第三章水溶液中的離子平衡 第二節水的電離和溶液的酸堿性 1 1 在常溫下 由水電離產生的c H 1 10 9mol L的溶液 則該溶液的酸堿性如何 學與問 答 可能是酸性也可能是堿性 2 25 濃度均為0 1mol L的下列溶液中c H 由大到小的排列順序 氨水 NaOH 鹽酸 醋酸 2 高考鏈接 在由水電離產生的H 濃度為1 10 13mol L 1的溶液中 一定能大量共存的離子組是 K Cl NO3 S2 K Fe2 I SO42 Na Cl NO3 SO42 Na Ca2 Cl HCO3 K Ba2 Cl NO3 A B C D 酸性條件不能共存 堿性條件不能共存 能共存 酸 堿性條件都不能共存 能共存 3 從上述討論可知 溶液的酸堿性由溶液中的和相對大小確定 中性 c H c OH 酸性 c H c OH 堿性 c H c OH c H c OH 一 溶液的酸堿性判斷 判斷溶液酸堿性根本依據是C OH 與C H 相對大小 4 二 c H 和c OH 與溶液酸堿性 pH的關系 溶液酸堿性的表示法 1 c H 和c OH 2 c H 和c OH 都較小的稀溶液 1mol L 用pH表示 pH lgc H 5 常溫下 c H 與pH 溶液酸堿性的關系 c H pH c OH 減小 c OH 增大 pH 7的溶液一定是中性溶液嗎 以100 為例 6 2 pH的測定方法 酸堿指示劑的顏色變化是在一定的pH值范圍內發生的 我們把指示劑發生顏色變化的pH值范圍叫做指示劑的變色范圍 1 酸堿指示劑 定性測量范圍 7 2 pH試紙 定量粗略測量 整數位 8 9 討論 pH試紙的使用能否直接把pH試紙伸到待測液中 是否要先濕潤pH試紙后 再將待測液滴到pH試紙上 能否用廣泛pH試紙測出pH 7 1來 標準比色卡中的數據都是整數如用濕潤的pH試紙檢驗待測液 對該溶液pH值的測定 A 一定有影響B 偏大C 偏小D 不確定 使用方法 用潔凈的玻璃棒沾取被測溶液滴在干燥的pH試紙中部 跟標準比色卡相對比 注意 不能用水潤濕 要放在玻璃片 或表面皿 上 用玻璃棒蘸待測液滴于試紙上 10 3 pH計 定量精確測量 小數位 11 2009年高考廣東卷 下列可用于測定溶液pH且精確度最高的是 A 酸堿指示劑 B pH計 C 精密pH試紙 D 廣泛pH試紙 高考鏈接 B 12 pH的測定 pH計 酸度計 2 pH試紙 注意 不能用水潤濕 要放在玻璃片 或表面皿 上 不是將試紙伸到溶液中 廣泛pH試紙只能讀出整數 粗略測定 1 酸堿指示劑只能判斷溶液的酸堿性 甲基橙石蕊酚酞 酸色堿色紅黃紅藍無紅 精確測定 用法 用玻璃棒蘸溶液 點在pH試紙中央 半分鐘后與比色卡比色 13 例 取1mLpH 3的硫酸溶液加水稀釋到100mL 溶液的pH變為多少 解 c H pH lgc H lg10 5 5 若上述溶液加水稀釋到體積為原來的1000倍 則溶液的pH變為多少 若稀釋到體積為原來的105倍 則溶液的pH變為多少 102 103 pH 6 pH 8 pH接近于7 三 酸堿的稀釋問題 14 強堿的稀釋 例 取pH 11的NaOH溶液與水按1 99的體積比混合后 溶液的pH變為多少 解 稀釋前c OH 10 3mol L 若上述溶液加水稀釋到體積為原來的1000倍 則溶液的pH變為多少 若稀釋到體積為原來的105倍 則溶液的pH變為多少 103 pH 8 pH 6 pH接近于7 原來的102 稀釋后c OH 