高中化学人教版化学反应原理第三章水溶液中的离子平衡 优质课奖

第三章水溶液中的离子平衡第一节弱电解质的电离导课:蚊虫、蚂蚁等昆虫叮咬人时常向人体血液内注入一种人们称之为蚁酸(主要成分为HCOOH)的有机酸。当人受到蚊叮蚁咬时，皮肤上常起小疱，这是因为人体血液中酸碱平衡被破坏所致。若不治疗，过一段时间小疱也会自行痊愈，这是由于血液中又恢复了原先的酸碱平衡。你能用平衡移动的原理解释这一事实吗？【提示】当人受到蚊叮蚁咬时，血液内被注入蚁酸，使人体血液内的酸性增强，由人体内的平衡H2O＋CO2H2CO3H＋＋HCOeq\o\al(－,3)，可得出酸性增强后，平衡向生成H2CO3的方向移动，浓度增大后血液中便可以释放出CO2，使酸性降低，从而减轻由于酸性增强引起的小疱，自行痊愈。知能点1：强、弱电解质1.电解质与非电解质在水溶液或熔融状态下能导电的电解质都不能导电的非电解质化合物2．强电解质和弱电解质电解质强电解质eq\o(→,\s\up7(定义),\s\do5())在水中完全电离的电解质eq\o(→,\s\up7(包括),\s\do5())强酸、强碱和绝大多数盐弱电解质eq\o(→,\s\up7(定义),\s\do5())在水中不完全电离的电解质eq\o(→,\s\up7(包括),\s\do5())弱酸、弱碱和水思考：1．(1)能导电的物质一定是电解质吗？(2)电解质一定能导电吗？【提示】(1)不一定，如金属或溶液等能导电，但不是电解质。(2)不一定，如固体NaCl不导电。探究1：强、弱电解质比较强电解质弱电解质定义溶于水后(或在熔融状态下)完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物及具有强极性键的共价化合物(除HF)某些具有弱极性键的共价化合物电离程度全部电离部分电离电离过程不可逆过程可逆过程，存在电离平衡溶液中存在微粒(水分子不计)只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子实例绝大多数的盐(包括难溶性盐)；强酸：H2SO4、HCl、HClO4、HBr、HI等；强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、KOH等,部分碱性氧化物：Na2O、CaO等弱酸：H2CO3、CH3COOH、H2S、HF、HClO等；弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等、水及个别盐电离方程式用“=”连接KNO3=K＋＋NOeq\o\al(－,3)H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)用“”连接CH3COOHH＋＋CH3COO－NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－共同特点在水溶液中或熔融状态下能产生自由移动的离子小结：1．电解质的强、弱与其溶解度无关。难溶的盐如(AgCl、CaCO3等)，溶于水的部分能完全电离，是强电解质。易溶的如CH3COOH在溶液中电离程度小，是弱电解质。2．CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电，但因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电，不是本身电离出离子，故应为非电解质。对点训练：1、现有①硫酸铜晶体、②碳酸钙固体、③纯磷酸、④硫化氢、⑤三氧化硫、⑥金属镁、⑦石墨、⑧固态苛性钾、⑨氨水、⑩熟石灰固体，其中(1)属于强电解质的是________(填序号，下同)；(2)属于弱电解质的是________________________________________________；(3)属于非电解质的是__________________________________________________；(4)既不是电解质，又不是非电解质的是___________________________________；(5)能导电的是________________________________________________________。【解析】(1)强电解质是溶于水全部电离的电解质，①②⑧⑩是强电解质；(2)③④是溶于水部分电离的电解质，属弱电解质；(3)⑤属于化合物，它的水溶液虽然导电，但并不是它自身电离使溶液导电，所以是非电解质；(4)⑥⑦都是单质，⑨是混合物，既不是电解质也不是非电解质；(5)⑥⑦中均有能够自由移动的电子，⑨中有自由移动的离子，都能导电，其他物质都没有自由移动的电子或离子，所以不导电。【答案】(1)①②⑧⑩(2)③④(3)⑤(4)⑥⑦⑨(5)⑥⑦⑨2、列关于强弱电解质的叙述中正确的是()A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物C．强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子D．强电解质的导电能力强，弱电解质的导电能力弱【解析】本题需要在深刻理解强弱电解质的异同的基础上弄清强弱电解质与结构的关系，采用举例法来解答。选项A中，可举出HCl、HNO3是强电解质来加以否定；选项B中，可举出BaSO4、CaCO3为强电解质(尽管它们难溶于水，但它们溶于水的部分是完全电离的)来加以否定；选项D中，若强电解质溶液的浓度很小时，其导电能力也会很弱，从而否定之；仅有选项C的说法是正确的，因强电解质在水溶液中完全电离为离子，不存在溶质分子，而弱电解质在水溶液中只能部分电离，溶液中还存在溶质分子。故选C。【答案】C3、molNaOH固体分别加入下列100mL液体中，溶液的导电能力变化不大的是()A．自来水B．mol/L盐酸C．mol/L醋酸溶液D．mol/L氯化铵溶液【解析】溶液导电能力的大小与溶液中离子浓度的大小、离子所带的电荷数的多少有关，离子浓度越大，溶液的导电能力越强，离子所带电荷数越多，溶液的导电能力也越强。A项中，水是弱电解质，加入NaOH后将产生大量的Na＋和OH－，溶液的导电能力显著增强；B项中，原溶液中c(H＋)＝c(Cl－)＝mol/L，加入NaOH后发生中和反应，反应后溶液中c(Na＋)＝c(Cl－)＝mol/L，离子浓度基本不变，溶液的导电能力也基本不变；C项中，加入NaOH后，发生反应CH3COOH＋OH－=CH3COO－＋H2O，溶液中离子浓度增大，溶液的导电能力明显增强；D项中，加入NaOH后，发生反应NHeq\o\al(＋,4)＋OH－=NH3·H2O，但溶液中的c(Na＋)、c(Cl－)与加入前的c(NHeq\o\al(＋,4))、c(Cl－)几乎相同，因而溶液的导电能力变化不大。故正确答案为BD。【答案】BD知能点2：弱电解质的电离1.电离平衡在一定条件(如温度、浓度一定)下，弱电解质在溶液中电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等，电离过程就达到了平衡状态。如图：2．弱电解质电离方程式的书写(1)弱电解质电离是可逆的，用表示。如：CH3COOHCH3COO－＋H＋NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－(2)多元弱酸分步电离，以第一步电离为主。如H2S的电离方程式为H2SH＋＋HS－、HS－H＋＋S2－。(3)多元弱碱用一步电离来表示：如Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。思考：2．NaHSO4在熔融状态和在水溶液中电离方程式一样吗？【提示】熔融态：NaHSO4=Na＋＋HSOeq\o\al(－,4)水溶液中：NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)探究2：弱电解质的电离【问题导思】①弱电解质电离是吸热还是放热过程？【提示】吸热②增大弱电解质的浓度，电离平衡如何移动？其电离程度如何改变？【提示】正移。电离程度减小。1．弱电解质电离平衡的特点和化学平衡一样，在弱电解质溶液里，也存在着电离平衡，该平衡除了具备化学平衡的特点外，还具有的特点是：(1)电离过程是吸热的。(2)分子、离子共存，这完全不同于强电解质。(3)弱电解质在溶液中的电离都是微弱的。一般来说，分子已电离的极少，绝大多数以分子形式存在。如mol·L－1的CH3COOH溶液中，c(H＋)大约在1×10－3mol·L－1左右。(4)多元弱酸分步电离，电离程度逐步减弱。如H2CO3的电离常数：K1＝×10－7，K2＝×10－11。2．影响电离平衡的因素电离平衡状态时，溶液里离子的浓度和分子的浓度保持不变，但当影响电离平衡状态的条件如温度、浓度等改变时，电离平衡就会从原来的平衡状态变化为新条件下新的电离平衡状态。