2018届一轮复习人教版水的电离和溶液的酸碱性学案(1)

2018届一轮复习人教版水的电离和溶液的酸碱性学案(1)

第 29 讲　水的电离和溶液的酸碱性 考纲要求 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。 考点一　水的电离 1．水的电离 水的电离方程式为 H2O＋H2O H3O＋＋OH－或 H2O H＋＋OH－。25 ℃时，纯 水中 c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_mol·L－1。任何水溶液中，由水电离出来的 c(H＋)与 c(OH－) 都相等。 2．水的离子积常数 (1)水的离子积常数：KW＝c(H＋)·c(OH－)。25 ℃时，KW＝1×10－14,100 ℃时，KW＝1×10 －12。 (2)影响因素：只与温度有关，升高温度，KW 增大。 (3)适用范围：KW 不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。 (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．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 KW 水的 电离 程度 c(OH－) c(H＋) 酸 逆 不变 减小 减小 增大 碱 逆 不变 减小 增大 减小 Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小可水解 的盐 NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大 升温 正 增大 增大 增大 增大 温度 降温 逆 减小 减小 减小 减小 其他：如加入 Na 正 不变 增大 增大 减小 1．(RJ 选修 4·P52,6 改编)室温下，柠檬水溶液的 pH 是 3，则其中由水电离出的 c(H＋) 是(　　) A．0.1 mol·L－1　　　 B．1×10－3 mol·L－1 C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－11 mol·L－1 答案：　D 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)水的离子积 KW 随温度的改变而变化(　　) (2)25 ℃只有在纯水中，才有 KW＝1×10－14(　　) (3)25 ℃在任何水溶液中，都有 KW＝1×10－14(　　) (4)在酸性溶液中，由水电离的 c(H＋)>c(OH－)(　　) (5)升高温度，水的 KW 增大(　　) (6)在纯水中滴加少量稀盐酸，会促进水的电离(　　) (7)升高温度，水的电离平衡正向移动(　　) (8)任何盐类都会促进水的电离(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× (7)√　(8)× 3．甲同学认为在水中加入 H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入 H2SO4 后 c(H ＋)增大，平衡左移。乙同学认为加入 H2SO4 后，水的电离平衡向右移动，解释为加入 H2SO4 后，c(H＋)浓度增大，H＋与 OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？说明原因。 答案：　甲正确；温度不变， KW 是常数，加入 H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH －)>KW，平衡左移。 考向一　水的电离平衡 1．一定温度下，水溶液中 H＋和 OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(　　) A．升高温度，可能引起由 c 向 b 的变化 B．该温度下，水的离子积常数为 1.0×10－13 C．该温度下，加入 FeCl3 可能引起由 b 向 a 的变化 D．该温度下，稀释溶液可能引起由 c 向 d 的变化 解析：　升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A 项错误；根据 c(H＋) 和 c(OH－)可求出 KW＝1.0×10－14，B 项错误；加入 FeCl3，Fe3＋水解溶液呈酸性，可引起由 b 向 a 的变化，C 项正确；温度不变，稀释后 c(OH－)减小，c(H＋)增大，但仍在该曲线上，不 可能到达 d 点，D 项错误。 答案：　C 外界条件对水电离的影响 促进电离—Error! 抑制电离—Error! 考向二　水电离出的 c(H＋)或 c(OH－)的定性比较 2．(1)25 ℃ 时 ， 相 同 物质 的 量 浓 度 的 下 列 溶 液中 ： ①NaCl　 ②NaOH　 ③H2SO4　 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小的顺序____________。 (2)物质的量浓度相同的 NaOH 溶液与盐酸溶液中，水的电离程度__________；常温下， pH＝5 的 NH4Cl 溶液与 pH＝9 的 CH3COONa 溶液中，水的电离程度__________。(均填“前 者大”“后者大”或“相同”)。 答案：　(1)④>①>②>③ (2)相同　相同 考向三　水电离出的 c(H＋)或 c(OH－)的计算 3．求算下列溶液中 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 c(H＋)＝__________，c(OH－)＝________。 (3)pH＝2 的 NH4Cl 溶液 c(H＋)＝__________。 (4)pH＝10 的 Na2CO3 溶液 c(OH－)＝________。 答案：　(1)10－12 mol·L－1　10－12 mol·L－1 (2)10－10 mol·L－1　10－10 mol·L－1 (3)10－2 mol·L－1 (4)10－4 mol·L－1 4．25 ℃时，在等体积的①pH＝0 的 H2SO4 溶液、②0.05 mol/L 的 Ba(OH)2 溶液、③pH ＝10 的 Na2S 溶液、④pH＝5 的 NH4NO3 溶液中，发生电离的水的物质的量之比是(　　) A．1∶10∶1010∶109　　 B．1∶5∶5×109∶5×108 C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109 解析：　①中水电离出的 c(H＋)＝1.0×10－14 mol·L －1，②中水电离出的 c(H＋)＝ 1.0 × 10－14 mol2·L－2 0.05 mol·L－1 × 2 ＝1.0×10－13 mol·L－1，③中水电离出的 c(H＋)＝1.0 × 10－14 mol2·L－2 1.0 × 10－10 mol·L－1 ＝1.0×10－4 mol·L－1，④中水 电离出的 c(H＋)＝1.0×10－5 mol·L －1，可得发生电离的水的物质的量之比为 1.0×10－ 14∶1.0×10－13∶1.0×10－4∶1.0×10－5＝1∶10∶1010∶109，A 正确。 答案：　A 25 ℃时水电离出的 c(H＋)或 c(OH－)的 5 种类型的计算方法 (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，故有 c(OH－)水＝c(H＋)水＝c(OH－)溶液。 (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，故有 c(H＋)水＝c(OH－)水＝c(H＋)溶液。 (4)水解呈酸性的盐溶液：c(H＋)水＝c(H＋)溶液。 (5)水解呈碱性的盐溶液：c(OH－)水＝c(OH－)溶液。 考点二　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。 (1)酸性溶液：c(H＋)>c(OH－)，常温下，pH<7。 (2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。 (3)碱性溶液：c(H＋)7。 2．pH 及其测量方法 (1)计算公式：pH＝－lgc(H＋)。 (2)25 ℃时，pH 与溶液中的 c(H＋)的关系： (3)适用范围：25_℃时，0～14。 (4)测量方法 ①pH 试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待 测液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的 pH。 ②pH 计测量法。 1．(RJ 选修 4·P52,1 改编)下列溶液 pH 由小到大的排列顺序是(　　) ①0.1 mol·L －1 盐酸　②0.1 mol·L －1 H2SO4 溶液　③0.1 mol·L －1 NaOH 溶液　④0.1 mol·L－1 CH3COOH 溶液 A．③④①② B．④③①② C．②①④③ D．③④②① 答案：　C 2．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)用润湿的试纸测溶液的 pH，一定会使结果偏低(　　) (2)一定温度下，pH＝a 的氨水溶液，稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 a＝b＋1(　　) (3)25 ℃时，pH＝4.5 的番茄汁中 c(H＋)是 pH＝6.5 的牛奶中 c(H＋)的 2 倍(　　) (4)25 ℃时，某溶液中水电离出的 c(H＋)＝10－13，则该溶液的 pH 一定为 13(　　) (5)常温下，pH＝3 的盐酸和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈碱性(　　) (6)25 ℃时，pH＝2 的 CH3COOH 和 pH＝12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈中性 (　　) (7)25 ℃时，pH＝2 的盐酸和 pH＝12 的氨水等体积混合所得溶液呈酸性(　　) 答案：　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× (7)× 3．