版高考化学一轮复习 专题七 电解质溶液中的离子平衡 课时30 水的电离和溶液的pHWord格式文档下载.docx
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C.V(NaOH)=20.00mL时,两份溶液中c(Cl-)=
)
D.V(NaOH)=10.00mL时,醋酸溶液中c(Na+)>
c(CH3COO-)>
c(H+)>
c(OH-)
【自主学习】
考点1:
水的电离
【基础梳理】
1.水的电离
水是一种 电解质,能发生微弱的电离,其电离方程式为 。
2.水的离子积常数Kw
(1)表达式:
Kw= = (25℃)
(2)影响因素:
Kw仅仅是温度的函数。
温度不变,Kw ;
温度升高,Kw 。
不同温度下水的离子积常数
T/℃
10
20
25
40
50
90
100
Kw/10-14
0.134
0.292
0.681
1.01
2.92
5.47
38.0
55.0
3.影响水的电离平衡的因素
(1)温度:
因为水的电离是 热过程,故对纯水升高温度, (填“促进”或“抑制”)水的电离,c(H+)和c(OH-)同时 (填“增大”、“减小”或“不变”);
但因为由水电离出的c(H+)和c(OH-)始终相等,故溶液呈 (填“酸”、“碱”或“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-)] (填“增大”、“减小”或“不变”),水的电离平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,水的电离程度 (填“增大”、“减小”或“不变”),Kw (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)
由于盐类水解,生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,使水的电离平衡向 (填“正反应”或“逆反应”)方向移动,水的电离程度 (填“增大”、“减小”或“不变”),Kw (填“增大”、“减小”或“不变”)。
微课34 外界条件对水的电离平衡及Kw的影响
1.水的离子积常数Kw=c(H+)·
c(OH-),Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的酸性或碱性电解质水溶液。
Kw其实质是水溶液中的H+和OH-物质的量浓度的乘积。
在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
2.外界条件的改变对水的电离平衡和Kw的影响
体系变化
条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(H+)
酸
逆
不变
减小
碱
可水解的盐
Na2CO3
正
NH4Cl
温度
升温
降温
其他:
如加入Na
【举题说法】
【例题1】 (2015·
深圳期中)水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是( )
A.图中四点Kw间的关系:
A=D<
C<
B
B.若从A点到D点,可采用:
温度不变在水中加入少量酸
C.若从A点到C点,可采用:
温度不变在水中加入少量NH4Cl固体
D.若从A点到D点,可采用:
【答案】 C
【解析】 Kw是温度的函数,随温度升高而增大,A、D点温度相同,B点温度高于C点温度,A正确;
从A点到D点,温度不变,酸性增强,B、D正确;
A、C点温度不同,C错误。
【题组训练1】
1.(2013·
全国大纲卷)右下图表示溶液中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
江西上饶市重点中学联考)25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如右图中曲线ac所示,下列判断错误的是( )
A.曲线上的任意一点都有c(H+)·
c(OH-)=10-14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度高于25℃,pH<
7
D.NaOH溶液不可能位于c点
3.一定温度下,水存在H2O
H++OH- ΔH=Q(Q>
0)的平衡,下列叙述一定正确的是( )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol·
L-1,Kw不变
4.25℃时,水的电离达到平衡:
H++OH- ΔH>
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.升高温度,Kw变大,pH降低,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
【核心突破】
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度相等。
如pH=3的盐酸与pH=11的氨水在室温下,由水电离出的:
c(H+)水=c(OH-)水=
mol·
L-1=10-11mol·
