课堂新概念高考一轮苏教版24讲义水的电离和溶液的酸碱性Word格式.docx
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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粉红色
10.0红色
2.实验用品
(1)仪器:
酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂:
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
3.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
(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。
1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等( )
(2)水的离子积常数的数值大小与温度和稀水溶液的浓度有关( )
(3)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理( )
(4)升高温度,水电离平衡右移,H+浓度增大,呈酸性( )
(5)溶液中c(H+)>
10-7mol·
L-1,该溶液呈酸性( )
(6)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性( )
(7)用pH试纸测得某溶液的pH为3.4( )
(8)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定影响测量结果( )
(9)能使pH试纸显红色的溶液呈酸性( )
【答案】
(1)×
(2)×
(3)√ (4)×
(5)×
(6)√
(7)×
(8)×
(9)√
2.
(1)25℃,向水中加入①NaCl粉末、②NaOH固体、③Na2CO3粉末,水的电离平衡被促进的是__________,被抑制的是________,无影响的是________(用序号填写,下同);
水的离子积不变的是________。
若对上述三种电解质的溶液加热,水的电离平衡被促进的有________,水的离子积增大的有________。
(2)①25℃时,0.1mol·
L-1的盐酸溶液中c(H+)=________mol·
L-1,c(OH-)=_______mol·
L-1,c(H+)H2O=________mol·
L-1。
②25℃pH=3的NH4Cl溶液中,c(H+)=__________mol·
L-1,c(OH-)=__________mol·
L-1,c(H+)H2O=______mol·
(3)一支标有20℃、25mL字样的滴定管,内装液体到刻度1.00mL时,管内液体的体积是________24.00mL(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】
(1)③ ② ① ①②③ ①②③ ①②③
(2)①0.1 1.0×
10-13 1.0×
10-13
②1.0×
10-3 1.0×
10-11 1.0×
10-3
(3)大于
两种式子:
H2O
H++OH-;
Kw=c(H+)·
c(OH-)
三种关系:
(1)c(H+)>
(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性
(3)c(H+)<
滴定管使用四个步骤:
查漏→洗涤→润洗→装液。
水电离平衡的影响因素及有关计算
1.外界条件对水电离的影响
2.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算(25℃时)
酸溶液
碱溶液
(2013·
大纲全国卷)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×
c(OH-)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)<
C.图中T1<
T2
D.XZ线上任意点均有pH=7
【解析】 A.水电离出的c(H+)与c(OH-)的乘积为一常数。
B.由图看出M区域内c(H+)<
c(OH-)。
C.T2时c(H+)·
c(OH-)大于T1时c(H+)·
c(OH-),因为水的电离过程是吸热的,温度越高,水的离子积越大,所以T2>
T1。
D.pH=-lgc(H+),XZ线上任意点的c(H+)=c(OH-),但pH不一定为7。
【答案】 D
通过水电离出的H+或OH-浓度判断水电离平衡的移动情况。
室温下,水电离出的c(H+)=1×
10-7mol/L,若某溶液中水电离出的c(H+)<
1×
10-7mol/L,则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离;
若某溶液中水电离出的c(H+)>
10-7mol/L,则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。
考向1 影响水电离平衡因素的判断
1.(2012·
上海高考)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( )
A.NaHSO4溶液 B.KF溶液
C.KAl(SO4)2溶液D.NaI溶液
【解析】 A项NaHSO4的HSO完全电离,抑制水的电离;
B项F-,C项Al3+水解,促进水的电离;
NaI是强酸强碱盐,对水的电离无影响。
考向2 水电离出H+或OH-浓度的计算
