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水的電離和溶液的酸堿性 第18講 考綱導視 3 0 1mol L 1的NaHCO3溶液 基礎反饋 1 用 酸性 堿性 中性 或 不確定 填空 1 c H 1 10 7mol L 1的溶液 2 0 1mol L 1的NH4Cl溶液 4 相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合 5 相同濃度的NH3 H2O和HCl溶液等體積混合 6 常溫下 pH 2的HCl和pH 12的NaOH溶液等體積 混合 7 常溫下 pH 2的CH3COOH和pH 12的NaOH溶液 等體積混合 8 常溫下 pH 2的HCl和pH 12的NH3 H2O等體積混 合 答案 1 不確定 2 酸性 3 堿性 4 中性 5 酸性 6 中性 7 酸性 8 堿性 2 用 偏高 偏低 無影響 或 不確定 填空 1 錐形瓶用待測溶液潤洗 2 錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水 3 酸式滴定管滴定前有氣泡 滴定終點時氣泡消失 仰 4 滴定時酸式滴定管中部分標準酸液滴出錐形瓶外 5 酸式滴定管滴定前讀數(shù)正確 滴定后仰視讀數(shù) 或前俯后 答案 1 偏高 2 無影響 3 偏高 4 偏高 5 偏高 答案 不一定 只要在0刻度或0刻度以下某刻度即可 4 滴定終點就是酸堿恰好中和的點嗎 答案 滴定終點是指示劑顏色發(fā)生突變的點 不一定是酸 堿恰好中和的點 3 滴定管盛標準溶液時 其液面一定要在0刻度嗎 但一定要記錄下滴定開始前液面的讀數(shù) 考點一 水的電離 知識梳理 1 水的電離 H2O H OH 水是極弱的電解質(zhì) 水的電離方程式 或者H2O H2O H3O OH 水的電離是吸熱過程 2 水的離子積常數(shù) 1 10 14 溫度 增大 溫度 不變 電解質(zhì) 4 適用范圍 Kw不僅適用于純水 也適用于稀的 水溶液 3 影響水電離平衡的因素 增大 增大 減小 不變 1 升高溫度 水的電離程度 Kw 2 加入酸或堿 水的電離程度 Kw 3 加入可水解的鹽 如FeCl3 Na2CO3 水的電離程度 Kw 增大 不變 4 外界條件對水的電離平衡的影響 逆向 不變 減小 減小 增大 逆向 不變 減小 增大 減小 減小 增大 增大 不變 正向 正向 不變 增大 減小 增大 正向 增大 增大 增大 增大 逆向 減小 減小 減小 減小 正向 不變 增大 增大 減小 考點集訓 例1 2015年全國名校模擬 室溫下 水的電離達到平衡 A 將水加熱 平衡正向移動 KW變小B 向水中加入少量NaOH固體 平衡逆向移動 c OH 增大C 新制氯水久置后 水的電離平衡正向移動 c OH 增大D 向水中加入少量CH3COONa固體 平衡正向移動 KW增大 解析 A項 加熱后KW變大 不正確 C項 新制氯水久置后 水的電離平衡逆向移動 c OH 減小 不正確 D項 溫度不變 KW不變 不正確 答案 B 方法技巧 升高溫度 加入弱堿陽離子或弱酸根陰離子都能促進水的電離 降低溫度 加入酸 堿 部分酸式鹽都能抑制水的電離 例2 求算室溫條件下 下列溶液中由H2O電離的c H 和 c OH 歸納總結 3 常溫下 將pH 3的鹽酸aL分別與下列三種溶液混合 結果溶液均呈中性 濃度為1 0 10 3mol L 1的氨水bL c OH 1 0 10 3mol L 1的氨水cL c OH 1 0 10 3mol L 1的氫氧化鋇溶液dL 則a b c d之間由大到小的順序是 3 pH 3的鹽酸中c H 10 3mol L 1 與 溶液混合后 