水的电离和溶液的酸碱性.docx

1、水的电离和溶液的酸碱性第24讲水的电离和溶液的酸碱性基础考点梳理最新考纲1.了解水的电离、离子积常数。2了解溶液pH的定义。3了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。4分析或处理实验数据，得出合理结论。自主复习一、水的电离1电离方程式水是一种极弱的电解质：H2OH2O H3OOH。简写为H2O HOH。2纯水室温下的数据(1)c(H)c(OH)1.0107molL1(2)KWc(H)c(OH)11014(3)pH73KW的影响因素KW只与温度有关，温度不变，KW不变；温度升高，KW增大，反之，KW减小。二、溶液的酸碱性与pH1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

2、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)1107mol/L，此时KW1014。【例1】(1)25 时，水的电离达到平衡：H2O HOHH0，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CH3COONa平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变(2)将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是()A水的离子积变大、pH变小、呈酸性B水的离子积不变、pH不变、呈中性C水的离子积变小、pH变大、呈碱性D水的离子积变大、pH变小、呈中性解析(1

3、)在水中不论加入酸、碱还是强酸酸式盐都会因c(H)或c(OH)增大而使水电离平衡逆向移动，而移动结果只能使离子浓度增大的程度得到减弱，即还是增大了，故A叙述中c(OH)降低不正确；B叙述中c(H)增大是正确的，而KW与浓度无关，只与温度有关，故KW不变，B正确；当升高温度时，KW变大，c(H)、c(OH)也变大，引起水的pH变小，故D不正确；当向水中加入以水解为主的盐时会促进水的电离，使水的电离平衡向正反应方向移动，故C叙述错误。(2)H2O HOH水的电离过程为吸热过程，升高温度使电离平衡向正反应方向移动，c(H)和c(OH)均增大，KW增大，pH减小，纯水中c(H)c(OH)，呈中性。答案

4、(1)B(2)D点评由于H2O HOH，在水溶液中，H与OH同时存在，始终有c(H)c(OH)，溶液的酸碱性取决于c(H)与c(OH)的相对大小，而不取决于c(H)或c(OH)的数值大小。变式1下列溶液：pH0的盐酸0.5 mol/L的盐酸0.1 mol/L的氯化铵溶液0.1 mol/L的氢氧化钠溶液0.1 mol/L的氟化钠溶液，由水电离的H浓度由大到小的顺序正确的是()ABC D解析：常温下纯水电离出的c(H)c(OH)107mol/L。在酸或碱溶液中，由水电离产生的c(H)都小于107 mol/L，酸(或碱)电离出的c(H)或c(OH)越大，则水电离出的c(H)就越小。pH0的盐酸中，水

5、电离出的c(H)1014mol/L；0.5 mol/L盐酸中水电离出的c(H)mol/L21014 mol/L；0.1 mol/L的NaOH溶液中，水电离出的c(H)1013mol/L。氯化铵、氟化钠等能发生盐的水解，将促进水的电离c(H)水107mol/L，由于NH3H2O的电离程度小于HF，所以NH水解程度大于F，故NH4Cl水溶液中水电离出的c(H)大于NaF溶液中水电离出的c(H)，综上所述水电离出c(H)由大到小的顺序为。答案：B热点2溶液的酸碱性1.溶液的离子积常数在一定温度时，由于水的电离平衡的存在，不仅是纯水，就是在酸性或碱性的稀溶液里，c(H)与c(OH)的乘积总是一个常数。

6、2溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系(1)常温时，在中性溶液里，c(H)c(OH)1107molL1，c(H)c(OH)11014。(2)常温时，在酸性溶液里，c(H)c(OH)，c(H)1107molL1，c(H)c(OH)11014。(3)常温时，在碱性溶液里，c(H)c(OH)，c(H)1107molL1，c(H)c(OH)11014。(4)溶液中的c(H)越大，则溶液的酸性越强；溶液中的c(H)越小，则溶液的酸性越弱。【例2】下列溶液肯定是酸性的是()A含H的溶液B能使酚酞显无色的溶液CpH7的溶液Dc(OH)c(H)的溶液解析任何水溶液中均含H和OH，故A错；酚酞显无色的溶液，

7、其pH8.2，该溶液可能显酸性，也可能呈中性或碱性，B错；以纯水在100 为例，KW1012，c(H)106 mol/L，pH6，但水为中性，故pH7的溶液可能显酸性，也可能呈中性或碱性。答案D变式2常温下，某溶液中水电离出c(OH)11013 mol/L，对该溶液的叙述正确的是()A溶液一定显酸性B溶液一定显碱性C溶液一定不显中性D溶液可能是pH13的溶液解析：据水的离子积常数知，由水电离出c(OH)c(H)11013 mol/L。这是由于在水中加酸或加碱，抑制了水的电离。如常温下，水中加碱，溶液中的c(OH)1101mol/L，由水电离出c(H)c(OH)11013 mol/L，故溶液的p

