2024高考一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第二节　水的电离和溶液的酸碱性（95张PPT）

第第页2024高考一轮复习第八章水溶液中的离子反应与平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性（95张PPT）(共95张PPT)

第二节水的电离和溶液的酸碱性

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.能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液的pH，能调控溶液的酸、碱性。能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。

目录

CONTENTS

1.夯实·必备知识

2.突破·关键能力

3.形成·学科素养

4.体现·核心价值

5.评价·核心素养

01

夯实·必备知识

考点一水的电离

1.水的电离方程式

（1）水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－。

（2）25℃时，纯水中c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－7mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c（H＋）与c（OH－）都相等。

H2O＋H2OH3O＋＋OH－

1×10－7mol·L－1

2.水的离子积常数

（1）常温下：Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝1×10－14。

（2）影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。

（3）适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。

（4）Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。

1×10－14

温度

增大

体系变化条件移动方向Kw电离程度c（OH－）c（H＋）

加HCl逆不变减小减小增大

加NaOH逆不变减小增大减小

加可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小

NH4Cl正不变增大减小增大

温度升温正增大增大增大增大

降温逆减小减小减小减小

其他：如加入Na正不变增大增大减小

逆

不

变

减

小

减小

增大

逆

不

变

减

小

增大

减小

正

不

变

增

大

增大

减小

正

不

变

增

大

减小

增大

正

增

大

增

大

增大

增大

逆

减

小

减

小

减小

减小

正

不

变

增

大

增大

减小

3.影响水电离平衡的因素

填写外界条件对H2OH＋＋OH－ΔH＞0的具体影响

1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变。（）

答案：×

（2）NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同。（）

答案：×

（3）25℃与60℃时，水的pH相等。（）

答案：×

（5）室温下，0.1mol·L－1的HCl溶液与0.1mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度不同。（）

答案：×

（4）25℃时NH4Cl溶液的Kw小于100℃时NaCl溶液的Kw。（）

答案：√

2.一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ΔH＞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

解析：BA项，温度不变，Kw应不变，错误；C项，平衡应正向移动，错误；D项，由于没有指明温度，c（H＋）不一定等于10－7mol·L－1，错误。

3.水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。

（1）图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系：。

答案：B＞C＞A＝E＝D

（2）在水中加少量酸，可实现A点向点移动。

答案：D

（3）ABE形成的区域中的点都呈现性。

答案：碱

（4）若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，c水（H＋）＝mol·L－1。

答案：1×10－10

4.室温下，计算下列溶液中水电离出的c水（H＋）。

（1）0.01mol·L－1的盐酸中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－12mol·L－1

（2）pH＝4的亚硫酸溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－10mol·L－1

（3）pH＝10的KOH溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－10mol·L－1

（4）pH＝4的NH4Cl溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－4mol·L－1

（5）pH＝10的CH3COONa溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－4mol·L－1

溶液中c水（H＋）或c水（OH－）的计算及应用（以室温为例）

（1）酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c（OH－），即c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－），碱溶液中求c（H＋），即c水（OH－）＝c水（H＋）＝c（H＋）。

（2）水解的盐促进水的电离，故c水（H＋）等于显性离子的浓度。

（3）酸式盐溶液

酸式酸根离子以电离为主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。

酸式酸根离子以水解为主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。

1.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，常温下pH＜7。

（2）c（H＋）＝c（OH－），溶液呈中性，常温下pH＝7。

（3）c（H＋）＜c（OH－），溶液呈碱性，常温下pH＞7。

＞

＜

＝

＝

＜

＞

考点二溶液的酸碱性和pH

2.pH及其测量

（1）定义式：pH＝－lgc（H＋）。

（2）测量方法

①酸碱指示剂法：该法只能测其pH的大致范围，常见指示剂变色范围如表：

指示剂变色范围的pH石蕊＜5.0红色5.0～8.0紫色＞8.0蓝色

甲基橙＜3.1红色3.1～4.4橙色＞4.4黄色

酚酞＜8.2无色8.2～10.0浅红色＞10.0红色

②pH试纸法：把小片试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在干燥的pH试纸的上都，试纸变色后，与标准比色卡对照即可确定溶液的pH。

