高考化學(xué)總復(fù)習(xí)第八單元第2講水的電離與溶液的酸堿性教案新人教版.docx

第2講水的電離與溶液的酸堿性見自學(xué)聽講P150一、水的電離與離子積常數(shù)1.水的電離水是一種極弱的電解質(zhì),其電離方程式為,簡寫為。25 時,純水中c(H+)=c(OH-)=。2.水的離子積水的離子積常數(shù)Kw=。3.影響水電離平衡的因素變化情況改變條件電離平衡移動方向c(OH-)c(H+)c(H+)與c(OH-)的關(guān)系Kw水的電離程度加入酸逆減小增大c(H+)c(OH-)不變減小加入堿逆增大減小c(H+)c(OH-)不變減小可水解的鹽Na2CO3正增大減小c(H+)c(OH-)不變增大NH4Cl正減小增大c(H+)c(OH-)不變增大溫度升溫正增大增大c(H+)c(OH-)增大增大降溫逆減小減小c(H+)c(OH-)減小減小其他:如加入Na正增大減小c(H+)c(OH-)不變增大1.水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度升高,Kw增大。2.Kw不僅適用于純水,也適用于酸、堿、鹽的稀溶液。3.水的離子積常數(shù)提示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都同時存在H+和OH-,只是相對含量不同而已。并且在稀酸或稀堿溶液中,當(dāng)溫度為25 時,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14仍為同一常數(shù)。二、溶液的酸堿性與pH1.定義:pH=,廣泛pH的范圍為。注意:當(dāng)溶液中c(H+)或c(OH-)大于1 molL-1時,不用pH表示溶液的酸堿性。2.pH與溶液酸堿性的關(guān)系(25 時)pHc(H+)與c(OH-)的關(guān)系溶液的酸堿性pH7溶液呈,pH越大,溶液的越強(qiáng)3.pH的測定(1)酸堿指示劑:只能測出pH的,一般不能準(zhǔn)確測定pH。常用酸堿指示劑的變色范圍:指示劑pH的變色范圍石蕊8藍(lán)色甲基橙4.4黃色酚酞10紅色(2)pH試紙:粗略測定溶液的pH,廣泛pH試紙一般可測出pH的整數(shù)值。使用時將pH試紙放在上,用潔凈的玻璃棒蘸取待測液,然后與對照。(3)pH計:通過儀器來精確測定溶液的pH。1.解答有關(guān)pH的計算時,首先要注意溫度,明確是25 還是非25 ,然后判斷溶液的酸堿性,再根據(jù)“酸按酸”“堿按堿”的原則進(jìn)行計算。2.pH試紙在使用前不能用蒸餾水潤濕,否則待測液被稀釋可能會產(chǎn)生誤差。三、酸堿中和滴定1.實(shí)驗(yàn)原理(1)用已知濃度的酸(或堿)滴定未知濃度的堿(或酸),根據(jù)中和反應(yīng)的等量關(guān)系來測定酸(或堿)的濃度。(2)利用酸堿指示劑明顯的顏色變化,表示反應(yīng)已完全,指示滴定終點(diǎn)。2.實(shí)驗(yàn)用品(1)儀器:、滴定管夾、鐵架臺、。(2)試劑:標(biāo)準(zhǔn)液、待測液、蒸餾水。(3)滴定管的使用試劑性質(zhì)滴定管原因酸性、氧化性堿性3.實(shí)驗(yàn)操作(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)(1)滴定前的準(zhǔn)備滴定管:洗滌裝液排氣泡調(diào)液面記錄。錐形瓶:注堿液記讀數(shù)加指示劑。(2)滴定(3)終點(diǎn)判斷:當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)液時,指示劑變色,且,視為滴定終點(diǎn),并記錄消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積。(4)操作步驟儀器的洗滌滴定管(或移液管):自來水蒸餾水。裝液調(diào)整液面裝液,一般使液面高于“”刻度:驅(qū)除玻璃尖嘴處的氣泡。讀數(shù)調(diào)整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,讀出初讀數(shù),記為V1 mL,達(dá)到滴定終點(diǎn),讀出末讀數(shù),記為V2 mL,實(shí)驗(yàn)消耗滴定劑的體積為mL。4.數(shù)據(jù)處理按上述操作重復(fù)23次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=計算。5.誤差分析分析依據(jù):cB=cAVAVB(VB表示準(zhǔn)確量取的待測液的體積,cA表示標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度)若VA偏大cB;若VA偏小cB。