高考化学总复习 第八单元 水溶液中的离子平衡 第2讲 水的电离与溶液的酸碱性课件 新人教版-新人教版高三全册化学课件

1、第2讲 水的电离与溶液的酸碱性第八单元水溶液中的离子平衡目 录CONTENTS磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲磨剑：课前自学悟剑：课堂精讲磨剑：课前自学知识清单核心速记 目 录一、水的电离与离子积常数1.水的电离水是一种极弱的电解质,其电离方程式为 ,简写为 。25 时,纯水中c(H+)=c(OH-)= 。 2.水的离子积水的离子积常数Kw= 。H2O+H2O H3O+OH-H2O H+OH-10-7 molL-1c(H+)c(OH-)3.影响水电离平衡的因素变化情况改变条件电离平衡移动方向c(OH-)c(H+)c(H+)与c(OH-)的关系Kw水的电离程度加入酸逆减小增大c(H+) c(OH-)

2、不变减小加入碱逆增大减小c(H+) c(OH-)不变减小可水解的盐Na2CO3正增大减小c(H+) c(OH-)不变增大NH4Cl正减小增大c(H+) c(OH-)不变增大微加注意1.水的离子积常数只与温度有关,温度升高,Kw增大。2.Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。3.水的离子积常数提示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都同时存在H+和OH-,只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25 时,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14仍为同一常数。温度升温正增大增大c(H+) c(OH-)增大增大降温逆减小减小c(H+) c(OH-)减小减小其他:如加入N

3、a正增大减小c(H+) c(OH-)不变增大=二、溶液的酸碱性与pH1.定义:pH= ,广泛pH的范围为 。 注意:当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1 molL-1时,不用pH表示溶液的酸碱性。2.pH与溶液酸碱性的关系(25 时)pHc(H+)与c(OH-)的关系溶液的酸碱性pH7溶液呈 ,pH越大,溶液的 越强 -lgc(H+)014c(H+)c(OH-)酸性酸性c(H+)=c(OH-)中性c(H+)c(OH-)碱性碱性3.pH的测定(1)酸碱指示剂:只能测出pH的 ,一般不能准确测定pH。 常用酸碱指示剂的变色范围:指示剂pH的变色范围石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10红色范围微加注

4、意1.解答有关pH的计算时,首先要注意温度,明确是25 还是非25 ,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。2.pH试纸在使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液被稀释可能会产生误差。(2)pH试纸:粗略测定溶液的pH,广泛pH试纸一般可测出pH的整数值。使用时将pH试纸放在 上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液 ,然后与 对照。 (3)pH计:通过仪器来精确测定溶液的pH。玻璃片(或表面皿)点在pH试纸的中部标准比色卡三、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,

5、表示反应已完全,指示滴定终点。2.实验用品(1)仪器: 、 、滴定管夹、铁架台、 。(2)试剂:标准液、待测液、 、蒸馏水。酸式滴定管碱式滴定管锥形瓶酸碱指示剂(3)滴定管的使用试剂性质滴定管原因酸性、氧化性碱性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: 洗涤 装液排气泡调液面记录。 锥形瓶:注碱液记读数加指示剂。酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开查漏润洗(2)滴定(3)终点判断:当滴入最后一滴标准液时,指示剂变色,且 _,视为滴定终点,并记录消耗标准液的体积。 (4)操作步骤仪器的洗涤滴定管(或移液管):自来水

6、蒸馏水 。 控制滴定管活塞摇动锥形瓶锥形瓶内溶液颜色的变化在半分钟内不恢复原来的颜色所装溶液润洗装液调整液面装液,一般使液面高于 “ ”刻度:驱除玻璃尖嘴处的气泡。 读数调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,读出初读数,记为V1 mL,达到滴定终点,读出末读数,记为V2 mL,实验消耗滴定剂的体积为 mL。 4.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c(NaOH)= 计算。0(V2-V1)5.误差分析分析依据:cB= (VB表示准确量取的待测液的体积,cA表示标准溶液的浓度)若VA偏大cB ;若VA偏小cB 。微加注意1.盛放强氧化性溶液、酸性溶液时选择酸式滴定管,如

