2018版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性教师用书新人教版

第二节水的电离和溶液的酸碱性考纲定位考情播报1.了解水的电离，离子积常数。2.了解溶液pH的定义及测定方法。能进行pH的简单计算。3.掌握酸碱中和滴定及其应用。2016全国甲卷T12/全国丙卷T13(C)2015全国卷T28(3)2014全国卷T12(B、C)/全国卷T11、T28(2)2013全国卷T132012全国卷T11考点1| 水的电离基础知识整合1水的电离(1)电离方程式：H2OHOH或2H2OH3OOH。(2)25 时，纯水中c(H)c(OH)1107_molL1，任何水溶液中由水电离出来的c(H)c(OH)。2水的离子积常数(1)表达式：Kwc(H)c(OH)。25 时，Kw1014,100 时，Kw1012。(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。(3)适用范围：适用于纯水、酸、碱、盐的稀溶液。(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH，只要温度不变，Kw不变。3外界因素对水的电离平衡的影响(1)温度：温度升高，促进水的电离，Kw增大；温度降低，抑制水的电离，Kw减小。(2)酸、碱：抑制水的电离。(3)能水解的盐：促进水的电离。(4)能与水反应的活泼金属：促进水的电离。应用体验1向水中分别加入(1)NaOH、(2)NH4Cl，请分析水的电离平衡移动方向，c(H)、c(OH)变化，水的电离程度变化，Kw变化。提示(1)向左移，c(H)减小，c(OH)增大，水的电离程度变小，Kw不变。(2)向右移，c(H)增大，c(OH)减小，水的电离程度变大，Kw不变。225 ，pH3的溶液中，H2O电离出的H浓度为多少？提示若为水解呈酸性的盐溶液，促进水的电离，由水电离出的c(H)水1103 mol/L或若为酸，抑制水的电离，由水电离出的c(H)水11011 mol/L。考点多维探究角度1影响水电离平衡的因素分析125 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，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醋酸钠，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，pH不变B向水中加入稀氨水，增大了c(OH)，平衡逆向移动；加入固体NaHSO4，NaHSO4溶于水后电离生成H，c(H)增大，Kw不变；加入醋酸钠，CH3COO结合水电离出的H，使平衡正向移动，c(H)降低；将水加热，Kw增大，pH减小。225 时，相同物质的量浓度的下列溶液：NaClNaOHH2SO4(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ()ABC DC、为碱、酸抑制水电离；中NH水解促进水电离，NaCl不影响水电离。3(2015广东高考)一定温度下，水溶液中H和OH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CA.由图可知a、b、c三点对应的平衡常数不变，故a、b、c为等温线，升温，不能由c向b变化。B.由b点对应c(H)与c(OH)可知，Kwc(H)c(OH)1.01071.01071.01014。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。正确理解水的电离平衡曲线(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H)c(OH)相同，温度相同；(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同；(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。角度2溶液中H2O电离出的c(H)H2O或c(OH)H2O的计算4(2017韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO。某温度下，向c(H)1106 molL1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H)1102 molL1。下列对该溶液的叙述不正确的是 ()A该温度高于25 B由水电离出来的H的浓度为11010 molL1C加入NaHSO4晶体抑制水的电离D取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH)减小DA项，Kw1106110611012，温度高于25 ；B、C项，NaHSO4电离出的H抑制H2O电离，c(H)H2Oc(OH)11010 mol/L；D项，加H2O稀释c(H)减小，而c(OH)增大。525 时，在等体积的pH0的H2SO4溶液、0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是() 【导学号：95812200】A1101010109B1551095108C1201010109D110104109AH2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 时，pH0的H2SO4溶液中：c(H2O)电离c(OH)1014mol/L；0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离c(H)1013mol/L；pH10的Na2S溶液中：c(H2O)电离c(OH)104 mol/L；pH5的NH4NO3溶液中：c(H2O)电离c(H)105 mol/L。它们的物质的量比值为：101410131041051101010109，故A正确。(1)水的离子积Kw的理解水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H和OH存在。在不同溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H)、c(OH)总是相等的。在Kw的表达式中，c(H)、c(OH)均表示整个溶液中H、OH总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H)、c(OH)。(2)c(H)H2Oc(OH)H2O的有关计算(25 )酸溶液：c(H)H2Oc(OH)H2Oc(OH)碱溶液：c(OH)H2Oc(H)H2Oc(H)水解呈酸性的盐溶液：c(H)H2Oc(OH)H2Oc(H)水解呈碱性的盐溶液：c(OH)H2Oc(H)H2Oc(OH)考点2| 溶液的酸碱性与pH的计算和判断基础知识整合1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：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(2)中性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(3)碱性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。2pH(1)定义式：pHlg c(H)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)由图示关系知，pH越小，溶液的酸性越强。pH一般表示c(H)1 mol/L的酸溶液或c(OH)1 mol/L的碱溶液。3pH的测定方法(1)pH试纸法pH试纸的使用方法：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。