1-第二单元　水的电离平衡和溶液的酸碱性

1、栏目索引选考专用选考专用 化学化学第二单元水的电离平衡和溶液的酸碱性第二单元水的电离平衡和溶液的酸碱性栏目索引题组一水的电离平衡(一一)水的电离水的电离1.水是极弱的电解质,存在着电离平衡:。在一定温度下,水电离出来的H+和OH-浓度的乘积是一个常数,称为水的,用符号表示。2.常温时,酸性溶液中:c(H+)c(OH-),pH7;碱性溶液中:c(H+)c(OH-),pH7;中性溶液中:c(H+)=c(OH-),pH7。100时,水中c(H+)=c(OH-)=10-6molL-1,pH=6,水呈性。常温时,水中c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1,pH=7,水呈中性。H2OH+OH-离子

2、积常数离子积常数KW=中中栏目索引3.KW的几点说明的几点说明(1)水的离子积(KW)适用于任一稀的电解质水溶液,c(H+)或c(OH-)代表水溶液中H+或OH-的总物质的量浓度。无论酸、碱、盐等溶液中酸碱性怎么样,KW=,一定温度时,KW是一常数。一般情况下在25,KW为,而100时KW为1.010-12。(2)在研究水溶液体系中离子的种类时,不要忽略的同时存在。(二二)影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素1.水的电离过程是热过程,所以升高温度能促进水的电离,因此降温时KW减小,升温时KW增大。但不论温度升高还是降低,纯水中c(H+)和c(OH-)始终。c(H+)c(OH-)1.0

3、10-14H+、OH-吸吸相等相等栏目索引2.向纯水中加入酸或碱,可以增大水中的或浓度,均可使水的电离平衡向(即分子化的方向)移动。向水中加入可溶性的盐,若组成盐的离子能与水电离产生的H+或OH-发生反应,生成难电离的物质,则能够破坏水的电离平衡,使水的电离平衡向移动,可使水溶液呈碱性或酸性;若所加的盐既不能与水中的H+或OH-发生反应,又不能电离产生H+或OH-,则不破坏水的电离平衡,不能使水的电离平衡发生。若向水中加入活泼金属,由于活泼金属与水电离出的H+反应,促进水的电离,溶液中c(OH-),c(H+)。H+OH-逆反应方向逆反应方向电离方向电离方向移动移动增大增大减小减小栏目索引特别提

4、醒特别提醒加水稀释时pH的变化规律(1)等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸溶液(b)物质的量浓度相同的强酸弱酸稀释相同倍数,溶液的pH变化不同,强酸的pH增大快;若加水稀释到相同pH,强酸加水多。栏目索引(2)等pH的盐酸(a)与醋酸溶液(b)pH相同的强酸与弱酸,加水稀释相同倍数,溶液的pH变化不同,强酸的pH变化大;若加水稀释到相同pH,弱酸加水多。栏目索引题组二溶液的酸碱性(一一)溶液的溶液的pH1.当c(H+)很小时,直接用氢离子的物质的量浓度表示溶液酸碱性的强弱很不方便,通常采用c(H+)的负对数表示,称为溶液的pH,其表达式为。常温下,pH7时,溶液呈碱性,pH越大,溶液的碱性越。2

5、.当pH改变一个单位时,c(H+)改变至原来的10倍,即pH每增大1个单位,c(H+)就减小为原来的1/10;pH每减小1个单位,c(H+)就增大为原来的倍。pH=-lgc(H+)强强强强10栏目索引(二二)pH的测定方法的测定方法1.pH试纸的使用方法:把pH试纸放在洁净干燥的(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取一滴待测液点在pH试纸的,待变色后30秒不褪色,再与对比,读出pH(整数)。2.常用酸碱指示剂及其变色范围常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂变色范围的pH石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10红色表面皿表面皿中部中部标准比色卡标准比色卡栏目索引3.pH计计使用pH计能直接测定溶液的pH。特别提醒特

6、别提醒在利用c(H+)与1.010-7molL-1的相对大小来判断溶液的酸碱性时,一定要注意温度。如在100时,c(H+)1.010-7molL-1,并不意味着溶液呈酸性。栏目索引题组一水的电离平衡1.现有常温下的四份溶液现有常温下的四份溶液:0.01molL-1的醋酸溶液的醋酸溶液;0.01molL-1的盐的盐酸酸;pH=12的氨水的氨水;pH=12的的NaOH溶液。下列说法正确的是溶液。下列说法正确的是()A.中水的电离程度最小,中水的电离程度最大B.将、混合,若pH=7,则消耗溶液的体积:C.将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH为:,D.将、混合,若c(CH3COO-)c(H+),则混合