③pH计测量法。

玻璃棒

标准比色卡

1.正误判断（正确的打“√”，错误的打“×”）。

（1）某溶液的pH＝7，该溶液一定显中性。（）

答案：×

（2）用湿润的pH试纸测稀碱液的pH，测定值偏大。（）

答案：×

（3）用广泛pH试纸测得0.10mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2。（）

答案：×

（4）用pH试纸测定氯水的pH为3。（）

答案：×

（5）一定温度下，pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1。（）

答案：×

2.常温下，两种溶液混合后酸碱性的判断（在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”）。

（1）相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合。（）

答案：中性

（2）相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。（）

答案：碱性

（3）相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。（）

答案：酸性

（4）pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（）

答案：中性

（5）pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。（）

答案：酸性

（6）pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（）

答案：碱性

（7）pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（）

答案：酸性

（8）pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。（）

答案：碱性

3.计算25℃时下列溶液的pH（忽略溶液混合时体积的变化）。

（1）0.005mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝。

解析：c（H2SO4）＝0.005mol·L－1，c（H＋）＝2×c（H2SO4）＝0.01mol·L－1，pH＝2。

答案：2

（2）0.001mol·L－1的NaOH溶液的pH＝。

解析：c（OH－）＝1×10－3mol·L－1，c（H＋）＝mol·L－1＝10－11mol·L－1，pH＝11。

答案：11

（3）pH＝2的盐酸加水稀释到1000倍，溶液的pH＝。

解析：pH＝2的盐酸加水稀释到1000倍，所得溶液的pH＝5。

答案：5

（4）将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝。

解析：由pH＝8、pH＝10可得两溶液等体积混合后，c（OH－）＝mol·L－1＝×10－6mol·L－1，c（H＋）＝mol·L－1≈2.0×10－10mol·L－1，pH≈9.7。

答案：9.7

（5）常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，溶液的pH＝。

解析：c（H＋）＝＝0.01mol·L－1，所以pH＝2。

答案：2

4.按要求计算下列各题（常温下，忽略溶液混合时体积的变化）。

（1）25℃时，pH＝3的硝酸和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合，混合溶液的pH＝。

解析：pH＝3的硝酸溶液中c（H＋）＝10－3mol·L－1，pH＝12的Ba（OH）2溶液中c（OH－）＝mol·L－1＝10－2mol·L－1，二者以体积比9∶1混合，Ba（OH）2过量，溶液呈碱性，混合溶液中c（OH－）＝＝1×10－4mol·L－1，则混合后c（H＋）＝＝mol·L－1＝1×10－10mol·L－1，故pH＝10。

答案：10

（2）在一定体积pH＝12的Ba（OH）2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba（OH）2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba（OH）2溶液与NaHSO4溶液的体积比是。

解析：设氢氧化钡溶液的体积为V1L，硫酸氢钠溶液的体积为V2L，依题意知，n（Ba2＋）＝n（S），由Ba（OH）2＋NaHSO4BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n（NaOH）＝n[Ba（OH）2]＝5×10－3V1mol，则有＝1×10－3mol·L－1，则V1∶V2＝1∶4。

答案：1∶4

（3）将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的稀盐酸VbL混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则＝。

解析：pH＝a的NaOH溶液中c（OH－）＝10a－14mol·L－1，pH＝b的稀盐酸中c（H＋）＝10－bmol·L－1，根据所得溶液呈中性，知c（OH－）·Va＝c（H＋）·Vb，＝＝＝1014－（a＋b），a＋b＝13，则＝10。

答案：10

溶液pH计算的一般思维模型

考点三酸碱中和滴定

1.实验原理

用已知浓度的酸（或碱）滴定未知浓度的碱（或酸），根据中和反应的等量关系来测定酸（或碱）的浓度。

（1）仪器：酸滴定管（如图1）、

碱式滴定管（如图2）、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯。

酸式

碱式

锥形瓶

2.实验用品

（2）试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

（3）滴定管的使用

试剂性质滴定管原因

酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管

碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开

酸式

碱式

3.实验操作（以标准盐酸溶液滴定待测NaOH溶液为例）

（1）滴定前的准备

（2）滴定操作

（3）终点判断

若滴入最后半滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟内不变色，视为滴定终点并记录标准液的体积。

滴入最后半滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟内不变色

4.数据处理

按上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸溶液的体积的平均值，根据c（NaOH）＝计算。

1.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考如图，从下表中选出正确的指示剂和仪器（）

选项锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂选用滴定管

A碱酸石蕊乙

B酸碱酚酞甲

C碱酸甲基橙乙

D酸碱酚酞乙

解析：D解答本题的关键：①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项；②明确指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛装碱性溶液，而碱式滴定管不能盛装酸性溶液，指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙，不能选用石蕊，另外还要注意在酸碱中和滴定中，无论是标准液滴定待测液，还是待测液滴定标准液，只要操作正确，都能得到正确的结果。

2.滴定终点的规范描述

（1）用amol·L－1的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，用酚酞作指示剂，达到滴定终点的现象是；若用甲基橙作指示剂，滴定终点的现象是。

答案：当滴入最后半滴标准液，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复红色当滴入最后半滴标准液，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复黄色

（2）用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液，以测定水中SO2的含量，是否需要选用指示剂？（填“是”或“否”），达到滴定终点的现象是。

答案：否当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液，溶液由无色变为浅紫红色，且半分钟内不褪色

（3）用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再用KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋，滴定Ti3＋时发生反应的离子方程式为，达到滴定终点的现象是。

答案：Ti3＋＋Fe3＋Ti4＋＋Fe2＋当滴入最后半滴标准液，溶液变成浅红色，且半分钟内不褪色

3.以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例，分析实验误差（填“偏低”“偏高”或“无影响”）：

