第十章学案水的电离和溶液的酸碱性

学案46水的电离和溶液的酸碱性考纲要求1. 了解水的电离、水的离子积常数。2了解溶液pH的定义，了解测定溶液pH 的方法，能进行pH的简单计算。回扣載材劳实基础知识点一水的电离简写为1 .电离方程式水是一种的电解质，出0 +出0 溶液装在滴定管中。如图所示:醴式滴症管織式滴立管(2) 锥形瓶、烧杯、铁架台、滴定管夹等。2. 主要试剂标准液、待测液、 、蒸馏水。3. 实验操作(用标准盐酸滴定待测 NaOH溶液)(1) 准备滴定管： f 洗涤ff 装液f 调液面f 记录。锥形瓶：注碱液t记读数t加指示剂。(2) 滴定左手，右手，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化，滴定至终点，记下读数。(3) 计算平行滴定次，取平均值求出结果。4. 常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10【问题思考】5. KMn0*H +)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中?6. (1)中和滴定的关键是什么？滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗？课室活动国一、溶液pH的计算1总体原则想方设法求出溶液中 c(H +)，然后再对c(H十)求负对数，即pH = -lgc(H +)，但注意溶液 为碱性溶液时，应先求 ，再求c(H +) =，最后求pH。2. 具体情况(1)酸、碱溶液pH的计算 强酸溶液，如 HnA，设浓度为 cmol L , c(H ) =mol L , pH = lgc(H )=一 lg。一 1 一 一 1 + 强碱溶液，女口 B(OH) n,设 浓度为 cmol L , c(OH ) = ncmol L , c(H )=mol L 1, pH = - lg c(H 十)=。 弱酸溶液和弱碱溶液的pH求法。典例导悟1】已知CH3COOH的电离常数Ka= 1.8X 10 5mol L S求0.1mol 1一匕出。00日 溶液的pH =。（2）酸碱混合pH计算 两强酸混合+c 混（H ）= 两强碱混合c 混（OH）=强酸、强碱混合（一者过量）：|c酸（HV酸一 c碱OHV碱I+c混Hc混 OH |【典例导悟2某强酸溶液pH = a,强碱溶液pH = b，已知a+ b = 12,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液体积V（酸）和碱溶液体积V（碱）的正确关系为（）2 2A . V（酸）=10 V（碱）B . V（碱）=10 V（酸）C . V（酸）=2V（碱） 听课记录：D . V（碱）=2V（酸）（3）酸、碱溶液稀释后 pH的计算 强酸和强碱溶液分别稀释10n倍后，则pH稀和pH原的关系是什么？ 强酸和强碱无限稀释时，为什么其pH值都约为7? 弱酸或弱碱溶液稀释 10n倍后，则pH稀和pH原的关系是什么？思维升华 溶液中的c（H +）与水电离出的c（H +）是否相同，有什么关系？二、酸碱中和滴定的误差分析1. 原理（以标准盐酸滴定待测 NaOH溶液为例）Ca Va8=右Vb 准确量取的待测液的体积；CA 标准溶液的浓度。故有：Cb正比于Va。2. 常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（酚酞作指示剂）为例，常见的因操作不正确而引起的误差有:步骤操作VaCb洗涤酸式滴定管未用标准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液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失滴疋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时部分液体溅出部分酸液滴出锥形瓶外溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴 定后反加一滴NaOH溶液无变化读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或前仰后俯）滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或前俯后仰）典例导悟3】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1molL一1的稀硫酸标准溶液， 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 。A 实验中所用到的滴定管、容量瓶，在使用前均需要检漏B 如果实验中需用 60mL的稀硫酸标准溶液，配制时应选用 100mL容量瓶C .容量瓶中含有少量蒸馏水，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. 