第二讲 水的电离和溶液的酸碱性.ppt

第八章水溶液中的离子平衡,第二讲水的电离和溶液的酸碱性,一气贯通的课堂学案,一卷冲关的课后练案,考点一一突破,一举双得的课前预案,10,分钟识记,5,分钟体会,要点一网打尽,一、水的电离,1,电离方程式,水是一种极弱的电解质，其电离方程式为：,。,H,2,O,H,OH,2,室温下纯水的有关数据,(1),c,(H,),c,(OH,),。,(2),K,W,c,(H,),c,(OH,),。,(3)pH,。,3,K,W,的影响因素,K,W,只与温度有关，温度升高，,K,W,。,1.010,7,1.010,14,7,增大,思考,感悟,1,25,时，纯水的离子积,K,W,1.010,14,，那么，,25,时，,在盐酸、,NaOH,溶液中的,K,W,是多少？,提示,只要温度不变,(25),，不论在酸、碱、盐溶液中，,K,W,均为,1.010,14,。,二、溶液的酸碱性与,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,),的关系,室温,/25,数值,pH,中性溶液,c,(H,),c,(OH,),c,(H,),c,(OH,),7,1.0,10,7,c,(H,),、,c,(OH,),的关系,室温,/25,数值,pH,酸性溶液,c,(H,),c,(OH,),c,(H,),1,10,7,molL,1,7,碱性溶液,c,(H,),c,(OH,),c,(H,),1,10,7,molL,1,7,2,pH,(1),定义式：,pH,。,(2),意义：,表示溶液酸碱性的强弱，,pH,越小，酸性,。,越强,lg,c,(H,),(3)pH,试纸的使用：,方法：把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的,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润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；,b,用,pH,试纸读出的,pH,值只能是整数。,思考,感悟,2,某溶液的,pH,7,，该溶液是否一定呈中性？,提示,溶液酸碱性的判断与溶液的,pH,是否等于,7,没有直接的关系，而应比较溶液中,c,(H,),与,c,(OH,),的大小。用,pH,是否等于,7,判断溶液酸碱性只适用于室温下的溶液，而用,c,(H,),与,c,(OH,),的大小判断酸碱性，不受条件限制，适用于任何温度下的溶液。,三、酸碱中和滴定,1,实验用品,(1),仪器：,滴定管,(,如图,A),、,滴定管,(,如图,B),、,滴定管夹、铁架台、锥形瓶。,酸式,碱式,(2),试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。,2,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：,滴定管：检查是否漏水,洗涤,装液,调液面,记录。,锥形瓶：注碱液,记读数,加指示剂。,润洗,(2),滴定：,左手控制活塞，右手振荡锥形瓶，眼睛注视,变化，滴定至终点时，记录标准液的体积。,(3),终点判断：,等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且,，视为达到滴定终点。,锥形瓶内,溶液颜色,半分钟内不褪色,思考,感悟,3,实验室要准确取用,20.00,mL,KMnO,4,溶液，应使用哪,种滴定管？,提示,使用酸式滴定管，原因是,KMnO,4,溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管。,1.(2011,海南高考,),用,0.1026,molL,1,的盐,酸滴定,25.00,mL,未知浓度的氢氧化钠,溶液，滴定达终点时，滴定管中的液,面如图所示，正确的读数为,(,),A.22.30,mL,B.2235,mL,C.23.65,mL,D.23.70,mL,解析：,滴定管的,“,0”,刻度在上，,22.00,和,23.00,之间有,10,个格，每个格代表,0.10,，滴定管中的液面的正确读数为,22.35,mL,。,答案：,B,2,下列溶液一定呈中性的是,(,),A,c,(H,),c,(OH,),10,6,molL,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,解析：,溶液呈中性，则,c,(H,),c,(OH,),，,A,项正确；如果升高温度，水的,K,W,增大，,pH,7,的溶液则会显碱性，故,B,项不正确；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。