步骤操作c（NaOH）

洗涤未用标准溶液润洗酸式滴定管

锥形瓶用待测溶液润洗

未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管

锥形瓶洗净后瓶内还残留少量蒸馏水

取液取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束前气泡消失

滴定滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又变红

滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失

滴定过程中振荡时有液滴溅出

滴定过程中，向锥形瓶内加少量蒸馏水

读数滴定前仰视读数或滴定后俯视读数

滴定前俯视读数或滴定后仰视读数

偏高

偏高

偏低

无影响

偏低

偏低

偏高

偏低

无影响

偏低

偏高

关于量器读数的误差分析

（1）平视读数（如图1）：实验室中用量筒或滴定管量取一定体积的液体，读取液体体积时，视线应与凹液面最低点保持水平，视线与刻度的交点即为读数（即凹液面定视线，视线定读数）。

（2）俯视读数（如图2）：当用量筒测量液体的体积时，由于视线向下倾斜，寻找切点的位置在凹液面的上侧，读数高于正确的刻度线位置，即读数偏大。

（3）仰视读数（如图3）：当用滴定管量取一定量液体的体积时，由于视线向上倾斜，寻找切点的位置在液面的下侧，读数低于正确的刻度线位置，因滴定管刻度标法与量筒不同，这样仰视读数偏大。

02

突破·关键能力

酸碱中和滴定的拓展应用

（2023·江苏高考）次氯酸钠溶液和二氯异氰尿酸钠（C3N3O3Cl2Na）都是常用的杀菌消毒剂。NaClO可用于制备二氯异氰尿酸钠。

（1）NaClO溶液可由低温下将Cl2缓慢通入NaOH溶液中而制得。制备NaClO的离子方程式为；用于环境杀菌消毒的NaClO溶液须稀释并及时使用，若在空气中暴露时间过长且见光，将会导致消毒作用减弱，其原因是。

解析：Cl2与NaOH反应生成NaCl、NaClO和H2O。HClO的酸性弱于H2CO3，则NaClO溶液露置于空气中，与空气中CO2反应产生HClO，HClO见光易分解，故会导致消毒作用减弱。

答案：Cl2＋2OH－ClO－＋Cl－＋H2O

NaClO溶液吸收空气中的CO2后产生HClO，HClO见光分解

（2）二氯异氰尿酸钠优质品要求有效氯大于60%。通过下列实验检测二氯异氰尿酸钠样品是否达到优质品标准。实验检测原理为

C3N3O3C＋H＋＋2H2OC3H3N3O3＋2HClO

HClO＋2I－＋H＋I2＋Cl－＋H2O

I2＋2S2S4＋2I－

准确称取1.1200g样品，用容量瓶配成250.0mL溶液；取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入适量稀硫酸和过量KI溶液，密封在暗处静置5min；用0.1000mol·L－1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色，加入淀粉指示剂，继续滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。

①通过计算判断该样品是否为优质品。

（写出计算过程，该样品的有效氯×100%）

②若在检测中加入稀硫酸的量过少，将导致样品的有效氯测定值（填“偏高”或“偏低”）。

解析：①依据三个反应得出关系式：C3N3O3C～2HClO～2I2～4S2，根据Na2S2O3的消耗量，可以计算出测定中转化为HClO的氯的物质的量，进而得出氯元素的质量，再由有效氯的计算公式×100%，可计算出有效氯。②加入的稀硫酸的量过少，则生成的I2少，消耗Na2S2O3的量减少，则计算出的HClO的量偏少，导致样品的有效氯测定值偏低。

答案：①n（S2）＝0.1000mol·L－1×0.02000L＝2.000×10－3mol

根据物质转换和得失电子守恒关系：C3N3O3C～2HClO～2I2～4S2得n（Cl）＝0.5n（S2）＝1.000×10－3mol

氯元素的质量：

m（Cl）＝1.000×10－3mol×35.5g·mol－1＝0.03550g

该样品的有效氯为×2×100%≈63.39%

该样品的有效氯大于60%，故该样品为优质品

②偏低

1.原理：以氧化剂（或还原剂）为滴定剂，直接滴定一些具有还原性（或氧化性）的物质。

2.试剂

常用于滴定的氧化剂酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液等

常用于滴定的还原剂亚铁盐、草酸、维生素C等

氧化还原指示剂①自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色

②专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘变蓝

3.实例

（1）酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液

原理

指示剂酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外选择指示剂

终点判断当滴入最后半滴酸性KMnO4溶液后，溶液由无色变浅红色，且半分钟内不褪色，说明到达滴定终点

（2）Na2S2O3溶液滴定碘液

原理

指示剂用淀粉溶液作指示剂

终点判断当滴入最后半滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点

1.亚氯酸钠（NaClO2）是重要漂白剂。测定某产品中NaClO2纯度的实验操作如下：准确称取1.00g样品，加入适量蒸馏水和过量的KI晶体，在酸性条件下发生反应：Cl＋4I－＋4H＋2H2O＋2I2＋Cl－。将所得混合液稀释成100mL待测溶液。用（填“酸式”或“碱式”）滴定管量取25.00mL待测溶液置于锥形瓶中，加入淀粉溶液作指示剂，用0.5000mol·L－1Na2S2O3标准液滴定（已知：I2＋2S22I－＋S4），当，即为滴定终点；平行滴定3次，测得消耗标准溶液体积的平均用量为20.00mL。所称取的样品中NaClO2质量百分含量为。

