第八章 第二节.ppt

1、第二节 水的电离和溶液的酸碱性,一、水的电离 1.电离方程式 H2O+H2O H3O+OH-， 可简写为_。 2.关于纯水的几个重要数据,H2O H+OH-,10-7 molL-1,10-14,3外界因素对水的电离平衡的影响 (1)温度：温度升高，_水的电离，KW_； 温度降低，_水的电离，KW_。 (2)酸、碱：_水的电离。 (3)能水解的盐：_水的电离。,促进,增大,抑制,减小,抑制,促进,二、溶液的酸碱性与pH 1.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),=,2.pH (1)定义式：pH=_。 (2)溶液的酸碱性跟p

2、H的关系： 室温下：,-lgc(H+),酸性,碱性,3.pH试纸的使用 (1)方法：把小片试纸放在_上，用洁净干燥的_ 蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部，观察变化稳定后的颜 色，_即可确定溶液的pH。 (2)注意：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。广范pH试纸只能测出整数值。,表面皿,玻璃棒,与标准比色卡对比,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，表示反应已完全，指示滴定终点。,2.实验用品 (1)仪器：_(如图A)、_(如图B)、

3、滴定 管夹、铁架台、_。,酸式滴定管,碱式滴定管,锥形瓶,(2)试剂：标准液、待测液、_、蒸馏水。 (3)滴定管的使用：,酸碱指示剂,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,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。 (2)滴定：,查漏,润洗,控制滴定管活塞,摇动锥形瓶,锥形瓶内溶液,颜色的变化,(3)终点判断：等到滴入最后一滴标准液，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

4、管)：自来水蒸馏水_。 锥形瓶：自来水蒸馏水(禁止用所装溶液洗涤)。 装液调整液面 装液，使液面一般高于“_”刻度：驱除玻璃尖嘴处的气泡。,在半分钟内不恢复原来的颜色,所装溶液润洗,0,读数 调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下，读出初读数，记为 “X.XX mL”，滴定终点，读出末读数，记为“Y.YY mL”，实 际消耗滴定剂的体积为：_mL。,(Y.YY-X.XX),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。 5误差分析 分析依据： (VB准确量取的待测液的体积，cA标 准溶液的浓度) 若VA偏大cB_；若VA偏小cB_,偏大,偏小,

5、【思考辨析】 1.(2012福建高考)25 与60 时，水的pH相等。( ) 【分析】水的电离过程是吸热的，故升高温度，水的电离平衡 正向移动，c(H+)增大，pH减小。 2.(2012江苏高考)水的离子积常数Kw随着温度的升高而增 大，说明该反应的H0。( ) 【分析】水的离子积随温度升高而增大，说明升高温度促进水 的电离，所以水的电离是吸热反应，H应大于零。,3.(2011天津高考)25 时NH4Cl溶液的Kw大于100 时NaCl 溶液的Kw。( ) 【分析】水的离子积Kw仅是温度的函数，温度越高，Kw越大， 与溶液中的溶质无关。 4.25 时1 L pH12的Ba(OH)2溶液中，OH

6、的物质的量为 0.02 mol。( ) 【分析】要弄清多元酸碱溶液中c(H)或c(OH)与pH之间的关 系，在pH12的Ba(OH)2溶液中，c(OH)=110-2 molL-1。,5.(2012重庆高考)盐酸中滴加氨水至中性,溶液中溶质为氯 化铵。( ) 【分析】盐酸与氨水恰好反应时，溶质为氯化铵，此时溶液呈 酸性。 6.酸碱滴定时，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。( ) 【分析】用待测液润洗锥形瓶，会增加待测液的量，则消耗的 标准液会偏多，导致结果偏高。,考点 1 水电离平衡的影响因素及水电离产生的c(H+)和c(OH-) 计算的实例剖析,1.水电离影响因素的4种实