配制溶液时，定容时俯视读数，则导致实验结果偏大F. 中和滴定时，若在最后一次读数时俯视读数，则导致实验结果偏大高考釜训* *题组一水的电离1. 判断正误（1）4 C时，纯水的 pH = 7（）（2010 江苏一2B）（2）由水电离的c（H +） = 1X 1014mol L1的溶液中：Ca2=K +、C、HCO3能大量共存（）（2010 江苏一6B）2. （2008上海，11）常温下，某溶液中由水电离的 c（H ） = 1 X 10_ mol L_ ,该溶液可能是（ ） 二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液A .B .C.D .题组二溶液的酸碱性与pH值3. （2011上海，19改编）常温下用pH为3的某酸溶液分别与 pH都为11的氨水、氢氧 化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是（） b不可能显碱性a可能显酸性或碱性a不可能显酸性b可能显碱性或酸性A .B .C.D .4. 判断正误（1）25 C时，某物质的溶液 pH V7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐（）（2010天津理综4A）（2）25 C时，pH = 4.5的番茄汁中c（H + ）是pH = 6.5的牛奶中c（H +）的100倍（）（2010天津理综4B）5. （2010海南，2）常温下，将 0.1mol L_1氢氧化钠溶液与0.06mol L 1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的 pH等于（）A . 1.7B . 2.0C. 12.0D. 12.46. （2010全国理综I, 9）下列叙述正确的是（）A .某醋酸溶液的pH = a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH = b,贝U abB .在滴有酚酞溶液的氨水中，加入NH4CI至溶液恰好无色，则此时溶液的pHc(CI ), c(OH )c(H )+ +B . c(NH4)= c(Cl ), c(OH ) = c(H ) + +C. c(Cl )c(NH4 ), c(OH )c(H ) + + 14 : 13 :D. c(CI )c(NH4 ), c(H )c(OH )题号235678答案111考点集训在不同温度下的水溶液中 图所示。请回答下列问题：(1)曲线I代表的温度下, 于”、“低于”或“等于”c(H)= 10xmol L 1, c(OH)= 10ymol L 1, x 与 y 的关系如右(填“高水的离子积为 ,曲线I所代表的温度)曲线n所代表的温度。你判断的依据是(2)曲线I所代表的温度下，0.01mol L1的NaOH溶液的pH为。题组二溶液的酸碱性与pH3 .对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是()A .该溶液1mL稀释至100mL后，pH等于2B .向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和+ + 12C .该溶液中硝酸电离出的c(H )与水电离出的c(H )之比为10D .该溶液中水电离出的 c(H +)是pH为3的硝酸中水电离出的 c(H + )的100倍4. 室温时，将 xmLpH = a的稀NaOH溶液与ymLpH = b的稀盐酸充分反应。下列关于 反应后溶液pH的判断，正确的是()A .若 x= y,且 a+ b = 14,则 pH7B .若 10x= y,且 a+ b= 13,则 pH = 7C.若 ax= by,且 a+ b= 13,则 pH = 7D .若 x= 10y,且 a+ b = 14,则 pH7 题组三酸碱中和滴定pH变化的图象，根据tpH10OI人NaOH物质的运（moiO.lmol 5. 右图是向100mL的盐酸中逐渐加入 NaOH溶液时，溶液图象所得结论正确的是（）A .原来盐酸的物质的量浓度为B . x 为 O.lmol 的 NaOHC .原来盐酸的物质的量浓度为imolD . x 为 imol 的 NaOH题号1345答案6. 实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生在实验室中进行测定盐酸的浓度的实验。请 完成下列填空：1（1）配制 100mL0.10mol NaOH 标准溶液。 主要操作步骤：计算t称量t溶解t （冷却后）7洗涤（并将洗涤液移入容量瓶）ttT将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签。 称量g氢氧化钠固体所需仪器有：托盘天平（带砝码、镊子）、（2）取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加 23滴酚酞作指示剂，用自己配制的 NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作23次，记录数据如下。