L-1
(3)在能水解的盐溶液中,水的电离受到促进,且当强酸弱碱盐的pH和强碱弱酸盐的pOH相等时(同一温度),促进程度相等。
(4)较浓溶液中水电离出c(H+)的大小:
①酸溶液中:
c(OH-)=c(H+)水。
②碱溶液中:
c(H+)=c(H+)水。
③强酸弱碱盐溶液中:
④强碱弱酸盐溶液中:
如pH=4的NH4Cl溶液与pH=10的CH3COONa溶液在室温下,由水电离出的:
L-1=10-4mol·
考点2:
溶液的pH及其计算
1.溶液的酸碱性
(1)溶液酸碱性的判断标准是 与 的相对大小。
(2)25℃时,溶液酸碱性的判断标准可以是 与 的相对大小。
(3)规律
①中性溶液:
c(H+) c(OH-);
25℃时,c(H+)=1×
10-7mol·
L-1,pH 7。
②酸性溶液:
25℃时,c(H+)>
1×
③碱性溶液:
25℃时,c(H+)<
2.溶液的pH= 。
3.范围:
在室温下,pH的范围一般在 之间。
关系如下:
4.规律:
pH越小,溶液的酸性越 ;
pH越大,溶液的碱性越 。
5.测定方法:
把一小片pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用洁净的玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中心,变色后,与 对比即可读出溶液的pH。
注意:
使用pH试纸测溶液的pH时,pH试纸 (填“能”或“不能”)用蒸馏水润湿,记录数据时只有整数。
若精确测溶液的pH,则应使用 。
[溶液的酸碱性]
【例题2】 (2015·
邯郸模拟)下列对于溶液酸碱性的说法正确的是( )
A.c(H+)很小的溶液一定呈碱性
B.pH等于7的溶液一定呈中性
C.c(H+)=c(OH-)的溶液一定呈中性
D.不能使酚酞试液变红的溶液一定呈酸性
【解析】 c(H+)很小的溶液不一定呈碱性,可能呈中性,如纯水或强酸强碱盐溶液,A错;
100℃时纯水的pH=6,所以pH等于7的溶液不一定呈中性,可能呈碱性,B错;
c(H+)=c(OH-)的溶液一定呈中性,c(H+)>
c(OH-)的溶液一定呈酸性,c(H+)<
c(OH-)的溶液一定呈碱性,C正确;
酚酞变色的pH范围为8~10,所以酚酞试液不变红的溶液可能呈酸性、中性或弱碱性,D错。
【变式1】 下列溶液一定显酸性的是 (填序号)。
①pH<
7的溶液 ②c(H+)=c(OH-)的溶液 ③c(H+)=1×
L-1的溶液 ④c(H+)>
c(OH-)的溶液⑤0.1mol·
L-1NH4Cl溶液
[溶液的pH]
【例题3】 下列说法不正确的是( )
A.pH=7的溶液可能呈碱性
B.pH=6的溶液中c(H+)=1×
10-6mol·
C.pH=6的溶液中c(OH-)=1×
10-8mol·
D.室温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH-,且Kw=c(H+)·
c(OH-)=1×
10-14
【解析】 水溶液中都存在H+和OH-,且Kw=c(H+)·
c(OH-),在25℃时Kw=1×
10-14,D项正确;
在温度高于25℃时,水的离子积常数大于1×
10-14,此时pH=7的溶液呈碱性,pH=6的溶液中c(OH-)大于1×
L-1,A项正确,C项错误。
【变式2】 (2015·
山西校级模拟)常温下,下列叙述不正确的是( )
A.c(H+)>
c(OH-)的溶液一定显酸性
B.pH=3的弱酸溶液与pH=11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性
C.pH=5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,稀释后c(S
)与c(H+)之比约为1∶10
D.中和10mL0.1mol·
L-1醋酸与100mL0.01mol·
L-1醋酸所需NaOH的物质的量不同
[相同pH的强酸与弱酸比较]
【例题4】 (2015·
武汉模拟)相同条件下,等体积、等pH的醋酸溶液和盐酸分别加水稀释相同的倍数后,所得溶液的pH( )
A.仍相同B.醋酸溶液的大
C.盐酸的大D.无法判断
【解析】 pH相同的盐酸与醋酸,由于醋酸中存在电离平衡,故稀释相同的倍数后,醋酸的pH变化小,即稀释后盐酸的pH大。
【题组训练2】
5.对室温下2mLpH=2的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是( )
A.加水稀释至溶液体积为200mL,醋酸溶液的pH变为4
B.温度都升高20℃后,两溶液的pH不再相等
C.加水稀释至溶液体积为200mL后,两种溶液的c(OH-)都减小
D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气体积可用右上图表示
6.(2015·
江西校级模拟)pH=2的两种一元酸X和Y,体积均为100mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。
分别滴加NaOH溶液(c=0.1mol·
