高考化学一轮复习第9章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性学案综述.doc
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1、水的电离和溶液的酸碱性明考纲1了解水的电离、离子积常数。2了解溶液pH的定义,测定pH的方法,能进行pH的简单计算。3了解酸碱中和滴定的原理及过程。析考情本节内容是高考命题的重点与热点,主要考点有四个:一是影响水电离平衡的因素及Kw的应用;二是溶液的酸碱性的判断及pH的计算;三是离子共存问题;四是酸碱中和滴定的原理及仪器的了解。从近几年高考来看,由酸、碱电离出的c(H)、c(OH)与水电离出的c(H)、c(OH)的比值求算;酸、碱中和时,pH的变化、导电性的变化仍将是高考命题的热点。考点水的电离1电离方程式水是一种极弱的电解质,电离方程式为2H2OH3OOH,简写为H2OHOH。2水的离子积常
2、数Kwc(H)c(OH)。(1)室温下:Kw11014。(2)影响因素:只与温度有关,水的电离是吸热过程,升高温度,Kw增大。(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH,只要温度不变,Kw不变。3关于纯水的几个重要数据4影响水的电离平衡的因素和影响Kw的因素改变条件水电离平衡移动方向Kw升高温度向右移动增大加少量HCl(aq)向左移动不变通少量SO2(g)向左移动不变加少量NaOH(aq)向左移动不变加少量NaHSO4(s)向左移动不变加少量NaCl(s)不移动不变加少量Na2CO3(s)向右移动不变加少量Na(s)向右移动不变结
3、论:(1)加热,促进水的电离,Kw增大。(2)加入酸或碱,抑制水的电离,Kw不变。(3)加入强酸强碱的正盐,不影响水的电离。加入强酸的酸式盐,抑制水的电离。加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3、NH4Cl),促进水的电离。(4)加入与水反应的活泼金属(如Na、K),促进水的电离。易错警示(1)任何情况下水电离产生的c(H)和c(OH)总是相等的。(2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即Kwc(H)c(OH)中的c(H)、c(OH)分别是溶液中H、OH的总浓度,不一定是水电离出的c(H)和c(OH)。(3)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用,因此,室温下,若由水电离出的c(H)
4、c(H)的操作是()稀硫酸金属钠氨气FeCl3固体NaClO固体将水加热煮沸A BC D答案A解析稀硫酸、氨气抑制水的电离,金属钠、FeCl3固体、NaClO固体、将水加热煮沸促进水的电离,但FeCl3固体使溶液显酸性,将水加热煮沸,水仍呈中性。22015上海闵行区模拟水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合c(H)c(OH)常数,下列说法错误的是()A图中温度T1T2B图中五点Kw间的关系:BCADEC曲线a、b均代表纯水的电离情况D若处在B点时,将pH2的硫酸溶液与pH12的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性答案C解析由图象可知,A点在T2时的曲线上,而B点在T1时的曲线上,因为A、
5、B点水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等,所以是纯水的电离,B点的电离程度大于A点,所以温度T1T2,故A正确;由图象可知,A、E、D都是T2时曲线上的点,Kw只与温度有关,温度相同时Kw相同,温度升高,促进水的电离,Kw增大,则BADE,由C点c(OH)c(H)可知,C点的Kw大于A点,则BCADE,故B正确;由E和D点c(H)c(OH)可知其不是纯水的电离,故C错误;B点时,Kw11012,pH2的硫酸中c(H)0.01 molL1,与pH12的KOH溶液中c(OH)1 molL1,等体积混合后,溶液显碱性,故D正确。题组二 水电离出的c(H)或c(OH)的计算3.2015海口模拟25
6、 时,在等体积的pH0的H2SO4溶液、0.05 molL1的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是()A1101010109 B1551095108C1201010109 D110104109答案A解析本题考查酸、碱、盐对水的电离的影响及Kw与溶液中c(H)、c(OH)之间的换算。pH0的H2SO4溶液中c(H)1 molL1,c(OH)1014 molL1,H2SO4溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H)1014 molL1;0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 molL1,c(H)1013 mo