实验 编号NaOH溶液的浓 度(mol L 1)滴定完 成时，NaOH 溶液滴 入的体 积（mL）待测盐 酸的体 积（mL）10.1022.6220.0020.1022.7220.00 130.1022.8020.00滴定达到终点的标志是O 根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为（保留两位有效数字）。甲 乙丙 排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的 ，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。 在上述实验中，下列操作 （其他操作正确）会造成测定结果偏高的有 （填字母序号）。A .滴定终点读数时俯视B .酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗C .锥形瓶水洗后未干燥D .称量NaOH固体中混有 Na2CO3固体E. 碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失题组四实验探究7. 某校化学兴趣小组的同学对一含有少量Na2SO4的NaOH样品中NaOH的含量进行测定。回答下列问题：(1)甲同学运用沉淀法测定样品中NaOH的含量。甲同学选用的药品除样品外，还应用;实验中应测定的数据有(2)乙同学运用滴定法测定样品中NaOH的含量。 用分析天平准确称取该样品5.0000g，全部溶于水配制成 1000.0mL的溶液。用碱式滴定管取其中20.00mL放在锥形瓶中，滴加几滴指示剂，待测。滴定管在使用前除洗涤外，还应。 用浓度为O.IOOOmol - 1的盐酸标准溶液进行滴定。开始滴定前的一步操作是 滴定过程中用pH计测定锥形瓶中溶液的 pH，临近滴定终点时测定 pH应每滴一滴测一次。滴定过程中，锥形瓶中溶液的pH变化如下:V(HC l)/mL0.0012.0018.0022.0023.0023.9624.0024.0425.0026.0030.00pH13.112.612.211.711.49.97.04.02.72.41.9请在下面坐标图中绘制出上述中和滴定的曲线。下表是几种酸碱指示剂的变色范围，根据你作出的中和滴定曲线分析，上述中和滴定 中应选用的指示剂是 。指示剂变色范围(pH)颜色酸色碱 色甲基橙3.1 4.4红黄石蕊5.0 8.0红蓝酚酞8.2 10.0无红样品中，NaOH的质量百分含量为学案46水的电离和溶液的酸碱性【课前准备区】 知识点一1. 极弱 H3O + + OH 一H2O=H + + OH 一+142-22. (1)Kw (2)c(H )c(OH )1 X10 mol 3. (1)吸热增大(2)电解质温度4. (1)抑制促进 (3)促进促进知识点二1. (1) 二(3)+2. (1) lgc(H )(2)0143. 标准比色卡知识点三1 . (1)酸式碱式酸式碱式2. 指示剂3. (1)检漏润洗(2) 握活塞旋转开关不断旋转摇动锥形瓶(3) 2 34.指示剂变色范围的pH石蕊8蓝色甲基橙4.4黄色酚酞10 红色问题思考1不变，因为 Kw仅与温度有关，温度不变，则Kw不变。与外加酸、碱、盐无关。2. 外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的 c(H +)和c(OH )总是 相等的。3. (1)因温度不确定，pH = 7的溶液不一定显中性。(2)只要c(H + )c(OH ),溶液一定呈酸性。4. pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；用pH试纸读出的pH只能是整数。5. 强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中，碱性溶液盛放在碱式滴定管中。即酸性KMnO4溶液、稀盐酸、溴水应盛放在酸式滴定管中，Na2CO3溶液盛放在碱式滴定管中。6 . (1)中和滴定的关键：准确测定两种反应物溶液的体积；确保标准液、待测液浓 度的准确；滴定终点的准确判定(包括指示剂的合理选用)。(2)滴定终点是指示剂颜色发生 突变的点，不一定是酸碱恰好中和的点。【课堂活动区】、1.c(OHKw)142. (1)nc+(2) c1H V+2 V2(2)V1+ V210(nc) 14 + lg( nc)nc+ C1 OH V1+ C2 OV2V1+ V2(3) 强酸溶液每稀释10n倍，c(Hj减小为原来的 荷，pH稀=pH原+n; 1强碱溶液每稀释 10n倍，c(OH )减小为原来的 荷，pH稀=pH原一n。 强酸或强碱溶液无限稀释时，由于水的电离平衡不能忽略，故pH只能接近于7(或约等7)。 弱酸溶液稀释时 c(H +)减小的程度比强酸小，每稀释10n倍，pH稀pH原一n。思维升华 溶液中的c(H +)和水电离出来的c(H +)是不同的：+_7 1+(1)室温下水电离出的 c(H ) = 1X 10 mol L ，若某溶液中水电离出的c(H )1 x 10 7mol L 1则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。