化学人教版选修水的电离和溶液的酸碱性.doc
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第二节 水的电离和溶液的酸碱性
重难点一影响水的电离平衡的因素
1.温度
因水的电离是吸热过程,故升高温度,水的电离平衡向右移动,c(H+)和c(OH-)同时增大,但因由水电离出的c(H+)和c(OH-)始终相等,故溶液呈中性。
2.加入酸或碱
向纯水中加入酸(或碱),由于酸(或碱)电离产生H+(或OH-),使水中c(H+)[或c(OH-)]增大,水的电离平衡向左移动,达到新平衡时,溶液中c(H+)[或c(OH-)]增大,水的电离程度减小,但温度未变,则KW不变。
3.加入活泼金属
向纯水中加入活泼金属,如金属钠,由于活泼金属可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡向右移动。
重难点二溶液酸碱性的判断
溶液呈酸性、碱性还是中性,应看c(H+)和c(OH-)的相对大小,判断溶液酸碱性的依据主要有三点:
判据1 在25℃时的溶液中:
c(H+)>1×10-7mol/L 溶液呈酸性
c(H+)=1×10-7mol/L 溶液呈中性
c(H+)<1×10-7mol/L 溶液呈碱性
常温下,c(H+)>10-7mol/L时,溶液呈酸性,且c(H+)越大,酸性越强;c(OH-)越大,碱性越强。
判据2 在25℃时的溶液中:
pH<7 溶液呈酸性
pH=7 溶液呈中性
pH>7 溶液呈碱性
判据3 在任意温度下的溶液中:
c(H+)>c(OH-) 溶液呈酸性
c(H+)=c(OH-) 溶液呈中性
c(H+) 注意 用pH判断溶液酸碱性时,要注意条件,即温度。 不能简单地认为pH等于7的溶液一定为中性,如100℃时,pH=6为中性,pH<6才显酸性,pH>6显碱性,所以使用pH时需注明温度,若未注明温度,一般认为是常温,就以pH=7为中性。 重难点三pH试纸的使用 1.使用pH试纸测量溶液的pH时,一般先把一小片试纸放在洁净干燥的表面器皿或玻璃片上,用沾有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,不能把试纸放在待测液中测定。 [来源: 学*科*网] 2.使用pH试纸测量溶液pH时,不能用水将pH试纸润湿。 因为这样做,已将溶液稀释,导致测定的pH不准确。 3.用广泛pH试纸测出的溶液pH只是整数值,而不会是3.1、5.2等小数值。 重难点四有关pH的计算 1.单一溶液pH的计算 强酸溶液(HnA),其物质的量浓度为cmol/L,则: c(H+)=ncmol/L,pH=-lgc(H+)=-lgnc;强碱溶液[B(OH)n],其物质的量浓度为cmol/L,则c(OH-)=ncmol/L,c(H+)=mol/L,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。 2.强酸、强碱混合液的pH计算 (1)强酸与强酸混合求pH ①非等体积混合 c(H+)=,然后再求pH。 ②等体积混合可近似计算pH=pH小+0.3[来源: 学科网ZXXK] (2)强碱与强碱混合求pH ①非等体积混合 先计算: c(OH-)=, 再求c(H+)=,最后求pH。 ②等体积混合,可近似计算pH=pH大-0.3。 (3)强酸与强碱混合 ①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7。 ②酸过量: 先求c(H+)余=,再求pH。 ③碱过量: 先求c(OH-)余=,再求c(H+)=,然后求pH。 3.稀释后溶液pH的变化规律 (1)对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即pH=a+n(a+n<7)。 (2)对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即pH=b-n(b-n>7)。 (3)对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是: a (4)对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是: b-n 重难点五中和滴定 1.中和滴定的关键 (1)准确测定参加反应的两种溶液的体积。 (2)准确判断中和滴定的终点。 2.指示剂的选择 在酸碱中和滴定时,常选甲基橙和酚酞作指示剂,不能用石蕊试液(因变色范围太大)。 3.操作注意事项 (1)滴速: 先快后慢,当接近终点时,应一滴一摇。 (2)终点: 最后一滴恰好使指示剂颜色发生明显的改变且半分钟内不变色,读出V(标)记录。 (3)在滴定过程中,左手控制活塞或玻璃小球,右手摇动锥形瓶,两眼注视锥形瓶内溶液颜色的变化。 4.误差分析 中和滴定实验中,产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等,分析误差要根据计算式分析,c待测=,当用标准酸溶液滴定待测碱溶液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小取决于V标准的大小。 下列为不正确操作导致的实验结果偏差: (1)仪器洗涤 ①酸式滴定管水洗后,未润洗(偏高);②酸式滴定管水洗后,误用待测液润洗(偏高);③碱式滴定管水洗后,未润洗(偏低);④锥形瓶水洗后,用待测液润洗(偏高)。 (2)量器读数 ①滴定前俯视酸式滴定管,滴定后平视(偏高); ② 滴定前仰视酸式滴定管,滴定后俯视(偏低)如图所示; ③滴定完毕后,立即读数,半分钟后颜色又褪去(偏低)。 (3)操作不当 ①滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定结束后气泡消失(偏高); ②滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将溶液溅出(偏低); ①滴定过程中,锥形瓶内加少量蒸馏水(无影响)。 