1、欄目索引選考專用選考專用 化學化學第二單元水的電離平衡和溶液的酸堿性第二單元水的電離平衡和溶液的酸堿性欄目索引題組一水的電離平衡(一一)水的電離水的電離1.水是極弱的電解質,存在著電離平衡:。在一定溫度下,水電離出來的H+和OH-濃度的乘積是一個常數,稱為水的,用符號表示。2.常溫時,酸性溶液中:c(H+)c(OH-),pH7;堿性溶液中:c(H+)c(OH-),pH7;中性溶液中:c(H+)=c(OH-),pH7。100時,水中c(H+)=c(OH-)=10-6molL-1,pH=6,水呈性。常溫時,水中c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1,pH=7,水呈中性。H2OH+OH-離子

2、積常數離子積常數KW=中中欄目索引3.KW的幾點說明的幾點說明(1)水的離子積(KW)適用于任一稀的電解質水溶液,c(H+)或c(OH-)代表水溶液中H+或OH-的總物質的量濃度。無論酸、堿、鹽等溶液中酸堿性怎么樣,KW=,一定溫度時,KW是一常數。一般情況下在25,KW為,而100時KW為1.010-12。(2)在研究水溶液體系中離子的種類時,不要忽略的同時存在。(二二)影響水的電離平衡的因素影響水的電離平衡的因素1.水的電離過程是熱過程,所以升高溫度能促進水的電離,因此降溫時KW減小,升溫時KW增大。但不論溫度升高還是降低,純水中c(H+)和c(OH-)始終。c(H+)c(OH-)1.0

3、10-14H+、OH-吸吸相等相等欄目索引2.向純水中加入酸或堿,可以增大水中的或濃度,均可使水的電離平衡向(即分子化的方向)移動。向水中加入可溶性的鹽,若組成鹽的離子能與水電離產生的H+或OH-發生反應,生成難電離的物質,則能夠破壞水的電離平衡,使水的電離平衡向移動,可使水溶液呈堿性或酸性;若所加的鹽既不能與水中的H+或OH-發生反應,又不能電離產生H+或OH-,則不破壞水的電離平衡,不能使水的電離平衡發生。若向水中加入活潑金屬,由于活潑金屬與水電離出的H+反應,促進水的電離,溶液中c(OH-),c(H+)。H+OH-逆反應方向逆反應方向電離方向電離方向移動移動增大增大減小減小欄目索引特別提

4、醒特別提醒加水稀釋時pH的變化規律(1)等物質的量濃度的鹽酸(a)與醋酸溶液(b)物質的量濃度相同的強酸弱酸稀釋相同倍數,溶液的pH變化不同,強酸的pH增大快;若加水稀釋到相同pH,強酸加水多。欄目索引(2)等pH的鹽酸(a)與醋酸溶液(b)pH相同的強酸與弱酸,加水稀釋相同倍數,溶液的pH變化不同,強酸的pH變化大;若加水稀釋到相同pH,弱酸加水多。欄目索引題組二溶液的酸堿性(一一)溶液的溶液的pH1.當c(H+)很小時,直接用氫離子的物質的量濃度表示溶液酸堿性的強弱很不方便,通常采用c(H+)的負對數表示,稱為溶液的pH,其表達式為。常溫下,pH7時,溶液呈堿性,pH越大,溶液的堿性越。2

5、.當pH改變一個單位時,c(H+)改變至原來的10倍,即pH每增大1個單位,c(H+)就減小為原來的1/10;pH每減小1個單位,c(H+)就增大為原來的倍。pH=-lgc(H+)強強強強10欄目索引(二二)pH的測定方法的測定方法1.pH試紙的使用方法:把pH試紙放在潔凈干燥的(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取一滴待測液點在pH試紙的,待變色后30秒不褪色,再與對比,讀出pH(整數)。2.常用酸堿指示劑及其變色范圍常用酸堿指示劑及其變色范圍指示劑變色范圍的pH石蕊8藍色甲基橙4.4黃色酚酞10紅色表面皿表面皿中部中部標準比色卡標準比色卡欄目索引3.pH計計使用pH計能直接測定溶液的pH。特別提醒特

