届复习知识点深度剖析 专题8 第2节 水的电离和溶液的pHWord格式文档下载.docx
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pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)范围:
pH的范围一般在________之间,当c(H+)>1mol·
L-1时,用物质的量浓度直接表示溶液的酸、碱性更方便。
(4)规律:
pH越小,溶液的酸性强;
pH越大,溶液的碱性强。
(5)pH的测定
酸碱指示剂只能测定溶液pH的粗略范围,一般不能准确测定pH,测定溶液的pH一般选用pH试纸和pH计。
三、酸碱中和滴定
1.实验原理
利用____反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
2.实验用品
(1)仪器
_____滴定管(如图A)、_____滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、________。
(2)试剂:
标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
3.中和滴定操作:
(以标准盐酸滴定NaOH溶液为例)
(1)准备
①滴定管:
a.____,b.洗涤,c.____,d.装液,e._______,f.______,g.____。
②锥形瓶:
a.注碱液,b.记读数,c.加指示剂。
只用______洗涤,不能用_____润洗。
(2)滴定
右手_________
_________
(3)终点判断
等到滴入最后一滴反应液,指示剂变色,且____不褪色,视为滴定终点。
(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。
自我校对
实验探究
拓展实验:
“可乐”变“雪碧”
【原理】硫代硫酸钠和碘能发生氧化—还原反应,褪去碘溶液的颜色:
I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6。
【准备】可口可乐空瓶、50亳升酒精、碘片、硫代硫酸钠、烧杯。
【操作】
(1)取可口可乐空瓶一只,倒入四分之三体积的蒸馏水。
(2)取烧杯一只,加入50亳升酒精,并加入适量碘片,制得深褐色酒精碘溶液,将配好的溶液倒入可乐瓶中。
边加碘边振荡烧杯直到溶液的颜色和可乐相似为止。
一瓶“可乐”就制好了。
(3)在干燥的瓶盖内放入硫代硫酸钠(大苏打)粉末,然后取一张糯米纸盖在粉末上,再将瓶盖轻轻地盖在瓶口上,小心盖紧,注意不要使大苏打粉末散落在瓶内。
(4)将可口可乐瓶用力一摇,很快一瓶“可乐”变成了无色透明的“雪碧”。
【说明】这种“可口可乐”不会可口,“雪碧”也不会令人清爽,它们绝对不能饮用。
练一练:
1.硫代硫酸钠俗称“大苏打”,“苏打三姐妹”中的另外2个“苏打”、“小苏打”分别是什么物质?
2.酒精的作用是什么?
参考答案
1.苏打是碳酸钠,小苏打是碳酸氢钠。
2.由于碘在水中的溶解度小,用酒精作溶剂,一方面可以和碘相溶,另一方面酒精与水互溶。
重点突破
一、直击考点:
考点一对水的电离平衡的考查
该考点经常结合弱电解的电离平衡、水解平衡来考查,多以选择题形式出现。
影响水的电离平衡的因素:
1.温度:
升高温度,促进水的电离平衡向右移动,OH-和H+浓度都增大,但仍相等,所以显中性。
100℃时,Kw=5.5×
10-13。
2.加入酸或碱:
在水中加入的酸或碱,即增大c(H+)或(OH-),抑制水的电离,电离平衡向左移动,水本身电离出的H+和OH-浓度减小,但仍相等。
3.加入活泼金属(钠、钾等):
在水中加入钠、钾等活泼金属,H2O
H++OH-,2Na+2H+=2Na++H2↑,促进水电离平衡向正向移动,电离出的OH-增多。
4.加入能水解的盐:
促进水的电离。
【例1】25℃时,水的电离达到平衡:
H2O
H++OH-△H>0,下列叙述正确的
是()
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
【点评】对于选项A要正确理解勒夏特列原理中“减弱”两字的含义。
【例2】已知液氨的性质与水相似,25℃时,NH3+NH3
NH4++NH2-,NH4+离子的平衡浓度为1×
10-15mol/L,则下列说法中正确的是()
A.在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大
B.在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小
C.在此温度下液氨的离子积为1×
10-30
D.在液氨中放入金属钠,平衡不会移动
考点二对溶液pH计算的考查
本考点多在选择题中某一选项中出现,有时也在填空题中出现,考查pH的计算。
1.总的原则
(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。
