（浙江选考）2020版高考化学一轮复习专题八第二单元水的电离平衡和溶液的酸碱性课件.pptx

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1、第二单元 水的电离平衡和 溶液的酸碱性,一 水的电离平衡,二 溶液的酸碱性,教材研读,突破一 溶液pH计算的思维模型,突破二 酸碱中和滴定曲线及指示剂选择分析,重难突破,突破三 中和滴定误差分析,一、水的电离平衡 (一)水的电离 1.水是极弱的电解质,存在着电离平衡: H2O H+OH- 。在一定 温度下,水电离出来的H+和OH-浓度的乘积是一个常数,称为水的 离 子积常数 ,用符号 KW 表示。,教材研读,2.常温时,酸性溶液中c(H+)c(OH-),pH 7;中性溶液中c(H+)=c(OH-),pH = 7。 100 时,水中c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1,pH=6,水呈

2、 中 性。常温 时,水中c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,pH=7,水呈中性。,3.KW的几点说明 (1)水的离子积(KW)适用于任一稀的电解质水溶液,c(H+)或c(OH-)代表水 溶液中H+或OH-的总物质的量浓度。无论酸、碱、盐等溶液中酸碱性 怎么样,KW= c(H+)c(OH-) ,一定温度时,KW是一常数。一般情况下 在25 ,KW为 1.010-14 ,而100 时KW为1.010-12。,(2)在研究水溶液体系中离子的种类时,不要忽略 H+、OH- 同时存在。 (二)影响水的电离平衡的因素 1.水的电离过程是 吸 热过程,所以升高温度能促进水的电离,因 此降温时K

3、W减小,升温时KW增大。但不论温度升高还是降低,纯水中 c(H+)和c(OH-)始终 相等 。,2.向纯水中加入酸或碱,可以增大水中的 H+ 或 OH- 浓度,均 可使水的电离平衡向 逆反应方向 (即分子化的方向)移动。向水 中加入可溶性的盐,若组成盐的离子能与水电离产生的H+或OH-发生反 应,生成难电离的物质,则能够破坏水的电离平衡,使水的电离平衡向 电离方向 移动,可使水溶液呈碱性或酸性;若所加的盐既不能与水 中的H+或OH-发生反应,又不能电离产生H+或OH-,则不破坏水的电离平 衡,不能使水的电离平衡发生 移动 。若向水中加入活泼金属,由 于活泼金属与水电离出的H+反应,促进水的电离

4、,溶液中c(OH-) 增,大 ,c(H+) 减小 。,1.当c(H+)很小时,直接用氢离子的物质的量浓度表示溶液酸碱性的强弱 很不方便,通常采用c(H+)的负对数表示,称为溶液的pH,其表达式为 pH=-lg c(H+) 。常温下,pH7时,溶液呈碱性,pH越大,溶液的碱性越 强 。,二、溶液的酸碱性 (一)溶液的pH,2.当pH改变一个单位时,c(H+)改变至原来的10倍或1/10,即pH每增大1个 单位,c(H+)就减小为原来的1/10;pH每减小1个单位,c(H+)就增大为原来 的 10 倍。,(二)pH的测定方法 1.pH试纸的使用方法:把pH试纸放在洁净干燥的 表面皿 (或玻璃 片)

5、上,用玻璃棒蘸取一滴待测液点在pH试纸的 中部 ,变色后与 标准比色卡 对比,读出pH(整数)。,2.常用酸碱指示剂及其变色范围,3.pH计 使用pH计能直接测定溶液的pH。,1.下列溶液一定呈酸性的是 ( B ) A.含H+的溶液 B.c(OH-)c(H+)的溶液 C.pH7的溶液 D.能与金属Al反应放出H2的溶液,2.室温下,pH和体积都相同的盐酸和稀硫酸,分别跟足量碳酸钠溶液反 应,放出的CO2 ( A ) A.一样多 B.盐酸多 C.硫酸多 D.无法比较,3.常温下,已知pH=2的高碘酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,所 得溶液显酸性,则下列说法中正确的是 ( C ) A.

