水的电离和溶液的酸碱度

1、第2节 水的电离和溶液的酸碱性同步教案【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。3了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。4能根据实验试题要求，分析处理实验数据，得出合理结论。【复习要求】1了解水的电离、离子积常数。2了解溶液pH的定义。初步掌握测定溶液pH的方程法，能进行pH的简单计算。3初步掌握中和滴定的原理和方法。4了解中和滴定的误差分析方法。5能运用滴定原理对其他类型反应进行定性、定量分析。【近年考情】1c(H)、c(OH)、pH和溶液酸碱性的关系以及相关计算。2酸碱中和滴定的操作过程中，滴定管的使用，指示剂的选择以及误差分析。3综合应用水的电离、溶液pH、酸

2、碱中和滴定等原理解决具体问题。本节内容在高考中往往结合盐类的水解知识进行考查，如北京10-26、天津10-4、天津10-6。【高考怎考】(2009天津)4.下列叙述正确的是 mol/LC6H5ONa溶液中：c(Na+)c(C6H5O-)c(H+)c(OH-)B.Na2CO3溶液加水稀释后，恢复至原温度，pH和Kw均减小C.pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中，c(H+)不相等D.在Na2S溶液中加入AgCl固体，溶液中c(S2-)下降【解析】：根据电荷守恒，离子浓度最大的和最小的带同种电性，A错误；Na2CO3溶液加水稀释后，虽然稀释促进了碳酸钠的水解，氢氧根离子的绝对数量

3、有所增加，但是由于稀释的对溶液浓度的影响远大于平衡移动的影响，碳酸钠溶液中的氢氧根浓度减小符合题意，但是Kw是温度的函数，温度不变，Kw不变，B错误；pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中，溶液中的c(H+)相等，水电离出来的c(H+)不等，pH=5的CH3COOH溶液中水电离出来的氢离子浓度等于水电离出来的氢氧根浓度，溶质电离出来的氢离子浓度c(H+)=10-5mol/L,KW=1×0-14，,pH=5的NH4Cl溶液中，由于铵根离子结合水电离出来的氢氧根离子，促进了水的电离，水电离出来的氢离子浓度就是NH4Cl溶液中的氢离子浓度，c(H+)=1×10-

4、5 mol/L，C 错误；在Na2S溶液中加入AgCl固体，发生沉淀的转移生成更难溶的硫化银沉淀：2AgCl+Na2S=Ag2S+2NaCl，致使溶液中c(S2-)下降，D正确。答案：D一、水的电离1水的电离 水是一种 极弱 的电解质，其电离方程式为： H2O HOH- 。2室温下纯水的有关数据(1)c(H)c(OH) 107mol/L 。(2)KWc(H)·c(OH) 1014 。(3)pH7。3水的离子积常数的特点(1)KW只与温度有关，温度升高，KW 增大 ，反之则 减小 。 (2)25时，KW1.0×1014适用于任何稀酸、稀碱和盐溶液。4影响水电离平衡的因素(1)

5、水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向右移动，电离程度增大，KW增大，但溶液中的c(H)和c(OH)仍然相等，仍显中性(2)在水中加入酸或碱，溶液中c(H)或c(OH)增大，平衡向左移动，电离程度减小，但水的离子积不变。(3)若加入能结合H或OH的反应物质，相当于减少生成物，平衡向正反应方向移动，促进水的电离。(4)条件对水电离影响的综合分析变化条件平衡移动方向电离程度c(H)与c(OH)的相对大小KW加热正方向增大c(H)c(OH)增大降温逆方向减小c(H)c(OH)减小加酸(如H2SO4、HCl)逆方向减小c(H)c(OH)不变加碱(如NaOH)逆方向减小c(H)c(OH)不变加能结合H的物

