水的电离和溶液的酸碱性_世纪金榜.ppt

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1、第二节 水的电离和溶液的酸碱性,三年13考 高考指数:1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的定义，能进行简单计算。3.了解测定溶液pH的方法。,一、水的电离1.电离方程式水是一种极弱的电解质，H2O+H2O H3O+OH-，可简写为_。,H2O H+OH-,2.几个重要数据3.Kw的影响因素Kw只与温度有关，温度升高，Kw _。,10-7molL-1,10-14,变大,二、溶液的酸碱性与pH1.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。(1)酸性溶液中：c(H+)_c(OH-)；(2)中性溶液中：c(H+)_c(OH-)；(3)碱性溶液中：c(H+)_c

2、(OH-)。,=,2.pH(1)定义式：pH=_。(2)溶液的酸碱性跟pH的关系：室温下：(3)适用范围：014,-lgc(H+),中性,（酸性）增强,（碱性）增强,c(OH-)/mol/L,c(H+)/mol/L,PH,10-14,10-7,10-7,1,10-14,1,3.pH试纸的使用(1)方法把小片试纸放在_上，用_蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，_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。广泛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.原理利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓

3、度的碱(或酸)的实验方法。2.常用酸碱指示剂及其变色范围,3.实验用品仪器：_(如图A)、_(如图B)、滴定管夹、铁架台、_。,酸式滴定管,碱式滴定管,锥形瓶,试剂：标准液、待测液、_、蒸馏水。滴定管的使用,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,4.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。,查漏,润洗,(2)滴定,(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。,在半分钟内不恢复原来的颜色,(4)操

4、作步骤仪器的洗涤滴定管(或移液管)：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。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。,所装溶液润洗,0,(Y.YY-X.XX),5.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。,1.pH=7的某溶液一定为中性溶液。()【分析】温度不同，水的离子积不同，如100，Kw=10-12，pH=6的溶液为中性溶液，pH=7的溶液

5、为碱性溶液。2.pH=2的盐酸中，由水电离出的c(H+)=0.01 mol/L。()【分析】pH=2，说明溶液中c(H+)=0.01 mol/L，由c(OH-)=10-12 mol/L,c(H+)水=c(OH-)=10-12 mol/L。,3.pH试纸使用之前，一定要用蒸馏水润湿，否则无法使用。()【分析】pH试纸使用时不能润湿，否则可能产生误差。4.盛放待测液的锥形瓶一定要润洗，否则产生实验误差。()【分析】锥形瓶不能润洗，否则导致所测待测液的浓度偏高。5.c(H+)=c(OH-)的溶液一定为中性溶液。()【分析】只要溶液中满足c(H+)=c(OH-)，溶液就一定呈中性。,水的电离1.影响水

6、电离的因素,条件改变,加HCl,NaOH(s),升温,加Na2CO3,平衡移动方向,向左,向左,向右,向右,减小,增大,增大,增大,增大,增大,减小,减小,增大,不变,不变,不变,c(OH-),c(H+),Kw,2.由水电离的c(OH-)和c(H+)的计算(1)中性溶液c(OH-)=c(H+)=10-7 mol/L(2)溶质为酸的溶液来源OH-全部来自水的电离，水电离产生的c(H+)=c(OH-)。实例如计算pH=2的盐酸溶液中水电离出的c(H+)，方法是先求出溶液的c(OH-)=Kw/10-2=10-12(mol/L)，即水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol/L。,(3)溶

7、质为碱的溶液来源H+全部来自水的电离，水电离产生的c(OH-)=c(H+)。实例如计算pH=12的NaOH溶液中水电离出的c(OH-)，方法是先求出溶液的c(H+)=Kw/10-2=10-12(mol/L)，即水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 mol/L。,(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液pH=5的NH4Cl溶液中H+全部来自水的电离，由水电离的c(H+)=10-5 mol/L，c(OH-)=10-9 mol/L，是因为部分OH-与部分NH4+结合；pH=12的Na2CO3溶液中OH-全部来自水的电离，由水电离出的c(OH-)=10-2 mol/L。,【高考警示钟】(1)注意区分溶

