2012高考化学一轮复习课件：第8章 第2节 水的电离和溶液的酸碱性 知识研习（人教版）.ppt

1、第 二 节 水的电离和溶液的酸碱性知 识 研 读(对应学生用书P108)课程解读课程标准1.了解水的电离、离子积常数。2.了解pH的定义；了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。考点展示1.酸、碱、盐、温度对水的电离平衡的影响分析。2.溶液酸碱性或pH大小的判断。3.有关溶液pH的计算。知识梳理一、水的电离1电离方程式水是一种_的电解质：H2OH2O_，简写为_。2纯水室温下的数据(1)c(H)c(OH)_ molL1(2)KWc(H)c(OH)_(3)pH_3KW的影响因素KW只与温度有关，温度_，KW不变；温度_，KW升高，反之，KW_。7极弱H3OOH110711014不变升高减小

2、想一想1常温时，纯水的离子积KW11014，那么酸、碱、盐溶液中，在常温时KW的值如何？提示：不变，因为KW仅与温度有关，温度不变，则KW不变。二、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H)和c(OH)的相对大小。(1)c(H)_ c(OH)，溶液呈酸性；(2)c(H)_ c(OH)，溶液呈中性；(3)c(H)_ c(OH)，溶液呈碱性。2pH(1)定义式：pH_。c(OH)，该溶液是否一定为酸性？提示：(1)因温度不确定，pH7的溶液不一定显中性。(2)只要c(H)c(OH)，溶液一定呈酸性。常温常压表面皿玻璃棒标准比色卡考点一 影响水的电离平衡的因素1温度因为水的电离

3、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，但因为由水电离出的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。考点整合(即时巩固解析为教师用书独有)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。4加入弱碱阳离子或弱酸根阴离子由于弱碱阳离子与水电离出的OH结合生成弱碱，弱酸根阴离子与水电离出的H结合生

4、成了弱酸，从而使水中的c(OH)或c(H)降低，破坏了水的电离平衡，使水的电离平衡向右移动，其电离程度增大。总之，升高温度，加入极活泼的金属、弱碱阳离子或弱酸根阴离子，能促进水的电离；降低温度，加入酸、碱，能抑制水的电离。灵犀一点：外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的c(H)和c(OH-)总是相等的。只要温度不变，Kw 就不变。25 Kw=1014 适用于任何稀酸、稀碱或盐溶液。【案例1】25 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，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C

5、H3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变【解析】水的电离平衡也是一种平衡，外界条件对气体平衡的影响同样适用于水的电离平衡。向水中加入稀氨水，c(OH)增大，溶液碱性增强，抑制了水的电离，平衡逆向移动；向水中加入少量固体CH3COONa，CH3COONa水解促进了水的电离，平衡正向移动，c(H)降低，c(OH)增大；将水加热，平衡正向移动，KW增大，pH减小。【答案】B【规律技巧】外界条件对水电离平衡的影响变化情况改变条件平衡移动方向c(H)的变化c(OH)的变化c(H)与c(OH)的关系KW溶液的性质升高温度向右增大增大c(H)c(OH)增大中性加入少量H2SO

6、4向左增大减小c(H)c(OH)不变酸性加入少量NaOH向左减小增大c(H)c(OH)不变酸性加入少量CH3COONa向右减小增大c(H)c(OH)，溶液呈酸性；c(H)c(OH)，溶液呈中性；c(H)c(OH)，溶液呈碱性。2规律(1)酸碱溶液稀释后的pH变化注意：无论稀释多大倍数，酸溶液不显碱性，碱溶液不显酸性，无限稀释时，溶液pH等于7。(2)酸与碱的pH之和为14，等体积混合强酸(pHa)弱酸(pHa)强碱(pHb)弱碱(pHb)稀释10n倍pHanapHanpHbnbnpH7；强碱与弱酸混合粉，pH7，故A错误，B正确；pH4的醋酸溶液中电离出的c(H)1104mol/L，pH10的

