（北京专用）2019版高考化学一轮复习 第26讲 水的电离和溶液的酸碱性优质课件

1、第26讲水的电离和溶液的酸碱性2一、水的电离平衡及影响因素一、水的电离平衡及影响因素1.水的电离水的电离(1)水是极弱的电解质,也存在着电离平衡:H2OH+OH-。在一定温度下,水电离出来的H+和OH-浓度的乘积是一个常数,称为水的离子积常数离子积常数,用符号KW表示。(2)有关KW的两点说明a.水的离子积(KW)也适用于稀的电解质水溶液,c(H+)和c(OH-)分别代表电解质溶液中H+和OH-的总物质的量浓度。KW与电解质溶液的酸碱性无关。一般情况下在25或室温下,KW约为1.0 10-14;而100教材研读教材研读3时,KW约为5.510-13。b.在研究水溶液体系中离子的种类时,不要忽略

2、H+、OH-的存在。2.影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素水的电离平衡:H2OH+OH-条件变化升高温度加酸加碱加强酸弱碱盐加强碱弱酸盐加活泼金属移动方向c(H+)c(OH-)KW4自测自测1甲同学认为,在水中加入H2SO4,水的电离平衡向左移动,解释是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。乙同学认为,加入H2SO4后,水的电离平衡向右移动,解释为加入H2SO4后,c(H+)增大,H+与OH-中和,平衡右移。你认为哪种说法正确?并说明原因。水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)c(OH-)是增大还是减小?5答案答案甲正确,温度不变,KW是常数,加入H2SO4,c(H+)增大,c(H

3、+)c(OH-)KW,平衡左移。水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)c(OH-)不变,因为KW仅与温度有关,温度不变,则KW不变。6自测自测2(1)25时,相同物质的量浓度的下列溶液中:NaClNaOHH2SO4(NH4)2SO4,水的电离程度由大到小的顺序是。(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸中,水的电离程度相同相同;常温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度相同相同。(均填“前者大”“后者大”或“相同”)7二、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性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-),

4、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。82.pH9自测自测3pH7的溶液一定是碱性溶液吗?pH=7的溶液一定是中性溶液吗?10答案答案不一定。上述说法只有在常温下才成立。如在某温度下,水的离子积常数为110-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH6的溶液为碱性溶液,pH6的溶液为酸性溶液。11自测自测4判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的盐酸和NaOH溶液等体积混合(中性中性)(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合(碱性碱性)(3)相同浓度氨水和盐酸等体积混合(酸性

5、酸性)(4)pH=2的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合(中性中性)(5)pH=3的盐酸和pH=10的NaOH溶液等体积混合(酸性酸性)(6)pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液等体积混合(碱性碱性)(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合(酸性酸性)(8)pH=2的盐酸和pH=12的氨水等体积混合(碱性碱性)12三、酸碱中和滴定三、酸碱中和滴定1.酸碱中和滴定是利用中和反应,用已知浓度已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。2.实验用品实验用品(1)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(2)主要仪器:酸式酸式滴定管(如图A)、碱式碱式滴

6、定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。13(3)滴定管使用注意事项a.“0”刻度在上,精确度为0.01mL。b.盛装酸性、氧化性试剂一般用酸式酸式滴定管,因为酸性、氧化性物质易腐蚀或氧化橡胶腐蚀或氧化橡胶;盛装碱性试剂一般用碱式碱式滴定管,因为碱性物质易腐蚀玻璃腐蚀玻璃,致使活塞活塞无法打开。143.实验操作实验操作(1)滴定前的准备a.滴定管:查漏润洗装液排气泡调液面记录。b.锥形瓶:注待测液加指示剂。(2)滴定过程左手控制活塞或玻璃球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化。(3)终点判断滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复不恢复为原来的颜色,视为滴定终点,记

