中职有机化学课件-第18讲 水的电离和溶液的酸碱性

第18讲水的电离和溶液的酸碱性考纲定位选项示例1.了解水的电离及其离子积常数。2.了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。1.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应。(2012年江苏高考T10－D)2.稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH增大。(2012年重庆高考T10－B)(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。一、水的电离1．水的电离方程式：____________________，或者H2O＋H2O

H3O＋＋OH－。2．水的离子积25℃时，Kw＝1.0×10－14。

(2)影响因素：Kw是________的函数，与溶质无关，升高温度，水的电离平衡________移动，Kw

增大。温度正向二、溶液的酸碱性与pH1．溶液的酸碱性决定于c(H＋)与c(OH－)的关系：(1)c(H＋)____c(OH－)，溶液呈中性；(2)c(H＋)____c(OH－)，溶液呈酸性；(3)c(H＋)____c(OH－)，溶液呈碱性。2．pH(1)表示方法：pH＝－lgc(H＋)。＝＞＜

，即：①pH表示溶液酸碱性的强弱。pH越______，溶液酸性越强；反之，溶液的碱性越强。②使用范围：1.0×10－14mol·L－1≤c(H＋)≤1.0mol·L－10≤pH≤14。

小

注意：pH为7的溶液不一定为中性。100℃时，Kw＝1×10－12，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol·L－1,此时pH为6，但溶液仍为中性。因此判断溶液酸碱性的根本依据是比较溶液中c(H＋)、c(OH－)的相对大小。(2)pH与酸碱性。三、测定pH的方法和酸碱中和滴定1．测定pH的方法

(1)pH试纸的使用。 方法：把小片试纸放在______________上，用____________蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与___________对比即可确定溶液的pH。

注意：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差。(2)用pH计测定：可精确测量溶液的pH。玻璃片或白瓷板洁净玻璃棒标准比色卡2．酸碱中和滴定实验(1)试剂：0.1mol·L－1HCl溶液、NaOH溶液(未知浓度)、酚酞试液、蒸馏水。(2)仪器：酸式滴定管(A)、碱式滴定管(B)、滴定管夹、锥形瓶、洗瓶、铁架台、烧杯等。图3-18-1

(3)实验操作过程。①滴定准备。滴定管的准备：检漏——洗涤——润洗——加酸液——________——调液面——记录。锥形瓶的准备：a.加碱液；b.记读数；c.加指示剂。②滴定。______手控制滴定管活塞，______手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中__________的变化。赶气泡左右溶液颜色

③终点的判断。 滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且__________不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。 ④读数。 读取滴定管内液体体积时，应使滴定管与水平的实验台面保持垂直，并使视线与滴定管内液体的________最低处水平相切。 ⑤数据记录。 按上述操作重复2～3次，求出用去标准盐酸体积的平均

值，根据

计算。半分钟内凹液面(1)终点判断：(滴入最后一滴，溶液变色后，半分钟内不复原)(2)中和反应恰好进行完全得到的溶液，不一定显中性，有可能显酸性或碱性。操作指示剂酚酞甲基橙强碱滴定强酸无色变为浅红色橙色变为黄色强酸滴定强碱浅红色变为无色黄色变为橙色

考点1影响水的电离的因素

1．温度

因为水的电离是吸热过程，故升高温度后，水的电离平衡

2．加入酸或碱

向右移动。c(H＋)和c(OH－)同时增大，但由水电离出的c(H＋)和c(OH－)始终相等，故纯水仍呈中性。

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，由于溶液中c(H＋)[或c(OH－)]增大，水的电离程度减小。3．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＋结合生成弱酸，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，水的电离程度增大。

总之，升高温度、加入弱碱阳离子或弱酸根阴离子都能促进水的电离；降低温度、加入酸、碱、部分酸式盐都能抑制水的电离。【例1】(2012年上海高考)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( A．NaHSO4溶液

C．KAl(SO4)2溶液)。

B．KF溶液

D．NaI溶液

思路指导：酸碱抑制水的电离平衡向右移动，可水解的离子促进水的电离。

答案：D

解析：A项电离出H＋，抑制水的电离，A项错误；B项F－水解促进水的电离，B项错误；C项Al3＋水解促进水的电离，C项错误；D项中Na＋、I－均不水解，对水的电离无影响，D项正确。···