7、例剖析,2.水电离产生c(H+)和c(OH-)计算的5种类型 任何水溶液中水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的，有关计 算有以下5种类型(以常温时的溶液为例)。 (1)中性溶液：c(OH-)=c(H+)=10-7 molL-1 (2)酸的溶液OH-全部来自水的电离 实例：pH=2的盐酸中c(H+)=10-2 molL-1，则c(OH-)=Kw/10-2 =110-12 (molL-1)，即水电离出的c(H+)=c(OH-)= 10-12 molL-1。,(3)碱的溶液H+全部来自水的电离 实例：pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=10-2 molL-1，则c(H+)= Kw/10

8、-2=110-12(molL-1)，即水电离出的c(OH-)=c(H+)= 10-12 molL-1。 (4)水解呈酸性的盐溶液H+全部来自水的电离 实例：pH=5的NH4Cl溶液中，由水电离出的c(H+)=10-5 molL-1， 因部分OH-与部分 结合使c(OH-)=10-9 molL-1。 (5)水解呈碱性的盐溶液OH-全部来自水的电离 实例：pH=12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH-)= 10-2 molL-1。因部分H+与部分 结合使c(H+)=10-12 molL-1。,【高考警示】 (1)注意区分溶液组成和性质的关系，酸性溶液不一定是酸溶液，碱性溶液不一定是碱溶液。

9、 (2)常温时，由水电离产生的c(H+)10-7 molL-1的溶液，因水的电离受到抑制，可能是酸溶液也可能是碱溶液。,考查角度 1 物质对水的电离平衡的影响 【典例1】(2012上海高考)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( ) A.NaHSO4溶液 B.KF溶液 C.KAl(SO4)2溶液 D.NaI溶液 【解题指南】解答本题时应该注意以下2点: (1)酸或碱对水的电离起到抑制作用; (2)弱酸盐或弱碱盐对水的电离平衡起到促进作用。,【解析】选D。硫酸氢钠溶液完全电离相当于一元强酸,对水的电离起到抑制作用；氟离子水解，KF溶液显碱性，铝离子水解，KAl(SO4)2溶液显酸性,对水

10、的电离均有影响；NaI是强酸强碱盐，不发生水解，对水的电离平衡不产生影响。,【变式训练】(2013哈尔滨模拟)向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件，能促进水的电离，并能使溶液中c(OH-)c(H+)的操作是( ) 稀硫酸 金属钠 氨气 FeCl3固体 NaClO固体 将水加热煮沸 A B C D,【解析】选A。稀硫酸、氨气抑制水的电离，金属钠、FeCl3固体、NaClO固体、将水加热煮沸促进水的电离，但FeCl3固体使溶液显酸性，将水加热煮沸，水仍呈中性。,考查角度 2 水电离产生的c(OH-)、c(H+)的计算 【典例2】(2013海口模拟)25 时，在等体积的pH=0的 H2SO4溶液、

11、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.1101010109 B.15(5109)(5108) C.120101010 D.110104109,【解题指南】解答本题时应注意: (1)25 时，无论纯水还是酸、碱、盐溶液中，Kw=110-14； (2)明确电解质电离出的H+(或OH-)与溶液中的H+(或OH-)、由水电离出的H+(或OH-)的关系。,【解析】选A。pH=0的H2SO4溶液，溶液中c(H+)=1 molL-1, 根据Kw=10-14，可求溶液中c(OH-)=110-14 molL

12、-1，故由水 电离出的c(OH-)=110-14 molL-1=c(H+)水；0.05 molL-1 的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-1 molL-1，根据Kw=10-14，可求溶 液中c(H+)=110-13 molL-1，故c(H+)水=110-13 molL-1； pH=10的Na2S溶液，溶液中c(H+)=110-10 molL-1，根据 Kw=10-14，可求溶液中c(OH-)=110-4 molL-1，溶液中OH-完 全来自于水的电离，故由水电离出的OH-和H+相等，pH=5的 NH4NO3溶液中c(H+)=110-5 molL-1，溶液中H+完全来自于水 的电离，故由水