8、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。(2)温度相同、pH相同的溶液对水的电离程度影响并不一定相同。如pH=3的盐酸和NH4Cl溶液，前者抑制水的电离，后者反而促进水的电离；pH=10的NaOH溶液和CH3COONa溶液，前者抑制水的电离，后者反而促进水的电离。(3)常温时，由水电离产生的c(H+)10-7 mol/L的溶液，因水的电离受到抑制，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。,【典例1】下列操作中，能使电离平衡H2O H+OH-向右移动且溶液呈酸性的是()A向水中加入NaHSO4溶液B向水中加入Al2(SO4)3溶液C向水中加入Na2CO3溶液D将水加热到100，

9、使pH6,【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)水的电离程度增大，c(H+)不一定增大。(2)NaHSO4=Na+H+SO42-，它相当于一元强酸。,【解析】选B。A项，加入NaHSO4溶液显酸性，但抑制水的电离，A错误；加入Al2(SO4)3溶液，Al3+水解促进水的电离，同时水解使溶液显酸性，B正确；加入Na2CO3溶液，CO32-水解显碱性，C错误；将水加热促进其电离，氢离子浓度增加，但水依然是中性的，D错误。,【互动探究】(1)在上述溶液中，由水电离出的c(H+)=10-5 mol/L的可能是哪些？(2)100 时，c(OH-)=10-5 mol/L的溶液，pH是多少？提示：(1

10、)由水电离出的c(H+)=10-5 mol/L，则由水电离出的c(OH-)也是10-5 mol/L，水的电离受到促进。Al2(SO4)3溶液和Na2CO3溶液均有可能。(2)100 时，Kw=10-12，c(H+)=10-12/10-5=10-7(mol/L)，pH=7。,关于pH的计算1.总体原则(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 mol/L，c(H)=nc mol/L，pH=lgc(H)=lg(nc)。

11、强碱溶液如B(OH)n，设浓度为c mol/L，c(H)=mol/L，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。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。,强酸、强碱混合a.恰好完全中和：pH=7b.酸过量：c.碱过量：,【高考警示钟】(1)强酸(或强碱)溶液稀释后性质不会改变：对于酸溶液中的c(H+)，每稀释10n倍，pH增大n个单位，但增大后不超过7，酸仍为酸。对于碱溶液中的c(OH-)，每稀释10n倍，pH减小n个单位，但减小

12、后不小于7，碱仍为碱。(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。,【拓展延伸】已知酸和碱溶液的pH之和，判断等体积混合后的溶液的pH(1)若强酸与强碱溶液的pH之和大于14，则混合后显碱性，pH大于7。(2)若强酸与强碱溶液的pH之和等于14，则混合后显中性，pH等于7。(3)若强酸与强碱溶液的pH之和小于14，则混合后显酸性，pH小于7。,(4)若酸与碱溶液的pH之和等于14，酸、碱中有一强、一弱，则酸、碱溶液混合后，谁弱显谁性。这是因为酸和碱已电离的H+和OH-恰好中和，谁弱谁的H+或OH-有储备，中和后还能电离，显出酸

13、、碱性来。,【典例2】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 mol/L的H2SO4溶液，pH=2B.0.001 mol/L的NaOH溶液，pH=11C.0.005 mol/L的H2SO4溶液与0.01 mol/L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，需要pH=9的NaOH溶液100 mL,【解题指南】解答本题时应注意以下三点：(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，

14、再通过Kw求出c(H+)，最后求pH。,【解析】选A。A项，0.005 mol/L的H2SO4溶液中，c(H+)=0.005 mol/L2=0.01 mol/L，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 mol/L的NaOH溶液中，c(OH-)=0.001 mol/L，pH=-lg(110-9)=9。C项中，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 mol/L，pH=9的溶液中c(OH-)=10-3 mol/L，二者等体积混合恰好完全中和。,【技巧点拨】求算c(H+)的

