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1、第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性 考綱要求1.了解水的電離，離子積常數(shù)。2.了解溶液pH的定義。3.了解測定溶液pH的方法，能進行pH的簡單計算。 考點一水的電離考點一水的電離 3外界條件對水的電離平衡的影響 1水的離子積常數(shù)KWc(H)c(OH)中H和OH一定是水電離出來的嗎？ 提示：不一定。c(H)和c(OH)均指溶液中的H或OH的總濃度。這一關(guān)系適用于任何稀水溶液，即任何稀水溶液中都存在這一關(guān)系。因此，在酸溶液中酸本身電離出來的H會抑制水的電離，而在堿溶液中，堿本身電離出來的OH也會抑制水的電離。 2在pH2的鹽酸溶液中由水電離出來的c(H)與c(OH)之間的關(guān)系
2、是什么？ 提示：外界條件改變，水的電離平衡發(fā)生移動，但任何時候水電離出的c(H)和c(OH)總是相等的。 3加水稀釋CH3COOH溶液時，CH3COOH的電離平衡向右移動，此時水的電離平衡是否移動？ 提示：稀釋CH3COOH溶液時，c(H)減小，c(OH)增大，OH是H2O電離的，故此時水的電離平衡也向右移動。 4甲同學認為，在水中加入H2SO4，水的電離平衡向左移動，解釋是加入H2SO4后c(H)增大，平衡左移。乙同學認為，加入H2SO4后，水的電離平衡向右移動，解釋為加入H2SO4后，c(H)濃度增大，H與OH中和，平衡右移。你認為哪種說法正確？說明原因。水的電離平衡移動后，溶液中c(H)
3、c(OH)增大還是減小？ 提示：甲正確，溫度不變，KW是常數(shù)，加入H2SO4，c(H)增大，c(H)c(OH)KW，平衡左移。 不變，因為KW僅與溫度有關(guān)，溫度不變，則KW不變，與外加酸、堿、鹽無關(guān)。 1下列操作會促進H2O的電離，且使溶液pH7的是() A將純水加熱到90 B向水中加少量NaOH溶液 C向水中加少量Na2CO3溶液 D向水中加少量FeCl3溶液 解析：加熱能促進水的電離，但水的pH7，A項錯誤；加少量NaOH溶液，抑制水的電離，B項錯誤；加入少量FeCl3溶液，促進水的電離，但溶液的pH B C D 解析：NaCl對水的電離無影響；NaOH和H2SO4均抑制水的電離，由于Na
4、OH電離出的c(OH)比H2SO4電離出的c(H)小，故H2SO4對抑制水電離的能力強于NaOH；(NH4)2SO4因水解促進水的電離，故水的電離程度由大到小的順序為。 答案：C 解析：B項中KW應不變；C項中c(OH)增大；D項中c(OH)應減小。 答案：A影響水的離子積常數(shù)的因素影響水的離子積常數(shù)的因素 答案：D 5常溫下，計算下列溶液中由水電離出的c(H)或c(OH)。 (1)pH2的鹽酸：c(H)水_。 (2)pH11的NaOH溶液：c(OH)水_。 (3)pH2的FeCl3溶液：c(H)水_。 (4)pH11的Na2CO3溶液：c(OH)水_。水電離出水電離出c(H)或或c(OH)的
5、計算的計算 答案：(1)11012 molL1 (2)11011 molL1 (3)1102 molL1 (4)1103 molL1 6某溫度下(KW11012 mol2L2)，計算下列溶液中水電離出的c(H)或c(OH)。 (1)蒸餾水中c(H)水_。 (2)0.1 molL1 NaOH溶液中c(OH)水_。 (3)pH11 Na2CO3溶液中c(OH)水_。 答案：(1)1106 molL1 (2)11011 molL1 (3)0.1 molL1 7在25 時，某溶液中由水電離出的c(H)11012 molL1，則該溶液的pH可能是(雙選)() A12 B7 C6 D2答案：答案：AD 水