7、NaOH溶液电离出的c(OH)1104mol/L，因此仅CH3COOH电离出的H恰好与NaOH中和，还有大量的CH3COOH分子过量，故pH7，故C错误，D正确。【答案】BD【规律技巧】一元强酸与一元弱酸的比较：(2)相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较见下表：比较项目酸n(HCl)(强酸)n(CH3COOH)(弱酸)c(H)pH 中和碱的能力与活泼金属产生H2的体积与金属反应开始的速率一元强酸相同大小小相同大一元弱酸小大大小比较项目酸n(HCl)(强酸)n(CH3COOH)(弱酸)c(H)c(酸)中和碱的能力与活泼金属产生H2的体积与金属反应开始的速率一元强酸n(CH3COOH)(弱

8、酸)大相同小小小相同一元弱酸大大大【即时巩固2】已知一种c(H)1103mol/L的酸和一种c(OH)1103mol/L的碱溶液等体积混合后溶液显碱性，其原因可能是()A浓的强酸和稀的强碱溶液反应B生成了一种强碱弱酸盐C浓的弱碱和稀的强酸溶液反应D等物质的量浓度的一元弱酸和一元强碱溶液反应【解析】A项，强酸与强碱混合，pH7；B项，若生成了强碱弱酸盐，则pH7，B可能；C项，弱碱与强酸混合生成了强酸弱碱盐(如NH4Cl)，pH7；D项结果pH7。【答案】B(1)相同pH的强酸和弱酸相比较，弱酸的物质的量浓度大于强酸。相同pH的强碱和弱碱相比较，弱碱的物质的量浓度大于强碱。(2)相同pH、相同体

9、积的强酸和弱酸相比较，则弱酸的物质的量大。相同pH、相同体积的强碱和弱碱相比较，则弱碱的物质的量大。(3)室温下pH(酸)pH(碱)14的强酸和弱碱(或弱酸和强碱)等体积混合,谁弱谁过量,一般谁过量显谁性质,即“谁弱显谁性”。灵犀一点：强酸溶液每稀释10倍，溶液的pH通常增大1个单位，但溶液很稀时，稀释过程中应考虑水的电离。如pH5的H2SO4溶液稀释1 000倍，溶液的pH应接近于7，而不可能大于7，同理pH9的NaOH溶液稀释1 000倍，所得溶液的pH应接近于7，而不可能小于7。在进行溶液的pH计算时，若求两强碱溶液相混合后的pH，一定要先计算c(OH)，而不能先求c(H)。【案例3】常

10、温下，某强酸溶液的pHa，强碱溶液pHb，已知ab12，两溶液混合后pH7，则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系是()AV(酸)102V(碱)BV(碱)102V(酸)CV(酸)2V(碱)DV(碱)2V(酸)【解析】两溶液混合后pH7，则有：c(H)酸V(酸)c(OH)碱V(碱)，【答案】B【规律技巧】有关pH大小的判断和计算问题具有较强的综合性，在解答这类问题时，要注意用水的离子积常数、溶液pH的概念和酸碱中和反应的相关知识，同时要注意将特殊值与一般推理相结合，灵活运用相关的知识分析和解决问题。【即时巩固3】(2008全国理综)取浓度相等的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合

11、，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为()A0.01 mol/LB0.017 mol/LC0.05 mol/L D0.50 mol/L【解析】本题需结合酸碱中和反应、过量计算、pH与c(H)、c(OH)换算及物质的量浓度的计算等方面的知识来计算，中等难度。NaOH和HCl反应后pH12，显碱性，碱过量，因为n(NaOH)总n(NaOH)反n(NaOH)剩，n(NaOH)反n(HCl)反。又据ncV公式，pH12时溶液中c(OH)0.01或cx3Vcx2V0.01(3V2V),解得cx0.05 mol/L,故C选项正确。【答案】C考点四 计算溶液中由水电离出的H或OH浓度的方法(以25 为例