15、两种方法无论是单一溶液还是混合溶液，计算溶液的pH，实质就是求溶液中的c(H+)，求c(H+)有两种方法：(1)酸性溶液中(酸酸混合)或(2)碱性溶液中利用c(H+)=Kw/c(OH-)计算。,【变式训练】T 时，将体积为VA L、浓度为a mol/L的一元酸HA与体积为VB L、浓度为b mol/L的一元碱BOH混合，混合液恰好呈中性，则下列判断正确的是()A混合液的pH7BabC混合液中Kwc(H)2Dab，VAVB,【解析】选C。T 时HA与BOH混合后恰好呈中性，说明溶液中c(H)c(OH-)，但溶液的pH不一定等于7，而Kwc(H)c(OH)c(H)2；由于不知道a、b关系，故无法确

16、定VA和VB的关系。,【变式备选】某探究小组在某温度下测定溶液的pH时发现，0.01 molL1的NaOH溶液中，由水电离出的c(H+)c(OH)=1022，则该小组在该温度下测得0.1 molL1的NaOH溶液的pH应为()A.13 B.12 C.11 D.10【解析】选B。在0.01 molL1的NaOH溶液中，由水电离出的c(H+)c(OH)=1022，c(H+)=10-11 molL1，该温度下水的离子积为10110.01=10-13。所以该温度下0.1 molL1的NaOH溶液中c(H+)=10-13/0.1 molL1=10-12 molL1，故pH=12，B项正确。,酸碱中和滴定

17、的误差分析1.酸碱中和滴定的误差分析(以一元强酸和一元强碱的滴定为例)(1)原理：其中VB准确量取的待测液的体积，cA标准溶液的浓度，,故,VA大cB大VA小cB小,2.常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：,步骤,洗涤,取液,酸式滴定管未用标准酸溶液润洗,碱式滴定管未用待测溶液润洗,锥形瓶用待测溶液润洗,锥形瓶洗净后还留有蒸馏水,取碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失,操 作,VA,cB,变大,变大,变小,变小,不变,偏高,偏高,偏低,无影响,偏低,步骤,操 作,VA,cB,酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失,振荡锥形瓶

18、时部分液体溅出,部分酸液滴在锥形瓶外,酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯),酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰),滴定,读数,变大,变大,变小,变小,变大,偏高,偏高,偏高,偏低,偏低,【高考警示钟】(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，得到的溶液不一定呈中性，有可能呈酸性或碱性。,【典例3】.现用物质的量浓度为a mol/L的标准盐酸去测定 V mL NaOH

19、溶液的物质的量浓度，请填写下列空白：(1)酸式滴定管用蒸馏水洗净后，还应该进行的操作是_。,(2)如图是酸式滴定管中液面在滴定前后的读数：c(NaOH)=_mol/L。(3)若在滴定前滴定管尖嘴部分留有气泡，滴定后滴定管尖嘴部分气泡消失，则测定的NaOH物质的量浓度_(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。,.如图是盐酸与氢氧化钠的滴定曲线a和b，试认真分析后填空：(4)曲线a是用_溶液滴定_溶液。(5)P点的坐标为_；盐酸的物质的量浓度为_mol/L。【解题指南】解答本题应注意以下两点：(1)滴定管精度及读数方法；(2)滴定前后气泡对结果的影响。,【解析】.(1)滴定管先用蒸馏水洗净后，必须再

20、用待盛装液体润洗。(2)注意滴定管上的读数“0”刻度在最上端，自上而下，读数变大。所以所用盐酸的体积应为(V2-V1)mL。(3)滴定前尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，使所用标准液的体积增大，待测液浓度偏大。.一定要理解图中具体坐标点的意义。a曲线pH随滴定的进行而增大，则说明其为碱滴定酸的过程，且V碱=0时，pH=1说明该盐酸的浓度为0.1 mol/L，同理b曲线是酸滴定碱的过程，且该氢氧化钠溶液的浓度为0.1 mol/L。,答案：.(1)用a mol/L的标准盐酸润洗2至3次(2)(3)偏大.(4)NaOH HCl(5)(15,7)0.1,【技巧点拨】中和滴定误差分析的基本思路中和滴定的误