L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为VX、VY,则( )
A.X为弱酸,VX<
VYB.X为强酸,VX>
VY
C.Y为弱酸,VX<
VYD.Y为强酸,VX>
7.在体积均为1L、pH均等于2的盐酸和醋酸中,分别投入0.12g镁粉充分反应后,下图中符合反应事实的曲线是( )
8.(2015·
湖北枣阳第七中学)下列说法正确的是( )
A.将Ca(OH)2饱和溶液加热,溶液的pH增大
B.常温下,pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合后,溶液的pH>
C.将0.1mol·
L-1HI溶液加水稀释l00倍,溶液中所有离子的浓度随之减小
D.两种醋酸溶液的pH分别为a和(a+1),物质的量浓度分别为c1和c2,则有c1=10c2
[溶液pH计算]
【例题5】 求下列溶液的pH(常温条件下;
混合溶液忽略体积的变化;
已知lg2=0.3)。
(1)0.005mol·
L-1H2SO4溶液
(2)0.1mol·
L-1CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×
10-5)
(3)0.1mol·
L-1NH3·
H2O溶液(NH3·
H2O的电离度为α=1%)
(4)将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合
(5)常温下,将pH=5的盐酸与pH=9的NaOH溶液以体积比11∶9混合
(6)将pH=3的HCl与pH=3的H2SO4等体积混合
(7)0.001mol·
L-1NaOH溶液
(8)pH=2的盐酸与等体积的水混合
(9)pH=2的盐酸加水稀释1000倍
【答案】
(1)2
(2)2.9 (3)11 (4)9.7 (5)6 (6)3 (7)11 (8)2.3 (9)5
【解析】
(2) CH3COOH
CH3COO-+H+
c(初始):
0.1mol·
L-1 00
c(电离):
c(H+)c(H+)c(H+)
c(平衡):
0.1-c(H+)c(H+)c(H+)
Ka=
=1.8×
10-5
c(H+)=1.3×
10-3mol·
pH=-lgc(H+)=-lg(1.3×
10-3)=2.9
(3)NH3·
H2O
OH- + N
c(初始)/mol·
L-1:
1.100
c(电离)/mol·
0.1×
1%0.1×
1%
c(OH-)=0.1×
1%mol·
L-1=10-3mol·
c(H+)=10-11mol·
L-1,pH=-lgc(H+)=11
(4)将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)很明显可以根据pH来算,可以根据经验公式来求算pH=10-lg2(即0.3),所以答案为9.7。
(5)pH=5的盐酸中c(H+)=10-5mol·
L-1,pH=9的氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-5mol·
L-1,两者以体积比11∶9混合,则酸过量,混合液的pH小于7。
c(H+)=
L-1=1.0×
L-1,
pH=-lg(1.0×
10-6)=6。
单一溶液的pH计算
(1)强酸溶液,如HnA,设浓度为cmol·
L-1,则c(H+)=ncmol·
L-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。
(2)强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为cmol·
L-1,则c(H+)=
L-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。
(3)一元弱酸溶液,设浓度为cmol·
L-1,则有c(H+)<
cmol·
L-1,pH>
-lgc。
(4)一元弱碱溶液,设浓度为cmol·
L-1,则有c(OH-)<
L-1,c(H+)>
L-1,pH<
14+lgc。
对于溶液的稀释,可将水作为浓度为0的溶液,这一类混合溶液的pH应介于两种溶液的pH之间,因而酸、碱溶液无论加多少水稀释,其最终pH均不可能等于纯水的pH(即常温不可能为7)。
考点3:
酸碱中和滴定
1.原理
c(待测)=
酸碱中和滴定通过指示剂颜色的变化来确定滴定终点。
2.指示剂的选择
变色要明显,灵敏,且指示剂的变色范围要尽可能在滴定过程中的pH突变范围内。
(1)常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<
5.0红色
5.0~8.0
>
8.0蓝色
甲基橙
3.1
3.1~4.4橙色
4.4黄色
酚酞
8.2无色
8.2~10.0
10.0
(2)一般地,强酸和强碱的中和滴定,常选用 作指示剂,石蕊试液由于变色的pH范围较大且变化不明显,所以通常不选用。
3.主要仪器
(1)滴定管
滴定管分为酸式滴定管和碱式滴定管。
酸性溶液装在 滴定管中,碱性溶液装在 滴定管中。
如下图所示:
除用蒸馏水洗净外,使用前还必须用待取的溶液润洗。