2.(2012·
广东高考)对于常温下pH为2的盐酸,叙述正确的是( )
A.c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性
C.由H2O电离出的c(H+)=1.0×
10-12mol·
L-1
D.与等体积0.01mol·
L-1乙酸钠溶液混合后所得溶液中:
c(Cl-)=c(CH3COO-)
【解析】 结合守恒思想(电荷守恒、原子守恒)分析、解决相关问题。
盐酸中HCl电离出H+和Cl-,H2O电离出H+和OH-,据电荷守恒有c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),A项正确。
pH=12的氨水中c(OH-)=10-2mol·
L-1,氨水部分电离,氨水与盐酸等体积混合,氨水剩余,所得溶液显碱性,B项错误。
pH为2的盐酸中,c(OH-)=1.0×
L-1,而OH-全部由水电离产生,故H2O电离产生的c(H+)=1.0×
10-12mol·
L-1,C项正确。
pH为2的盐酸与0.01mol·
L-1乙酸钠溶液等体积混合,恰好发生反应:
CH3COONa+HCl===CH3COOH+NaCl,生成的CH3COOH部分电离,则有c(Cl-)>c(CH3COO-),D项错误。
【答案】 AC
溶液的pH计算与判断
1.总体原则
(1)若溶液为酸性,先求c(H+),再求pH;
(2)若溶液为碱性,先求c(OH-),再由c(H+)=求c(H+),最后求pH,也可以先求pOH[pOH=-lgc(OH-)],再由14-pOH求pH。
2.分类剖析(室温时)
(1)强酸溶液
如浓度为cmol/L的HnA溶液,c(H+)=ncmol/L,所以pH=-lgnc。
(2)强碱溶液
如浓度为cmol/L的B(OH)n溶液,
c(OH-)=ncmol/L,
c(H+)=mol/L,所以pH=14+lgnc。
(3)酸碱混合pH的计算
①两强酸混合
c(H+)混=
②两强碱混合
c(OH-)混=
③强酸、强碱混合(一者过量)
酸过量:
c(H+)混=
碱过量:
(4)酸碱稀释时pH的变化
酸(pH=a)
碱(pH=b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
a+n
b-n
无限稀释
pH趋向于7
溶液酸碱性的判断
(1)等体积等浓度的一元强酸,一元强碱混合呈中性。
(2)等体积等浓度的一元弱酸,一元强碱混合呈碱性。
(3)等体积等浓度的一元强酸,一元弱碱混合呈酸性。
(4)强酸、强碱等体积混合
①pH之和等于14呈中性;
②pH之和小于14呈酸性;
③pH之和大于14呈碱性。
(5)pH之和等于14时一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;
一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
天津高考节选)将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表:
离子
K+
Na+
NH
SO
NO
Cl-
浓度/mol·
4×
10-6
6×
2×
10-5
3×
根据表中数据判断PM2.5的酸碱性为________,试样的pH=________。
【解析】 根据电荷守恒:
c(K+)+c(Na+)+c(NH)<
2c(SO)+c(NO)+c(Cl-),所以溶液呈酸性。
c(H+)=2c(SO)+c(NO)+c(Cl-)-c(K+)-c(Na+)-c(NH)=(2×
10-5+3×
10-5+2×
10-5-4×
10-6-6×
10-6-2×
10-5)mol·
L-1=1×
10-4mol·
L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(1×
10-4)=4。
【答案】 酸性 4
酸按酸(H+),碱按碱(OH-),酸碱中和求过量,无限稀释7为限。
步骤:
考向1 pH改变的措施分析
3.现有pH=5的CH3COOH溶液10mL,要使其pH增大3,可采取的方法有( )
A.向溶液中加水稀释至10L
B.加入一定量的NaOH固体
C.加入一定量pH=8的NaOH溶液
D.加入一定浓度的盐酸
【解析】 由pH=5增大3得pH=8,说明溶液呈碱性,酸溶液无论如何稀释也不会呈碱性,A项错误;
C项,因加入NaOH溶液的pH=8,故酸碱无论怎样中和,pH也只能接近8,不会出现pH=8,C错;
D项,因盐酸呈酸性,故无法实现。
【答案】 B
考向2 强酸、强碱混合有关计算
4.某温度下,水的离子积常数Kw=10-12。
该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10B.9∶1
C.10∶1D.99∶21
【解析】 某温度下,水的离子积常数Kw=10-12,pH=4的H2SO4溶液中c(H+)=10-4mol·
L-1,该温度下,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)==10-3mol·
L-1,混合溶液的pH=7,说明溶液中c(H+)=10-7mol·
L-1,此时c(OH-)=10-5mol·
L-1,溶液呈碱性,设稀硫酸的体积为Va,NaOH溶液的体积为Vb,则有
=10-5,Va∶Vb=9∶1。
考向3 判断溶液的酸碱性
5.(2012·
新课标全国卷)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为amol·
L-1的一元酸HA与bmol·