6、质(如CH3COONa)正方向增大c(H)c(OH)不变加能结合OH的物质(如AlCl3)正方向增大c(H)c(OH)不变【特别提醒】(1)向水中加入酸c(H)a mol/L或碱c(OH)b mol/L，均能抑制水的电离，若ab，则对水电离的抑制程度相同。(2)向水中加入能水解的盐，如CH3COONa(pHa)或AlCl3(pHb)，均能促进水的电离，若常温下满足ab14，则对水电离的促进程度相同。二、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。任何温度下 25 (1)c(H) c(OH)，PH 7，溶液呈酸性； (2)c(H) c(OH)，PH

7、7，溶液呈中性； (3)c(H) c(OH)，PH 7，溶液呈碱性。2pH(1)计算公式：pH lgc(H) 。(2)适用范围： 014 。(3)表示意义 表示溶液酸碱性的强弱，pH越小， 酸性 越强，pH越大， 碱性 越强。3pH试纸的使用(1)方法 把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上 ，试纸变色后，与标准比色卡比较， 即可确定溶液的pH。(2)注意 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产生误差； 用pH试纸读出的pH只能是 整数 。三 关于pH的计算1总体原则(1)若溶液为酸性，先求c(H)，再求pH；(2)若溶液为碱性，先求c(OH)，再

8、由c(H) 求c(H)，最后求pH。2类型及方法(室温下)(1)酸、碱溶液pH的计算 强酸溶液，如HnA，设浓度为c mol/L，c(H)nc mol/L，pHlgc(H)lg(nc)。 强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c mol/L，c(H) mol/L，pHlgc(H) 14lg(nc)。(2)酸、碱混合pH计算两强酸混合c混(H)两强碱混合c混(OH)强酸、强碱混合(一者过量)酸过量：c混(H)碱过量：c混(OH)酸碱稀释时pH的变化 酸碱弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍pHnpHnpHnpHn无限稀释pH趋向于7【特别提醒】(1)计算pH的基本思路：判断溶液显酸性、碱性或中性计

9、算c(H)或c(OH)计算pH。(2)pH计算的规律可记为：酸按酸(H)，碱按碱(OH)，同性混合在中间，酸碱中和看过量，无限稀释7为限。四、酸碱中和滴定1实验用品(1)试剂： 标准液 、 待测液 、 指示剂 、蒸馏水。(2)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、烧杯、 锥形瓶 。 2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： 查漏 洗涤 润洗 装液调液面记录。 锥形瓶：注碱液记读数加指示剂。(2)滴定 左手 控制滴定管活塞 ，右手 摇动锥形瓶 ，眼睛注视 锥形瓶内溶液颜色变化 ，滴定至终点时，记录标准液的体积。(3)终点

10、判断 等到滴入最后一滴反应液，指示剂变色，且 在半分钟内不恢复原来的颜色 ，视为滴定终点。3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。4、误差分析(1)原理 依据原理c(标准)·V(标准)c(待测)·V(待测)，所以c(待测) ，因c(标准)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)与V(待测)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(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准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

11、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读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高【特别提醒】(1)中和反应严格按照化学方程式中化学计量数之比进行，即当酸提供的H的物质的量与碱提供的OH的物质的量相等时，恰好中和。(2)中和反应恰好进行完全得到的溶液，不一定显中性，有可能显 酸性或碱性。(3)滴定管、量筒读数法则：液面、眼睛在两边，刻度在中间，三点

12、(见如图A、B、C)成一水平线。【课堂巩固】1下列溶液肯定是酸性的是 () A含H的溶液B能使酚酞显无色的溶液 CpH7的溶液 Dc(OH)c(H)的溶液【解析】：任何水溶液中均含H和OH，A错误使酚酞显无色的溶液，其pH8，该溶液可能显酸性，也可能呈中性或碱性，B错误以纯水在100为例，Kw1012，c(H)106 mol/L，pH6，但溶液为中性，故pH7的溶液可能显酸性，也可能呈中性或碱性。答案：D2.将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是 () A.水的离子积变大，pH变小，呈酸性 B.水的离子积不变，pH不变，呈中性 C.水的离子积变小，pH变大，呈碱性 D.水的离子积变大，pH变小