2.单一溶液的pH
(1)强酸溶液:
c(酸)→c(H+)→pH=-lg{c(H+)}
如0.05mol·
L-1的H2SO4中c(H+)=0.1mol·
L-1,pH=-lg0.1=1。
(2)强碱溶液:
c(碱)→c(OH-)→c(H+)→pH=-lg{c(H+)}
L-1的Ba(OH)2中c(OH-)=0.1mol·
L-1,c(H+)=
=10-13mol·
L-1,pH=-lg10-13=13。
3.关于两强(强酸或强碱)混合、稀释pH的计算
(1)两强酸混合、稀释(用水稀释强酸时,可以认为水中的c(H+)=0)
先算c混(H+),再算pH,c混(H+)=
。
(2)两强碱混合、稀释(用水稀释强碱时,可以认为水中的c(OH-)=0)
先算c混(OH-),再算c混(H+),最后算pH,c混(OH-)=
4.强酸强碱混合,其中一种物质过量的pH的计算
(1)酸过量时,先求c混(H+),再求pH,c混(H+)=
(2)碱过量,先算c混(OH-),再算c混(H+),最后算pH,c混(OH-)=
5.关于两强(强酸或强碱)溶液等体积混合,且pH相差2个或2个以上单位时的pH的计算:
①若混合前,pH小+pH大≥15时,pH混=pH大-0.3
②若混合前,pH小+pH大=14时,pH混=7
③若混合前,pH小+pH大≤13时,pH混=pH小+0.3
【例3】已知在100℃下,水的离子积KW=1×
10-12,下列说法正确的是()
A.0.05mol·
L-1的H2SO4溶液pH=1
B.0.001mol·
L-1的NaOH溶液pH=11
C.0.005mol·
L-1的H2SO4溶液与0.01mol·
L-1的NaOH溶液等体积混合,混合后溶
液pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液50mL
【例4】室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是()
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
考点三对中和滴定原理及误差分析的考查
本考点多以中和滴定原理为基础,考查氧化还原反应原理等实验操作,多以实验题形式出现。
中和滴定是中学化学重要的定量实验,迁移能力强,拓展空间大,可以与沉淀反应、氧化还原反应、络合反应联系起来命题。
以标准溶液A滴定未知浓度的B溶液为例,依据:
c(B)=c(A)•V(A,aq)/V(B,aq)。
先分析每种操作方法引起哪个量变化,后根据公式综合判断对B溶液浓度的影响:
I.造成测定结果偏大(实际浓度小)的错误操作有:
①滴定管用蒸馏水洗后,未用标准液润洗;
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗;
③滴定管尖端部分的气泡未赶尽就进行滴定;
④滴定前俯视,滴定后仰视;
⑤滴定时溶液流速快,成线状流入锥形瓶,而不是逐滴滴下,滴定到终点后没有停半分钟就立即读数;
⑥滴定过程中有标准液沾在锥形瓶内壁上,而未用蒸馏水冲洗下去。
II.造成测定结果偏小(实际浓度大)的错误操作有:
①量取待测液的滴定管用蒸馏水冲洗后,未用标准溶液润洗就去移取待测液;
②锥形瓶
未洗净,残留少量与待测液溶质起反应的物质;
③滴定前仰视,滴定后俯视;
④滴定终止半分钟内,溶液又呈现滴定前的颜色。
【例5】现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。
用氢氧化钠溶液来滴定邻苯二甲酸溶液时有下列操作:
①向溶液中加入1~2滴指示剂②取20mL标准溶液放入锥形瓶中
③用氢氧化钠溶液滴定至终点④重复以上操作
⑤用天平精确称取5.105g邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为204.2)固体配成250mL
标准溶液(测得pH约为4.2)。
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度.
(1)以上各步中,正确的(填序号)操作顺序是________________,上述②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要使用的仪器是________,使用______作指示剂。
(2)滴定,并记录NaOH的终读数。
重复滴定几次,数据记录如下表:
滴定次数
实验数据
1
2
3
4
V(样品)/mL
20.00
V(NaOH)/mL(初读数)
0.10
0.30
0.00
0.20
V(NaOH)/mL(终读数)
20.08
20.30
20.80
20.22
V(NaOH)/mL(消耗)
19.98
20.02
某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为:
20.20mL
他的计算合理吗?