因素对电离平衡的影响内因电解质本身的性质决定电解质电离程度的大小温度由于电离过程吸热，温度改变，平衡移动，升温促进电离浓度电解质溶液浓度越小，电离程度越大外加电解质（离子效应）加入含弱电解质离子的强电解质，电离平衡向逆向移动，抑制电离含与弱电解质反应的离子电解质电离程度增大，促进电离如：HClOH＋＋ClO－ΔH>0(电离是吸热)平衡移动方向H＋数目c(H＋)导电能力加水稀释正向增多减小减弱升温(不考虑分解)正向增多增大增强加少量NaOH(s)正向减少减小增强加入少量NaClO(s)逆向减少减小增强对点训练：4、mol·L－1的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)的值增大，可以采取的措施是()A．加少量烧碱溶液B．升高温度C．加少量冰醋酸D．加水【解析】加烧碱溶液消耗H＋，平衡向右移动，n(H＋)、n(CH3COOH)均减小，但n(H＋)减小程度大，故eq\f(cH＋,cCH3COOH)＝eq\f(nH＋,nCH3COOH)减小，A错误；升高温度，平衡向右移动，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，比值增大，B正确；加少量冰醋酸，平衡向右移动，n(H＋)增大，但n(H＋)增大程度不如n(CH3COOH)增大的多，故比值减小，C错误；加水，平衡向右移动，n(H＋)增大，n(CH3COOH)减小，比值增大，D正确。【答案】BD5、mol·L－1醋酸溶液加水稀释，下列说法正确的是()A．溶液中c(OH－)和c(H＋)都减小B．溶液中c(H＋)增大C．醋酸电离平衡向左移动D．溶液的pH增大【解析】弱电解质溶液存在着电离平衡，加水稀释，平衡向右移动，c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH增大。【答案】D6、25℃，醋酸溶液中各微粒存在下述关系：K＝eq\f(cCH3COO－·cH＋,cCH3COOH)＝×10－5下列有关说法可能成立的是()A．25℃条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝8×10B．25℃条件下，向该溶液中加入一定量的盐酸时，K＝2×10C．标准状况下，醋酸溶液中K＝×10－5D．升高到一定温度，K＝×10－5【解析】题中K为醋酸电离常数的表达式，由于电离常数不随浓度变化而变化，只随温度变化而变化，所以排除A、B项；且醋酸的电离是吸热的，所以升高温度，K增大，降低温度，K减小。标准状况下(0℃)，温度低于25℃，则K小于×10－5，所以C项错误；正确答案为D项。【答案】D知能点3：电离常数电离常数表示方法：对于ABA＋＋B－，K＝eq\f(cA＋·cB－,cAB)意义：K越大，弱电解质的电离程度越大。影响因素：K只与电解质的性质和温度有关，对同一电解质，温度升高，K变大。思考：3．两种酸HA与HB的电离常数为K1、K2，若K1<K2，能说明酸性强弱吗？【提示】可以，电离常数越大，酸性越强，酸性HB>HA。课堂练习：1．下列物质的分类组合全部正确的是()选项强电解质弱电解质非电解质ANaClHClCO2BNaHCO3NH3·H2OCCl4CBa(OH)2BaCO3CuDH2SO4NaOHC2H5OH【解析】A项，HCl为强电解质；C项，BaCO3为强电解质，Cu既不是电解质也不是非电解质；D项，NaOH为强电解质。【答案】B2．下列电离方程式中，正确的是()A．H2S2H＋＋S2－B．NaHCO3Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)C．NaCl=Na＋＋Cl－D．CH3COOH=CH3COO－＋H＋【解析】H2S是二元弱酸，分步电离，所以A项错(一般只写第一步：H2SH＋＋HS－)；NaHCO3为弱酸酸式盐，其中HCOeq\o\al(－,3)不能拆分为离子形式，B项错误，应为NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)；CH3COOH为弱酸，部分电离，其电离方程式“=”应改为“”，D项错误。【答案】C3．下列关于电离常数的说法正确的是()A．电离常数随着弱电解质的浓度增大而增大B．CH3COOH的电离常数表达式为Ka＝eq\f(cCH3COOH,cH＋·cCH3COO－)C．CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa溶液，电离常数减小D．电离常数只与温度有关，与浓度无关【解析】K只与温度有关，与浓度无关，选D。【答案】D4．在氨水中存在下列电离平衡：NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－，下列情况能引起电离平衡向正向移动的有()①加NH4Cl固体②加NaOH溶液③通HCl④加CH3COOH溶液⑤加水⑥加压A．①③⑤B．①④⑥C．③④⑤D．①②④【解析】①加入NH4Cl固体相当于加入NHeq\o\al(＋,4)，平衡左移；②加入OH－，平衡左移；③通HCl，相当于加入H＋，中和OH－，平衡右移；④加CH3COOH溶液，相当于加H＋，中和OH－，平衡右移；⑤加水，稀释，越稀越电离，平衡右移；⑥加压，无气体参加和生成，无影响。【答案】C5．H2S溶于水的电离方程式为_________________________________________。(1)向H2S溶液中加入CuSO4溶液时，电离平衡向_____移动，c(H＋)______，c(S2－)______。(2)向H2S溶液中加入NaOH固体时，电离平衡向______移动，c(H＋)________，c(S2－)______。(3)若将H2S溶液加热至沸腾，c(H2S)________。(4)若要增大H2S溶液中的c(S2－)，最好加入________。【解析】H2S是二元弱酸，在水溶液中是分两步电离的，其电离方程式为H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－。(1)当加入CuSO4时，因发生反应Cu2＋＋S2－=CuS↓，使平衡右移，导致c(H＋)增大，但c(S2－)减小。(2)当加入NaOH固体时，因发生反应H＋＋OH－=H2O，使平衡右移，导致c(H＋)减小，但c(S2－)增大。(3)当加热H2S溶液至沸腾时，因H2S挥发，使c(H2S)减小。(4)若要增大c(S2－)，最好是加入只与H＋反应的物质，可见加入强碱如NaOH固体最适宜。【答案】H2SH＋＋HS－，HS－H＋＋S2－(1)右增大减小(2)右减小增大(3)减小(4)NaOH固体(合理即可)课后检测：1．下列电离方程式书写正确的是()A．NaHCO3Na＋＋H＋＋COeq\o\al(2－,3)B．HFH＋＋F－C．H2SO42H＋＋SOeq\o\al(2－,4)D．CH3COONH4CH3COO－＋NHeq\o\al(＋,4)【解析】A、C、D项分别应为：NaHCO3=Na＋＋HCOeq\o\al(－,3)，H2SO4=2H＋＋SOeq\o\al(2－,4)，CH3COONH4=CH3COO－＋NHeq\o\al(＋,4)。【答案】B2．下列说法正确的是()A．在水溶液中能离解为自由移动的离子的化合物是电解质B．强电解质一定是易溶于水的化合物，弱电解质一定是难溶于水的化合物C．CO2的水溶液导电能力很弱，所以CO2是弱电解质D．在强电解质的水溶液中只有离子没有分子【解析】根据强、弱电解质的定义可知，电解质的强弱与其溶解性没有关系，强电解质有的是易溶的，有的是难溶的，如碳酸钙等，故A项正确，B项错误；CO2的水溶液导电是因为CO2与水反应生成的碳酸电离生成了离子，而不是CO2电离，故CO2是非电解质；D项中忽视了水分子的存在。【答案】A3．下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是()A．熔融时不导电B．水溶液的导电能力很差C．不是离子化合物，而是极性共价化合物D．溶液中已电离的离子和未电离的分子共存【解析】判断强、弱电解质的关键，是在水溶液里能否完全电离，是否存在电离平衡。【答案】D4．下列各组关于强电解质、弱电解质、非电解质的归类，完全正确的是()ABCD强电解质FeNaClCaCO3HNO3弱电解质CH3COOHNH3H3PO4Fe(OH)3非电解质C12H22O11(蔗糖)BaSO4C2H5OH(酒精)H2O【解析】铁既不是电解质，也不是非电解质，A项错误。NH3是非电解质，B项错误。碳酸钙是盐，为强电解质；磷酸是中强酸，是弱电解质；乙醇是非电解质，C项正确。H2O是弱电解质，D项错误。【答案】C5．