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2013届高考化学第一轮考点总复习课件2 水的电离和溶液的ph


第2讲

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第2讲
[考纲解读]

水的电离和溶液的 pH

1.了解水的电离、离子积常数、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)。

r /> 基础再现·深度思考

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基础再现〃深度思考
考点一 水的电离 1.电离方程式
+ - 水是一种 极弱 的电解质,H2O+H2O? ?H3O +OH ,

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H2O??H++OH- 简写为
2.水的离子积常数 (1)符号: Kw 。



+ c(OH-) (2)公式:Kw=c(H )· ,25 ℃时 Kw= 1×10-14



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3.影响 Kw 大小的因素 (1)水的电离过程是个 吸热 的过程,故温度升高,H2O 的 Kw 增大 。 (2)水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯 水,也适用于稀的 电解质 水溶液,只要温度 不变, Kw 就不变。 4.影响水的电离平衡的因素 (1)酸、碱均可 抑制 水的电离; (2)升高温度可 促进 水的电离; (3)易水解的盐均可 促进 水的电离; (4)活泼金属(Na)可 促进 水的电离。

第2讲

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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
+ -





候水电离出的c(H )和c(OH )总是相等的。

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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, (H+) c

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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。

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3 . 25 ℃ 时 , 相 同 物 质 的 量 浓 度 的 下 列 溶 液 : ①NaCl 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>① C.④>①>②>③ B.②>③>①>④ D.③>②>①>④ ( C )

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解析 从四种物质分析可知②NaOH、③H2SO4 抑制水的电 离,①NaCl 不影响水的电离平衡,④(NH4)2SO4 促进水的电 离(NH+水解),在②③中 H2SO4 为二元强酸、产生的 c(H+) 4 大于 NaOH 产生的 c(OH-),抑制程度更大,故顺序为(由大 →小)④>①>②>③。

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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 的 NaOH 溶液 ②0.1 mol· -1 的盐酸 L ④pH=11 的 NaOH 溶液 B.0∶1∶12∶11 D.14∶13∶2∶3 ( ) ③0.01 mol· -1 L

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A.1∶10∶100∶1 000 C.14∶13∶12∶11

解析 ①中 c(H+)=1 mol· -1, L 由水电离出的 c(H+)与溶液中 c(OH-) 相等,等于 1.0×10-14 mol· -1; L ②中 c(H+)=0.1 mol· 1, L 由水电离出的 c(H+)=1.0×10
- -13

mol· 1; L



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③中 c(OH-)=1.0×10 ④中 c(OH-)=1.0×10 即 (1.0×10


-2

mol· 1,由水电离出的 c(H+)与溶液中 L mol· 1,同③所述由水电离出的 c(H+) L
- -



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c(H+)相等,等于 1.0×10-12 mol· -1; L
-3

=1.0×10-11 mol· -1。 L
14

)∶(1.0×10

13

)∶(1.0×10



12

)∶(1.0×10



11

)=

1∶10∶100∶1 000。

答案

A

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反思感悟

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?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+?H O=c?OH-? H O。
2 2

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?2?水的离子积常数提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。 ?3?溶液中由 H2O 电离产生的 c?H+?的大小比较 一般可先对物质进行分类,酸碱一类抑制水的电离,盐分 为能促进水电离的盐和强酸强碱盐,然后对照选项可迅速 解题。

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考点二

溶液的酸碱性与 pH

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1.溶液的酸碱性 溶液的酸碱性是由溶液中 c(H+)与 c(OH-)的相对大小决定 的: (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-),溶液呈碱性。
+ -

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2.pH (1)计算公式:pH= -lgc(H+) 。 (2)适用范围: 0~14 。

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(3)表示意义:表示溶液酸碱性的强弱,pH 越 小 ,酸性 越强;pH 越 大 ,碱性越强。 3.pH 试纸的使用 (1)方法:把一小块 pH 试纸放在玻璃片(或表面皿)上,用 蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央,试纸变色后,与

标准比色卡 比较来确定溶液的 pH。
(2)注意:pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则将可能 产生误差(相当于对测定溶液的稀释)。

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4.常温下,溶液的酸碱性与 c(H )、c(OH )和 pH 的关系 溶液的酸碱 性 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 c(H+) (mol· ) L
-1





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c(OH-) (mol· ) L
-1

pH

Kw(25 ℃)