21、差分析，都要依据公式c(待测)=c(标准)V(标准)/V(待测)来判断。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值，因各种原因使得所耗标准液体积V(标准)变大或变小，V(标准)变大则c(待测)偏高，V(标准)变小则c(待测)偏低。,【变式训练】一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制1 mol/L稀硫酸标准溶液。然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中正确的是_(填序号)。A实验中所用到的滴定管、容量瓶在使用前均需要查漏B.若选用100 mL容量瓶配制标准酸溶液，需用密度为1.84 g/mL、98%的浓硫酸5.43 mL,

22、C容量瓶中有少量的蒸馏水，会导致所配标准溶液的浓度偏小D酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，即装入标准浓度的稀硫酸，则测得的NaOH溶液的浓度将偏大E若配制标准酸溶液在定容时俯视读数，则导致所测的NaOH溶液浓度偏大F中和滴定实验，若滴定前平视读数、滴定结束俯视读数，则导致实验结果偏大,【解析】C项，因在洗涤及定容时，都要往容量瓶中加蒸馏水，故容量瓶中有少量的蒸馏水，不影响标准溶液的浓度；E项，在配制定容时俯视读数，导致标准液的浓度偏大，当用之滴定碱液时，所用酸液的体积比实际情况偏小，故所测得碱液的浓度偏小。答案：A、B、D,【答题要领6】滴定终点的判断答题模板,【典例】2010天津高考T9(5)改编纳

23、米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。请回答：如何判断滴定终点_。,【抽样分析】,【规范答案】当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2标准溶液后，溶液变成浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色,答题要领当滴入最后一滴xxxxxx标准溶液后，溶液变成xxxxxx色，且半分钟内不恢复原来的颜色。说明：解答此类题目注意三个关键点：(1)最后一滴：必须说明是滴入“最后一滴”溶液。(2)颜色变化：必须说明滴入“最后一滴”

24、溶液后溶液“颜色的变化”。(3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来的颜色”。,测定平衡常数对定量认识化学反应具有重要意义。已知：I2能与I-反应生成I3-，并在溶液中建立如下平衡：I2+I-I3-。通过测定平衡体系中c(I2)、c(I-)和c(I3-)，就可求得该反应的平衡常数。某同学为测定上述平衡体系中c(I2)，采用如下方法：取V1 mL平衡混合溶液，用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定(反应为I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，消耗V2 mL的Na2S2O3溶液。根据V1、V2和c可求得c(I2)。上述滴定时，可采用_作指示剂，滴定终点的现象是_

25、。,答案：淀粉 当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液由蓝色变无色，且半分钟内不恢复原来的颜色,1.下列粒子对水的电离平衡不产生影响的是()A.H3O+B.Cl-C.NH4+D.OH-【解析】选B。H3O+和OH-能抑制水的电离，NH4+能促进水的电离，Cl-不水解，对水的电离平衡无影响，故选B项。,2.(2012长葛模拟)25 时，水的电离达到平衡：H2O HOH H0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，pH不变,【解析

26、】选B。A项，稀氨水是弱碱，加入后水溶液中的c(OH-)增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO4固体溶于水中电离使c(H)增大。由于温度不变，故Kw不变；C项，水中加入CH3COONa，CH3COONa发生水解，促进水的电离，使溶液呈碱性，c(H+)降低；D项，升高温度，水的电离程度增大，Kw变大，pH变小。,3.常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()ApH=1的溶液中：Fe2+、NO3-、SO42-、Na+B由水电离的c(H+)=110-14 molL-1的溶液中：Ca2+、K+、Cl-、HCO3-Cc(H+)/c(OH-)=1012的溶液中：NH4+、Al3+、NO3-、Cl-D