6、HIO4是一元强酸 B.此混合溶液中c(Na+)=c(I ) C.c(H+)c(OH-)=1 mol2L-2 D.0.1 molL-1的HIO4溶液与0.1 molL-1的NaOH溶液等体积混合,所得溶液显中性,4.常温下一定体积pH=2的盐酸和pH=11的NaOH溶液混合后恰好完全 反应,二者的体积之比为 ( C ) A.11 B.101 C.110 D.1100,突破一 溶液pH计算的思维模型溶液pH计算的思维模型,重难突破,有关溶液的pH应注意的问题: 1.pH是溶液酸碱性强弱的一种量度。常温下,pH=7的溶液呈中性;当pH 7时,pH越大,溶液的碱性越强。,2.常温下,pH范围在014

7、之间,pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1 mol L-1;pH=14的溶液中并非无OH-,而是c(OH-)=1 molL-1。pH每增大1个单 位,c(OH-)增大到原来的10倍。pH减小n个单位,c(H+)增大到原来的10n 倍或c(OH-)缩小到原来的1/10n。,4.强酸、强碱的稀释:在稀释时,当它们的浓度大于10-5 molL-1时,不考虑 水的电离;当它们的浓度小于10-5 molL-1时,应考虑水的电离。 例如:pH=6的HCl溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH7(不能大于7); pH=8的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH7(不能小于7); pH=3的

8、HCl溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH=5; pH=10的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,混合液pH=8。,3.也可以用pOH来表示溶液的酸碱度。pOH是OH-浓度的负对数。pOH =-lg c(OH-),因为c(OH-)c(H+)=10-14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。,5.弱酸、弱碱的稀释:在稀释过程中既有浓度的变化,又有电离平衡的移 动,不能求得具体数值,只能确定其pH范围。 例如:pH=3的CH3COOH溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后3pH5; pH=10的NH3H2O溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后8pH10。,典例1 常温下有体积为V1 mL、pH

9、为m的稀硫酸和体积为V2 mL、pH 为n的NaOH溶液混合后: (1)如果V1=V2,m+n=13,则溶液呈 性;m+n=15,溶液的pH 7(填“大于”“等于”或“小于”)。 (2)如果混合后,pH=7,m+n=14,则 = ;如果m+n=13,则 = ;如果m+n14,则 = (填表达式),且V1 V2(填“大 于”“等于”或“小于”)。,答案 (1)酸 大于 (2)1 0.1 10m+n-14 大于,解析 (1) = = 1014-m-n。当V1=V2时,若m+n=13,则 =10,酸过量,溶液呈酸性,若m+n=15,则 =0.1,碱过量,pH7。(2)如 果混合后pH=7,则有V1c

10、(H+)=V2c(OH-),即 = = =10m+n-14。当 m+n=14时, =100=1;当m+n=13时, =1013-14=0.1;当m+n14时, =10m+n-14 1,即V1V2。,误区警示 pH试纸使用的误区 1.使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。 若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所 测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶 液,则所测结果没有误差。,2.溶液的pH可以用pH试纸测定(精确到整数,且只有在114的范围内), 也可以用pH计(精确到0.1)测定。,1-1 室温时,将x mL pH

11、=a的稀NaOH溶液与y mL pH=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 ( D ) A.若x=y,且a+b=14,则pH7 B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7 C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7 D.若x=10y,且a+b=14,则pH7,解析 由题意知:n(NaOH)=x10a-1410-3 mol,n(HCl)=y10-b10-3 mol,所以n (NaOH)n(HCl)= = 10(a+b-14)。若x=y,且a+b=14,则n(NaOH) =n(HCl),pH=7;若10x=y且a+b=13,则n(NaOH)n(HCl),pH7,D正确。