7、录标准液的体积。15(4)数据处理重复滴定操作23次,求出用去标准溶液的体积的平均平均值,根据c(待测)=计算。4.酸碱中和滴定误差分析酸碱中和滴定误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:()()()cVV标准标准待测1617自测自测5(1)KMnO4(H+)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中?(2)滴定管盛标准溶液时,其液面一定要在0刻度吗?(3)滴定终点就是酸、碱恰好中和的点吗?18答案答案(1)强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中,碱性溶液应盛放在碱式滴定管中,故KMnO4(H+)溶液、溴水、稀盐酸应

8、盛放在酸式滴定管中,Na2CO3溶液应盛放在碱式滴定管中。(2)不一定。只要在0刻度或0刻度以下的某刻度即可,但一定要记录下滴定开始前液面的读数。(3)滴定终点是指示剂颜色发生突变的点,不一定是酸、碱恰好中和的点。19自测自测6某学生用0.2000molL-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作有如下几步:用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度以上;固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;调节液面至“0”或“0”刻度以下某一刻度,并记下读数;移取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。请回答下列问题:(1)以上

9、步骤有错误的是(填编号),该错误操作会导致测定结果偏大偏大(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(2)判断滴定终点的现象:锥形瓶中溶液从无无色变为浅红浅红色,20且半分钟内不变色。(3)如图是某次滴定时滴定管中的液面,其读数为22.60mL。(4)根据下列数据,请计算待测盐酸的浓度为0.2000molL-1。滴定次数待测液体积(mL)标准NaOH溶液读数记录(mL)滴定前读数滴定后读数第一次20.000.4020.40第二次20.004.0024.00第三次20.002.0024.1021解析解析(1)标准液装入滴定管前应用标准液润洗滴定管,若没有润洗,会导致使用标准液体积偏大,则测定结果偏大。

10、(2)颜色变化为无色变为浅红色。(3)由图可知读数为22.60mL。(4)第三次数据误差较大,在计算时应舍去。设盐酸的浓度为x,则0.2000molL-120.0010-3L=x20.0010-3L,解得x=0.2000molL-1。22考点突破考点突破考点一水电离出的考点一水电离出的c c(H(H+ +)或或c c(OH(OH- -)的计算的计算考点二酸、碱溶液稀释时考点二酸、碱溶液稀释时pHpH的变化规律及的变化规律及pHpH计算计算在水溶液中c(H+)水和c(OH-)水始终是相等的。在酸溶液中,酸电离出的H+对水的电离有抑制作用,使水的电离程度降低,此时水电离出的c(H+)水可通过KW求

11、出:KW=c(H+)总c(OH-)=c(H+)水+c(H+)酸c(OH-)通常c(H+)酸c(H+)水,c(H+)总c(H+)酸,故上述式子可简化为KW=c(H+)酸c(OH-),c(OH-)=。在酸溶液中,c(H+)水等于溶液中的c(OH-),所以c(H+)水= 。利用相同的原理我们也可以得出在碱溶液中,c(OH-)水=。W(H )Kc酸考点一水电离出的考点一水电离出的c c(H(H+ +)或或c c(OH(OH- -)的计算的计算W(H )Kc酸W(OH )Kc碱在能够发生水解的盐溶液中,通常溶液中的H+(或OH-)完全来自于水的电离。如常温下,pH=9的CH3COONa溶液,溶液中的c(

12、OH-)=10-5molL-1,此时水电离出的c(H+)也等于10-5molL-1,只不过大部分被CH3COO-结合生成了CH3COOH,存在于溶液中的H+的浓度仅为10-9molL-1。典例典例1下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比( )是()pH=0的盐酸;0.1molL-1的盐酸;0.01molL-1的NaOH溶液;pH=11的NaOH溶液。A.1 10 100 1000B.0 1 12 11C.14 13 12 11D.14 13 2 3A答案答案A中c(H+)=1molL-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.010-14molL-1;中c(H+)=