,答案：,A,3,填写下表：,结果,条件,水的电离平衡的移动方向填,“,向左,”,或,“,向右,”,c,(H,),变化,pH,的变化,K,W,的变化,溶液的酸碱性,加少量浓盐酸,加少量固体,NaOH,加入,NH,4,Cl(s),加热,答案：,向左,增大,变小,不变,酸性增强,向左,减小,增大,不变,碱性增强,向右,增大,减小,不变,酸性增强,向右,增大,变小,变大,不变,4,将下列常温下溶液的,pH,用短线连接起来：,溶液组成 溶液,pH,(1)0.01 mol/L,的盐酸,(2)0.01 mol/L,的,NaOH,溶液,(3)1,mL,pH,3,的盐酸加水稀释至,10,mL,(4)pH,1,的盐酸与,pH,13,的,NaOH,溶液等体积混合,(5)50,mL,0.2 mol/L Ba(OH),2,溶液与,50,mL,0.2 mol/L,盐酸混合,(,假设混合溶液体积为酸、碱体积之和,),2,4,7,12,13,解析：,常温下，,0.01 mol/L,盐酸的,c,(H,),10,2,mol/L,，,pH,2,；,0.01 mol/L,NaOH,溶液,c,(OH,),10,2,mol/L,，,pH,12,；,1,mL,pH,3,的盐酸加水稀释至,10,mL,，,pH,3,1,4pH,1,的盐酸与,pH,13,的,NaOH,等体积混合，二者恰好完全反应，,pH,7,；,50,mL,0.2 mol/L Ba(OH),2,溶液与,50,mL,0.2 mol/L,盐酸混合后溶液中,c,(OH,),答案：,(1)2,，,(2)12,，,(3)4,，,(4)7,，,(5)13,5,有下列水溶液：,pH,0,的盐酸,0.5,molL,1,盐酸,0.1,molL,1,的,NH,4,Cl,溶液,0.1,molL,1,的,NaOH,溶液,0.5,molL,1,的,NH,4,Cl,溶液，以上溶液中，水电离的,c,(H,),由大到小的顺序是,_,。,答案：,解析：,属于酸溶液的有,、其中,c,(H,),较大；属于盐溶液的有,、,，其中,酸性较强；属于碱溶液的有,，因盐的水解促进水的电离，酸、碱的电离抑制水的电离，故水电离出的,c,(H,),由大到小的顺序为,。,考纲展示,考点关注,(1),了解水的电离，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,(3),分析或处理实验数据，得出合理结论,(1),水的电离平衡的影响因素以及离子积常数的应用,(2),c,(H,),、,c,(OH,),、,pH,和溶液酸、碱性的关系及其简单计算,1,外界条件对水的电离平衡的影响,体系,变化,条件,平衡移,动方向,K,W,水的电,离程度,cOH,),c,(H,),酸,逆,不变,减小,减小,增大,碱,逆,不变,减小,增大,减小,体系,变化,条件,平衡移,动方向,K,W,水的电,离程度,c,(OH,),c,(H,),可水解,的盐,Na,2,CO,3,正,不变,增大,增大,减小,NH,4,Cl,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,2,水的离子积的应用,应用,K,W,，由水中的,c,(H,),或,c,(OH,),，可求出水中的,c,(OH,),或,c,(H,),，从而进行溶液酸碱性的判断。以温度为,25,为例：,特别提醒,(1),向水中加入酸或碱，抑制了水的电离，故,25,时，酸、,碱溶液中，由水电离出的,c,(H,),水,c,(OH,),水,10,7,mol/L,。,(3),外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何情况,下由水电离出的,c,(H,),水,和,c,(OH,),水,总相等。,例,1,(2011,四川高考,)25C,时，在等体积的,pH,0,的,H,2,SO,4,溶液、,0.05 mol/L,的,Ba(OH),2,溶液、,pH,10,的,Na,2,S,溶液、,pH,5,的,NH,4,NO,3,溶液中，发生电离的水的物质的量之比是,(,),A,11010,10,10,9,B,15510,9,510,8,C,12010,10,10,9,D,11010,4,10,9,解析,本题考查酸、碱、盐对水电离的影响及,K,w,与溶液中,c,(H,),、,c,(OH,),之间的换算。