7、酸性高锰酸钾溶液、硝酸、稀硫酸等。盛放碱溶液、碱性溶液时选择碱式滴定管,如NaOH溶液、Na2CO3溶液等。2.滴定终点溶液为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。3.滴定终点溶液为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。偏大偏小1.两个计算式Kw=c(H+)c(OH-);pH=-lgc(H+)。2.溶液酸碱性(1)表示方法本质25 酸性c(H+)c(OH-)pH10-7 molL-1中性c(H+)=c(OH-)pH=7c(H+)=10-7 molL-1碱性c(H+)7c(H+)”“c(H+),则混合溶液可能呈(填字母)。 A.酸性B.碱性C.中性解析答案ABC解析： (1

8、)酸和碱都会抑制水的电离,故只有为NaCl溶液,对H2O的电离无抑制作用。对水电离的抑制程度相同。(2)因pH=12的氨水中c(NH3H2O)0.01 molL-1,故混合,欲使pH=7,则消耗溶液的体积。(3)由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),仅知道c(CH3COO-)c(H+),无法比较c(H+)与c(OH-)的相对大小,也就无法判断混合溶液的酸碱性,故选A、B、C三项。一、影响水电离的因素1.温度。水的电离是吸热的,升高温度促进水的电离;降低温度抑制水的电离。2.酸、碱抑制水的电离。向蒸馏水中加入酸或碱,酸电离出的H+抑制水的电离,碱电离出的OH-

9、抑制水的电离。3.水解的盐促进水的电离。水解的盐的离子结合水电离的H+或OH-,使水的电离平衡向右移动。4.能与水反应的活泼金属,促进水的电离。特别提醒1.水的离子积常数Kw=c(H+)c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质溶液。2.水的电离常数是平衡常数的一种,只受温度影响。二、溶液中由水电离出的c(H+)和c(OH-)任何水溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的,关键是理清溶液中H+和OH-的来源。1.溶质为酸的溶液溶液中的OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。如25 时,pH=2的盐酸中,溶液中的c(OH-)= molL-1=10-12

10、molL-1,即由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 molL-1。2.溶质为碱的溶液溶液中的H+全部来自水的电离,水电离产生的c(OH-)=c(H+)。如25 时,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)=10-12 molL-1,即由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 molL-1。3.水解呈酸性或碱性的盐溶液(1)25 时,pH=5的NH4Cl溶液中,H+全部来自水的电离,由水电离出的c(H+)=10-5 molL-1,因为部分OH-与部分NH4+结合,溶液中c(OH-)=10-9 molL-1。(2)25 时,pH=12的Na2CO3溶液中,OH-全部来自水的电离

11、,由水电离出的c(OH-)=10-2 molL-1。26答案解析1.25 时,水中存在电离平衡:H2O H+OH-H0。下列叙述正确的是()。A.将水加热,Kw增大,pH不变B.向水中加入少量NaHSO4固体,c(H+)增大,Kw不变C.向水中加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,c(OH-)减小D.向水中加入少量NH4Cl固体,平衡正向移动,c(OH-)增大解析：加热促进水的电离,Kw增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;加入NaOH固体,c(OH-)增大,C项错误;加入NH4Cl固体, NH4+水解促进水的电离,但c(OH-)减小,D项错误。B2.甲、乙、丙、丁四位同学通过计算得出室温下,

12、在pH=12的某溶液中,由水电离出的c(OH-)分别为甲:1.010-7 molL-1;乙:1.010-6 molL-1;丙:1.010-2 molL-1;丁:1.010-12 molL-1。其中你认为可能正确的数据是()。A.甲、乙B.乙、丙C.丙、丁D.乙、丁C解析：如果该溶液是一种强碱(如NaOH)溶液,则该溶液的OH-首先来自碱(NaOH)的电离,水的电离被抑制,c(H+)=110-12 molL-1,所有这些H+都来自水的电离,水电离出相同物质的量的OH-,所以丁正确。如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液,则该溶液呈碱性是由于盐中弱酸根离子水解。水解时,弱酸根离子与水反应生成弱酸和OH-,