【例2】(2013年山西调研)室温下，水的电离达到平衡：H2O

H＋＋OH－。下列叙述正确的是(

)。

A．将水加热，平衡正向移动，KW变小

B．向水中加入少量NaOH固体，平衡逆向移动，c(OH－)增大

C．新制氯水久置后，水的电离平衡正向移动，c(OH－)增大

D．向水中加入少量CH3COONa固体，平衡正向移动，KW增大解析：A项，加热后KW变大，不正确；C项，新制氯水久置后，水的电离平衡向左移动，c(OH－)减小，不正确；D项，温度不变，KW不变，不正确。答案：B考点2关于pH的计算1．计算原则

2．溶液稀释时pH的变化项目酸碱弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍<pH＋npH＋n>pH－npH－n无限稀释pH趋向于7

“无限稀释7为限”，无论稀释多大倍数，酸溶液不显碱性，碱溶液不显酸性，溶液pH接近于7。

3．溶液的pH计算

(1)单一溶液的pH计算。

(2)酸、碱混合溶液的pH计算。

【例3】(2011年福建高考)常温下0.1mol·L－1醋酸溶液的)。pH＝a，下列能使溶液pH＝(a＋1)的措施是( A．将溶液稀释到原体积的10倍

B．加入适量的醋酸钠固体

C．加入等体积0.2mol·L－1盐酸

D．提高溶液的温度思路指导：注意弱酸与强酸电离的区别。

答案：B

解析：醋酸是弱酸，电离方程式是CH3COOHH＋＋CH3COO－，故稀释10倍，pH增加不到一个单位，A项错误；加入适量的醋酸钠固体，抑制醋酸的电离，使其pH增大，可以使溶液的pH由a变成(a＋1)，B项正确；加入等体积0.2mol·L－1盐酸，虽然抑制醋酸的电离，但增大了c(H＋)，溶液的pH减小，C项错误；提高溶液的温度，促进了醋酸的电离，c(H＋)增大，溶液的pH减小，D项错误。

【例4】(2013年湖北宜昌模拟)已知水的离子积常数随温度的变化而变化，25℃时，Kw＝1.0×10－14；100℃时，Kw＝5.5×10－13。下列说法正确的是(

)。

A．100℃时，pH＝12的NaOH溶液和pH＝2的H2SO4恰好中和，所得溶液的pH＝7

B．25℃时，0.2mol·L－1Ba(OH)2溶液和0.2mol·L－1HCl等体积混合，所得溶液的pH＝7

C．25℃时，0.2mol·L－1NaOH溶液与0.2mol·L－1

CH3COOH恰好中和，所得溶液的pH＝7

D．25℃时，pH＝12的氨水和pH＝2的H2SO4等体积混合，所得溶液的pH＞7解析：A选项，恰好中和，溶液pH＜7，错误；B选项，OH－过量，溶液呈碱性，错误；C选项，正好完全反应生成的CH3COONa水解呈碱性，错误；D选项，氨水的浓度远远大于硫酸的浓度，氨水过量，溶液呈碱性，正确。答案：D规律方法水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算室温下水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算规律(1)中性溶液。c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1。(2)溶质为酸的溶液。H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水的电离。如计算pH＝2的盐酸中水电离出的c(H＋)：先求出溶液中的c(OH－)＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。

【例5】(2011年四川高考)25℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3

溶液中，发生电离的水的物质的量之比是()。A．1∶10∶1010∶109B．1∶5∶5×109∶5×108C．1∶20∶1010∶109D．1∶10∶104∶109

解析：①中pH＝0的H2SO4中c(H＋)＝1.0mol·L－1，c(OH－)＝1.0×10－14mol·L－1，水电离的物质的量为1.0×10－14mol；②中c(OH－)＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，水电离的物质的量为1.0×10－13mol；

答案：A③中c(OH－)＝1.0×10－4mol·L－1，水的电离的物质的量为1.0×10－4mol；④中c(H＋)＝1.0×10－5mol·L－1，水的电离的物质的量为1.0×10－5mol。故①②③④中水的电离的物质的量之比为：1.0×10－14mol∶1.0×10－13mol∶1.0×10－4mol∶1.0×10－5mol＝1∶10∶1010∶109，A项正确。V(待测)思维模型酸碱中和滴定的误差分析1．原理依据原理c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，所以c(待测)＝c(标准)·V(标准)

，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。

2．常见误差

以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：步骤操作V(标准)c(待测)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

【例6】(双选)一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是中学化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制1mol/L的稀硫酸标准溶液，然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中正确的是________(填序号)。A．实验中所用到的滴定管、容量瓶，在使用前均需要检漏B．如果实验中需用60mL的稀硫酸标准溶液，配制时应选用60mL容量瓶C．容量瓶中含有少量蒸馏水，会导致所配标准溶液的浓度偏小D．酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，即装入标准浓度的稀硫酸，则测得的NaOH溶液的浓度将偏大E．配制溶液时，定容时俯视刻度线，则导致实验结果偏大F．中和滴定时，若在最后一次读数时俯视读数，则导致实验结果偏大