12、,1-2 已知水在25 和95 时,其电离平衡曲线如图所示:(1)25 时水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”),请说明 理由 ;25 时,将pH=9的 NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为 。,(2)95 时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混 合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是 。 (3)曲线A所对应的温度下,pH=2的盐酸和pH=11的某BOH溶液中,若水 的电离程度分别用1、2表示,则1 2(填“大于”“小于” “等于”或“无法确定”,下同),若将二者等体积混合,则混合溶液

13、的 pH 7,判断的理由是 。,(4)在曲线B所对应的温度下,将0.02 molL-1的Ba(OH)2溶液与等物质的 量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,所得混合液的pH为 。,答案 (1)A 水电离需要吸热,温度越高KW越大 101 (2)a+b=14 (3)小于 无法确定 若BOH是弱碱,无法确定酸、碱的物质的量的相 对大小 (4)10,解析 (1)25 时,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=110-5 molL-1,pH=4的硫 酸中c(H+)=110-4 molL-1,当二者恰好反应时有110-5 molL-1 V(碱)=1 10-4 molL-1V(酸),V(碱)V(酸)=101

14、。(2)95 时,KW=110-12,pH=a的 强酸溶液中c(H+)=110-a molL-1,pH=b的强碱溶液中c(OH-)=10b-12 molL- 1,当二者恰好反应时有10010-a=110b-12,2-a=b-12,a+b=14。(3)由于盐酸 中c(H+)BOH溶液中c(OH-),结合水的电离方程式知二者对水电离程度 的抑制能力前者较强,故1小于2;若BOH是强碱,等体积混合时酸过量, 此时pH7;若BOH是弱碱,则无法确定碱与酸的物质的量的相对大小,故,无法确定反应后溶液的pH。(4)等体积混合时,溶液中Ba2+反应完全,但 此时OH-消耗掉一半,故混合溶液中c(OH-)=0

15、.01 molL-1,c(H+)=110-10 molL-1,故pH=10。,突破二 酸碱中和滴定曲线及指示剂选择分析,1.酸碱中和滴定曲线的绘制 以加入标准溶液的体积为横坐标,以溶液pH为纵坐标,可绘出酸碱中和 滴定曲线,下图画出的分别是强酸滴定强碱、强碱滴定强酸的滴定曲线。,2.滴定曲线分析 滴定过程中的“pH突变”是客观存在的。酸碱指示剂的变色点不是反 应终点,通过滴定曲线可以发现,变色点附近pH变化显著,虽然滴定终点 pH不等于7,但引起的实验误差并不大;选择指示剂时,指示剂的变色范 围一定要在“突变”范围之内;通过曲线在坐标轴上的对应点,可以读 出溶液在起始时、中间过程中的pH以及酸

16、或碱的用量。,3.中和滴定指示剂选择 选择指示剂要求变色明显(一般不选用石蕊),指示剂变色时溶液的pH与 溶液恰好中和时的pH要尽量吻合,但不一定相等,而是越接近越好。如 强酸、强碱相互滴定时,由于生成的盐溶液呈中性,故可以选择酚酞或 甲基橙作指示剂;强酸、弱碱相互滴定时,生成的盐溶液呈酸性,应选择 甲基橙作指示剂;强碱、弱酸相互滴定时,因生成的盐溶液呈碱性,应选 择酚酞作指示剂。,拓展延伸 1.滴定终点的判断答题模板 当滴入最后一滴标准溶液后,溶液变成色,且半分钟内不恢复原来 的颜色。 说明:解答此类题目时注意三个关键点 (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

17、说明滴入“最后一滴”标准溶液后溶液“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”。,2.图解量器的读数方法 (1)平视读数(如图1):实验室中用量筒、移液管或滴定管量取一定体积 的液体,读取液体体积时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度 的交点即为读数(即凹液面定视线,视线定读数)。,(2)俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,俯视视线向下倾斜,读 数高于正确的刻度线位置,即读数偏大。 (3)仰视读数(如图3):读数时,视线向上倾斜,滴定管刻度标法与量筒不 同,仰视读数偏大。 至于俯视和仰视的误差,还要结合具体仪器进行分析,因为量筒刻度从 下

