南方凤凰台版高考化学一轮复习专题六电解质溶液课时水的电离溶液的pH导学案精Word文件下载.docx
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c(H+)
c(OH-)
pH
酸碱性
升温
正
增大
减小
中性
降温
逆
加HCl或醋酸
酸性
加NaOH或氨水
碱性
加FeCl3
加CH3COONa
加NaHSO4
加NaHSO3
加NaHCO3
【举题说法】
例题1 (2015·
淮安期中)25℃时,水的电离达到平衡:
H2O
0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入少量固体NaHSO4,c(H+)增大,Kw不变
B.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
C.增加水的量,平衡正向移动
D.将水加热,Kw增大,pH不变
【答案】 A
【解析】 向水中加入少量硫酸氢钠,导致溶液中氢离子浓度增大,但温度不变,水的离子积常数不变,A正确;
向水中加入稀氨水,导致溶液中氢氧根离子浓度增大,抑制水的电离,B错误;
增加水的量,氢离子和氢氧根离子浓度不变且相等,平衡不移动,C错误;
将水加热促进水电离,离子积常数增大,氢离子浓度增大,pH减小,D错误。
变式1 (2015·
安徽二模)水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中五点Kw间的关系:
B>
C>
A=D=E
B.若从A点到D点,可采用在水中加入少量酸的方法
C.若从A点到C点,在温度不变时向水中加入适量NH4Cl固体
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合,溶液显中性
【答案】 C
【解析】 温度升高,Kw增大,故五点间Kw间的关系:
A=D=E,A正确;
加酸,c(H+)变大,c(OH-)变小,但温度不变,Kw不变,B正确;
若从A点到C点,c(H+)变大,c(OH-)变大,Kw增大,应升高温度,C错误;
B点Kw=1×
10-12,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2mol·
L-1,pH=10的KOH中c(OH-)=10-2mol·
L-1,等体积混合,恰好中和,溶液显中性,D正确。
关于水的电离的几个规律
1.在任意温度、任意物质的水溶液中(含纯水),由水本身电离出的c(H+)水=c(OH-)水。
2.酸或碱对水的电离均起抑制作用。
(1)只要酸的pH相等(不论强弱、不论几元)对水的抑制程度相等,碱也同理。
(2)若酸溶液的pH与碱溶液的pOH相等,则两种溶液中水的电离程度相等。
3.酸式盐对水的电离的影响
举例
盐的酸碱性
对水电离的影响
NaHSO4、KHSO4
抑制
NaHSO3、KHC2O4
NaHCO3、KHS
促进
4.由水电离出的c(H+)或c(OH-)与溶液中的c(H+)或c(OH-)的大小规律
(1)酸溶液中c(OH-)等于由水电离出的c(H+)。
(2)碱溶液中c(H+)等于由水电离出的c(OH-)。
(3)强酸弱碱盐溶液中的c(H+)等于由水电离出的c(H+)。
(4)强碱弱酸盐溶液中的c(OH-)等于由水电离出的c(OH-)。
考点2 溶液的pH及其计算
定义
pH=
意义
粗略表示稀溶液酸碱性的强弱
范围
一般在 之间
规律
pH越小,溶液的酸性越 ;
pH越大,溶液的碱性越
测定方法
把一小片pH试纸放在 ,用洁净的玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中心,变色后,与标准比色卡对比即可读出溶液的pH
注意:
使用pH试纸测溶液的pH时,试纸 (填“能”或“不能”)用蒸馏水润湿,记录数据时只能是整数。
若需精确测定溶液的pH,则应使用
例题2 (2015·
淮安模拟)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.常温下,pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后pH=4
C.常温下,0.2mol·
L-1盐酸与等体积水混合后pH=1
D.常温下,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
【解析】 水的电离为吸热过程,温度升高,促进电离,溶液中c(H+)增大,pH减小,但仍存在c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,A错;
醋酸为弱酸,加水稀释促进电离,将pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后,3<
pH<
4,B错;
将0.2mol·
L-1盐酸与等体积水混合,c(H+)=0.1mol·
L-1,则pH=1,C正确;
pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液中:
c(H+)=c(OH-)=1×
10-3mol·
L-1,但醋酸为弱酸,不完全电离,醋酸浓度大,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液pH<
7,D错。
变式2 (2015·
海淀期中)常温下,pH=2的强酸溶液与pH=13的强碱溶液混合后,所得溶液的pH=11,则强酸和强碱的体积比为( )
A.1∶9 B.9∶1C.1∶11 D.11∶1
【答案】 B
【解析】 常温下,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol·