= 1×10 > 1×10

-7 -7

= 1×10

-7

< 1×10-7

< 1×10-7 >1×10-7

= 7 1×10-14 < 7 > 7

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深度思考 5.下列溶液一定显酸性的是 A.pH<7 的溶液 B.c(H )=c(OH )的溶液 C.c(H+)=1×10-7 mol〃L-1 D.c(H+)>c(OH-)的溶液
+ -

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( D )

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解析 题目没有说明温度, 所以 pH<7 的溶液不一定是酸性 溶液,只有 c(H+)>c(OH-)才是可靠的判断依据。

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6.溶液中的 c(H+)与水电离出的 c(H+)是否相同,有什么关 系?
答案 溶液中的 c(H+)和水电离出来的 c(H+)是不同的: (1)室温下水电离出的 c(H+)=1× -7 mol· -1,若某溶液中水电离 10 L 出的 c(H+)<1× -7 mol· -1,则可判断出该溶液中加入了酸或碱抑 10 L 制了水的电离;若某溶液中水电离出的 c(H )>1× 10
+ -7

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mol· 1,则 L



可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。 (2)室温下,溶液中的 c(H+)>1× -7 mol· -1,说明该溶液是酸溶液 10 L 或水解显酸性的盐溶液;溶液中的 c(H+)<1× -7 mol· -1,说明该 10 L 溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。

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7.室温下,在 pH=12 的某溶液中,分别有甲、乙、丙、 丁四位同学计算出由水电离出的 c(OH-)的数据分别为 甲:1.0×10-7 mol· -1;乙:1.0×10-6 mol· -1;丙: L L 1.0×10-2 mol· -1;丁:1.0×10-12 mol· -1。其中你认 L L 为可能正确的数据是 A.甲、乙
解析

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( C.丙、丁 D.乙、丁

)

B.乙、丙

如果该溶液是一种强碱(例如 NaOH)溶液,则该溶液

的 OH-首先来自于碱(NaOH)的电离, 水的电离被抑制, +) c(H =1×10-12 mol· -1,所有这些 H+都来自于水的电离,水电 L 离时当然同时提供相同物质的量的 OH-,所以丁是对的。

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如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液, 则该溶液之所以呈碱性 是由于盐中弱酸根水解的缘故。 水解时, 弱酸根离子与水反 应生成弱酸和 OH-, 使溶液中 c(OH )>c(H+), 溶液中的 OH由水电离所得,所以丙也是正确的。
答案 C


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8.用pH试纸测pH时应注意什么问题?记录数据时又要注 意什么?
答案 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被 稀释可能产生误差;用pH试纸读出的pH只能是整数。
9.可否用pH试纸测定氯水的pH?
答案 不可以,因为氯水呈酸性的同时呈现强氧化性(漂白性)。

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反思感悟

?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 时溶 液也不一定为酸溶液,还可能为能水解的盐溶液。

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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 c?HCl?· V?HCl? 度为 c(NaOH)= V?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 。

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2.实验用品 (1)仪器
酸式 滴定管[如图(A)]、 碱式 滴定管[如图(B)]、滴定管

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夹、铁架台、 锥形瓶



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(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。

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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→记读数→加指示剂。 (2)滴定

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(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。

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(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 c?HCl?· V?HCl? 值,根据 c(NaOH)= V?NaOH? 计算。

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4.常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂 石蕊 甲基橙 酚酞 <5 红色 <3.1 红色 <8 无色 变色范围的 pH 5~8 紫色 3.1~4.4 橙色 8~10 浅红色 >8 蓝色 >4.4 黄色 >10 红色

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本 深度思考 课 栏 10.容量为 25 mL 的滴定管,滴定过程中用去 10.00 mL 的 目 液体,此时滴定管中剩余液体的体积为 15 mL 吗? 开 关

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15 mL。

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11.(1)滴定管为什么要润洗?锥形瓶需要润洗吗? (2)读数时为什么要平视凹液面? (3)滴定管排空气的目的是什么?
答案 (1)滴定管不润洗相当于对所盛装溶液的稀释,锥形

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瓶不需润洗,润洗后相当于所盛装溶液的物质的量增大。 (2)仰视读数偏大,俯视读数偏小。 (3)如不排空气,取液时体积变小,滴定时体积变大。

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12.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,

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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 溶液盛放在碱式滴定管中。

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13.(1)中和滴定的关键是什么? (2)滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗?
答案 (1)中和滴定的关键:①准确测定两种反应物溶液

的体积;②确保标准液浓度的准确;③滴定终点的准确 判定(包括指示剂的合理选用)。(2)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。