由于氯化銨溶液呈酸性 故要使氨水和氯化銨的混合溶液呈中性 則需b a 溶液中 一水合氨是弱堿 氨水中有大量的一水合氨分子 故氨水的濃度大于1 0 10 3mol L 1 要使混 合溶液呈中性 則需c a 溶液中 強酸與強堿反應 H 與OH 的物質(zhì)的量相等 溶液呈中性 則d a 綜上所述 b a d c 考點二 溶液的酸堿性與pH 知識梳理 一 溶液的酸堿性與pH1 溶液的酸堿性決定于c H 與c OH 的關系 2 pH 1 表示方法 pH lgc H 2 pH與酸堿性 小 pH表示溶液酸堿性的強弱 pH越 溶液酸性越強 反之 溶液的堿性越強 使用范圍 1 0 10 14mol L 1 c H 1 0mol L 1 即 0 pH 14 二 測定pH的方法和酸堿中和滴定 1 pH試紙的使用 玻璃片 潔凈玻璃棒 標準比色卡 方法 把小片試紙放在 上 用 蘸取待測液滴在干燥的pH試紙上 試紙變色后 與 對比即可確定溶液的pH 注意 pH試紙使用前不能用蒸餾水潤濕 否則待測液因被稀釋可能產(chǎn)生誤差 2 用pH計測定 可精確測量溶液的pH 考點集訓 A 在25 時 若溶液呈中性 則pH 7 AG 1B 在25 時 若溶液呈酸性 則pH 7 AG 0C 在25 時 若溶液呈堿性 則pH 7 AG 0D 在25 時 溶液的pH與AG的換算公式為AG 2 7 pH 答案 D 例5 計算25 時下列溶液的pH 1 1mLpH 2的H2SO4加水稀釋至100mL pH 2 0 001mol L 1的鹽酸 pH 3 0 01mol L 1的NaOH溶液 pH 4 0 015mol L 1的硫酸與0 01mol L 1的NaOH等體積混 合 混合溶液的pH 答案 1 4 2 3 3 12 4 2 歸納總結關于pH的計算1 計算原則 1 若溶液為酸性 先求c H 再求pH 2 溶液稀釋時pH的變化 例6 水的電離平衡曲線如下圖所示 1 若以A點表示25 時水的電離平衡時的離子的濃度 當溫度升高到100 時 水的電離平衡狀態(tài)到B點 則此時水的離子積從 增加到 此時溶液顯 性 2 將pH 8的Ba OH 2溶液與pH 5的稀鹽酸混合 并保持100 的恒溫 欲使混合液的pH 7 則Ba OH 2與鹽酸的體積比為 例7 常溫下 下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是 答案 C 歸納總結 考點三 酸堿中和滴定 知識梳理 1 實驗原理 利用酸堿中和反應 用已知濃度的酸 或堿 來測定未知濃度堿 或酸 例如 以標準鹽酸溶液滴定待測的NaOH溶液 待測的 NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為c NaOH c HCl V HCl V NaOH 2 實驗用品 1 試劑 0 1mol L 1HCl溶液 NaOH溶液 未知濃度 酚 酞試液 蒸餾水 2 儀器 酸式滴定管 A 堿式滴定管 B 滴定管夾 錐 形瓶 洗瓶 鐵架臺 燒杯等 3 實驗操作過程 1 滴定準備 趕氣泡 滴定管的準備 檢漏 洗滌 潤洗 加酸液 調(diào)液面 記錄 錐形瓶的準備 加堿液 記讀數(shù) 加指示劑 2 滴定 左 右 溶液顏色 手控制滴定管活塞 手不斷搖動錐形瓶 眼睛注視錐形瓶中 的變化 3 終點的判斷 滴入最后一滴標準液 指示劑變色 且 不恢復 原來的顏色 視為滴定終點并記錄標準液的體積 半分鐘內(nèi) 4 讀數(shù) 讀取滴定管內(nèi)液體體積時 應使滴定管與水平的實驗臺面保持垂直 并使視線與滴定管內(nèi)液體的 最低處水平相 切 凹液面 5 數(shù)據(jù)記錄 按上述操作重復2 3次 求出所用標準鹽酸體積的平均 值 