6、電離產(chǎn)生的c(H)或c(OH)計算的5種類型 任何水溶液中水電離產(chǎn)生的c(H)和c(OH)總是相等的，有關(guān)計算有以下5種類型(以常溫時的溶液為例)。 (1)中性溶液：c(OH)c(H)107 molL1。 (2)酸的溶液：OH全部來自水的電離。 (3)堿的溶液：H全部來自水的電離。 (4)水解呈酸性的鹽溶液：H全部來自水的電離。 (5)水解呈堿性的鹽溶液：OH全部來自水的電離。 1溶液的酸堿性 (1)溶液的酸堿性是由溶液中 決定的。 c(H) c(OH)，溶液呈酸性；且 越大，酸性越強。 c(H) c(OH)，溶液呈中性。 c(H) c(OH)，溶液呈堿性；且 越大，堿性越強。 (2)由于在2
7、5 時KW1.01014，所以有：考點二溶液的酸堿性和考點二溶液的酸堿性和pHc(H)與與c(OH)相對大小相對大小c(H)c(OH) 2.溶液的pH (1)定義式：pH 。 (2)適用范圍：014，即一般用pH表示，c(H)或c(OH)小于_的稀溶液。 (3)室溫下，溶液的酸堿性跟pH的關(guān)系：lg c(H)1 molL1 3溶液pH的測量方法 (1)pH試紙法：用鑷子夾取一小塊試紙放在 或_上，用玻璃棒蘸取待測溶液點在試紙的中央，變色后與 比色卡對照，即可確定溶液的pH。 (2)pH計測量法。表面皿表面皿玻璃片玻璃片標準標準 1pH7的溶液一定是中性溶液嗎？ 提示：pH7的溶液，不一定是中性
8、溶液。因為溫度不同，水的離子積不同，如100 時，pH6的溶液為中性溶液，pH7時為堿性溶液。 2用pH試紙測pH時應注意什么問題？記錄數(shù)據(jù)時又要注意什么？是否可用pH試紙測定氯水的pH? 提示：pH試紙使用前不能用蒸餾水潤濕，否則待測液因被稀釋可能產(chǎn)生誤差；用pH試紙讀出的pH只能是整數(shù)；不能用pH試紙測定氯水的pH，因為氯水呈酸性的同時呈現(xiàn)強氧化性(漂白性)。 1判斷下列溶液在常溫下的酸、堿性： (1)相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合() (2)相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合() (3)相同濃度NH3H2O和HCl溶液等體積混合() (4)pH2的HCl和pH12
9、的NaOH溶液等體積混合() (5)pH3的HCl和pH10的NaOH溶液等體積混合() (6)pH3的HCl和pH12的NaOH溶液等體積混合() (7)pH2的CH3COOH和pH12的NaOH溶液等體積混合() (8)pH2的HCl和pH12的NH3H2O等體積混合() 答案：(1)中性(2)堿性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)堿性(7)酸性(8)堿性溶液混合后酸、堿性的判斷溶液混合后酸、堿性的判斷 答案：C 3在某溫度時，測得0.01 molL1的NaOH溶液的pH11。 (1)該溫度下水的離子積常數(shù)KW_。 (2)在此溫度下，將pHa的NaOH溶液Va L與pHb的硫酸Vb L混
10、合。 若所得混合液為中性，且a12，b2，則 Va Vb_。 若所得混合液為中性，且ab12，則 Va Vb_。 解析：(1)由題意知，溶液中c(H)1011 molL1，c(OH)0.01 molL1，故KWc(H)c(OH)1013。 答案：(1)11013(2)1 1010 1走出溶液稀釋時走出溶液稀釋時pH判斷的誤區(qū)判斷的誤區(qū) 答案：(1)6略小于(2)1 10 5在體積均為1 L、pH均等于2的鹽酸和醋酸溶液中，分別投入0.23 g Na，則圖中比較符合反應事實的曲線是() 答案：B 6物質(zhì)AE都是由下表中的離子組成的，常溫下將各物質(zhì)的溶液從1 mL稀釋到1 000 mL，pH的變化
