2023-2024學(xué)年人教版（2019）選擇性必修一3-2水的電離和溶液pH（學(xué)案）（含答案）

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第二節(jié)水的電離和溶液pH1、認(rèn)識(shí)水的電離，了解水的離子積常數(shù)。2、認(rèn)識(shí)溶液的酸堿性及pH。3、了解溶液的pH的計(jì)算及溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律。4、了解酸堿中和滴定的概念和原理。5、掌握酸堿中和滴定實(shí)驗(yàn)的操作步驟和誤差分析。1、重點(diǎn)：（1）外界因素對(duì)水的電離平衡的影響；（2）溶液pH的計(jì)算；（3）酸堿中和滴定原理及誤差分析。2、難點(diǎn)：溶液pH的計(jì)算。一、水的電離1、水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)。電離方程式為?？珊?jiǎn)寫(xiě)為。2、水的離子積常數(shù)（1）表達(dá)式Kw叫做水的離子積常數(shù)，簡(jiǎn)稱水的離子積。Kw可由實(shí)驗(yàn)測(cè)得，也可通過(guò)理論計(jì)算求得。（2）影響因素t/℃0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5（1）25C時(shí)，。不僅適用于純水（或其他中性溶液），也適用于酸、堿、鹽的稀溶液。（2）水的離子積Kw只受溫度的影響，溫度升高，K增大。（水的電離是吸熱過(guò)程。）3、外界條件的改變對(duì)水的電離平衡的影響影響因素移動(dòng)方向c(H+)c(OH-)Kw升溫右移增大增大增大加活潑金屬右移減小增大不變?nèi)鯄A陽(yáng)離子右移增大減小不變?nèi)跛彡庪x子右移減小增大不變加酸左移增大減小不變加堿左移減小增大不變二、溶液的酸堿性與pH的關(guān)系1、判斷溶液酸堿性的依據(jù)不能用c（H+）等于多少來(lái)判斷溶液酸、堿性，只能通過(guò)c（H+）和c（OH-）的相對(duì)大小來(lái)判斷。2、溶液的酸堿性與H+、OH-濃度的關(guān)系（1）酸性溶液：c（H+）＞c（OH-）（2）中性溶液：c（H+）=c（OH-）（3）堿性溶液：c（H+）＜c（OH-）3、溶液的酸堿性與pH（1）溶液pH的定義：H+的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)。表達(dá)式為pH=-lgc（H+）。（2）溶液的酸堿性與pH的關(guān)系（25℃）①pH<7，c（H+）>10-7，溶液呈酸性。②pH=7，c（H+）=10-7，溶液呈中性。③pH>7，c（H+）<10-7，溶液呈堿性。pH越小，溶液的酸性越強(qiáng)，堿性越弱，pH的適用范圍是0~14。三、溶液pH的測(cè)定方法1、酸堿指示劑法（只能粗略測(cè)定溶液的pH范圍，不能準(zhǔn)確測(cè)定出pH的具體值）甲基橙pH<3.13.1~4.4>4.4顏色紅色橙色黃色石蕊pH<5.05.0~8.0>8.0顏色紅色紫色藍(lán)色酚酞pH<8.28.2~10.0>10.0顏色無(wú)色淺紅色紅色2、pH試紙法（1）種類(lèi)：廣泛pH試紙的范圍為1~14（最常用）或0~10，用廣泛pH試紙測(cè)定溶液的pH都為整數(shù)；精密pH試紙的pH范圍較窄，可以判別0.2或0.3的pH差值。（2）使用方法：使用時(shí)把一小片試紙放在表面皿或點(diǎn)滴板上，用潔凈干燥的玻璃棒直接蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在干燥的pH試紙上，半分鐘內(nèi)，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照可確定溶液的pH。四、pH的計(jì)算1.由水電離的c(H+)或c(OH－)的計(jì)算(25℃)(1)中性溶液c(H+)=c(OH－)=1.0×10-7mol/L。(2)溶質(zhì)為酸的溶液H+來(lái)源于酸的電離和水的電離，而OH－只來(lái)源于水的電離。