)溶液的酸碱性跟pH的关系：室温下：(3)适用范围：014(4)pH试纸的使用：把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的

2、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。1 / 19二、酸碱中和滴定1实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸)，根据中和反应的等量关系来测定酸(或)碱的浓度。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化，表示反应已完全，指示滴定终点。常见酸碱指示剂的变色范围如下表所示：指示剂变色范围的pH石蕊<5.0红色5.08.0紫色>8.0蓝色甲基橙<3.1红色3.14.4橙色>4.4黄色酚酞<8.2无色8.210.0粉红色>10.0红色2.实验用品(1)仪器：酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如B图)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(2)试剂

3、：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。3实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前准备工作：(2)滴定过程：(3)终点判断：一滴：滴入最后一滴标准液，锥形瓶内颜色发生突变。半分钟：颜色突变后，半分钟内不恢复原色。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，根据c(NaOH)计算。1.判断正误(正确的打“”，错误的打“×”)。(1)(2013·福建高考)室温下对于0.10 mol/L的氨水，其溶液的pH13。()(2)(2013·福建高考)室温下对于0.10 mol/L的氨水，用HNO3溶液完全中和后，溶液不显中性。()(3)(201

4、2·福建高考)25与60时，水的pH相等。()(4)pH6的溶液一定显酸性。()(5)25时，1 L pH12的Ba(OH)2溶液中，OH的物质的量为0.02 mol。()(6)(2012·重庆高考)盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为NH4Cl。()(7)(2013·浙江高考)pH计不能用于酸碱中和滴定的判断。()(8)酸碱中和滴定时，若加入待测液前用待测液润洗锥形瓶，将导致测定结果偏高。()(9)(2013·重庆高考)25时用CH3COOH滴定等浓度NaOH溶液至pH7，V(醋酸)<V(NaOH)。()提示：(1)×。NH3·

5、H2O为弱碱，不能完全电离，故pH<13。(2)。中和后生成NH4NO3，水解呈酸性。(3)×。升高温度，促进水的电离，水的pH减小。(4)×。pH6的溶液在室温下呈酸性，但在温度为100时呈中性。(5)×。c(OH)0.01 mol/L，所以n(OH)0.01 mol。(6)×。呈中性时，溶质为NH3·H2O和NH4Cl的混合溶液。(7)×。pH计能够直接读出溶液的pH，当滴定达到终点时，pH会出现突跃，故可以用于滴定终点的判断。(8)。待测液润洗，消耗的标准液会增多，故结果偏高。(9)×。pH7时溶液的组成为CH3

6、COOH和CH3COONa的混合液，故V(醋酸)>V(NaOH)。2pH7的溶液一定呈中性吗？常温下pH14的溶液碱性最强吗？答案：不一定，在室温时pH7的溶液呈中性，不在室温时pH7的溶液不呈中性，如在100时pH7的溶液呈碱性。常温下pH14的溶液碱性不是最强的，因为pH的范围仅为014，pH14的碱溶液中c(OH)1.0 mol/L,2.0 mol/L的NaOH溶液碱性比其碱性强。3室温时，下列混合溶液的pH与7的关系是：(1)pH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合，pH_7(填“大于”、“小于”或“等于”，下同)(2)pH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合，pH_7。(3

7、)pH3的醋酸溶液和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合，pH_7。(4)pH3的硫酸溶液和pH11的氨水等体积混合，pH_7。答案：(1)大于(2)等于(3)小于(4)大于4使用滴定管测量KMnO4溶液、Na2CO3溶液的体积，应选用哪种滴定管？为什么？答案：KMnO4具有强氧化性，能腐蚀橡胶，故需放入酸式滴定管中，Na2CO3溶液水解呈碱性，能腐蚀玻璃活塞，故应放入碱式滴定管中。溶液pH的计算1(2010·海南高考)常温下，将0.1 mol/L氢氧化钠溶液与0.06 mol/L硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()A1.7B2.0C12.0 D12.4解析：选Bc(H)0.01

8、 mol/L，pH2。2(2013·如皋中学练习)在常温下，强酸溶液X与强碱溶液Y的pH之和为13，当它们按一定体积比混合时，溶液的pH恰好为7，则X与Y的体积比为()A11 B21C110 D11013解析：选C设强酸溶液X的pHa，则强碱溶液Y的pH(13a)，故X溶液中c(H)10amol/L、Y溶液中c(OH)1014/10(13a)10(a1)，由题意知V酸×10aV碱×10(a1)，故V酸/V碱10(a1)/10a101，故答案为C。3求下列溶液的pH(常温条件下)(已知lg 20.3)。(1)0.005 mol·L1的H2SO4溶液(2)已