根據(jù)c NaOH c HCl V HCl V NaOH 計算 易錯警示 酸堿中和滴定的關鍵 1 準確測定標準液的體積 2 準確判斷滴定終點 終點判斷 滴入最后一滴 溶液變色后 半分鐘內(nèi)不復原 4 常用酸堿指示劑及變色范圍 5 酸堿中和滴定的誤差分析 1 原理 依據(jù)原理c 待測 c 標準 V 標準 c 標準 與V 待測 已確V 待測 定 因此只要分析出由不正確操作引起V 標準 的變化 即可分析出結果 2 常見誤差 以標準酸溶液滴定未知濃度的堿 酚酞作指示劑 為例 常 見的因操作不正確而引起的誤差如下 續(xù)表 考點集訓 例8 某學生用已知物質(zhì)的量濃度的鹽酸來測定未知物質(zhì)的量濃度的氫氧化鈉溶液時 選擇酚酞作指示劑 請?zhí)顚懴铝锌瞻?1 下列操作中可能使所測氫氧化鈉溶液的濃度數(shù)值偏低 的是 填序號 A 酸式滴定管未用標準鹽酸溶液潤洗就直接注入標準鹽 酸溶液 B 滴定前盛放氫氧化鈉溶液的錐形瓶用蒸餾水洗凈后沒 有干燥 C 酸式滴定管在滴定前有氣泡 滴定后氣泡消失D 讀取鹽酸體積時 滴定結束時俯視讀數(shù) 2 若滴定開始和結束時 酸式滴定管中的液面如下圖所 示 則起始讀數(shù)為 mL 終點讀數(shù)為 mL 3 某學生根據(jù)三次實驗分別記錄有關數(shù)據(jù)如下 請選用其中合理的數(shù)據(jù)列式計算該氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的 量濃度 c NaOH 保留四位有效數(shù)字 4 上述這種用已知濃度的酸 或堿 來測定未知濃度的堿 或酸 的方法叫做 反應的實質(zhì)是 離子方程式 方法技巧圖解量器的讀數(shù)方法 1 平視讀數(shù) 如圖 實驗室中用量筒 移液管或滴定管量取一定體積的液體 讀取液體體積時 視線應與凹液面最低點保持水平 視線與刻度的交點即為讀數(shù) 即凹液面定視線 視線定讀數(shù) 2 俯視讀數(shù) 如圖 讀數(shù)高于正確的刻度線位置 使讀 數(shù)偏大 3 仰視讀數(shù) 如圖 讀數(shù)時 由于視線向上傾斜 尋找 切點的位置在液面的下側 滴定管讀數(shù)偏大 至于俯視和仰視的誤差 還要結合具體儀器進行分析 因為量筒刻度從下到上增大 而滴定管刻度從下到上減小 并且滴定管中液體的體積是兩次體積讀數(shù)之差 在分析時還要看滴定前讀數(shù)是否正確 然后才能判斷實際量取的液體體積偏大還是偏小 例9 為準確測定氫氧化鋇晶體中Ba OH 2 8H2O 相對分子質(zhì)量為315 的含量進行了如下實驗 1 配制250mL約0 1mol L 1 Ba OH 2溶液 準確稱取w 克試樣置于燒杯中 加適量蒸餾水 將溶液轉(zhuǎn)入 中 洗滌 定容 搖勻 例10 目前通常采用滴定法測定食品中殘留二氧化硫的含量 具體實驗方法主要是 樣品經(jīng)處理后 加入氫氧化鉀使殘留的二氧化硫以亞硫酸鹽的形式固定 再加入硫酸使二氧化硫游離 用碘標準溶液滴定二氧化硫 在滴定時用 填名稱 作指示劑 滴定終點的現(xiàn)象是 解析 SO2 I2 2H2O 2HI H2SO4 當最后一滴碘水稍過 量 I2遇淀粉變藍 所以應選用淀粉溶液作指示劑 答案 淀粉溶液溶液由無色變?yōu)樗{色 且半分鐘內(nèi)不褪色 解題模型 滴定終點的判斷答題模板 當?shù)稳胱詈笠坏?