13、使溶液中c(OH-)c(H+),溶液中的OH-由水电离所得,所以丙也正确。答案解析3.室温下,下列四种溶液:pH=0的盐酸;0.1 molL-1的盐酸;0.01 molL-1的NaOH溶液;pH=11的NaOH溶液。由水电离生成的H+浓度之比是()。A.1101001000 B.011211C.14131211 D.141323解析： 中c(H+)=1 molL-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.010-14 molL-1。中c(H+)=0.1 molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-13 molL-1。中c(OH-)=1.010-2 molL-1,由水电离

14、出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.010-12 molL-1。中c(OH-)=1.010-3 molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-11 molL-1。即(1.010-14)(1.010-13)(1.010-12)(1.010-11)=1101001000。答案解析A4.常温下,向20 mL 0.1 molL-1氨水溶液中滴加盐酸,溶液中由水电离出的c(H+)随加入盐酸体积的变化如图所示。下列说法正确的是()。A.b、d两点为恰好完全反应点B.c点溶液中:c(NH4+)=c(Cl-)C.a、b之间的任意一点:c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-)D.常温下,

15、0.1 molL-1氨水的电离常数K110-5解析答案D解析：向氨水中逐滴加入盐酸,水的电离程度由小逐渐变大,后又逐渐减小;b点表示氨水的电离与NH4+的水解程度相互“抵消”;随着NH4+的水解占优势,c点NH4+的水解程度达到最大,也是恰好完全反应点;再继续加入盐酸,盐酸过量抑制水的电离。根据以上分析可知,b点氨水过量,d点盐酸过量,A项错误;c点溶质是NH4Cl,因NH4+水解,故c(NH4+)c(Cl-),B项错误;a、b之间氨水电离占优势,c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-),C项错误;a点,溶液中c(NH4+)c(OH-),c(NH3H2O)=0.1 molL-1-0.

16、001 molL-10.1 molL-1,则氨水的电离常数K= =10-5,D项正确。311.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)。(1)用润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。()(2)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1。()(3)25 时,pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的2倍 。()(4)25 时,某溶液中水电离出的c(H+)=10-13,则该溶液的pH一定为13。()(5)常温下,pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合后所得溶液呈碱性。()(6)25 时,把pH=2的酸溶液与pH=12的碱溶液等体积混

17、合后,所得溶液的pH=7 。()(7)pH=6.8的溶液呈酸性。()电离平衡常数答案2.用pH试纸测溶液的pH时应注意什么问题?记录数据时要注意什么?是否可用pH试纸测定氯水的pH?答案pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液被稀释,可能产生误差,中性溶液的pH不变,非中性溶液的pH测定值将比实际值偏大(酸性溶液)或偏小(碱性溶液);用pH试纸读出的pH只能是整数;不能用pH试纸测定氯水的pH,因为氯水既呈酸性又有强氧化性(漂白性),pH试纸会被氧化为白色。3.用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空。(1)pH110-7 molL-1的溶液:。 (3)水电离出的c(H+)=110-4 m

18、olL-1的溶液:。 (4)c(H+)c(OH-)的溶液:。 (5)pH=0的溶液(25 ):。 (6)25 时, =110-10 molL-1的溶液:。答案不确定不确定不确定酸性酸性酸性(7)pH=6的溶液:。 (8)Kw=110-12时,pH=6的溶液:。 (9)常温下,pH=3的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:。 (10)25 时,pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:。 (11)25 时,pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3H2O溶液等体积混合:。答案不确定中性碱性碱性酸性一、溶液的酸碱性(常温下)二、溶液pH的计算方法1.总体原则2.单