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14.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度, 参考如图所示从下表中选出正确选项 锥形 瓶中 溶液 A B C D 碱 酸 碱 酸 滴定 管中 溶液 酸 碱 酸 碱 选用 指示剂 石蕊 酚酞 甲基橙 酚酞 选用 滴定 管 乙 甲 乙 乙 ( )

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解析 解答本题的关键是: ①明确酸、 碱式滴定管使用时的 注意事项,②指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛放碱, 而碱式滴定管不能盛放酸, 指示剂应选择颜色变化明显的酚 酞或甲基橙, 不能选用石蕊, 另外还要注意在酸碱中和滴定 中, 无论是标准溶液滴定待测溶液, 还是待测溶液滴定标准 液,只要操作正确,都能得到正确的结果。
答案 D

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15.实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生在实验室中 进行测定盐酸的浓度的实验。请完成下列填空: (1)配制 100 mL 0.10 mol· -1 NaOH 标准溶液。 L ①主要操作步骤:计算→称量→溶解→______(冷却 后 )→ 洗 涤 ( 并 将 洗 涤 液 移 入 容 量 瓶 )→______→______→将配制好的溶液倒入试剂瓶 中,贴上标签。 ②称量________g 氢氧化钠固体所需仪器有: 托盘天平 (带砝码、镊子)、________、________。

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(2)取 20.00 mL 待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加 2~3 滴酚 酞作指示剂,用自己配制的 NaOH 标准溶液进行滴定。重 复上述滴定操作 2~3 次,记录数据如下。 NaOH 溶 实验编号 液的浓度 (mol· ) L 1 2 3 0.10 0.10 0.10
-1

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滴定完成 时,NaOH 待测盐酸的 溶液滴入的 体积(mL) 体积(mL) 22.62 22.72 22.80 20.00 20.00 20.00

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第2讲

①滴定达到终点的标志是___________________________ _____________________。 ②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 ___________________________________________________ _____________________(保留两位有效数字)。 ③排去碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的 ________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。

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第2讲

④在上述实验中, 下列操作(其他操作正确)会造成测定结果 偏高的有________(填字母序号)。 A.滴定终点读数时俯视 B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗 C.锥形瓶水洗后未干燥 D.称量 NaOH 固体中混有 Na2CO3 固体 E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失

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第2讲

解析

(1)题目要求配制100 mL 0.10 mol· -1 NaOH标准 L

液,应用天平称取0.1 L×0.10 mol· -1×40 g· -1=0.4 g L mol NaOH固体。由于NaOH属于腐蚀性药品,不能放在托盘 天平上直接称量,应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿) 中进行称量。 (2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化,我们 可以判断中和反应是否恰好进行完全。计算盐酸的浓度 时,应计算三次中和滴定的平均值,因NaOH标准液浓度 及待测液的体积也一样,故只算NaOH溶液体积的平均值 即可。根据碱式滴定管的构造可知,弯曲橡皮管即可将管 中的气泡排出。

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第2讲

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答案

(1)①转移

定容

摇匀

②0.4 烧杯(或表面皿) 药匙 (2)①最后一滴 NaOH 溶液加入,溶液由无色恰好变成 浅红色且半分钟内不褪色 ④DE ②0.11 mol· - 1 L ③丙

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第2讲

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反思感悟

?1?石蕊不能用作中和滴定的指示剂,因其颜色

变化不明显。?2?标准液既可以盛装在滴定管中也可盛装在 锥形瓶内。?3?中和滴定的操作可用于氧化还原反应的滴 定。?4?并不是所有的滴定都使用指示剂,如用标准的 Na2SO3滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色褪去时即为滴定 终点。⑤应等滴定管壁上的液体,回到下面的液体中时再 读数,一般30 s后读取。

规律方法·解题指导

第2讲

规律方法〃解题指导
规律方法


影响水电离平衡的因素及水电离的 c(H+)或

c (OH )的求算 1.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 酸 碱 逆 逆 水的 Kw 电 离 c(OH ) 程度 不 变 不 变 减小 减小 减小 增大 增大 减小


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c(H )



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第2讲

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可 水 Na2CO3 解 的 NH4Cl 盐 升温 温度 降温 其他:如加入 Na