下表是常温下某些一元弱酸的电离常数：弱酸HCNHFCH3COOHHNO2电离常数×10－10×10－4×10－5×10－6则mol·L－1的下列溶液中，pH最小的是()A．HCNB．HFC．CH3COOHD．HNO2【解析】电离平衡常数越大，电离程度越大，同浓度时，电离产生的c(H＋)越大，pH越小。【答案】B6．用我们日常生活中的食用白醋(醋酸浓度约为1mol·L－1)进行下列实验，能证明醋酸为弱电解质的是()A．白醋中滴入石蕊试液呈红色B．白醋加入豆浆中有沉淀产生C．蛋壳浸泡在白醋中有气体放出D．经检验白醋中c(H＋)约为mol·L－1【解析】白醋中滴入石蕊试液呈红色，只能说明溶液呈酸性，不能说明醋酸为弱电解质，故A项错误；B项则是加入电解质溶液使胶体聚沉，也不能说明醋酸是弱电解质；C项中也只能说明白醋中存在氢离子，也不符合题意；D项则说明醋酸的浓度大于电离出的氢离子浓度，发生了部分电离，能说明CH3COOH为弱电解质。【答案】D7．将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。下列各项中，表明已达到电离平衡状态的是()A．醋酸的浓度达到1mol·L－1B．H＋的浓度达到mol·L－1C．醋酸分子的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为mol·L－1D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等【解析】在未电离时c(CH3COOH)＝1mol·L－1，当醋酸、H＋、CH3COO－的浓度不再变化时(但此时三者的浓度不一定是mol·L－1)，醋酸的电离达到平衡状态，故A、B、C均错。依据平衡状态的第一个标志即电离速率与离子结合成分子的速率相等，可知D项正确。【答案】D8．欲使醋酸溶液中的CH3COO－浓度增大，电离平衡向右移动，且不放出气体，可向醋酸溶液中加入少量固体()A．NaOHB．NaHCO3C．CH3COOKD．Mg【解析】A项由于加入NaOH会减少H＋的物质的量，使平衡向右移动，A选项正确；B项由于加入NaHCO3会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了CO2，B选项错误；C项由于加入CH3COOK会增加CH3COO－的物质的量，但电离平衡向左移动，C选项错误；D项由于加入Mg会降低H＋的物质的量浓度，使平衡右移，但产生了H2，D选项错误。【答案】A9．下列说法正确的是()A．电离平衡常数受溶液浓度的影响B．电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱C．电离常数大的酸溶液中c(H＋)一定比电离常数小的酸中大D．H2CO3的电离常数表达式：K＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cH2CO3)【解析】电离平衡常数是温度的函数，与溶液浓度无关，所以A项错误；电离平衡常数可以表示弱电解质的相对强弱，故B项正确；酸中c(H＋)既跟酸的电离常数有关，还跟酸的浓度有关，所以C项叙述错误；D项中碳酸是分步电离的，第一步电离常数表达式为：K1＝eq\f(cH＋·cHCO\o\al(－,3),cH2CO3)，第二步电离常数为：K2＝eq\f(cH＋·cCO\o\al(2－,3),cHCO\o\al(－,3))，故D项错误。答案选B。【答案】B10．如图所示，烧杯中的溶液为2mol·L－1CH3COOH溶液，接通直流电源。分别向烧杯中加入下列物质(保持反应温度不变)，灯泡变暗的是()A．加入固体NaOHB．加水稀释C．加入金属NaD．通入HCl气体【解析】A项，加入固体NaOH，会发生反应CH3COOH＋NaOH=CH3COONa＋H2O，生成强电解质CH3COONa，导电能力增强，灯泡变亮，故A项不合题意；B项加水稀释，醋酸电离出的c(H＋)、c(CH3COO－)均减小，所以导电能力减弱，灯泡变暗；C项，加入金属Na，Na与CH3COOH发生反应生成强电解质CH3COONa，导电能力增强，灯泡变亮，C项不合题意；D项通入HCl气体，HCl是强电解质，导电能力增强，灯泡变亮。【答案】B11．(1)下面所列物质中，属于强电解质的是________(填序号，下同)，属于弱电解质的是________，属于非电解质的是________。①氯化钾②乙醇③醋酸④氨气⑤蔗糖⑥硫化氢⑦硫酸氢钠⑧一水合氨⑨氯气⑩碳酸钡⑪铁(2)双氧水(H2O2)和水都是极弱电解质，但H2O2比水更显酸性。①若把H2O2看成是二元弱酸，请写出它在水中的电离方程式_________________________。②鉴于H2O2显弱酸性，它能同强碱作用形成正盐，在一定条件下也可以形成酸式盐。请写出H2O2与Ba(OH)2作用形成正盐的化学方程式：_________________________________。【解析】(1)从强、弱电解质的概念可以看出，二者的最大区别是其在水溶液里的电离程度，完全电离的是强电解质，部分电离的是弱电解质。区分电解质的强弱不能从物质的溶解性大小和导电能力强弱入手。根据物质所属类别来判断，①⑦⑩属于盐，是强电解质；③⑥属于弱酸，⑧为弱碱，它们都是弱电解质；②④⑤是非电解质；⑨⑪是单质，既不是电解质，也不是非电解质。(2)由信息可知H2O2为二元弱酸，因多元弱酸的电离是分步进行的，所以：H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)，H2O2＋Ba(OH)2=BaO2＋2H2O。【答案】(1)①⑦⑩③⑥⑧②④⑤(2)①H2O2H＋＋HOeq\o\al(－,2)，HOeq\o\al(－,2)H＋＋Oeq\o\al(2－,2)②H2O2＋Ba(OH)2=BaO2＋2H2O12．根据NH3·H2ONHeq\o\al(＋,4)＋OH－的电离平衡，填写下表中各项的变化情况：改变的条件平衡移动方向n(OH－)c(OH－)加NaOH固体通入氨气加水加入盐酸降低温度加NH4Cl固体加入稀氨水【解析】影响电离平衡的条件有温度和浓度等，根据平衡移动原理，可以判断平衡移动的方向，n(OH－)的变化与平衡移动方向直接有关，c(OH－)还与溶液的体积有关。【答案】改变的条件平衡移动方向n(OH－)c(OH－)加NaOH固体左增大增大通入氨气右增大增大加水右增大减小加入盐酸右减小减小降低温度左减小减小加NH4Cl固体左减小减小加入稀氨水右增大减小13.一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示。(1)O点导电能力为0的理由________________________________________________。(2)a、b、c三点溶液的c(H＋)由小到大的顺序是________。(3)a、b、c三点醋酸的电离程度最大的是________。(4)要使c点c(CH3COO－)增大，c(H＋)减少，可采取的措施是(至少写出三种方法)①________；②________；③________；④________。【解析】溶液的导电能力由离子浓度大小决定，在O点导电能力为0，说明醋酸未电离，无自由离子存在；b点导电能力最强，说明c(H＋)最大，c点导电能力最弱，说明c(H＋)最小；加水越多，浓度越小，醋酸的电离程度越大；要使c点c(CH3COO－)增大，c(H＋)减小，应注意：(1)应加入固体，(2)该固体使平衡右移消耗氢离子或直接加入醋酸盐使平衡左移。【答案】(1)在O点醋酸未电离，无自由离子存在(2)c<a<b(3)c点(4)加NaOH固体少量的碳酸钠固体加入镁等金属加醋酸钠固体等14．在a、b两支试管中分别装入形态相同、质量相等的一颗锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：(1)a、b两支试管中的现象：相同点是____________，不同点是________________，原因是________________________________________________________________________。(2)a、b两支试管中生成气体的体积开始时是V(a)________V(b)，反应完毕后生成气体的总体积是V(a)________V(b)，原因是____________________________________________。【解析】锌粒与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋发生置换反应产生H2，c(H＋)越大，产生H2的速率越快。而在分析产生H2的体积时，要注意醋酸的电离平衡的移动。反应开始时，醋酸产生H2的速率比盐酸慢，因Zn与酸反应的实质是Zn与酸电离出的H＋反应，盐酸是强电解质，醋酸是弱电解质，在起始物质的量浓度相同时，盐酸电离出的c(H＋)远大于醋酸电离出的c(H＋)。反应完毕后，两者产生H2的体积(标准状况)是相等的。因醋酸存在电离平衡CH3COOHCH3COO－＋H＋，Zn与H＋发生反应，c(H＋)减小，使醋酸的电离平衡向电离方向移动，继续发生H＋与Zn的反应，足量的Zn可使醋酸中的H＋全部电离出来与Zn反应生成H2，又因为n(HCl)＝n(CH3COOH)，因而最终产生H2的量相等。【答案】(1)都产生无色气泡a中反应速率较快盐酸是强酸，醋酸是弱酸，盐酸溶液中c(H＋)大(2)大于等于反应开始时，盐酸溶液中所含H＋浓度较大，但二者所含H＋的总的物质的量相等

