水的电离和溶液的酸碱性学生.docx
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水的电离和溶液的酸碱性学生
水的电离和溶液的酸碱性
[考纲要求] 1.了解水的电离、离子积常数以及影响水电离平衡的因素。
2.了解溶液的酸碱性与pH的关系。
3.能进行pH的简单计算。
4.了解测定溶液pH的方法（强酸、强碱）。
考点一 水的电离
1．水的电离
水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－。
2．水的离子积常数
Kw＝c（H＋）·c（OH－）。
（1）室温下：
Kw＝1×10－14。
（2）影响因素；只与温度有关，升高温度，Kw增大。
（3）适用范围：
Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
（4）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．影响水电离平衡的因素
（1）升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。
（2）加入酸或碱，水的电离程度减小，Kw不变。
（3）加入可水解的盐（如FeCl3、Na2CO3），水的电离程度增大，Kw不变。
4．外界条件对水的电离平衡的影响
体系变化
条件
平衡移
动方向
Kw
水的电
离程度
c（OH－）
c（H＋）
酸
逆
不变
减小
减小
增大
碱
逆
不变
减小
增大
减小
可水解的盐[来源:
学科网ZXXK][来源:
Zxxk.Com]
Na2CO3[来源:
Z*xx*k.Com]
正[来源:
Z_xx_k.Com][来源:
Zxxk.Com][来源:
学科网]
不变
增大[来源:
学,科,网Z,X,X,K]
增大[来源:
学,科,网Z,X,X,K]
减小[来源:
学#科#网Z#X#X#K][来源:
学科网ZXXK]
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
其他：
如加入Na
正
不变
增大
增大
减小
深度思考
1．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？
答案 外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候由水电离出的c（H＋）和c（OH－）总是相等的。
2．甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c（H＋）增大，平衡左移。
乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c（H＋）浓度增大，H＋与OH－中和，平衡右移。
你认为哪种说法正确？
说明原因。
水的电离平衡移动后，溶液中c（H＋）·c（OH－）增大还是减小？
答案 甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c（H＋）增大，c（H＋）·c（OH－）>Kw，平衡左移。
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。
反思归纳
（1）水的离子积常数Kw＝c（H＋）·c（OH－），其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积，所以与其说Kw是水的离子积常数，不如说是水溶液中的H＋和OH－的离子积常数。
即Kw不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。
不管哪种溶液均有c（H＋）H2O＝c（OH－）H2O。
（2）水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。
题组一 影响水电离平衡的因素及结果判断
1．25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：
①
NaCl ②NaOH
③H2SO4 ④（NH4）2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是（ ）
A．④>③>②>①B．②>③>①>④
C．④>①>②>③D．③>②>①>④
2．一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ ΔH＝Q（Q>0）的平衡，下列叙述一定正确的是
（ ）
A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw减小
B．将水加热，Kw增大，pH减小
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c（H＋）降低
D．向水中加入少量固体硫酸钠，c（H＋）＝10－7mol·L－1，Kw不变
题组二 水电离的c（H＋）或c（OH－）的计算
3．求算下列溶液中由H2O电离的c（H＋）和c（OH－）。
（1）pH＝2的H2SO4溶液
c（H＋）＝__________，c（OH－）＝__________。
（2）pH＝10的NaOH溶液
c（H＋）＝__________，c（OH－）＝__________。
（3）pH＝2的NH4Cl溶液 c（H＋）＝__________。
（4）pH＝10的Na2CO3溶液 c（OH－）＝______
____。
4．下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比（①∶②∶③∶④）是（ ）
①pH＝0的盐酸 ②0.1mol·L－1的盐酸③0.01mol·L－1的NaOH溶液 ④pH＝11的NaOH溶液
A．1∶10∶100∶1000B．0∶1∶12∶11
C．14∶13∶12∶11D．14∶13∶2∶3
理清溶液中H＋或OH－的来源
（1）常温下，中性溶液
c（OH－）＝c（H＋）
＝10－7mol·L－1
（2）溶质为酸的溶液
①来源
OH－全部来自水的电离，水电离产生的c（H＋）＝c（OH－）。
②实例
如计算pH＝2的盐酸溶液中水电离出的c（H＋），方法是先求出溶液中的c（OH－）＝
（Kw/10－2）mol·L－1＝10－12mol·L－1，即水电离出的c（H＋）＝c（OH－）＝10－12mol·L－1。
（3）溶质为碱的溶液
①来源
H＋全部来自水的电离，水电离产生的c（OH－）＝c（H＋）。
②实例
如计算pH＝12的NaOH溶液中水电离出的c（OH－），方法是先求出溶液中的c（H＋）＝（Kw/10－2）mol·L－1＝10－12mol·L－1，即水电离出的c（OH－）＝c（H＋）＝10－12mol·L－1。
（4）水解呈酸性或碱性的盐溶液
①pH＝5的NH4Cl溶液中H＋全部来自水的电离，由水电离的c（H＋）＝10－5mol·L－1，因为部分OH－与部分NH
结合c（OH－）＝10－9mol·L－1。
②pH＝12的Na2CO3溶液中OH－全部来自水的电离，由水电离出的c（OH－）＝
10－2mol·L－1。
考点二 溶液的酸碱性和pH值
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，pH<7。
（2）中性溶液：
c（H＋）＝c（OH－），常温下，pH＝7。
（3）碱性溶液：
c（H＋）7。
2．pH及其测量
（1）计算公式：
pH＝－lgc（H＋）。
（2）测量方法
①pH试纸法：
用镊子夹取一小块试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。
②pH计测量法。
（3）溶液的酸碱性与pH的关系
室温下：
深度思考
1．pH<7的溶液一定是酸性溶液吗？
pH>7的溶液一定是碱性溶液吗？
pH＝7的溶液一定是中性溶液吗？
2．下列溶液一定显酸性的是________。
①pH<7的溶液
②c（H＋）＝c（OH－）的溶液
③c（H＋）＝1×10－7mol·L－1
④c（H＋）>c（OH－）的溶液
⑤0.1mol·L－1的NH4Cl溶液
3．用pH试纸测溶液的pH时应注意什么问题？
记录数据时又要注意什么？
是否可用pH试纸测定氯水的pH?