12、)1中性溶液：c(H)c(OH)1.0107mol/L。2溶质为酸的溶液此时溶液中的H有两个来源：酸电离与水电离；OH只有一个来源：水电离，且水电离出的H与OH浓度相等。如计算pH2的盐酸中由水电离出的c(H)：方法是先求出溶液中的c(OH)1012mol/L，也就是水电离的c(OH)1012mol/L，水电离出的c(H)水电离出的c(OH)1012mol/L。3溶质为碱的溶液【案例4】常温下，某溶液中由水电离的c(H)11013molL1，该溶液可能是()二氧化硫水溶液 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液ABCD【解析】水电离的c(H)11013mol/L，说明水的电离受到抑制，溶液

13、为酸的溶液或碱的溶液，、符合，NH4Cl水解促进水电离，NaNO3溶液为中性溶液，不符合题意。【答案】A【思维深化】解答此类问题时首先要分清类型：水电离被促进，还是水电离被抑制。pH相等的强酸、弱酸对水电离的抑制程度相同，同理pH相等的强碱、弱碱对水电离的抑制程度也相同。【即时巩固4】常温下，在pH12的某溶液中，由水电离出的c(OH)为()1.0107mol/L 1.0106 mol/L1.0102mol/L 1.01012mol/LABCD【解析】pH12，可能为强碱，也可能为强碱弱酸性，故由水电离出的c(OH)可能为11012molL1和1102molL1。【答案】C考点五 酸碱中和滴定

14、1指示剂的选择(1)常用指示剂的变色范围(2)指示剂选择的三个因素：变色范围与终点pH吻合或接近。指示剂变色范围越窄越好。指示剂在滴定终点时颜色变化明显，容易观察(一般来说指示剂颜色由浅变深较由深变浅易于观察)判断。(3)常见滴定类型中指示剂的选择强酸与弱碱滴定结果溶液呈酸性，可选用甲基橙为指示剂(变色点pH4.4)。强碱与弱酸滴定结果溶液呈碱性，可选用酚酞为指示剂(变色点pH8.2)。强酸与强碱滴定结果为中性，两种指示剂均可。2实验用品试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。3操作步骤(1)检查仪器：滴定管使用前，应首先检查活塞是否漏

15、水。(2)润洗仪器：滴定管在加入酸、碱溶液之前，分别要用酸、碱溶液润洗23次。(3)装液：分别将酸、碱反应液加入酸式滴定管、碱式滴定管中，使液面位于滴定管刻度“0”以上23 mL处。(4)调节起始读数：在滴定管下放一烧杯，调节活塞，使滴定管尖嘴部分充满反应液(如果滴定管内部有气泡，应快速放液赶出气泡)，以免引起实验误差，并使液面处于某一刻度，准确读取读数并记录。(5)中和滴定：滴定时，左手控制滴定管活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛观察锥形瓶内溶液颜色变化。(6)终点判断：等到再滴一滴，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。读取滴定管液面数值。(7)数据处理：按上述操作重复二至三次，

16、求出用去标准酸体积的平均值，根据c(碱)计算。4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褪色，读出V(标)并记录。(3)在滴定过程中，注意：瓶口不能碰滴定管下端尖嘴。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。5误差分析酸碱中和滴定的误差分析可根据c碱来进行，虽然c酸、V酸、V碱的任一数值不准确都能产生误差，但因c酸是已知的标准溶液，V碱是待测碱液的体积，计算时可看成不变量，这样c碱只随V酸的变化而变化，即影响c碱的变化因素是V酸。以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因

17、操作不正确而引起的误差有：步骤操作V酸c碱洗涤酸式滴定管未用标准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变大偏高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变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化变大偏高读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高两次滴定所消耗酸液的体积相差太大无法判断灵犀一点：（1）中和滴定是定量