稀釋后溶液的pH 9 15 弱酸稀釋例 pH 2的鹽酸稀釋10倍后pH pH 2的醋酸稀釋10倍后pH 結論 稀釋10倍pH變化 增大 1 3 3 鹽酸 醋酸 10倍 稀釋相同倍數時pH 鹽酸 醋酸 稀釋到相同pH時稀釋的倍數 醋酸 鹽酸 弱酸 弱堿的稀釋 16 弱堿稀釋例 pH 12的NaOH溶液稀釋10倍后pH pH 12的氨水稀釋10倍后pH 結論 稀釋10倍pH變化 減小 1 11 11 NaOH 氨水 10倍 稀釋相同倍數時pH 氨水 NaOH 稀釋到相同pH時稀釋的倍數 氨水 NaOH 弱酸 弱堿的稀釋 17 酸或堿的稀釋與pH的關系 強酸pH a 加水稀釋10n倍 則pH a n 弱酸pH a 加水稀釋10n倍 則pHb n 酸 堿溶液無限稀釋時 pH只能接近7 但酸不能大于7 堿不能小于7 對于濃度 或pH 相同的強酸和弱酸 稀釋相同倍數 強酸的pH變化幅度大 強堿 弱堿相似 18 強酸 c 酸 電離 c H lg pH 強堿 c 堿 電離 c OH Kw c H lg pH lg pOH 14 pOH pH 1 計算0 1mol L的HCl溶液的pH值 2 試計算常溫下的 0 005mol LH2SO4溶液 0 005mol LBa OH 2溶液的pH值 四 有關溶液的pH的計算 19 2 強酸與強酸混合 強酸 c 電離 c H 強酸 c 電離 c H c H 混合 lg pH 練習 pH 2的鹽酸溶液和0 00005mol L的硫酸溶液等體積混合 試計算混合溶液的pH值 解 c H 0 01mol Lc H 0 00005 2 0 0001mol L c H 混合 pH lg0 005 2 lg2 2 3 兩種強酸等體積混合 混合液pH pH小 lg2 pH小 0 3 20 3 強堿與強堿混合 強堿 C 電離 C OH 強堿 C 電離 C OH C OH 混合 lg pH Kw C H 混合 例 25 時 10mL0 1mol LNaOH和10mL0 05mol LBa OH 2混合 計算混合溶液的pH值 解 c OH 0 1c OH 0 05 2 0 1 c OH 混合 c H 混合 pH 13 兩種強堿等體積混合 混合液pH pH大 lg2 pH大 0 3 21 計算 pH 13和pH 11的強堿 pH 1和pH 3的強酸等體積混合的混合液的pH值 解 pH混 pH大 0 3 13 0 3 12 7 pH混 pH小 0 3 1 0 3 1 3 4 強酸強堿混合 強酸強堿恰好完全反應 溶液呈中性 混合溶液pH 7 強酸強堿混合酸過量 先求過量的酸的濃度 再求pH 22 pH lgc H 余 例 求30mLpH 3的鹽酸溶液與20mLpH 11的氫氧化鈉溶液反應后溶液的pH 解 c H 10 3mol Lc OH 10 3mol L pH lg2 10 4 4 lg2 強酸強堿混合堿過量 先求過量的堿的濃度 再求pH 由c OH 余 Kw c H lg pH 23 鞏固練習 1 10mL0 100mol LHCl溶液與10mL0 100mol LNaOH溶液混合后 溶液的pH是多少 2 20mL0 100mol LHCl溶液與10mL0 100mol LNaOH溶液混合后 溶液的pH是多少 3 10mL0 100mol LHCl溶液與10mL0 200mol LNaOH溶液混合后 溶液的pH是多少 24 酸堿中和滴定及曲線 25 1 