7、lL1,Ba(OH)2溶液抑制H2O的电离,则由H2O电离出的c(H)1013 molL1;pH10的Na2S溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H)104 molL1;pH5的NH4NO3溶液促进H2O的电离,由H2O电离出的c(H)105 molL1。4种溶液中电离的H2O的物质的量等于H2O电离产生的H的物质的量,故电离的水的物质的量之比为101410131041051101010109。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1.010a molL1和1.010b molL1,在此温度下,则下列说法正确的是()Aab,A和B选项错误;由题意可知,两种
8、溶液的pHb,即硫酸溶液中c(H)是1.010b molL1,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1.010a molL1,Kw1.010(ba),D选项正确。总结提升常温下水电离产生c(H)和c(OH)计算的5种类型任何水溶液中水电离产生的c(H)和c(OH)总是相等的,有关计算有以下5种类型(以常温时的溶液为例)。(1)中性溶液:c(OH)c(H)107 molL1。(2)酸的溶液OH全部来自水的电离。实例:pH2的盐酸中c(H)102 molL1,则c(OH)Kw/10211012 (molL1),即水电离出的c(H)c(OH)1012 molL1
9、3)碱的溶液H全部来自水的电离。实例:pH12的NaOH溶液中c(OH)102 molL1,则c(H)Kw/10211012(molL1),即水电离出的c(OH)c(H)1012 molL1。(4)水解呈酸性的盐溶液H全部来自水的电离。实例:pH5的NH4Cl溶液中,由水电离出的c(H)105 molL1,因部分OH与部分NH结合使c(OH)109 molL1。(5)水解呈碱性的盐溶液OH全部来自水的电离。实例:pH12的Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH)102 molL1,因部分H与部分CO结合使c(H)1012 molL1。注意:要区分清楚溶液组成和性质的关系,酸性溶液不一定是
10、酸溶液,碱性溶液不一定是碱溶液。考点溶液的酸碱性与pH的计算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,pH7。c(H)c(OH),溶液呈中性,25 时,pH7。c(H)7。2溶液的pH(1)定义式:pHlg 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。pH计测定:可精确
11、测定溶液的pH。易错警示(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pH6的溶液也可能显中性,也可能显酸性,应注意温度。(2)pH的取值范围为014,即只适用于c(H)1 molL1或c(OH)1 molL1的电解质溶液,当c(H)或c(OH)1 molL1时,直接用c(H)或c(OH)表示溶液的酸碱性。(3)也可以用pOH来表示溶液的酸碱度。pOH是OH浓度的负对数,pOHlgc(OH)。因为常温下,c(OH)c(H)1014,若两边均取负对数得:pHpOH14。判断正误,正确的画“”,错误的画“”。(1)常温下用pH试纸测得0.05 molL1的稀
12、硫酸的pH等于1.3。()(2)用pH试纸测溶液的pH时,若用水湿润试纸一定会引起误差。()(3)常温下,某溶液能使酚酞呈无色,该溶液一定显酸性或中性。()(4)常温下,某溶液能使甲基橙呈黄色,该溶液一定显碱性。()(5)pH6的纯水显酸性。()(6)pH7的溶液不一定呈中性。()提示(1)(2)(3)(4)(5)(6)题组一 溶液酸碱性的判断1.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NH3H2O和HCl溶液等体积混合。()(4)pH2的
13、HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(5)pH3的HCl和pH10的NaOH溶液等体积混合。()(6)pH3的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(7)pH2的CH3COOH和pH12的NaOH溶液等体积混合。()(8)pH2的HCl和pH12的NH3H2O等体积混合。()答案(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)碱性(7)酸性(8)碱性解析(1)两者混合,恰好生成NaCl溶液,呈中性;(2)两者混合,恰好生成CH3COONa,水解呈碱性;(3)两者混合,恰好生成NH4Cl,水解呈酸性;(4)两者混合,恰好完全反应生成NaCl溶液,呈中性;(5)两者混合,