19、一溶液的计算方法(1)浓度为c的强酸(HnA):c(H+)=nc,pH=-lgc(H+)。(2)浓度为c的强碱B(OH)n:由c(OH-)=nc可推c(H+)= = 再求pH=-lgc(H+)=lgnc-lgKw。3.混合溶液的计算方法(1)同性混合若为酸的溶液混合,则先求c(H+)混= 再求pH。若为碱的溶液混合,则先求c(OH-)混= 再求c(H+)= 最后求pH。(2)异性混合若酸过量,则先求c(H+)过= 再求pH。若碱过量,则先求c(OH-)过= 再求c(H+)= 最后求pH。391.已知温度为T时,水的离子积常数为Kw。该温度下,将浓度为a molL-1的一元酸HA与b molL-

20、1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是()。A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)= molL-1D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)C答案解析解析：因为一元酸和一元碱的强弱未知,所以不可依据a=b判断,A项错误;只有25 时中性溶液的pH=7,B项错误;无论溶液呈酸性、碱性还是中性,根据电荷守恒都有c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),D项错误。2.(2018年山东泰安模拟)常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是()。A.将1 L 0.1 molL-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13B.pH=3的醋酸

21、溶液加水稀释100倍,pH=5C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=110-6 molL-1D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6解析： A项,c(OH-)= =0.1 molL-1,c(H+)=110-13 molL-1,故pH=13;B项,稀释100倍,pHc(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)C.V=20D.a、b、c三点中水的电离程度最大的是c点解析答案D解析： CH3COOHCH3COO-+H+,根据电离平衡常数的定义,K= =1.610-5,解得c(H+)=410-4 molL-1,A项错误;根据电荷守恒c(K+)+c(

22、H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c点pH=7,即c(H+)=c(OH-),即c(K+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-),B项错误;醋酸是弱酸,当V=20 mL时,醋酸和KOH恰好完全反应,溶质为CH3COOK,溶液显碱性,因此Vc(CO32-)c(Cl-)c(OH-)c(H+)B.在b点的溶液中,2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 molC.在c点的溶液pHc(CO32-)c(OH-)c(Cl-)c(H+),A项错误;在b点的溶液中pH=7,有二氧化碳生成,根据原子守恒可知2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 mol,B项正确;碳酸氢根离子的水解

23、程度大于其电离程度,其pHc(CH3COO-),D项错误。3.(2017年全国卷,13)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是()。A.Ka2(H2X)的数量级为10-6B.曲线N表示pH与lg 的变化关系C.NaHX溶液中c(H+)c(OH-)D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)c(HX-)c(X2-)c(OH-)=c(H+)解析答案D解析：4.(2016年全国卷,12)298 K时,在20.0 mL 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mo

24、lL-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是()。A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂B.M点对应的盐酸体积为20.0 mLC.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N点处的溶液中pH12解析答案D解析：盐酸滴定氨水的实验中,为了准确确定滴定终点,应选用甲基橙作指示剂,A项错误;M点对应的盐酸体积若为20.0 mL,则所得溶液pH7,为使溶液pH=7,盐酸的体积要略小于20.00 mL,B项错误;M点溶液pH=7,则溶液中c(H+)=c(OH-)c(NH4+)=c(Cl-),C项错误;由氨水的电离度为1.32%可知氨水部分电离,溶液中c(OH-)0.01 molL-1,即溶液的pH12,D项正确。5.(2018全国卷,26)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O35H2O,M=248 gmol-1)可用作定影剂、还原剂。回答下列问题:(1)已知:Ksp(BaSO4)=1.110-10,Ksp(BaS2O3)=4.110-5。市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:试剂:稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液实验步骤现象取少量样品,加入除氧蒸馏水固体完全溶解得无色澄清溶液_, 有刺激性气体产生静置,_加入过量稀盐酸出现乳黄色浑浊(吸)取上层清液,滴入BaCl2溶液产生