解析：A项，滴定管、容量瓶都为带塞仪器，使用前需检漏，正确；B项，实验室无60mL容量瓶，应选择容积比60mL大而与之接近的容量瓶配制，错误；C项，容量瓶内有少量蒸馏水对所配标准溶液浓度无影响；D项，酸式滴定管不润洗使所测NaOH溶液浓度偏大，正确；E项，配制溶液时，定容时俯视，所配溶液浓度偏高，导致实验结果偏小；F项，导致实验结果偏小。答案：AD实验探究有关酸碱中和滴定

【例7】(2012年广东广州模拟)实验室中可用盐酸滴定的方法测定Na2CO3或NaHCO3的含量。测定Na2CO3时，若用酚酞作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由红色变无色时Na2CO3

完全转化为NaHCO3；测定NaHCO3

时，若用甲基橙作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由黄色变橙色时NaHCO3完全转化为CO2

逸出。(相对分子质量：Na2CO3－106，NaHCO3－84) (1)分别写出上述转化反应的离子方程式：__________________、__________________。

(2)某天然碱的化学式为xNa2CO3·NaHCO3·2H2O，为了测定其组成，取0.3320g样品于锥形瓶中，加适量蒸馏水使之溶解，色，消耗盐酸20.00mL；再向已变无色的溶液中加入几滴甲基橙，继续用该盐酸滴定至溶液由黄色变橙色，又消耗盐酸30.00mL。①实验时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、锥形瓶、____________。②该天然碱化学式中x＝________。加入几滴酚酞，用0.1000mol·L－1的盐酸滴定至溶液由红色变无限选试剂：0.1000mol·L盐酸、稀硝酸、AgNO3溶液、酚

(3)某学习小组在实验室中制备Na2CO3，假设产品中含有少量NaCl、NaHCO3

杂质，设计实验方案进行检验，完成下表。－1酞、甲基橙、蒸馏水实验步骤结果分析步骤1：取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水使之溶解，_______有白色沉淀生成，说明产品中含有NaCl步骤2：另取少量样品于锥形瓶中，再加入适量蒸馏水使之溶解，加入几滴酚酞，用0.1000mol·L－1盐酸滴定至溶液由红色变无色，记录消耗盐酸的体积V1。____________，记录消耗盐酸的体积V2__________，说明产品中含有NaHCO3··

解析：(2)碳酸钠本身转化为碳酸氢钠和碳酸氢钠转化为氯化钠两步反应消耗的盐酸体积相同。故第二次滴定时，原有碳酸氢钠消耗的盐酸为30mL－20mL＝10mL，故碳酸钠与碳酸氢钠物质的量之比为2∶1，显然x＝2。

(3)V2＝V1说明没有碳酸氢钠，所以V2>V1。

(2)①酸式滴定管②2(3)滴加足量稀硝酸酸化，再滴加几滴AgNO3溶液再向已变无色的溶液中滴加几滴甲基橙，继续用该盐酸滴定至溶液由黄色变为橙色V2>V1题组一水的电离1．(双选)对于常温下pH为1的HNO3溶液，下列叙述正确的是()。

A．该溶液1mL稀释至100mL后，pH等于3 B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和

C．该溶液中硝酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)的比值为10－12

D．该溶液中水电离出的c(H＋)是pH为3的硝酸中水电离

出的c(H＋)的100倍答案：AB2．下列说法正确的是()。

A．25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NaCl溶液的Kw

B．由水电离的c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液中：Ca2＋、能大量共存

C．水的离子积常数Kw

随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应

D．稀醋酸加水稀释，醋酸电离程度增大，溶液的pH增大解析：A项Kw只随温度改变而改变，温度升高Kw变大；电离是吸热反应。答案：D题组二溶液的pH3．下列说法正确的是()。

A．25℃时，某物质的溶液pH＜7，则该物质一定是酸或强酸弱碱盐

B．25℃时，pH＝4的番茄汁中c(H＋)是pH＝6的牛奶中c(H＋)的100倍

C．25℃与60℃时，水的pH相等

D．将pH＝4的盐酸加水稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低

答案：B解析：A项可以是酸式盐；D项溶液中c(OH－)是升高的。4．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，该混合溶液的pH等于()。A．1.7C．12.0

B．2.0D．12.4