1.盛放強(qiáng)氧化性溶液、酸性溶液時選擇酸式滴定管,如酸性高錳酸鉀溶液、硝酸、稀硫酸等。盛放堿溶液、堿性溶液時選擇堿式滴定管,如NaOH溶液、Na2CO3溶液等。2.滴定終點(diǎn)溶液為堿性時,用酚酞作指示劑,例如用NaOH溶液滴定醋酸。3.滴定終點(diǎn)溶液為酸性時,用甲基橙作指示劑,例如用鹽酸滴定氨水。H2O+H2OH3O+OH-H2OH+OH-10-7 molL-1c(H+)c(OH-)=c(OH-)酸性酸性c(H+)=c(OH-)中性c(H+)c(OH-)pH10-7 molL-1中性c(H+)=c(OH-)pH=7c(H+)=10-7 molL-1堿性c(H+)7c(H+)”“c(H+),則混合溶液可能呈(填字母)。 A.酸性B.堿性C.中性解析 (1)酸和堿都會抑制水的電離,故只有為NaCl溶液,對H2O的電離無抑制作用。對水電離的抑制程度相同。(2)因pH=12的氨水中c(NH3H2O)0.01 molL-1,故混合,欲使pH=7,則消耗溶液的體積。(3)由電荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),僅知道c(CH3COO-)c(H+),無法比較c(H+)與c(OH-)的相對大小,也就無法判斷混合溶液的酸堿性,故選A、B、C三項(xiàng)。答案 (1);(2)(3)ABC一、影響水電離的因素1.溫度。水的電離是吸熱的,升高溫度促進(jìn)水的電離;降低溫度抑制水的電離。2.酸、堿抑制水的電離。向蒸餾水中加入酸或堿,酸電離出的H+抑制水的電離,堿電離出的OH-抑制水的電離。3.水解的鹽促進(jìn)水的電離。水解的鹽的離子結(jié)合水電離的H+或OH-,使水的電離平衡向右移動。4.能與水反應(yīng)的活潑金屬,促進(jìn)水的電離。1.水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)c(OH-),不僅適用于純水,也適用于稀的電解質(zhì)溶液。2.水的電離常數(shù)是平衡常數(shù)的一種,只受溫度影響。二、溶液中由水電離出的c(H+)和c(OH-)任何水溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)和c(OH-)總是相等的,關(guān)鍵是理清溶液中H+和OH-的來源。1.溶質(zhì)為酸的溶液溶液中的OH-全部來自水的電離,水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-)。如25 時,pH=2的鹽酸中,溶液中的c(OH-)=Kw10-2 molL-1=10-12 molL-1,即由水電離出的c(H+)=c(OH-)=10-12 molL-1。2.溶質(zhì)為堿的溶液溶液中的H+全部來自水的電離,水電離產(chǎn)生的c(OH-)=c(H+)。如25 時,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)=10-12 molL-1,即由水電離出的c(OH-)=c(H+)=10-12 molL-1。3.水解呈酸性或堿性的鹽溶液(1)25 時,pH=5的NH4Cl溶液中,H+全部來自水的電離,由水電離出的c(H+)=10-5 molL-1,因?yàn)椴糠諳H-與部分NH4+結(jié)合,溶液中c(OH-)=10-9 molL-1。(2)25 時,pH=12的Na2CO3溶液中,OH-全部來自水的電離,由水電離出的c(OH-)=10-2 molL-1。1.25 時,水中存在電離平衡:H2OH+OH-H0。下列敘述正確的是()。A.將水加熱,Kw增大,pH不變B.向水中加入少量NaHSO4固體,c(H+)增大,Kw不變C.向水中加入少量NaOH固體,平衡逆向移動,c(OH-)減小D.向水中加入少量NH4Cl固體,平衡正向移動,c(OH-)增大解析加熱促進(jìn)水的電離,Kw增大,pH減小,但水仍呈中性,A項(xiàng)錯誤;加入NaOH固體,c(OH-)增大,C項(xiàng)錯誤;加入NH4Cl固體,NH4+水解促進(jìn)水的電離,但c(OH-)減小,D項(xiàng)錯誤。答案B2.甲、乙、丙、丁四位同學(xué)通過計算得出室溫下,在pH=12的某溶液中,由水電離出的c(OH-)分別為甲:1.010-7 molL-1;乙:1.010-6 molL-1;丙:1.010-2 molL-1;丁:1.010-12 molL-1。其中你認(rèn)為可能正確的數(shù)據(jù)是()。A.甲、乙B.乙、丙C.丙、丁D.