18、实验，定量实验要特别注意误差。（2）中和滴定误差判定的基本原则：凡有利于滴定液体积减小的因素都会使测定结果偏高，如仰视。凡有利于滴定液体积减小的因素都会使测定结果偏低，如俯视。凡有利于被滴定物质的量增大的因素都会合测定结果偏高，如用被滴定液润洗锥形瓶。凡有利于被滴定物质的量减小的因素都会合测定结果偏低，如摇动时有液体溅出。【案例5】某同学用中和滴定法测定某烧碱的纯度，实验过程如下：(1)配制待测液称取4.1 g固体烧碱样品(杂质不与酸反应)配制成250 mL溶液，需要的主要仪器有_。(2)滴定用_量取10.00 mL待测液。向锥形瓶中加入几滴酚酞，用0.201 0 molL1标准盐酸滴定待测烧

19、碱溶液，边滴边摇动锥形瓶，眼睛注视_，直到_时停止滴定。(3)数据处理根据上述各数据，选取合适的三组，计算待测烧碱溶液的浓度为_，烧碱的纯度为_。(4)下列操作，会导致实验结果偏低的是_(填序号)。碱式滴定管用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗终点读数时俯视(滴定前读数准确)锥形瓶用蒸馏水洗净后没有用待测液润洗酸式滴定管尖端气泡没有排除，滴定后消失酸式滴定管用蒸馏水洗净后没有用标准液润洗振荡时锥形瓶中液滴飞溅出来实验次数编号盐酸溶液体积V(mL)氢氧化钠溶液体积V(mL)119.9010.00220.1010.00322.0010.00420.0010.00【解析】依据配制一定物质的量浓度溶液的操作

20、步骤，确定该实验所需要的主要仪器。依据酸碱中和滴定的有关操作事项解答(2)题。依据公式c碱解答(3)、(4)题，分析每一项操作对V酸的影响，从而可得对整个实验结果的影响，在求c碱时，需先求出V酸再代入公式求解。(1)配制一定物质的量浓度的NaOH溶液，由于溶质是固体,需称量其质量，用到的仪器是托盘天平，溶解固体NaOH需用到的仪器是烧杯、玻璃棒，由于配制250 mL的溶液，需用到的仪器是250 mL的容量瓶，在定容时需用的仪器是胶头滴管。(2)考查中和滴定时仪器的使用及眼睛的作用和滴定终点的判断。(3)由于第三次测得V(HCl)与其他三次测得V(HCl)差距超过1mL，所以第三次数据不合理，应

21、舍去。【答案】(1)托盘天平、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管(有无量筒均可)(2)碱式滴定管 锥形瓶内溶液颜色的变化 溶液中红色褪去(或红色变为无色)，并且半分钟内不复原(3)0.402 0 molL198.05%(4)【规律技巧】中和滴定的基本原理是HOH=H2O。若是用已知浓度的酸(HmA)滴定未知浓度的碱B(OH)n，则有c酸V酸c碱V碱。(1)c酸是配制酸溶液(标准溶液)时确定，V酸是实验测定结果，在中和滴定至反应终点从滴定管上读出。V碱是由量取一定碱溶液时读出。(2)酸碱中和滴定的计算原理只与酸碱恰好中和，即只与反应方程式中的计量系数有关，与恰好反应后溶液酸碱性无关。如NaOH与CH3COOH按物质的量的比为11反应，与反应后所得CH3COONa溶液呈碱性无关。【即时巩固5】用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考下图，从下表中选出正确选项()ABCD【解析】在中和滴定实验中，已知浓度的标准液是放在锥形瓶还是滴定管中是人为规定的，只要指示剂和滴定管与实验要求相符合即可，甲为酸式滴定管，乙为碱式滴定管，、错在滴定管中所盛的试剂错误。【答案】C锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管碱酸石蕊乙酸碱酚酞甲碱酸甲基橙甲酸碱酚酞乙