| 7 1(2)室温下，溶液中的c(H )1 X 10 mol L ，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶 液；溶液中的c(H +)1 x 107mol L 二说明该溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。二、2变大偏高变小偏低变大偏高不变无影响变小偏低变大偏高变小偏低变大偏高变大 偏高变小偏低变大偏高典例导悟1 . 2.9解析电离平衡是化学平衡的一种，该题实质是知道平衡常数，可求物质的平衡浓度，然 后再对平衡浓度进行负对数运算。10.1mol L 00CH 3COOH =CH3COO + H +c(初始)c(H +) c(H +) c(H +)0.1 c(H + ) c(H + ) c(H +)2 +H 1.8 X 1050.1 c Hc(电离)c(平衡)则Ka=+九厂一3 1+3解得 c(H ) = 1.3X 10 mol L ，所以 pH = lgc(H )= lg(1.3 X 10 ) = 2.9。142. B强酸中 c(H j= 10 amol L j 强碱中 c(OH)=-b mol L 1 = 10 14 bmol L 1= 10 14+12 amol L 1= 102amol L S 混合后 pH = 7,即 n(H + )= n(OH ),故 V(碱)=102V(酸)。3. ABDA项，滴定管、容量瓶都为带塞仪器，使用前需检漏，正确；B项，实验室无60 mL容量瓶，选择容积比 60 mL大而与之接近的容量瓶配制， B正确；C项，容量瓶内有 少量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响； D项，酸式滴定管不润洗， 使所测NaOH浓度偏大， 正确；E项，配制溶液时，定容时俯视，所配溶液浓度偏高，导致实验结果偏小；F项，导致实验结果偏小。【课后练习区】咼考集训1. (1) X解析25C时，纯水的pH = 7,温度降低，H20=H + OH-平衡向左移动，c(H+)减小， pH增大。(2) X解析由水电离的c(H +) = 1 x 1014mol L 1,此时溶液显强酸性或显强碱性，HCO 在两种溶液中都不能大量共存。2. A3.A4. (1) X解析25 C时，pH V 7还有可能为酸式盐，如 NaHSO4。v解析 pH = 4.5 的溶液 c(H + )= 104mol L 1, pH = 6.5 的溶液 c(H +) = 10 6mol L 1。5. B假设溶液为1L , n(H + )= 0.12mol、n(OH )= 0.1mol，酸过量，反应后溶液中c(H +) =0.12mol O.。1 = 0.01mol Lj 所以 pH = 2.0。2L6. D7.C8. C向氨水中逐滴滴加盐酸，得到溶液的成分可能有NH3 H2O和NH4CINH4CI NH4CI和HCI , A符合，由电中性原理知 B正确，C中电荷不守恒错误，D符合。考点集训1. A中c(H +) = 1mol L-1,由水电离出的 c(H +)与溶液中c(OH -)相等，等于1.0 X 10141mol L ; 中 c(H +)= 0.1mol L1,由水电离出的 c(H +) = 1.0X 10- 13mol L1; 中c(OH -) = 1.0X 10-2mol L - j由水电离出的c(H +)与溶液中c(H +)相等，等于1.0 X 1012 1mol L ; 中 c(OH -) = 1.0X 10-3mol L，同所述由水电离出的 c(H + )= 1.0X 10- 11mol L 1O 即(1.0X 10-14) : (1.0X 10-13) : (1.0X 10-12) : (1.0X 10- 11)= 1 : 10 : 100 : 1000O 2. (1)1 X 10一12高于曲线n所代表的水的离子积比曲线I的小，由于水的电离过程是吸热过程，温度越高，离子积越大，故曲线n代表的温度低(2)10解析(1)根据曲线中的数据， 可以知道曲线I代表的温度下水的离子积为 1X 10-12，水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积就越大，曲线I所代表的水的离子积比曲线 n的大，所以，曲线I代表的温度高。(2)曲线I所代表水的离子积为 1 X 10-12mol22, 0.01mol L-1的NaOH溶液中c(OH-) =10-2mol L-1，贝U c(H + )= 10- 10mol L-1, pH = 10。3. BA项，HNO3是强酸，pH为1的硝酸c(H为0.1mol L-1，溶液体积增大102倍， pH 增大 2, A 错；B 项，Ba(OH) 2 为强碱，pH 为 13 的 Ba(OH)2 中 c(OH-)为 0.1molL-1,与14+HNO3恰好完全反应，B 正确；C 项，c水(OH)= c水(H )=-1 mol L 1= 10 13mol L 1, c H +10c水 H-11-14=-J。