如計(jì)算0.01mol/L鹽酸中由水電離出的c(H+)，需先求出溶液中的c(OH－)。Kw=c(H+)?c(OH－)c(H+)=c酸(H+)+c水(H+)由于酸電離產(chǎn)生的H+抑制了水的電離，因此c水(H+)<1×10-7mol/L，c水(H+)<c酸(H+)，c(H+)≈c酸(H+)，故c(OH－)=Kw/c(H+)=1×10-12mol/L，即0.01mo/L鹽酸中由水電離出的c水(H+)=c(OH－)=1×10-12mol/L。(3)溶質(zhì)為堿的溶液OH－來(lái)源于堿的電離和水的電離，而H+只來(lái)源于水的電離。如計(jì)算0.01mol/LNaOH中由水電離出的c(OH－)，需先求出溶液中的c(H+)。Kw=c(H+)?c(OH－)c(OH－)=c堿(OH－)+c水(OH－)，由于堿電離產(chǎn)生的OH－抑制了水的電離，因此c水((OH－)<1×10-7mol/L，c水((OH－<c堿((OH－)，c(OH－)≈c堿((OH－)，故c(H+)=Kw/c((OH－)=1×10-12mol/L，即0.01mo/LNaOH中由水電離出的c水(OH－)=c(H+)=1×10-12mol/L。2.溶液pH的計(jì)算(25℃)(1)單一溶液pH的計(jì)算步驟：①?gòu)?qiáng)酸溶液(HnA)設(shè)HnA的濃度為cmol/L，則c(H+)=ncmol/L，pH=﹣lgc(H+)=﹣lg(nc)②強(qiáng)堿溶液(B(OH)n)設(shè)B(OH)n的濃度為cmol/L，則c((OH－)=ncmol/L，pH=﹣lgc(H+)=14+lg(nc)(2)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計(jì)算步驟：原則：“誰(shuí)過(guò)量就先求誰(shuí)”。①?gòu)?qiáng)酸混合②強(qiáng)堿混合③酸堿混合A.恰好完全反應(yīng)呈中性B.酸過(guò)量C.堿過(guò)量五、酸堿中和滴定1.酸堿滴定的定義和原理(1)定義依據(jù)中和反應(yīng)，用已知濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)實(shí)驗(yàn)方法叫酸堿中和滴定。(2)原理酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)可用離子方程式H++OH－=H2O來(lái)表示，在中和反應(yīng)中，H+、OH-之間的物質(zhì)的量關(guān)系是n(H＋)＝n(OH－)，若用參加反應(yīng)的c(H+)、c(OH－)來(lái)表示，其關(guān)系式為c(H+)·V酸＝c(OH－)·V堿。即：c(H＋)＝eq\f(cOH－·V堿,V酸)c(OH－)＝eq\f(cH＋·V酸,V堿)2.酸堿中和滴定的儀器和操作(1)儀器酸式滴定管、堿式滴定管、錐形瓶、鐵架臺(tái)、滴定管夾、燒杯、白紙，有時(shí)還需要移液管。(2)指示劑的選擇原則：中和反應(yīng)恰好完全反應(yīng)的時(shí)刻叫滴定終點(diǎn)。終點(diǎn)時(shí)，指示劑的顏色變化明顯。變色范圍越窄越好，對(duì)溶液的酸堿性變化較靈敏。通常選用酚酞或甲基橙，而不選用顏色變化不靈敏的石蕊。(3)中和滴定的實(shí)驗(yàn)操作查：使用滴定管前,首先要檢查是否漏水。洗：滴定管加入酸、堿反應(yīng)液之前,先用蒸餾水洗滌干凈,然后分別用待裝溶液潤(rùn)洗2~3遍。裝：分別將酸、堿反應(yīng)液加入酸式、堿式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上2~3mL處。調(diào)：調(diào)節(jié)活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充滿反應(yīng)液,并使液面處于“0”刻度或“0”刻度以下。放：從堿式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于錐形瓶中,并滴2~3滴指示劑(甲基橙或酚酞)。洗：用蒸餾水洗滌錐形瓶，切記不能用待測(cè)液潤(rùn)洗。裝：裝入一定量的待測(cè)液滴：滴入2~3滴指示劑3.酸堿中和滴定的誤差分析誤

