（北京專(zhuān)用）2019版高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 第26講 水的電離和溶液的酸堿性?xún)?yōu)質(zhì)課件

1、第26講水的電離和溶液的酸堿性2一、水的電離平衡及影響因素一、水的電離平衡及影響因素1.水的電離水的電離(1)水是極弱的電解質(zhì),也存在著電離平衡:H2OH+OH-。在一定溫度下,水電離出來(lái)的H+和OH-濃度的乘積是一個(gè)常數(shù),稱(chēng)為水的離子積常數(shù)離子積常數(shù),用符號(hào)KW表示。(2)有關(guān)KW的兩點(diǎn)說(shuō)明a.水的離子積(KW)也適用于稀的電解質(zhì)水溶液,c(H+)和c(OH-)分別代表電解質(zhì)溶液中H+和OH-的總物質(zhì)的量濃度。KW與電解質(zhì)溶液的酸堿性無(wú)關(guān)。一般情況下在25或室溫下,KW約為1.0 10-14;而100教材研讀教材研讀3時(shí),KW約為5.510-13。b.在研究水溶液體系中離子的種類(lèi)時(shí),不要忽略

2、H+、OH-的存在。2.影響水的電離平衡的因素影響水的電離平衡的因素水的電離平衡:H2OH+OH-條件變化升高溫度加酸加堿加強(qiáng)酸弱堿鹽加強(qiáng)堿弱酸鹽加活潑金屬移動(dòng)方向c(H+)c(OH-)KW4自測(cè)自測(cè)1甲同學(xué)認(rèn)為,在水中加入H2SO4,水的電離平衡向左移動(dòng),解釋是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。乙同學(xué)認(rèn)為,加入H2SO4后,水的電離平衡向右移動(dòng),解釋為加入H2SO4后,c(H+)增大,H+與OH-中和,平衡右移。你認(rèn)為哪種說(shuō)法正確?并說(shuō)明原因。水的電離平衡移動(dòng)后,溶液中c(H+)c(OH-)是增大還是減小?5答案答案甲正確,溫度不變,KW是常數(shù),加入H2SO4,c(H+)增大,c(H

3、+)c(OH-)KW,平衡左移。水的電離平衡移動(dòng)后,溶液中c(H+)c(OH-)不變,因?yàn)镵W僅與溫度有關(guān),溫度不變,則KW不變。6自測(cè)自測(cè)2(1)25時(shí),相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液中:NaClNaOHH2SO4(NH4)2SO4,水的電離程度由大到小的順序是。(2)物質(zhì)的量濃度相同的NaOH溶液與鹽酸中,水的電離程度相同相同;常溫下,pH=5的NH4Cl溶液與pH=9的CH3COONa溶液中,水的電離程度相同相同。(均填“前者大”“后者大”或“相同”)7二、溶液的酸堿性與pH1.溶液的酸堿性溶液的酸堿性溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小。(1)c(H+)c(OH-),

4、溶液呈酸性;(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;(3)c(H+)c(OH-),溶液呈堿性。82.pH9自測(cè)自測(cè)3pH7的溶液一定是堿性溶液?jiǎn)?pH=7的溶液一定是中性溶液?jiǎn)?10答案答案不一定。上述說(shuō)法只有在常溫下才成立。如在某溫度下,水的離子積常數(shù)為110-12,此時(shí)pH=6的溶液為中性溶液,pH6的溶液為堿性溶液,pH6的溶液為酸性溶液。11自測(cè)自測(cè)4判斷下列溶液在常溫下的酸、堿性(在括號(hào)中填“酸性”“堿性”或“中性”)。(1)相同濃度的鹽酸和NaOH溶液等體積混合(中性中性)(2)相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合(堿性堿性)(3)相同濃度氨水和鹽酸等體積混合(酸性