反思归纳
（1）溶液呈现酸、碱性的实质是c（H＋）与c（OH－）的相对大小，不能只看pH，一定温度下pH＝6的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。
（2）使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。
（3）25℃时，pH＝12的溶液不一定为碱溶液，pH＝2的溶液也不一定为酸溶液，也可能为能水解的盐溶液。
题组一 走出溶液稀释时pH值判断误区
1．1mLpH＝9的NaOH溶液，加水稀释到10mL，pH＝________；加水稀释到100mL，pH________7。
2．pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c（SO
）与c（H＋）的比值为________。
3．物质A～E都是由下表中的离子组成的，常温下将各物质的溶液从1mL稀释到1000mL，pH的变化关系如图甲所示，其中A与D反应得到E。
请回答下列问题。
阳离子
NH
、H＋、Na＋
阴离子
OH－、CH3COO－、Cl－
（1）根据pH的变化关系，写出下列物质的化学式：
B__________，C__________。
（2）写出A与C反应的离子方程式：
___________。
走出误区
误区一：
不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时，溶液的pH都不可能大于7或小于7，只能接近7。
误区二：
不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH＝a
加水稀释到体积为原来的10n倍
pH＝a＋n
弱酸
a＜pH＜a＋n
碱
强碱
pH＝b
pH＝b－n
弱碱
b－n＜pH＜b
注：
表中a＋n＜7，b－n＞7。
题组二 多角度计算溶液的pH值
4．求下列溶液的pH（常温条件下；混合溶液忽略体积的变化）K；（已知lg2＝0.3）。
（1）0.005mol·L－1的H2SO4溶液
（2）0.1mol·L－1的CH3COOH溶液（已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5）
（3）0.1mol·L－1NH3·H2O溶液（NH3·H2O的电离度为α＝1%，电离度＝
×100%）
（4）将pH＝8的NaOH与pH＝10的NaOH溶液等体积混合
（5）常温下，将pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合
（6）将pH＝3的HCl与pH＝3的H2SO4等体积混合
（7）0.001mol·L－1的NaOH溶液
（8）pH＝2的盐酸与等体积的水混合
（9）pH＝2的盐酸加水稀释到1000倍
规律方法
1.单一溶液的pH计算
强酸溶液：
如HnA，设浓度为cmol·L－1，c（H＋）＝ncmol·L－1，pH＝－lgc（H＋）＝－lg（nc）。
强碱溶液（25℃）：
如B（OH）n，设浓度为cmol·L－1，c（H＋）＝
mol·L－1，pH＝－lgc
（H＋）＝14＋lg（nc）。
2．混合溶液pH的计算类型
（1）两种强酸混合：
直接求出c（H＋）混，再据此求pH。
c（H＋）混＝
。
（2）两种强碱混合：
先求出c（OH－）混，再据Kw求出c（H＋）混，最后求pH。
c（OH－）混＝
。
（3）强酸、强碱混合：
先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中H＋或OH－的浓度，最后求pH。
c（H＋）混或c（OH－）混＝
题组三 溶液混合酸碱性判断规律
5．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NH3·H2O和HCl溶液等体积混合（ ）
（4）pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合（ ）
（5）pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合（ ）
（6）pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合（ ）
（7）pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合（ ）
（8）pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合（ ）
6．在某温度时，测得0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
（1）该温度下水的离子积常数Kw＝______________。
（2）在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的硫酸VbL混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________________。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝_______________。
规律方法
将强酸、强碱溶液以某体积之比混合，若混合液呈中性，则c（H＋）∶c（OH－）、V碱∶V酸、pH酸＋pH碱有如下规律（25℃）：
因c（H＋）酸·V酸＝c（OH－）碱·V碱，故有
＝
。
在碱溶液中c（OH－）碱＝
，将其代入上式得c（H＋）酸·c（H＋）碱＝
，两边取负对数得pH酸＋pH碱＝14－lg
。
现举例如下：
V酸∶V碱
c（H＋）∶c（OH－）
pH酸＋pH碱
10∶1
1∶10
15
1∶1
1∶1
14
1∶10
10∶1
13
m∶n
n∶m
14＋lg（m/n）
考点三 酸、碱中和滴定
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）准确测定标准液的体积。
（2）准确判断滴定终点。
2．实验用品
（1）仪器
图（A）是酸式滴定管，图B是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
（2）试剂
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
（3）滴定管的使用
①酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管，因为酸和氧化性物质易腐蚀橡胶管。
②碱性的试剂一般用碱式滴定管，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使活塞无法打开。
3．实验操作
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
①滴定管：
查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶：
注碱液→记体积→加指示剂。
（2）滴定
（3）终点判断
等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。
（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，根据c（NaOH）＝
计算。
4．常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0～8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1～4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2～10.0浅红色
>10.0红色
深度思考
1．酸式滴定管怎样查漏？
答案 向已洗净的滴定管中装上一定体积的水，固定在滴定管夹上直立静置两分钟，观察有无水滴漏下。
然后将活塞旋转180°，再静置两分钟，观察有无水滴漏下，如均不漏水，滴定管即可使用。
2．容量为25mL的滴定管，滴定过程中用去10.00mL的液体，此时滴定管中剩余液体的体积为15mL吗？
答案 由于滴定管的“0”刻度在滴定管的上方；滴定管下端是没有刻度的，故剩余液体体积大于15mL。