用 pH 试纸测溶液的 pH 时应注意什么问题？记录数据时又要注意什么？是否可用 pH 试纸测定氯水的 pH? 答案：　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；用 pH 试纸读出的 pH 只能是整数；不能用 pH 试纸测定氯水的 pH，因为氯水呈酸性的同时呈现强 氧化性(漂白性)。 考向一　走出溶液稀释时 pH 值判断误区 1．(1)1 mL pH＝5 的盐酸，加水稀释到 10 mL pH＝__________；加水稀释到 100 mL， pH________7。 (2)pH＝5 的 H2SO4 溶液，加水稀释到 500 倍，则稀释后 c(SO2－4 )与 c(H＋)的比值为 ________。 解析：　(2)稀释前 c(SO2－4 )＝10－5 2 mol·L－1；稀释后 c(SO2－4 )＝ 10－5 2 × 500 ＝10－8 mol·L－ 1；c(H＋)接近 10－7mol·L－1，所以c(SO2－4 ) c(H＋) ＝10－8 mol·L－1 10－7 mol·L－1 ＝ 1 10 。 答案：　(1)6　接近　(2)1∶10 2．(1)体积相同，浓度均为 0.2 mol·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 0.2 mol·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____________。 解析：　(1)等浓度的盐酸和醋酸稀释过程的图象如图甲所示：分别加水稀释 10 倍后， 二者的浓度仍相同，由于 HCl 是强电解质，CH3COOH 是弱电解质，HCl 的电离程度大于 CH3COOH 的电离程度，因此盐酸中的氢离子浓度大于醋酸中的氢离子浓度，因此有 mn。(3)由于醋酸中存在电离平衡，在 稀释过程中 CH3COOH 会继续电离出 H＋，其稀释过程中的图象如图乙所示。若稀释后溶液 的 pH 都变成 3(画一条平行于 x 轴的水平线)，易得 mn。 答案：　(1)mn　(3)mn 酸碱稀释时 pH 的变化规律 酸(pH＝a) 碱(pH＝b) 酸(pH＝a) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释 10n 倍 b－n b－n 无限稀释 pH 趋向于 7 考向二　多角度计算溶液的 pH 计算溶液 pH 的总体原则 (1)若溶液为酸性，先求 c(H＋)，再求 pH＝－lgc(H＋)。 (2)若溶液为碱性，先求 c(OH－)，再求 c(H＋)＝ KW/c(OH－)，最后求 pH。 3．求下列溶液的 pH(常温条件下)(已知 lg 2＝0.3) (1)0.005 mol·L－1 的 H2SO4 溶液 (2)已知 CH3COOH 的电离常数 Ka＝1.8×10－5， 0．1 mol·L－1 的 CH3COOH 溶液 (3)0.1 mol·L － 1 的 NH3·H2O 溶 液 (NH3·H2O 的 电 离 度 α ＝ 1% ， 电 离 度 ＝ 已电离的分子数 已电离的分子数＋未电离的分子数×100%) 解析：　(1)c(H＋)＝0.005 mol·L－1×2＝0.01 mol·L－1 pH＝2 (2)设溶液中 c(H＋)＝x mol·L－1 　　　　　CH3COOH CH3COO－＋H＋ 起始浓度/(mol·L－1) 0.1 0 0 变化浓度/(mol·L－1) x x x 平衡浓度/(mol·L－1) 0.1－x x x x2 0.1－x ＝1.8×10－5 经计算取舍后 x＝2×10－3 pH＝3－lg2＝2.7 (3)c(OH－)＝0.1 mol·L－1×1%＝0.001 mol·L－1 c(H＋)＝1 × 10－14 0.001 mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，pH＝11 答案：　(1)2　(2)2.7　(3)11 4．求室温下，下列溶液的 pH，已知 lg2＝0.3，lg5＝0.7。 (1)将 pH＝8 的 NaOH 与 pH＝10 的 NaOH 等体积混合。 (2)常温下，将 pH＝5 的盐酸与 pH＝9 的 NaOH 溶液以体积比 11∶9 混合。 (3)将 pH＝3 的 HCl 与 pH＝3 的 H2SO4 等体积混合。 (4)0.001 mol·L－1 的 NaOH 溶液。 (5)pH＝2 的盐酸与等体积的水混合。 