水的电离和溶液的酸碱性学案 人教课标版精美教案.docx
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水的电离和溶液的酸碱性学案人教课标版精美教案
第二节 水的电离和溶液的酸碱性
重难点一影响水的电离平衡的因素
.温度
因水的电离是吸热过程,故升高温度,水的电离平衡向右移动,(+)和(-)同时增大,但因由水电离出的(+)和(-)始终相等,故溶液呈中性。
.加入酸或碱
向纯水中加入酸(或碱),由于酸(或碱)电离产生+(或-),使水中(+)[或(-)]增大,水的电离平衡向左移动,达到新平衡时,溶液中(+)[或(-)]增大,水的电离程度减小,但温度未变,则不变。
.加入活泼金属
向纯水中加入活泼金属,如金属钠,由于活泼金属可与水电离产生的+直接发生置换反应,产生,使水的电离平衡向右移动。
重难点二溶液酸碱性的判断
溶液呈酸性、碱性还是中性,应看(+)和(-)的相对大小,判断溶液酸碱性的依据主要有三点:
判据 在℃时的溶液中:
(+)>×- 溶液呈酸性
(+)=×- 溶液呈中性
(+)<×- 溶液呈碱性
常温下,(+)>-时,溶液呈酸性,且(+)越大,酸性越强;(-)越大,碱性越强。
判据 在℃时的溶液中:
< 溶液呈酸性
= 溶液呈中性
> 溶液呈碱性
判据 在任意温度下的溶液中:
(+)>(-) 溶液呈酸性
(+)=(-) 溶液呈中性
(+)<(-) 溶液呈碱性
注意 用判断溶液酸碱性时,要注意条件,即温度。
不能简单地认为等于的溶液一定为中性,如℃时,=为中性,<才显酸性,>显碱性,所以使用时需注明温度,若未注明温度,一般认为是常温,就以=为中性。
重难点三试纸的使用
.使用试纸测量溶液的时,一般先把一小片试纸放在洁净干燥的表面器皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,不能把试纸放在待测液中测定。
.使用试纸测量溶液时,不能用水将试纸润湿。
因为这样做,已将溶液稀释,导致测定的不准确。
.用广泛试纸测出的溶液只是整数值,而不会是、等小数值。
重难点四有关的计算
.单一溶液的计算
强酸溶液(),其物质的量浓度为,则:
(+)=,=-(+)=-;强碱溶液[()],其物质的量浓度为,则(-)=,(+)=,=-(+)=+。
.强酸、强碱混合液的计算
()强酸与强酸混合求
①非等体积混合
(+)=,然后再求。
②等体积混合可近似计算=小+
()强碱与强碱混合求
①非等体积混合
先计算:
(-)=,
再求(+)=,最后求。
②等体积混合,可近似计算=大-。
()强酸与强碱混合
①恰好完全反应,溶液呈中性,=。
②酸过量:
先求(+)余=,再求。
③碱过量:
先求(-)余=,再求(+)=,然后求。
.稀释后溶液的变化规律
()对于强酸溶液(=)每稀释倍,增大个单位,即=+(+<)。
()对于强碱溶液(=)每稀释倍,减小个单位,即=-(->)。
()对于弱酸溶液(=)每稀释倍,的范围是:
<<+(即对于相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸变化的程度大)。
()对于弱碱溶液(=)每稀释倍,的范围是:
-<<(即对于相同的强碱和弱碱稀释相同倍数,强碱变化的程度大)。
重难点五中和滴定
.中和滴定的关键
()准确测定参加反应的两种溶液的体积。
()准确判断中和滴定的终点。
.指示剂的选择
在酸碱中和滴定时,常选甲基橙和酚酞作指示剂,不能用石蕊试液(因变色范围太大)。
.操作注意事项
()滴速:
先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。
()终点:
最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出(标)记录。
()在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
.误差分析
中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等,分析误差要根据计算式分析,待测=,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,标准、待测均为定值,待测的大小取决于标准的大小。
下列为不正确操作导致的实验结果偏差:
()仪器洗涤
①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。
()量器读数
①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高);
②
滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示;
③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。
()操作不当
①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高);
②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低);
1滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。
例
℃时,把的稀加入水稀释制成溶液,在此溶液中由水电离产生的+,其浓度接近于( )
.×- .×-