11、關(guān)系如圖所示，其中A與D反應得到E。請回答下列問題。 (1)根據(jù)pH的變化關(guān)系，寫出下列物質(zhì)的化學式： B_，C_。 (2)寫出A與C反應的離子方程式：_。 警示一：不能正確理解酸、堿的無限稀釋規(guī)律。 常溫下任何酸或堿溶液無限稀釋時，溶液的pH都不可能大于7或小于7，只能接近7。 警示二：不能正確理解弱酸、弱堿的稀釋規(guī)律。注：表中注：表中an7。溶液溶液pH的計算的計算 答案：(1)12(2)3(3)9.7(4)6(5)2.9(6)11 (1)思路提示： 在做關(guān)于溶液的pH計算的題目時，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液顯酸性用溶液中的c(H)來計算；溶液顯堿性先求溶液中的c(OH)，再求溶液中的
12、c(H)。 簡記口訣： 酸按酸(H)，堿按堿(OH)，酸堿中和求過量，無限稀釋7為限。 (2)思維模板： 1實驗原理 利用中和反應，用 的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實驗方法。 2實驗關(guān)鍵 (1)準確測定 。 (2)準確判斷 。考點三酸、堿中和滴定考點三酸、堿中和滴定已知濃度已知濃度標準溶液的體積標準溶液的體積滴定終點滴定終點 3實驗用品 (1)試劑：標準液、待測液、指示劑、蒸餾水。 (2)儀器： 滴定管(如圖A)、 滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺、燒杯、錐形瓶。酸式酸式堿式堿式 (3)滴定管的使用： 酸性、氧化性的試劑一般用酸式滴定管，因為酸和氧化性物質(zhì)易 。 堿性的試劑一般用
13、堿式滴定管，因為堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃，致使 無法打開。 4實驗操作 實驗操作(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)： (1)滴定前的準備： 滴定管：查漏洗滌潤洗裝液調(diào)液面記錄。 錐形瓶：注堿液記體積加指示劑。腐蝕橡膠管腐蝕橡膠管活塞活塞 (2)滴定：(3)終點判斷：終點判斷：等到滴入最后一滴標準液，指示劑變色，且在半分鐘內(nèi)等到滴入最后一滴標準液，指示劑變色，且在半分鐘內(nèi) 原原來的顏色，視為滴定終點并記錄標準液的體積。來的顏色，視為滴定終點并記錄標準液的體積。不恢復不恢復 6常用酸堿指示劑及變色范圍V(HCl) 7.因操作不當引起的V(標)及c(待測)的變化以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示
14、劑)見下表： 1酸式滴定管怎樣查漏？ 提示：向已洗凈的滴定管中裝上一定體積的水，安置在滴定管夾上直立靜置兩分鐘，觀察有無水滴漏下。然后將活塞旋轉(zhuǎn)180，再靜置兩分鐘，觀察有無水滴漏下，如均不漏水，滴定管即可使用。 2容量為25 mL的滴定管，滴定過程中用去10.00 mL的液體，此時滴定管中剩余液體的體積為15 mL嗎？ 提示：由于滴定管的“0”刻度在滴定管的上方；滴定管下端是沒有刻度的，故剩余液體體積大于15 mL。 3滴定終點就是酸堿恰好中和的點嗎？ 1.用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考如圖所示儀器從下表中選出正確選項()酸、堿中和滴定儀器及指示劑的選擇酸、堿中和滴
15、定儀器及指示劑的選擇 解析：A項中選用的指示劑和滴定管均錯誤；B項中選用滴定管錯誤；C項中選用滴定管錯誤。 答案：D 2.以0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定c molL1某弱酸HA溶液，其滴定曲線如右圖所示。下列說法正確的是() A可用甲基橙作滴定指示劑(已知甲基橙的變色范圍為3.14.4，pH4.4時溶液為黃色) B指示劑指示的滴定終點就是反應終點 C突變范圍的大小與酸的強弱及酸的濃度有關(guān) D滴定時氫氧化鈉溶液盛放在帶活塞的滴定管中 解析：由突變范圍可知A選項錯誤，應選酚酞；反應終點是指酸與堿剛好完全反應，而指示劑指示的是一個變色范圍，B錯誤；當酸的酸性很強，濃度較稀時，突變范圍
