高考化學一輪復習 第8章 水溶液中的離子平衡 第2講 水的電離和溶液的酸堿性課件 新人教版.ppt

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,第八章 水溶液中的離子平衡,,第二講 水的電離和溶液的酸堿性,[考綱要求] 1．了解水的電離、離子積常數(shù)。 2．了解溶液pH的定義。 3．了解測定溶液pH的方法，能進行pH的簡單計算。,考點一 水的電離,知識梳理,1×10－14,溫度,增大,電解質,3．影響水電離平衡的因素 (1)升高溫度，水的電離程度________，Kw________。 (2)加入酸或堿，水的電離程度________，Kw________。 (3)加入可水解的鹽(如FeCl3、Na2CO3)，水的電離程度________，Kw________。,增大,增大,減小,不變,增大,不變,4．外界條件對水的電離平衡的影響,逆,不變,減小,減小,增大,逆,不變,減小,增大,減小,正,不變,增大,增大,減小,正,不變,增大,減小,增大,正,增大,增大,增大,增大,逆,減小,減小,減小,減小,正,不變,增大,增大,減小,1．(2015·廣東卷)一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是( ) A．升高溫度，可能引起由c向b的變化 B．該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.0×10－13 C．該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化 D．該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化,題組訓練,,解析 圖中曲線上的點對應同一溫度下的水溶液中的c(H＋)和c(OH－)，升高溫度，水的離子積常數(shù)發(fā)生改變，所以升溫不可能引起c向b的變化，A項錯誤；b點對應的c(H＋)＝c(OH－)，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，B項錯誤；Fe3＋水解顯酸性，圖中a點c(OH－)c(H＋)，C項正確；c和d代表不同溫度下的離子積常數(shù)，所以只稀釋溶液但不改變溶液溫度不會引起c向d的變化，D項錯誤。 答案 C,,解析 水的電離吸熱，將純水加熱，電離平衡正向移動，c(H＋)、c(OH－)均增大但仍相等，因此Kw變大，pH變小，水仍呈中性，A項錯；向純水中加入稀氨水，溶液中c(OH－)增大，電離平衡逆向移動，但Kw只與溫度有關，因此保持不變，B項錯；向純水中加入少量Na2CO3固體，溶液中c(H＋)減小，水的電離平衡正向移動，但Kw不變，C項對；當向純水中加入醋酸鈉時，促進水的電離，D項錯。 答案 C,4．短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡單離子都能破壞水的電離平衡的是( ) A．W2－、X＋ B．X＋、Y3＋ C．Y3＋、Z2－ D．X＋、Z2－,解析 A項W在X的上一周期，所以X為第三周期，分別為O、Na；B項X可能為Li或Na、Y為Al；D項X可能為Li或Na、Z可能為O或S；上述選項中的Na＋均不影響水的電離平衡；C項Y只能為Al、Z只能為S，Al3＋、S2－均影響水的電離平衡。 答案 C,5．如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關系，下列判斷錯誤的是( ) A．兩條曲線間任意點均有c(H＋)×c(OH－)＝Kw B．M區(qū)域內任意點均有c(H＋)c(OH－) C．圖中T1T2 D．XZ線上任意點均有pH＝7,解析 由水的離子積的定義知兩條曲線間任意點均有c(H＋)×c(OH－)＝Kw，A項正確；由圖中縱橫軸的大小可知M區(qū)域內任意點均有c(H＋)T1，C項正確；XZ線上任意點都有c(H＋)＝c(OH－)，只有當c(H＋)＝10－7 mol·L－1時，才有pH＝7，D項錯誤。 答案 D,,6．25 ℃時，在等體積的①pH＝0的H2SO4溶液 ②0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液 ③pH＝10的Na2S溶液 ④pH＝5的NH4NO3溶液中，發(fā)生電離的水的物質的量之比是( ) A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶5×109∶5×108 C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109,解析 本題考查酸、堿、鹽對水電離的影響及Kw與溶液中c(H＋)、c(OH－)之間的換算。