.×-.×-
答案
解析 向水中加硫酸,水中(+)显然增大,由于为常数,(-)显然减小,(-)只能由水电离产生,故只要先求(-),便知道由电离产生的(+);稀释后(+)=×=×-
由水电离产生的
(+)=(-)==×-。
例
下列溶液一定显酸性的是( )
.溶液中(-)>(+)
.滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
.溶液中(+)=-
.<的溶液
答案
解析 判断溶液酸碱性的关键看(+)和(-)相对大小,若(+)>(-),溶液呈酸性;而<或(+)>-,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。
而项中可使紫色石蕊试液变红,则该溶液为酸性。
例
某温度(℃)时,水的离子积为=×-,则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)℃,其理由是。
若将此温度下=的苛性钠溶液与=的稀硫酸混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
()若所得混合液为中性,则∶=。
()若所得混合液的=,则∶=。
此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是。
答案 大于 室温时水的=×-<×-,水的电离是吸热的,升温时水的电离平衡正向移动,增大
()∶
()∶ (+)>()>(+)>(-)
解析 随温度升高而增大,本题温度为高于℃。
()中,(+)=,则溶液中(-)==
.×=×
∶=∶
离子浓度关系:
(+)>()>(+)=(-)
()若=,则
(+)混=
=
∶=∶
离子浓度关系:
假如原来溶液为、溶液则为,则:
(+)=×=
剩余(+)=×(+)=
()=×=
所以:
(+)>()>(+)>(-)
例
如图为对一定物质的量浓度的盐酸用一定物质的量浓度的溶液滴定的图象,依据图象推出和的物质的量浓度是下表内各组中的( )
答案
解析 由图知,溶液恰好中和盐酸,即=,表中、属此种情况,但组中=,(+)=,<,不符合图象,组中=,>,加入后溶液的
(+)=
=×-
=-(×-)=,正好符合题意。
所以选。
根据室温时水的电离平衡,运用平衡移动原理分析下列问题。
.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近,酸或碱的稀溶液约为,其中的物质的量近似为÷=。
此时,发生电离的水是否仍为纯水状态时的×-?
点拨 在酸或碱的稀溶液中,酸电离产生的+或碱电离产生的-对
++-的影响是使平衡向逆反应方向移动,故发生电离的水比纯水状态时的要少。
1.比较下列情况下,(+)和(-)的值或变化趋势(增加或减少):
纯水中的离子浓度
加少量盐酸
加少量氢氧化钠
(+)
(-)
(+)和
(-)大
小比较
(+)=
(-)
点拨
纯水中的离子浓度
加少量盐酸
加少量氢氧化钠
(+)
×-
增加
减少
(-)
×-
减少
增加
(+)和
(-)大
小比较
(+)=
(-)
(+)>
(-)
(+)<
(-)
.酸性溶液中是否有-存在?
碱性溶液中是否有+存在?
试解释原因。
点拨 根据水的电离平衡可知,加入酸或加入碱会使平衡发生移动,但只要温度不变,就不变,即(+)·(-)为一定值,故酸性溶液中仍存在-,碱性溶液中仍存在+。
.③④①②②①④③
.、-、·、、、+
.
.一般地,各溶液如下(品牌不同,可能不同)
物品
醋
酱油
酒
洗涤灵
消毒液
(+)()
-
-
-
-
-
续表
洗发液
洁厕剂
洗衣液
柔软剂
-
-
-
-
.
样品号
(+)
()
×-
×-
×-
×-
×-
适种
作物
马铃薯、苹果、草莓、烟草
水稻、玉米、大豆、油菜、棉花、洋葱、生菜、苹果、香蕉、草莓、水仙花、玫瑰、烟草
小麦、棉花、薄荷、草莓
棉花、薄荷、
改良
建议
加适量热石灰至中性
.
(1)酸性 () ×- ()
.下列酸溶液的相同时,其物质的量浓度最小的是( )
....
答案
解析 对于弱酸和来说电离程度较小。
在相同的情况下浓度均大于相应的强酸;而对于、来说,是二元强酸,是一元强酸,所以的浓度最小。
.下列说法正确的是( )
.溶液中无-
.溶液中无+
.溶液中既无-也无+
.常温下,任何物质的水溶液中都有+和-,且=(+)·(-)=-
答案
解析 任何水溶液中都存在水的电离,也存在+和-,在常温下,(+)·(-)不变,答案为。
.下列说法正确的是( )
.<的溶液一定是酸溶液
.=的溶液和=的溶液相比,前者(-)是后者的倍
.室温下,每×个水分子中只有一个水分子发生电离
.在的氨水中,改变外界条件使()增大,则溶液的一定增大
答案
解析 .溶液显酸碱性的本质为(+)与(-)的相对大小,当(+)>(-)时溶液才呈酸性。
例如:
在℃时,=×-,此时=时为中性,小于,由于(+)=(-)仍呈中性。
所以不能用=作为判断溶液酸碱性的标准,当然室温下可以;=,(-)=×-,=,(-)=×-,前者(-)是后者倍,故正确;.室温时,每升水有×-水分子发生电离,即=水分子中只有×-水分子电离;×个水分子中只有个水分子电离,故错;.氨水中存在·+-平衡,当加晶体时,()增大,平衡向左移动,(-)减小,减小,故错。
.准确量取高锰酸钾溶液,可选用的仪器是( )
.量筒 .量筒
.酸式滴定管.碱式滴定管
答案
解析 酸式和碱式滴定管的结构不同,有强氧化性可腐蚀橡胶,而量筒精确度不高,故答案为。
.