,pH,0,的,H,2,SO,4,溶液中,c,(H,),1 mol/L,，,c,(OH,),10,14,mol/L,，,H,2,SO,4,溶液抑制,H,2,O,的电离，则由,H,2,O,电离出的,c,(H,),10,14,mol/L,；,0.05mol/L,的,Ba(OH),2,溶液中,c,(OH,),0.1 mol/L,，,c,(H,),10,13,mol/L,，,Ba(OH),2,溶液抑制,H,2,O,的电离，则由,H,2,O,电离出的,c,(H,),10,13,mol/L,；,pH,10,的,Na,2,S,溶液促,答案,A,进,H,2,O,的电离，由,H,2,O,电离出的,c,(H,),10,4,mol/L,；,pH,5,的,NH,4,NO,3,溶液促进,H,2,O,的电离，由,H,2,O,电离出的,c,(H,),10,5,mol/L,。,4,种溶液中电离的,H,2,O,的物质的量等于,H,2,O,电离产生的,H,的物质的量，其比为：,10,14,10,13,10,4,10,5,11010,10,10,9,。,探规寻律,常温下，水电离,c,(H,),或,c,(OH,),的计算方法,(1),中性溶液：,c,(H,),c,(OH,),1.0,10,7,mol/L,。,(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。如计算,pH,2,的盐酸中水电离出的,c,(H,),：方法是先求出溶液中的,c,(OH,),10,12,mol,/L,，即水电离出的,c,(H,),c,(OH,),10,12,mol/,L,。,探规寻律,(3),溶质为碱的溶液：,OH,来源于碱电离和水电离，而,H,只来源于水。如,pH,12,的,NaOH,溶液中，,c,(H,),10,12,mol,/L,，即水电离产生的,c,(OH,),c,(H,),10,12,mol/,L,。,(4),水解呈酸性或碱性的盐溶液,H,和,OH,均由水电离产生。如,pH,2,的,NH,4,Cl,溶液中由水电离出的,c,(H,),10,2,mol,/L,；又如,pH,12,的,Na,2,CO,3,溶液中由水电离出的,c,(OH,),10,2,mol/,L,。,答案：,不能,答案：,C,pH,的计算方法可总结如下：酸按酸,(H,),，碱按碱,(OH,),；同强相混直接算；异强相混看过量；无限稀释,“,7”,为限。具体如下：,4,酸碱稀释时,pH,的变化,酸,(pH,a,),碱,(pH,b,),弱酸,强酸,弱碱,强碱,稀释,10,n,倍,b,n,b,n,无限稀释,pH,趋向于,7,例,2,某强酸溶液的,pH,a,，强碱溶液的,pH,b,，已知,a,b,12,，酸碱溶液混合后,pH,7,。则酸溶液的体积,V,(,酸,),和碱溶液的体积,V,(,碱,),的正确关系为,A,V,(,酸,),10,2,V,(,碱,)B,V,(,酸,),2,V,(,碱,),C,V,(,碱,),10,2,V,(,酸,)D,V,(,碱,),2,V,(,酸,),答案,C,2,1.,若例,2,中在,90,，,K,W,110,12,下，混合后呈中性，,则,V,(,酸,),和,V,(,碱,),关系又如何？,答案：,V,(,碱,),V,(,酸,),2,2.(2010,海南高考,),常温下，将,0.1,molL,1,氢氧化钠溶,液与,0.06,molL,1,硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的,pH,等于),A,1.7,B,2.0,C,12.0 D,12.4,答案：,B,1,酸碱中和滴定的原理,H,OH,=H,2,O,，即,n,酸,c,酸,V,酸,n,碱,c,碱,V,碱,。,(,n,酸,、,n,碱,分别代表酸、碱的元数,),2,酸碱中和滴定的关键,(1),准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。,(2),准确判断滴定终点。,3,滴定终点的判断,滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟不恢复原色，视为达到滴定终点。,4,重要操作步骤,(1),准备：洗涤、查漏、润洗、注液、排气泡、调液面、,读数。,(2),滴定：移取待测液放入锥形瓶中，加,2,3,滴指示剂，,滴定，判定终点，读数。,(3),计算取两次或多次消耗标准溶液体积的平均值，依,方程式求,c,(,待测,),。,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,步骤,操作,V,(,标准,),c,(,待测,),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,特别提醒,(1),强酸、强碱中和滴定时，选酚酞或甲基橙作指示剂，,不能选石蕊作指示剂。