但应注意：pH试纸不能伸入待测液中。pH试纸不能事先润湿，用pH试纸粗略测定pH。用广泛pH试纸测出溶液的pH是114的整数，读数不会出现小数。(2)pH计法常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。应用体验1用“酸性”、“碱性”、“中性”或“不确定”填空。(1)pH1107 mol/L的溶液_。(3)水电离出的c(H)1104 mol/L溶液_。(4)c(H)c(OH)的溶液_。(5)pH0的溶液(25 )_。(6)25 时11010 mol/L的溶液_。(7)pH6的溶液_。(8)Kw11012时pH6的溶液_。提示(1)不确定(2)不确定(3)不确定(4)酸性(5)酸性(6)酸性(7)不确定(8)中性225 时，(1)0.005 mol/L的H2SO4溶液pH_。(2)0.005 mol/L的Ba(OH)2溶液pH_。(3)0.05 mol/L电离度为0.2%的HA溶液的pH_。提示(1)2(2)12(3)4考点多维探究角度1溶液酸碱性的判断1判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合。()(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。()(3)相同浓度的NH3H2O和HCl溶液等体积混合。()(4)25 时，pH2的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(5)25 时，pH3的HCl和pH10的NaOH溶液等体积混合。()(6)25 时，pH3的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(7)25 时，pH2的CH3COOH和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(8)25 时，pH2的HCl和pH12的NH3H2O等体积混合。()(9)25 时，pH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合。()(10)25 时，pH3的硫酸溶液和pH11的氨水等体积混合。()答案(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)碱性(7)酸性(8)碱性(9)中性(10)碱性2已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a molL1的一元酸HA与b molL1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是()AabB混合溶液的pH7C混合溶液中，c(H) molL1D混合溶液中，c(H)c(B)c(OH)c(A)C判断溶液呈中性的依据是c(H)c(OH)。A项中ab，酸碱恰好完全反应生成正盐和水，由于酸碱强弱未知，不能确定溶液的酸碱性；B项中未说明温度为25 ，故混合溶液pH7时不一定呈中性；C项混合溶液中，c(H)c(OH)Kw，因为c(H) molL1，则c(OH) molL1，c(H)c(OH)，故溶液呈中性；D项中c(H)c(B)c(OH)c(A)，只说明溶液中电荷守恒，无法判断溶液的酸碱性。溶液酸碱性的判断(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液“谁强显谁性，同强显中性”。(2)25 时，pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。即谁弱谁过量，显谁性。(3)强酸、强碱等体积混合(25 时)pH之和等于14呈中性；pH之和小于14呈酸性；pH之和大于14呈碱性。角度2溶液稀释的pH的判断325 ，pH5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO)与c(H)的比值为 _。解析稀释前c(SO) molL1，稀释后c(SO) molL1108 molL1，c(H)接近107 molL1，所以。答案4(1)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为_。(2)体积相同，浓度均为0.2 molL1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释100倍，溶液的pH分别为m和n，则m和n的关系为_。解析(1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 mol/L，盐酸中的c(H)醋酸中的c(H)，故mn。(3)稀释相同倍数，CH3COOH溶液的pH变化较小，故mn。答案(1)mn(3)mn角度3pH的有关计算与换算5求下列常温条件下溶液的pH(已知lg0.1，lg20.3，混合溶液忽略体积的变化)。(1)0.1 molL1的CH3COOH溶液。(已知CH3COOH的电离常数Ka1.8105) _(2)将pH8的NaOH与pH10的NaOH溶液等体积混合。_(3)将pH5的盐酸与pH9的NaOH溶液以体积比119混合。_(4)将pH3的HCl与pH3的H2SO4等体积混合。_答案(1)2.9(2)9.7(3)6(4)36在某温度时，测得0.01 molL1的NaOH溶液的pH11。(1)该温度下水的离子积常数Kw_。(2)在此温度下，将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的硫酸Vb L混合。若所得混合液为中性，且a12，b2，则VaVb_。若所得混合液为中性，且ab12，则VaVb_。解析(1)由题意知，溶液中c(H)1011 molL1，c(OH)0.01 molL1，故Kwc(H)c(OH)1013。(2)根据中和反应：HOH=H2O。c(H)Vbc(OH)Va102Vb1013/1012Va110。根据中和反应HOH=H2Oc(H)Vbc(OH)Va10bVb1013/10aVa1013(ab)10，即VaVb101。答案(1)1013(2)110101725 时，100 mL pHa的稀H2SO4与10 mL pHb的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a，b的关系为_。解析10010a101014b10a21014b1，故a214b1，ab15。答案ab15溶液(强酸、强碱)混合的pH的计算思路(1)同性混合若为酸的溶液混合，则先求c(H)混c(H)1V1c(H)2V2/(V1V2)，再直接求pH。若为碱的溶液混合，则先求c(OH)混c(OH)1V1c(OH)2V2/(V1V2)，再求c(H)Kw/c(OH)混，最后求pH。(2)异性混合若酸过量，则先求c(H)混c(H)酸V酸c(OH)碱V碱/(V酸V碱)，再直接求pH。若碱过量，则先求c(OH)混c(OH)碱V碱c(H)酸V酸/(V酸V碱)，再求c(H)Kw/c(OH)混，最后求pH。考点3| 酸碱中和滴定及其应用基础知识整合1实验原理利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)。酸碱中和滴定的关键：(1)准确测定标准液与待测液的体积。(2)准确判断滴定终点。2实验用品 (1)仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。精确度：读数可估计到0.01 mL。洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。使用注意事项：试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开3.