正 正 正 逆 正

不变 不变 增大 减小 不变

增大 增大 增大 减小 增大

增大 减小 增大 减小 增大

减小 增大 增大 减小 减小

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第2讲

2.水电离的 c(H )或 c(OH )的计算(25 ℃时)技巧 (1)中性溶液:c(H )=c(OH )=1.0×10
+ - -7





mol· 1。 L



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(2)酸或碱抑制水的电离,水电离出的 c(H+)=c(OH-)< 10-7 mol· -1, L 当给出的 c(H+)<10-7 mol· -1 时就是水电离出 L 的 c(H+);当给出的 c(H+)>10-7 mol· -1 时,就用 L 10-14 除以这个浓度即得到水电离的 c(H+)。 (3)可水解的盐溶液促进水的电离, 水电离的 c(H+)或 c(OH-) 均大于 10
-7

mol· 1。若给出的 c(H )>10 L
+ + -7





-7

mol· 1,即为 L
- -14



水电离的 c(H );若给出的 c(H )<10

mol· 1,就用 10 L

除以这个浓度即得水电离的 c(OH-)。

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第2讲

【例 1】

求算下列溶液中 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-)=__________。

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第2讲

解析

(1)pH=2 的 H2SO4 溶液中 H+来源有两个: 2SO4 的电 H

离和 H2O 的电离,而 OH-只来源于水。应先求算 c(OH-),即 为水电离的 c(H+)或 c(OH-)。c(H+)=10-2 mol· -1,则 c(OH-) L =10
-12

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mol· 1,则水电离的 c(H+)=c(OH-)=10 L



-12

mol· 1。 L



(2)pH=10 的 NaOH 溶液中,OH-有两个来源:H2O 的电离 和 NaOH 的电离,H+只来源于水。应先求出 c(H+),即为水 电离的 c(OH-)或 c(H+),c(H+)=10-4 mol· -1,c(OH-)=10-10 L mol· -1,则水电离的 c(H+)=c(OH-)=10-10 mol· -1。 L L

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第2讲

(3)水解的盐,H+或 OH-均由水电离产生,水解显酸性的盐 应计算其 c(H ),水解显碱性的盐应计算其 c(OH-)。pH=2 的 NH4Cl 中由水电离产生的 c(H+)=10-2 mol· -1;pH=10 L 的 Na2CO3 溶液中由水电离产生的 c(OH )=10
- -4 +

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mol· 1。 L



答案 (1)10

-12

mol· L

-1

10

-12

mol· L

-1

(2)10

-10

mol· L

-1

10-10 mol· -1 L

(3)10-2 mol· -1 L

(4)10-4 mol· -1 L

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第2讲

【例 2】 对于常温下 pH 为 1 的硝酸溶液,下列叙述正确 的是 A.该溶液 1 mL 稀释至 100 mL 后,pH 等于 2 B.向该溶液中加入等体积、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+)之 比为 10-12 D.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


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(

)

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解析


第2讲

A 项,HNO3 是强酸,pH 为 1 的硝酸 c(H+)为 0.1 mol·

L 1,溶液体积增大 102 倍,pH 增大 2,A 错;B 项,Ba(OH)2 为强碱, 为 13 的 Ba(OH)2 中 c(OH- )为 0.1 mol· - 1, HNO3 pH L 与 - 10 14 恰好完全反应,B 正确;C 项,c 水(OH-)=c 水 (H+)= -1 mol· 10 -1 - L 1 c?H+? 10 mol· L- 1=10-13mol· -1, L = -13 =1012,C 错;D 项, c水?H+? 10 mol· -1 L - 10 14 pH 为 3 的硝酸中水电离出的 c 水(H+)=c 水(OH-)= -3 mol· -1 L 10 =10 11mol· 1,两种 HNO3 溶液中水电离出的 c 水 (H+)的比值 L 10-13mol· -1 L 为 -11 -1 =1∶100,D 错。 10 mol· L
- -

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答案 B

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第2讲

规律方法

溶液的 pH 求算和酸碱性判断

1.溶液的酸碱性判定规律 (1)pH 相同的酸,某种酸的酸性越弱,则这种酸的物质 的量浓度越大;同样,pH 相同的碱,某种碱的碱性越 弱,则这种碱的物质的量浓度也越大。 (2)酸与碱的 pH 之和为 14,强酸与强碱等体积混合时, 溶液的 pH=7;强酸与弱碱等体积混合,溶液的 pH>7; 强碱与弱酸等体积混合,溶液的 pH<7。

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规律方法·解题指导

第2讲

2.稀释后溶液 pH 的变化规律 (1)强酸溶液,被稀释 10n 倍,溶液的 pH 增大 n(溶液的 pH 不会大于 7)。 (2)强碱溶液,被稀释 10n 倍,溶液的 pH 减小 n(溶液的 pH 不会小于 7)。 (3)pH 相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱)被稀释相同倍 数, 则溶液的 pH 变化不同, 强酸(或强碱)的 pH 变化大。 (4)物质的量浓度相同的强酸和弱酸,被稀释相同倍数, 则溶液的 pH 变化不同,强酸的 pH 增大得比弱酸快(强 碱、弱碱类似)。

