(知识点)化学选修四第三章第二节-水的电离和溶液的酸碱性.docx

第二节 水的电离和溶液的酸碱性
一、水的电离
1、水的离子积：Kw=cH+·c（OH-）
25℃时，cH+=cOH-=107mol/L；
Kw=c（H+）·c（OH-）=1×10-14
注意：Kw只与温度有关，温度一定，则Kw值一定。
2、水电离特点：可逆 吸热 极弱
3、影响水电离平衡常数的外界因素：
加入酸、碱：抑制水的电离
升高温度：促进水的电离
加入易水解的盐（如FeCl3、Na2CO3）：促进水的电离
加入与水反应的活泼金属（如Na、K）：促进水的电离。
4、常温下水电离产生c(H＋)和c(OH－)计算的5种类型
(1)中性溶液：c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 mol·L－1。
(2)酸的溶液——OH－全部来自水的电离。
实例：pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，则c(OH－)＝Kw/10－2＝1×10－12 (mol·L－1)，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 mol·L－1。
(3)碱的溶液——H＋全部来自水的电离。
实例：pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，则c(H＋)＝Kw/10－2＝1×10－12(mol·L－1)，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。
(4)水解呈酸性的盐溶液——H＋全部来自水的电离。
实例：pH＝5的NH4Cl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，因部分OH－与部分NH结合使c(OH－)＝10－9 mol·L－1。
(5)水解呈碱性的盐溶液——OH－全部来自水的电离。
实例：pH＝12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH－)＝10－2 mol·L－1，因部分H＋与部分CO结合使c(H＋)＝10－12 mol·L－1。
二、溶液的酸碱性和pH
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。
c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性，25 ℃时，pH<7。c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，25 ℃时，pH＝7。
c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性，25 ℃时，pH>7。
2．溶液的pH
(1)定义式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性跟pH的关系
室温下：

(3)pH的测定
用pH试纸测定：
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：把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
注意：a.pH试纸使用前不能用蒸馏水湿润，否则待测液因被稀释可能会产生误差。
b．用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。
3、溶液pH的计算
（1）单一溶液pH的计算
强酸溶液，如HnA溶液，设溶质的物质的量浓度为c mol·L－1，c(H＋)＝nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg nc ；
强碱溶液，如B(OH)n溶液，设溶质物质的量浓度为c mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg nc。
（2）溶液稀释的pH计算
pH＝a的酸
pH＝b的碱
对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数，强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。
对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)，稀释相同的倍数，pH的变化幅度不同，强酸(或强碱)稀释后pH变化幅度大。
（3）混合溶液的pH计算
两强酸混合后pH的计算：
由c(H＋)混＝先求出混合后的c(H＋)混，再根据公式pH＝－lg c(H＋)求pH。
强酸与强碱混合后pH的计算
强酸与强碱混合的实质是中和反应即H＋＋OH－===H2O，中和后溶液的pH有以下三种情况：
A、若恰好中和，pH＝7。
B、若剩余酸，先求中和后的c(H＋)，再求pH。
C、若剩余碱，先求中和后的c(OH－)，再通过Kw求出c(H＋)，最后求pH。
三、酸碱中和滴定
1．实验原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝。
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)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(2)仪器：酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。

(3)滴定管特征和使用要求
①“0”刻度在上，精确度0.01 mL。
②查漏—洗涤—润洗—装液。
③禁止混用酸式滴定管和碱式滴定管。
④滴定管的选用：
酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管，因为酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶；
碱性的试剂一般用碱式滴定管，因为碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开。
3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定准备“八动词”

(2)滴定过程“三动作”

(3)终点判断“两数据”
①最后一滴：滴入最后一滴，溶液颜色发生突变。
②半分钟：颜色突变后，经振荡半分钟内不复原，视为滴定终点。
(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。
(5)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)＝，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。V(标准)变大，则c(待测)偏高；V(标准)变小，则c(待测)偏低。
②常见误差
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：