例1 25℃时,把1mL0.1mol/L的稀H2SO4加入水稀释制成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+,其浓度接近于( ) A.1×10-4mol/L B.1×10-8mol/L C.1×10-11mol/LD.1×10-10mol/L 答案 D 解析 向水中加硫酸,水中c(H+)显然增大,由于KW为常数,c(OH-)显然减小,c(OH-)只能由水电离产生,故只要先求c(OH-),便知道由H2O电离产生的c(H+);稀释后c(H+)=×2=1×10-4mol/L 由水电离产生的 c(H+)=c(OH-)=mol/L=1×10-10mol/L。 例2 下列溶液一定显酸性的是( ) A.溶液中c(OH-)>c(H+) B.滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液 C.溶液中c(H+)=10-6mol/L D.pH<7的溶液 答案 B 解析 判断溶液酸碱性的关键看c(H+)和c(OH-)相对大小,若c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;而pH<7或c(H+)>10-7mol/L,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。 而B项中可使紫色石蕊试液变红,则该溶液为酸性。 例3 某温度(t℃)时,水的离子积为KW=1×10-13,则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)____________25℃,其理由是________________________________________________________________________。 若将此温度下pH=11的苛性钠溶液aL与pH=1的稀硫酸bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比: (1)若所得混合液为中性,则a∶b=________。 (2)若所得混合液的pH=2,则a∶b=E。 此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是________________________________________________________________________。 答案 大于 室温时水的KW=1×10-14<1×10-13,水的电离是吸热的,升温时水的电离平衡正向移动,KW增大 (1)10∶1 (2)9∶2 c(H+)>c(SO)>c(Na+)>c(OH-) 解析 KW随温度升高而增大,本题温度为高于25℃。 (1)H2SO4中,c(H+)=0.1mol/L,则NaOH溶液中c(OH-)==0.01mol/L[来源: 学科网ZXXK] 0.01mol×aL=0.1mol/L×bL a∶b=10∶1 离子浓度关系: c(Na+)>c(SO)>c(H+)=c(OH-) (2)若pH=2,则 c(H+)混= =0.01mol/L a∶b=9∶2 离子浓度关系: 假如原来NaOH溶液为9L、H2SO4溶液则为2L,则: n(Na+)=0.01mol/L×9L=0.09mol 剩余n(H+)=0.01mol/L×(9L+2L)=0.11mol[来源: 学科网] n(SO)=×2L=0.1mol 所以: c(H+)>c(SO)>c(Na+)>c(OH-) 例4 如图为对10mL一定物质的量浓度的盐酸X用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图象,依据图象推出X和Y的物质的量浓度是下表内各组中的( ) A B C D X/mol/L 0.12 0.04 0.03 0.09 Y/mol/L 0.04 0.12 0.09 0.03 答案 D 解析 由图知,30mLNaOH溶液恰好中和10mL盐酸,即3Y=X,表中A、D属此种情况,但A组中X=0.12mol/L,c(H+)=0.12mol/L,pH<1,不符合图象,D组中X=0.09mol/L,pH>1,加入20mLNaOH后溶液的 c(H+)= =1×10-2mol/L pH=-lg(1×10-2)=2,正好符合题意。 所以选D。 根据室温时水的电离平衡,运用平衡移动原理分析下列问题。 1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近,1L酸或碱的稀溶液约为1000g,其中H2O的物质的量近似为1000g÷18.0g/mol=55.6mol。 此时,发生电离的水是否仍为纯水状态时的1.0×10-7mol? 点拨 在酸或碱的稀溶液中,酸电离产生的H+或碱电离产生的OH-对H2O H++OH-的影响是使平衡向逆反应方向移动,故发生电离的水比纯水状态时的要少。 1.比较下列情况下,c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势(增加或减少): 纯水中的离子浓度 加少量盐酸 加少量氢氧化钠 c(H+) c(OH-) c(H+)和 c(OH-)大 小比较 c(H+)= c(OH-) 点拨 纯水中的离子浓度 加少量盐酸 加少量氢氧化钠 c(H+) 1.0×10-7 增加 减少 c(OH-) 1.0×10-7 减少 增加 c(H+)和 c(OH-)大 小比较 c(H+)= c(OH-) c(H+)> c(OH-) c(H+)< c(OH-) 3.酸性溶液中是否有OH-存在? 碱性溶液中是否有H+存在? 试解释原因。 点拨 根据水的电离平衡可知,加入酸或加入碱会使平衡发生移动,但只要温度不变,KW就不变,即c(H+)·c(OH-)为一定值,故酸性溶液中仍存在OH-,碱性溶液中仍存在H+。 1.③④①② ②①④③ 2.NH、OH-、NH3·H2O、NH3、H2O、H+ 3.C 4.C 5.D 6.D 7.A 8.AD 9.一般地,各溶液pH如下(品牌不同,pH可能不同) 物品 醋 酱油 酒 洗涤灵 84消毒液 pH 5 6 7 8 12 c(H+)/(mol/L) 10-5 10-6 10-7 10-8 10-12 续表 洗发液 洁厕剂 洗衣液 柔软剂 6 1 8 6 10-6 10-1 10-8 10-6 10. 样品号
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- 化学 人教版 选修 电离 溶液 酸碱
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