L-1,pH=13的强碱溶液中c(OH-)=0.1mol·
L-1,混合溶液的pH=11,溶液呈碱性,混合溶液中c(OH-)=
=0.001mol·
L-1,则V(酸)∶V(碱)=9∶1。
有关pH计算的一般思维模型
考点3 溶液的酸碱性及酸碱中和滴定
1.溶液酸碱性的判断标准是 与 的相对大小。
2.常温下,溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)和pH的关系
溶液的酸碱性
c(H+)/mol·
L-1
c(OH-)/mol·
Kw(25℃)
中性溶液
1×
10-7
7
1×
10-14
酸性溶液
碱性溶液
3.酸碱中和滴定
(1)概念:
用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法,叫做酸碱中和滴定。
(2)原理:
c(测)=
(以一元酸、一元碱为例)
(3)酸碱中和滴定的关键
①准确测定待测液的体积;
②选择合适的指示剂,准确判断滴定的终点。
(4)中和滴定操作
①主要仪器:
、 、铁架台(带滴定管夹)、 、大烧杯。
②试剂:
标准液、待测液、酸碱指示剂。
③滴定前准备
(5)滴定
(6)终点判断:
滴入最后一滴反应液,指示剂变色,且在半分钟内不能恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积,重复上述操作2~3次。
(7)数据处理:
求出消耗标准溶液的平均值,根据原理进行计算。
例题3 (2015·
镇江一模)常温下,用0.1mol·
L-1NaOH溶液滴定20mL0.1mol·
L-1CH3COOH溶液的滴定曲线如右图所示。
下列说法正确的是( )
A.点①所示溶液中:
c(Na+)>
c(CH3COO-)>
c(CH3COOH)>
c(H+)>
B.点②所示溶液中:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(OH-)
C.点③所示溶液中:
c(OH-)>
D.在整个滴定过程中:
溶液中
始终不变
【答案】 D
【解析】 点①所示溶液中含有等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,由于溶液呈酸性,故CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(CH3COO-)>
c(Na+),A错误;
B项考查溶液中的电荷守恒式,该式子中多了c(CH3COOH),B错误;
点③所示溶液显碱性,c(OH-)>
c(H+),根据电荷守恒,则c(Na+)>
c(CH3COO-),C错误;
D项中的式子是CH3COOH的电离平衡常数的倒数,由于温度在滴定过程中未变,CH3COOH的电离常数不变,故该比值不变,D正确。
变式3 (2015·
南通三模)常温下,用0.10mol·
L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.10mol·
L-1的CH3COOH溶液和HCN溶液,所得滴定曲线如右图。
A.点①和点②所示溶液中:
c(CH3COO-)<
c(CN-)
B.点③和点④所示溶液中都有:
C.点①和点②所示溶液中:
c(CH3COO-)-c(CN-)=c(HCN)-c(CH3COOH)
D.点②和点③所示溶液中都有:
c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
【解析】 由两条图像起点的纵坐标可知,酸性:
CH3COOH>
HCN,在点①溶液中相当于含有等物质的量的HCN和NaCN,由于该点所示溶液显碱性,故CN-的水解程度大于HCN的电离程度,故c(Na+)>
c(CN-),在点②溶液中相当于含有等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,该点溶液显酸性,故CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,故c(Na+)<
c(CH3COO-),故c(CH3COO-)>
c(CN-),A项错误;
点③溶液pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),点④溶液中加入的NaOH溶液恰好与CH3COOH反应生成CH3COONa,溶液中c(CH3COO-)>
c(OH-),B项错误;
根据两种酸的体积和浓度可知,在滴定过程中始终有n(HCN)+n(CN-)=n(CH3COOH)+n(CH3COO-)=2×
10-3mol,①②两点加入了等体积的NaOH溶液,则所得溶液体积相等,故c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(CN-)+c(HCN),C项正确;
根据电荷守恒可知,在②③两点溶液中都有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),点②溶液中c(CH3COO-)>
c(CH3COOH),则c(CH3COO-)+c(OH-)>
c(CH3COOH)+c(H+),D项错误。
酸碱中和滴定
(1)酸碱反应曲线
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸、强碱的反应,开始时由于被中和的酸或碱浓度较大,加入少量的酸或碱对其pH的影响不大。
当反应接近反应终点(pH≈7)时,很少量(一滴,约0.04mL)的酸或碱就会引起溶液pH突变(如下图所示),酸、碱的浓度不同,pH突变范围不同。
(2)选择指示剂要考虑的主要因素
①变色范围与终点pH吻合或接近。