乙、丁解析如果該溶液是一種強(qiáng)堿(如NaOH)溶液,則該溶液的OH-首先來自堿(NaOH)的電離,水的電離被抑制,c(H+)=110-12 molL-1,所有這些H+都來自水的電離,水電離出相同物質(zhì)的量的OH-,所以丁正確。如果該溶液是一種強(qiáng)堿弱酸鹽溶液,則該溶液呈堿性是由于鹽中弱酸根離子水解。水解時,弱酸根離子與水反應(yīng)生成弱酸和OH-,使溶液中c(OH-)c(H+),溶液中的OH-由水電離所得,所以丙也正確。答案C3.室溫下,下列四種溶液:pH=0的鹽酸;0.1 molL-1的鹽酸;0.01 molL-1的NaOH溶液;pH=11的NaOH溶液。由水電離生成的H+濃度之比是()。A.1101001000B.011211C.14131211D.141323解析中c(H+)=1 molL-1,由水電離出的c(H+)與溶液中c(OH-)相等,等于1.010-14 molL-1。中c(H+)=0.1 molL-1,由水電離出的c(H+)=1.010-13 molL-1。中c(OH-)=1.010-2 molL-1,由水電離出的c(H+)與溶液中c(H+)相等,等于1.010-12 molL-1。中c(OH-)=1.010-3 molL-1,由水電離出的c(H+)=1.010-11 molL-1。即(1.010-14)(1.010-13)(1.010-12)(1.010-11)=1101001000。答案A4.常溫下,向20 mL 0.1 molL-1氨水溶液中滴加鹽酸,溶液中由水電離出的c(H+)隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。下列說法正確的是()。A.b、d兩點(diǎn)為恰好完全反應(yīng)點(diǎn)B.c點(diǎn)溶液中:c(NH4+)=c(Cl-)C.a、b之間的任意一點(diǎn):c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-)D.常溫下,0.1 molL-1氨水的電離常數(shù)K110-5解析向氨水中逐滴加入鹽酸,水的電離程度由小逐漸變大,后又逐漸減小;b點(diǎn)表示氨水的電離與NH4+的水解程度相互“抵消”;隨著NH4+的水解占優(yōu)勢,c點(diǎn)NH4+的水解程度達(dá)到最大,也是恰好完全反應(yīng)點(diǎn);再繼續(xù)加入鹽酸,鹽酸過量抑制水的電離。根據(jù)以上分析可知,b點(diǎn)氨水過量,d點(diǎn)鹽酸過量,A項(xiàng)錯誤;c點(diǎn)溶質(zhì)是NH4Cl,因NH4+水解,故c(NH4+)c(Cl-),B項(xiàng)錯誤;a、b之間氨水電離占優(yōu)勢,c(Cl-)c(NH4+),c(H+)c(OH-),C項(xiàng)錯誤;a點(diǎn),溶液中c(NH4+)c(OH-),c(NH3H2O)=0.1 molL-1-0.001 molL-10.1 molL-1,則氨水的電離常數(shù)K=c(NH4+)c(OH-)c(NH3H2O)10-310-30.1=10-5,D項(xiàng)正確。答案D溶液的酸堿性與pH1.判斷正誤(正確的打“”,錯誤的打“”)。(1)用潤濕的pH試紙測溶液的pH,一定會使結(jié)果偏低。()(2)一定溫度下,pH=a的氨水,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b+1。()(3)25 時,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 時,某溶液中水電離出的c(H+)=10-13,則該溶液的pH一定為13。()(5)常溫下,pH=3的鹽酸和pH=12的NaOH溶液等體積混合后所得溶液呈堿性。()(6)25 時,把pH=2的酸溶液與pH=12的堿溶液等體積混合后,所得溶液的pH=7 。()(7)pH=6.8的溶液呈酸性。()答案 (1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2.用pH試紙測溶液的pH時應(yīng)注意什么問題?記錄數(shù)據(jù)時要注意什么?是否可用pH試紙測定氯水的pH?答案pH試紙使用前不能用蒸餾水潤濕,否則待測液被稀釋,可能產(chǎn)生誤差,中性溶液的pH不變,非中性溶液的pH測定值將比實(shí)際值偏大(酸性溶液)或偏小(堿性溶液);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?yàn)槁人瘸仕嵝杂钟袕?qiáng)氧化性(漂白性),pH試紙會被氧化為白色。3.用“酸性”“堿性”“中性”或“不確定”填空。(1)pH110-7 molL-1的溶液:。 (3)水電離出的c(H+)=110-4 molL-1的溶液:。 (4)c(H+)c(OH-)的溶液:。 (5)pH=0的溶液(25 ):。 (6)25 時,Kwc(H+)=110-10 molL-1的溶液:。 (7)pH=6的溶液:。 (8)Kw=110-12時,pH=6的溶液:。 (9)常溫下,pH=3的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等體積混合:。 (10)25 時,pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等體積混合:。 (11)25 時,pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3H2O溶液等體積混合:。 答案 (1)不確定(2)不確定(3)不確定(4)酸性(5)酸性(6)酸性(7)不確定(8)中性(9)堿性(10)酸性(11)堿性一、溶液的酸堿性(常溫下)二、溶液pH的計算方法1.總體原則2.單一溶液的計算方法(1)濃度為c的強(qiáng)酸(HnA):c(H+)=nc,pH=-lgc(H+)。(2)濃度為c的強(qiáng)堿B(OH)n:由c(OH-)=nc可推c(H+)=Kwc(OH-)=Kwnc再求pH=-lgc(H+)=lgnc-lgKw。3.混合溶液的計算方法(1)同性混合若為酸的溶液混合,則先求c(H+)混=c(H+)1V1+c(H+)2V2V1+V2再求pH。若為堿的溶液混合,則先求c(OH-)混=c(OH-)1V1+c(OH-)2V2V1+V2再求c(H+)=Kwc(OH-)混最后求pH。(2)異性混合若酸過量,則先求c(H+)過=c(H+)酸V酸-c(OH-)堿V堿V酸+V堿再求pH。若堿過量,則先求c(OH-)過=c(OH-)堿V堿-c(H+)酸V酸V酸+V堿再求c(H+)=Kwc(OH-)過最后求pH。1.已知溫度為T時,水的離子積常數(shù)為Kw。該溫度下,將濃度為a molL-1的一元酸HA與b molL-1的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是()。A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)=Kw molL-1D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)解析因?yàn)橐辉岷鸵辉獕A的強(qiáng)弱未知,所以不可依據(jù)a=b判斷,A項(xiàng)錯誤;只有25 時中性溶液的pH=7,B項(xiàng)錯誤;無論溶液呈酸性、堿性還是中性,根據(jù)電荷守恒都有c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),D項(xiàng)錯誤。答案C2.(2018年山東泰安模擬)常溫下,下列關(guān)于溶液稀釋的說法正確的是()。A.將1 L 0.1 molL-1的Ba(OH)2溶液加水稀釋為2 L,pH=13B.pH=3的醋酸溶液加水稀釋100倍,pH=5C.pH=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=110-6 molL-1D.pH=8的NaOH溶液加水稀釋100倍,其pH=6解析A項(xiàng),c(OH-)=1 L0.1molL-122 L=0.1 molL-1,c(H+)=110-13 molL-1,故pH=13;B項(xiàng),稀釋100倍,pHc(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)C.V=20D.a、b、c三點(diǎn)中水的電離程度最大的是c點(diǎn)解析CH3COOHCH3COO-+H+,根據(jù)電離平衡常數(shù)的定義,K=c(CH3COO-)c(H+)c(CH3COOH)=c2(H+)0.01=1.610-5,解得c(H+)=410-4 molL-1,A項(xiàng)錯誤;根據(jù)電荷守恒c(K+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c點(diǎn)pH=7,即c(H+)=c(OH-),即c(K+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-),B項(xiàng)錯誤;醋酸是弱酸,當(dāng)V=20 mL時,醋酸和KOH恰好完全反應(yīng),溶質(zhì)為CH3COOK,溶液顯堿性,因此Vc(CO32-)c(Cl-)c(OH-)c(H+)B.在b點(diǎn)的溶液中,2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 molC.