人教版高中化学选修4第9讲：水的电离和溶液的酸碱性(学生版)

水的电离和溶液的酸碱性____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．了解水的电离、离子积常数。2．了解溶液pH的定义。3．了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。4．能根据实验试题要求，分析处理实验数据，得出合理结论。一、水的电离和溶液的酸碱性1.水电离平衡：水的离子积：KW=c[H+]·c[OH-]25℃时,[H+]=[OH-]=10-7mol/L;KW=[H+]·[OH-]=1*10-14注意：KW只与温度有关，温度一定，则KW值一定KW不仅适用于纯水，适用于任何溶液（酸、碱、盐）2.水电离特点：（1）可逆（2）吸热（3）极弱3.影响水电离平衡的外界因素： ①酸、碱：抑制水的电离KW〈1*10-14②温度：促进水的电离（水的电离是吸热的）③易水解的盐：促进水的电离KW〉1*10-144.溶液的酸碱性和pH：（1）pH=-lgc[H+]（2）pH的测定方法：酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞。变色范围：甲基橙3.1~4.4（橙色）石蕊5.0~8.0（紫色）酚酞8.2~10.0（浅红色）pH试纸—操作玻璃棒蘸取未知液体在试纸上，然后与标准比色卡对比即可。注意：①事先不能用水湿润PH试纸；②广泛pH试纸只能读取整数值或范围二、混合液的pH值计算方法公式1.强酸与强酸的混合：（先求[H+]混：将两种酸中的H+离子物质的量相加除以总体积，再求其它）[H+]混=（[H+]1V1+[H+]2V2）/（V1+V2）2.强碱与强碱的混合：（先求[OH-]混：将两种酸中的OH离子物质的量相加除以总体积，再求其它）[OH-]混＝（[OH-]1V1+[OH-]2V2）/（V1+V2）(注意:不能直接计算[H+]混)3.强酸与强碱的混合：（先据H++OH-==H2O计算余下的H+或OH-，①H+有余，则用余下的H+数除以溶液总体积求[H+]混；OH-有余，则用余下的OH-数除以溶液总体积求[OH-]混，再求其它）三、稀释过程溶液pH值的变化规律：1.强酸溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原+n（但始终不能大于或等于7）2.弱酸溶液：稀释10n倍时，pH稀〈pH原+n（但始终不能大于或等于7）3.强碱溶液：稀释10n倍时，pH稀=pH原－n（但始终不能小于或等于7）4.弱碱溶液：稀释10n倍时，pH稀〉pH原－n（但始终不能小于或等于7）5.不论任何溶液，稀释时pH均是向7靠近（即向中性靠近）；任何溶液无限稀释后pH均接近76.稀释时，弱酸、弱碱和水解的盐溶液的pH变化得慢，强酸、强碱变化得快。四、强酸（pH1）强碱（pH2）混和计算规律1.若等体积混合pH1+pH2=14则溶液显中性pH=7pH1+pH2≥15则溶液显碱性pH=pH2-0.3pH1+pH2≤13则溶液显酸性pH=pH1+0.32.若混合后显中性pH1+pH2=14V酸：V碱=1：1pH1+pH2≠14V酸：V碱=1：10〔14-（pH1+pH2）〕五、酸碱中和滴定：1.中和滴定的原理实质：H++OH—=H2O即酸能提供的H+和碱能提供的OH-物质的量相等。2.中和滴定的操作过程：（1）仪②滴定管的刻度，O刻度在上，往下刻度标数越来越大，全部容积大于它的最大刻度值，因为下端有一部分没有刻度。滴定时，所用溶液不得超过最低刻度，不得一次滴定使用两滴定管酸（或碱），也不得中途向滴定管中添加。②滴定管可以读到小数点后一位。（2）药品：标准液；待测液；指示剂。（3）准备过程：准备：检漏、洗涤、润洗、装液、赶气泡、调液面。（洗涤：用洗液洗→检漏：滴定管是否漏水→用水洗→用标准液洗（或待测液洗）→装溶液→排气泡→调液面→记数据V(始)（4）试验过程3.酸碱中和滴定的误差分析误差分析：利用n酸c酸V酸=n碱c碱V碱进行分析式中：n——酸或碱中氢原子或氢氧根离子数；c——酸或碱的物质的量浓度；V——酸或碱溶液的体积。当用酸去滴定碱确定碱的浓度时，则：c碱=上述公式在求算浓度时很方便，而在分析误差时起主要作用的是分子上的V酸的变化，因为在滴定过程中c酸为标准酸，其数值在理论上是不变的，若稀释了虽实际值变小，但体现的却是V酸的增大，导致c酸偏高；V碱同样也是一个定值，它是用标准的量器量好后注入锥形瓶中的，当在实际操作中碱液外溅，其实际值减小，但引起变化的却是标准酸用量的减少，即V酸减小，则c碱降低了；对于观察中出现的误差亦同样如此。综上所述，当用标准酸来测定碱的浓度时，c碱的误差与V酸的变化成正比，即当V酸的实测值大于理论值时，c碱偏高，反之偏低。同理，用标准碱来滴定未知浓度的酸时亦然。知识点一：电离平衡的移动例1.把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH－(aq),下列叙述正确的是（）A.给溶液加热，溶液的pH升高B.恒温下向溶液中加入CaO，溶液的pH升高C.向溶液中加入Na2CO3溶液，则其中的Ca(OH)2的固体增多D.向溶液中加入少量的NaOH固体，则其中的Ca(OH)2的固体增多知识点二：水的电离和水的离子积例2.25℃时，水的电离达到平衡：H2O＋；H＞0，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，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．