解析：该混合溶液是在酸性条件下反应的，则选用酸式滴定管量取待测液；已知反应：Cl＋4I－＋4H＋2H2O＋2I2＋Cl－，用Na2S2O3标准液滴定的原理：I2＋2S22I－＋S4，滴定终点现象是：当滴入最后半滴标准液，锥形瓶内溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色；通过测定碘单质的含量来计算NaClO2的含量，由反应的关系式：

NaClO2～2I2～4S2

1mol4mol

n0.5000mol·L－1×20.00×10－3L，

解得n＝2.5×10－3mol，则100mL样品溶液中的物质的量为2.5×10－3mol×＝0.01mol，则1.00g样品中NaClO2质量百分含量为×100%＝90.5%。

答案：酸式当滴入最后半滴标准液，锥形瓶内溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不变色90.50%

2.测定亚硝酰硫酸NOSO4H的纯度：准确称取1.500g产品放入250mL的碘量瓶中，加入0.1000mol·L－1、60.00mL的KMnO4标准溶液和10.00mL25%H2SO4溶液，然后摇匀。用0.2500mol·L－1草酸钠标准溶液滴定，消耗草酸钠溶液的体积为20.0mL。

已知：2KMnO4＋5NOSO4H＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋5HNO3＋2H2SO4；

2Mn＋5C2＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。

达到滴定终点时的现象为，亚硝酰硫酸的纯度为（精确到0.1%）。

解析：加入的草酸滴定剩余的KMnO4，滴定终点KMnO4反应完毕，达到滴定终点时的现象为当滴入最后半滴草酸钠标准溶液，溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复；由2Mn＋5C2＋16H＋2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O可知，氧化NOSO4H后剩余的KMnO4为0.2500mol·L－1×0.02000L×＝0.002mol，则与NOSO4H反应的高锰酸钾物质的量＝0.1000mol·L－1×0.0600L－0.002mol＝0.004mol，由2KMnO4＋5NOSO4H＋2H2OK2SO4＋2MnSO4＋5HNO3＋2H2SO4，可知n（NOSO4H）＝×0.004mol＝0.01mol，亚硝酰硫酸的纯度＝×100%≈84.7%。

答案：当滴入最后半滴草酸钠标准溶液，溶液恰好由紫红色变为无色，且半分钟内不恢复84.7%

3.“消洗灵”是具有消毒、杀菌、漂白和洗涤等综合功效的固体粉末，消毒原理与“84消毒液”相似，化学组成可以表示为Na10P3O13Cl·5H2O（磷酸三钠次氯酸钠）。实验室利用氯气与Na3PO4、Na2HPO4的混合液反应，制得Na10P3O13Cl·5H2O粗品。

已知：Na10P3O13Cl·5H2O的摩尔质量为656.5g·mol－1，产品纯度测定操作如下：

（1）取ag待测试样溶于蒸馏水配成250mL溶液。

（2）取25.00mL待测液于锥形瓶中，加入10mL2mol·L－1稀硫酸、25mL0.1mol·L－1碘化钾溶液（过量），此时溶液出现棕色。

（3）滴入3滴5%指示剂溶液，用0.05mol·L－1硫代硫酸钠溶液滴定至终点，平行滴定三次，平均消耗20.00mL。已知：2S2＋I2S4＋2I－，需用的指示剂是，达到滴定终点的现象为，产品的纯度为（用含a的代数式表示）。若滴定前滴定管中含有气泡，滴定结束无气泡会造成纯度测定值（填“偏大”“偏小”或“不变”）。

解析：需用的指示剂是淀粉溶液，因为碘单质遇到淀粉溶液变蓝，达到滴定终点的现象为当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色；Na10P3O13Cl·5H2O～I2又因为2S2＋I2S4＋2I－，则Na10P3O13Cl·5H2O～2S2，产品的纯度为×100%＝%；若滴定前滴定管中含有气泡，滴定结束无气泡会造成滴定液体积偏大，纯度测定值偏大。

答案：（3）淀粉溶液当加入最后半滴硫代硫酸钠溶液后，溶液蓝色褪去且半分钟内不恢复原色%偏大

03

形成·学科素养

1.人体内的液体由水及溶解在水中的无机盐、有机化合物一起构成，统称体液。保持体液容量、分布和组成的动态平衡，是保证细胞正常代谢、维持各种器官生理功能的必需条件。

已知人体体液中存在如下平衡：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HC，以维持体液pH的相对稳定。下列说法不合理的是（）

A.当强酸性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液pH的相对稳定

B.当强碱性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液pH的相对稳定

C.若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小

D.进行呼吸活动时，如果CO2进入血液，会使体液的pH减小

解析：C若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然正向移动，但根据勒夏特列原理，c（H＋）减小，c（OH－）增大，故体液的pH增大。