13、电离出的H+是110-5 molL-1；综上所述：,中c(H+)水=110-14 molL-1，中c(H+)水=1 10-13 molL-1，中c(H+)水=110-4 molL-1；中c(H+)水= 110-5 molL-1，求比值可得1101010109，即A项正确。,【变式训练】某溶液在25 时由水电离出的氢离子的浓度为 11012 molL-1，下列说法正确的是( ) A HS等离子在该溶液中不能大量存在 B该溶液的pH不可能为2 C向该溶液中加入铝片后，一定能生成氢气 D若该溶液中的溶质只有一种，它一定是酸或者是碱,【解析】选A。25 ，纯水中c(H)c(OH) 1107 molL-

14、1，而这里“由水电离出的氢离子的浓度为11012 molL-1”，这是水的电离被抑制的结果。抑制水电离的物质，可能是NaOH等碱，可能是HCl等非强氧化性酸，可能是HNO3这样的强氧化性酸，还可能是NaHSO4这样的盐。,考点 2 pH计算的整体思路及类型方法,1.整体思路 (1)若溶液为酸性，先求c(H+)，再求pH=-lgc(H+)。 (2)若溶液为碱性，先求c(OH-)，再求c(H+)=Kw/c(OH-)，最后求pH。,2.类型及方法 (1)酸、碱溶液pH的计算方法： 强酸溶液 如HnA，设浓度为c molL-1，c(H)=nc molL-1，pH= lgc(H)=lg(nc)。 强碱溶

15、液 如B(OH)n，设浓度为c molL-1，c(H)= pH=lgc(H) =14lg(nc)。,(2)酸碱混合溶液pH的计算： 两强酸混合：直接求c混(H+)，代入公式pH=-lgc混(H+)计算。 c混(H+)= 两强碱混合：先求c混(OH-)，再根据Kw=c(H+)c(OH-)计算， 求c混(H+)，由c混(H+)求pH。 c混(OH-)=,强酸、强碱混合 a.恰好完全中和：pH=7 b.酸过量： c混(H+)= c.碱过量： c混(OH-)= c混(H+)=,【高考警示】 (1)对于强酸溶液中的c(H+)，每稀释10n倍，pH增大n个单位，但增大后不超过7，仍为酸性。对于强碱溶液中的

16、c(OH-)，每稀释10n倍，pH减小n个单位，但减小后不小于7，仍为碱性。 (2)pH相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱)，稀释相同的倍数，强酸(或强碱)pH变化大，弱酸(或弱碱)pH变化小。,【典例3】已知在100 的温度下，水的离子积Kw=110-12，本题涉及的溶液温度均为100 。下列说法中正确的是( ) A.0.005 molL-1的H2SO4溶液，pH=2 B.0.001 molL-1的NaOH溶液，pH=11 C.0.005 molL-1的H2SO4溶液与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pH=3的H2SO4溶液50 mL，

17、需要pH=9的NaOH溶液 100 mL,【解题指南】解答本题时应注意以下3点： (1)首先判断混合后溶液的酸碱性。 (2)若为酸性，计算剩余H+的浓度，再求出pH。 (3)若为碱性，先计算剩余OH-的浓度，再通过Kw求出c(H+)，最后求pH。,【解析】选A。A项，0.005 molL-1的H2SO4溶液中，c(H+)=0.005 molL-12=0.01 molL-1，pH=-lgc(H+)= -lg0.01=2。此计算与Kw值无关，不要受Kw=110-12的干扰；B项，0.001 molL-1的NaOH溶液中，c(OH-)=0.001 molL-1，pH=-lg(110-9)=9；C项中

18、，pH=6时，c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性；D项中，pH=3的溶液中c(H+)=10-3 molL-1，pH=9的溶液中c(OH-)=10-3 molL-1，二者等体积混合恰好完全中和。,【互动探究】若把温度100 改为25 ，则： (1)C项中混合溶液的pH为多少？ 提示：0.005 molL-1的H2SO4溶液与0.01 molL-1的NaOH溶液等体积混合，恰好中和，pH=7。 (2)D项中需要pH=9的NaOH溶液的体积为多少？ 提示：pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 molL-1，pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=10-5 molL-1，则需pH=9的NaO