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，KW增大，pH不变知识点三：影响水的电离平衡的因素例3.水的电离过程为H2OH++OH-,在不同温度下其平衡常数为K(25℃)=1.0×10-14，K(35℃)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是 （）A．C(H+)随着温度升高而降低 B．35℃时，C(H+)>C（）C．水的电离程度（25℃）>（35℃） D．水的电离是吸热的知识点四：水电离产生的c(H+)、c()的计算例4：某温度下纯水中C(H+)=2×10－7mol/L，则此时溶液中的C()=若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+)=5×10－6mol/L，则此时溶液中的C()=此溶液中水电离产生的c(H+)＝，水电离产生的C()=知识点五：溶液pH的计算例5：室温时下列混合溶液的pH一定小于7的是A.pH=3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合B.pH=3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合C.pH=3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合D.pH=3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合【基础演练】1.欲使0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中c(H+)、c(CO32-)、c(HCO3-)都减少，其方法是（）A．通入二氧化碳气体B．加入氢氧化钠固体C．通入氯化氢气体D．加入饱和石灰水溶液2.在－50℃液氨中有2NH3(液)NH4＋+NH2－的电离平衡关系，两离子的平衡浓度均为1×10—15mol/L，下列对－50℃时液氨的离子积的表达中正确的是（）A．离子积是1×10－15B．不加入其他物质，液氨中C()=C()C．若液氨中放人NaNH2，其离子积不变D．此液氨中放人NH4C1，其离子积数值增加3.下列物质溶解于水时，使水的电离平衡向右移动，且是由于电离出的阴离子的原因的是（）A．CH3COONa B．Na2SO4 C．NH4Cl D．HCOOH4.能促进水的电离，并使溶液中C(H+)>C()的操作是（）A．将水加热煮沸B．向水中投入一小块金属钠C．向水中通CO2D．向水中通NH3E．向水中加入明矾晶体F．向水中加入NaHCO3固体G．向水中加NaHSO4固体5.室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的c()为()A．1.0×10－7mol/L B．1.0×10－6mol/LC．1.0×10－2mol/L D．1.0×10－12mol/L【巩固提高】6.以下对常温时pH为9的KOH溶液与pH为9的Na2CO3溶液中由水电离出的C(H+)的比较中，正确的是（）A．两者相等B．前者是后者的5倍C．后者是前者的104倍D．无法比较7.下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是()A.相同浓度的两溶液中c(H＋)相同B.100mL0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C.pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5D.两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小8.下列叙述正确的是（）A.95℃纯水的pH＜7，说明加热可导致水呈酸性B.pH=3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH=4C.0.2mol·L－1的盐酸，与等体积水混合后pH=1D.pH=3的醋酸溶液，与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=79．(全国卷Ⅱ)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为()A．0.01mol/L B．0.017mol/L C．0.05mol/L D．0.50mol/L10．(潍坊模拟)下列溶液一定呈中性的是()A．c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol/L的溶液B．pH＝7的溶液C．使石蕊试液呈紫色的溶液D．酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液1．下列溶液肯定是酸性的是()A．含H＋的溶液 B．能使酚酞显无色的溶液C．pH＜7的溶液 D．c(OH－)＜c(H＋)的溶液2.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3.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是()4.常温下，某溶液中由水电离的c(H＋)＝1×10－13mol/L，该溶液可能是()①二氧化硫水溶液②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液A.①④B.①② C.②③ D.③④5.