16、就大，C正確；帶活塞的為酸式滴定管，不可以盛NaOH溶液，D錯誤。 答案：C 指示劑選擇的基本原則 變色要靈敏，變色范圍要小，使變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致。 (1)不能用石蕊做指示劑。 (2)滴定終點為堿性時，用酚酞做指示劑，例如用NaOH溶液滴定醋酸。 (3)滴定終點為酸性時，用甲基橙做指示劑，例如用鹽酸滴定氨水。 (4)強酸滴定強堿一般用甲基橙，但用酚酞也可以。 (5)并不是所有的滴定都須使用指示劑，如用標準的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時，KMnO4顏色褪去時即為滴定終點。 3制備Cl2的實驗中，反應常會因鹽酸濃度下降而停止，為測定反應殘余液中鹽酸的濃度，該小組同學提出
17、酸堿中和滴定法測定方案。方案如下：首先準確量取殘余清液稀釋一定的倍數(shù)后作為試樣，平行做了4次滴定。實驗中所用NaOH溶液濃度為0.200 0 molL1，以下是實驗記錄與數(shù)據(jù)處理(不考慮NaOH與殘液中其他成分的反應)。酸堿中和滴定數(shù)據(jù)處理及誤差分析酸堿中和滴定數(shù)據(jù)處理及誤差分析 (1)經(jīng)計算，該次滴定測定的試樣中鹽酸濃度為_molL1。 (2)在本實驗的滴定過程中，下列操作會使實驗結(jié)果偏小的是_(填寫序號)。 a開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡，滴定結(jié)束氣泡消失 b未用標準NaOH溶液潤洗滴定管 c錐形瓶中加入待測鹽酸后，再加少量水 d錐形瓶在滴定時劇烈搖動，有少量液體濺出 e滴定前錐形瓶用待
18、測鹽酸潤洗 f觀察讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定后俯視 答案：(1)0.220 0(2)df 圖解量器的讀數(shù)方法 (1)平視讀數(shù)(如圖1)：實驗室中用量筒、移液管或滴定管量取一定體積的液體，讀取液體體積時，視線應與凹液面最低點保持水平，視線與刻度的交點即為讀數(shù)(即凹液面定視線，視線定讀數(shù))。 (2)俯視讀數(shù)(如圖2)：當用量筒測量液體的體積時，由于俯視視線向下傾斜，尋找切點的位置在凹液面的上側(cè)，讀數(shù)高于正確的刻度線位置，即讀數(shù)偏大。 (3)仰視讀數(shù)(如圖3)：讀數(shù)時，由于視線向上傾斜，尋找切點的位置在液面的下側(cè)，因滴定管刻度標法與量筒不同，這樣仰視讀數(shù)偏大。 至于俯視和仰視的誤差，還要結(jié)合具體儀器進
19、行分析，因為量筒刻度從下到上逐漸增大；而滴定管刻度從下到上逐漸減小，并且滴定管中液體的體積是兩次體積讀數(shù)之差，在分析時還要看滴定前讀數(shù)是否正確，然后才能判斷實際量取的液體體積是偏大還是偏小。 4(2014年高考重慶卷)中華人民共和國國家標準(GB27602011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25 gL1。某興趣小組用圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行測定。滴定法的拓展應用滴定法的拓展應用 (1)儀器A的名稱是_，水通入A的進口為_。 (2)B中加入300.00 mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為_。 (3)除去C中過