理由是_______________
__________________________________________________。
通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示,则a____20.02(填“>”、“<”或“=”)
(3)步骤②中在观察滴定管的起始读数时,要使滴定管的尖嘴部分充满溶液,如果滴定管内部有气泡,赶走气泡的操作。
滴定前,用蒸馏水洗净碱式滴定管,然后加待测定的氢氧化钠溶液滴定,此操作对实验结果______(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
二、走出误区:
误区一某溶液的pH=7,误认为该溶液一定为中性溶液
因温度不确定故pH=7的溶液不一定显中性,若温度超过25℃,pH=7的溶液呈碱性。
同理,pH=6的溶液不一定呈酸性。
溶液呈酸性还是呈碱性,取决于溶液中c(OH-)和c(H+)的相对大小。
【例1】下列溶液肯定显酸性的是()
A.含H+的溶液B.能与活泼金属反应生成H2的溶液
C.pH<7的溶液D.c(OH-)<c(H+)的溶液
错解:
C
原因:
因为pH<
7,所以溶液呈酸性。
正解:
D
A项中任何溶液中既含有H+又含有OH-,故A项错误;
B项中Al可与强碱溶液反应放出H2,故B项错误;
C项中温度高于室温时,水溶液的pH<7,但溶液仍为中性,故C项错误;
c(OH-)<c(H+)时溶液才显酸性,故D项正确。
误区二溶液无限稀释后pH的计算
1.对于强酸溶液,c(H+)每稀释10n倍,pH增大n个单位(但最后溶液的pH不超过7)。
2.对于强碱溶液,c(OH-)每稀释10n倍,pH减小n个单位(但最后溶液的pH不小于7)。
3.对于pH或物质的量浓度相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱),稀释相同倍数时,强酸的pH增大得较多(或强碱pH减小得较多)。
特别注意:
浓度较大的强酸、强碱水溶液中水的电离可以忽略,当pH接近7时,水的电离不能忽略。
酸性溶液加水无限稀释,pH只能接近于7,仍小于7。
【例2】将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c(SO
)∶c(H+)约为()
A.1∶1B.1∶2C.1∶10D.10∶1
B
H2SO4中H+、SO42-数目比为1∶2。
pH=5的硫酸溶液中,c(H+)=10-5mol·
L-1,c(SO
)=5×
10-6mol·
L-1。
将此溶液稀释500倍后,稀释液中c(SO
)=1×
10-8mol·
L-1,而c(H+)趋近于1×
10-7mol·
L-1,则c(SO
)∶c(H+)约为1∶10,故C项正确。
本题若不能很好地理解酸、碱溶液稀释的pH计算,则很容易误选B。
巩固复习
1.下列实验中所选用的仪器合理的是()
①用50mL量筒量取5.2mL稀硫酸 ②用分液漏斗分离苯和四氯化碳的混合物③用托盘天平称量11.7g氯化钠晶体 ④用碱式滴定管取23.10mL溴水 ⑤用瓷坩埚灼烧各种钠的化合物 ⑥用250mL容量瓶配制250mL0.2mol·
L-1的NaOH溶液
A.①②④ B.②③④⑥C.③⑥D.③⑤⑥
2.弱酸HY溶液的pH=3.0,将其与等体积水混合后的pH范围是(已知lg2=0.3)()
A.3.0~3.3B.3.3~3.5C.3.5~4.0D.3.7~4.3
2.A解析:
若是pH=3.0的强酸与等体积的水混合,pH=3.3,稀释后促进弱酸的电离,pH<
3.3,故A项正确。
3.将纯水加热至80℃,下列叙述正确的是()
A.水的离子积不变B.水的pH变小,呈酸性
C.水的pH变大,呈中性D.水中c(H+)=c(OH-)>
1×
10—7mol/L
3.D解析:
水的电离是吸热过程,升温促进电离,c(H+)和c(OH-)同等程度增大,所以KW增大,pH减小,但溶液中c(H+)=c(OH-),呈中性。
4.实验室现有3种指示剂,其pH变色范围如下:
甲基橙:
3.1~4.4石蕊:
5.0~8.0酚酞:
8.2~10.0
用0.1000mol/LNaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是()
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,可选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,可选用酚酞作指示剂
5.下列叙述正确的是()
A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4
C.0.2mol·
L-1的盐酸,与等体积水混合后pH=1
D.pH=3的醋酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
6.现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL,下列操作能使溶液的pH变成2的是()
A.加入10mL0.01mol·
L-1的NaOH溶液
B.加入10mL的水进行稀释
C.加水稀释成100mL
D.加入10mL0.01mol·
L-1的盐酸溶液
6.C解析:
pH增大1,说明c(H+)为原来的1/10,故C项正确。
7.酸碱中和滴定常用于测定酸、碱溶液的浓度,在正式测定前,常常用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),测定滴定曲线,然后选择合适的指示剂指示滴定终点,以保证数据的准确性,如用0.1000mol·
L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·
L-1醋酸(CH3COOH)溶液,有关数据记录如下表:
V(NaOH)/mL
10.00
18.00
19.80
20.20
22.00
40.00
溶液pH
2.87
4.74
5.70
6.74
7.74
8.72
9.70
10.70
11.70
12.50
(1)根据本题数据,确定pH的突变范围是________。
(2)下列指示剂中适合于本实验的是________(填字母)。
A.甲基橙 B.石蕊
C.酚酞 D.甲基橙或酚酞
(3)可用酸式滴定管准确量取0.1000mol/L的醋酸,在调节酸式滴定管的起始读数时,要使滴定管的尖嘴部分充满醋酸,如果滴定管内部有气泡,赶走气泡的操作是________。
(4)滴定过程中,眼睛应重点观察________________________。
7.