19、H溶液的体积为 5 000 mL。,考点 3 酸碱中和滴定中“四种”操作所引起的误差分析 以标准一元酸溶液滴定未知浓度的一元碱溶液(酚酞作指示剂) 为例，分析以下操作引起的误差。 分析依据： (VB准确量取的待测液的体积，cA标 准溶液的浓度)。 操作一：洗涤 (1)酸式滴定管未用标准酸溶液润洗:VA变大，cB偏高； (2)碱式滴定管未用待测液润洗：VA变小，cB偏低； (3)锥形瓶用待测液润洗：VA变大，cB偏高； (4)锥形瓶洗净后还留有蒸馏水：VA不变，cB无影响。,操作二：取液 取碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失：VA变小，cB偏低； 操作三：滴定 (1)酸式滴定管滴定前有气

20、泡,滴定终点时气泡消失：VA变大，cB偏高； (2)振荡锥形瓶时部分液体溅出：VA变小，cB偏低； (3)部分酸液滴在锥形瓶外：VA变大，cB偏高；,操作四：读数 (1)酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数 (或前仰后俯)：VA变小，cB偏低； (2)酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数 (或前俯后仰)：VA变大，cB偏高。,【高考警示】 (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

21、定呈中性，有可能呈酸性或碱性。,【典例4】(2012上海高考) 用滴定法测定Na2CO3(含NaCl杂质)的质量分数,下列操作会引起测定值偏高的是( ) A.试样中加入酚酞作指示剂,用标准酸液进行滴定 B.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定 C.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接加入待测液进行滴定 D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00 mL 进行滴定,【解题指南】解答本题要注意2点： (1)酚酞的变色范围为8.210.0，此时Na2CO3与酸反应生成NaHCO3。 (2)根据滴定原理分析操作过程对标准液体积的影响，判断误差。 【解析】选B。A项，酚酞变色的pH是8.210

22、.0,用于滴定碳酸钠时,当碳酸钠转化成碳酸氢钠时溶液的颜色开始发生改变,此时V(酸)偏低；B项，滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗,则标准液被稀释,V(酸)偏高,测定值偏高;C项，装待测液的锥形瓶不润洗,对测定结果无影响；D项，直接将待测液稀释,测得待测液的浓度偏低。,【变式训练】实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中可能使测定结果偏低的是 ( ) A.取NaOH溶液时仰视读数 B.滴定结束后，滴定管尖嘴处有一悬挂液滴 C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，立即记下滴定管液面所在刻度 D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2次3次,【解析】选C。

23、A项，实际取用NaOH溶液体积大于计算值，消耗的盐酸增加，故导致测定结果偏高；B项，悬挂液滴未滴入锥形瓶中，但计算时已计入酸的总量，测出NaOH溶液浓度也偏高；C项，由黄色变为橙色可能由于局部c(H+)变大引起的，振荡后可能还会恢复黄色，应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点，故所用盐酸的量比理论用量偏小，测出的NaOH溶液浓度偏低；D项，用NaOH溶液润洗锥形瓶，直接导致盐酸的用量偏大，故测定NaOH浓度偏高。,1.(2013商丘模拟)已知：pOH=-lgc(OH-),在常温下溶液中的pH+pOH=14,又已知正常人(人的体温高于室温)的血液pH=7.3,则正常人血液的pOH是

24、( ) A.大于6.7 B.小于6.7 C.等于6.7 D.无法判断 【解析】选B。因人的体温高于室温，则正常人血液中水的离子积常数大于10-14，故pH+pOH14，pOH14-pH=6.7，B项正确。,2常温下，某溶液中由水电离的c(H)11013 molL-1，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】选A。由水电离的c(H)11013 molL-1，说明水的电离受到抑制，溶液可能为酸溶液也可能为碱溶液，二氧化硫水溶液和氢氧化钠溶液符合，氯化铵水解促进水的电离，硝酸钠为强酸强碱盐，不影响水的电离。,3下列溶液一定呈中性的是(