(2)锥形瓶、烧杯、铁架台、滴定管夹等。
4.主要试剂
标准液、待测液、 、蒸馏水。
5.实验操作(用标准盐酸滴定待测NaOH溶液)
(1)准备
滴定管:
→洗涤→ →装液→调液面→记录。
锥形瓶:
注碱液→加指示剂。
(2)滴定
左手握 ,右手 ,眼睛注视 变化。
(3)滴定终点:
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(即平行滴定2~3次)。
中和反应达到滴定终点时所得到的溶液 显中性。
6.计算
在计算前,首先对实验所测得的体积数据的合理性进行分析,对误差大的数据应 。
然后取平均值求出结果。
【例题6】 现用中和滴定来测定某烧碱溶液的浓度。
(1)滴定:
用 式滴定管盛装cmol·
L-1盐酸标准液。
右图表示某次滴定时50mL滴定管中前后液面的位置。
把用去的标准盐酸的体积填入表格中,此次滴定结束后的读数为 mL,滴定管中剩余液体的体积为 。
甲基红
变色范围(pH)
5.0~8.0
3.1~4.4
4.4~6.2
8.2~10.0
该实验应选用 作指示剂。
(2)有关数据记录如下:
滴定
序号
待测液体积/mL
所消耗盐酸标准液的体积/mL
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
V
0.50
25.80
25.30
2
—
3
6.00
31.35
25.35
根据所给数据,写出计算烧碱溶液的物质的量浓度的表达式c= (不必化简)。
(3)对下列几种假定情况进行讨论(填“无影响”、“偏高”或“偏低”):
①若滴定前用蒸馏水冲洗锥形瓶,则会使测定结果 。
②读数时,若滴定前仰视,滴定后俯视,则会使测定结果 。
③若在滴定过程中不慎将数滴酸液滴在锥形瓶外,则会使测定结果 。
④滴加盐酸速度过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定,则会使测定结果 。
【答案】
(1)酸 24.90 大于25.10mL 酚酞
(2)
(3)①无影响 ②偏低 ③偏高 ④偏低
【解析】
(1)盛装盐酸用酸式滴定管,读数注意视线与凹液面最低点水平,精确到小数点后两位,酚酞的变色范围与7最接近。
(2)运用c(H+)·
V(H+)=c(OH-)·
V(OH-),c(OH-)=
,消耗盐酸的体积取平均值。
(3)c(OH-)=
,主要分析对V(H+)的影响。
①不影响V(H+),无影响;
②V(H+)偏小,结果偏低;
③V(H+)偏大,结果偏高;
④V(H+)偏小,结果偏低。
【题组训练3】
9.用0.1000mol·
L-1NaOH溶液滴定20.00mL未知浓度的盐酸(酚酞作指示剂)的滴定曲线如右图所示。
A.水电离出的氢离子浓度:
a>
b
B.盐酸的物质的量浓度为0.0100mol·
C.指示剂变色时,说明盐酸与NaOH恰好完全反应
D.当滴加NaOH溶液10.00mL(忽略反应前后体积变化),该混合液的pH=1+lg3
10.(2014·
合肥一模)常温下,15mL某待测物质的量浓度的盐酸,用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的滴定曲线如下图所示,则两种溶液的物质量的浓度分别是( )
A
C
D
c(HCl)/mol·
0.12
0.06
0.05
0.1
c(NaOH)/mol·
11.(2015·
珠海模拟)下图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1mol·
B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
12.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×
10-5。
该温度下,向20mL0.01mol·
L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·
L-1KOH溶液,其pH变化曲线如右图所示(忽略温度变化)。
请回答下列有关问题(已知lg2=0.3):
(1)a点溶液中c(H+)为 ,pH约为 。
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是 ,滴定过程中宜选用 作指示剂,滴定终点在 (填“c点以上”或“c点以下”)。
(3)若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是 (填字母)。
1.混合溶液pH的计算类型
(1)两种强酸混合:
直接求出c(H+)混,再据此求pH。
c(H+)混=
。
(2)两种强碱混合:
先求出c(OH
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- 版高考化学一轮复习 专题七 电解质溶液中的离子平衡 课时30 水的电离和溶液的pH 高考 化学 一轮 复习 专题 电解质 溶液 中的 离子 平衡 课时 30 电离 pH
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