①pH＝0的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol/L，c(OH－)＝10－14 mol/L，H2SO4溶液抑制H2O的電離，則由H2O電離出的c(H＋)＝10－14 mol/L；,②0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol/L，c(H＋)＝10－13 mol/L，Ba(OH)2溶液抑制H2O的電離，則由水電離出的c(H＋)＝10－13 mol/L；③pH＝10的Na2S溶液促進H2O的電離，由H2O電離出的c(H＋)＝10－4 mol/L；④pH＝5的NH4NO3溶液促進H2O的電離，由H2O電離出的c(H＋)＝10－5 mol/L。4種溶液中電離的H2O的物質的量等于H2O電離產生的H＋的物質的量，其比值為：10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。 答案 A,水電離出的c(H＋)或c(OH－)的計算(25 ℃時) (1)中性溶液。 c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol/L。 (2)溶質為酸的溶液。 H＋來源于酸電離和水電離，而OH－只來源于水。 如pH＝2的鹽酸中水電離出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 mol/L。 (3)溶質為堿的溶液。 OH－來源于堿電離和水電離，而H＋只來源于水。如pH＝12的NaOH溶液中，水電離產生的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol/L。,(4)水解呈酸性或堿性的鹽溶液。 H＋和OH－均由水電離產生。 如pH＝2的NH4Cl溶液中由水電離出的c(H＋)＝10－2 mol/L; pH＝12的Na2CO3溶液中由水電離出的c(OH－)＝10－2 mol/L。 特別提醒 溶質為酸或堿的溶液中： (1)當酸電離出的H＋遠大于水電離出的H＋時，水電離出的H＋可忽略不計。 (2)當堿電離出的OH－遠大于水電離出的OH－時，水電離出的OH－可忽略不計。,1．溶液的酸堿性 溶液的酸堿性取決于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相對大小。 (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－)，溶液呈堿性。,考點二 溶液的酸堿性和pH,知識梳理,＞ ＝ ＜,－lgc(H＋),稀,0～14,程度,越強,玻璃棒,待測液,標準比色卡,不能,不能,1．(2016·桂林高三診斷)下列四種溶液中一定顯酸性的是( ) A．滴加紫色石蕊試液后變紅色的溶液 B．溶液中c(OH－)c(H＋) C．溶液中c(H＋)＝10－6 mol/L D．pH7的溶液,解析 pH10－7 mol·L－1的溶液顯酸性僅適用于常溫時對溶液酸堿性的判斷，C、D項錯誤；可使紫色石蕊試液變紅，則該溶液一定顯酸性，A項正確。 答案 A,題組訓練,2．(2016·蘇州模擬)將pH＝1的鹽酸平均分成兩份，一份加入適量水，另一份加入與該鹽酸物質的量濃度相同的適量NaOH溶液，pH都升高了1，則加入的水與NaOH溶液的體積比為( ) A．9 B．10 C．11 D．12,,,4．常溫下，pH＝a和pH＝b的兩種NaOH溶液，已知b＝a＋2，則將兩種溶液等體積混合后，所得溶液的pH接近于( ) A．a－lg2 B．b－lg2 C．a＋lg2 D．b＋lg2,解析 兩種溶液中c(OH－)分別為10a－14mol/L、10b－14mol/L，等體積混合后c(OH－)＝[10a－14 mol/L＋10b－14 mol/L]/2＝[(101×10a－14)/2] mol/L，pOH＝(14－a)－lg101＋lg2≈12－a＋lg2，pH＝14－pOH＝2＋a－lg2＝b－lg2。 答案 B,5．(2016·浙江義烏中學質檢)25 ℃時，體積為Va、pH＝a的某一元強酸溶液與體積為Vb、pH＝b的某一元強堿溶液均勻混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，VaVb，下列有關a的說法中正確的是( ) A．a可能等于1 B．a一定大于2 C．a一定小于2 D．a一定等于2,解析 由b＝6a7得a7/6；由混合后溶液的pH＝7得n(H＋)＝n(OH－)，即Va×10－a＝Vb×10b－14，得Va/Vb＝10a＋b－14；由于VaVb，即10a＋b－141，得a＋b－140，結合b＝6a，得a2，綜合可知，7/6a2，故選C項。 答案 C,6．