8、H13。答案：CD热点3溶液的pH1.pH的含义及计算式(1)对于c(H)很小的溶液，化学上常采取pH来表示溶液酸碱性的强弱。(2)pHlgc(H)。2pH的大小与溶液的酸碱性强弱的关系pH越小，溶液酸性越强，pH每减小1，c(H)增大10倍；pH越大，溶液的碱性越强，pH每增加1，c(OH)增大10倍。3pH测定方法酸碱指示剂只能测出pH范围，一般不能准确测出pH，即只能测溶液酸碱性，不能测酸碱度。测pH可用pH试纸，这种试纸在使用时不能用水湿润，否则非中性溶液的pH的测定值比实际pH或大或小。使用时用玻璃棒蘸取未知溶液滴在pH试纸上与标准比色卡比色即可。精确测pH可使用pH计。4溶液pH的

9、计算方法总结：求溶液pH的方法，可总结口诀如下：酸按酸(H)，碱按碱(OH)；同强相混直接算；异强相混看过量；无限稀释“7”为限。若为弱酸或弱碱溶液，每稀释10n倍，pH变化则小于n个单位，无限稀释时，与上述情况相同。【例3】(1)下列叙述正确的是()A95 纯水的pH7B若10xy，且ab13，则pH7C若axby，且ab13，则pH7D若x10y，且ab14，则pH7解析(1)依次分析：水电离吸热，升温，c(H)、c(OH)同时变大，尽管pH7，但始终c(H)c(OH)，水呈中性，A错；pH3的CH3COOH溶液稀释10倍，由于CH3COOH分子继续电离，pH范围为3pH4，B错；0.2

10、mol/L盐酸与等体积水混合c(HCl)0.1 mol/L，pH1，C正确；D中二者混合显酸性，pH7，D错。(2)由题意知，n(NaOH)x10310a14 mol，n(HCl)y10310b mol。故10ab14，分步讨论：若xy，且ab14，则n(NaOH)n(HCl)，二者恰好反应，pH7；若10xy，且ab13，则n(HCl)100n(NaOH)，HCl过量，pH7；若axby，且ab13，则7，b7)，HCl过量，pH1，NaOH过量，pH7。答案(1)C(2)D变式3对于常温下pH为1的HNO3溶液，下列叙述正确的是()A该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3B向该溶液

11、中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C该溶液中硝酸电离出的c(H)与水电离出的c(H)的比值为1012D该溶液中水电离出的c(H)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H)的100倍解析：B项，pH(强酸)pH(强碱)14，等体积混合时完全中和，正确。pH为1的硝酸中水电离出的c(H)为1013 mol/L，C项中两者之比为1012，不正确。pH为3的硝酸中水电离出的c(H)为1011 mol/L，102，D项错。答案：AB点评：所有的水溶液中都存在水的电离，无论溶液显酸性、中性或碱性都含有H和OH，关键是看溶液中c(H)和c(OH)的相对大小，这是溶液酸碱性的本质。热点4酸碱中和滴定

12、1.原理：中和反应(1)滴定管的“0”刻度在仪器的上端，注入液体后，仰视读数数值偏大，俯视读数数值偏小。(2)滴定管读数时，可记录到小数点后两位，而量筒可记录到小数点后一位。(3)使用滴定管的第一步操作是查漏。(4)滴定时一般选用酚酞、甲基橙作指示剂，而不用石蕊(因变色不明显)。强酸滴定强碱或强碱滴定强酸，可选用酚酞或甲基橙作指示剂；强酸滴定弱碱，用甲基橙作指示剂(强酸弱碱盐水解呈酸性)；强碱滴定弱酸，用酚酞作指示剂(强碱弱酸盐水解呈碱性)。3操作步骤：(以0.1 mol/L的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液为例)(1)查漏、洗涤、润洗。(2)装液、赶气泡、调液面、注液(向锥形瓶中)。(3)滴定

13、：眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化，当滴加到最后一滴，溶液颜色变化且半分钟内不变色即为滴定终点。4误差分析用滴定法测待测液的浓度时，消耗标准溶液多，则结果偏高；消耗标准溶液少，则结果偏低。从计算式分析，当酸碱恰好中和时，有关系式：c标V标n标c待V待n待(c、V、n分别表示溶液物质的量浓度，溶液体积，酸或碱的元数)。故c待，由于c标、n标、V待、n待均为定值，所以c待的大小取决于V标的大小，V标大，则c待大，V标小，则c待小。以标准酸溶液滴定未知浓度的碱为例，常见的因操作不对而引起的误差：未用标准酸洗滴定管，则测量值偏高；滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，则测量值偏高；滴定前读数正确，滴定后俯视

14、读数， 则测量值偏低；滴定前读数正确，滴定后仰视读数，则测量值偏高；滴定前，用待测液洗锥形瓶，则测量值偏高；未用待测液洗移液管，则测量值偏低。【例4】实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH6HCHO=3H6H2O(CH2)6N4H滴定时，1 mol (CH2)6N4H与1 mol H相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：步骤称取样品1.500 g。步骤将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。步骤移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、

15、静置5 min后，加入12滴酚酞试液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。(1)根据步骤填空：碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察_。A滴定管内液面的变化B锥形瓶内溶液颜色的变化滴定达到终点时，酚酞指示剂由_色变成_色。(2)滴定结果如下表所示：滴定次数待测溶液的体积/mL标准溶液的体积滴定前刻度/mL滴定后刻度/mL125.001.0221.03225