6、別提醒在利用c(H+)與1.010-7molL-1的相對大小來判斷溶液的酸堿性時,一定要注意溫度。如在100時,c(H+)1.010-7molL-1,并不意味著溶液呈酸性。欄目索引題組一水的電離平衡1.現有常溫下的四份溶液現有常溫下的四份溶液:0.01molL-1的醋酸溶液的醋酸溶液;0.01molL-1的鹽的鹽酸酸;pH=12的氨水的氨水;pH=12的的NaOH溶液。下列說法正確的是溶液。下列說法正確的是()A.中水的電離程度最小,中水的電離程度最大B.將、混合,若pH=7,則消耗溶液的體積:C.將四份溶液稀釋相同倍數后,溶液的pH為:,D.將、混合,若c(CH3COO-)c(H+),則混合

7、液一定呈堿性欄目索引答案B四份溶液都抑制水的電離,抑制程度是:=,所以A項錯;氨水的濃度比鹽酸的大,所以、混合后,若pH=7,則需鹽酸的體積大,B項對;四份溶液都稀釋相同倍數時,酸性,堿性,C項錯;將、混合后,存在電荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),當c(CH3COO-)c(H+)時,不一定有c(OH-)c(H+),如中性時c(CH3COO-)=c(Na+)c(H+)=c(OH-),故D項錯。2.室溫下室溫下,將等體積的下列各組酸和堿的溶液混合后將等體積的下列各組酸和堿的溶液混合后,溶液溶液pH7;中溶液等體積混合后,醋酸過量,顯酸性,pH7;中溶液等體積混

8、合后,硫酸過量,顯酸性,pH7。欄目索引題組二溶液的酸堿性3.下列說法正確的是下列說法正確的是()(1)水的離子積KW隨溫度的改變而變化(2)25時,只有在純水中,才有KW=110-14(3)25時,在任何稀的電解質水溶液中,都有KW=110-14(4)溶液酸堿性的判斷依據是H+和OH-濃度的相對大小(5)酸溶液的pH就是氫離子濃度的負對數,堿溶液的pH就是氫氧根離子濃度的負對數(6)用廣泛pH試紙測得某溶液的pH為3.4(7)用濕潤的pH試紙測溶液的pH,一定影響測量結果(8)pH=6的溶液一定呈酸性欄目索引(9)等pH的醋酸溶液和鹽酸,氫離子濃度相等,溶液濃度也相等(10)pH=3的鹽酸和

9、pH=11的氨水等體積混合所得混合液呈中性(11)pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等體積混合所得混合液呈中性A.B.C.D.答案B4.將將pH相同的三種酸性溶液露置于空氣中一段時間后相同的三種酸性溶液露置于空氣中一段時間后(不考慮水分蒸不考慮水分蒸發發),溶液的溶液的pH隨時間的變化情況如下圖所示隨時間的變化情況如下圖所示,則則a、b、c三種溶液分別三種溶液分別可能為可能為()欄目索引A.H2S溶液、稀硫酸、H2SO3溶液B.氯水、稀硝酸、NH4Cl溶液C.H2SO3溶液、稀鹽酸、氯水D.H2S溶液、濃鹽酸、H2SO3溶液欄目索引答案AA項中三種溶液露置于空氣中,H2S溶液中的H2

10、S易被空氣中的O2氧化,使得溶液pH增大;稀硫酸中H+濃度不發生變化,溶液pH不發生變化;H2SO3溶液中的H2SO3易被氧化成H2SO4,pH變小,A符合條件。欄目索引溶液pH計算的思維模型重難一溶液重難一溶液pHpH計算的思維模型計算的思維模型欄目索引有關溶液的pH應注意的問題1.pH是溶液酸堿性強弱的一種量度。常溫下,pH=7的溶液呈中性;當pH7時,pH越大,溶液的堿性越強。2.常溫下,pH范圍在014之間,pH=0的溶液中并非無H+,而是c(H+)=1molL-1;pH=14的溶液中并非無OH-,而是c(OH-)=1molL-1。pH每增大1個單位,c(OH-)增大到原來的10倍。p

11、H減小n個單位,c(H+)增大到原來的10n倍或c(OH-)縮小到原來的1/10n。3.也可以用pOH來表示溶液的酸堿度。pOH是OH-濃度的負對數。pOH=-lgc(OH-),因為c(OH-)c(H+)=10-14,若兩邊均取負對數得:pH+pOH=14。4.強酸、強堿的稀釋:在稀釋時,當它們的濃度大于10-5molL-1時,不考慮水的電離;當它們的濃度小于10-5molL-1時,應考慮水的電離。欄目索引例如:pH=6的HCl溶液稀釋至原體積的100倍,混合液pH7(不能大于7);pH=8的NaOH溶液稀釋至原體積的100倍,混合液pH7(不能小于7);pH=3的HCl溶液稀釋至原體積的10