9、知CH3COOH的电离常数Ka2×105,0.1 mol·L1的CH3COOH溶液(3)0.1 mol·L1 NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度为1%，电离度×100%)(4)将pH8的NaOH溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合(5)常温下，将pH5的盐酸与pH9的NaOH溶液以体积比119混合(6)将pH3的HCl与pH3的H2SO4等体积混合(7)0.001 mol·L1的NaOH溶液(8)pH2的盐酸与等体积的水混合(9)pH2的盐酸加水稀释到1 000倍(10)pH4的盐酸加水稀释1 000倍解析：(1)

10、c(H)0.01 mol/LpH2。(2)c(H)，pH2.85。(3)c(OH)0.1 mol/L×1%1×103 mol/L，c(H)1×1011 mol/L，pH11。(4)c(OH) mol/Lc(H)2×1010(mol·L1)故pH9.7。(5)酸过量c(H) mol/L1×106 mol/L，pH6。(6)pH3。(7)c(OH)1×103 mol/L，c(H)1×1011 mol/LpH11。(8)c(H)，pH2.3。(9)c(H)1×105，pH5。(10)c(H)接近于1×

11、107但肯定小于1×107，故pH<7但大于4。答案：(1)2(2)2.85(3)11(4)9.7(5)6(6)3(7)11(8)2.3(9)5(10)4<pH<74(2013·青岛二中一模)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_(填“A”或“B”)，请说明理由_。(2)25时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(3)95时，若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b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

12、关系是_。(4)曲线B对应温度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH5。请分析其原因：_。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，使水的电离程度增大。(2)25时所得混合溶液的pH7，即酸碱恰好中和。现pH(碱)pH(酸)9413，说明酸比碱浓10倍，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1012，即酸、碱浓度相等时pH

13、(酸)pH(碱)12。现强碱的浓度是强酸的100倍，所以pH(酸)pH(碱)14，即ab14。答案：(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小(2)101(3)ab14(4)曲线B对应95，此时水的离子积为1012，HA若为强酸，最后应为pH6，现pH5，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溶液pH的计算方法1单一溶液pH的计算(1)强酸溶液，如HnA溶液，设溶质的物质的量浓度为c mol·L1，c(H)nc mol·L1，pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液，如B(OH)n溶液，设溶质的物

14、质的量浓度为c mol·L1，c(H) mol·L1，pHlg c(H)14lg nc。2两强酸混合后pH的计算由c(H)混先求出混合后的c(H)混，再根据公式pHlg c(H)求pH。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pH3和pH5的盐酸等体积混合后，pH3.3。3两强碱混合后pH的计算由c(OH)混先求出混合后的c(OH)混，再通过KW求出混合后的c(H)，最后求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH9和pH11的烧碱溶液等体积混合后，pH10.7。4强

15、酸与强碱混合后pH的计算强酸与强碱混合的实质是中和反应即HOH=H2O，中和后溶液的pH有以下三种情况：(1)若恰好中和，pH7。(2)若剩余酸，先求中和后的c(H)，再求pH。(3)若剩余碱，先求中和后的c(OH)，再通过KW求出c(H)，最后求pH。5溶液稀释后求pH(1)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。(2)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

16、能趋近于7。例如：pH6的HCl溶液稀释100倍，溶液pH7(不能大于7)；pH8的NaOH溶液稀释100倍，溶液pH接近而大于7；pH3的HCl溶液稀释100倍，溶液pH5；pH10的NaOH溶液稀释100倍，溶液pH8。特别提醒(1)强酸与强碱等体积混合后溶液酸碱性的判断规律：若二者pH之和为14，则混合后的溶液呈中性，pH7。若二者pH之和大于14，则混合后的溶液呈碱性。若二者pH之和小于14，则混合后的溶液呈酸性。(2)弱酸、弱酸的稀释：在稀释过程中有浓度的变化， 又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。例如：pH3的CH3COOH溶液稀释100倍，稀释后3<p

17、H<5；pH10的NH3·H2O溶液稀释100倍，稀释后8<pH<10；pH3的酸溶液稀释100倍，稀释后3<pH5；pH10的碱溶液稀释100倍，稀释后8pH<10。酸碱中和滴定的误差分析5(2013·天津高考)下列实验误差分析错误的是()A用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH，测定值偏小B用容量瓶配制溶液，定容时俯视刻度线，所配溶液浓度偏小C滴定前滴定管内无气泡，终点读数时有气泡，所测体积偏小D测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值偏小解析：选B将pH试纸润湿相当于把待测溶液稀释了，测定稀碱溶液的pH时结果偏小，A项正确；用容量瓶

18、配制溶液，定容时俯视刻度线，造成所加水的体积偏小，所配溶液浓度偏高，B项错误；滴定前无气泡，滴定后有气泡，则所用体积为所读体积加上气泡所占的体积，即所测体积偏小，C项正确；测定中和反应的反应热时，应迅速将碱倒入酸中，防止热量散失，否则会造成所测温度值偏小，D项正确。6用已知浓度的盐酸测定未知浓度NaOH溶液的物质的量浓度，待测液放在锥形瓶中。中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取)()A碱式滴定管未用待测碱液润洗B酸式滴定管未用标准盐酸润洗C滴定过程中滴定管内不慎有标准液溅出D滴定前俯视读数，滴定后读数正确解析：选AA项碱式滴定管未用待测碱液润洗，导致实际取用的碱少，