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规律方法·解题指导

第2讲

3.关于溶液 pH 的计算 (1)单一溶液的 pH 计算 强酸溶液:如 HnA,设浓度为 c mol· 1,c(H )= L nc mol· -1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。 L 强碱溶液:如 B(OH)n,设浓度为 c mol· 1,c(H )= L - 10 14 mol· -1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。 L nc
- + - +

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第2讲

(2)酸、碱混合溶液的 pH 计算 先计算混合溶液的 c(H+)或 c(OH-),然后再计算 pH。 c1?H+?V1+c2?H+?V2 两强酸混合:混合溶液中 c 混(H+)= V1+V2 c1?OH-?V1+c2?OH-?V2 两强碱混合: 混合溶液中 c 混(OH-)= V1+V2 强酸与强碱混合:c |c酸?H+?V酸-c碱?OH-?V碱| V酸+V碱


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(H



)[ 或 c



(OH



)] =

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第2讲

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【例 3】 求下列溶液的 pH(常温条件下)(已知 lg2=0.3) - (1)0.005 mol· 1 的 H2SO4 溶液 L - - (2)已知 CH3COOH 的电离常数 Ka=1.8×10 5,0.1 mol· 1 L 的 CH3COOH 溶液 - (3)0.1 mol· 1NH3· 2O 溶液(NH3· 2O 的电离度为 α= L H H 已电离的分子数 1%, 电离度= ×100%) 已电离的分子数+未电离的分子数 (4)将 pH=8 的 NaOH 与 pH=10 的 NaOH 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)0.001 mol· 1 的 NaOH 溶液 L (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 1 000 倍

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第2讲

解析

(2)CH3COOH ? ? CH3COO- + H+
-1

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c(初始) 0.1 mol· L c(电离) c(H+)

0 c(H+)

0 c(H+) c(H+)

c(平衡) 0.1-c(H+) c(H+) c2?H+? 则 Ka= =1.8×10-5 0.1-c?H+? -lg(1.3×10-3)=2.9。

解得 c(H+)=1.3×10-3 mol· -1,所以 pH=-lg c(H+)= L

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(3) NH3· 2O ? ? OH H
-1 -

第2讲



NH4 0



c(初始) 0.1 mol· L c(电离)

0

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0.1×1% mol·L-1

0.1×1% mol·L-1

0.1 mol· -1 L

则 c(OH-)=0.1×1%=10-3mol· -1 L pOH=3,所以 pH=11。 (4)将 pH=8 的 NaOH 与 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合 后,溶液中 c(H+)很明显可以根据 pH 来算,可以根据提供 的经验公式来求算 pH=10-lg2(即 0.3),所以答案为 9.7。

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第2讲

(5)pH=5 的盐酸溶液中 c(H+)=10-5 mol· -1,pH=9 的氢氧 L 化钠溶液中 c(OH-)=10-5 mol· -1, L 两者以体积比 11∶9 混合, 10-5×11-10-5×9 则酸过量, 混合液的 pH 小于 7。 +)= c(H = 11+9 1.0×10-6 mol· -1,pH=-lg(1.0×10-6)=6。 L

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答案 (8)2.3

(1)2 (9)5

(2)2.9

(3)11

(4)9.7

(5)6

(6)3

(7)11

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第2讲

【例4】 常温时,下列三种溶液:①0.001 mol· -1氨水与 L 0.001 mol· -1 HCl溶液等体积混合液 ②pH=3的HCl L 与pH=11的NaOH溶液等体积混合液 ③pH=11的氨水 与pH=3的HCl溶液等体积混合液。其pH大小关系正确 的是 A.①=②=③ C.①<②=③ B.①>②=③ D.①<②<③ ( D )

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解析 ①中两者恰好反应生成氯化铵,溶液的pH<7;②中 盐酸与氢氧化钠恰好完全反应,溶液的pH=7;③中氨水 是弱碱,反应后过量,溶液的pH>7,故选项D符合。

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第2讲

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规律方法 中和滴定的误差分析 1.原理 依据原理 c(标准)· V(标准)=c(待测)· V(待测), 所以 c(待 c?标准?· V?标准? 测)= ,因 c(标准)与 V(待测)已确定, V?待测? 因此只要分析出不正确操作引起 V(标准)的变化,即分 析出结果。