20、量的H2O2，然后用0.090 0 molL1 NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇圖2中的_；若滴定終點時溶液的pH8.8，則選擇的指示劑為_；若用50 mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內(nèi)液體的體積(填序號)_(10 mL，40 mL，40 mL)。 (4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00 mL，該葡萄酒中SO2含量為：_gL1。 (5)該測定結(jié)果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施_。 解析：(1)儀器A是蒸餾實驗中使用的冷凝管；為使冷凝更充分，要讓水在冷凝管中緩慢上升，所以水由b口進，若a口進，冷凝管中水裝不滿。(2)SO2具有還
21、原性，而H2O2具有氧化性，所以反應為SO2H2O2=H2SO4。(3)NaOH是強堿，應裝在堿式滴定管中，為趕出尖嘴處氣泡，要讓尖嘴部分略向上彎曲排出氣泡，所以選；酚酞的變色范圍在8.210.0之間，而滴定終點時溶液的pH8.8，所以可以選擇酚酞作指示劑；根據(jù)題意及滴定管的結(jié)構(gòu)知，刻度“10”處至尖嘴部分均有溶液，所以滴定管內(nèi)液體體積大于40 mL，選。 答案：(1)冷凝管或冷凝器b (2)SO2H2O2=H2SO4(3)酚酞 (4)0.24 (5)原因：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發(fā)的影響。 氧化還原滴定要點歸納 1原理：
22、以氧化劑或還原劑為滴定劑，直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質(zhì)，或者間接滴定一些本身并沒有還原性或氧化性，但能與某些還原劑或氧化劑反應的物質(zhì)。 2試劑：常見的用于滴定的氧化劑有KMnO4、K2Cr2O7等，常見的用于滴定的還原劑有亞鐵鹽、草酸、維生素C等。 3指示劑：氧化還原滴定法的指示劑有三類。a.氧化還原指示劑；b.專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍；c.自身指示劑，如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時，滴定終點為溶液由無色變?yōu)闇\紅色。 試紙的使用及滴定終點的判定 典例1聚合硫酸鐵又稱聚鐵，化學式為Fe2(OH)n(SO4)30.5nm，廣泛用于污水處理。實驗室利用硫酸廠
23、燒渣(主要成分為鐵的氧化物及少量FeS、SiO2等)制備聚鐵和綠礬(FeSO47H2O)過程如下： 溶液Z的pH影響聚鐵中鐵的質(zhì)量分數(shù)，用pH試紙測定溶液pH的操作方法為_。 標準答案：將一小片pH試紙放在玻璃片(或表面皿或點滴板)上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取少許待測液，點在pH試紙的中部，試紙變色后，與標準比色卡對比，讀出讀數(shù) 滿分答題規(guī)則 有關(guān)試紙的使用，除了以上3個規(guī)則之外，還應注意： 規(guī)則4.注意測量范圍，讀數(shù)要正確 用pH試紙是粗略測量pH的方法，標準比色卡只有整數(shù)值，故只能讀出近似整數(shù)值，如果說“用pH試紙測定某溶液的pH為8.3”一定是錯誤的。 規(guī)則5.注意答題規(guī)范 如不能出現(xiàn)錯別
24、字，如“蘸取”不能寫為“沾取”，不能隨意口語化，如“標準比色卡”不能回答為“讀數(shù)卡”等。 規(guī)則6.明確各種試紙的使用范圍 (1)pH試紙，可用于粗略地測定溶液酸堿性的相對強弱； (2)淀粉KI試紙，可用于定性地檢驗具有氧化性物質(zhì)的存在或氧化性氣體收集時的驗滿； (3)紅色石蕊試紙，可用于定性地檢驗堿性氣體、堿性溶液和堿性氣體收集時的驗滿； (4)藍色石蕊試紙，可用于定性地檢驗酸性氣體、酸性溶液和酸性氣體收集時的驗滿。 答題模板 類型1.定量試紙(如pH試紙)： 取一小片試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在試紙上，待試紙變色后再與標準比色卡對照，得出測量數(shù)據(jù)。 類型2.定性試紙(如紅色