3．KMnO4（H＋）溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中？
答案 强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中，碱性溶液应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溶液应盛放在碱式滴定管中。
4．滴定管盛标准溶液时，其液面一定要在0刻度吗？
答案 不一定。
只要在0刻度或0刻度以下某刻度即可，但一定要记录下滴定开始前液面的读数。
5．滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗？
答案 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。
6．填写因操作不当引起的V（标）及c（待测）的变化[以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（酚酞作指示剂）]
步骤
操作
V（标准）
c（待测）
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
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
变大
偏高
读数
酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或前仰后俯）
变小
偏低
酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或前俯后仰）
变大
偏高
反思归纳
误差分析的方法
依据原理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，所以只要分析出不正确操作引起V（标准）的变化，即分析出结果。
题组一 中和滴定仪器及指示剂的选择
1．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考如图所示仪器从下表中选出正确选项（ ）
选项
锥形
瓶中
溶液
滴定
管中
溶液
选用
指示剂
选用
滴定管
A
碱
酸
石蕊
乙
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
乙
D
酸
碱
酚酞
乙
2．实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：
甲基橙：
3.1～4.4 石蕊：
5.0～8.0 酚酞：
8.2～10.0
用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是（ ）
A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂
C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂
反思归纳
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。
（1）不能用石蕊作指示剂。
（2）滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸。
（3）滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。
（4）强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。
（5）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KMnO4溶液时，KMnO4颜色褪去时即为滴定终点。
题组二 酸、碱中和滴定曲线分析
3．已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。
该温度下，向20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L－1KOH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，滴定终点在________（填“c点以上”或“c点以下”）。
（3）若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________（填序号）。
题组三 全面突破酸、碱中和滴定
4．某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。
请填写下列空白：
（1）用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视________，直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并______为止。
（2）下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________（填字母序号）。
A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（3）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________mL，终点读数为________mL，所用盐酸溶液的体积为________mL。
（4）某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000mol·L－1盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
规律方法
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。
解答此类题目注意三个关键点：
（1）最后一滴：
必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
（2）颜色变化：
必须说明滴入“最后一滴”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）：
俯视：
当用量筒测量液体的体积时，由于俯视视线向下倾斜，寻找切点的位置在凹液面的上侧，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，由于视线向上倾斜，寻找切点的位置在液面的下侧，因滴定管刻度标法与量筒不同，这样仰视读数偏大。
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。
题组四 滴定法的拓展应用
5．莫尔法是一种沉淀滴定法，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl－的浓度。
已知：
银盐
性质
AgCl
AgBr
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
浅黄
白
砖红
白
溶解度
（mol·L－1）
1.34×10－6
7.1×10－7
1.1×10－8
6.5×10－5
1.0×10－6
（1）滴定终点的现象是__________________________________。
（2）若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是__________（填字母序号）。
A．NaClB．BaBr2C．Na2CrO4
刚好达到滴定终点时，发生的离子反应方程式为_______________________________。
6．KMnO4溶液常用作氧化还原反应滴定的标准液，由于KMnO4的强氧化性，它的溶液很容易被空气中或水中的某些少量还原性物质还原，生成难溶性物质MnO（OH）2，因此配制KMnO4标准溶液的操作如下所示：
①称取稍多于所需量的KMnO4固体溶于水中，将溶液加热并保持微沸1h；②用微孔玻璃漏斗过滤除去难溶的MnO（OH）2；③过滤得到的KMnO4溶液贮存于棕色试剂
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