(山东师大附中模拟)室温下，在pH＝11的某溶液中，由水电离出的c(OH－)可能为()①1.0×10－7mol/L②1.0×10－6mol/L③1.0×10－3mol/L④1.0×10－11mol/LA.③ B.④ C.①③ D.③④6．常温下把pH＝5的盐酸和pH＝9的氢氧化钠溶液按体积比9∶11混合，混合后溶液的pH为()A．6 B．7 C．8 D．5.27．用已知浓度的盐酸测定未知浓度的NaOH溶液的物质的量浓度，待测液放在锥形瓶中．中和滴定时下列操作会使测定结果偏低的是(锥形瓶中溶液用滴定管量取)()A．碱式滴定管未用待测碱液润洗B．酸式滴定管未用标准盐酸润洗C．滴定过程中滴定管内不慎有标准液体溅出D．滴定前俯视读数，滴定后读数正确8．(福州模拟)下列溶液一定呈中性的是()A．将pH＝5的盐酸稀释100倍所得到的溶液B．等物质的量的强酸和强碱反应后所得到的混合溶液C．c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol/L的溶液D．非电解质溶于水得到的溶液9．（2015年西城期末）现有下列浓度均为0.1mol/L的电解质溶液：

①Na2CO3、②NaHCO3、③、④CH3COONH4、⑤NH4HCO3（1）上述5种物质的溶液既能与盐酸又能与烧碱溶液反应的是（填写序号）。（2）已知溶液④呈中性，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是。（3）已知溶液⑤呈碱性，比较④、⑤两溶液的酸碱性，可以得出的结论是。10.（2015年朝阳期末）常温下，浓度均为0.1mol/L的4种钠盐溶液pH如下：溶质Na2CO3NaHCO3NaClONaHSO3pH11.69.710.35.2下列说法不正确的是（)

A．四种溶液中，Na2CO3溶液中水的电离程度最大B．NaHSO3溶液显酸性的原因是:NaHSO3=Na++H++SO32-C．向氯水中加入少量NaHCO3(s)，可以增大氯水中次氯酸的浓度

D．常温下，相同物质的量浓度的H2SO3、H2CO3、HClO，pH最小的是H2SO3__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．用pH试纸测定溶液pH的正确操作是()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，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照2．将pH＝9的Ba(OH)2溶液和pH＝12的KOH溶液按4∶1的体积混合，则在室温时此混合溶液中的c(H＋)为()C．5×10－12mol/L3．常温下，某强酸溶液的pH＝a，强碱溶液pH＝b，已知a＋b＝12，两溶液混合后pH＝7，则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系是()A．V(酸)＝102V(碱)B．V(碱)＝102V(酸)C．V(酸)＝2V(碱)D．V(碱)＝2V(酸)4．水的电离平衡曲线如图所示：(1)若以A点表示25℃时水电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________。(2)将pH＝8的氢氧化钡溶液与pH＝5的盐酸混合并保持100℃恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为________。5．某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白：(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视___________________________________________。直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并________________为止。(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________。A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________mL，终点读数为________mL；所用盐酸溶液的体积为_____mL。6．氧化还原滴定实验同中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)．现有0.001mol/L酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液．反应的离子方程式是：2MnO4-＋5HSO3-＋H＋＝2Mn2＋＋5SO42-＋3H2O。请完成下列问题：(1)该滴定实验所需仪器有下列中的________。A．酸式滴定管(50mL)B．碱式滴定管(50mL)C．量筒(10mL)D．锥形瓶E．铁架台F．滴定管夹G．烧杯H．白纸I．胶头滴管J．漏斗(2)不用____________(填“酸”、“碱”)式滴定管盛放酸性KMnO4溶液，试分析原因________________________________________。(3)本实验________(填“需要”或“不需要”)使用指示剂，理由是__________________________________________。(4)滴定前平视KMnO4液面，刻度为amL，滴定后俯视液面刻度为bmL，则(b－a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)，根据(b－a)mL计算得到的待测浓度比实际浓度