用的溶液中和某浓度的溶液,其水溶液的和所用溶液的体积关系变化如图所示,则原溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是( )
..
..
答案
解析 滴定前稀的=,则()=,当=时()=,通过计算原溶液为,故答案为。
.在℃时,有=(≤)的盐酸和=(≥)的溶液。
二者混合恰好完全中和。
问:
()若+=时,则=(填数值);
()若+=时,则=(填数值);
()若+>时,则=(填表达式),且(填“>”“<”或“=”)。
答案 () () ()+- >
解析 =的盐酸(+)=-,=的溶液(-)==-。
盐酸与恰好完全中和,即(+)=(-),则有:
·-=·-,所以=+-。
()当+=时,==;
()当+=时,=-=;
()当+>时,=+-,
又因为+>时,>,>。
.某学生用标准的的盐酸滴定待测的溶液,其实验操作如下:
.用碱式滴定管取待测的溶液放入锥形瓶中,滴加~滴指示剂
.用待测的溶液润洗碱式滴定管
.把滴定管用蒸馏水洗干净
.取下酸式滴定管,用标准的盐酸润洗后,将标准的盐酸溶液注入酸式滴定管至刻度以上~处,再把酸式滴定管固定好,调节液面
.检查滴定管是否漏水,并分别固定在滴定管夹两边
.另取锥形瓶,再重复滴定操作一次
.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴定边摇动锥形瓶,直到加入一滴酸后溶液颜色突变并在半分钟内不再变色为止,记下滴定管液面所在的刻度
根据上述滴定操作填空:
()滴定操作的正确顺序是(用字母填空)
→→→→→→。
()步操作中在锥形瓶底下垫一张白纸的作用是
。
()步操作中液面应调节到;尖嘴部分应。
()酸式滴定管未用标准的盐酸润洗,待测的溶液浓度的测定值会;在操作中尖嘴部分若滴定前有气泡,滴定后气泡消失,待测的溶液浓度的测定值会;若碱式滴定管未用待测的溶液润洗,待测溶液浓度的测定值会。
答案 ()
()便于观察溶液的颜色变化(或便于判断滴定终点)
()“”或“”以下某一刻度 充满溶液且无气泡
()偏高 偏高 偏低
解析 酸式滴定管未润洗,使标准液浓度降低,消耗标准液的体积增大,误差偏高;在滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失,会使标准液的读数变大,误差偏高;碱式滴定管未用待测液润洗,盛装溶液,使溶液的浓度变小,消耗标准液的体积变小,误差偏低。
第课时 水的电离
.如果℃时,=-℃时,=-,这说明( )
.℃时水的电离常数较大.前者(+)较后者大
.水的电离过程是一个吸热过程.和无直接关系
答案
解析 由题意知,温度较高较大。
较大,即(+)·(-)较大。
(+)·(-)较大,说明++-向右进行的程度大,水的电离是吸热的。
.室温下,某溶液中由水电离产生的(+)等于-,该溶液的溶质不可能是( )
....()
答案
解析 此时(+)小于常温下纯水电离产生的(+),说明水的电离受到了抑制,、、()对水的电离都起抑制作用。
.某温度下,纯水的(+)=×-,则此时(-)为,=,温度不变,向水中滴入稀盐酸,使(+)=×-,则(-)为。
答案 ×-×-×-
解析 纯水中水电离的(+)=(-),所以(-)=×-,=(+)·(-)=(×-)=×-;若向水中加入盐酸,则(-)===×-。
.在某温度时,测得纯水中的(+)=×-,则(-)为( )
.×- .×-
.(-)无法确定
答案
解析 无论在什么温度下,纯水中+和-浓度都应相等,可见,选项是惟一答案,其他选项都是干扰项。
本题考查学生对水的电离的理解。
值得注意的是,本题所给出的测得数据并不是水在常温下的氢离子浓度。
一些学生受到平时根据常温时的水的离子积换算(+)和(-)的思维定势的影响,错选项。
这说明在平时的学习中,既要深刻领会概念的内涵和外延,还要养成良好的思维习惯。
.在由水电离产生的+的浓度为×-的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
①+、-、、-②+、+、-、
③+、-、、④+、+、-、
⑤+、+、-、
.①③.③⑤.③④.②⑤
答案
解析 本题为常考查的题型——离子共存题,题干中由水电离产生的(+)小于纯水中电离产生的(+),则溶液为酸或碱溶液,在此溶液中,①中-在酸溶液中不共存;②中+在碱溶液中不共存;④中在酸或碱溶液中都不共存;③⑤组在酸或碱溶液中都可共存。