5、酸性)(4)pH=2的鹽酸和pH=12的NaOH溶液等體積混合(中性中性)(5)pH=3的鹽酸和pH=10的NaOH溶液等體積混合(酸性酸性)(6)pH=3的鹽酸和pH=12的NaOH溶液等體積混合(堿性堿性)(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等體積混合(酸性酸性)(8)pH=2的鹽酸和pH=12的氨水等體積混合(堿性堿性)12三、酸堿中和滴定三、酸堿中和滴定1.酸堿中和滴定是利用中和反應(yīng),用已知濃度已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。2.實(shí)驗(yàn)用品實(shí)驗(yàn)用品(1)試劑:標(biāo)準(zhǔn)液、待測(cè)液、指示劑、蒸餾水。(2)主要儀器:酸式酸式滴定管(如圖A)、堿式堿式滴

6、定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺(tái)、燒杯、錐形瓶。13(3)滴定管使用注意事項(xiàng)a.“0”刻度在上,精確度為0.01mL。b.盛裝酸性、氧化性試劑一般用酸式酸式滴定管,因?yàn)樗嵝浴⒀趸晕镔|(zhì)易腐蝕或氧化橡膠腐蝕或氧化橡膠;盛裝堿性試劑一般用堿式堿式滴定管,因?yàn)閴A性物質(zhì)易腐蝕玻璃腐蝕玻璃,致使活塞活塞無(wú)法打開(kāi)。143.實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)操作(1)滴定前的準(zhǔn)備a.滴定管:查漏潤(rùn)洗裝液排氣泡調(diào)液面記錄。b.錐形瓶:注待測(cè)液加指示劑。(2)滴定過(guò)程左手控制活塞或玻璃球,右手搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶?jī)?nèi)溶液顏色變化。(3)終點(diǎn)判斷滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,指示劑變色,且在半分鐘內(nèi)不恢復(fù)不恢復(fù)為原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn),記

7、錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。15(4)數(shù)據(jù)處理重復(fù)滴定操作23次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均平均值,根據(jù)c(待測(cè))=計(jì)算。4.酸堿中和滴定誤差分析酸堿中和滴定誤差分析以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿溶液(酚酞作指示劑)為例,常見(jiàn)的因操作不正確而引起的誤差有:()()()cVV標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)待測(cè)1617自測(cè)自測(cè)5(1)KMnO4(H+)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀鹽酸應(yīng)分別盛放在哪種滴定管中?(2)滴定管盛標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),其液面一定要在0刻度嗎?(3)滴定終點(diǎn)就是酸、堿恰好中和的點(diǎn)嗎?18答案答案(1)強(qiáng)氧化性溶液、酸性溶液應(yīng)盛放在酸式滴定管中,堿性溶液應(yīng)盛放在堿式滴定管中,故KMnO4(H+)溶液、溴水、稀鹽酸應(yīng)

8、盛放在酸式滴定管中,Na2CO3溶液應(yīng)盛放在堿式滴定管中。(2)不一定。只要在0刻度或0刻度以下的某刻度即可,但一定要記錄下滴定開(kāi)始前液面的讀數(shù)。(3)滴定終點(diǎn)是指示劑顏色發(fā)生突變的點(diǎn),不一定是酸、堿恰好中和的點(diǎn)。19自測(cè)自測(cè)6某學(xué)生用0.2000molL-1的標(biāo)準(zhǔn)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”刻度以上;固定好滴定管并使滴定管尖嘴充滿(mǎn)液體;調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”刻度以下某一刻度,并記下讀數(shù);移取20.00mL待測(cè)液注入潔凈的錐形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;用標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),記下滴定管液面讀數(shù)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)以上

9、步驟有錯(cuò)誤的是(填編號(hào)),該錯(cuò)誤操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大偏大(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。(2)判斷滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象:錐形瓶中溶液從無(wú)無(wú)色變?yōu)闇\紅淺紅色,20且半分鐘內(nèi)不變色。(3)如圖是某次滴定時(shí)滴定管中的液面,其讀數(shù)為22.60mL。(4)根據(jù)下列數(shù)據(jù),請(qǐng)計(jì)算待測(cè)鹽酸的濃度為0.2000molL-1。滴定次數(shù)待測(cè)液體積(mL)標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液讀數(shù)記錄(mL)滴定前讀數(shù)滴定后讀數(shù)第一次20.000.4020.40第二次20.004.0024.00第三次20.002.0024.1021解析解析(1)標(biāo)準(zhǔn)液裝入滴定管前應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗滴定管,若沒(méi)有潤(rùn)洗,會(huì)導(dǎo)致使用標(biāo)準(zhǔn)液體積偏大,則測(cè)定結(jié)果偏大。