解析：　(1)pH＝8 的 NaOH 溶液中：c(H＋)＝10－8 mol·L－1，c(OH－)＝10－6 mol·L－1。 pH＝10 的 NaOH 溶液中：c(H＋)＝10－10 mol·L－1，c(OH－)＝10－4 mol·L－1。 混合后溶液中：c(OH－)＝10－6＋10－4 2 mol·L－1≈5×10－5 mol·L－1， c(H＋)＝ 10－14 5 × 10－5 mol·L－1＝2×10－10 mol·L－1， pH＝10－lg2＝9.7。 (2)pH＝5 的盐酸中 c(H＋)＝10－5 mol·L－1 pH＝9 的 NaOH 溶液中 c(OH－)＝10－5 mol·L－1 根 据 题 意 知 二 者 混 合 后 盐 酸 过 量 ， 剩 余 的 c(H ＋ ) ＝ 10－5 mol·L－1 × 11 L－10－5 mol·L－1 × 9 L 20 L ＝10－6 mol·L－1；pH＝6 (3)pH 相同的强酸溶液混合后 pH 不变。 (4)c(H＋)＝10－14 0.001 mol·L－1＝10－11 mol·L－1　pH＝11 (5)pH＝2 的盐酸中 c(H＋)＝10－2 mol·L－1，用水稀释后 c(H＋)＝10－2 mol·L－1 2 ＝5×10－3 mol·L－1　 pH＝3－lg5＝2.3 答案：　(1)9.7　(2)6　(3)3　(4)11　(5)2.3 考向三　强酸与强碱混合呈中性时，pH 与体积的关系推导 常温下设强酸与强碱混合后溶液呈中性，因 c(H＋)酸·V 酸＝c(OH－)碱·V 碱，故有 c(H＋)酸 c(OH－)碱＝ V碱 V酸。在碱溶液中 c(OH－)碱＝ 10－14 c(H＋)碱，将其代入上式得 c(H＋)酸·c(H＋)碱＝10－14·V碱 V酸 ，两边取 负对数得 pH 酸＋pH 碱＝14－lgV碱 V酸。 5．在某温度时，测得 0.01 mol·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 Va L 与 pH＝b 的硫酸 Vb L 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＝______。 解析：　(1)由题意知，溶液中 c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故 KW＝ c(H＋)·c(OH－)＝10－13。 (2)①根据中和反应：H＋＋OH－===H2O。 c(H＋)·V 酸＝c(OH－)·V 碱 10－2·Vb＝10－13 10－12·Va Va Vb ＝10－2 10－1 ＝1∶10。 ②根据中和反应 H＋＋OH－===H2O c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va 10－b·Vb＝10－13 10－a ·Va Va Vb ＝ 10－b 10a－13 ＝1013－(a＋b)＝10，即 Va∶Vb＝10∶1。 答案：　(1)10－13　(2)①1∶10　②10∶1 强酸与强碱混合呈中性时，“V 酸∶V 碱”与“pH 酸＋pH 碱”的关系归纳如下： V 酸∶V 碱 c(H＋)∶c(OH－) pH 酸＋pH 碱 10∶1 1∶10 15 1∶1 1∶1 14 1∶10 10∶1 13 m∶n n∶m 14＋lgm/n 考点三　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。 酸碱中和滴定关键： (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：酸式滴定管(如图 A)、碱式滴定管(如图 B)、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)常用酸碱指示剂的变色范围 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 粉红色 >10.0 红色 (4)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 碱性 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(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 ②锥形瓶：注碱液→记读数→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 按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据 c(NaOH)＝ c(HCl) × V(HCl) V(NaOH) 计算。 1．