第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性导入：追求健康长寿是人类共同的愿望。人们首先要拥有健康，才有可能获得财富、地位和幸福。健康从哪里来呢？水是生命之源，如果没有水，就不可能有生命。风靡日本、欧美等国的活性离子水是一种高品质的饮用水。离子水比普通水分子团直径小，渗透作用快，有利于消除体内过多的自由基，能够延缓机体衰老，且对多种疾病有预防和辅助治疗的作用。它的诞生，在全世界掀起了一场饮水领域的革命，善待生命，从水开始。你知道水中有哪些粒子吗？【提示】水中有H2O、H＋、OH－三种微粒。重点难点：1.利用勒夏特列原理分析H2O的电离平衡。(重点)知能点1：水的电离1.水的电离电离方程式：H2O＋H2OH3O＋＋OH－简写：H2OH＋＋OH－电离常数：K电离＝eq\f(cH＋·cOH－,cH2O)2.水的离子积表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)常温下：Kw＝×10－14，此时c(H＋)＝c(OH－)＝×10－7mol/L影响因素：Kw只受温度影响，温度越高，Kw越大适用范围：Kw不仅适用于纯水，还可使用于任何水溶液思考：1．某温度时，水溶液中Kw＝4×10－14，那么该温度比室温(25℃)高还是低？该温度下纯水中c(H＋【提示】因此时水的离子积大于常温时水的离子积，故温度高于25℃，此时c(H＋)＝2×10－7mol/L。探究1：影响水电离平衡的因素及水的离子积常数1．水的电离平衡H2OH＋＋OH－ΔH>0条件变化移动方向c(H＋)c(OH－)Kw升高温度向右移动增大增大增大加酸向左移动增大减小不变加碱向左移动减小增大不变加活泼金属(如Na)向右移动减小增大不变2.水的离子积常数理解Kw应注意的几个问题如下：(1)表达式的推出水的电离平衡常数：K电离＝eq\f(cH＋·cOH－,cH2O)，则c(H＋)·c(OH－)＝K电离·c(H2O)。从实验可知，在25℃时1L纯水中只有1×10－7molH2O电离，电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c(H2O)可视为一常数，K电离也为一常数。所以K电离·c(H2O)必然也为常数，用Kw表示，因此有c(H＋)·c(OH－)＝Kw。(2)影响因素Kw随温度的变化而变化，温度升高，Kw增大；温度降低，Kw减小。(3)适用范围Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱、盐的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。(4)表达式的应用Kw表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中相应离子总物质的量浓度。但是一般情况下有：酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)。碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)。对点训练：1、25℃时，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，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CH3COOH，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，Kw增大，pH不变【解析】A中c(OH－)增大；C中水的电离平衡逆移，但c(H＋)增大；D中加热水，Kw增大，pH减小；Kw仅与温度有关，B正确。【答案】B2．已知25℃时水的离子积为Kw＝×10－14,35℃时水的离子积为Kw＝×10A．水中的c(H＋)随温度的升高而降低B．25℃时水呈中性，35C．水的电离过程是吸热过程D．一定温度下，向水中加入酸或碱时，水的离子积将发生变化【解析】温度越高，水的电离程度越大，c(H＋)越大，A不正确；纯水在任何温度下都是中性的，B不正确；电离过程一般是吸热的，水的电离是中和反应的逆过程，为吸热过程，C正确；水的离子积只与温度有关，与溶液浓度无关，D不正确。【答案】C3、25℃时，mol·L－1的H2SO4溶液中，水电离出的c(H＋)是()A．mol·L－1B．mol·L－1C．1×10－12mol·L－1D．5×10－13mol·L－1【答案】D知能点2：溶液的酸碱性与pH(1)计算公式：pH＝－lg[c(H＋)](2)表示意义：表示溶液酸碱性的强弱。pH越小，酸性越强。pH越大，碱性越强。(3)测定方法：溶液pH的测定方法有pH试纸法、pH计法。2．溶液的酸碱性c(H＋)与c(OH－)的关系c(H＋)的范围(25℃)pH范围(25℃中性溶液c(OH－)＝c(H＋)c(H＋)＝×10－7＝7酸性溶液c(OH－)<c(H＋)c(H＋)>×10－7<7碱性溶液c(OH－)>c(H＋)c(H＋)<×10－7>7思考:2．(1)某溶液中c(H＋)＝10－6mol/L，该溶液一定为酸性吗？(2)某溶液的pH＝7，该溶液一定为中性吗？(3)某溶液中c(H＋)>c(OH－)，该溶液一定为酸性吗？【提示】(1)、(2)温度不确定，不能确定溶液的酸碱性。(3)一定为酸性。探究2：溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系1．区别(1)溶液的酸碱性指的是溶液中c(H＋)、c(OH－)的相对大小；而酸和碱的酸碱性是指其潜在的电离出H＋或OH－的能力。(2)酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的。强酸、强碱在溶液中完全电离，弱酸、弱碱在溶液中部分电离。2．联系(1)强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强。(2)酸性强的溶液不一定是强酸溶液。(3)酸性相同的溶液弱酸浓度大，中和能力强。例如：c(H＋)＝1mol·L－1的醋酸溶液和盐酸溶液，体积均为1L时，醋酸溶液中和能力更强。(4)中和能力相同的酸，其提供H＋的能力相同。例如：1Lmol·L－1的CH3COOH和1Lmol·L－1的盐酸，均可提供mol的H＋。3．溶液pH的测定方法(1)酸碱指示剂这种方法只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表：指示剂变色范围(pH)甲基橙石蕊酚酞～～～溶液颜色红(酸色)、橙、黄(碱色)红(酸色)、紫、蓝(碱色)无色(酸色)、浅红、红(碱色)(2)pH试纸法：可以粗略测定溶液的pH。其使用方法如下：测量时，将pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的pH试纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH。测定溶液的pH时，pH试纸不能湿润，否则，非中性溶液的pH测定值将比实际pH大(酸)或小(碱)。用广泛pH试纸测溶液的pH时，pH只能读整数。(3)pH计：精确测定溶液的pH时使用pH计(也叫酸度计)，测量时可以从仪器上直接读出溶液的pH。小结：判断溶液酸碱性1．若用c(H＋)与c(OH－)相对大小，无外界条件限制。2．若用c(H＋)的数值与10－7mol/L作比较或用pH与7作比较，必须是常温(或25℃对点训练：4、下列溶液一定呈中性的是()A．pH＝7的溶液B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D．非电解质溶于水得到的溶液【解析】A项，只有在25℃下pH＝7的溶液才呈中性，如100℃时，纯水中有：c(H＋)＝c(OH－)＝×10－6mol/L，此时pH＝6为中性，pH＝7为碱性，故A项错误；B项，c(H＋)＝c(OH－)的溶液，一定为中性，故B项正确；C项，如果酸、碱不是相同元数的酸、碱，如H2SO4和NaOH等物质的量混合，酸过量显酸性，故C项错误；D项，如非电解质SO2溶于水得到H2SO3，显酸性，故D项错误。