13、，呈中性【解析】：水的电离是吸热的，升高温度促进电离，水的离子积变大，c(H)增大.由于pHlgc(H)，故pH减小.但由于纯水中c(H)c(OH)，所以呈中性.本题考查温度对电离平衡的影响、溶液的酸碱性的表示方法及判断方法.属于基本理论知识的考核.本题的易错点：溶液酸碱性判断的根本依据是溶液中c(H)、c(OH)的大小关系，pH7仅是在室温条件下溶液酸碱性的判据.在复习过程中要注重准确地掌握知识。答案：D3.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是 ()【解析】：A项HCl溶于水电离出H会抑制水的电离；B项的Fe3，D项中的CH3COO都会水解，促进水的电离；C项的Cl不影响水的电离平衡。答案：

14、C4.常温下，某溶液中由水电离的c(H)1×1013mol/L，该溶液可能是 () 二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液 A.B. C. D.【解析】：水电离出的c(H+) 1×10-7mol/L水的电离平衡受到抑制 确定出抑制水的电离平衡的物质。 由水电离的c(H)1×1013 mol/L知，该溶液中的溶质对水的电离平衡起抑制作用。由外加酸、碱抑制水的电离，外加可水解的盐促进水的电离，外加不水解的盐对水的电离无影响知，抑制水的电离，促进水的电离，对水的电离无影响，故A正确。答案：A5.(2010山东师大附中模拟)室温下，在pH11的某溶液中，由

15、水电离出的c(OH)可能为 () 1.0×107 mol/L1.0×106 mol/L 1.0×103 mol/L1.0×1011 mol/L A.B. C. D.【解析】：室温下pH11的溶液中，c(OH)103 mol/L，若是强碱溶液，则水电离出的c(OH)为1.0×1011 mol/L，若是水解显碱性的盐溶液，则水电离出的c(OH)1.0×103 mol/L，故、正确。答案：D【特别提醒】水电离出的c(H)或c(OH)的计算(25时)中应注意：(1)中性溶液：c(H)c(OH)1.0×107 mol/L。(2)溶质为

16、酸的溶液H来源于酸电离和水电离，而OH只来源于水.如PH2的盐酸中水电离出的c(H)c(OH)1012 mol/L。(3)溶质为碱的溶液 OH来源于碱电离和水电离，而H只来源于水.如pH 12的NaOH溶液中，水电离产生的c(OH)c(H)1012mol/L。(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液 H和OH均由水电离产生。如pH2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H)102 mol/L；pH12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH)102 mol/L。6常温下把pH5的盐酸和pH9的氢氧化钠溶液按体积比911混合，混合后溶液的pH为 () A6 B7 C8 D5.2【解析】：盐酸溶液中c(H)10

17、5 mol/L，NaOH溶液中c(OH)105 mol/L，按体积比911混合反应后溶液呈碱性c(OH) mol/L1×106 mol/L，所以溶液pH8。答案：C7用已知浓度的盐酸测定未知浓度的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体溅出 D滴定前俯视读数，滴定后读数正确【解析】：A项碱式滴定管未用待测碱液润洗，导致实际取用的碱少，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，会造成消耗的酸体积多，结

18、果偏高；C项偏高；D项计算出消耗酸量将会偏多，结果偏高(滴定管的零刻度在上面)。答案：A8(2009福州模拟)下列溶液一定呈中性的是 ()A将pH5的盐酸稀释100倍所得到的溶液B等物质的量的强酸和强碱反应后所得到的混合溶液Cc(H)c(OH)1×106 mol/L的溶液D非电解质溶于水得到的溶液【解析】：解答本题要注意一些细微知识，注意全面思维，同时按照c(H)c(OH)的溶液一定呈中性进行分析判断。A项未标明温度，即使是25时，所得溶液的pH7，B项未指明酸碱的元数，非电解质溶于水后也可能与水反应生成酸或碱，如SO2、CO2、NH3等，D也不正确。答案：C【特别提醒】判断溶液酸碱