差

原

因V酸影響c堿結(jié)果1、酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)酸潤(rùn)洗偏高偏高2、堿式滴定管未用未知堿液潤(rùn)洗偏低偏低3、錐形瓶?jī)?nèi)有水或用水沖洗不影響不影響4、錐形瓶用堿液潤(rùn)洗偏高偏高5、放出堿液的滴定管開(kāi)始有氣泡，放出液體后氣泡消失偏低偏低6、酸式滴定管滴定前有氣泡，滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失偏高偏高7、振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出偏低偏低8、部分酸液滴出錐形瓶外偏高偏高9、在滴定過(guò)程中發(fā)現(xiàn)局部溶液發(fā)生色變就立即停止滴定偏低偏低10、溶液顏色較淺滴入酸過(guò)快，停止滴定后反加一滴NaOH無(wú)變化偏高偏高11、俯視法讀起始酸的體積偏低偏低12、俯視法讀終了酸的體積偏高偏高13、移取的NaOH樣品中含Na2CO3偏低偏低1.25℃時(shí)，純水的，100℃時(shí)，純水的，這說(shuō)明()A.100℃時(shí)水的電離常數(shù)較小 B.前者比后者大C.水的電離過(guò)程是一個(gè)吸熱過(guò)程 D.和溫度無(wú)直接關(guān)系2.25℃時(shí)，下列溶液的堿性最強(qiáng)的是()A.pH=11的溶液 B.的溶液C.1L含有4gNaOH的溶液 D.的溶液3.用pH試紙測(cè)定溶液pH的正確操作是()A.將一小塊試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照B.將一小塊試紙用蒸餾水潤(rùn)濕后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測(cè)液點(diǎn)在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照C.將一小塊試紙?jiān)诖郎y(cè)液中蘸一下，取出后放在表面皿上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照D.將一小塊試紙先用蒸餾水潤(rùn)濕，再在待測(cè)液中蘸一下，取出后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照4.常溫下，將pH=8和pH=10的兩種強(qiáng)堿溶液等體積混合，則混合溶液的pH為()A.8.3 B.9 C.9.7 D.無(wú)法確定5.下列有關(guān)滴定操作的順序正確的是()①用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗滴定管②往滴定管內(nèi)注入標(biāo)準(zhǔn)溶液③檢查滴定管是否漏水④滴定⑤用蒸餾水洗滌A.⑤①②③④ B.③⑤①②④ C.⑤②③①④ D.②①③⑤④6.用標(biāo)準(zhǔn)濃度的NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸時(shí)，下列情況會(huì)使鹽酸的物質(zhì)的量濃度偏低的是()A.堿式滴定管用蒸餾水洗凈后，直接注入標(biāo)準(zhǔn)濃度的NaOH溶液B.堿式滴定管尖端有氣泡，滴定后氣泡消失C.記錄消耗的堿液，滴定前平視，滴定后俯視凹液面D.錐形瓶用蒸餾水洗凈后，直接裝入未知濃度的鹽酸7.常溫下，用NaOH溶液滴定鹽酸，若達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)不慎多加了1滴NaOH溶液（1滴溶液的體積約為0.05mL），繼續(xù)加水至50mL，所得溶液的pH是()A.4 B.7.2 C.10 D.11.38.常溫下，關(guān)于溶液的稀釋，下列說(shuō)法正確的是()A.pH=3的醋酸溶液稀釋至原來(lái)的100倍，pH=5B.將的溶液稀釋為2L，pH=13C.pH=4的溶液加水稀釋至原來(lái)的100倍，溶液中由水電離產(chǎn)生的D.pH=8的NaOH溶液稀釋至原來(lái)的100倍，其pH=61.答案：C解析：由題意知，溫度高大。大，即大。純水中，大，說(shuō)明向右進(jìn)行的程度大，水的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程。2.答案：B解析：可以根據(jù)pH或比較溶液的酸堿性，同樣也可以根據(jù)來(lái)比較。A、C、D三個(gè)選項(xiàng)中溶液的依次為，然后再與B項(xiàng)中溶液的比較，可得B項(xiàng)中溶液的最大，該溶液的堿性最強(qiáng)。3.答案：A解析：pH試紙?jiān)谑褂们安荒苡谜麴s水潤(rùn)濕，也不能直接放到待測(cè)液中去測(cè)定，故B、C、D項(xiàng)均錯(cuò)。4.答案：C解析：由于兩種溶液均為強(qiáng)堿溶液，故應(yīng)先求溶液中的，再求和pH。設(shè)混合前兩種強(qiáng)堿溶液的體積均為，，故

，。5.答案：B解析：滴定操作的順序一般為檢漏、水洗、潤(rùn)洗、注液、滴定。6.答案：C解析：未用NaOH溶液潤(rùn)洗滴定管，會(huì)使NaOH溶液的濃度偏小，結(jié)果偏高，A項(xiàng)錯(cuò)誤；未排除滴定管尖端的氣泡，使讀取的NaOH溶液的體積比實(shí)際用量大，結(jié)果偏高，B項(xiàng)錯(cuò)誤；滴定前平視，滴定后俯視凹液面，這樣讀取的NaOH溶液的體積比實(shí)際用量小，結(jié)果偏低，C項(xiàng)正確；錐形瓶中含有蒸餾水對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)影響，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7.答案：C解析