届高考化学总复习专题八第二单元溶液的酸碱性教案苏教版文档格式.docx
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逆
不变
减小
增大
碱
可水解的盐
Na2CO3
NH4Cl
温度
升温
降温
其他:
如加入Na
[对点练]
1.某温度下,向c(H+)=1×
10-6mol·
L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×
10-2mol·
L-1。
下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于25℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×
10-10mol·
L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小
解析:
选D 该温度下蒸馏水中c(H+)=1×
L-1,大于25℃时纯水中c(H+),故温度高于25℃,A项正确;
此温度下Kw=1×
10-12,故该NaHSO4溶液中c(OH-)=1×
L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中的c(OH-)相等,B项正确;
加入NaHSO4后,NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,C项正确;
加水稀释时,c(H+)减小,而Kw不变,故c(OH-)增大,D项错误。
[题后归纳]
(1)水的离子积常数只与温度有关。
(2)水的电离过程是吸热的,温度升高,Kw增大。
(3)溶液稀释,外加酸、碱或能水解的盐都能引起水电离平衡的移动,但Kw不变。
(4)促进水的电离:
①升高温度;
②消耗OH-或H+(金属钠,可以水解的盐)。
(5)抑制水的电离:
①降低温度;
②外加酸、碱(NaHSO4性质相当于一元强酸)。
1.溶质为酸的溶液
溶液中的OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。
如pH=2的盐酸中,溶液中的c(OH-)=
=10-12mol·
L-1,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12mol·
2.溶质为碱的溶液
溶液中的H+全部来自水的电离,水电离产生的c(OH-)=c(H+)。
如pH=12的NaOH溶液中,溶液中的c(H+)=10-12mol·
L-1,由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12mol·
3.水解呈酸性或碱性的盐溶液
(1)水解呈酸性的盐溶液中,H+全部来自水的电离。
如pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离的c(H+)=10-5mol·
L-1,因为部分OH-与部分NH
结合,溶液中c(OH-)=10-9mol·
(2)水解呈碱性的盐溶液中,OH-全部来自水的电离。
如pH=12的Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH-)=10-2mol·
2.求算下列常温下溶液中由H2O电离的c(H+)和c(OH-)。
(1)pH=2的H2SO4溶液
c(H+)=____________,c(OH-)=____________。
(2)pH=10的NaOH溶液
(3)pH=2的NH4Cl溶液
c(H+)=____________。
(4)pH=10的Na2CO3溶液
c(OH-)=__________。
(1)pH=2的H2SO4溶液中,H+来源有两个:
H2SO4的电离和H2O的电离,而OH-只来源于水。
应先求算c(OH-),即为水电离的c(H+)或c(OH-)。
(2)pH=10的NaOH溶液中,OH-有两个来源:
H2O的电离和NaOH的电离,H+只来源于水。
应先求出c(H+),即为水电离的c(OH-)或c(H+)。
(3)和(4)水解的盐溶液中的H+或OH-均由水电离产生,水解显酸性的盐应计算其c(H+),水解显碱性的盐应计算其c(OH-)。
答案:
(1)10-12mol·
L-1 10-12mol·
(2)10-10mol·
L-1 10-10mol·
L-1 (3)10-2mol·
(4)10-4mol·
1.等浓度等体积一元酸与一元碱混合溶液的酸碱性
中和反应
混合溶液的酸碱性
强酸与强碱
中性
强酸与弱碱
酸性
弱酸与强碱
碱性
简记为谁强显谁性,同强显中性。
2.室温下,已知酸和碱pH之和的溶液,等体积混合后溶液的酸碱性
(1)两强混合
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
(2)一强一弱混合
pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;
一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
简记为谁弱显谁性。
3.判断下列溶液在常温下的酸、碱性(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( )
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合( )
(3)相同浓度的NH3·
H2O和HCl溶液等体积混合( )
(4)pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合( )
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )
(8)pH=2的HCl和pH=12的NH3·
H2O等体积混合( )
(1)中性
(2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性
(6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
(1)单一溶液的pH计算
①强酸溶液:
如HnA,设浓度为cmol·
L-1,c(H+)=ncmol·
L-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。
②强碱溶液(25℃):
如B(OH)n,设浓度为cmol·
L-1,c(H+)=
mol·
L-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。
(2)混合溶液pH计算的3大类型
①两种强酸混合:
直接求出c(H+)混,再据此求pH。
c(H+)混=
。
②两种强碱混合:
先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。
c(OH-)混=
③强酸、强碱混合:
先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=
(3)溶液稀释时pH值的判断
①正确理解酸、碱的无限稀释规律
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正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到体积为原来的10n倍
稀释后溶液pH
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a<
pH<
a+n<
7
强碱
pH=b
pH=b-n
弱碱
7<
b-n<
b
4.求下列常温条件下溶液的pH(已知lg1.3=0.1,lg2=0.3,混合溶液忽略体积的变化)。
(1)0.005mol·
L-1的H2SO4溶液________。
(2)0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液________(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×
10-5)。