2.亚硝酸钠（NaNO2）是一种无色、无味晶体，具有防腐和抗氧化作用，常用作食品添加剂。

已知：HNO2是一种弱酸，酸性比醋酸略强，性质不稳定，易分解生成NO和NO2；能被常见强氧化剂氧化；但在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把I－氧化成I2。

为了测定某样品中NaNO2的含量，某同学进行如下实验：①称取样品ag，加水溶解，配制成100mL溶液；②取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.0200mol·L－1KMnO4标准溶液（酸性）进行滴定，滴定结束后消耗KMnO4溶液VmL。

（1）上述实验①所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、量筒之外还有。

解析：上述实验①是配制一定物质的量浓度的溶液，所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管、量筒之外还有烧杯、100mL容量瓶。

答案：烧杯、100mL容量瓶

（2）在进行滴定操作时，KMnO4溶液盛装在（填“酸式”或“碱式”）滴定管中。当滴入最后半滴溶液，时到达滴定终点。

解析：在进行滴定操作时，因酸性KMnO4溶液具有强氧化性，会腐蚀橡皮管，所以应盛装在酸式滴定管内；当滴入最后半滴溶液，锥形瓶中无色溶液变成浅紫（红）色，且半分钟内不褪色，到达滴定终点。

答案：酸式锥形瓶中无色溶液变成浅紫（红）色，且半分钟内不褪色

（3）滴定过程中发生反应的离子方程式是；测得该样品中NaNO2的质量分数为。

解析：滴定过程中发生反应的离子方程式是5N＋2Mn＋6H＋5N＋2Mn2＋＋3H2O；NaNO2与KMnO4发生反应的关系式为

5NaNO2～2KMnO4

52

0.01×10－3V×5mol0.02×10－3Vmol

该样品中NaNO2的质量分数为

×100%＝%。

答案：5N＋2Mn＋6H＋5N＋2Mn2＋＋3H2O%

（4）若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定，则测定结果（填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

解析：若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定，则KMnO4的用量偏小，测定结果偏小。

答案：偏小

04

体现·核心价值

1.（2023·广东高考）测定浓硫酸试剂中H2SO4含量的主要操作包括：①量取一定量的浓硫酸，稀释；②转移定容得待测液；③移取20.00mL待测液，用0.1000mol·L－1的NaOH溶液滴定。上述操作中，不需要用到的仪器为（）

解析：B该实验操作中涉及溶液的配制，需要用到容量瓶；移取待测液，用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定，需要用到锥形瓶和碱式滴定管，不需要用到分液漏斗。

2.（2022·山东高考）实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度，应选甲基橙为指示剂，并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是（）

A.可用量筒量取25.00mLNa2CO3标准溶液置于锥形瓶中

B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液

C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体

D.达到滴定终点时溶液显橙色

解析：A量筒的精确度不高，不可用量筒量取Na2CO3标准溶液，应该用碱式滴定管或移液管量取25.00mLNa2CO3标准溶液置于锥形瓶中，A错误。

3.（2022·北京高考）25℃时，向20mL浓度均为0.1mol·L－1的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入0.1mol·L－1的NaOH溶液（醋酸的Ka＝1.8×10－5；用0.1mol·L－1的NaOH溶液滴定20mL等浓度的盐酸，滴定终点的pH突跃范围4.3～9.7）。下列说法不正确的是（）

A.恰好中和时，溶液呈碱性

C.滴定过程中，c（Cl－）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）

D.pH＝7时，c（Na＋）＞c（Cl－）＞c（CH3COO－）＞c（CH3COOH）

解析：B恰好中和时，生成NaCl、醋酸钠，CH3COO－水解显碱性，A项正确；加入20mLNaOH溶液时，溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液，此时溶液中c（H＋）≈＝mol·L－1＝3×10－3.5mol·L－1＞1×10－4.3mol·L－1，因此滴加NaOH溶液至pH＝4.3的过程中，盐酸、醋酸均与NaOH发生反应，其中CH3COOH为弱电解质，在离子方程式书写中用化学式表示，B项错误；滴定过程中，n（Cl－）＝n（CH3COO－）＋n（CH3COOH），则c（Cl－）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH），C项正确；加入20mLNaOH溶液时，溶液为NaCl和CH3COOH的混合溶液，呈酸性，则需要再加入NaOH溶液使溶液呈中性，则c（Na＋）＞c（Cl－），由物料守恒c（Cl－）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）知，c（Cl－）＞c（CH3COO－），由Ka＝＝1.8×10－5可知，pH＝7时，＝＞1，则c（CH3COO－）＞c（CH3COOH），D项正确。

4.（2022·河北高考）某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如下：

①三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水；锥形瓶中加入125mL水、1mL淀粉溶液，并预加0.30mL0.01000mol·L－1的碘标准溶液，搅拌。