19、则消耗的酸少，结果偏低；B项酸式滴定管未用标准盐酸润洗，会造成消耗的酸多，结果偏高；C项偏高；D项计算出消耗的酸将会偏多，结果偏高(滴定管的“0”刻度在上面)。7(2013·大同质检)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滴定到终点读数时，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滴定到终点读数时，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液解析：选AA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；滴定终点时仰视读数，将使读取碱液的体积偏大，测定结

20、果偏高，B项错误；用未知液润洗锥形瓶将使测定结果偏高，C项错误；尖嘴处悬挂溶液将使读取的标准液体积偏大，测定结果偏高，D项错误。8用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时，下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是()A锥形瓶里溶液在滴定过程中溅出B滴定管装液后尖嘴部位有气泡，滴定后气泡消失C指示剂变色15 s后又恢复为原来的颜色便停止滴定D锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗解析：选B根据c(B)判断，A项中，V(B)的实际量减少，导致V(A)减少，测定值偏小，B项使液体充满气泡，导致V(A)增大，测定值偏大，C项未到滴定终点，偏小，D项，不影响测定结果。1中和滴定的误差分析原理依据原理c(标准)

21、·V(标准)c(待测)·V(待测)，所以c(待测)，因为c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。2常见误差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：步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标淮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

22、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)变大偏高特别提醒(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。酸碱中和滴定曲线及拓展应用用0.100 0 mol/L NaOH滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L HC

23、l溶液过程中的pH变化人教版教材中提供了强酸强碱中和滴定突变的范围，而苏教版教材则是根据0.1 mol/L的 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L盐酸的pH来绘制滴定曲线，增强了学生的探究意识。向锥形瓶中注入20.00 mL 0.100 0 mol/L的盐酸，滴入2滴酚酞，滴加0.100 0 mol/L NaOH溶液并用pH计记录锥形瓶内溶液的pH，填入下表：表38氢氧化钠溶液滴定盐酸的实验记录V(NaOH)/mL5.0010.0015.0018.0019.0019.60pHV(NaOH)/mL19.9520.0020.0521.0022.0030.00pH1. (20

24、13·浙江高考)25 时，用浓度为0.100 0 mol·L1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 mol·L1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是() 中和滴定的原理和滴定曲线，在高考中常常扩展到强碱与弱酸(或弱碱与强酸)的滴定，从滴定后溶液pH的变化判断酸碱的相对强弱，并将滴定过程迁移到氧化还原滴定、沉淀滴定等内容上。A在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序：HZHYHXB根据滴定曲线，可得Ka(HY)105答案：B2(2011·安徽高考)室温下，将1.000 mol·L1盐酸滴入20.0

25、0 mL 1.000 mol·L1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。c点溶液中c(Cl)和c(NH)是否相等？() 答案：相等1常温下，以0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol/L的盐酸(1)若多加一滴(1滴为0.04 mL)NaOH溶液，反应后，溶液的pH由7变为多少？(假设反应溶液的总体积为酸碱溶液的体积之和)提示：反应后溶液的c(OH)104 mol/Lc(H)1010 mol/L，pH10。(2)若少加1滴NaOH溶液，反应后溶液的pH是多少？提示：反应后溶液的c(H)104 mol/L。pH4，(3)依据(1

26、)(2)的计算结果判断，盐酸和NaOH溶液进行中和滴定时选用酚酞试液或甲基橙作指示剂，对滴定结果是否会产生较大的影响？提示：因甲基橙的变色范围为3.14.4，酚酞的变色范围是8.210。中和滴定时，少加入一滴和多加入1滴NaOH溶液会使溶液的pH从4迅速升高到10(即滴定突变)，此时两种指示剂已经改变了颜色，故不会对滴定结果产生大的影响。2用甲基橙作指示剂，用标准浓度的NaOH溶液滴定盐酸时，如何判断滴定何时到达终点？提示：当滴入NaOH溶液至最后一滴后，溶液恰好由红色变成黄色且半分钟内溶液颜色不发生变化，表明到达滴定终点。3用标准浓度的盐酸滴定氨水时，选用哪种指示剂最好？用标准浓度的NaOH溶液滴定醋酸时，选用何种指示剂？提示：甲基橙；无色酚酞酸碱中和滴定的拓展应用中和滴定操作不仅适用于酸碱中和反应，也可以迁移应用于氧化还原反应，NaOH、Na2CO3混合溶液与盐酸的反应及沉淀反应。1氧化还原滴定法(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质。(2)实例：酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液原理：2MnO6H5H2C2O4=10CO22Mn28H2O指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指