(3)0.001mol·
L-1的NaOH溶液________。
(4)pH=2的盐酸与等体积的水混合________。
(5)pH=2的盐酸加水稀释到1000倍________。
(6)将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合________。
(7)将pH=3的HCl与pH=3的H2SO4等体积混合________。
(8)常温下,将pH=5的盐酸与pH=9的NaOH溶液以体积比11∶9混合________。
(1)c(H2SO4)=0.005mol·
L-1,c(H+)=2×
c(H2SO4)=0.01mol·
L-1,pH=2。
(2)
=Ka=1.8×
10-5,作近似计算,可得
=1.8×
10-5,c2(H+)=1.8×
10-6,c(H+)≈1.34×
10-3mol·
L-1,pH≈2.9。
(3)c(NaOH)=0.001mol·
L-1,c(OH-)=1×
L-1=10-11mol·
L-1,pH=11。
(4)由pH=2得c(H+)=10-2mol·
L-1,加入等体积水后,c(H+)=
×
L-1,pH=2.3。
(5)pH=2的盐酸加水稀释到1000倍,所得溶液的pH=2+3=5。
(6)由pH=8,pH=10可得两溶液OH-浓度分别为10-6mol·
L-1、10-4mol·
L-1,混合后溶液中c(OH-)=
L-1=
L-1≈2.0×
L-1,pH=9.7。
(7)两溶液中pH=3,则混合后溶液的pH=3。
(8)由pH=5,得c(H+)=10-5mol·
L-1,由pH=9得c(OH-)=10-5mol·
L-1,按体积比11∶9混合时,酸过量,混合后c(H+)=
L-1=10-6mol·
L-1,pH=6。
(1)2
(2)2.9 (3)11 (4)2.3 (5)5 (6)9.7
(7)3 (8)6
5.
(1)体积相同,浓度均为0.2mol·
L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m与n的关系为________。
(2)体积相同,浓度均为0.2mol·
L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________。
(3)体积相同,pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________。
(4)体积相同,pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m与n的关系为________。
(1)m<n
(2)m>n (3)m<n (4)m>n
[题点全练—过高考]
题点一 影响水的电离平衡的因素及结果判断
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×
”)。
(1)纯水中c(H+)随着温度的升高而降低( )
(2)25℃时,0.10mol·
L-1NaHCO3溶液加水稀释后,c(H+)与c(OH-)的乘积变大( )
(3)已知某温度下CH3COOH和NH3·
H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol·
L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中水的电离程度始终增大( )
(4)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变( )
(5)向水中加入少量硫酸氢钠固体,促进了水的电离,c(H+)增大,Kw不变( )
(6)向水中加入AlCl3溶液对水的电离不产生影响( )
(7)100℃的纯水中c(H+)=1×
10-6mol·
L-1,此时水呈酸性( )
(1)×
(2)×
(3)×
(4)×
(5)×
(6)×
(7)×
2.常温下,某溶液中由水电离的c(H+)=1×
10-13mol·
L-1,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.①④ B.①② C.②③ D.③④
选A 水电离的c(H+)=1×
L-1<10-7mol·
L-1,说明水电离受到抑制,溶液可能为酸溶液,也可能为碱溶液,二氧化硫水溶液和氢氧化钠水溶液符合,氯化铵水解促进水的电离,硝酸钠为中性溶液,不影响水的电离。
题点二 水电离出c(H+)或c(OH-)的计算
3.对于常温下pH=1的硝酸溶液,下列叙述正确的是( )
A.该溶液由1mL稀释至1000mL后,pH=3
B.该溶液中水电离出的c(H+)是pH=3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍
C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为10-12
D.向该溶液中加入等体积、pH=13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
选D pH=1的硝酸溶液中c(H+)=0.1mol·
L-1,1mL该溶液稀释至1000mL后,c(H+)=10-4mol·
L-1,pH=-lgc(H+)=-lg10-4=4,故A错误;
该溶液中水电离出的c(H+)是pH=3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的
,故B错误;
pH=1的硝酸溶液中由水电离出的c(H+)=10-13mol·
L-1,pH=1的硝酸溶液中硝酸电离出的c(H+)约为0.1mol·
L-1,该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比约为1012,故C错误;
pH=13的氢氧化钡溶液中c(OH-)=0.1mol·
L-1,与等体积的pH=1的硝酸溶液恰好完全中和,故D正确。
4.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H+)分别是1.0×
10-amol·
L-1和1.0×
10-bmol·
L-1,在此温度下,则下列说法正确的是( )
A.a<b
B.a=b
C.水的离子积为1.0×
10-(7+a)
D.水的离子积为1.0×
10-(b+a)
选D 加酸抑制水的电离,加易水解的盐促进水的电离,则a>b,A、B选项错误;
由题意可知,两种溶液的pH=b,即硫酸溶液中c(H+)是1.0×
L-1,而水电离产生的c(H+)等于水电离产生的c(OH-),所以硫酸溶液中c(OH-)是1.0×
L-1,Kw=1.0×
10-(b+a),D选项正确。
[规律方法]
(1)酸、碱、盐虽然影响水的电离平衡(不水解的盐除外),造成水电离出的H+或OH-的浓度发生变化,但在25℃时Kw仍然不变,因为Kw只与温度有关。
(2)水的离子积常数Kw=c(H+)·
c(OH-)中H+和OH-不一定是水电离出来的。
c(H+)和c(OH-)均指溶液中的H+或OH-的总浓度。
这一关系适用于任何稀的水溶液。
(3)在pH=2的盐酸中(或pH=12的NaOH溶液中)由水电离出来的c(H+)与c(OH-)之间的关系是相等的。
虽然外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候水电离出来的c(H+)和c(OH-)总是相等的。
(4)室温下,由水电离出的c(H+)=1×
L-1的溶液可能呈强酸性或强碱性,故在该溶液中HCO
、HSO
均不能大量共存。
题点三 溶液酸碱性的判断
5.下列溶液一定呈中性的是( )
A.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·
L-1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
选A 溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),A正确;
和常温时相比,如果升高温度,水的Kw增大,pH=7的溶液则会显碱性,B错误;
常温下在pH=5~8的溶液中石蕊均显紫色,所以C项中溶液可显酸性或碱性;
