600分考点 700分考法（A）高考化学总复习 第18章 水的电离和溶液的酸碱性课件

第第18章章 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性l考点考点50 水的电离平衡及影水的电离平衡及影响因素响因素l考点考点51 溶液的溶液的pH及及pH计计算算l考点考点52 酸碱中和滴定酸碱中和滴定l考点考点50 水的电离平衡及影响因素水的电离平衡及影响因素考法考法1 影响水的电离平衡的因素及影响水的电离平衡的因素及结果判断结果判断考法考法2 水电离出的水电离出的c(H)或或c(OH)的相关计算的相关计算(2)水的离子积水的离子积 表达式：表达式：25 时，时，Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14。适用范围：适用范围：Kw适用于适用于纯水、稀的电解质纯水、稀的电解质(酸、碱、盐酸、碱、盐)水溶液，不适用于含水很少的物质水溶液，不适用于含水很少的物质(如浓硫酸如浓硫酸)。影响因素：影响因素：Kw只与温度有关只与温度有关，恒温时，恒温时，Kw不变；升温不变；升温时，电离程度增大时，电离程度增大(因为电离过程一般为吸热因为电离过程一般为吸热)，Kw增大。增大。u1.水的电离水的电离(1)水是一种弱电解质，其电离方程式为水是一种弱电解质，其电离方程式为H2O H+OH-，纯水中纯水中c(H+)=c(OH-)。(3)理解水的电离要注意以下两点：理解水的电离要注意以下两点：u1.水的电离水的电离水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向电水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，离方向移动，c(H+)和和c(OH-)都增大，故都增大，故Kw增大，但溶液增大，但溶液仍呈中性仍呈中性；对于对于Kw，若未注明温度，一般认为是在常温，若未注明温度，一般认为是在常温下下(25)。在酸、碱的水溶液中，在酸、碱的水溶液中，水电离出的水电离出的c(H+)与与c(OH-)始终始终是相等的是相等的，有时需要忽略某一种，但越少越不能忽略。，有时需要忽略某一种，但越少越不能忽略。u2.酸、碱溶液中水的离子积的表示方法酸、碱溶液中水的离子积的表示方法（1）如果溶液为酸溶液，那么溶液中）如果溶液为酸溶液，那么溶液中H+可视为是酸电离出来的。可视为是酸电离出来的。（2）如果溶液为碱溶液，那么溶液中）如果溶液为碱溶液，那么溶液中OH-可视为是碱电离出来的。可视为是碱电离出来的。【注意】【注意】(1)(1)溶液中溶液中H H+的浓度与水电离的的浓度与水电离的H H+浓度区别：浓度区别：酸溶液中：酸溶液中：c c溶液溶液(H(H+)=c)=c酸酸(H(H+)+c)+c水水(H(H+)c)c酸酸(H(H+)；碱溶液中：碱溶液中：c c溶液溶液(H(H+)=c)=c水水(H(H+)。(2)(2)溶液中溶液中OHOH-的浓度与水电离的的浓度与水电离的OHOH-浓度区别：浓度区别：碱溶液中：碱溶液中：c c溶液溶液(OH(OH-)=c)=c碱碱(OH(OH-)+c)+c水水(OH(OH-)c)c碱碱(OH(OH-)；酸溶液中：酸溶液中：c c溶液溶液(OH(OH-)=c)=c水水(OH(OH-)。(1)升温升温，水的，水的电离程度增大电离程度增大，c(H)和和c(OH)同同等倍数增大，但等倍数增大，但酸碱性不变酸碱性不变。考法考法1 影响水的电离平衡的因素及结果判断影响水的电离平衡的因素及结果判断1.1.促进水的电离的因素促进水的电离的因素(2)加入可水解的盐，水的电离程度增大。水解后加入可水解的盐，水的电离程度增大。水解后溶液不论是呈酸性还是呈碱性，溶液不论是呈酸性还是呈碱性，Kw都不变。都不变。【小结】改变温度、加入试剂均改变溶液中【小结】改变温度、加入试剂均改变溶液中H H+或或OHOH-的浓度，也会对电离平衡有所影响，归纳如下表：的浓度，也会对电离平衡有所影响，归纳如下表：2.2.抑制水的电离的因素抑制水的电离的因素(1)降温降温，水的，水的电离程度减小电离程度减小。(2)加入酸或碱，使加入酸或碱，使水的电离水的电离平衡左移平衡左移，但但Kw不变不变。