L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=mol·
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
【解析】 判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。
A项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;
B项中未说明温度为25℃,故混合溶液pH=7时不一定呈中性;
C项混合溶液中,c(H+)·
c(OH-)=Kw,因为c(H+)=mol·
L-1,则c(OH-)=mol·
L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;
D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。
【答案】 C
中和滴定原理及其应用的探究
【实验关键】 ①准确测量反应酸、碱溶液体积
②准确判断滴定终点
实验原理:
cB=,
其中VB——准确量取的待测液的体积,
cA——标准溶液的浓度,
故
【探究关键点】
恰好中和=酸碱恰好完全反应≠溶液呈中性≠滴定终点。
2.在酸碱中和滴定误差分析中,要看清楚标准液与待测液的位置。
标准液在滴定管中与标准液在锥形瓶中产生误差情况相反。
3.误差分析
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(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
VA
cB
洗涤
酸式滴定管未用标准酸溶液润洗
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
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
滴定
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溅出
部分酸液滴在锥形瓶外
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴碱液颜色无变化
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)
酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
(2012·
上海高考)用滴定法测定Na2CO3(含NaCl杂质)的质量分数,下列操作会引起测定值偏高的是( )
A.试样中加入酚酞作指示剂,用标准液进行滴定
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定
C.锥形瓶用蒸馏水洗涤后,直接加入待测溶液滴定
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00mL进行滴定
【解析】 滴定管应用待装液进行润洗,否则会引起待装液浓度下降,若为标准酸液会引起测定值偏高,若为待测液会引起测定值偏低。
滴定的误差分析,都要依据公式:
c待=来判断。
其中V待为准确量取的待测液体积,c标为准确配制的标准液浓度,这二者在误差分析时视为定值;
因各种原因使得所耗标准液体积V标变大或变小,V标变大,则c待偏高,V标变小,则c待偏低。
考向1 中和滴定的迁移应用——氧化还原滴定
6.Ⅰ.(2013·
浙江高考节选)
(1)用重铬酸钾法(一种氧化还原滴定法)可测定产物Fe3O4中的二价铁含量。
若需配制浓度为0.01000mol·
L-1的K2Cr2O7标准溶液250mL,应准确称取________gK2Cr2O7(保留4位有效数字,已知MK2Cr2O7=294.0g·
mol-1)。
配制该标准溶液时,下列仪器中不必要用到的有________(用编号表示)。
①电子天平 ②烧杯 ③量筒 ④玻璃棒 ⑤容量瓶 ⑥胶头滴管 ⑦移液管
(2)滴定操作中,如果滴定前装有K2Cr2O7标准溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,而滴定结束后气泡消失,则测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
Ⅱ.(2013·
安徽高考节选)取Ce(OH)4产品0.536g,加硫酸溶解后,用0.1000mol·
L-1FeSO4标准溶液滴定至终点时(铈被还原为Ce3+),消耗25.00mL标准溶液。
该产品中Ce(OH)4的质量分数为________。
【解析】 Ⅰ.
(1)称取K2Cr2O7的质量为m(K2Cr2O7)=0.01000mol·
L-1×
0.2500L×
294.0g·
mol-1=0.7350g。
用固体配制溶液,要用电子天平称量固体质量,并在烧杯中溶解,然后转移到容量瓶中,不需要量取液体的量筒和移液管。
(2)若滴定前装有K2Cr2O7溶液的滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束时气泡消失,则滴定过程中读取K2Cr2O7溶液的体积偏大,测得Fe3O4中二价铁的含量偏大。
Ⅱ.在滴定过程中发生反应的离子方程式为Ce4++Fe2+===Ce3++Fe3+,每有1molCe4+反应即可消耗1molFe2+,消耗硫酸亚铁的物质的量为2.5×
10-3mol,所以0.536g样品中含有2.5×
10-3molCe(OH)4,其质量为0.52g,即质量分数约为97.0%。
【答案】 Ⅰ.