(RJ 选修 4·P52,4 改编)判断下列说法是否正确 (1)滴定管装滴定液时应先用滴定液润洗(　　) (2)“中和滴定”实验中，容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用，滴定管和移液管 用蒸馏水洗净后，须经干燥或润洗后方可使用(　　) (3)用 0.200 0 mol·L－1 NaOH 标准溶液滴定 HCl 与 CH3COOH 的混合液(混合液中两种 酸的浓度均约为 0.1 mol·L－1)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和(　　) (4)中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶(　　) 答案：　(1)√　(2)√　(3)√　(4)× 2．(1)滴定管为什么要润洗？锥形瓶需要润洗吗？ (2)读数时为什么要平视凹液面？ (3)滴定管排空气的目的是什么？ 答案：　(1)滴定管不润洗相当于对所盛装溶液的稀释，锥形瓶不需润洗，润洗后相当 于所盛装溶液的物质的量增大。 (2)仰视读数偏大，俯视读数偏小。 (3)如不排空气，取液时体积变小，滴定时体积变大。 3．滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗？ 答案：　滴定终点是指示剂颜色发生突变的点，不一定是酸碱恰好中和的点。 考向一　中和滴定仪器及指示剂的选择 选择指示剂的基本原则 (1)变色范围与终点 pH 吻合或接近。 (2)指示剂变色范围越窄越好。 (3)指示剂在滴定终点时颜色变化明显。 1．用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度，参考图甲、乙，下表中正确的 选项是(　　) 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管 A 碱 酸 石蕊 甲 B 酸 碱 酚酞 甲 C 碱 酸 甲基橙 乙 D 酸 碱 酚酞 乙 解析：　用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度时，可将 H2SO4 溶液滴入 一定体积的 NaOH 溶液中，此种情况下滴定管中是 H2SO4 溶液，锥形瓶中是 NaOH 溶液，A 选项指示剂选择错误，C 选项滴定管选择错误。也可将 NaOH 溶液滴入一定体积的 H2SO4 溶液中，此种情况下滴定管中是 NaOH 溶液，锥形瓶中是 H2SO4 溶液，B 错误、D 正确。 答案：　D 考向二　滴定终点的判断 判断滴定终点的答题模板 当滴入最后一滴×××标准溶液，溶液变成×××色，且半分钟内颜色不恢复原来颜色。 说明：解答此类题目注意 3 个关键点。 (1)最后一滴：必须说明滴入“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“颜色的变化”。 (3)半分钟：必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不再恢复原来颜色”。 2．(1)用 a mol·L－1 的 HCl 滴定未知浓度的 NaOH 溶液，用酚酞作指示剂，达到滴定终 点的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________； 若用甲基橙作指示剂，滴定终点现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)用标准碘溶液滴定溶有 SO2 的水溶液，以测定水中 SO2 的含量，应选用________作 指示剂，达到滴定终点的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)用标准酸性 KMnO4 溶液滴定溶有 SO2 的水溶液，以测定水中 SO2 的含量，是否需要 选用指示剂________(填“是”或“否”)，达到滴定终点的现象是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)用氧化还原滴定法测定 TiO2 的质量分数：一定条件下，将 TiO2 溶解并还原为 Ti3＋， 再以 KSCN 溶液作指示剂，用 NH4Fe(SO4)2 标准溶液滴定 Ti3＋至全部生成 Ti4＋。滴定 Ti3＋ 时发生反应的离子方程式为 ________________________________________________________________________， 达到滴定终点时的现象是 ________________________________________________________________________。 