10、(2)顏色變化為無(wú)色變?yōu)闇\紅色。(3)由圖可知讀數(shù)為22.60mL。(4)第三次數(shù)據(jù)誤差較大,在計(jì)算時(shí)應(yīng)舍去。設(shè)鹽酸的濃度為x,則0.2000molL-120.0010-3L=x20.0010-3L,解得x=0.2000molL-1。22考點(diǎn)突破考點(diǎn)突破考點(diǎn)一水電離出的考點(diǎn)一水電離出的c c(H(H+ +)或或c c(OH(OH- -)的計(jì)算的計(jì)算考點(diǎn)二酸、堿溶液稀釋時(shí)考點(diǎn)二酸、堿溶液稀釋時(shí)pHpH的變化規(guī)律及的變化規(guī)律及pHpH計(jì)算計(jì)算在水溶液中c(H+)水和c(OH-)水始終是相等的。在酸溶液中,酸電離出的H+對(duì)水的電離有抑制作用,使水的電離程度降低,此時(shí)水電離出的c(H+)水可通過(guò)KW求

11、出:KW=c(H+)總c(OH-)=c(H+)水+c(H+)酸c(OH-)通常c(H+)酸c(H+)水,c(H+)總c(H+)酸,故上述式子可簡(jiǎn)化為KW=c(H+)酸c(OH-),c(OH-)=。在酸溶液中,c(H+)水等于溶液中的c(OH-),所以c(H+)水= 。利用相同的原理我們也可以得出在堿溶液中,c(OH-)水=。W(H )Kc酸考點(diǎn)一水電離出的考點(diǎn)一水電離出的c c(H(H+ +)或或c c(OH(OH- -)的計(jì)算的計(jì)算W(H )Kc酸W(OH )Kc堿在能夠發(fā)生水解的鹽溶液中,通常溶液中的H+(或OH-)完全來(lái)自于水的電離。如常溫下,pH=9的CH3COONa溶液,溶液中的c(

12、OH-)=10-5molL-1,此時(shí)水電離出的c(H+)也等于10-5molL-1,只不過(guò)大部分被CH3COO-結(jié)合生成了CH3COOH,存在于溶液中的H+的濃度僅為10-9molL-1。典例典例1下列四種溶液中,室溫下由水電離生成的H+濃度之比( )是()pH=0的鹽酸;0.1molL-1的鹽酸;0.01molL-1的NaOH溶液;pH=11的NaOH溶液。A.1 10 100 1000B.0 1 12 11C.14 13 12 11D.14 13 2 3A答案答案A中c(H+)=1molL-1,由水電離出的c(H+)與溶液中c(OH-)相等,等于1.010-14molL-1;中c(H+)=

13、0.1molL-1,由水電離出的c(H+)=1.010-13molL-1;中c(OH-)=1.010-2molL-1,由水電離出的c(H+)與溶液中c(H+)相等,等于1.010-12molL-1;中c(OH-)=1.010-3molL-1,由水電離出的c(H+)=1.010-11molL-1。(1.010-14) (1.010-13) (1.010-12) (1.010-11)=1 10 100 1000。1-1室溫下,在pH=12的某溶液中,分別有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)計(jì)算出由水電離出的c(OH-)的數(shù)據(jù)分別為甲:1.010-7molL-1;乙:1.010-6molL-1;丙:1.010-