19、性的依据是c(H)和c(OH)的相对大小，在根据溶液的pH判断溶液的酸碱性时，要特别注意外界温度是否为常温，否则pH7的溶液不一定呈中性。9(2009全国卷)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为 ()A0.01 mol/LB0.017 mol/L C0.05 mol/L D0.50 mol/L【解析】：首先把混合溶液的pH换算成c(OH)，然后根据酸碱中和原理计算混合前两溶液的浓度。 混合溶液的pH为12，呈碱性，可得c(OH) mol/L102 mol/L，设NaOH、HCl溶液的浓度均为c mol/L，体积分别为3V L、2V L，

20、可得102，得c0.05 mol/L。答案：C【特别提醒】溶液混合时，若题目不给出混合溶液的密度，则混合溶液的体积应近似等于混合前两溶液体积之和，即V混V1V2，若题目给出混合溶液的密度，则混合后溶液的体积应根据V 计算。10(2009潍坊模拟)下列溶液一定呈中性的是 ( ) Ac(H)c(OH)107mol/L的溶液 BpH7的溶液 C使石蕊试液呈紫色的溶液 D酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液【解析】：溶液呈中性，则c(H)c(OH)，A项正确；如果升高温度，水的KW增大，pH7的溶液则会显碱性，故B项不正确；C项中溶液可显酸性或碱性；D项中生成的正盐如果能够水解，溶液有可能不呈中性答案：A

21、11用pH试纸测定溶液pH的正确操作是 () A将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照 B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照 C将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照 D将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照【解析】：用pH试纸测定溶液pH的正确操作是将一小块干燥的试纸放在玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点到试纸上，再将pH试纸与标准比色卡对照答案：A12将pH9的Ba(OH)2溶液和pH12的KOH溶液按41的体 积混合，则在室

22、温时此混合溶液中的c(H)为 ( ) C5×1012 mol/L【解析】：设Ba(OH)2溶液的体积为4VL，KOH溶液的体积为VL，所以c(OH) mol/L根据水的离子积常数，有c(H)5×1012 mol/L。答案：C13常温下，某强酸溶液的pHa，强碱溶液pHb，已知ab12，两溶液混合后pH7，则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系是 () AV(酸)102V(碱)BV(碱)102V(酸) CV(酸)2V(碱) DV(碱)2V(酸)【解析】两溶液混合后pH7，则有：c(H)酸·V(酸)c(OH)碱·V(碱)，即：10a·V

23、(酸) ·V(碱)则 1014ab102，即V(碱)102V(酸)。答案：B14水的电离平衡曲线如图所示： (1)若以A点表示25时水电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从_增加到_。(2)将pH8的氢氧化钡溶液与pH5的盐酸混合并保持100恒温，欲使混合溶液的pH7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为_。【解析】： (2)设氢氧化钡溶液和盐酸的体积分别为Vb、Va，则(104Vb105Va)/(VaVb)1012/107，Vb/Va29.答案： (1)1×10141×1012(2)2915某学生欲用已知物质的量浓度的盐

24、酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液，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_

25、mL。【解析】：(1)滴定实验中操作为“左控塞，右摇瓶，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化”。(2)误差分析应根据c(NaOH) 分析。酸式滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着水，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的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，加水不影响OH的物质的量，也就不影响滴定结果；若排出气泡，液面下降，故读取的V(HCl)偏大，结果偏高；正确读数和错误读数(实线部分)如图示。答案：(1)锥形瓶内溶液颜色的变化半分钟内不褪色(2)D(3)0.0025.9025.90(3)读数时，以凹液面的最低点为基准。19氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)现有0.001 mol/L酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液反应的离子方程式是：2MnO4- 5HSO3- H2Mn2 5SO42- 3H2O。请完成下列问题：(1)该滴定实验所需仪器有下列中的_。 A酸式滴定管(50 mL)B碱式滴定管(50 mL) C量筒(10 mL)