②指示剂变色范围越窄越好。
③指示剂在滴定终点时颜色变化明显,容易观察,所以中和滴定时,一般选用酚酞或甲基橙,不用石蕊试液,因其颜色变化不明显。
中和滴定的指示剂及颜色变化见下表:
滴定种类
选用的指示剂
达滴定终点时颜色变化
滴定终点的判断标准
强酸滴定强碱
甲基橙
黄色→橙色
当指示剂刚好变色,并在半分钟内不褪色,即认为已达滴定终点
酚酞
红色→无色
强酸滴定弱碱
强碱滴定强酸
红色→橙色
无色→粉红色
强碱滴定弱酸
说明:
若生成的盐显酸性用甲基橙(3.1~4.4);
若生成的盐显碱性用酚酞(8.2~10.0);
若生成的盐显中性两种指示剂都可以。
(3)恰好反应=酸碱恰好完全反应≠溶液呈中性≠滴定终点(生成强酸强碱盐显中性、强酸弱碱盐显酸性、强碱弱酸盐显碱性)
(4)酸式滴定管与碱式滴定管的区别及使用。
①两者构造不同,不能混用,酸式滴定管能盛装酸性、中性或强氧化性溶液,碱式滴定管只能盛装碱性溶液。
②除用蒸馏水洗净外,使用前还必须用待盛装溶液润洗。
③注意滴定管的刻度、读数与量筒的区别。
④学会从滴定管中赶走气泡的方法及实验时的使用方法。
【随堂检测】
1.(2015·
常州期末)下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·
L-1的溶液
C.使酚酞试液呈无色的溶液
D.由强酸与强碱等物质的量反应得到的溶液
【解析】 pH=7的溶液,不一定是常温下,水的离子积不一定是1×
10-14,溶液中c(H+)、c(OH-)不一定相等,A错误;
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液一定显中性,B正确;
酚酞的变色范围是8.2~10.0,酚酞显示无色,溶液有可能显酸性、中性或碱性,C错误;
强酸与强碱物质的量相等,但氢离子与氢氧根离子的物质的量不一定相等,反应后溶液不一定显中性,D错误。
2.用0.2mol·
L-1盐酸滴定0.2mol·
L-1NaOH,如果到达滴定终点时不慎多加了1滴盐酸(1滴溶液的体积约为0.05mL),继续加水至100mL,所得溶液的pH是( )
A.4 B.1 C.10 D.3.3
【解析】 终点时不慎多加了1滴盐酸,即0.05mL,继续加水至100mL,反应后溶液中c(H+)=
×
0.2mol·
L-1=10-4mol·
L-1,pH=-lgc(H+)=4,故选A。
3.(2015·
新课标Ⅰ卷)浓度均为0.10mol·
L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg
的变化如右图所示,下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:
b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg
=2时,若两溶液同时升高温度,则
【解析】 c(MOH)=0.10mol·
L-1,pH=13,说明MOH是强碱,c(ROH)=0.10mol·
L-1,pH<
13,说明ROH是弱碱,A正确;
b点加水稀释的倍数大于a点,弱电解质的浓度越小电离程度越大,则ROH的电离程度:
b点大于a点,B正确;
若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)约等于水中的c(OH-),C正确;
MOH是强碱,在水溶液中完全电离,不存在电离平衡,升高温度c(M+)不变,ROH是弱碱,在水溶液中存在电离平衡:
ROH
R++OH-,升高温度平衡正向移动,c(R+)增大,则
减小,D错。
4.(2015·
淮阴模拟)水的电离平衡曲线如右图所示。
(1)若以A点表示25℃时水的电离平衡的离子浓度,当温度升高到100℃时,水的电离平衡状态移动到B点,则此时水的离子积从 变化到 。
(2)将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,并保持100℃的恒温,致使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2和盐酸的体积比为 。
【答案】
(1)10-14 10-12
(2)2∶9
【解析】
(1)25℃时纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol·
L-1,Kw=c(H+)·
c(OH-)=10-14,当温度升高到100℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6mol·
c(OH-)=10-12。
(2)pH=8的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-4mol·
L-1,pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5mol·
L-1,设氢氧化钡的体积为xL,盐酸的体积为yL,混合溶液的pH=7,溶液呈碱性,c(OH-)=
mol·
L-1=10-5mol·
L-1,x∶y=2∶9。
【问题思考和基础梳理答案】
【参考答案】
问题1 溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小;
pH的大小取决于溶液中的c(H+)的大小。
25℃时pH=7的溶液显中性,pH<
7的溶液显酸性;
但温度不为25℃时,pH=7的溶液不显中性,故pH<
7的溶液不一定显酸性。
问题2 不一定。
若待测液显酸性、碱性,则用湿润的pH试纸测溶液的pH相当于稀释溶液,会产生误差;
若所测溶液为中性,则不会产生误差。
基础梳理
考点1 1.弱电解质 H2O
H++OH-
2.