考法考法1 影响水的电离平衡的因素及结果判断影响水的电离平衡的因素及结果判断广东理综广东理综201511，4分分一定温度下，水溶液中一定温度下，水溶液中H和和OH的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是 ()A升高温度，可能引起由c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化例1【解析】升高温度时，水的电离平衡右移，c(H)和c(OH)均增大，Kw随之增大，而c和b对应的Kw相等，A错误；Kwc(OH)c(H)，该温度下Kw1.01014，B错误；加入FeCl3，Fe3发生水解：Fe33H2O Fe(OH)33H，使溶液由中性变为酸性，C正确；由图像可知，c点溶液中c(OH)c(H)，溶液呈碱性，稀释时，c(OH)减小，因温度不变，Kw不变，所以c(H)增大，不可能从c点变到d点，D错误。C例1考法考法2 水电离出的水电离出的c(H)或或c(OH)的相关计算的相关计算1.水电离出来的水电离出来的c(H+)与与c(OH-)始终相等。始终相等。2.当抑制水的电离时当抑制水的电离时(如酸或碱溶液如酸或碱溶液)，c(H+)、c(OH-)中较小的数值是水电离出来的。中较小的数值是水电离出来的。具体见下表：具体见下表：考法考法2 水电离出的水电离出的c(H)或或c(OH)的相关计算的相关计算3.当促进水的电离时当促进水的电离时(如盐的水解如盐的水解)，c(H+)、c(OH-)中中较大的数值是水电离出来的。较大的数值是水电离出来的。具体见下表：具体见下表：云南腾冲八中云南腾冲八中2017模拟常温时，纯水中由水电离出模拟常温时，纯水中由水电离出的的c（H+）=a molL-1，pH=1的盐酸中由水电离出的的盐酸中由水电离出的c（H+）=b molL-1，0.1 molL-1的盐酸与的盐酸与0.1 molL-1的氨水等体积混合后，由水的氨水等体积混合后，由水电离的电离的c（H+）=c molL-1，则，则a、b、c的关系正确的是（的关系正确的是（）A.ab=c B.cab C.cba D.bca【解析】常温时，纯水中由水电离出的c（H+）=a molL-1，pH=1的盐酸中由水电离出的c（H+）=b molL-1，盐酸抑制水的电离，所以ba；0.1 molL-1的盐酸与0.1 molL-1的氨水等体积混合后，生成氯化铵溶液，铵根离子水解促进水的电离，由水电离出的c（H+）=c molL-1，则ca，故a、b、c的大小关系是cab，B正确。B例2 课标理综课标理综201211，6分已知温度分已知温度T时水的离子积常数时水的离子积常数为为Kw，该温度下，将浓度为，该温度下，将浓度为a molL-1的一元酸的一元酸HA与与b molL-1的一元的一元碱碱BOH等体积混合，可判断溶液呈中性的依据是等体积混合，可判断溶液呈中性的依据是()A.a=b C.混合溶液中，c(H+)=Kw molL-1B.混合溶液的pH=7 D.混合溶液中，c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)【解析】若a=b，则酸与碱恰好中和，混合溶液的酸碱性取决于酸、碱的相对强弱，可能呈酸性、中性或碱性，A错误；常温下，pH7的溶液呈中性，而本题温度为T，不一定是常温，故pH=7的混合溶液可能呈酸性、中性或碱性，B错误；由c(H+)Kw molL-1和Kwc(H+)c(OH-)可得出c(H+)c(OH-)，溶液呈中性，C正确；无论混合液呈酸性、碱性还是中性，根据电荷守恒都有：c(H+)+c(B+)c(OH-)+c(A-)，故无法确定c(H+)与c(OH-)是否相等，D错误。C例3l考点考点51 溶液的溶液的pH及及pH计算计算考法考法3 溶液溶液pH的计算的计算u1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液的酸碱性取决于c(H+)与与c(OH-)的相对大小，具体的相对大小，具体见下表：见下表：u2.pH(1)定义式定义式：pH=lg c(H+)。(2)pH的意义的意义：pH表示溶液酸碱性的强弱。在相同温度下，表示溶液酸碱性的强弱。在相同温度下，pH越小，溶液酸性越强；越小，溶液酸性越强；pH越大，溶液碱性越强。越大，溶液碱性越强。(3)pH与溶液中与溶液中c(H+)的关系的关系【注意】【注意】c(Hc(H+)1 molL1 molL-1-1时不再用时不再用pHpH表示。表示。u2.pH(4)pH试纸的使用方法试纸的使用方法把小片试纸放入干燥洁净的表面皿中，用干燥洁净把小片试纸放入干燥洁净的表面皿中，用干燥洁净玻璃棒蘸取待测液点在玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸上，变色后与标准比试纸上，变色后与标准比色卡对照，确定溶液的色卡对照，确定溶液的pH。