18、到上逐渐增大,而滴定管刻度从下到上逐渐减小,并且滴定管中液体 的体积是两次体积读数之差,在分析时还要看滴定前读数是否正确,然 后才能判断实际量取的液体体积是偏大还是偏小。,典例2 已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.610-5。该温度下,向2 0 mL 0.01 molL-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 molL-1 KOH溶液,其 pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。,请回答下列有关问题: (1)a点溶液中c(H+)为 ,pH约为 。 (2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是 ,滴定过程中宜 选用 作指示剂。 (3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列

19、变化趋势正确的 是 (填序号)。,答案 (1)410-4 molL-1 3.4 (2)c点 酚酞 (3)B,解析 (1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不 计。由K= = 得c(H+)= mol L-1=410-4 molL-1。 (2)a点是醋酸溶液,b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液,c点是CH3 COOK和少量醋酸的混合溶液,d点是CH3COOK和KOH的混合溶液, 酸、碱均能抑制水的电离,CH3COOK水解促进水的电离,所以c点溶液 中水的电离程度最大。由于恰好完全反应时溶液显碱性,故应该选择在,碱性范围内变色的指示剂酚酞。 (3)由于稀氨水显碱性,首先排除选项A

20、和C;两者恰好反应时溶液显酸 性,排除选项D,故本题的答案为B。,2-1 (2017浙江11月选考,18,2分)下列说法不正确的是 ( B ) A.pH7的溶液不一定呈酸性 B.在相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等 C.在相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-) D.氨水和盐酸反应后的溶液,若c(Cl-)=c(N ),则溶液呈中性,解析 常温下pH7的溶液一定呈酸性,不说明温度时,pH7的溶液不一 定呈酸性,A正确;因NH3H2O是弱碱而NaOH是强碱,故相同温度下,物质 的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,NaOH溶液中

21、的c(OH-)较大,B错误; 由电荷守恒知盐酸和CH3COOH溶液中分别有c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)及c(H +)=c(CH3COO-)+c(OH-),两溶液的pH相等,则两种酸溶液中的c(H+)、c (OH-)分别相等,故两溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-),C正确;由电荷守恒知氨 水和盐酸反应后的溶液中有c(H+)+ c(N )=c(Cl-)+c(OH-),当c(Cl-)=c(N)时,则有c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性,D正确。,2-2 室温时,向20 mL 0.100 0 molL-1 H2C2O4溶液中滴加0.100 0 molL-1 NaOH溶液,混合溶液的

22、pH随滴加NaOH溶液体积的变化如图所示。下 列有关叙述错误的是 ( D ),A.忽略H2C2O4的第二步电离,由题给信息,可以计算出常温下H2C2O4的电 离常数 B.A、B、C三点所对应的溶液中,水的电离程度最小的是A点 C.A、B、C三点所对应的溶液中,均有c(Na+)c(OH-)+c(HC2 )+2c(C2 ) D.在B点溶液中,含钠化合物有两种,且c(HC2 )+c(C2 )=0.100 0 molL-1,解析 当NaOH溶液的体积为0时,pH=1.5,c(H+)=10-1.5molL-1,忽略H2C2O4 的第二步电离,c(HC2 )=c(H+)=10-1.5molL-1,c(H2

23、C2O4)=0.100 0 molL-1,K=,故A正确;A点溶液中的溶质为NaHC2O4,B点溶液中的溶 质为NaHC2O4和Na2C2O4,C点溶液中的溶质为Na2C2O4,从A点到C点水的 电离程度越来越大,故B正确;由电荷守恒可知,A、B、C三点所对应的 溶液中,均有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2 )+2c(C2 ),左边去掉c(H+),得 c(Na+)c(OH-)+c(HC2 )+2c(C2 ),故C正确;由物料守恒可知,B点溶液,中有c(HC2 )+c(C2 )+c(H2C2O4)=0.100 0 molL-1,故D错误。,突破三 中和滴定误差分析在酸碱中和滴定

