全国通用版2022年高考化学专题复习专题十七水的电离和溶液的酸碱性课件

专题十七

水的电离和溶液的

酸碱性

考情解读课标要求1.认识水的电离,了解水的离子积常数,认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。2.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。必做实验:强酸与强碱的中和滴定

考情解读核心考点核心命题角度考题取样命题情境素养能力水的电离水的电离图像分析2015广东,11学习探索归纳与论证酸碱中和滴定酸碱中和滴定的拓展应用2019北京,26学习探索归纳与论证导电能力与酸碱中和滴定图像2019全国卷Ⅰ,11学习探索归纳与论证酸碱中和滴定与溶液的pH图像分析2018浙江下半年选考,23学习探索归纳与论证

考情解读高考怎么考

本专题在选择题中常结合图像进行命题,年年有新意,符合高考命题的创新性,常考查溶液的酸碱性判断、pH的计算、离子浓度的大小比较、“强”滴“弱”过程中微粒浓度的变化及其他相关知识;在非选择题中,常以滴定为基础,考查酸碱中和滴定、氧化还原滴定相关操作和计算等。预计2022年高考选择题中依然会以图像为载体,结合水的离子积与弱酸或弱碱的电离常数进行命题,非选择题中利用滴定原理测定某物质的浓度及滴定操作出现的概率较大

考点1水的电离

考点▪必备知识通关

2.水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-),Kw只与温度有关。常温和100℃时,纯水的Kw分别为1.0×10-14、1.0×10-12,pH分别为7和6。3.影响水电离平衡的因素

(1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。(2)加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变。(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)或活泼金属(如Na),水的电离程度增大,Kw不变。

考法▪解题能力提升

考法1水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算1.外界因素对水的电离的影响改变条件电离平衡溶液中c(H+)溶液中c(OH-)pH溶液的酸碱性Kw升高温度右移增大增大减小中性增大加入酸、碱加入酸,如稀硫酸、醋酸左移增大减小减小酸性不变加入碱,如NaOH、氨水左移减小增大增大碱性不变

水解呈酸性或碱性的盐溶液中,H+和OH-均来源于水的电离。

命题角度

水的电离图像分析示例1[2015广东,11,4分]一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是

A.升高温度,可能引起由c向b的变化B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化解析升温促进水的电离,升温后水溶液不能由碱性变为中性,A项错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出Kw=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,可引起由b向a变化,C项正确;温度不变,稀释后,c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,不可能到达d点,D项错误。答案

C考点2溶液的酸碱性与pH

1.溶液酸碱性的判断方法2.溶液的pH及其他表示溶液酸碱性的量(1)pH=-lgc(H+)

pHc(H+)/(mol·L-1)c(H+)与c(OH-)的大小比较酸性<7>10-7c(H+)>c(OH-)中性=7=10-7c(H+)=c(OH-)碱性>7<10-7c(H+)<c(OH-)适用温度25℃任何温度

(4)pH的测定①pH试纸测定法:精密pH试纸的pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差值。广泛pH试纸可以识别的pH差值约为1。注意1.pH试纸在使用前不能用蒸馏水润湿。如果将pH试纸润湿,相当于将待测液稀释,这样测酸性或碱性溶液时,会造成误差,但测中性溶液时,pH不变,不产生误差。2.若某溶液具有漂白性或强氧化性,则不能用pH试纸测定其pH。②酸度计法:要准确测定溶液的pH必须使用酸度计(pH计)进行测定。

考法2溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律1.溶液pH的计算(1)单一溶液溶液类型相关计算强酸(HnA)溶液设HnA的浓度为cmol/L,则c(H+)=ncmol/L,pH=-lgc(H+)=-lgnc强碱[B(OH)n]溶液

(2)混合溶液溶液类型相关计算两种强酸混合两种强碱混合

溶液类型相关计算强酸强碱混合恰好完全反应pH=7(25℃)酸过量碱过量

2.酸碱混合的4条规律(1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25℃)若混合前pH1+pH2>14,则混合后溶液呈碱性,pH混>7;若混合前pH1+pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH混=7;若混合前pH1+pH2<14,则混合后溶液呈酸性,pH混<7。(2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25℃)若pH1+pH2=14,则V酸=V碱;