(1)0.7350 ③⑦
(2)偏大 Ⅱ.97.0
考向2 pH曲线的理解
7.(2013·
安徽六校教育研究会测试)室温下,用0.10mol·
L-1的盐酸滴定20.00mL0.10mol·
L-1的某碱BOH溶液得到的滴定曲线如图所示:
下列判断不正确的是( )
A.a点时,溶液呈碱性,溶液中c(B+)>
c(Cl-)
B.b点时溶液的pH=7
C.当c(Cl-)=c(B+)时,V(HCl)<
20.00mL
D.c点时溶液中c(H+)约为0.03mol·
【解析】 由图可知0.10mol·
L-1的某碱BOH溶液的pH接近12,即小于13,则该碱为弱碱。
a点时,溶液呈碱性,c(OH-)>
c(H+),再结合电荷守恒c(B+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),可知溶液中c(B+)>
c(Cl-),A项正确;
b点时,盐酸和BOH恰好完全反应,溶液中的溶质为强酸弱碱盐BCl,pH<
7,B项错误;
当c(Cl-)=c(B+)时,由电荷守恒知,溶液呈中性,pH=7,此时未达滴定终点,说明V(HCl)<
20.00mL,C项正确;
c点时溶液中HCl过量,可忽略B+水解生成的H+,故c(H+)=n(H+)过量/V混=(0.10mol·
20.00mL)/60.00mL≈0.03mol·
L-1,D项正确。
迁移应用型实验题
【典题例证】 (2012·
安徽高考)亚硫酸盐是一种常见食品添加剂。
为检测某食品中亚硫酸盐含量(通常以1kg样品中含SO2的质量计),某研究小组设计了如下两种实验流程:
(1)气体A的主要成分是________。
为防止煮沸时发生暴沸,必须先向烧瓶中加入________;
通入N2的目的是____。
(2)写出甲方案第①步反应的离子方程式:
_____________________________________。
(3)甲方案第②步滴定前,滴定管需用NaOH标准溶液润洗,其操作方法是___________。
(4)若用盐酸代替稀硫酸处理样品,则按乙方案实验测定的结果________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
(5)若取样品wg,按乙方案测得消耗0.01000mol·
L-1I2溶液VmL,则1kg样品中含SO2的质量是________g(用含w、V的代数式表示)。
解题关键点:
(1)要明确甲方案流程中的实验原理
:
SO+2H+===SO2↑+H2O
SO2+H2O2===H2SO4
H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O
(2)要明确乙方案流程中的实验原理
SO2+2OH-===SO+H2O,
SO+H+===HSO
HSO+I2+H2O===SO+2I-+3H+
解题疑惑点:
解答本题的关键点是SO2、NaHSO3的还原性。
(1)亚硫酸盐中加入强酸会生成气体SO2,反应的离子方程式为SO+2H+===SO2↑+H2O;
在加热时为了防止暴沸应加入碎瓷片,通入N2的目的是将产生的SO2气体完全吹出后用吸收液吸收,从而提高实验的准确率。
(2)SO2具有还原性,能被H2O2氧化成H2SO4,反应的离子方程式为SO2+H2O2===2H++SO。
(3)滴定管在洗涤后应用NaOH标准液润洗,方法是:
向滴定管注入少量标准液,倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体,重复操作2~3次。
(4)如果用盐酸代替稀硫酸,在逸出的SO2气体中会含有HCl气体,两者都能被碱液吸收分别生成Na2SO3和NaCl,再用盐酸处理后只有Na2SO3转变成的NaHSO3能与I2反应,反应的离子方程式为HSO+I2+H2O===SO+2I-+3H+,故不会产生影响。
(5)根据关系式SO2~HSO~I2,则1kg样品中含有SO2的质量为×
V×
10-3×
0.01000×
64g=g。
【答案】
(1)N2和SO2 碎瓷片(或沸石) 使产生的SO2全部逸出
(2)SO2+H2O2===2H++SO
(3)向滴定管注入少量标准液,倾斜转动滴定管润洗全部内壁后从尖嘴放出液体,重复操作2~3次
(4)无影响
(5)
滴定终点的判断
(2014·
荆州市高三教学质量测评)纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:
一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
请回答:
如何判断滴定终点_________________________________________。
规范答案
当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2标准溶液后,溶液变成浅红色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
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。
思维流程
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”。
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- 课堂 新概念 高考 一轮 苏教版 24 讲义 电离 溶液 酸碱