1 L -1 = 1012,C错；D叽pH为3的硝酸中水电离出的 c水(H + )= c 水(OH -)=卫一3 mol L10 mol L1013 1-1= 10- 11mol L-1,两种HNO3溶液中水电离出的 c水(H的比值为10-11mol L-1 = 1 : 100, D 10 mol L错。4. D本题主要考查有关 pH的简单计算。由题意知：n(NaOH) = x 10a-14 10-3mol, n(HCI) = y 10-b 10-mol,所以 n(NaOH) ： n(HCl) X 10a-14 10-3 x_=-b-r = xx10a*b14。若x= y,且a+b=14,则 n(NaOH) = n(HCI)二者恰好完全反y1010 y应，pH = 7;若 10x= y且 a+ b= 13,则碱不足，pH7 ;若 ax= by且 a + b= 13则 n(NaOH) ： n(HCI) b 1= 石1，碱不足，故 pH1 , NaOH a 10过量，pH7。+ 15. A从题图中知，起始的盐酸溶液pH = 1, c(H )= 0.1mol L。n(HCI) = 0.1 L X 0.1 mol L -1 = 0.01 mol所以 n(NaOH) = n(HCI) = 0.01 mol6. (1)转移定容摇匀0.4烧杯(或表面皿)药匙(2)最后一滴NaOH溶液加入，溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色 0.11mol L -1 丙 DE解析(1)题目要求配制100mL0.10moI - L-1NaOH标准液，应用天平称取0.1L X 0.10mol -1X 40g mol -1= 0.4gNaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品，不能放在托盘天平上直接称量，应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化，我们可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度时，应计算三次中和滴定的平均值，因NaOH标准液浓度及待测液的体积也一样，故只算 NaOH溶液体积的平均值即可。根据碱式滴定管的构造可知，弯曲橡皮管即可将管中的气泡排出。7. (1)MgCI 2溶液样品质量和加入足量MgCI 2溶液后生成沉淀的质量检漏调节盛标准液滴定管的液面于“ 0”刻度或“ 0”刻度以下某一刻度滴定曲线如下图甲基橙或 酚酞96%解析 (1)利用沉淀法测定样品中 NaOH的含量，选用能与NaOH生成沉淀且不和 SOf-生成沉淀的物质，为了使 OH -沉淀尽可能完全，选用 Mg2+ (氢氧化镁溶解度小)。(2)pH计是用来测量溶液 pH的仪器，能较方便准确地测定溶液的pH,在滴定终点附近溶液的pH会出现突变，所以此时需每滴一滴测一次。由于石蕊变色时不容易判断, 选作指示剂，强酸滴定强碱可以选用甲基橙或酚酞。w(NaOH)=-124mLX 0.1000mol _-1x 1_x 40g - molx 100%= 96%20mL5.00g般不2. 水的离子积常数符号：。(2) 公式：Kw=, 25 C时 Kw =。3. 影响Kw大小的因素(1)水的电离过程是个 的过程，故温度升高，H2O的Kw。(2)水的离子积是水电离平衡时的性质，不仅适用于纯水，也适用于稀的 水溶液,只要不变，Kw就不变。4. 影响水的电离平衡的因素酸、碱均可水的电离；(2) 升高温度可 水的电离；(3)易水解的盐均可 水的电离；(4)活泼金属(Na)可水的电离。【问题思考1 .常温时，纯水的离子积Kw = 1X 10,* 1 2 3 4mol2 L,那么酸、碱、盐溶液中，在常温时Kw的值如何？2. 在pH = 2的盐酸溶液中由水电离出来的c(H +)与c(OH)之间的关系是什么？知识点二溶液的酸碱性与pH1 .溶液的酸碱性溶液的酸碱性是由溶液中c(H J与c(OH)相对大小决定的：(1) c(H +)c(OH)，溶液呈酸性；(2) c(H +)c(OH)，溶液呈中性；(3) c(H +)c(OH)，溶液呈碱性。【问题思考】3. (1)某溶液的pH = 7,该溶液是否一定为中性？(2)若已知c(H + )c(OH)，该溶液是否一定为酸性？2. pH(1) 计算公式： pH =。(2) 适用范围：。(3) 表示意义：表示溶液酸碱性的强弱，pH越小，酸性越强；pH越大，碱性越强。3. pH试纸的使用方法：把一小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中 央，试纸变色后，与 比较来确定溶液的 pH。问题思考4 .用pH试纸测pH时应注意什么问题？记录数据时又要注意什么？ 知识点三酸碱中和滴定1. 主要仪器(1) 滴定管滴定管分为 滴定管和滴定管。酸性溶液装在 滴定管中，碱性