7、液一定呈碱性栏目索引答案B四份溶液都抑制水的电离,抑制程度是:=,所以A项错;氨水的浓度比盐酸的大,所以、混合后,若pH=7,则需盐酸的体积大,B项对;四份溶液都稀释相同倍数时,酸性,碱性,C项错;将、混合后,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),当c(CH3COO-)c(H+)时,不一定有c(OH-)c(H+),如中性时c(CH3COO-)=c(Na+)c(H+)=c(OH-),故D项错。2.室温下室温下,将等体积的下列各组酸和碱的溶液混合后将等体积的下列各组酸和碱的溶液混合后,溶液溶液pH7;中溶液等体积混合后,醋酸过量,显酸性,pH7;中溶液等体积混

8、合后,硫酸过量,显酸性,pH7。栏目索引题组二溶液的酸碱性3.下列说法正确的是下列说法正确的是()(1)水的离子积KW随温度的改变而变化(2)25时,只有在纯水中,才有KW=110-14(3)25时,在任何稀的电解质水溶液中,都有KW=110-14(4)溶液酸碱性的判断依据是H+和OH-浓度的相对大小(5)酸溶液的pH就是氢离子浓度的负对数,碱溶液的pH就是氢氧根离子浓度的负对数(6)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4(7)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定影响测量结果(8)pH=6的溶液一定呈酸性栏目索引(9)等pH的醋酸溶液和盐酸,氢离子浓度相等,溶液浓度也相等(10)pH=3的盐酸和

9、pH=11的氨水等体积混合所得混合液呈中性(11)pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合所得混合液呈中性A.B.C.D.答案B4.将将pH相同的三种酸性溶液露置于空气中一段时间后相同的三种酸性溶液露置于空气中一段时间后(不考虑水分蒸不考虑水分蒸发发),溶液的溶液的pH随时间的变化情况如下图所示随时间的变化情况如下图所示,则则a、b、c三种溶液分别三种溶液分别可能为可能为()栏目索引A.H2S溶液、稀硫酸、H2SO3溶液B.氯水、稀硝酸、NH4Cl溶液C.H2SO3溶液、稀盐酸、氯水D.H2S溶液、浓盐酸、H2SO3溶液栏目索引答案AA项中三种溶液露置于空气中,H2S溶液中的H2

10、S易被空气中的O2氧化,使得溶液pH增大;稀硫酸中H+浓度不发生变化,溶液pH不发生变化;H2SO3溶液中的H2SO3易被氧化成H2SO4,pH变小,A符合条件。栏目索引溶液pH计算的思维模型重难一溶液重难一溶液pHpH计算的思维模型计算的思维模型栏目索引有关溶液的pH应注意的问题1.pH是溶液酸碱性强弱的一种量度。常温下,pH=7的溶液呈中性;当pH7时,pH越大,溶液的碱性越强。2.常温下,pH范围在014之间,pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1molL-1;pH=14的溶液中并非无OH-,而是c(OH-)=1molL-1。pH每增大1个单位,c(OH-)增大到原来的10倍。p

11、H减小n个单位,c(H+)增大到原来的10n倍或c(OH-)缩小到原来的1/10n。3.也可以用pOH来表示溶液的酸碱度。pOH是OH-浓度的负对数。pOH=-lgc(OH-),因为c(OH-)c(H+)=10-14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。4.强酸、强碱的稀释:在稀释时,当它们的浓度大于10-5molL-1时,不考虑水的电离;当它们的浓度小于10-5molL-1时,应考虑水的电离。栏目索引例如:pH=6的HCl溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH7(不能大于7);pH=8的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH7(不能小于7);pH=3的HCl溶液稀释至原体积的10

12、0倍,混合液pH=5;pH=10的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH=8。5.弱酸、弱碱的稀释:在稀释过程中既有浓度的变化,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:pH=3的CH3COOH溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后3pH5;pH=10的NH3H2O溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后8pH14,则VAVB;若a+b14,则VAVB。a+b=14的弱酸和强碱混合呈中性,则需要酸的体积小。a+b=14的一元酸和一元碱等体积混合呈碱性,则碱是弱碱。答案 (1)713(2)1.010-101.010-12(3)=(4)M+H2OMOH+H+栏目索引1.在某

13、温度时,测得0.01molL-1的NaOH溶液的pH=11。(1)该温度下水的离子积常数KW=。(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸VbL混合。若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va Vb=。若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va Vb=。变式训练变式训练答案(1)10-13(2)1 1010 1解析(1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11molL-1,c(OH-)=0.01molL-1,故KW=c(H+)c(OH-)=10-13。(2)根据中和反应:H+OH-H2O,若所得混合液为中性,则栏目索引c(H+)V酸=c(OH-)V碱10-2Vb=Va=

14、1 10。根据中和反应H+OH-H2O,若所得混合液为中性,则c(H+)V酸=c(OH-)V碱10-bVb=Va=1013-(a+b)=10,即Va Vb=10 1。13121010abVV211010131010aabVV131010ba栏目索引1.酸碱中和滴定曲线的绘制酸碱中和滴定曲线的绘制以加入标准溶液的体积为横坐标,以溶液pH变化为纵坐标,可绘出酸碱中和滴定曲线,下图画出的分别是强酸滴定强碱、强碱滴定强酸的滴定曲线。重难二酸碱中和滴定曲线及指示剂选择分析重难二酸碱中和滴定曲线及指示剂选择分析栏目索引2.滴定曲线分析滴定曲线分析滴定过程中的“pH突变”是客观存在的。酸碱指示剂的变色点不是