(1)體積相同，濃度均為0.2 mol·L－1的鹽酸和CH3COOH溶液，分別加水稀釋10倍，溶液的pH分別變成m和n，則m與n的關系為________________。 (2)體積相同，濃度均為0.2 mol·L－1的鹽酸和CH3COOH溶液，分別加水稀釋m倍、n倍，溶液的pH都變成3，則m與n的關系為________________。 (3)體積相同，pH均等于1的鹽酸和CH3COOH溶液，分別加水稀釋m倍、n倍，溶液的pH都變成3，則m與n的關系為________________。 (4)體積相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分別加水稀釋m倍、n倍，溶液的pH都變成9，則m與n的關系為________________。,mn,mn,mn,mn,解析 (1)等濃度的鹽酸和醋酸稀釋過程的圖象如圖甲所示：分別加水稀釋10倍后，二者的濃度仍相同，由于HCl是強電解質，CH3COOH是弱電解質，HCl的電離程度大于CH3COOH的電離程度，因此鹽酸中的氫離子濃度大于醋酸中的氫離子濃度，因此有mn。,(3)由于醋酸中存在電離平衡，在稀釋過程中CH3COOH會繼續(xù)電離出H＋，其稀釋過程中的圖象如圖乙所示。若稀釋后溶液的pH都變成3(畫一條平行于x軸的水平線)，易得mn。,7．已知水在25 ℃和95 ℃時，其電離平衡曲線如圖所示。 (1)25 ℃時水的電離平衡曲線應為______(填“A”或“B”)，請說明理由_________________________________，25 ℃時，將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________________。,,A,水電離需要吸熱，溫度越高Kw越大,10∶1,(2)95 ℃時，若100體積pH＝a的某強酸溶液與1體積pH＝b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則a與b之間應滿足的關系是________________。 (3)曲線A所對應的溫度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的電離程度分別用α1、α2表示，則α1______α2(填“大于”“小于”“等于”或“無法確定”，下同)，若將二者等體積混合，則混合溶液的pH_____________7，判斷的理由是_________________________________________________。 (4)在曲線B所對應的溫度下，將0.02 mol/L的Ba(OH)2溶液與等物質的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合，所得混合液的pH＝________________。,a＋b＝14,小于,無法確定,若BOH是弱堿，無法確定酸堿的物質的量的相對多少,10,解析 (1)25 ℃時，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5 mol/L，pH＝4的硫酸中c(H＋)＝1×10－4 mol/L，當二者恰好反應完時有1×10－5 V(堿)＝1×10－4 V(酸)，V(堿)∶V(酸)＝10∶1。 (2)95 ℃時，Kw＝1×10－12，pH＝a的強酸溶液中，c(H＋)＝1×10－a mol/L，pH＝b的強堿溶液中，c(OH－)＝10b－12 mol/L，100×10－a＝1×10b－12,2－a＝b－12，a＋b＝14。 (3)由于鹽酸中c(H＋)堿BOH溶液中c(OH－)，結合水的電離方程式知二者對水電離程度的抑制能力前者較強，故α1小于α2。若BOH是強堿，等體積混合時酸過量，此時pH7，若BOH是弱堿，則無法確定堿與酸的物質的量的相對多少，故無法確定反應后溶液的pH。 (4)等體積混合時，溶液中Ba2＋反應完畢，但此時OH－消耗掉一半，故混合溶液中c(OH－)＝0.01 mol/L，c(H＋)＝1×10－10 mol/L，故pH＝10。,溶液pH的判斷和計算 1．溶液的酸堿性判定規(guī)律 (1)pH相同的酸，某種酸的酸性越弱，則這種酸的物質的量濃度越大；同樣，pH相同的堿，某種堿的堿性越弱，則這種堿的物質的量濃度也越大。 (2)酸與堿的pH之和為14，強酸與強堿等體積混合時，溶液的pH＝7；強酸與弱堿等體積混合，溶液的pH7；強堿與弱酸等體積混合，溶液的pH7。,2．稀釋后溶液pH的變化規(guī)律 (1)強酸溶液，被稀釋10n倍，溶液的pH增大n(溶液的pH不會大于7)。 (2)強堿溶液，被稀釋10n倍，溶液的pH減小n(溶液的pH不會小于7)。 (3)pH相同的強酸與弱酸(或強堿與弱堿)被稀釋相同倍數(shù)，則溶液的pH變化不同，強酸(或強堿)的pH變化大。 (4)物質的量濃度相同的強酸和弱酸，被稀釋相同倍數(shù)，則溶液的pH變化不同，強酸的pH增大得比弱酸快(強堿、弱堿類似)。,,,,,考點三 酸堿中和滴定,知識梳理,標準液的體積,滴定終點,2．實驗用品 (1)儀器。 圖(A)是_____________管，圖(B)是_____________管、滴定管夾、鐵架臺、__________。,酸式滴定,堿式滴定,錐形瓶,(2)試劑。 標準液、待測液、指示劑、蒸餾水。 (3)滴定管的使用。 ①酸性、氧化性的試劑一般用酸式滴定管，因為酸性和氧化性物質易___________。 ②堿性的試劑一般用________滴定管，因為堿性物質易___________，致使________無法打開。,腐蝕橡膠管,堿式,腐蝕玻璃,活塞,3．實驗操作 實驗操作以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例 (1)滴定前的準備。 ①滴定管：查漏→洗滌→潤洗→裝液→調液面→記錄。 ②錐形瓶：注堿液→記體積→加指示劑。 (2)滴定。,不恢復,二至三,4．常用酸堿指示劑及變色范圍,紫色,紅色,淺紅色,5.指示劑選擇的基本原則 變色要靈敏，變色范圍要小，使變色范圍盡量與滴定終點溶液的酸堿性一致。 (1)不能用石蕊作指示劑。 (2)滴定終點為堿性時，用酚酞作指示劑，例如用NaOH溶液滴定醋酸。 (3)滴定終點為酸性時，用甲基橙作指示劑，例如用鹽酸滴定氨水。 (4)強酸滴定強堿一般用甲基橙，但用酚酞也可以。 (5)并不是所有的滴定都須使用指示劑，如用標準的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時，KMnO4顏色褪去時即為滴定終點。,1．用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考如圖所示從下表中選出正確選項( ),題組訓練,,解析 解答本題的關鍵是：①明確酸、堿式滴定管使用時的注意事項，②指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛放堿，而堿式滴定管不能盛放酸，指示劑應選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙，不能選用石蕊。 答案 D,2．實驗室現(xiàn)有3種酸堿指示劑，其pH變色范圍如下： 甲基橙：3.1～4.4，石蕊：5.0～8.0，酚酞：8.2～10.0 用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應恰好完全時，下列敘述中正確的是( ) A．溶液呈中性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑 B．溶液呈中性，只能選用石蕊作指示劑 C．溶液呈堿性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑 D．溶液呈堿性，只能選用酚酞作指示劑,解析 NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反應生成CH3COONa時，CH3COO－水解顯堿性，而酚酞的變色范圍為8.2～10.0，比較接近。因此答案為D。 答案 D,3．(2015·廣東卷)準確移取20.00 mL某待測HCl溶液于錐形瓶中，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定。下列說法正確的是( ) A．滴定管用蒸餾水洗滌后，裝入NaOH溶液進行滴定 B．隨著NaOH溶液滴入，錐形瓶中溶液pH由小變大 C．用酚酞作指示劑，當錐形瓶中溶液由紅色變無色時停止滴定 D．滴定達終點時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴，則測定結果偏小,解析 滴定管應該先用標準的NaOH溶液潤洗后，再裝入NaOH溶液進行滴定，A項錯誤；錐形瓶中盛放的是鹽酸，隨著NaOH的加入，鹽酸不斷被中和至中性，所以pH由小變大，B項正確；滴定終點應該是溶液由無色變?yōu)榧t色，再等待半分鐘不恢復原色，這時才能停止滴定，C項錯誤；懸滴沒有進入錐形瓶中，但是在讀數(shù)時，卻被認為參加反應了， 所以測定的HCl的濃度偏大，D項錯誤。 答案 B,4．實驗室中有一未知濃度的稀鹽酸，某學生用0.10 mol·L－1 NaOH標準溶液進行測定鹽酸的濃度的實驗。請完成下列填空： 取20.00 mL待測鹽酸放入錐形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示劑，用自己配制的NaOH標準溶液進行滴定。