【答案】B5．下列溶液一定显碱性的是()A．溶液中c(OH－)>c(H＋)B．溶液中含有OH－C．滴加甲基橙后溶液显红色D．滴加甲基橙后溶液显黄色【解析】碱性溶液中，c(OH－)>c(H＋)，故A对；无论酸性、碱性还是中性溶液都含有OH－，故B错误；甲基橙变红色，pH<，说明溶液呈酸性，故C错；甲基橙变黄色，pH>，说明溶液可能呈酸性、中性或碱性，故D错，故选A。【答案】A6、取pH均等于2的盐酸和醋酸各100mL，分别稀释2倍后，再分别加入0.03g锌粉，在相同条件下充分反应，下列叙述正确的是()A．醋酸与锌反应生成的氢气多B．盐酸和醋酸中生成的氢气一样多C．醋酸与锌反应的速率大D．盐酸和醋酸与锌反应的速率一样大【解析】本题考查影响弱电解质的电离平衡的因素。Zn与酸反应速率的大小取决于溶液中c(H＋)的大小，而生成H2的量则由n(Zn)和n(H＋)决定，pH相同的盐酸和醋酸都稀释2倍，盐酸中c(H＋)变为原来的一半，而醋酸是弱酸，稀释后，其电离程度增大，c(H＋)比稀释前小，但大于原来浓度的一半，即醋酸溶液中c(H＋)大，故锌与醋酸的反应速率大；酸和锌的量都是已知的，首先进行过量判断，经计算知锌的量不足，所以两种溶液中生成H2的量是相等的．故选BC。【答案】BC课堂练习：1．下列说法中正确的是()A．HCl溶液中无OH－B．NaOH溶液中无H＋C．NaCl溶液中既无OH－也无H＋D．常温下，任何物质的水溶液中都有H＋和OH－，且KW＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14【解析】水的电离平衡H2OH＋＋OH－为动态平衡。HCl、NaOH、NaCl等任何物质的水溶液里都存在一定量的H＋和OH－，故A、B、C都不正确。水的离子积常数值的大小只与温度有关而与离子的浓度无关。在常温下，纯水中Kw＝1×10－14，其他水溶液中同样是Kw＝1×10－14，故D正确。【答案】D2．常温下，某溶液由水电离出的c(OH－)＝1×10－13mol·L－1，对该溶液的叙述正确的是()A．溶液一定显酸性B．溶液一定显碱性C．溶液一定不显中性D．溶液可能是pH＝13的溶液【解析】根据水的离子积原理，溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－13mol·L－1，是由于在水中加酸或加碱，抑制了水的电离，如水中加碱c(OH－)＝1×10－1mol·L－1，溶液的pH＝13。【答案】CD3．关于pH的测定下列说法正确的是()A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿B．用广泛pH试纸测得某盐酸的pH＝C．利用酸碱指示剂可以测溶液的pHD．pH计是精确测定溶液pH的仪器【解析】pH试纸在使用之前不能用水润湿，如果用水润湿了则会使酸、碱中的c(H＋)发生变化，使所测pH值与实际不符，故A项说法错误；广泛pH试纸可以识别的pH差值为1，所以用广泛pH试纸测的是整数，故B项错误；酸、碱指示剂只能判断溶液的酸碱性，无法测其pH，故C项错误；pH计可以精确测定溶液的pH，可以精确到个pH单位，故D项叙述正确。【答案】D4．下列物质溶于水时会破坏水的电离平衡，且属于电解质的是()A．氯气B．二氧化碳C．碘化钾D．醋酸钠【解析】Cl2是单质，不属于电解质；CO2也不属于电解质，它是一种非电解质；KI属于电解质，它不能影响H2O的电离；CH3COONa是电解质，CH3COO－发生水解；CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，促进水的电离。【答案】D5．某温度下纯水中c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则此时c(OH－)＝____________________；该温度下向纯水中加盐酸使c(H＋)＝5×10－6mol·L－1，则此时c(OH－)＝________。【解析】纯水中c(H＋)＝c(OH－)，则c(OH－)＝2×10－7mol·L－1，由于c(H＋)＝c(OH－)＝2×10－7mol·L－1。则Kw＝4×10－14，那么加入盐酸后，c(OH－)＝eq\f(4×10－14,5×10－6)mol·L－1＝8×10－9mol·L－1。【答案】2×10－7mol·L－18×10－9mol·L－1课时作业(十二)水的电离和溶液的酸碱性课时检测：1．下列说法正确的是()A．水的电离方程式：H2O=H＋＋OH－B．升高温度，水的电离程度增大C．在NaOH溶液中没有H＋D．在HCl溶液中没有OH－【解析】水是极弱电解质，只有少部分电离，应用“”表示，故A错；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在HCl溶液中c(OH－)<c(H＋)，在酸碱溶液中都存在H＋和OH－，所以C、D项错误。【答案】B2．如果25℃时，KW＝×10－14，某温度下Kw＝×10－12A．某温度下的电离常数较大B．前者的c(H＋)较后者大C．水的电离过程是一个放热过程D．Kw和K电离无直接关系【解析】由Kw导出过程可知，Kw和K电离是有直接关系的两个量[Kw＝K电离·c(H2O)]。【答案】A3．用pH试纸测定溶液的pH，正确操作是()A．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照C．将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D．将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，再在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照【解析】A项，正确；B项，pH试纸不能预先用蒸馏水润湿，否则测酸溶液的pH时将会使所测pH偏大，测碱溶液的pH时将会使所测pH偏小，而对中性溶液不影响；C项，不能将pH试纸浸入到溶液中去测溶液的pH；D项明显不对。【答案】A4．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【解析】水的电离是一个吸热过程，升温有利于其电离，但是促进电离后c(H＋)和c(OH－)同时增大，所以纯水仍呈中性，由于c(H＋)增大，c(OH－)增大，所以其离子积增大，pH减小，选D。【答案】D5．25℃时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比①∶②∶③∶④①1mol·L－1的盐酸②mol·L－1的盐酸③mol·L－1的NaOH溶液④1mol·L－1的NaOH溶液A．1∶10∶100∶1B．1∶10－1∶10－12∶10－14C．14∶13∶12∶14D．14∶13∶2∶1【解析】25℃时，Kw＝1×10－14。酸溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中由水电离出的c(OH－)，所以①c(H＋)＝1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(OH－)相等，等于10－14mol·L－1；②c(H＋)＝mol·L－1，则由水电离出的c(H＋)＝10－13mol·L－1。碱溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中的c(H＋)，所以，③c(OH－)＝mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝10－12mol·L－1，④由水电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1。即四种溶液中由水电离出的c(H＋)之比为10－14∶10－13∶10－12∶10－14＝1∶10∶100∶1。【答案】A6．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25℃时，水的离子积Kw＝1×10－14，在35°C时，水的离子积Kw(35℃)＝×10－14A．c(H＋)随着温度的升高而降低B．35°C时，c(H＋)<c(OH－)C．35°C时的水比25℃D．水的电离是吸热的【解析】由题中条件可以看出，温度升高时，Kw增大；25℃时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；35℃时，c(H＋)＝c(OH－)＝×10－7mol·L－1；温度升高，c(H＋)和c(OH－)都增大，且始终相等，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热反应。