.能影响水的电离平衡,并使溶液中的(+)>(-)的操作是( )
.向水中投入一小块金属钠.将水加热煮沸
.向水中通入气体.向水中加食盐晶体
答案
解析 项中加入,与反应生成,使(-)>(+);项中(+)=(-);项中通入,+,故(+)>(-);而项中(+)=(-),故选项。
.室温下,在溶液中,由水电离出的氢离子浓度是( )
.×-..×-.×-
答案
解析 在的溶液中,(+)=,(-)==×-,根据
++-,(+)=(-)=×-。
.常温下,下列四种溶液:
①=的盐酸,②·-的盐酸,③的溶液,④=的溶液中,由水电离生成的+的物质的量浓度之比为( )
.∶∶∶.∶∶∶
.∶∶∶.∶∶∶
答案
解析 在盐酸中,由水电离产生的(+)等于溶液中的(-):
①(+)水=(-)=×-·-②(+)水=(-)=×-·-;在溶液中,由水电离产生的(+)等于溶液中的(+) ③(+)=×-·-④(+)=×-·-。
因此,四种溶液中由水电离出的+的浓度的比为:
-∶-∶-∶-=∶∶∶。
.水的电离过程为++-。
在℃时,水的离子积:
=×-;在℃时,水的离子积:
=×-,则下列叙述正确的是( )
.(+)随着温度的升高而减小
.℃时,(+)<(-)
.℃时的水比℃时的水电离程度小
.水的电离是吸热的
答案
.将醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是( )
.溶液中(+)和(-)都减小.溶液中(+)增大
.醋酸电离平衡向左移动.水的离子积不变
答案
解析 的醋酸溶液加水稀释,醋酸电离平衡右移,(+)减小,由于温度不变,不变,所以(-)增大。
.下列叙述正确的是( )
.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其(+)×(-)=×-
.(+)等于×-的溶液一定是中性溶液
.溶液中的(+)是溶液中的(+)的倍
.任何浓度的溶液都可以用来表示其酸性的强弱
答案
解析 =(+)·(-),且只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其=×-;在温度不确定时,中性溶液里的(+)不一定等于×-;溶液中的电离程度比溶液中的电离程度小,所以,溶液中的(+)小于溶液中的(+)的倍;当(+)或(-)大于时,用表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当(+)或(-)大于时,一般不用表示溶液的酸碱性,而是直接用(+)或(-)来表示。
.有人建议用表示溶液的酸度,的定义为=[(+)(-)]。
下列表述正确的是( )
.在℃时,若溶液呈中性,则=,=
.在℃时,若溶液呈酸性,则<,<
.在℃时,若溶液呈碱性,则>,>
.在℃时,溶液的与的换算公式为:
=(-)
答案
解析 根据定义式可看出:
中性溶液中(+)=(-),=;酸性溶液,>;碱性溶液,<。
前三项均错
===(+)+
=(+)+=(-)。
.室温下,在=的某溶液中,由水电离的(-)为( )
①×-·-②×-·-
③×-·-④×-·-
.③.④.①③.③④
答案
解析 =即(-)=-·-是碱性溶液,碱性溶液有两种情况:
一是碱溶液,一是强碱弱酸盐的溶液。
解此题要注意一个关键问题,由水电离出的(+)始终等于由水电离出的(-)。
若为碱溶液,由水电离出的(-)=(+)==-·-;若为强碱弱酸盐的溶液,由水电离出的(-)=-·-。
.在一定温度下有:
.盐酸 .硫酸 .醋酸三种酸(用、、来回答)。
()当其物质的量浓度相同时,(+)由大到小的顺序是。
()同体积、同物质的量浓度的三种酸溶液,中和的能力由大到小的顺序是。
()当(+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为。
()当(+)相同、体积相同时,分别加入足量锌,相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序为。
答案 ()>>()>=()>>
()>=
解析 ()盐酸和硫酸是强酸完全电离,硫酸又是二元酸,而醋酸是一元酸,不完全电离,所以物质的量浓度相同时(+)大小关系为:
>>;()酸中和碱的能力是依据酸与碱反应的方程式系数来决定的,所以同体积、同浓度的盐酸、醋酸中和的能力相等,且小于硫酸;()(+)相等,因醋酸为弱酸,其物质的量浓度远大于溶液中的(+),盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,所以物质的量浓度:
>>;()锌足量,产生氢气的体积由(+)决定,所以>=。
.某温度下,纯水中(+)=×-,则此时(-)=,温度不变,向水中滴入盐酸使(+)=,则溶液中(-)=。
答案 ×-×-
解析 纯水中(+)始终等于(-),所以(-)=×-,此温度下,=(+)·(-)=×-。
向水中滴加盐酸,不变,(-)===×-。
.实验表明,液态时,纯硫酸的电离能力强于纯硝酸,纯硫酸的导电性也显著强于纯水。
又知液态纯酸都像水那样进行自身电离(+
++-)而建立平衡,且在一定温度下都有各自的离子积常数。
据此回答:
()纯硫酸在液态时自身电离的方程式是
。
()℃时,液态纯硫酸的离子积常数()×-(填“>”、“<”或“=”)。
()在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是,这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡,而且还因硫酸的酸度大于硝酸,又在无水条件下,混合酸中必然发生
(写离子方程式)反应而造成的。
答案 ()
+
()> ()++
解析 信息告诉我们纯硫酸存在着电离平衡,且电离程度强于硝酸和水,仿照纯水的电离方式,可以推知纯硫酸的电离方程式为
+。
由于在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中
+为主要的电离方式,而纯硝酸电离受到纯硫酸电离出的+的抑制,因此,在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是。
同时,无水条件下,混合酸中必然发生++的反应。
第课时 溶液的酸碱性和
.下列溶液一定呈中性的是( )
.=的溶液
.(+)=(-)的溶液
.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
.非电解质溶于水得到的溶液
答案
解析 中=,说明(+)=-,当温度升高时,中性溶液中的(+)>-,即<,故错误;等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含+和-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性、中性,如溶于水生成溶液显酸性,溶于水生成·溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故错误。
.将的和的()溶液以等体积混合后,该混合溶液的是( )
....
答案
解析 设体积为,混合前(+)=×=,(-)=×=,因为(-)>(+),所以等体积混合后:
(-)混==,所以=⇒=。
方法点击 求溶液的,必须要明确,就是求溶液里(+)的负对数,即=-(+)。
不同的溶液求(+)的方法不尽相同。
酸溶液可以直接求出(+);碱溶液必须先求出(-),然后才能求出(+);酸、碱混合溶液,要先弄明白混合之后的溶液是酸溶液、碱溶液还是盐溶液,然后才能求(+)或(-)。
.在℃时,某溶液中,由水电离出的(+)水=×-,则该溶液的可能为( )
....
答案
解析 ℃时,向纯水中加入酸或碱,水的电离平衡左移,水电离的(+)水和(-)水相应减小,但(+)水=(-)水。
若溶液为酸,(-)溶液=(-)水=(+)水=×-,水的离子积:
=(+)溶液·(-)溶液=(-)水·(+)溶液,(+)溶液==×-,=;若溶液为碱,(+)溶液=(+)水=×-,=。
.把体积相同、相同的两份溶液,甲为,乙为,分别与锌反应,若反应后放出一样多,有一份中锌有剩余,以下判断正确的是( )
①反应所需时间乙>甲 ②开始反应速率甲>乙 ③参加反应的锌的质量甲=乙 ④整个阶段平均反应速率乙>甲⑤盛的溶液中锌有剩余 ⑥盛醋酸的溶液中锌有剩余
.①②③.①③⑥.②③⑥.③④⑤
答案
解析 体积相同,相同,为弱酸,不能完全电离,则()>(),它们都是一元酸,所以盛的溶液中有剩余。
开始时(+)相同,则开始时反应速率甲=乙,随着反应的进行会破坏的电离平衡使溶液中(+)乙>(+)甲,从而使反应的平均速率(乙)>(甲),所以反应时间乙<甲,反应放出一样多,则参加反应的锌甲=乙。
规律 强酸与弱酸的比较
.相同物质的量浓度、相同体积的一元强酸(如盐