【注意】（【注意】（1 1）测溶液）测溶液pHpH时，时，pH pH试纸不能事先用蒸馏水试纸不能事先用蒸馏水润湿，否则待测液会被稀释，可能产生误差。（润湿，否则待测液会被稀释，可能产生误差。（2 2）用广）用广泛泛pHpH试纸读出的试纸读出的pHpH数值只能是整数。数值只能是整数。考法考法3溶液溶液pH的计算的计算1.单一溶液单一溶液pH的计算的计算(1)强酸溶液强酸溶液pH的计算的计算(以以HnA为例为例)若若HnA的浓度为的浓度为c molL-1，c(H+)=nc molL-1，pH=lg c(H+)=lg nc。(2)强碱溶液强碱溶液pH的计算以的计算以B(OH)n为例为例若若B(OH)n的浓度为的浓度为c molL-1，c(H+)=molL-1，pH=lg c(H+)=14+lg nc（温度为（温度为25时）。时）。课标课标理综理综201313，6分室温时，分室温时，M(OH)2(s)M2+(aq)+2OH-(aq)，Kspa。c(M2+)b molL-1时，溶时，溶液的液的pH等于等于 ()例4C考法考法3溶液溶液pH的计算的计算2.混合型混合型(多种溶液混合多种溶液混合)(1)强酸和强酸混合强酸和强酸混合先求c混(H+)=，再利用pH=-lgc混(H+)求算。(2)强碱和强碱混合强碱和强碱混合两强碱溶液混合后，c混(OH-)=，首先求出混合后的c混(OH-)，然后通过Kw求出c混(H+)，最后求pH。考法考法3溶液溶液pH的计算的计算(3)强酸、强碱溶液混合强酸、强碱溶液混合：H+OH-H2O(抵消法)。恰好中和：反应后得到的是强酸强碱盐，溶液呈中性，恰好中和：反应后得到的是强酸强碱盐，溶液呈中性，pH =7（温度为（温度为25 时）时）。强酸过量：首先要计算出剩余的强酸过量：首先要计算出剩余的c(H+)，然后再根据定，然后再根据定义计算溶液的义计算溶液的pH。强碱过量：首先要计算出剩余的强碱过量：首先要计算出剩余的c(OH-)，然后通过，然后通过Kw计算出计算出溶液中溶液中c(H+)，最后根据定义计算溶液的，最后根据定义计算溶液的pH。2.混合型混合型(多种溶液混合多种溶液混合)考法考法3溶液溶液pH的计算的计算(4)强酸强酸(pH酸酸)与强碱与强碱(pH碱碱)混合至中性时，二者的体积与混合至中性时，二者的体积与pH的关系如下：的关系如下：2.混合型混合型(多种溶液混合多种溶液混合)黑龙江大庆实验中学黑龙江大庆实验中学2017一模常温下，水溶液一模常温下，水溶液M中存在的中存在的离子有：离子有：Na+、A2-、HA-、H+、OH-，存在的分子有，存在的分子有H2O、H2A。根。根据题意回答下列问题：据题意回答下列问题：（1）写出酸H2A的电离方程式：_。（2）若溶液M由10 mL 2 molL-1 NaHA溶液与10 mL 2 molL-1 NaOH溶液等体积混合而成，则溶液M的pH_7（填“”“”或“=”），溶液中离子浓度由大到小的顺序为_。例5(3)若溶液M有下列三种情况：0.01 molL-1 H2A溶液；0.01 molL-1 NaHA溶液；0.02 molL-1盐酸与0.04 molL-1 NaHA溶液的等体积混合液，则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为_；pH由大到小的顺序为_。(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得，混合溶液=104，V1与V2的大小关系为_（填“V1大于V2”“V1小于V2”“相等”或“均有可能”）。例5例5【解析】（1）水溶液M存在的分子有H2A，存在的离子有HA-、A2-，则H2A为弱酸，在溶液中分步电离，电离方程式为H2A H+HA-、HA H+A2-。（2）等物质的量浓度的NaHA和NaOH溶液等体积混合生成Na2A，A2-+H2O HA-+OH-，则离子浓度关系为c（Na+）c（A2-）c（OH-）c（HA-）c（H+）。（3）1中弱酸H2A电离，2中HA-水解生成H2A分子，3中溶质为浓度均为0.01molL-1的NaCl、NaHA、H2A，HA-的存在抑制H2A的电离，则三种溶液中H2A分子浓度最大的为3，最小的为2；溶液2pH大于溶液3，溶液1和溶液3相比溶液1的酸性强，则溶液1pH最小，所以pH由大到小的顺序为231。（4）常温下，混合溶液4，则-5molL-1，混合溶液显酸性，则酸过量，H2A为弱酸，pH=3的H2A溶液与pH=11的NaOH溶液中，则二者体积关系不确定，酸液体积大于、小于或与碱液体积相等都可能使酸过量。