D项中生成的正盐如果能够水解,溶液有可能不呈中性。
6.(2018·
河北衡水中学调研)下列操作会使H2O的电离平衡向正方向移动,且所得溶液呈酸性的是( )
A.向水中加入少量的CH3COONa
B.向水中加入少量的NaHSO4
C.加热水至100℃,pH=6
D.向水中加少量的明矾
选D 加入少量的CH3COONa,CH3COO-与H+结合为CH3COOH,c(H+)减小,水的电离平衡正向移动,c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,A项不符合题意;
加入少量的NaHSO4,其电离出H+,c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,B项不符合题意;
加热水至100℃,水的电离平衡正向移动,但仍呈中性,C项不符合题意;
加少量的明矾,Al3+与水电离出的OH-结合为Al(OH)3,c(OH-)减小,水电离平衡正向移动,c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,D项符合题意。
(1)溶液呈现酸、碱性的实质是c(H+)与c(OH-)的相对大小,不能只看pH,一定温度下pH=6的溶液也可能显中性,也可能显酸性,应注意温度。
(2)使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。
(3)25℃时,pH=12的溶液不一定为碱溶液,pH=2的溶液也不一定为酸溶液,也可能为能水解的盐溶液。
题点四 溶液pH值的计算
7.(2018·
苏州模拟)将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为( )
A.9 B.10
C.11D.12
选C 将pH=1的盐酸加适量水,pH升高了1,说明所加的水是原溶液的9倍;
另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后,pH升高了1,则10-1×
1-10-1·
x=10-2·
(1+x),解得x=
,则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶
=11∶1。
8.(2018·
成都模拟)常温下,pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于( )
A.a-lg2B.b-lg2
C.a+lg2D.b+lg2
选B c(OH-)=
L-1≈
L-1,故pH=b-lg2。
9.在某温度时,测得0.01mol·
L-1的NaOH溶液的pH=11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw=____________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸VbL混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=______。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=_______。
(1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11mol·
L-1,c(OH-)=0.01mol·
L-1,故Kw=c(H+)·
c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:
H++OH-===H2O。
c(H+)·
Vb=c(OH-)·
Va,10-2·
Vb=
·
Va,
=
=1∶10。
②根据中和反应H++OH-===H2O,c(H+)·
Va,10-b·
=1013-(a+b)=10,即Va∶Vb=10∶1。
(1)10-13
(2)①1∶10 ②10∶1
[规律方法] 有关pH计算的一般思维模型
1.实验原理
(1)酸碱中和滴定是利用酸碱中和反应,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)以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液,待测NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=
(3)酸碱中和滴定的关键
①准确测定标准液的体积。
②准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
图A是酸式滴定管,图B是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(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
碱式滴定管
碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开
3.实验操作
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→调液面→记录。
②锥形瓶:
注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
(4)数据处理
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c(NaOH)=
计算。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
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
1.指示剂选择的基本原则
变色要灵敏,变色范围要小,变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
(1)不能用石蕊作指示剂。
(2)滴定终点为碱性时,用酚酞作指示剂,例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定终点为酸性时,用甲基橙作指示剂,例如用盐酸滴定氨水。
(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。
(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂,如用标准的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液时,KMnO4颜色恰好褪去时即为滴定终点。
2.滴定终点的判断答题模板
当滴入最后一滴×
标准溶液后,溶液变成×
色,且半分钟内不恢复原来的颜色。
解答此类题目注意三个关键点:
(1)最后一滴:
必须说明是滴入“最后一滴”溶液。
(2)颜色变化:
必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液的颜色变化。
(3)半分钟:
必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复原来的颜色”。
1.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:
甲基橙:
3.1~4.4 石蕊:
5.0~8.0 酚酞:
8.2~10.0
用0.1000mol·
L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,反应恰好完全时,下列叙述中正确的是( )
A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂
C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂
D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂
选D NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反应生成