12、0倍,混合液pH=5;pH=10的NaOH溶液稀釋至原體積的100倍,混合液pH=8。5.弱酸、弱堿的稀釋:在稀釋過程中既有濃度的變化,又有電離平衡的移動,不能求得具體數值,只能確定其pH范圍。例如:pH=3的CH3COOH溶液,稀釋至原體積的100倍,稀釋后3pH5;pH=10的NH3H2O溶液,稀釋至原體積的100倍,稀釋后8pH14,則VAVB;若a+b14,則VAVB。a+b=14的弱酸和強堿混合呈中性,則需要酸的體積小。a+b=14的一元酸和一元堿等體積混合呈堿性,則堿是弱堿。答案 (1)713(2)1.010-101.010-12(3)=(4)M+H2OMOH+H+欄目索引1.在某

13、溫度時,測得0.01molL-1的NaOH溶液的pH=11。(1)該溫度下水的離子積常數KW=。(2)在此溫度下,將pH=a的NaOH溶液VaL與pH=b的硫酸VbL混合。若所得混合液為中性,且a=12,b=2,則Va Vb=。若所得混合液為中性,且a+b=12,則Va Vb=。變式訓練變式訓練答案(1)10-13(2)1 1010 1解析(1)由題意知,溶液中c(H+)=10-11molL-1,c(OH-)=0.01molL-1,故KW=c(H+)c(OH-)=10-13。(2)根據中和反應:H+OH-H2O,若所得混合液為中性,則欄目索引c(H+)V酸=c(OH-)V堿10-2Vb=Va=

14、1 10。根據中和反應H+OH-H2O,若所得混合液為中性,則c(H+)V酸=c(OH-)V堿10-bVb=Va=1013-(a+b)=10,即Va Vb=10 1。13121010abVV211010131010aabVV131010ba欄目索引1.酸堿中和滴定曲線的繪制酸堿中和滴定曲線的繪制以加入標準溶液的體積為橫坐標,以溶液pH變化為縱坐標,可繪出酸堿中和滴定曲線,下圖畫出的分別是強酸滴定強堿、強堿滴定強酸的滴定曲線。重難二酸堿中和滴定曲線及指示劑選擇分析重難二酸堿中和滴定曲線及指示劑選擇分析欄目索引2.滴定曲線分析滴定曲線分析滴定過程中的“pH突變”是客觀存在的。酸堿指示劑的變色點不是

15、反應終點,通過滴定曲線可以發現,變色點附近pH變化顯著,雖然滴定終點pH不等于7,但引起的實驗誤差并不大;選擇指示劑時,指示劑的變色范圍一定要在“突變”范圍之內;通過曲線在坐標軸上的對應點,可以讀出溶液在起始時、中間過程中的pH以及酸或堿的用量。欄目索引3.中和滴定指示劑選擇中和滴定指示劑選擇選擇指示劑要求變色明顯(一般不選用石蕊),指示劑變色時溶液的pH與溶液恰好中和時的pH要盡量吻合,但不一定相等,而是越接近越好。如強酸、強堿相互滴定時,由于生成的鹽溶液呈中性,故可以選擇酚酞或甲基橙作指示劑;強酸、弱堿相互滴定時,生成的鹽溶液呈酸性,應選擇甲基橙作指示劑;強堿、弱酸相互滴定時,因生成的鹽溶

16、液呈堿性,應選擇酚酞作指示劑。欄目索引典例典例2閱讀下列實驗內容閱讀下列實驗內容,根據題目要求回答問題。根據題目要求回答問題。某學生為測定未知濃度的硫酸溶液,實驗如下:用1.00mL待測硫酸配制100mL稀硫酸,以0.14molL-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00mL,滴定終止時消耗NaOH溶液15.00mL。(1)該學生用標準0.14molL-1NaOH溶液滴定稀硫酸的實驗操作如下:A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00mL,注入錐形瓶中,加入指示劑B.用待測液潤洗酸式滴定管C.用蒸餾水洗干凈滴定管欄目索引D.取下堿式滴定管用標準NaOH溶液潤洗后,將標準液注入堿式滴定管“0”刻度以上2