重復上述滴定操作2～3次，記錄數(shù)據如下。,(1)滴定達到終點的標志是 _________________________________________________________。 (2)根據上述數(shù)據，可計算出該鹽酸的濃度約為________________(保留兩位有效數(shù)字)。 (3)排去堿式滴定管中氣泡的方法應采用如圖所示操作中的_______，然后輕輕擠壓玻璃球使尖嘴部分充滿堿液。,最后一滴NaOH溶液加入，溶液由無色恰好變成淺紅色且半分鐘內不褪色,0.11 mol·L－1,丙,(4)在上述實驗中，下列操作(其他操作正確)會造成測定結果偏高的有________________(填選項字母)。 A．滴定終點讀數(shù)時俯視 B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待測鹽酸潤洗 C．錐形瓶水洗后未干燥 D．稱量NaOH固體中混有Na2CO3固體 E．堿式滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失 解析 根據指示劑在酸性溶液或堿性溶液中的顏色變化，我們可以判斷中和反應是否恰好進行完全。計算鹽酸的濃度時，應計算三次中和滴定的平均值，因NaOH標準液濃度及待測液的體積一樣，故只算NaOH溶液體積的平均值即可。根據堿式滴定管的構造可知，彎曲橡膠管即可將管中的氣泡排出。,DE,5．中華人民共和國國家標準(GB2760－2011)規(guī)定葡萄酒中SO2最大使用量為0.25 g·L－1。某興趣小組用圖1裝置(夾持裝置略)收集某葡萄酒中SO2，并對其含量進行測定。,,,(1)儀器A的名稱是________________，水通入A的進口為_______。 (2)B中加入300.00 mL葡萄酒和適量鹽酸，加熱使SO2全部逸出并與C中H2O2完全反應，其化學方程式為______________________。 (3)除去C中過量的H2O2，然后用0.090 0 mol·L－1 NaOH標準溶液進行滴定，滴定前排氣泡時，應選擇圖2中的_____；若滴定終點時溶液的pH＝8.8，則選擇的指示劑為_______；若用50 mL滴定管進行實驗，當?shù)味ü苤械囊好嬖诳潭取?0”處，則管內液體的體積(填序號)________(①＝10 mL，②＝40 mL，③40 mL)。,冷凝管或冷凝器,b,SO2＋H2O2===H2SO4,③,④,酚酞,(4)滴定至終點時，消耗NaOH溶液25.00 mL，該葡萄酒中SO2含量為_______g·L－1。 (5)該測定結果比實際值偏高，分析原因并利用現(xiàn)有裝置提出改進措施 __________________________________________________________________________________________________________________________。 解析 (1)通入冷凝管的冷水應低進高出，且通常冷熱逆流時冷凝效果最好，該題中冷水從a端進時，冷凝水難以充滿冷凝管而降低冷凝效果，故應從b端入水。 (3)NaOH為強堿，應選擇堿式滴定管，故排氣泡時應選③；滴定終點時溶液顯堿性，應選變色pH范圍在堿性的酚酞溶液；滴定管最大刻度線下尚有液體，故管內液體體積大于40 mL。,0.24,原因：鹽酸的揮發(fā)；改進措施：用不揮發(fā)的強酸如硫酸代替鹽酸，或用蒸餾水代替葡萄酒進行對比實驗，排除鹽酸揮發(fā)的影響,1．滴定終點的判斷答題模板 當?shù)稳胱詈笠坏巍痢痢痢痢痢翗藴嗜芤汉?，溶液變成××××××色，且半分鐘內不恢復原來的顏色?解答此類題目注意三個關鍵點： (1)最后一滴：必須說明是滴入“最后一滴”溶液。 (2)顏色變化：必須說明滴入“最后一滴”溶液后溶液“顏色的變化”。 (3)半分鐘：必須說明溶液顏色變化后“半分鐘內不再恢復原來的顏色”。,,(2)常見誤差 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例，常見的因操作不正確而引起的誤差有：,,(3)量器的讀數(shù)方法 ①平視讀數(shù)(如圖1)：實驗室中用量筒、移液管或滴定管量取一定體積的液體；讀取液體體積時，視線應與凹液面最低點保持水平，視線與刻度的交點即為讀數(shù)(即凹液面定視線，視線定讀數(shù))。,,②俯視讀數(shù)(如圖2)：當用量筒測量液體的體積時，由于俯視視線向下傾斜，尋找切點的位置在凹液面的上側，讀數(shù)高于正確的刻度線位置，即讀數(shù)偏大。 ③仰視讀數(shù)(如圖3)：讀數(shù)時，由于視線向上傾斜，尋找切點的位置在液面的下側，因滴定管刻度標法與量筒不同，這樣仰視讀數(shù)偏大。,