在c點(diǎn)的溶液pHc(CO32-)c(OH-)c(Cl-)c(H+),A項(xiàng)錯誤;在b點(diǎn)的溶液中pH=7,有二氧化碳生成,根據(jù)原子守恒可知2n(CO32-)+n(HCO3-)0.001 mol,B項(xiàng)正確;碳酸氫根離子的水解程度大于其電離程度,其pHc(CH3COO-),D項(xiàng)錯誤。答案B3.(2017年全國卷,13)常溫下將NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH與離子濃度變化的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯誤的是()。A.Ka2(H2X)的數(shù)量級為10-6B.曲線N表示pH與lgc(HX-)c(H2X)的變化關(guān)系C.NaHX溶液中c(H+)c(OH-)D.當(dāng)混合溶液呈中性時,c(Na+)c(HX-)c(X2-)c(OH-)=c(H+)解析由H2XH+HX-可知,Ka1=c(H+)c(HX-)c(H2X),則c(H+)=Ka1c(H2X)c(HX-),等式兩邊同取負(fù)對數(shù)可得,pH1=-lgKa1+lgc(HX-)c(H2X)。同理,由HX-H+X2-可得,pH2=-lgKa2+lgc(X2-)c(HX-)。因1Ka1Ka2,則-lgKa1-lgKa2。當(dāng)lgc(HX-)c(H2X)=lgc(X2-)c(HX-)時,有pH1pH2,故曲線 N表示pH與lgc(HX-)c(H2X)的變化關(guān)系,曲線M表示pH與lgc(X2-)c(HX-)的變化關(guān)系,B項(xiàng)正確。由曲線M可知,當(dāng)pH=4.8時,lgc(X2-)c(HX-)-0.6,由pH2=-lgKa2+lgc(X2-)c(HX-)可得,lgKa2-0.6-4.8=-5.4,Ka210-5.4=100.610-6,故Ka2的數(shù)量級為10-6,A項(xiàng)正確。NaHX溶液中,c(X2-)c(HX-)1,則lgc(X2-)c(HX-)0,此時溶液pHc(OH-),C項(xiàng)正確。由以上分析可知,HX-的電離程度大于其水解程度,故當(dāng)溶液呈中性時,c(Na2X)c(NaHX),溶液中各離子濃度大小關(guān)系為c(Na+)c(X2-)c(HX-)c(OH-)=c(H+),D項(xiàng)錯誤。答案D4.(2016年全國卷,12)298 K時,在20.0 mL 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0.10 molL-1氨水的電離度為1.32%,下列有關(guān)敘述正確的是()。A.該滴定過程應(yīng)該選擇酚酞作為指示劑B.M點(diǎn)對應(yīng)的鹽酸體積為20.0 mLC.M點(diǎn)處的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N點(diǎn)處的溶液中pH12解析鹽酸滴定氨水的實(shí)驗(yàn)中,為了準(zhǔn)確確定滴定終點(diǎn),應(yīng)選用甲基橙作指示劑,A項(xiàng)錯誤;M點(diǎn)對應(yīng)的鹽酸體積若為20.0 mL,則所得溶液pH7,為使溶液pH=7,鹽酸的體積要略小于20.00 mL,B項(xiàng)錯誤;M點(diǎn)溶液pH=7,則溶液中c(H+)=c(OH-)c(NH4+)=c(Cl-),C項(xiàng)錯誤;由氨水的電離度為1.32%可知氨水部分電離,溶液中c(OH-)0.01 molL-1,即溶液的pHc(OH-)的操作是()。A.向水中投入一小塊金屬鈉B.將水加熱煮沸C.向水中通入CO2D.向水中加入食鹽晶體解析A項(xiàng)中加入鈉,Na與H2O反應(yīng)生成NaOH,影響水的電離平衡,使c(OH-)c(H+);B項(xiàng)中加熱使電離平衡右移,c(H+)=c(OH-);C項(xiàng)中通入CO2,CO2+H2OH2CO3,使c(H+)c(OH-);而D項(xiàng)中不影響水的電離平衡,且c(H+)=c(OH-)。答案C2.常溫下,下列敘述不正確的是()。A.c(H+)c(OH-)的溶液一定顯酸性B.pH=3的弱酸溶液與pH=11的強(qiáng)堿溶液等體積混合后溶液呈酸性C.pH=5的硫酸溶液稀釋到原來的500倍,稀釋后c(SO42-)與c(H+)之比約為110D.中和10 mL 0.1 molL-1醋酸與100 mL 0.01 molL-1醋酸所需NaOH的物質(zhì)的量不同解析B項(xiàng),pH=3的弱酸溶液與pH=11的強(qiáng)堿溶液等體積混合,弱酸濃度大,有大量剩余,反應(yīng)后溶液顯酸性。C項(xiàng),pH=5的硫酸溶