【答案】3.稀释型稀释型(指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用)考法考法3溶液溶液pH的计算的计算一般计算公式：一般计算公式：c1V1c2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量浓度。，据此求出稀释后酸或碱的物质的量浓度。酸或碱稀释后，其酸或碱稀释后，其pH都向都向7靠近。其变化情况如下表：靠近。其变化情况如下表：【特殊技巧】掌握【特殊技巧】掌握“稀释稀释1倍速算法倍速算法”。即：即：强酸稀释强酸稀释1倍后，倍后，pH稀稀=pH浓浓 0.3；强碱稀释强碱稀释1倍后，倍后，pH稀稀=pH浓浓 0.3。l考点考点 52 酸碱中和滴定酸碱中和滴定考法考法4 指示剂的选择指示剂的选择考法考法5 酸碱中和滴定的误差分析酸碱中和滴定的误差分析考法考法6 氧化还原滴定法和氧化还原滴定法和沉淀滴定法沉淀滴定法(1)酸碱恰好中和是指酸与碱按化学方程式中化学计酸碱恰好中和是指酸与碱按化学方程式中化学计量数关系恰好完全反应生成正盐。量数关系恰好完全反应生成正盐。利用中和反应，用利用中和反应，用已知浓度的酸已知浓度的酸(或碱或碱)来测定未知浓度的碱来测定未知浓度的碱(或酸或酸)的实的实验方法称为酸碱中和滴定。验方法称为酸碱中和滴定。u1.酸碱中和滴定原理酸碱中和滴定原理(2)在酸碱中和滴定过程中，开始时由于被滴定的酸在酸碱中和滴定过程中，开始时由于被滴定的酸或碱浓度较大，滴入少量的碱或酸对其或碱浓度较大，滴入少量的碱或酸对其pH的影响不大。的影响不大。当滴定接近终点当滴定接近终点(pH7)时，很少量的碱或酸就会引起时，很少量的碱或酸就会引起溶液溶液pH突变突变(如下图所示如下图所示)。u1.酸碱中和滴定原理酸碱中和滴定原理【注意】酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性，最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质，强酸强碱盐的溶液呈中性，强碱弱酸盐的溶液呈碱性，强酸弱碱盐的溶液呈酸性。(1)(1)实验用品实验用品仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。台、烧杯、锥形瓶。试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。u 2酸碱中和滴定实验酸碱中和滴定实验(2)(2)实验操作实验操作(以标准盐酸滴定待测以标准盐酸滴定待测NaOHNaOH溶液为例溶液为例)滴定前的准备滴定前的准备a a滴定管：查漏滴定管：查漏洗涤洗涤润洗润洗装液装液调液面调液面记录。记录。b b锥形瓶：注碱液锥形瓶：注碱液记读数记读数加指示剂。加指示剂。u 2酸碱中和滴定实验酸碱中和滴定实验(2)(2)实验操作实验操作(以标准盐酸滴定待测以标准盐酸滴定待测NaOHNaOH溶液为例溶液为例)滴定操作要点滴定操作要点 a.左手控制滴定管活塞；左手控制滴定管活塞；b.右手摇动锥形瓶；右手摇动锥形瓶；c.眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化。眼睛注视锥形瓶内溶液的颜色变化。滴定终点判断：当滴入最后一滴标准液时，锥形瓶滴定终点判断：当滴入最后一滴标准液时，锥形瓶内溶液变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，即为滴定内溶液变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，即为滴定终点，并记录所用标准液的体积。终点，并记录所用标准液的体积。u 2酸碱中和滴定实验酸碱中和滴定实验(2)(2)实验操作实验操作(以标准盐酸滴定待测以标准盐酸滴定待测NaOHNaOH溶液为例溶液为例)读数：视线与滴定管中凹液面的最低点水平相切，不可俯视或仰视；读数：视线与滴定管中凹液面的最低点水平相切，不可俯视或仰视；读数结果的精确度为读数结果的精确度为0.01 mL。重复重复23次，取平均值计算。次，取平均值计算。(3)数据处理数据处理【注意】常用酸碱指示剂及变色范围：考法考法4 指示剂的选择指示剂的选择1.中和滴定指示剂的选择中和滴定指示剂的选择一般要求变色明显一般要求变色明显(所以一般不选用石蕊所以一般不选用石蕊)，指示剂，指示剂的变化范围与恰好中和时的的变化范围与恰好中和时的pH要吻合或接近。强酸要吻合或接近。