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2.常见误差

第2讲

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例, 常见的因操作不正确而引起的误差有: 步骤 操作 酸式滴定管未用标准 溶液润洗 碱式滴定管未用待测 洗涤 溶液润洗 锥形瓶用待测溶液润 洗 锥形瓶洗净后还留有 蒸馏水 V(标准) c(待测) 变大 变小 变大 不变 偏高 偏低 偏高 无影响

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放出碱液的滴定管开始 取液 有气泡, 放出液体后气泡 消失 酸式滴定管滴定前有气 泡, 滴定终点时气泡消失 振荡锥形瓶时部分液体 滴定 溅出 部分酸液滴出锥形瓶外 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 变大 变小 变大 变小

第2讲

偏低

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偏高 偏低 偏高 偏高

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第2讲

酸式滴定管滴定 前读数正确,滴定 后俯视读数(或前 读数 仰后俯) 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 变小 偏低

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第2讲

【例 5】 一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中 学化学中两个典型的定量实验。 某研究性学习小组在实验室 中配制 1 mol· L
-1

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的稀硫酸标准溶液,然后用其滴定某未知

浓度的 NaOH 溶液。下列有关说法中正确的是________。 A.实验中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要检漏 B.如果实验中需用 60 mL 的稀硫酸标准溶液,配制时应选 用 100 mL 容量瓶 C.容量瓶中含有少量蒸馏水,会导致所配标准溶液的浓度 偏小 D. 酸式滴定管用蒸馏水洗涤后, 即装入标准浓度的稀硫酸, 则测得的 NaOH 溶液的浓度将偏大

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第2讲

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D.酸式滴定管用蒸馏水洗涤后,即装入标准浓度的稀硫 酸,则测得的 NaOH 溶液的浓度将偏大 E.配制溶液时,定容时俯视读数,则导致实验结果偏大 F.中和滴定时,若在最后一次读数时俯视读数,则导致 实验结果偏大

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第2讲

解析

A 项,滴定管、容量瓶都为带塞仪器,使用前需检

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漏,正确;B 项,实验室无 60 mL 容量瓶且滴定管使用前 要润洗, 故选择容积比 60 mL 大而与之接近的容量瓶配制, B 正确; 项, C 容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液浓度 无影响;D 项,酸式滴定管不润洗,使所测 NaOH 浓度偏 大,正确;E 项,配制溶液时,定容时俯视,所配溶液浓度 偏高,导致实验结果偏小;F 项,导致实验结果偏小。

答案

ABD

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第2讲

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【例6】

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。

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第2讲

(2)下列操作中可能使所测 NaOH 溶液的浓度数值偏低的是 ( 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 )

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第2讲

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(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。

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第2讲

(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表: 待测 滴定次数 NaOH溶 液的体 滴定前 积/mL 第一次 第二次 第三次 25.00 25.00 25.00 刻度 0.00 1.56 0.22 0.100 0 mol· -1盐酸 L 的体积/mL 滴定 后刻 度 溶液 体积 /mL

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26.11 26.11 30.30 28.74 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。

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第2讲

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解析 在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式: c?HCl?· V[?HCl?aq] c(NaOH)= 。欲求c(NaOH),须先求 V[?NaOH?aq] V[(HCl)aq]再代入公式;进行误差分析时,要考虑实际操作 对每一个量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响,进而影响 c(NaOH)。 (1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。

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(2)考查由于不正确操作引起的误差 分析。滴定管未用标准盐酸润洗, 内壁附着一层水,可将加入的盐酸 稀释,消耗相同量的碱,所需盐酸 的体积偏大,结果偏高;用碱式滴 定管取出的待测NaOH溶液的物质 的量一旦确定,倒入锥形瓶后,水的加入不影响OH-的物 质的量,也就不影响结果;若排出气泡,液面会下降,故 读取V酸偏大,结果偏高;正确读数(虚线部分)和错误读数 (实线部分)如图所示。

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第2讲

(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。 (4)先算出耗用标准盐酸的平均值 26.11 mL+26.09 mL V= =26.10 mL(第二次偏差太大,舍 2 0.100 0 mol· -1×26.10 mL L 去),c(NaOH)= = 25.00 mL 0.104 4 mol· 1。 L


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答案 (1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10 26.11 mL+26.09 mL (4) V = =26.10 mL,c(NaOH)= 2 0.100 0 mol· -1×26.10 mL L =0.104 4 mol· -1 L 25.00 mL