標準溶液后 溶液變成 色 且半 分鐘內(nèi)不恢復原來的顏色 解答此類題目注意三個關鍵點 1 最后一滴 必須說明是滴入 最后一滴 溶液 2 顏色變化 必須說明滴入 最后一滴 溶液后溶液 顏 色的變化 3 半分鐘 必須說明溶液顏色變化后 半分鐘內(nèi)不再恢復 原來的顏色 實驗探究 滴定法的拓展應用 在中學階段 常見的滴定法除了中和滴定外 還有氧化還原滴定和沉淀滴定 1 氧化還原滴定 1 原理 以氧化劑或還原劑為滴定劑 直接滴定具有還原性或氧化性的物質(zhì) 或間接滴定本身并沒有還原性或氧化性 但能與某些還原劑或氧化劑反應的物質(zhì) 2 試劑 常見的用于滴定的氧化劑有KMnO4 K2Cr2O7等 還原劑有亞鐵鹽 草酸 維生素C等 3 指示劑 氧化還原滴定法的指示劑有三類 a 氧化還原指示劑 b 專用指示劑 如在碘量法滴定中 可溶性淀粉溶液遇碘標準溶液變藍 c 自身指示劑 如高錳酸鉀標準溶液滴定草酸時 滴定終點為溶液由無色變?yōu)闇\紅色 2 沉淀滴定法 典例1 2015年河北邯鄲模擬 已知某溫度下CH3COOH的電離常數(shù)K 1 6 10 5 該溫度下 向20mL0 01mol L 1CH3COOH溶液中逐滴加入0 01mol L 1KOH溶液 其pH變化曲線如下圖所示 忽略溫度變化 請回答下列有關問題 1 a點溶液中c H 為 pH約為 2 a b c d四點中水的電離程度最大的是 滴定過程中宜選用 作指示劑 滴定終點在 填 c點以上 或 c點以下 3 若向20mL稀氨水中逐滴加入等濃度的鹽酸 則下列變化趨勢正確的是 填序號 A B C D 答案 1 4 10 4mol L 1 3 4 2 c點 酚酞 c點以上 3 B 歸納總結 指示劑選擇的基本原則 指示劑變色要靈敏 變色范圍要小 變色范圍盡量與滴定 終點溶液的酸堿性一致 1 不能用石蕊作指示劑 其變色現(xiàn)象不靈敏 2 滴定終點溶液為堿性時 用酚酞作指示劑 例如用NaOH 溶液滴定醋酸 3 滴定終點溶液為酸性時 用甲基橙作指示劑 例如用鹽 酸滴定氨水 4 強酸滴定強堿一般用甲基橙 但用酚酞也可以 5 并不是所有的滴定都須使用指示劑 如用標準的Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液時 KMnO4顏色褪去時即為滴定終點 0 01000mol L 1 應用1 工廠倉庫存放的Na2SO3藥品已部分被空氣氧化 該化學小組想用已知濃度的酸性KMnO4溶液來確定其含量 具體步驟如下 步驟 稱取樣品1 000g 步驟 將樣品溶解后 完全轉(zhuǎn)移到250mL容量瓶中 定容 充分搖勻 步驟 移取25 00mL樣品溶液于250mL錐形瓶中 用 KMnO4標準溶液滴定至終點 按上述操作方法再重復2次 1 寫出步驟 所發(fā)生反應的離子方程式 2 在配制0 01000mol L 1KMnO4溶液時若仰視定容 則最終測得藥品中Na2SO3的含量 填 偏大 偏小 或 無影響 3 某同學設計用下列儀器進行滴定實驗 夾持部分略去 最合理的組合是 填字母 A B C D E 4 滴定結果如下表所示 則該藥品中Na2SO3的質(zhì)量分數(shù)為 1 步驟 中必須使用的玻璃儀器有燒杯 玻璃棒 和 解析 硫代硫酸鈉在酸性條件下可自身發(fā)生氧化還原反應生成單質(zhì)硫和二氧化硫氣體 可根據(jù)溶液是否變渾濁驗證硫代硫酸鈉 反應后加入氯化鋇 如有沉淀 可說明存在硫酸鈉 1 要配制100mL溶液 則需要燒杯 玻璃棒 100mL 容量瓶和膠頭滴管 答案 應用2 莫爾法是一種沉淀滴定法 以K2CrO4為指示劑 用標準硝酸銀溶液滴定待測液 進行測定溶液中Cl 的濃度 已知 1 滴定終點的現(xiàn)象是 2 若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液 可選為滴定指示劑的是 填字母序號 A NaCl B BaBr2C Na2CrO4 剛好達到滴定終點時 發(fā)生的離子反應方程式為