强酸强碱相互滴定，生成的盐不水解，溶液呈中性，可强碱相互滴定，生成的盐不水解，溶液呈中性，可用酚酞或甲基橙作指示剂；强酸弱碱相互滴定，生用酚酞或甲基橙作指示剂；强酸弱碱相互滴定，生成强酸弱碱盐，溶液呈酸性，故选用甲基橙作指示成强酸弱碱盐，溶液呈酸性，故选用甲基橙作指示剂；强碱弱酸相互滴定，生成强碱弱酸盐，溶液呈剂；强碱弱酸相互滴定，生成强碱弱酸盐，溶液呈碱性，故选用酚酞作指示剂碱性，故选用酚酞作指示剂。考法考法4 指示剂的选择指示剂的选择2.有些反应不需要额外加入指示剂有些反应不需要额外加入指示剂如如KMnO4溶液本身为紫红色，滴定终点为溶液本身为紫红色，滴定终点为KMnO4被消被消耗完全，溶液中的紫红色褪去，即可指示滴定终点；耗完全，溶液中的紫红色褪去，即可指示滴定终点；还有些特殊指示剂，如用淀粉检验还有些特殊指示剂，如用淀粉检验I2的存在，当的存在，当 I2被被反应后，溶液中的蓝色褪去。反应后，溶液中的蓝色褪去。步骤步骤操作操作V V（标准）（标准）c c(待测）待测）洗涤取液酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响放出碱液的滴定管开始时有气泡，放出碱液后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴碱液颜色无变化变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或“前仰后俯”)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或“前俯后仰”)变大偏高考法考法5 酸碱中和滴定误差分析酸碱中和滴定误差分析考法考法6 氧化还原滴定法和沉淀滴定法氧化还原滴定法和沉淀滴定法1.氧化还原滴定法氧化还原滴定法(1)原理原理：以氧化剂：以氧化剂(或还原剂或还原剂)为滴定剂，直接滴定一些具有还原性为滴定剂，直接滴定一些具有还原性 (或或氧化性氧化性)的物质。的物质。(2)实例实例：如酸性：如酸性KMnO4溶液滴定溶液滴定H2C2O4溶液溶液a.原理：原理：2MnO-4+6H+5H2C2O4=10CO2+2Mn2+8H2Ob.指示剂：酸性指示剂：酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂。溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂。c.终点判断：当滴入最后一滴酸性终点判断：当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。半分钟内不褪色，说明到达滴定终点。2.沉淀滴定法沉淀滴定法(利用生成沉淀的反应利用生成沉淀的反应)应用最多的是银量法，即利用应用最多的是银量法，即利用Ag+与卤素离子的反应来测定与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-和和Ag+的含量。的含量。北京理综北京理综201727题节选题节选SCR和和NSR技术可有效降技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。排放。SCR（选择性催（选择性催化还原）工作原理：化还原）工作原理：(1)尿素 CO(NH2)2水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式为_。(2)反应器中NH3还原NO2的化学方程式为_。例6(3)当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：_。(4)尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 gmol-1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1 mL c1 molL-1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用V2 mL c2 molL-1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是_。例6例5【解析】（1）由原子守恒知反应物还有，该反应的化学方程式为（2）还原生成和，根据得失电子守恒及原子守恒配平：。（3）反应物为、和，生成物为，化学方程式为 。（4）为二元酸，有，。由氮原子守恒有：，尿素溶液中溶质的质量分数为。【答案】后续更加精彩后续更加精彩