(1)c(H+)·
c(OH-) 1×
10-14
(2)不变 增大
考点2 -lgc(H+) 0~14 强 强 表面皿或玻璃片上 不能 pH计
考点3 1.c(H+) c(OH-) 2.= = = >
<
>
1.(4)酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 (5)滴定管的活塞 锥形瓶
趁热打铁,事半功倍。
请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习第41~42页。
【课后检测】
课时25 水的电离 溶液的pH
徐州期末)将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性
B.水的离子积不变、pH不变、呈中性
C.水的离子积变小、pH变大、呈碱性
D.水的离子积变大、pH变小、呈中性
2.室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离产生的c(OH-)可能为( )
A.1.0×
10-7mol·
B.1.0×
10-6mol·
C.1.0×
10-12mol·
D.1.0×
10-14mol·
3.相同条件下,在①pH=2的CH3COOH溶液、②pH=2的稀盐酸、③pH=12的氨水、④pH=12的NaOH溶液中,下列说法不正确的是( )
A.水电离的c(H+):
①=②=③=④
B.等体积的①、②溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:
②>
①
C.若将②、③溶液混合后,pH=7,则消耗溶液的体积:
③
D.将四种溶液分别稀释100倍后,溶液的pH:
③>
④>
如皋模拟)水的电离过程为H2O
H++OH-,在不同温度下其平衡常数为Kw(25℃)=1.0×
10-14,Kw(35℃)=2.1×
10-14。
则下列叙述正确的是( )
A.水的电离是一个放热过程
B.35℃时,c(H+)>
C.25℃时,pH=3的盐酸中由水电离产生的c(OH-)=1.0×
D.25℃时,向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,Kw不变
5.(2015·
常州期中)用标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞为指示剂,下列操作会造成测定结果偏高的是( )
A.未用标准液润洗碱式滴定管
B.滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度
C.盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用待测液润洗
D.滴定到终点读数时发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
6.(2015·
无锡模拟)25℃时,水的电离达到平衡:
H++OH-,下列叙述正确的是( )
A.将纯水加热到95℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.向纯水中加入少量碳酸钠固体,c(H+)减小,Kw不变,影响水的电离平衡
D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸,均可抑制水的电离,Kw不变
7.(2015·
连云港模拟)25℃时,水的电离达到平衡:
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.升高温度,Kw变大,水显酸性
D.向水中加入少量氢氧化钠,c(OH-)增大,25℃时Kw增大
8.(2015·
安徽高考)25℃时,在10mL浓度均为0.1mol·
L-1的NaOH和NH3·
H2O混合溶液中滴加0.1mol·
L-1盐酸,下列有关溶液中粒子浓度关系正确的是( )
A.未加盐酸时:
c(Na+)=c(NH3·
H2O)
B.加入10mL盐酸时:
c(N
)+c(H+)=c(OH-)
C.加入盐酸至溶液pH=7时:
c(Cl-)=c(Na+)
D.加入20mL盐酸时:
c(Cl-)=c(N
)+c(Na+)
9.(2015·
泰州二模)常温下,一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验编号
起始浓度/mol·
反应后溶液的pH
c(HA)
c(NaOH)
0.1
9
②
x
0.2
7
4.8
④
y
下列判断正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中:
c(HA)约为
L-1
B.实验②反应后的溶液中:
c(HA)>
c(Na+)=c(A-)>
c(H+)=c(OH-)
C.实验③反应后的溶液中:
c(HA)+c(H+)=c(OH-)+c(A-)
D.实验④反应后的溶液中:
c(OH-)-c(H+)-c(HA)=0.05mol·
10.(2015·
无锡模拟)常温下,0.1mol·
L-1一元酸HA与0.1mol·
L-1NaOH溶液等体积混合后,所得溶液pH>
7,下列说法正确的是( )
A.混合前一元酸HA的c(H+)=0.1mol·
B.该混合溶液中:
c(A-)>
C.HA在水溶液中的电离方程式:
HA
H++A-
D.该混合溶液中:
c(A-)+c(HA)=0.1mol·
11.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4
Na++H++S
。
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不正确的是( )
A.该温度高于25℃
B.由水电离出的H+浓度是1.0×
10-12mol·
C.加入NaHSO4晶体
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