25、) Ac(H)c(OH)106 molL-1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】选A。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项中溶液可显弱酸性或弱碱性；D项中生成的正盐如果能够水解，则溶液不呈中性。,4在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是 ( ) ApH3的硝酸和pH11的氢氧化钾溶液 BpH3的盐酸和pH11的氨水 CpH3的硫酸和pH11的氢氧化钠溶液 DpH3的醋酸和pH11的氢氧化钡溶液,【解析】选D。A中HNO3KOH=KNO3H2O，

26、二者完全反应，溶液呈中性；B中NH3H2O是弱电解质，HClNH3H2O= NH4ClH2O，NH3H2O过量，溶液呈碱性，pH7；C中H2SO42NaOH=Na2SO42H2O，二者完全反应，溶液呈中性；D中CH3COOH是弱电解质，二者反应后CH3COOH过量，溶液呈酸性，pH7。,5.中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱 性。在25 时，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH7，试纸 变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需要用pH计。pH计主要通过 测定溶液的c(H+)，来测定溶液的pH。 (1)已知水中存在如下平衡：H2O+H2O H3O+OH- H0，现要 使平衡向右移动，

27、且所得的溶液呈酸性，选择的方法是_。 A.向水中加入NaHSO4 B.向水中加入Cu(NO3)2 C.加热至100 其中c(H+)=1106 molL-1 D.向水中加入(NH4)2SO4,(2)现要测定100 沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显_色，溶液呈_性(填“酸”“碱”或“中”)；若用pH计测定，则pH_7(填“”“=”或“”“=”或“”)。,【解析】(1)中要注意两点：一是促进水的电离，可排除A；二是使溶液呈酸性，可排除C。 (2)100 沸水仍呈中性，根据此时水的离子积常数可知，该温度下水的pH=6。 (3)根据题意可知，原氨基酸溶液显弱碱性，稀释后溶液的pH=8，则原

28、溶液的pH应大于8。 答案：(1)B、D (2)淡黄 中 ,1.(双选)(2012广东高考)对于常温下pH为2的盐酸，叙述正确的是( ) A.c(H+)=c(Cl-)+c(OH-) B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性 C.由水电离出的c(H+)=1.010-12 molL-1 D.与等体积0.01 molL-1乙酸钠溶液混合后所得溶液中：c(Cl-)=c(CH3COO-),【解析】选A、C。因为A项满足电荷守恒,所以A正确；C项中根据Kw=c(H+)c(OH-)求得盐酸中c(OH-)=1.010-12 molL-1，又因水电离出的H+和OH-浓度相等，所以水电离出的c(H+)=1

29、.010-12 molL-1，即C项正确；B项中氨水过量，混合后溶液显碱性，所以不正确；D项中反应后生成乙酸和氯化钠，水溶液为酸性，应是c(Cl-)c(CH3COO-)，D不正确。,2.(2011安徽高考)室温下，将1.000 molL-1 盐酸滴入20.00 mL 1.000 molL-1氨水中，溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如图所示。 下列有关说法正确的是( ),A.a点由水电离出的c(H+)=1.010-14 molL-1 B.b点： +c(NH3H2O)=c(Cl-) C.c点：c(Cl-)= D.d点后，溶液温度略下降的主要原因是NH3H2O电离吸热,【解析】选C。本题考查电解质溶液中的离子浓度关系，意在 考查学生对化学图像的分析能力及对酸碱中和滴定和混合溶液 中离子浓度关系的掌握情况。a点即是1.000 molL-1的氨 水，NH3H2O是弱电解质，未完全电离，c(OH)1.01014 molL-1，A项错误；b点处， 加入盐酸的体积未知，不能进行比较，B项错误；c点溶液显中 性，即c(OH)c(H)，结合电荷守恒关系：c(OH)c(Cl) c(H) ，有c(Cl) ，C项正确；d点后，溶 液温度下降是由于加入的冷溶液与原溶液发生热传递，D项错 误。,3.(2010全国卷)下列叙述正确的是( ) A某醋酸溶液的pHa，将此溶液稀释1