24、中,n(H+)=n(OH-),所以c标V标=c待V待,即c待= =K V标 ,根据V标便可进行误差分析(因、c标、V待均为定值)。 综合分析中和滴定实验可以发现,其实验误差主要由仪器洗涤不当、操 作不当、读数不当、指示剂选择不当、样品含有杂质等方面引起。,1.常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例),2.中和滴定的关键 (1)选择的仪器要精密(如滴定管),以确保酸、碱溶液的体积测定准确; (2)选择合适的指示剂,以使反应终点与滴定终点尽量吻合; (3)实验操作要正确、规范。,典例3 某学生用0.1 molL-1的KOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸,其操 作分解为如下几步: A.移取

25、20 mL待测盐酸注入洁净的锥形瓶,并加入23滴酚酞 B.用标准溶液润洗滴定管23次 C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液 D.取标准KOH溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上12 cm E.调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数,F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准KOH溶液滴定至终点并记下滴定 管液面的刻度 就此实验完成填空: (1)正确操作步骤的顺序是(用序号字母填写) ; (2)上述B步骤操作的目的是 ; (3)上述A步骤操作之前,先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响 是 ;,(4)判断到达滴定终点的实验现象是 ; (5)若称取一定量的KOH固体(

26、含少量NaOH)配制标准溶液并用来滴定 上述盐酸,则对滴定结果产生的影响是 。,答案 (1)B、D、C、E、A、F (2)洗去滴定管内壁附着的水,防止将标准溶液稀释产生误差 (3)使测得的未知溶液浓度偏大 (4)溶液由无色变为浅红色,且在半分钟内不褪色 (5)使测得的未知溶液浓度偏小,解析 (3)若用待测液润洗锥形瓶,则锥形瓶内所取待测液偏多,消耗标 准溶液的量也将偏多,导致结果偏大。(5)若用含NaOH的KOH溶液滴定 盐酸,因为M(NaOH)M(KOH),所以配制的标准溶液中c(OH-)偏大,导致 测得盐酸浓度偏小。,3-1 某学生用0.200 0 molL-1的标准NaOH溶液滴定未知浓

27、度的盐酸,其 操作为如下几步: 用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上; 固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体; 调节液面至“0”或“0”刻度线以下某一刻度,并记下读数; 移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液; 用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。,请回答: (1)以上步骤有错误的是 (填编号),该错误操作会导致测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。 (2)判断滴定终点的现象是:锥形瓶中溶液从 色变为 色,且半分钟内不变色。 (3)如图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为 mL。,(4)根据下列数据:请计算待测盐酸的浓度为 mo

28、lL-1。,答案 (1) 偏大 (2)无 粉红 (3)22.60 (4)0.200 0,解析 (1)碱式滴定管在装液前应用待装液进行润洗,否则标准液的浓 度偏小,V(标准)偏大,根据c(待测)= ,测定结果偏大;(2)当 滴入最后一滴NaOH溶液时,溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪 色,即为终点;(3)滴定管中的液面读数为22.60 mL;(4)三次滴定消耗标准 NaOH溶液的体积分别为:20.00 mL、20.00 mL、22.10 mL,第三组误差 大,舍去,则平均消耗标准NaOH溶液20.00 mL,c(待测)= =0.200 0 molL-1。,3-2 298 K时,在20.0 m

29、L 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1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 molL-1氨水的电离 度为1.32%,下列有关叙述正确的是 ( D ) A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂 B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL,C.M点处的溶液中c(N )=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-) D.N点处的溶液中pH12,解析 强酸滴定弱碱,达到滴定终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙作指 示剂,A项错误;若氨水和盐酸恰好反应生成NH4Cl,溶液呈酸性,要使pH 为7,盐酸应偏少,即M点对应的盐酸体积小于20.0 mL,B项错误;C项,M点 对应的溶液中离子浓度大小关系应为c(N )=c(Cl-)c(H+)=c(OH-),错误; D项,N点对应的溶液为氨水,c(OH-)=0.10 molL-11.32%=1.3210-3 molL-1, c(H+)= = molL-1,pH=11+lg1.3212,正确。,