,(2),强碱与弱酸,(,如,CH,3,COOH),中和滴定时，选酚酞作指,示剂。,(3),强酸与弱碱,(,如,NH,3,H,2,O),中和滴定时，选甲基橙作指,示剂。,例,3,(2011,上海高考,)CuSO,4,5H,2,O,是铜的重要化合物，有广泛的应用。,(1),已知：,CuSO,4,2NaOH=Cu(OH),2,Na,2,SO,4,称取,0.1000 g,提纯后的,CuSO,4,5H,2,O,试样于锥形瓶中，加入,0.1000 mol/L,氢氧化钠溶液,28.00,mL,，反应完全后，过量的氢氧化钠用,0.1000 mol/L,盐酸滴定至终点，耗用盐酸,20.16,mL,，则,0.1000 g,该试样中含,CuSO,4,5H,2,O_g,。,(2),上述滴定中，滴定管在注入盐酸之前，先用蒸馏水洗净，再用,_,。,答案,(1)0.0980,(2),标准盐酸溶液润洗,2,3,次,解析,(1),因,NaOH,HCl,=,NaCl,H,2,O,，与盐酸反应消耗的氢氧化钠的物质的量为：,0.1000 mol/L0.02016 L,2.01610,3,mol,；又因,Cu,2,2OH,=Cu(OH),2,，进而求得,CuSO,4,5H2,O,的质量为,0.0980,；,(2),滴定管用蒸馏水洗净后，需再用标准盐酸溶液润洗,2,3,次。,归纳拓展,酸碱中和滴定的方法可延伸至氧化还原反应滴定，若滴定过程中涉及,I,I,2,(,或,I,2,I,),的转化，则可用淀粉溶液作指示剂。,若滴定过程中使用到,KMnO,4,溶液，则不用外加指示剂，可利用,KMnO,4,溶液颜色变化来确定滴定终点。,3,1.,用已知浓度的盐酸测定未知浓度,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溅出,D,滴定前俯视读数，滴定后读数正确,答案：,A,解析：,A,项碱式滴定管未用待测碱液润洗，导致实际取用的碱少，则消耗的酸少，结果偏低；,B,项酸式滴定管未用标准盐酸润洗，会造成消耗的酸多，结果偏高；,C,项偏高；,D,项计算出消耗酸量将会偏多，结果偏高,(,滴定管的零刻度在上面,),。,3,2.,中和滴定是一种操作简单、准确度高的定量分析,方法。实际工作中也可利用物质间的氧化还原反应、沉淀反应进行类似的滴定分析，这些滴定分析均需要通过指示剂来确定滴定终点，下列对几种具体的滴定分析,(,待测液置于锥形瓶内,),中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色的判断不正确的是,),A,用标准酸性,KMnO,4,溶液滴定,Na,2,SO,3,溶液以测量其浓,度：,KMnO,4,紫红色,B,利用,“,Ag,SCN,=,AgSCN,”,原理，可用标准,KSCN,溶液测量,AgNO,3,溶液浓度：,Fe(NO,3,),3,红色,C,利用,“,2Fe,3,2I,=I,2,2Fe,2,”,，用,FeCl,3,溶液测量,KI,样品中,KI,的百分含量：淀粉,蓝色,D,利用,OH,H,=H,2,O,来测量某盐酸的浓度时：,酚酞,浅红色,答案：,C,解析：,此题是中和滴定的拓展题。,A,项利用过量,KMnO,4,本身的颜色来确定终点；,B,中利用,Fe,3,能与,KSCN,结合成Fe(SCN),3,红色为终点；,C,中只要反应一开始就有,I,2,生成，溶液就呈蓝色；,D,中酚酞由无色滴定到浅红色为终点。,一、命题常设误角度诊断,1,病例：,根据溶液的,pH,与溶液酸碱性的关系，推出,pH,6.8,的溶液一定显酸性,(2011,安徽高考,),诊断：未指明温度的情况下，,pH7,的溶液不一定呈酸性,2,病例：,25,时，,NH,4,Cl,溶液的,K,W,大于,100,时,NaCl,溶液的,K,W,(2011,天津高考,),诊断：温度越高，水的离子积常数越大,3,病例：,100,时，将,pH,2,的盐酸与,pH,12,的,NaOH,溶液等体积混合，溶液呈中性,(2011,天津高考,),诊断：非常温下不同,pH,强酸、强碱等体积混合后溶液酸碱性的判断，不能使用常温下水的离子积常数,4,病例：,25,时，某物质的溶液,pH,c,(OH,),，溶液呈酸性；,c,(H,),c,(OH,),，溶液呈中性；,c,(H,),c,(OH,),，溶液呈碱性。,4,掌握,2,种滴定管的构造和使用：,构造：滴定管的,“,0”,刻度在上，精确度为,0.01,。,使用：,a.,滴定管使用四步骤：查漏,洗涤,润洗,装液；,b,酸式滴定管盛装酸性溶液和强氧化性溶液；碱式滴定管盛装碱性溶液，二者不可混用。,点 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