答案：　(1)滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且半分钟内不恢复红色　当 滴入最后一滴标准液，溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不恢复黄色 (2)淀粉溶液　当滴入最后一滴标准液，溶液由无色变为蓝色，且半分钟内不褪色 (3)否　当滴入最后一滴酸性 KMnO4 溶液，溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色 (4)Ti3＋＋Fe3＋===Ti4＋＋Fe2＋　当滴入最后一滴 NH4Fe(SO4)2 标准溶液后，溶液变成血 红色，且半分钟内不恢复原来的颜色 考向三　滴定数据处理 角度 1　滴定曲线的绘制和应用 3．海带中碘含量的测定 取 0.010 0 mol·L－1 的 AgNO3 标准溶液装入滴定管，取 100.00 mL 海带浸取原液至滴定 池，用电势滴定法测定碘含量。测得的电动势(E)反映溶液中 c(I－)的变化，部分数据如下表： V(AgN O3)/mL 15.00 19.00 19.80 19.98 20.00 20.02 21.00 23.00 25.00 E/mV －225 －200 －150 －100 50.0 175 275 300 325 (1)根据表中数据绘制滴定曲线： (2)该次滴定终点时用去 AgNO3 溶液的体积为________mL，计算得海带中碘的百分含量 为________%。 解析：　实验到滴定终点时，消耗的 AgNO3 标准溶液为 20.00 mL，若设所得海带浸取 原液中 I－浓度为 x mol·L－1，则 0.010 0×20＝100x，x＝0.002 0，原样品中碘的物质的量为 0.002 0 mol·L－1×500×10－3 L＝1×10－3 mol；质量为 127 g·mol－1×1×10－3 mol＝0.127 g； 百分含量为0.127 g 20.00 g ×100%＝0.635%。 答案：　(1)如图 (2)20.00　0.635 角度 2　滴定所得数据的处理 4．某学生用 0.200 0 mol·L－1 的标准 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸，滴定数据记录如 下： 标准 NaOH 溶液读数记录(mL) 滴定次数 待测溶液 体积(mL) 滴定前读数 滴定后读数 第一次 20.00 0.40 20.40 第二次 20.00 4.00 24.00 第三次 20.00 2.00 24.10 请计算待测盐酸溶液的浓度为____________。 解析：　取前两次所用 NaOH 溶液体积的平均值(第三次误差较大，舍去)，然后代入公 式进行计算：c(酸)·V(酸)＝c(碱)·V(碱)，故 c(酸)＝c(碱)·V(碱) V(酸) 。 答案：　0.200 0 mol·L－1 角度 3　误差分析 误差分析的方法 依据原理 c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，所以 c(待测)＝c(标准)·V(标准) V(待测) ，因为 c(标 准)与 V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起 V(标准)的变化，即分析出结果。 5．用标准盐酸溶液滴定未知浓度的 NaOH 溶液(酚酞作指示剂)，V(标准)用“变大”“变 小”或“不变”填空，(待测)用“偏高”“偏低”或“无影响”填空。 步骤 操作 V(标准) c(待测) 酸式滴定管未用标准溶液润洗 碱式滴定管未用待测溶液润洗 锥形瓶用待测溶液润洗 洗涤 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 取液 放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失 酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 振荡锥形瓶时部分液体溅出 部分酸液滴出锥形瓶外 溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴 NaOH 溶液无变化 滴定 未摇匀，出现局部变色或刚变色，未等待半分钟变色 稳定，就停止滴定 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前 仰后俯) 读数 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前 俯后仰) 答案：　变大　偏高　变小　偏低　变大　偏高　不变　无影响　变小　偏低　变大　 偏高　变小　偏低　变大　偏高　变大　偏高　变小　偏低　变小　偏低　变大　偏高 [2015·全国卷Ⅰ]浓度均为 0.10 mol·L－1、体积均为 V0 的 MOH 和 ROH 溶液，分别加 水稀释至体积 V，pH 随 lg V V0 的变化如图所示。 [高考还可以这样考] (1)在浓度 0.10 mol·L－1 的 MOH 溶液中，水电离出的 c(H＋)是多少？________。 (2)一元碱 MOH 是强碱还是弱碱？__________。说明判断的理由。 ________________________________________________________________________。 (3)通过题图比较碱 MOH 与碱 ROH 的相对强弱：MOH________(填“强于”或“弱 于”)ROH。 (4)室温下，ROH 与盐酸溶液恰好完全中和时溶液的 pH________7(填“大于”“等于” 或“小于”)。 (5)①体积相同，物质的量浓度相同的 MOH 和 ROH 中和盐酸的能力是否相同？ ________。 ②pH 相同、体积相同的 MOH 和 ROH 中和盐酸的能力：MOH________ROH(填“大 于”“等于”或“小于”)。 ③室温下，若将 pH＝12 的 ROH 与 pH＝2 的 HCl 溶液等体积混合，则混合溶液呈 ________性(填“酸”“碱”或“中”)。 (6)1 体积 pH＝12 的 MOH 与 9 体积 pH＝3 的盐酸混合，混合溶液的 pH 是________(忽 略溶液混合时溶液体积的变化)。 答案：　(1)1×10－13 mol·L－1 (2)强碱　根据题图可知 0.10 mol·L－1 的 MOH 的 pH＝13，即 c(OH－)＝0.10 mol·L－1， 说明 MOH 完全电离，属于强碱 (3)强于 (4)小于 (5)①相同　②小于　③碱 (6)10 [课堂随笔]　　 课时训练　水的电离和溶液的酸碱性 1．(2016·四川凉山诊断)374 ℃、22.1 MPa 以上的水称为超临界水，具有很强的溶解有 机物的能力并含有较多的 H＋和 OH－，由此可知超临界水 (　　) A．显中性，pH 等于 7　　 B．表现出非极性溶剂的特性 C．显酸性，pH 小于 7 D．表现出极性溶剂的特性 解析：　只有在 25 ℃时，中性水的 pH＝7，在 374 ℃时，该水显中性，pH<7，A、C 错误；根据相似相溶原理，该水具有很强的溶解有机物的能力，说明表现出非极性溶剂的特 性，B 正确，D 错误。 答案：　B 2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　) A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)减小 B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW 不变 C．降温，平衡逆向移动，c(H＋)减小，溶液呈碱性 D．将水加热，KW 增大，pH 不变 解析：　选项 A，向水中加入稀氨水增大了 c(OH－)，使平衡逆向移动，又使 c(OH－)减 小，但平衡移动只能减弱 c(OH－)的增大，而不能改变 c(OH－)的增大，所以 A 项错；选项 B，NaHSO4 溶于水呈强酸性，所以 c(H＋)增大，但 KW 不变，B 项正确；选项 C，因电离吸 热，降温平衡向左移动，c(H＋)减小，但仍存在 c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，所以选项 C 错；选项 D，加热，平衡正向移动，KW 增大，水电离出的 c(H＋)和 c(OH－)增大，pH 减小， D 项错。 答案：　B 3．(2016·浙江宁波期末)已知某温度下纯水中的 c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则下列说法 正确的是(　　) A．据此无法求算水中 c(OH－) B．该温度低于 25 ℃ C．此温度下水的离子积为常温下的两倍 D．若向水中加入少量盐酸，则水的电离度减小 解析：　纯水中的 c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，说明水的电离受到了促进，水电离出来的 c(H＋)和 c(OH－)是相等的，故 c(OH－)＝2×10－7 mol·L－1，A 错误；水的电离是吸热反应， 水的电离受到了促进，所以是升高了温度，故温度高于 25 ℃，B 错误；此温度下水的离子 积为 4×10－14，是常温下的 4 倍，C 错误；若向水中加入少量盐酸，水的电离受到抑制，则 水的电离度减小，D 正确。 答案：　D 4．(2016·山东淄博临淄期末)下列溶液一定呈中性的是(　　) A．pH＝7 的溶液 B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液 C．由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液 D．非电解质溶于水得到的溶液 解析：　pH＝7 的溶液不一定是在常温下，故水的离子积不一定是 KW＝1×10－14，如 100 ℃时，水的离子积常数是 10－12，pH＝6 时溶液呈中性，当 pH＝7 时溶液呈碱性，故 A 错误；氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小是判断溶液酸碱性的依据，所以 c(H＋)＝ c(OH－)的溶液一定呈中性，故 B 正确；由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液不一定 呈中性，如等物质的量 NaOH 与 H2SO4 反应生成 NaHSO4，溶液呈酸性，故 C 错误；三氧 化硫是非电解质，但它溶于水后生成硫酸，硫酸溶液呈酸性，故 D 错误。 