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第2讲

真题重组〃规范集训
高考题组一 水的电离及水的离子积 1.判断下列说法是否正确,正确的划“√”,错误的划 “×” (1)25 ℃时 NH4Cl 溶液的 Kw 大于 100 ℃时 NaCl 溶液的 Kw (× ) (2011· 天津理综,5A)

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解析 升高温度能促进水的电离,即100 ℃时溶液的Kw大 于25 ℃时溶液的Kw。

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第2讲

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(2)4 ℃时, 纯水的 pH=7

(× ) (2010· 江苏,2B)

+ 解析 25 ℃时,纯水的pH=7,温度降低,H2O? ? H+

OH-平衡向左移动,c(H+)减小,pH增大。

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第2讲

(3)由水电离的 c(H+)=1×10-14mol· -1 的溶液中:Ca2+、 L K+、Cl-、HCO-能大量共存 3 (× ) (2010· 江苏,6B)

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解析 由水电离的 c(H+)=1×10-14 mol· -1,此时溶液显 L
- 强酸性或显强碱性,HCO3 在两种溶液中都不能大量共存。

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2.(2008· 上海,11)常温下,某溶液中由水电离的 c(H+)= 1×10
-13

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mol· 1,该溶液可能是 L ②氯化铵水溶液



(

)

①二氧化硫水溶液

③硝酸钠水溶

液 ④氢氧化钠水溶液 A.①④ B.①② C.②③ D.③④

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解析 某溶液中由水电离出来的 c(H+)=1.0×10-13 mol· -1, L 正常水电离出来的 c(H+)=1.0×10-7 mol· -1,说明该溶液抑 L 制了水的电离,它既可能是酸溶液也可能是碱溶液。①SO2
- 2 +H2O? ? HSO3, 2SO3? ? HSO +H+, H HSO-? ? SO-+ 2 3 3 3

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H+,溶液呈酸性抑制水的电离。④NaOH===Na++OH-,溶 液 呈 碱 性 抑 制 水 的 电 离 。 ② 氯 化 铵 水 溶 液 : NH4Cl + H2O? ? NH· 2O+HCl,促进水的电离,使得溶液呈酸性: 3H c(H+)>1.0×10-7 mol· -1。③硝酸钠是强酸强碱盐,不水解, L 呈中性,c(H+)=1.0×10-7 mol· -1。 L

答案

A

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第2讲

3.(2011· 四川理综,9)25℃时,在等体积的①pH=0的 H2SO4溶液、②0.05 mol· -1的Ba(OH)2溶液、③pH= L ( ) 10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离 的水的物质的量之比是 A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×108 C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109

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第2讲

解析

25 ℃时, pH=0 的 H2SO4 溶液中由水电离出的 c(H )



=10-14mol· -1;0.05 mol· -1 的 Ba(OH)2 溶液中 c(OH-)= L L 0.05 mol· -1×2=0.1 mol· -1,根据 Kw=c(H+)· L L c(OH-)= 1.0×10-14,则由水电离出的 c(H+)=10-13 mol· -1;pH=10 L 的 Na2S 溶液中由水电离出的 c(H+)=10-4 mol· -1;pH=5 L 的 NH4NO3 溶液中由水电离出的 c(H )=10 5mol· 1,故等 L 体积上述溶液中发生电离的水的物质的量之比为 10-14∶ 10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,即选项 A 正确。
+ - -

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答案

A

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第2讲

高考题组二 溶液的酸碱性与 pH 的计算 4.判断正误 (1)100 ℃时, pH=2 的盐酸与 pH=12 的 NaOH 溶液 将 等体积混合,溶液显中性 (× ) (2011· 天津理综,5D)
解析 100 ℃时,水的离子积 Kw=10-12,HCl 中 c(H+)= 10
-2

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mol· 1,NaOH 中 c(OH )=1 mol· 1,等体积混合后溶 L L







液显碱性。

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第2讲

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(2)25 ℃时,某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸或强 酸弱碱盐 (× ) (2010· 天津理综,4A)
解析 25 ℃时,pH<7还有可能为酸式盐,如NaHSO4。

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第2讲

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(3)25 ℃时, pH=4.5 的番茄汁中 c(H+)是 pH=6.5 的牛奶中 c(H+)的 100 倍 (√ ) (2010· 天津理综,4B)
解析 pH=4.5 的溶液 c(H+)=10-4.5mol· -1, L pH=6.5 的溶
+ -6.5

液 c(H )=10

mol· 1。 L



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第2讲

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5. 常温下用 pH 为 3 的某酸溶液分别与 pH 都为 11 的氨水、 氢氧化钠溶液等体积混合得到 a、b 两种溶液,关于这两 种溶液酸碱性的描述正确的是 显酸性 ④b 可能显碱性或酸性 A.①② B.③④ C.①③ D.②④ ( ) ①b 不可能显碱性 ②a 可能显酸性或碱性 ③a 不可能