16、.002.0021.99325.000.2020.20若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 molL1，则该样品中氮的质量分数为_。解析(1)根据题意在滴定过程中，应在边滴边摇动锥形瓶的同时，边注视锥形瓶内溶液颜色的变化。当溶液颜色由无色变粉红色时表明已达到滴定终点；由4NH6HCHO=3H6H2O(CH2)6N4H；HOH=H2O，及题给信息知：NHOH，即V(NH)c(NH)V(NaOH)c(NaOH)；碱式滴定管不润洗就加入标准液使c(NaOH)降低，消耗NaOH体积增大，n(NH)增大，结果偏高。锥形瓶中有无水对结果没有影响。(2)由表中可知，滴定用NaOH溶液体积为：20.00

17、mL，由反应方程式可知样品中氮的物质的量与NaOH的关系为：4N4NH3H(CH2)6N4H4NaOH故样品中氮的质量分数为：100%18.85%。答案(1)偏高无影响B无浅红(2)18.85%点评进行中和滴定的正确操作和误差分析时要注意：(1)滴定管水洗后要再用待装液润洗23次。(2)锥形瓶水洗后不再用待装液润洗。(3)滴定管、量筒等量器读数原则：刻度在中间，液面和眼在两边，三点成一水平线。(如图)变式4氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 mol/LKMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式是2Mn

18、O5HSOH=2Mn25SO3H2O。填空完成以下问题：(1)该滴定实验所需仪器有下列中的_。A酸式滴定管(50 mL)B碱式滴定管(50 mL)C量筒(10 mL)D锥形瓶E铁架台F滴定管夹G烧杯H白纸I胶头滴管J漏斗(2)不用_(酸、碱)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因_(3)选何种指示剂，说明理由_。(4)滴定前平视KMnO4液面，刻度为a mL，滴定后俯视液面刻度为b mL，则(ba) mL比实际消耗KMnO4溶液体积_(多、少)。根据(ba) mL计算得到的待测浓度，比实际浓度_(大、小)。解析：(1)因为氧化还原滴定实验类似于中和滴定，由中和滴定实验所需仪器的选用进行迁移可得出

19、正确答案。(2)由于KMnO4具有强氧化性，能腐蚀橡胶管，故不能用碱式滴定管盛放KMnO4溶液。(3)MnO为紫色，Mn2为无色，可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点。(4)滴定后俯视液面，所读体积偏小，所测浓度比实际浓度偏小。答案：(1)ADEFHG(2)碱高锰酸钾能腐蚀橡胶管(3)不用指示剂，因为MnOMn2时紫色褪去(4)少小方法规律技巧强酸溶液(pHa)与强碱溶液(pHb)完全中和时的体积比由n(H)n(OH)V酸c(H)酸V碱c(OH)碱10ab14【考例】25 时，若体积为Va，pHa的某一元强酸与体积Vb、pHb的某一元强碱混合，恰好中和，且已知VaVb和a0.5b，请填写下列空

20、白：(1)a值可否等于3(填“可”或“否”)_，其理由是_。(2)a值可否等于5(填“可”或“否”)_，其理由是_。(3)a的取值范围是_。解析本题以一元强酸与一元强碱恰好中和为依据，并限定消耗酸的体积小于消耗碱的体积且碱的pH为酸的2倍时讨论强酸pH的取值范围。(3)10(142a)a103a141，3a140则a7(因为是强碱溶液)，即a，故a1不符合题意，故a5(3) a”、“7，则c(Na)_c(A)，理由是_。若溶液由pH3的HA溶液V1 mL与pH11的NaOH溶液V2 mL混合而得，则下列说法正确的是_(填选项代号)。A若反应后溶液呈中性，则c(H)c(OH)2107 molL1

21、B若V1V2，反应后溶液pH一定等于7C若反应后溶液呈酸性，则V1一定大于V2D若反应后溶液呈碱性，则V1一定小于V2解析：(1)根据混合所得溶液的pH为1，可得101(molL1)，解得V1：V21：1；(2)0.1 molL1 HA溶液与0.1 molL1 NaOH溶液等体积混合时，若HA是强酸，则得到溶液显中性，pH7，若HA是弱酸，则得到的盐水解使溶液显碱性，pH7；根据电荷守恒，c(H)c(Na)c(OH)c(A)，若溶液pH7，则c(OH)c(H)，故c(Na)c(A)；若反应后溶液呈中性，则HA是强酸，c(H)c(OH)2107 molL1，故A正确；若HA是强酸，得到溶液显中性，pH7，若HA是弱酸，则HA部分电离，同体积反应后溶液显酸性pH根据电荷守恒，c(H)c(Na)c(OH)c(A)，由于c(OH)c(H)，故c(Na)c(A)AD备选习题1.(2010北京市东城区期末)室温下，水的电离达到平衡：H2O HOH。下列叙述正确的是()A将水加热，平衡向正反应方向移动，KW不变B向水中加入少量盐酸，平衡向逆反应方向移动，c(H)