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：查漏洗涤润洗装液赶气泡调液面记录。锥形瓶：洗涤装液加指示剂(变色不明显)。(2)滴定(3)终点判断等滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。(4)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及待测碱液体积的平均值，根据c(NaOH)计算。应用体验用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：(1)指示剂可以选用_。(2)滴定过程中，眼睛应注视_；在铁架台上垫一张白纸，其目的是_。(3)下列实验操作会对滴定结果产生什么影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果_。若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00 mL待测液，则滴定结果_。提示(1)酚酞或甲基橙(2)锥形瓶内溶液颜色的变化便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差(3)偏高偏高考点多维探究角度1酸碱中和滴定操作、数据处理与误差分析1某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行的如下操作，正确的是 () 【导学号：95812201】A用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中B称取4.0 g NaOH放到1 000 mL容量瓶中，加水至刻度，配成1.00 molL1 NaOH标准溶液C用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不变色时，为滴定终点D滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量C量取白醋应用酸式滴定管，A错误；NaOH的溶解应在烧杯中完成，B错误；在滴定过程中，操作时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化，D错误。2(2015广东高考)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 molL1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是()A滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小BA.滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H)越来越小，故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D.滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。3某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示：依据表中数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。解析根据三次实验数据，第二次为无效数据。答案26.10 mL，c(NaOH)0.104 4 molL1。(1)指示剂选择的基本原则变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。不能用石蕊作指示剂(颜色深变色不明显)。滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂。滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂。强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3溶液滴定酸性KMnO4溶液时，酸性KMnO4溶液颜色褪去时即为滴定终点。涉及I2的反应或生成时，用淀粉溶液作指示剂。(2)误差分析的原理根据原理c标准V标准c待测V待测，所以c待测，因为c标准与V待测已确定，因此只要分析出不正确操作引起V标准的变化，即分析出结果。角度2滴定曲线(pH曲线)的分析4如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是()A盐酸的物质的量浓度为1 molL1BP点时恰好完全反应，溶液呈中性C曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线D酚酞不能用作本实验的指示剂B由滴定起始时pH1可知盐酸的浓度为0.1 molL1，A错误；由曲线a起始时溶液pH1可知，是用NaOH溶液滴定盐酸的曲线，C错误；强酸与强碱中和滴定操作中可选用酚酞作为指示剂，D错误。5(2016全国乙卷)298 K时，在20.0 mL 0.10 molL1氨水中滴入0.10 molL1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是()A该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂BM点对应的盐酸体积为20.0 mLCM点处的溶液中c(NH)c(Cl)c(H)c(OH)DN点处的溶液中pHc(H)c(OH)。D项NH3H2O为弱电解质，部分发生电离，N点时V(HCl)0，此时氨水的电离度为1.32%，则有c(OH)0.10 molL11.32%1.32103molL1，c(H)molL17.581012molL1，故N点处的溶液中pH1。()(2)(2014全国卷)pH5的H2S溶液中，c(H)c(HS)1105 molL1。()(3)(2014全国卷)pHa的氨水溶液，稀释10倍后，其pHb，则ab1。()(4)(2013全国卷)25 时pH13的NaOH溶液中含有OH的数目为0.1NA。()(5)向水中加入酸式盐，溶液呈酸性，是因为促进了水的电离。()(6)用湿润的pH试纸测定酸溶液的pH结果偏大。()(7)用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液、溴水、CCl4等试剂。()(8)用醋酸溶液滴定待测NaOH溶液的浓度可用酚酞作指示剂。()(9)中和滴定前仰视读数滴定后俯视读数，结果偏小。()(10)25 时，用CH3COOH滴定等浓度的NaOH溶液至pH7，V(CH3COOH)V(NaOH)。()(11)盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为NH4Cl。()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)(11)2一题串知，覆盖高考考什么(2017试题调研节选)25 时，用浓度为0.100 0 molL1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 molL1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。(1)等浓度的三种酸溶液的酸性强弱顺序为_。考查弱酸的电离程度大小(2)0.1 mol/L的HX、HY、HZ溶液中水的电离程度最大的是_，其中HY溶液的pH3，则溶液中H2O电离出的c(H)H2O为_。考查溶液中水电离的定量计算(3)25 时，向HX溶液中加入20 mL NaOH溶液，溶液的pH_7(填“”“”或“”“”或“HYHX(2)HX11011 mol/L(3)碱(4)(5)相同(6)中酸(7)VxVyVz16