17、3cm處,再把堿式滴定管固定好,調節液面至刻度“0”或“0”刻度以下E.檢查滴定管是否漏水F.另取錐形瓶,再重復操作一次G.把錐形瓶放在滴定管下面,瓶下墊一張白紙,邊滴邊搖動錐形瓶直至滴定終點,記下滴定管液面所在刻度該滴定操作中應選用的指示劑是;欄目索引在G操作中如何確定終點?。(2)如有1molL-1和0.1molL-1的NaOH溶液,應用molL-1的NaOH溶液,原因是。(3)用標準NaOH溶液滴定時,應將標準NaOH溶液注入(選填圖中“甲”或“乙”)中。解題關鍵解題關鍵(1)滴定管分為酸式滴定管和堿式滴定管,其中酸式滴定管不能盛放堿液,堿式滴定管不能盛放酸液和強氧化性溶液。(2)滴定管

18、的最小分度是0.1mL,讀數時應估讀至0.01mL;實驗室中常用滴定管的規格有25mL和50mL兩種。欄目索引解析 (1)指示劑可以使用酚酞;達到滴定終點時,溶液由無色變為淺紅色(或粉紅色),且半分鐘不褪去。(2)進行滴定時,所用標準溶液濃度越小,誤差就越小,故選用0.1molL-1氫氧化鈉溶液。(3)氫氧化鈉溶液應注入堿式滴定管乙中。答案(1)酚酞溶液由無色變為淺紅色(或粉紅色),且半分鐘不褪去(2)0.1溶液濃度越小,誤差就越小(3)乙欄目索引變式訓練變式訓練2.如圖如圖,曲線曲線a和和b是鹽酸與氫氧化鈉溶液相互滴定是鹽酸與氫氧化鈉溶液相互滴定的滴定曲線的滴定曲線,下列下列敘述正確的是敘述

19、正確的是 ()欄目索引A.鹽酸的濃度為1molL-1B.P點時恰好完全反應,溶液呈中性C.曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的滴定曲線D.酚酞不能用作本實驗的指示劑答案B解析由滴定起始時pH=1可知鹽酸的濃度為0.1molL-1,A錯;曲線a起始時溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定鹽酸的曲線;酸堿中和滴定操作中可選用酚酞或甲基橙作為指示劑。欄目索引在酸堿中和滴定中,n(H+)=n(OH-),所以c標V標=c待V待,即c待=KV標,根據V標便可進行誤差分析(因、c標、V待均為定值)。綜合分析中和滴定實驗可以發現,其實驗誤差主要由儀器洗滌不當、操作不當、讀數不當、指示劑選擇不當、樣品含有雜質等方面引起

20、,其一般導致結果是偏高、偏低或無影響。cVV標標待cKV標待令重難三中和滴定誤差分析重難三中和滴定誤差分析欄目索引步驟操作c(NaOH)洗滌未用標準溶液潤洗滴定管偏高錐形瓶用待測溶液潤洗偏高未用待測溶液潤洗取用待測液的滴定管偏低錐形瓶洗凈后瓶內還殘留有少量蒸餾水無影響讀數滴定前仰視讀數或滴定后俯視讀數偏低滴定前俯視讀數或滴定后仰視讀數偏高1.常見的誤差分析(以用標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)操作不當滴定完畢后立即讀數,半分鐘后顏色又褪去偏低滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡偏高滴定過程中振蕩時有液滴濺出偏低滴定過程中,錐形瓶內加入少量蒸餾水無影響欄目索引2.中和滴定的關鍵中和滴定的關鍵(1)選擇的儀器要精密(如滴定管),以確保酸、堿溶液的體積測定準確;(2)選擇合適的指示劑,以使反應終點與滴定終點盡量吻合;(3)正確、規范的實驗操作。欄目索引典例典例3用標準鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉溶液用標準鹽酸測定未知濃度的氫氧化鈉溶液,下列操作導致下列操作導致結果偏低的是結果偏低的是 ()錐形瓶用蒸餾水洗凈后,再用待測液潤洗23次滴定前滴定管尖嘴有氣泡,滴定后氣泡消失滴定前仰視讀數,滴定后平視讀數搖動錐形瓶時,有少量液體濺出滴定時,錐形瓶里加入少量蒸餾水稀釋溶液A.B.C.D.欄目索引解題關鍵解題關鍵在整個滴定過程中將所有的操作誤差全部歸結到消耗標準溶液體積上。如在滴