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第2讲

解析 常温下 pH 为 3 的某酸溶液可能是强酸溶液也可能是 弱酸溶液。若是强酸溶液,与 pH 为 11 的氨水等体积混合, 得到的 a 溶液显碱性;若是弱酸溶液,与 pH 为 11 的氨水 等体积混合,得到的 a 溶液的酸碱性由弱酸和氨水的电离 程度的相对大小决定,因此可能显酸性,中性,也可能显 碱性。 总之:a 溶液可能显酸性, 也可能显碱性, 故②正确, ③错误。 同理可分析得知, 溶液显中性或碱性, b 故①正确, ④错误。

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答案 A

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第2讲

6.(2010· 海南,2)常温下,将 0.1 mol· -1 氢氧化钠溶液与 L 0.06 mol· -1 硫酸溶液等体积混合, L 该混合溶液的 pH 等 于 A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4 ( B )

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解析 假设溶液为 1 L,n(H+)=0.12 mol、n(OH-)=0.1 0.12 mol-0.1 mol + mol, 酸过量, 反应后溶液中 c(H )= = 2L 0.01 mol· -1,所以 pH=2.0。 L

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第2讲

7.(2010· 大纲全国卷Ⅰ,9)下列叙述正确的是 的pH=b,则a>b

(

)

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A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液 B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好 无色,则此时溶液的pH<7 C.1.0×10-3 mol· -1盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol· -1 L L 盐酸的pH=8.0 D.若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合 后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11

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第2讲

解析

A项,对酸溶液进行稀释,氢离子浓度降低,pH增

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大;B项,酚酞的变色范围为8.2~10.0,当溶液恰好无色 时,溶液pH刚刚小于8.2即可显示无色;C项,当溶液中酸的 氢离子浓度较大时,计算时忽略水电离出的氢离子,当加入 的酸的氢离子浓度较小时,计算溶液pH时则不能忽略水电离 出的氢离子,当盐酸的浓度为1.0×10-8 mol· -1时,通常情 L 况下,此时水电离出的氢离子为1.0×10-6 mol· -1,此时溶 L

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第2讲

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液的pH<7;D项,盐酸和氢氧化钠溶液混合后溶液显中性, 则满足n(H+ )=n(OH-),即c(H+)· +)=c(OH-)· V(H V(OH-), 代入数据得c(OH-)=1.0×10-3 mol· -1,故氢氧化钠溶液的 L pH为11。
答案 D

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第2讲

8.(2011· 安徽理综,13)室温下,将1.000 mol· -1盐酸滴入 L 20.00 mL 1.000 mol· -1氨水中,溶液pH和温度随加入 L 盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的 是 ( )

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第2讲

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A.a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol· -1 L B.b点:c(NH+)+c(NH3· 2O)=c(Cl-) H 4 C.c点:c(Cl-)=c(NH+) 4 D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3· 2O H 电离吸热

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解析

a 点时氨水中的 H+全部来自水的电离,此时


pH<14,故 c(H+)>1.0×10-14 mol· -1,A 错误;b 点 L 时 溶 液 显 碱 性 , 则 氨 水 过 量 , c(NH
4

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)+

c(NH3· 2O)>c(Cl-),B 错误;c 点时 pH=7,则 c(H+) H =c(OH-),根据电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(NH+) 4 +c(H ),推出 c(Cl )=c(NH4 ),C 正确;d 点后主要 存在 NH+的水解反应,该反应吸热,D 错误。 4
答案 C
+ - +

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第2讲

9.(2009· 全国理综Ⅰ,10)用0.10

mol· -1的盐酸滴定0.10 L ( )

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mol· -1的氨水,滴定过程中不可能出现的结果是 L A.c(NH+)>c(Cl-),c(OH-)>c(H+) 4
+ B.c(NH4 )=c(Cl-),c(OH-)=c(H+)

C.c(Cl-)>c(NH+),c(OH-)>c(H+) 4 D.c(Cl-)>c(NH+),c(H+)>c(OH-) 4

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第2讲

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解析

向氨水中逐滴滴加盐酸,得到溶液的成分可能

有①NH3· 2O 和 NH4Cl ②NH4Cl ③NH4Cl 和 HCl, H A 符合①,由电中性原理知 B 正确,C 中电荷不守恒 错误,D 符合③。

答案 C
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