【答案】D7．某溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－10mol/L，那么该溶液的pH可能为()A．10B．4C．10或4D．11【解析】常温下，中性溶液中由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol/L，某溶液中cH2O(H＋)＝10－10mol/L，说明水的电离受到抑制，可能为酸性或碱性溶液。若为酸性溶液，H＋来源于酸和水，OH－来源于水，则c(H＋)＝eq\f(Kw,10－10mol/L)＝10－4mol/L，pH＝4。若为碱性溶液，H＋来源于水，OH－来源于碱和水，则c(H＋)＝10－10mol/L，pH＝10。故选C。【答案】C8．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A．pH＝1的溶液中：Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、Na＋B．由水电离的c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)C．c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液中：NHeq\o\al(＋,4)、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、Cl－D．c(Fe3＋)＝mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SOeq\o\al(2－,4)、SCN－【解析】A中Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)、H＋会发生氧化还原反应；B项，符合条件的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液，HCOeq\o\al(－,3)既与H＋反应，又与OH－反应，B错误；eq\f(cH＋,cOH－)＝1012的溶液为强酸性溶液，离子可以大量共存；Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3，D错误。【答案】C9．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是()A．因为水的离子积常数的表达式是：Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随溶液H＋和OH－浓度的变化而变化B．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化D．水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量【解析】水的离子积常数Kw＝K电离·c(H2O)，一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数，所以Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但是只要温度一定，Kw就是不变的常数，溶液中H＋的浓度变大，OH－的浓度就变小，反之亦然。【答案】C10．下列说法正确的是()A．强碱的水溶液中不存在H＋B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液C．在温度不变时，水溶液中c(H＋)和c(OH－)不能同时增大D．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，其呈酸性【解析】在酸性或碱性水溶液中均存在H＋和OH－，所以A错；pH＝0的溶液中c(H＋)＝mol·L－1，并不是酸性最强的溶液，只是c(H＋)>mol·L－1的溶液用pH表示酸性强弱不再方便，故B错；温度一定时，Kw＝c(H＋)·c(OH－)是一个定值，故二者不能同时增大，故C对；纯水中，c(H＋)＝c(OH－)，呈中性，所以D错误。【答案】C11．pH相同的盐酸(甲)和醋酸(乙)，用“>”、“＝”或“<”填写：①溶液中c(H＋)：甲________乙；溶液的物质的量浓度：甲________乙。②体积相同的两种溶液分别与足量的锌反应，反应刚开始时的速率：甲________乙；整个反应过程的平均速率：甲________乙；生成氢气的量：甲________乙。③同体积的两种溶液稀释相同倍数后溶液的pH：甲________乙；同体积的两种溶液稀释成相同pH的溶液，需加入水的体积：甲________乙。【解析】(1)pH相同，即c(H＋)相同，二者的pH相同，由于盐酸为强酸，完全电离，醋酸为弱酸，部分电离，所以醋酸的浓度大于盐酸的浓度。(2)酸与锌反应产生H2的速率取决于c(H＋)，开始时二者c(H＋)相同，故产生H2的速率相等；随后醋酸中c(H＋)较大，产生H2的速率较大；生成氢气的量取决于酸的总量，醋酸较多，则反应生成的氢气多。(3)稀释时醋酸存在电离平衡，其pH减小得慢。【答案】①＝<②＝<<③><12．(1)在由水电离产生的H＋的浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是________。①K＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、S2－②K＋、Fe2＋、I－、SOeq\o\al(2－,4)③Na＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)④Na＋、Cu2＋、Cl－、HCOeq\o\al(－,3)⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NOeq\o\al(－,3)(2)不能影响水的电离平衡的操作是________。A．向水中投入一小块金属钠B．将水加热煮沸C．向水中通入CO2气体D．向水中加食盐晶体【解析】(1)水电离产生的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1<×10－7mol·L－1，水的电离受到了抑制，则溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。①若为酸性溶液，则H＋、NOeq\o\al(－,3)与S2－反应；②若为碱性溶液，则Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓；④HCOeq\o\al(－,3)既不能与H＋大量共存，也不能与OH－大量共存，且Cu2＋与OH－产生沉淀。【答案】(1)③⑤(2)D13．有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作________(填“正确”或“错误”)，其理由是_________________；(2)该操作是否一定有误差？______________________________________；(3)若用此方法分别测定c(OH－)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH，误差较大的是________________，原因是________________________________________；(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分mol·L－1硫酸溶液和mol·L－1硫酸溶液？________________，简述操作过程：_________________________________。试剂：A.紫色石蕊试液B．酚酞试液C．甲基橙溶液D．蒸馏水E．氯化钡溶液F．pH试纸【解析】本题主要考查pH试纸的使用、浓度对电离平衡的影响及相关知识的综合应用能力。(1)用pH试纸测量溶液时，pH试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性，稀释必然会造成测量数据错误，若溶液呈中性，则对结果无影响。(3)NH3·H2O是弱电解质，加水稀释时，促进它的电离，故对OH－浓度相等的氢氧化钠和氨水溶液来说，加水稀释相同倍数，氨水的pH减小程度小些，误差小些。(4)分别测定这两种硫酸溶液的pH，pH较小的是浓度较大的硫酸溶液，pH较大的是浓度较小的硫酸溶液。