27、c(Fe3+)=0.1 molL-1的溶液中：K+、ClO-、SO42-、SCN-,【解析】选C。本题主要从溶液的酸碱性角度进行考查，必须判断出溶液是酸性还是碱性。A项，pH=1的溶液中含有大量H+，大量H+存在时，NO3-能将Fe2+氧化，A项错；B项，由水电离的c(H+)=110-14 molL-1，水的电离受到抑制，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，HCO3-既能与酸反应，也能与碱反应，B项错；C项，由c(H+)/c(OH-)=1012和c(H+)c(OH-)=10-14,可知c(H+)=10-1 molL-1，溶液为酸性溶液，NH4+、Al3+、NO3-、Cl-与H+之间相互不反应，C项

28、可以大量共存；D项，Fe3+与SCN-发生络合反应，D项错。,【误区警示】本题易忽视大量H+存在时，NO3-能将Fe2+氧化而错选A；或忽视Fe3+与SCN-发生络合反应而错选D。,4.室温下，下列溶液等体积混合后的pH一定大于7的是()A0.1 mol/L的盐酸和0.1 mol/L的氢氧化钠溶液BpH4的盐酸和pH10的氢氧化钡溶液CpH4的醋酸溶液和pH10的氢氧化钠溶液DpH4的盐酸和pH10的氨水【解析】选D。A、B项，因酸与碱都是强酸与强碱，且c(H+)=c(OH-)，故中和后溶液呈中性；C项，因醋酸的浓度远远大于氢氧化钠溶液的浓度，故中和后溶液呈酸性，pH小于7；D项，因氨水的浓度

29、远远大于盐酸的浓度，故中和后溶液呈碱性，pH一定大于7。,5.常温下，将0.1 mol/L 氢氧化钠溶液与0.04 mol/L硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4【解析】选C。设两溶液的体积均为1 L，OH-的物质的量为0.1 mol/L1 L=0.1 mol，因H+的浓度是硫酸浓度的2倍，即0.04 mol/L2=0.08 mol/L，故H+的物质的量为0.08 mol/L1 L=0.08 mol，H+的物质的量小于OH-的物质的量，混合后溶液呈碱性；混合反应后剩余OH-的物质的量浓度为(0.1 mol0.08 mol)(1 L+1

30、L)=0.01 mol/L，溶液的c(H+)=Kw/c(OH-)=10-12 mol/L，pH=-lgc(H+)=12。,6.用已知物质的量浓度的NaOH溶液滴定待测的盐酸溶液时，可能有以下一些操作：用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，直接装入已知物质的量浓度的NaOH溶液；经检查碱式滴定管不漏液，胶管中玻璃珠控制灵活后，用少量已知浓度的NaOH溶液洗涤23次后再装入碱液，将液面调至“0”刻度处，用滴定管夹将其固定在铁架台上；用移液管移取一定体积的待测盐酸，放至用蒸馏水洗净的锥形瓶中；往锥形瓶中滴加几滴甲基橙，在瓶下垫一张白纸；手捏碱式滴定管中的玻璃珠，快速放液以使指示剂尽快变色；指示剂变色后再滴几滴碱液，以稳定变色；滴定过程中眼睛注视碱式滴定管内溶液体积的变化。以上操作中错误的是_。,【解析】在操作中，用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，直接装入已知物质的量浓度的NaOH溶液会使标准液变稀，使滴定用的标准液的体积增大，导致测定结果偏高；在操作中，滴定开始时滴加标准液的速率可快些，但不能过快形成水流，当接近滴定终点时，一滴一滴地甚至半滴半滴地滴入；在操作中，当滴入一滴碱液，指示剂由红色变为黄色，且半分钟之内颜色不再变红，即达到滴定终点；在操作中，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化，故错误。答案：,