3.酸、碱稀释时的pH变化规律(1)常温下任何酸(或碱)溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7(或小于7),只能接近7。(2)注:表中a+n<7,b-n>7。溶液稀释前溶液pH加水稀释至体积为原来的10n倍稀释后溶液pH酸强酸pH=apH=a+n弱酸a<pH<a+n碱强碱pH=bpH=b-n弱碱b-n<pH<b

注意1.对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大,弱酸(或弱碱)溶液的pH变化幅度小。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多。2.对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液稀释后pH的变化幅度大。命题角度1水的离子积与溶液的pH计算

考点3酸碱中和滴定

1.实验原理[必做实验](1)用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(酸)的实验方法叫作酸碱中和滴定。(2)对于强酸、强碱的中和,开始时由于被滴定的酸(碱)浓度较大,滴入少量的碱(酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少量的碱(酸)就会引起溶液pH突变(如图所示)。

注意酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。2.实验用品(1)主要仪器和试剂

试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

(2)滴定管的使用①酸式滴定管下端为活塞,能耐酸和氧化剂的腐蚀,可用于盛装酸性或氧化性溶液,但不能盛装碱性溶液。②碱式滴定管下端为橡胶管和玻璃珠,橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀,所以碱式滴定管只能盛装碱性或非氧化性溶液。3.指示剂(1)常用指示剂

(2)指示剂选择的基本原则①指示剂的变色范围应在pH突变范围内。②酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因其颜色变化不明显。③滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂。④滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂。⑤强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。4.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。②锥形瓶:洗涤→装液→加指示剂。

(2)滴定

深度学习·辨识记忆

巧记量器读数1.量筒量筒没有“0”刻度,并且量筒的小刻度在下面,因此仰视时读数偏低,俯视时读数偏高,如图甲所示。2.滴定管滴定管的“0”刻度在上面,因此仰视读数,视线将液面“下压”,读数偏高;俯视读数,视线将液面“上提”,读数偏低,如图乙所示。3.容量瓶容量瓶定容时,视线应与容量瓶上的刻度线在同一条直线上,且与凹液面最低处相切。若仰视定容,则加水过多,结果偏低;若俯视定容,则加水过少,结果偏高,如图丙所示。

步骤操作VAcB洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗偏大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗偏小偏低锥形瓶用待测溶液润洗偏大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响

高考链接[2015广东,12]准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定。下列说法正确的是A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小答案

B

考法3酸碱中和滴定的拓展应用1.滴定实验思维导图

2.滴定实验类型

注:沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小。

命题角度1酸碱中和滴定的拓展应用示例4[2017天津,9,18分]用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。Ⅰ.准备标准溶液a.准确称取AgNO3基准物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。b.配制并标定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN标准溶液,备用。

Ⅱ.滴定的主要步骤a.取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。b.加入25.00mL0.1000mol·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。d.用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。

e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:f.数据处理。回答下列问题:(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有

。

(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是

。

(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其目的是

。

(4)b和c两步操作是否可以颠倒

,说明理由

。

(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为

mL,测得c(I-)=

mol·L-1。(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为

。

(7)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果

。

②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果

。

(7)①配制AgNO3标准溶液时,若烧杯中溶液有少量溅出,配制的AgNO3标准溶液的浓度偏低,则滴定时消耗的NH4SCN标准溶液的体积偏小,测得的c(I-)偏高。②滴定管0刻度在上,读数时俯视,读取体积偏小,计算所用NH4SCN的物质的量偏低,测得的c(I-)偏高。答案

(1)250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管(2)AgNO3见光分解(3)防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)