15、反应终点,通过滴定曲线可以发现,变色点附近pH变化显著,虽然滴定终点pH不等于7,但引起的实验误差并不大;选择指示剂时,指示剂的变色范围一定要在“突变”范围之内;通过曲线在坐标轴上的对应点,可以读出溶液在起始时、中间过程中的pH以及酸或碱的用量。栏目索引3.中和滴定指示剂选择中和滴定指示剂选择选择指示剂要求变色明显(一般不选用石蕊),指示剂变色时溶液的pH与溶液恰好中和时的pH要尽量吻合,但不一定相等,而是越接近越好。如强酸、强碱相互滴定时,由于生成的盐溶液呈中性,故可以选择酚酞或甲基橙作指示剂;强酸、弱碱相互滴定时,生成的盐溶液呈酸性,应选择甲基橙作指示剂;强碱、弱酸相互滴定时,因生成的盐溶

16、液呈碱性,应选择酚酞作指示剂。栏目索引典例典例2阅读下列实验内容阅读下列实验内容,根据题目要求回答问题。根据题目要求回答问题。某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测硫酸配制100mL稀硫酸,以0.14molL-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。(1)该学生用标准0.14molL-1NaOH溶液滴定稀硫酸的实验操作如下:A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00mL,注入锥形瓶中,加入指示剂B.用待测液润洗酸式滴定管C.用蒸馏水洗干净滴定管栏目索引D.取下碱式滴定管用标准NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2

17、3cm处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下E.检查滴定管是否漏水F.另取锥形瓶,再重复操作一次G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度该滴定操作中应选用的指示剂是;栏目索引在G操作中如何确定终点?。(2)如有1molL-1和0.1molL-1的NaOH溶液,应用molL-1的NaOH溶液,原因是。(3)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入(选填图中“甲”或“乙”)中。解题关键解题关键(1)滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管,其中酸式滴定管不能盛放碱液,碱式滴定管不能盛放酸液和强氧化性溶液。(2)滴定管

18、的最小分度是0.1mL,读数时应估读至0.01mL;实验室中常用滴定管的规格有25mL和50mL两种。栏目索引解析 (1)指示剂可以使用酚酞;达到滴定终点时,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪去。(2)进行滴定时,所用标准溶液浓度越小,误差就越小,故选用0.1molL-1氢氧化钠溶液。(3)氢氧化钠溶液应注入碱式滴定管乙中。答案(1)酚酞溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪去(2)0.1溶液浓度越小,误差就越小(3)乙栏目索引变式训练变式训练2.如图如图,曲线曲线a和和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线的滴定曲线,下列下列叙述正确的是叙述

19、正确的是 ()栏目索引A.盐酸的浓度为1molL-1B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D.酚酞不能用作本实验的指示剂答案B解析由滴定起始时pH=1可知盐酸的浓度为0.1molL-1,A错;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。栏目索引在酸碱中和滴定中,n(H+)=n(OH-),所以c标V标=c待V待,即c待=KV标,根据V标便可进行误差分析(因、c标、V待均为定值)。综合分析中和滴定实验可以发现,其实验误差主要由仪器洗涤不当、操作不当、读数不当、指示剂选择不当、样品含有杂质等方面引起

20、,其一般导致结果是偏高、偏低或无影响。cVV标标待cKV标待令重难三中和滴定误差分析重难三中和滴定误差分析栏目索引步骤操作c(NaOH)洗涤未用标准溶液润洗滴定管偏高锥形瓶用待测溶液润洗偏高未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管偏低锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水无影响读数滴定前仰视读数或滴定后俯视读数偏低滴定前俯视读数或滴定后仰视读数偏高1.常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)操作不当滴定完毕后立即读数,半分钟后颜色又褪去偏低滴定前滴定管尖嘴部分有气泡偏高滴定过程中振荡时有液滴溅出偏低滴定过程中,锥形瓶内加入少量蒸馏水无影响栏目索引2.中和滴定的关键中和滴定的关键(1)选择的仪器要精密(如滴定管),以确保酸、碱溶液的体积测定准确;(2)选择合适的指示剂,以使反应终点与滴定终点尽量吻合;(3)正确、规范的实验操作。栏目索引典例典例3用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液用标准盐酸测定未知浓度的氢氧化钠溶液,下列操作导致下列操作导致结果偏低的是结果偏低的是 ()锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用待测液润洗23次滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失滴定前仰视读数,滴定后平视读数摇动锥形瓶时,有少量液体溅出滴定时,锥形瓶里加入少量蒸馏水稀释溶液A.B.C.D.栏目索引解题关键解题关键在整个滴定过程中将所有的操作误差全部归结到消耗标准溶液体积上。如在滴