13、0.1molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-13molL-1;中c(OH-)=1.010-2molL-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.010-12molL-1;中c(OH-)=1.010-3molL-1,由水电离出的c(H+)=1.010-11molL-1。(1.010-14) (1.010-13) (1.010-12) (1.010-11)=1 10 100 1000。1-1室温下,在pH=12的某溶液中,分别有甲、乙、丙、丁四位同学计算出由水电离出的c(OH-)的数据分别为甲:1.010-7molL-1;乙:1.010-6molL-1;丙:1.010-

14、2molL-1;丁:1.010-12molL-1。其中你认为可能正确的数据是()A.甲、乙B.乙、丙C.丙、丁D.乙、丁C答案答案C如果该溶液是一种碱溶液,则该溶液中的H+完全来自水的电离,c(OH-)水=c(H+)=10-12molL-1;如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液,则该溶液中的OH-完全来自水的电离,则c(OH-)水=molL-1=10-2molL-1。141210101-2求算下列常温下溶液中由H2O电离的c(H+)和c(OH-)。(1)pH=2的H2SO4溶液:c(H+)=10-12molL-1,c(OH-)=10-12molL-1。(2)pH=10的NaOH溶液:c(H+)=10

15、-10molL-1,c(OH-)=10-10molL-1。(3)pH=2的NH4Cl溶液:c(H+)=10-2molL-1。(4)pH=10的Na2CO3溶液:c(OH-)=10-4molL-1。解析解析(1)pH=2的H2SO4溶液中,H+来源于H2SO4和H2O的电离,而OH-只来源于水的电离。(2)pH=10的NaOH溶液中,OH-来源于H2O和NaOH的电离,H+只来源于水的电离。(3)pH=2的NH4Cl溶液中的H+完全来自水的电离,所以由水电离的c(H+)=10-2molL-1。(4)pH=10的Na2CO3溶液中的OH-完全来自水的电离,所以由水电离的c(OH-)=molL-1=

16、10-4molL-1酸、碱溶液稀释时pH的变化规律(25)(1)强酸、强碱的稀释:在稀释时,当它们的浓度大于10-5molL-1时,不考虑水的电离;当它们的浓度小于10-5molL-1时,应考虑水的电离。例如:pH=6的盐酸稀释至原体积的100倍,稀释后pH7(不能大于7);pH=8的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,稀释后pH7(不能小于7);pH=3的盐酸稀释至原体积的100倍,稀释后pH=5;pH=10的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,稀释后pH=8。(2)弱酸、弱碱的稀释:在稀释过程中既有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范

17、围。例如:pH=3的CH3COOH溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后3pH5;考点二酸、碱溶液稀释时pH的变化规律及pH计算32pH=10的NH3H2O溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后8pH7。若强酸与强碱溶液的pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH7。若酸、碱溶液的pH之和为14,酸、碱中有一强、一弱,则酸、碱溶液混合后,谁弱显谁性。35典例典例2pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得溶液pH=11,则强碱溶液与强酸溶液的体积比是()A.11 1B.9 1C.1 1D.1 9D36答案答案D假设强碱溶液体积为V1L,强酸溶液体积为V2L,则0.1V1-0.01V2=0.

18、001(V1+V2),解得:V1 V2=1 9。372-1常温下,关于溶液的稀释,下列说法正确的是()A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释至原体积的100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1.010-6molL-1C.将1L0.1molL-1的Ba(OH)2溶液稀释至2L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6C38答案答案CA项,醋酸为弱电解质,在稀释过程中电离平衡正向移动,pH=3的醋酸溶液稀释100倍时,3pH5;B项,pH=4的H2SO4溶液稀释至原体积的100倍时,溶液中的c(H+)=1.010-6molL-1,水电离的c(H+)=溶液中的c(OH-)=1.010-8molL-1;C项,1L0.1molL-1的Ba(OH)2溶液稀释到2L时,c(OH-)=0.1molL-1,c(H+)=1.010-13molL-1,pH=13;D项,碱溶液稀释