酸式滴定管和堿式滴定管的區別和使用方法 注意 酸式滴定管不能用于裝堿性溶液 堿式滴定管不能用于裝酸性溶液或會腐蝕橡膠的溶液 如強氧化性的溶液 玻璃活塞 橡膠管玻璃球 26 2 滴定管的刻度特點和讀數方法 0刻度處 25ml刻度處 0刻度在上方 精密度 0 01ml 所以讀數時要讀到小數點后兩位 實際滴出的溶液體積 滴定后的讀數 滴定前的讀數 練習 讀出以下液體體積的讀數 25ml酸式滴定管 27 滴定管的構造 上端標有 溫度 0刻度 容積 25 25mL 50mL 全部盛滿溶液時 體積所標容積 多于 下端 滴定管的最小刻度為 允許估計至 因此讀數的精確度為mL 0 1mL 0 01 0 01 28 酸堿中和滴定 正確視線 仰視視線 正確讀數 仰視讀數 讀數偏大 正確視線 俯視視線 正確讀數 俯視讀數 讀數偏小 29 一 定義 用已知濃度的酸 或堿 來測定未知濃度的堿 或酸 濃度的實驗方法叫做酸堿中和滴定 已知濃度的溶液 標準液未知濃度的溶液 待測液 30 二 原理 酸HmR和堿M OH n反應 當恰好完全反應時 酸提供的H 的物質的量等于堿提供的OH 的物質的量 即 C 酸 V 酸 C 堿 V 堿 n m 或者C 酸 V 酸 m C 堿 V 堿 n 中和反應的實質 n H n OH H OH H2O nHmR mM OH n MmRn mnH2O 31 酸堿中和反應有關量的關系和計算 例題 有未知濃度的氫氧化鈉溶液0 23L 需加入0 11mol L的鹽酸溶液0 29L 氫氧化鈉溶液的物質的量濃度是多少 已知V堿 0 23L V酸 0 29L c酸 0 11mol L求 c堿 準確測量參加反應的兩種溶液的體積 準確判斷中和滴定的終點 32 用0 1000mol L的NaOH溶液 滴定20 00ml0 1000mol L的HCl溶液 求隨VNaOH的增大 pH 滴定過程的pH變化 33 突躍范圍 20 02mL 19 98mL 加入NaOH溶液的體積V mL 溶液的pH 突躍 的存在為準確判斷終點提供了方便 34 三 儀器酸式滴定管 堿式滴定管 燒杯 滴定管夾 鐵架臺 錐形瓶 用來盛裝待測溶液 等 注意 酸式滴定管不能用來盛裝堿溶液 粘結活塞 堿式滴定管不能盛裝酸溶液 腐蝕膠管 35 四 指示劑的選擇選擇指示劑時 一般要求變色明顯 所以一般不選用石蕊 指示劑的變色范圍與恰好中和時的pH值要盡量一致 強酸強堿相互滴定 生成的鹽不水解 溶液顯中性 可選擇酚酞或甲基橙作指示劑 酚酞 酸滴定堿 顏色由紅剛好褪色堿滴定酸 顏色由無色到淺紅色甲基橙 酸滴定堿 顔色由黃色到橙色堿滴定酸 顔色由橙色到黃色 36 甲基橙 3 1 4 4 酸性中間色堿性 紅色橙色 5 0 8 0 8 2 10 0 紅色紫色藍色 粉紅色 無色 紅色 黃色 常用指示劑的變色范圍 石蕊 酚酞 37 五 滴定操作方法 左手控制滴定管活塞 右手振蕩錐形瓶 向同一方向做圓周運動 眼睛注視錐形瓶內溶液的顏色變化 至指示劑變色且半分鐘不改變即為滴定終點 滴加速度先快后慢 后面可半滴 直至指示劑顏色突變 38 六 滴定操作步驟 1 洗滌 潤洗 裝液 調液 讀數 2 移液 放液 滴加指示劑 滴定終點 讀數 重復2 3次 計算 將幾次滴定用去鹽酸體積的平均值代入關系式計算 檢漏 39 左手 右手 視線與凹液面水平相切 滴加速度先快后慢 眼睛注視瓶內顏色變化 半分鐘顏色不變 滴定管保持垂直 40 3 結果計算 用上述標準液體積的平均值進行計算 見