④用适量Na2SO3替代香菇样品，重复上述步骤，测得SO2的平均回收率为95%。

已知：Ka1（H3PO4）＝7.1×10－3，Ka1（H2SO3）＝1.3×10－2。

回答下列问题：

（1）装置图中仪器a、b的名称分别为、。

②以0.2L·min－1流速通氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时滴定消耗了1.00mL碘标准溶液。

③做空白实验，消耗了0.10mL碘标准溶液。

答案：（球形）冷凝管酸式滴定管

（2）三颈烧瓶适宜的规格为（填字母）。

A.250mLB.500mLC.1000mL

解析：三颈烧瓶中加入10.00g香菇样品和400mL水，向其中加入H3PO4溶液的体积不超过10mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的。因此，三颈烧瓶适宜的规格为1000mL，选C。

答案：C

（3）解释加入H3PO4，能够生成SO2的原因：

。

解析：虽然Ka1（H3PO4）＝7.1×10－3＜Ka1（H2SO3）＝1.3×10－2，但是H3PO4为难挥发性的酸，而H2SO3易分解为SO2和水，SO2的溶解度随着温度升高而减小，SO2逸出后，促进了化学平衡H2SO3SO2＋H2O向右移动。

答案：加入H3PO4后，溶液中存在化学平衡H2SO3SO2＋H2O，SO2的溶解度随着温度升高而减小，SO2逸出后，促进了化学平衡H2SO3SO2＋H2O向右移动

（4）滴定管在使用前需要、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为；滴定反应的离子方程式为。

解析：滴定管在使用前需要检验其是否漏水、洗涤、润洗；滴定过程中，溶液中的碘单质被SO2还原为碘离子，溶液的颜色为无色，滴定至终点时，过量的半滴碘标准溶液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟内不变色，因此，滴定终点时溶液为蓝色；滴定反应的离子方程式为I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S。

答案：检验其是否漏水蓝色I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S

（5）若先加磷酸再通氮气，会使测定结果（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。

解析：若先加磷酸再通氮气，则不能将装置中的空气及时排出，有部分亚硫酸盐和SO2被装置中的氧气氧化，碘标准溶液的消耗量将减少，因此会使测定结果偏低。

答案：偏低

（6）该样品中亚硫酸盐含量为mg·kg－1（以SO2计，结果保留三位有效数字）。

解析：实验中SO2消耗的碘标准溶液的体积为0.30mL＋1.00mL＝1.30mL，减去空白实验消耗的0.10mL，则实际消耗碘标准溶液的体积为1.20mL，根据反应I2＋SO2＋2H2O2I－＋4H＋＋S可以计算出n（SO2）＝n（I2）＝1.20mL×10－3L·mL－1×0.01000mol·L－1＝1.20×10－5mol，由于SO2的平均回收率为95%，则实际生成的n（SO2）＝≈1.263×10－5mol，则根据S原子守恒可知，该样品中亚硫酸盐含量为≈80.8mg·kg－1。

答案：80.8

05

评价·核心素养

一、选择题：本题包括12个小题，每小题仅有1个选项符合题意。

1.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是（）

A.溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强

B.pH＜7的溶液，可能呈酸性

C.当溶液中的c（H＋）或c（OH－）较小时，用pH表示其酸碱性更为方便

D.把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH

解析：D用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入待测溶液中测pH，正确的做法为取一小片pH试纸，放在洁净的表面皿上或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸上都，然后与标准比色卡对照读取数据。

2.25℃时水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH＞0，下列叙述不正确的是（）

A.将水加热，Kw增大，pH减小

C.在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变，c（H＋）增大

D.向水中滴入少量NaOH溶液，平衡逆向移动，c（H＋）降低

解析：C水的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，c（H＋）增大，pH减小，A正确；向水中加入少量硫酸氢钠固体，c（H＋）增大，平衡逆向移动，增大，B正确；在蒸馏水中滴加浓H2SO4，c（H＋）增大，温度升高，Kw增大，C错误；向水中滴入少量NaOH溶液，c（OH－）增大，平衡逆向移动，c（H＋）降低，D正确。

3.已知液氨的性质与水相似。T℃时，NH3＋NH3N＋N，N的平衡浓度为1×10－15mol·L－1，则下列说法中正确的是（）

A.在此温度下液氨的离子积为1×10－17

B.在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2

C.恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积减小

解析：B由电离方程式知，N与N的平衡浓度相等都为1×10－15mol·L－1，根据水的离子积得液氨的离子积K＝c（N）·c（N）＝1×10－30，A错误；由钠与水反应可推知，2Na＋2NH32NaNH2＋H2↑，B正确；虽然加入NH4Cl可使平衡向逆反应方向移动，N的浓度增大，但离子积的大小只与温度有关，与离子浓度无关，C错误；因为电离是吸热反应，所以降温使NH3＋NH3N＋N平衡逆向移动，但c（N）＝c（N），D错误。