【答案】(1)错误该学生测得的pH是稀释后溶液的pH(2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；若是中性溶液，稀释不会产生误差(3)氢氧化钠溶液稀释过程中，NH3·H2O继续电离出OH－，减弱了因稀释OH－浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大(4)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是mol·L－1硫酸溶液14．一定温度下，有a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸(用a、b、c来回答)。(1)当其物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是____________，pH由大到小的顺序是__________。(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸溶液，中和NaOH的能力由大到小的顺序是____________。(3)当c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为______________。(4)当pH相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序为________。【解析】(1)盐酸和硫酸是强酸完全电离，硫酸又是二元酸，而醋酸是一元弱酸不完全电离，所以物质的量浓度相同时c(H＋)大小关系为b>a>c；(2)酸中和碱的能力是由酸能够电离出的n(H＋)决定的，所以同体积、同浓度的盐酸、醋酸中和NaOH的能力相等，且小于硫酸；(3)c(H＋)相等，因醋酸为弱酸，其物质的量浓度远大于溶液中的c(H＋)，盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，所以物质的量浓度关系为c>a>b；(4)锌足量，产生氢气的体积由n(H＋)决定，所以关系为c>a＝b。【答案】(1)b>a>cc>a>b(2)b>a＝c(3)c>a>b(4)c>a＝b

第2课时pH的计算及应用导入：(1)把pH＝2的HCl与CH3COOH分别稀释100倍，他们pH如何变化？(2)把mol/LHCl与mol/LNaOH等体积混合后，溶液的pH是多少？【提示】(1)HCl是强酸，pH＝4CH3COOH是弱酸2<pH<4(2)c(H＋)＝eq\f－,2V)＝mol/L＝×10－2mol/LpH＝2－lg。知能点1：单一溶液pH计算1.计算方法据pH＝－lgc(H＋)，求pH的关键是求溶液中的c(H＋)。2．强酸和强碱溶液的pH计算(1)强酸溶液(以cmol·L－1的HnA溶液为例)c(H＋)＝ncmol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝－lg_nc。(2)强碱溶液(以cmol·L－1的B(OH)n溶液为例)c(OH－)＝ncmol·L－1c(H＋)＝eq\f(Kw,nc)，pH＝－lgc(H＋)＝－lgeq\f(Kw,nc)思考：1．若上述酸、碱都为弱酸、弱碱，其pH还相同吗？【提示】弱酸，pH>－lgnc弱碱，pH<－lgeq\f(Kw,nc)。探究1：pH的计算及溶液稀释pH的变化1．单一溶液pH的计算(1)强酸溶液：据其物质的量浓度计算出c(H＋)，再通过pH＝－lgc(H＋)求pH。(2)强碱溶液：据其物质的量浓度计算出c(OH－)，再利用Kw转化为c(H＋)求pH。2．强酸强碱溶液混合后pH的计算溶液类型相关计算两种强酸混合eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(强酸c1：c1H＋,强酸c2：c2H＋))→c(H＋)混＝eq\f(cH＋1V1＋cH＋2V2,V1＋V2)→pH两种强碱混合eq\b\lc\\rc\}(\a\vs4\al\co1(强碱c1：c1OH－,强碱c2：c2OH－))→c(OH－)混＝eq\f(c1OH－V1＋c2OH－V2,V1＋V2)→c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－混)→pH强酸强碱混合恰好完全反应显中性pH＝7酸过量先求c(H＋)混＝eq\f(cH＋酸V酸－cOH－碱V碱,V酸＋V碱)→pH碱过量先求c(OH－)混＝eq\f(cOH－碱V碱－cH＋酸V酸,V碱＋V酸)→c(H＋)混＝eq\f(Kw,cOH－混)→pH3.稀释后溶液pH的变化规律(1)对于强酸溶液(pH＝a)每稀释10n倍，pH增大n个单位，即pH＝a＋n(a＋n<7)。(2)对于强碱溶液(pH＝b)每稀释10n倍，pH减小n个单位，即pH＝b－n(b－n>7)。(3)对于弱酸溶液(pH＝a)每稀释10n倍，pH的范围是：a<pH<a＋n(即对于pH相同的强酸与弱酸稀释相同倍数，强酸pH变化的程度大)。(4)对于弱碱溶液(pH＝b)每稀释10n倍，pH的范围是：b－n<pH<b(即对于pH相同的强碱与弱碱稀释相同倍数，强碱pH变化的程度大)。对点训练：1、求下列溶液的pH：(1)某H2SO4溶液的浓度是mol·L－1，①此溶液的pH为________。②用水稀释到原来体积的100倍，pH为________。③再继续稀释104倍，pH为________。(2)pH＝3的盐酸与pH＝5的硫酸等体积混合，pH为________。(3)pH＝10和pH＝12的两种NaOH溶液等体积混合，pH为________。(4)pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等体积混合，pH为________。【解析】(1)①c(H＋)＝mol·L－1×2＝mol·L－1，pH＝－lg10－2＝2。②c(H＋)＝mol·L－1÷100＝10－4mol·L－1，pH＝－lg10－4＝4。③pH接近7(酸无限稀释后不会变成碱)。(2)c(H＋)＝eq\f(10－3＋10－5,2)mol·L－1＝5×10－4mol·L－1，pH＝－lg(5×10－4)＝4－lg5＝(强调10－3是10－5的100倍，所以10－5可以忽略不计。)(3)c(OH－)＝eq\f(10－2＋10－4,2)mol·L－1＝5×10－3mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(10－14,5×10－3)mol·L－1＝2×10－12mol·L－1。pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg2＝。(4)NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol·L－1；HCl溶液中c(H＋)＝10－4mol·L－1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH－)＝eq\f(10－2－10－4,2)mol·L－1＝5×10－3mol·L－1，c(H＋)＝eq\f(10－14,5×10－3)mol·L－1＝2×10－12mol·L－1，pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg2＝。【答案】(1)①2②4③接近7(2)(3)(4)2、常温下，下列关于溶液稀释的说法中，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100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6mol/LC．将1Lmol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2L，pH＝13D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6【解析】A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍后，3<pH＜5；B项，pH＝4的H2SO4溶液稀释100倍后，溶液中的c(H＋)＝10－6mol/L，溶液中的c(OH－)＝eq\f(10－14,10－6)mol/L＝10－8mol/L，水电离出的c(OH－)＝10－8mol/L，故水电离出的c(H＋)＝水电离出的c(OH－)＝10－8mol/L；C项，1Lmol/LBa(OH)2溶液稀释到2L时，c(OH－)＝eq\f,2)mol/L＝mol/L，c(H＋)＝10－13mol/L，pH＝13；D项，NaOH溶液是碱溶液，无论怎样稀释，pH在常温下都不可能成为6，只能无限接近7。