(1)7.74~9.70
(2)C(3)快速放液(4)锥形瓶内溶液颜色的变化
提高训练
8.下列说法正确的是()
A.25℃时NH4Cl溶液的KW大于100℃时NaCl溶液的KW
B.4℃时,纯水的pH=7
C.由水电离的c(H+)=1×
10-14mol·
L-1的溶液中:
Ca2+、K+、Cl-、HCO
能大量共存
D.c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:
NH4+、Al3+、NO3-、Cl-
9.下列说法正确的是()
A.根据溶液的pH与溶液酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性
B.100℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
C.25℃时,某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐
D.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
10.下列叙述正确的是()
A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
C.1.0×
10-3mol/L盐酸的pH=3.0,1.0×
10-8mol/L盐酸的pH=8.0
D.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的
pH=11
10.D解析:
A项中酸稀释后,pH增大,即b>a,故A项错误;
B项中酚酞的变色范围是:
pH<8(无色)、8.0~10.0(浅红)、pH>10(红色),现无色,则pH<8,但pH不一定小于7,在7~8之间也是无色,故B项错误;
C项中酸虽稀,但pH仍小于7,故C项错误;
D项中〖方法一〗直接代入计算:
1mL×
0.1mol·
L-1=100mL×
c(OH-),得c(OH-)=10-3mol·
L-1,故pH(NaOH)=11,故D项正确;
〖方法二〗推导法:
酸与碱等物质的量,从体积看出,强酸比强碱浓100倍,所以pH(酸)+pH(碱)=12,故pH(碱)=11;
〖方法三〗设强酸pH=a,体积为V1,强碱的pH=b,体积为V2,则有10-a·
V1=10-(14-b)·
V2→V1/V2=10(a+b-14),由于已知V1/V2=10-2,又知a=1,所以b=11,故D项正确。
11.实验室用标准盐酸来测定某NaOH溶液的浓度,甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是(
)
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗
B.开始时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后气泡消失
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
12.已知NaHSO4在水中的电离方程式为:
NaHSO4=Na++H++SO42-。
某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2。
下列对该溶液的叙述中,不正确的是()
A.该温度高于25℃
B.由水电离出来的H+的浓度是1.0×
10-12mol·
L-1
C.NaHSO4晶体的加入抑制了水的电离
D.该温度下加入等体积pH为12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性
13.中学化学实验中,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。
在25℃时,若溶液的pH=7,试纸不变色;
若pH<7,试纸变红色;
若pH>7,试纸变蓝色。
要精确测定溶液的pH,需用用pH计。
pH计主要通过测定溶液中H+的浓度来测定溶液的pH。
已知100℃时,水的离子积常数KW=1×
10-12。
(1)已知水中存在如下平衡:
H2O+H2O
H3O++OH-ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是__________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4B.向水中加入Cu(NO3)2
C.加热水至100℃D.在水中加入(NH4)2SO4
(2)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显______色,呈______性(填“酸”、“碱”或“中”);
若用pH计测定,则pH________7(填“>”、“=”或“<”),呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
14.实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:
4NH4++6HCHO=3H++6H2O+(CH2)6N4H+(滴定时,1mol(CH2)6N4H+与lmolH+相当),然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤I称取样品1.500g;
步骤II将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀;
步骤III移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤III填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮
的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_______(填
“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察____________。
A.滴定管内液面的
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