25、石蕊試紙、藍色石蕊試紙、淀粉KI試紙等) (1)檢驗溶液：將試紙放在表面皿上，用潔凈的玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙的中部，試紙由色變?yōu)樯醋C明溶液具有性質(zhì)。 (2)檢驗氣體：取一小片試紙用蒸餾水潤濕，沾在玻璃棒的一端，靠近盛有待測氣體容器口(如試管的管口)附近，試紙由色變?yōu)樯?，即證明該氣體是。 標準答案：淀粉溶液當?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3標準溶液后，溶液由藍色變成無色，且半分鐘內(nèi)不恢復原來的顏色 滿分答題規(guī)則 在判斷滴定終點時，除了以上3個規(guī)則之外，還要注意： 規(guī)則4.明確判斷操作、現(xiàn)象和結(jié)論的關(guān)系 如必須先明確怎么做(滴入最后一滴標準溶液)，有何現(xiàn)象(顏色如何變化)，然后再得出結(jié)論，不能
26、結(jié)論、現(xiàn)象混淆或先結(jié)論后現(xiàn)象等。 規(guī)則5.語言敘述嚴謹，不模棱兩可 如“且半分鐘內(nèi)不恢復原來的顏色”不能表述成“且半分鐘內(nèi)不褪色”，因為滴定終點時可能是“由顏色變?yōu)闊o色”，也可能是“由無色變?yōu)轭伾被颉坝深伾優(yōu)轭伾?，不能簡單地用“不褪色”描述?答題模板 當?shù)稳胱詈笠坏螛藴嗜芤汉?，溶液變成色，且半分鐘?nèi)不恢復原來的顏色。 注意：解答此類題目注意3個關(guān)鍵點： 必須說明是滴入“最后一滴”溶液。 必須說明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。 必須說明溶液顏色變化后“半分鐘內(nèi)不再恢復原來的顏色”。 答案：A 答案：將一小塊pH試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液，點在pH試紙上，等試紙變
27、色后，再與標準比色卡對照 3某學生用0.200 0 molL1的標準NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸，其操作有如下幾步： 用蒸餾水洗滌堿式滴定管，并立即注入NaOH溶液至“0”刻度線以上 固定好滴定管并使滴定管尖嘴充滿液體 調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度線稍下，并記下讀數(shù) 移取20.00 mL待測液注入潔凈的錐形瓶中， 并加入3滴酚酞溶液 用標準液滴定至終點，記下滴定管液面讀數(shù)。請回答： (1)以上步驟有錯誤的是(填編號)_，該錯誤操作會導致測定結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“無影響”)_。 (2)步驟中，在記下滴定管液面讀數(shù)時，滴定管尖嘴有氣泡，測定結(jié)果(填“偏大”“偏小”或“無影響”)_。 (3)判斷滴定終點的現(xiàn)象是_。 解析：(1)堿式滴定管必須用待裝液潤洗。若不潤洗相當于稀釋NaOH溶液，則會使測定結(jié)果偏大。 (2)讀數(shù)時滴定管尖嘴有氣泡，則實際消耗的氫氧化鈉溶液的體積偏小，故計算所得鹽酸的濃度偏小。 (3)滴定終點為混合液由無色變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不變色。 答案：(1)偏大(2)偏小 (3)滴入最后一滴NaOH溶液，混合液由無色變?yōu)榧t色且半分鐘內(nèi)不變色
優(yōu)化探究高考化學總復習 8.2水的電離和溶液的酸堿性課件