14、2molL-1;丁:1.010-12molL-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C答案答案C如果該溶液是一種堿溶液,則該溶液中的H+完全來(lái)自水的電離,c(OH-)水=c(H+)=10-12molL-1;如果該溶液是一種強(qiáng)堿弱酸鹽溶液,則該溶液中的OH-完全來(lái)自水的電離,則c(OH-)水=molL-1=10-2molL-1。141210101-2求算下列常溫下溶液中由H2O電離的c(H+)和c(OH-)。(1)pH=2的H2SO4溶液:c(H+)=10-12molL-1,c(OH-)=10-12molL-1。(2)pH=10的NaOH溶液:c(H+)=10

15、-10molL-1,c(OH-)=10-10molL-1。(3)pH=2的NH4Cl溶液:c(H+)=10-2molL-1。(4)pH=10的Na2CO3溶液:c(OH-)=10-4molL-1。解析解析(1)pH=2的H2SO4溶液中,H+來(lái)源于H2SO4和H2O的電離,而OH-只來(lái)源于水的電離。(2)pH=10的NaOH溶液中,OH-來(lái)源于H2O和NaOH的電離,H+只來(lái)源于水的電離。(3)pH=2的NH4Cl溶液中的H+完全來(lái)自水的電離,所以由水電離的c(H+)=10-2molL-1。(4)pH=10的Na2CO3溶液中的OH-完全來(lái)自水的電離,所以由水電離的c(OH-)=molL-1=

16、10-4molL-1酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律(25)(1)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的稀釋:在稀釋時(shí),當(dāng)它們的濃度大于10-5molL-1時(shí),不考慮水的電離;當(dāng)它們的濃度小于10-5molL-1時(shí),應(yīng)考慮水的電離。例如:pH=6的鹽酸稀釋至原體積的100倍,稀釋后pH7(不能大于7);pH=8的NaOH溶液稀釋至原體積的100倍,稀釋后pH7(不能小于7);pH=3的鹽酸稀釋至原體積的100倍,稀釋后pH=5;pH=10的NaOH溶液稀釋至原體積的100倍,稀釋后pH=8。(2)弱酸、弱堿的稀釋:在稀釋過(guò)程中既有濃度的變化,又有電離平衡的移動(dòng),不能求得具體數(shù)值,只能確定其pH范

17、圍。例如:pH=3的CH3COOH溶液,稀釋至原體積的100倍,稀釋后3pH5;考點(diǎn)二酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律及pH計(jì)算32pH=10的NH3H2O溶液,稀釋至原體積的100倍,稀釋后8pH7。若強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液的pH之和小于14,則混合后溶液顯酸性,pH7。若酸、堿溶液的pH之和為14,酸、堿中有一強(qiáng)、一弱,則酸、堿溶液混合后,誰(shuí)弱顯誰(shuí)性。35典例典例2pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合,所得溶液pH=11,則強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)酸溶液的體積比是()A.11 1B.9 1C.1 1D.1 9D36答案答案D假設(shè)強(qiáng)堿溶液體積為V1L,強(qiáng)酸溶液體積為V2L,則0.1V1-0.01V2=0.

18、001(V1+V2),解得:V1 V2=1 9。372-1常溫下,關(guān)于溶液的稀釋,下列說(shuō)法正確的是()A.pH=3的醋酸溶液稀釋100倍,pH=5B.pH=4的H2SO4溶液加水稀釋至原體積的100倍,溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1.010-6molL-1C.將1L0.1molL-1的Ba(OH)2溶液稀釋至2L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀釋100倍,其pH=6C38答案答案CA項(xiàng),醋酸為弱電解質(zhì),在稀釋過(guò)程中電離平衡正向移動(dòng),pH=3的醋酸溶液稀釋100倍時(shí),3pH5;B項(xiàng),pH=4的H2SO4溶液稀釋至原體積的100倍時(shí),溶液中的c(H+)=1.010-6molL-1,水電離的c(H+)=溶液中的c(OH-)=1.010-8molL-1;C項(xiàng),1L0.1molL-1的Ba(OH)2溶液稀釋到2L時(shí),c(OH-)=0.1molL-1,c(H+)=1.010-13molL-1,pH=13;D項(xiàng),堿溶液稀釋