(4)否(或不能)若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点(5)10.00

0.0600

(6)用NH4SCN标准溶液进行润洗(7)①偏高②偏高

命题角度2导电能力与酸碱中和滴定图像以中和滴定为载体,考查指示剂的选择、滴定过程中溶液酸碱性的变化、导电能力的变化等知识。示例5[2019全国卷Ⅰ,11,6分]NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是

A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的C.b点的混合溶液pH=7D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)解析

滴定至终点时发生反应:2NaOH+2KHAK2A+Na2A+2H2O。溶液导电能力与溶液中离子浓度、离子种类有关,离子浓度越大、所带电荷越多,其导电能力越强,A项正确。题图中纵轴表示“相对导电能力”,随着NaOH溶液的滴加,溶液中c(K+)、c(HA-)逐渐减小,而Na+、A2-的物质的量逐渐增大,由题图可知,溶液的相对导电能力逐渐增强,说明Na+与A2-

的导电能力之和大于HA-的,B项正确。本实验默认在常温下进行,滴定终点时,溶液中的溶质为邻苯二甲酸钠和邻苯二甲酸钾,由于邻苯二甲酸是弱酸,所以溶液呈碱性,pH>7,C项错误。滴定终点时,c(K+)=c(Na+),a点到b点加入NaOH溶液的体积大于b点到c点的,故c点时c(K+)>c(OH-),所以c(Na+)>c(K+)>c(OH-),D项正确。答案

C

解题模型该类题图多为强酸滴定弱碱(或强碱滴定弱酸)的导电能力与所滴加试剂体积关系的二维图。其解题过程一般要分析起点(弱酸或弱碱)、中和点、过量点的导电能力与微粒关系。

高分帮疑难8酸碱中和滴定与溶液的pH图像分析突破点1一元强酸(HCl)溶液滴定一元弱碱(AOH、BOH、COH)溶液的图像若起始溶液c(AOH)=c(BOH)=c(COH),V(AOH溶液)=V(BOH溶液)=V(COH溶液)。命题点1:三种弱碱的碱性相对强弱。由V(HCl溶液)=0时的pH大小可得,Kb(AOH)>Kb(BOH)>Kb(COH)。命题点2:盐水解程度强弱。根据“碱越弱,对应的盐越易水解”可得,Kh(ACl)<Kh(BCl)<Kh(CCl)。命题点3:滴定至混合溶液的pH=7时,消耗盐酸的体积。AOH>BOH>COH。示例6[2016全国卷Ⅰ,12,6分]298K时,在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是c(H+)=c(OH-),C项错误;该温度下,0.10mol·L-1

一元强碱溶液的pH=13,若0.10mol·L-1一元弱碱溶液的电离度为10%,则其pH=12,而0.10mol·L-1氨水的电离度小于10%,故其溶液的pH<12,D项正确。答案

D突破点2一元强碱(NaOH)溶液滴定一元弱酸(HA、HB、HC)溶液的图像若起始溶液c(HA)=c(HB)=c(HC),V(HA溶液)=V(HB溶液)=V(HC溶液)。命题点1:三种弱酸的酸性相对强弱。由V(NaOH溶液)=0时的pH大小可得,Ka(HA)>Ka(HB)>Ka(HC)。命题点2:盐水解程度强弱。根据“酸越弱,对应的盐越易水解”可得,Kh(NaA)<Kh(NaB)<Kh(NaC)。命题点3:滴定至混合溶液的pH=7时,消耗NaOH溶液的体积:HA>HB>HC。示例7[2016天津,6,6分]室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHDB.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)解析三种酸的浓度相等,根据图像,在滴定前HA溶液的pH最小,酸性最强,HD溶液的pH最大,酸性最弱,说明HA的电离程度最大,电离常数最大,A项正确。P点溶液中含有等物质的量的NaB与HB,此时溶液显酸性,说明HB的电离程度大于B-的水解程度,所以c(B-)>c(HB),由物料守恒:2c(Na+)=c(HB)+c(B-)知,c(Na+)介于c(B-)、c(HB)之间,B项正确。每种溶液中均存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(X-)+c(OH-),X-代表A-、B-、D-,在pH=7时,c(H+