4.下列滴定中，指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是（）

提示：2KMnO4＋5K2SO3＋3H2SO46K2SO4＋2MnSO4＋3H2O、I2＋Na2S2NaI＋S↓

选项滴定管中的溶液锥形瓶中的溶液指示剂滴定终点颜色变化

ANaOH溶液CH3COOH溶液酚酞无色→浅红色

BHCl溶液氨水酚酞浅红色→无色

C酸性KMnO4溶液K2SO3溶液无无色→浅紫红色

D碘水Na2S溶液淀粉无色→蓝色

解析：BB项，锥形瓶中的溶液为弱碱，达到滴定终点时溶液显酸性，应选择甲基橙指示剂，现象是溶液由黄色变为橙色，错误。

5.如图表示水中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（OH－）

C.图中T1＜T2

D.XZ线上任意点均有pH＝7

解析：D由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c（H＋）·c（OH－）＝Kw，A项正确；由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c（H＋）＜c（OH－），B项正确；温度越高，水的电离程度越大，电离出的c（H＋）与c（OH－）越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线上任意点都有c（H＋）＝c（OH－），只有当c（H＋）＝10－7mol·L－1时，才有pH＝7，D项错误。

6.某温度时水的离子积常数Kw＝10－13，此温度下将同浓度的NaOH溶液与稀硫酸按体积比3∶1混合，若所得混合液pH＝12，则原溶液的浓度为（）

A.0.40mol·L－1B.0.20mol·L－1

C.0.04mol·L－1D.0.50mol·L－1

解析：A某温度时水的离子积常数Kw＝10－13，设NaOH溶液与稀硫酸的浓度为c，体积分别为3V和V，则NaOH溶液中c（OH－）＝c，硫酸中c（H＋）＝2c，所得混合液pH＝12，c（H＋）＝10－12mol·L－1，c（OH－）＝＝mol·L－1＝0.1mol·L－1，则碱过量，混合后c（OH－）＝＝0.25c＝0.1mol·L－1，则c＝0.40mol·L－1。

7.实验室用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中可能使测定结果偏低的是（）

A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸润洗2～3次

B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失

C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，立即记下滴定管液面所在刻度

D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次

解析：CA项，所用的盐酸的实际用量大于理论用量，导致测定结果偏高；B项，这种操作会导致盐酸读数偏大，导致测定结果偏高；C项，由黄色变为橙色可能由于局部c（H＋）变大引起的，振荡后可能还会恢复黄色，应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点，所用盐酸的量比理论用量偏小，测出的NaOH溶液浓度偏低，导致测定结果偏低；D项，用NaOH溶液润洗锥形瓶，直接导致盐酸的用量偏大，导致测定结果偏高。

8.在T℃时，某NaOH稀溶液中c（H＋）＝10－amol·L－1，c（OH－）＝10－bmol·L－1，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸（T℃），测得混合溶液的部分pH如下表所示：

序号NaOH溶液体积/mL盐酸体积/mL溶液pH

①20.000.008

②20.0020.006

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为（）

A.1B.4

C.5D.6

解析：B据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14。通过①可知，此NaOH溶液中c（OH－）＝10－4mol·L－1，由②可知，加入20mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和，则c（H＋）＝＝1×10－4mol·L－1，则c＝4。

9.若往20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法不正确的是（）

A.c点时，水的电离程度最大，溶液呈碱性

B.若b点混合溶液显酸性，则2c（Na＋）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）

C.混合溶液中水的电离程度：b＞c＞d

D.由图可知，该反应的中和反应反应热保持不变

解析：Cc点时，CH3COOH和NaOH恰好完全反应，得到CH3COONa溶液，由于CH3COO－水解，溶液呈碱性，A项正确；b点时，反应得到等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，根据物料守恒得2c（Na＋）＝c（CH3COOH）＋c（CH3COO－），B项正确；b点为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，c点为CH3COONa溶液，d点为等物质的量浓度的NaOH、CH3COONa的混合溶液，故c点水的电离程度最大，C项错误；中和热与酸碱的用量无关，中和热保持不变，D项正确。

10.常温下，向20mL1.0mol·L－1HA溶液中逐滴加入1.0mol·L－1的NaOH溶液，溶液中水电离出的H＋浓度随加入NaOH溶液的体积变化如图所示，下列说法不正确的是（）

A.HA的电离平衡常数约为10－8

B.b点时加入NaOH溶液的体积小于10mL

C.c点溶液中离子浓度的大小关系为c（Na＋）＞c（A－）＞c（OH－）＞

c（H＋）

D.d点溶液的pH＝7

解析：Da点表示1.0mol·L－1HA溶液中由水电离出氢离子浓度为10－10mol·L－1，则c（OH－）＝10－10mol·L－1，c（H＋）＝10－4mol·L－1，则HA的电离平衡常数约为＝10－8，A正确；当加入10mLNaOH溶液时，溶液中为等物质的量浓度的NaA和HA，HA的电离常数为10－8，A－的水解常数为＝10－6，则A－的水解程度大于HA的电离程度，此时溶液显碱性，而b点溶液显中性，则b点时加入NaOH溶液的体积小于10mL，B正确；c点恰好为NaA溶液，A－水解使溶液显碱性，此时溶液中离子浓度的大小关系为c（Na＋）＞c（A－）＞c（OH－）＞c（H＋），C正确；d点溶液显碱性，pH＞7，D错误。