故选C。【答案】C3、在25℃【解析】设强酸溶液为10L，则强碱溶液为1L，两种溶液混合后呈中性，所以10c(H＋)酸＝c(OH－)碱。方法一：根据碱溶液中水的离子积可得：10c(H＋)酸＝eq\f(1×10－14,cH＋碱)，则c(H＋)酸·c(H＋)碱＝eq\f(1×10－14,10)＝10－15，取负对数得：pH酸＋pH碱＝15。方法二：因为10c(H＋)酸＝eq\f(1×10－14,cH＋碱)，所以－lg[10c(H＋)酸]＝－lgeq\f(1×10－14,cH＋碱)，则pH酸－1＝14－pH碱，pH酸＋pH碱＝15。方法三：pH酸＝a，则c(H＋)酸＝10－a，pH碱＝b，则c(H＋)碱＝10－b，c(OH－)碱＝10b－14，根据题意：10×10－a＝1×10b－14,101－a＝10b－14，则1－a＝b－14，所以a＋b＝15，即pH酸＋pH碱＝15。【答案】pH酸＋pH碱＝15知能点2：酸碱中和滴定1.概念：用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。2．原理：n(H＋)＝n(OH－)即：mc酸·V酸＝nc碱·V碱(m、n代表酸和碱的元数)3．仪器及其使用(1)仪器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酸式滴定管如图a,碱式滴定管如图b、c,铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯))(2)滴定管的使用①检查仪器：使用前检查滴定管活塞是否漏水。②润洗仪器：在加入反应液之前，洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗2～3遍。③加入反应液：分别将试剂加入到相应滴定管中，使液面位于滴定管“0”刻度线上方处。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液体，然后调节滴定管液面在0或0刻度线以下，准确读取数值并记录。4．操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)准备工作①滴定管的检漏。②洗涤：分别取酸式滴定管和碱式滴定管各一支，用蒸馏水洗涤2～3次，再用标准酸液和待测碱液各润洗2～3次，润洗液必须从滴定管下端排出。③装液：向碱式滴定管中装入待测NaOH溶液，排气泡，调整液面至0或0刻度以下，记录读数，放出一定体积NaOH溶液于洗净的锥形瓶中，以同样步骤将标准盐酸注入酸式滴定管，调整液面并记录。(2)滴定操作：在锥形瓶的待测溶液中滴加2～3滴酚酞试液，开始滴定。左手控制活塞，右手摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶内溶液颜色变化。①滴定速率：先快后慢，逐滴加入，不能成股流下。②终点的判断：当滴入最后一滴，刚好使指示剂变色，且半分钟内不褪色，即到终点，读数并记录。(3)数据处理：为减小误差，滴定时，要求重复实验2～3次，求平均值。思考：2．(1)若量程为50mL的滴定管，从中放出25mL液体，滴定管中还剩25mL液体吗？(2)酸式滴定管必须盛酸溶液，碱式滴定管必须盛碱溶液，两者能交换盛装吗？【提示】(1)>25mL。(2)不能换装，因为酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞，容易被碱液腐蚀。碱式滴定管有橡胶管，容易被酸性溶液腐蚀。探究2：酸碱中和滴定误差分析1．误差分析原理中和滴定实验中，产生误差的途径主要有操作不当、读数不准等，分析误差要根据计算式分析，c待测＝eq\f(c标准·V标准,V待测)，c标准、V待测均为定值，c待测的大小取决于V标准的大小。V标准大，则c待测偏大；反之，偏小。2．常见误差分析可能情况操作及读数导致c(待)＝eq\f(c标·V标,V待)仪器的洗涤或润洗未用标准液润洗滴定管偏高未用待测液润洗移液管或所用的滴定管偏低用待测液润洗锥形瓶偏高洗涤后锥形瓶未干燥无影响滴定时溅落液体标准液漏滴在锥形瓶外一滴偏高待测液溅出锥形瓶外一滴偏低将移液管下部的残留液吹入锥形瓶尖嘴处偏高气泡处理不当滴前有气泡，滴后无气泡偏高滴前无气泡，滴后有气泡偏低读数不正确滴前仰视，滴后平视偏低滴前平视，滴后仰视偏高滴前仰视，滴后俯视偏低达终点后，滴定管尖嘴处悬一滴标准液偏高对点训练：4、在中和滴定操作过程中，有以下各项因操作不当引起的实验误差，用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空：(1)滴定管用蒸馏水洗净后，未用已知浓度的标准溶液润洗，使滴定结果________；(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后，又用待测溶液润洗，使滴定结果________；(3)滴定管(装标准溶液)在滴定前尖嘴处有气泡，滴定终点时无气泡，使滴定结果________；(4)滴定前平视，滴定终点时俯视，使滴定结果___________________________；(5)滴定前仰视，滴定终点时平视，使滴定结果_________________________；(6)过早估计终点，使滴定结果________；(7)过晚估计终点，使滴定结果________；(8)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________；(9)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液，用于滴定未知浓度的盐酸，使测得盐酸的浓度________；(10)洗涤锥形瓶时，误把稀食盐水当做蒸馏水，然后用锥形瓶装待测的盐酸，用NaOH标准溶液滴定时，对测得的结果________。【解析】中和滴定误差分析的依据c(待测)＝eq\f(m,n)×eq\f(c标准×V标准,V待测)＝[eq\f(m,n)×eq\f(c标准,V待测)]×V(标准)。根据V(标准)的偏大或偏小判断c(待测)是偏高还是偏低。如(1)，滴定管装液前未用标准溶液润洗，会将标准溶液冲稀，导致所耗V(标准)偏大，使测得的c(待测)偏高。又如(2)，锥形瓶装液前用待测溶液润洗，会使锥形瓶内待测的溶质增加，导致所耗V(标准)偏大，使测得的c(待测)偏高，其余各选项可依此分析。【答案】(1)偏高(2)偏高(3)偏高(4)偏低(5)偏低(6)偏低(7)偏高(8)偏低(9)偏高(10)无影响5．实验室中有一未知浓度的稀盐酸，某学生测定盐酸浓度是在实验室中进行的实验。请完成下列填空：(1)配制100mLmol·L－1NaOH标准溶液。①主要操作步骤：计算→称量→溶解→(冷却后)→___________→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→________→________________→将配制好的溶液倒入试剂瓶中，贴上标签。②称量________g氢氧化钠固体所需仪器有：天平(带砝码、镊子)、________、________。(2)取mL待测盐酸放入锥形瓶中，并滴加2～3滴酚酞作指示剂，用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2～3次，记录数据如下：实验编号NaOH溶液的浓度(mol/L)滴定完成时，NaOH溶液滴入的体积(mL)待测盐酸的体积(mL)123①滴定达到终点的标志是_____________________________________________。②根据上述数据，可计算出该盐酸的浓度约为________(保留2位有效数字)。③排去碱式滴定管中气泡的方法应采用操作(如下图所示)中的________，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。④上述实验中，下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有________。A．滴定至终点时俯视读数B．酸式滴定管使用前，水洗后未用待测盐酸润洗C．锥形瓶水洗后未干燥D．碱式滴定管尖端部分有气泡，滴定后消失【解析】(1)①按配制一定物质的量浓度溶液的步骤便得出冷却溶液后，应向容量瓶转移溶液，洗涤完后应定容、摇匀。②称量NaOH固体时要放在烧杯中称取，取用时用药匙。(2)①滴定终点为：当加入最后一滴NaOH溶液时，溶液由无色恰好变成浅红色，且半分钟内不褪色。②V[NaOH(aq)]＝eq\f＋＋,3)mL＝mL，所以c(HCl)＝eq\fmL×mol/L,20mL)＝mol/L。③碱式滴定管排气泡宜用丙操作，这样便于