14、HCl过量,溶液呈酸性;(6)两者混合,NaOH过量,溶液呈碱性;(7)两者混合,CH3COOH过量,溶液呈酸性;(8)两者混合,NH3H2O过量,溶液呈碱性。2已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a molL1的一元酸HA与b molL1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是()AabB混合溶液的pH7C混合溶液中,c(H) molL1D混合溶液中,c(H)c(B)c(OH)c(A)答案C解析因为一元酸和一元碱的强弱未知,所以不可依据ab判断,A错误;只有25 时中性溶液的pH7,所以B项错误;无论溶液呈酸性、碱性还是中性,根据电荷守恒都有c(H)c(B)c(O
15、H)c(A),D错误。总结提升混合溶液酸碱性的判断规律(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液“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两强混合a若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH7。b若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH7。c若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH7。一强一弱混合“谁弱显谁性”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。题组二 单一溶液pH的计算3.2013课标全国卷室温时,M(OH)2(s)M2(aq)2OH(aq),Kspa。c(M2)b molL1时,溶液的pH等
16、于()A.lg B.lgC14lg D14lg答案C解析根据M(OH)2的Kspc(M2)c2(OH),则溶液中c(OH),则pHlgc(H)lg14lg。4常温条件下,求下列溶液的pH(已知lg 20.3)。(1)0.005 molL1的H2SO4溶液;(2)已知CH3COOH的电离常数Ka2105,0.1 molL1的CH3COOH溶液;(3)0.1 molL1 NH3H2O溶液(NH3H2O的电离度为1%,电离度100%);(4)0.5 molL1的Ba(OH)2溶液。答案(1)2(2)2.85(3)11(4)14解析(1)c(H)0.01 molL1,pH2。(2)c(H),pH2.8
17、5。(3)c(OH)0.1 molL11%1103 molL1,c(H)11011 molL1,pH11。(4)c(OH)1 molL1,c(H)11014 molL1,pH14。总结提升单一溶液pH的计算(1)强酸溶液,如HnA溶液,设溶质的物质的量浓度为c molL1,c(H)nc molL1,pHlg c(H)lg nc。(2)室温下,强碱溶液,如B(OH)n溶液,设溶质的物质的量浓度为c molL1,c(H) molL1,pHlg c(H)14lg nc。题组三 溶液稀释的pH计算5.pH2的两种一元酸x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加NaO
18、H溶液(c0.1 molL1)至pH7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则()Ax为弱酸,VxVyCy为弱酸,VxVy答案C解析由图象可知x稀释10倍,pH变化1个单位(从pH2变为pH3),故x为强酸;而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸,A、D错误;pH都为2的x和y,前者物质的量浓度为0.01 molL1,而后者大于0.01 molL1,故滴加NaOH溶液中和至溶液为中性时,后者消耗碱溶液的体积大,C正确,B错误。6常温条件下,求下列溶液的pH(已知lg 20.3)。(1)pH2的盐酸加水稀释1000倍(2)pH10的NaOH溶液加水稀释100倍(3)pH2的盐酸与等体积
19、的水混合(4)pH2的醋酸溶液加水稀释1000倍(5)pH12的NH3H2O溶液加水稀释1000倍(6)pH5的HCl加水稀释1000倍(7)pH8的NaOH溶液稀释1000倍答案(1)5(2)8(3)2.3(4)2pH5(5)9pH1105 molL1,2pH1105 molL1,9pH12;(6)酸无限稀释,pH接近于7但不能大于7;(7)碱无限稀释,pH接近于7但不能小于7。总结提升溶液稀释的pH计算(1)pHa的酸(2)pHb的碱注意:酸溶液稀释时,pH增大,但无论稀释多大倍数,pH无限接近于7,却不会大于7。碱溶液稀释时,pH减小,但无论稀释多大倍数,pH无限接近于7,却不会小于7。
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- 高考 化学 一轮 复习 水溶液 中的 离子 平衡 节水 电离 溶液 酸碱 性学 综述