11.若用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AG＝lg。室温下实验室中用0.01mol·L－1的氢氧化钠溶液滴定20.00mL0.01mol·L－1醋酸，滴定过程如图所示，下列叙述正确的是（）

A.室温下，醋酸的电离平衡常数约为10－5

B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00mL

C.若B点为40mL，所得溶液中：c（Na＋）＝c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）

D.从A到B，水的电离程度逐渐变大

解析：A室温下，醋酸的AG＝lg＝7，即＝107，而水的离子积Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝10－14，两式联立可得：c（H＋）＝10－3.5mol·L－1，而在醋酸溶液中，c（CH3COO－）≈c（H＋）＝10－3.5mol·L－1，故醋酸的电离平衡常数Ka＝＝＝10－5，A正确；A点的AG＝lg＝0，即＝1，即c（H＋）＝c（OH－），溶液显中性，而当加入氢氧化钠溶液20.00mL时，氢氧化钠和醋酸恰好完全中和，得到醋酸钠溶液，溶液显碱性，B错误；当B点加入NaOH溶液40mL时，所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液，根据物料守恒可知，c（Na＋）＝2[c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）]，C错误；A点之后，当V（NaOH）＞20mL后，水的电离受到抑制，电离程度又会逐渐变小，D错误。

12.碘水中存在可逆反应：I2（aq）＋I－（aq）（aq），为测定该反应的平衡常数K进行实验。

实验ⅰ测定平衡体系中I2和总浓度

已知：I2＋2Na2S2O32NaI＋Na2S4O6；实验ⅰ和实验ⅱ中I2浓度近似相等。

下列说法错误的是（）

A.滴定过程中应使用碱式滴定管

B.淀粉的特征反应为常温下，淀粉遇碘变蓝

实验ⅱ测定饱和碘水中I2浓度

解析：D由实验ⅰ可得，c（）＋c（I2）＝＝2.5V1×10－4mol·L－1，由实验ⅱ可得，c（I2）＝＝5V2×10－5mol·L－1。由于Na2S2O3呈碱性，所以滴定过程中应使用碱式滴定管，A正确；检验溶液中的I2时，通常使用淀粉作试剂，因为常温下，淀粉遇碘变蓝，B正确；利用分析时的数据，实验ⅰ中平衡体系中c（）＝[c（）＋c（I2）]－c（I2）＝（2.5V1×10－4－5V2×10－5）mol·L－1，C正确；由C中分析可知，实验ⅰ平衡时c（）＝[c（）＋c（I2）]－c（I2）＝（2.5V1×10－4－5V2×10－5）mol·L－1，c（I－）＝0.01mol·L－1－c（）＝[0.01－（2.5V1×10－4－5V2×10－5）]mol·L－1，K＝＝，D错误。

二、非选择题：本题包括3个小题。

13.（1）不同温度下水的离子积为25℃：1×10－14；t1：a；t2：1×10－12。试回答以下问题：

①若25＜t1＜t2，则a1×10－14（填“＞”“＜”或“＝”），做此判断的理由是。

②25℃时，某Na2SO4溶液中c（S）＝5×10－4mol·L－1，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c（Na＋）∶c（OH－）＝。

③在t2温度下测得某溶液pH＝7，该溶液显（填“酸”“碱”或“中”）性。

解析：①水是弱电解质，存在电离平衡，电离吸热，所以温度升高，水的电离程度增大，水的离子积增大；②25℃时，某Na2SO4溶液中c（S）＝5×10－4mol·L－1，则溶液中钠离子浓度是1×10－3mol·L－1，如果稀释10倍，则钠离子浓度是1×10－4mol·L－1，但硫酸钠溶液是显中性的，所以c（Na＋）∶c（OH－）＝10－4mol·L－1∶10－7mol·L－1＝1000∶1；③t2温度下水的离子积常数是1×10－12，所以在该温度下，pH＝6是显中性的，因此某溶液pH＝7，则该溶液显碱性。

答案：①＞温度升高，水的电离程度增大，水的离子积增大②1000∶1③碱

①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是（用a、b、c表示，下同）。

②将c（H＋）相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c（H＋）由大到小的顺序是。

（2）在一定温度下，有a.醋酸，b.硫酸，c.盐酸三种酸。

解析：①盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，所以当三种酸物质的量浓度相等时，溶液中c（H＋）由大到小的顺序是b＞c＞a，氢离子浓度越大，水的电离程度越小，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序为a＞c＞b；②醋酸在稀释过程中会促进电离，所以氢离子的物质的量增加，氢离子的浓度变化程度小，硫酸和盐酸溶液中氢离子物质的量不变且相等，所以c（H＋）由大到小的顺序为a＞b＝c。

答案：①a＞c＞b②a＞b＝c

14.已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：

（1）95℃时，水的电离平衡曲线应为B，请说明理由：。25℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为。

解析：水的电离是吸热过