答案：　B 5．(2016·江苏宿迁质检)NaOH 标准溶液的配制和标定，需经过 NaOH 溶液配制、基准 物质 H2C2O4·2H2O 的称量以及用 NaOH 溶液滴定等操作。下列有关说法正确的是 (　　) A．用图甲所示操作转移 NaOH 溶液到容量瓶中 B．用图乙所示装置准确称得 0.157 5 g H2C2O4·2H2O 固体 C．用图丙所示操作排出碱式滴定管中的气泡 D．用图丁所示装置以 NaOH 待测液滴定 H2C2O4 溶液 解析：　转移 NaOH 溶液到容量瓶中应用玻璃棒引流，A 错误；托盘天平的精确度为 0.1 g，不能用托盘天平称得 0.157 5 g 固体，B 错误；用图丙所示操作能排出碱式滴定管中 的气泡，C 正确；应用碱式滴定管(带胶头)盛装 NaOH 待测液滴定 H2C2O4 溶液，D 错误。 答案：　C 6．(2016·福建福州期末)H2S2O3 是一种弱酸，实验室欲用 0.01 mol·L－1 的 Na2S2O3 溶液 滴定 I2 溶液，发生的反应为 I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，下列说法合理的是(　　) A．该滴定可用甲基橙作指示剂 B．Na2S2O3 是该反应的还原剂 C．Na2S2O3 溶液用酸式滴定管盛装 D．该反应中每消耗 2 mol Na2S2O3 转移 4 mol 电子 解析：　溶液中有单质碘，加入淀粉溶液呈蓝色，碘与 Na2S2O3 发生氧化还原反应，当 反应达终点时，单质碘消失，蓝色褪去，故 A 错误；Na2S2O3 中 S 元素化合价升高被氧化， 作还原剂，故 B 正确；Na2S2O3 溶液显碱性，应该用碱式滴定管盛装，故 C 错误；反应中每 消耗 2 mol Na2S2O3，转移 2 mol 电子，故 D 错误。 答案：　B 7．常温下，有 pH＝5 的 CH3COOH 溶液 10 mL，要使其 pH 增大 3，可采取的方法有(　　) A．向溶液中加水稀释至 10 L B．加入一定量的 NaOH 固体 C．加入一定量 pH＝8 的 NaOH 溶液 D．加入一定浓度的盐酸 解析：　由 pH＝5，增大 3 得 pH＝8，说明溶液呈碱性，酸溶液无论如何稀释溶液也不 会呈碱性，A 项错误；因加入 NaOH 溶液的 pH＝8，故酸碱无论怎样中和，pH 也只能接近 8，不会出现 pH＝8，C 项错误；因盐酸呈酸性，故无法实现，D 项错误。 答案：　B 8．(2016· 北京丰台期末)常温下，若 HA 溶液和 NaOH 溶液混合后 pH＝7，下列说法不 合理的是 (　　) A．反应后 HA 溶液可能有剩余 B．生成物 NaA 的水溶液的 pH 可能小于 7 C．HA 溶液和 NaOH 溶液的体积可能不相等 D．HA 溶液的 c(H＋)和 NaOH 溶液的 c(OH－)可能不相等 解析：　若 HA 是弱酸，则二者反应生成的 NaA 显碱性，所以 HA 过量时，溶液才可 能呈中性，A 正确；若 HA 为强酸，则 NaA 的水溶液的 pH＝7，若 HA 为弱酸，则 NaA 的 水溶液的 pH>7，B 错误；二者的浓度的大小未知，所以 HA 溶液和 NaOH 溶液的体积可能 不相等，C 正确；HA 溶液的 c(H＋)和 NaOH 溶液的 c(OH－)可能不相等，混合后只要氢离子 浓度与氢氧根离子浓度相等即可，D 正确。 答案：　B 9．在 T ℃时，某 NaOH 稀溶液中 c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10－b mol/L，已知 a ＋b＝12。向该溶液中逐滴加入 pH＝c 的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分 pH 如下表所示： 序号 NaOH 溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的 pH ① 20.00 0.00 8 ② 20.00 20.00 6 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则 c 为(　　) A．3 B．4 C．5 D．6 解析：　据题意可知在该温度下水的离子积常数是 1×10－12，而不是 1×10－14，通过① 可知，此 NaOH 溶液中 c(OH－)＝1×10－4 mol/L。由②可知，加入 20.00 mL 盐酸后溶液的 pH ＝6，此时恰好完全中和，则 c(H＋)＝0.020 0 L × 1 × 10－4 mol/L 0.020 0 L ＝1×10－4 mol/L，则 c＝ 4。 答案：　B 10．(2016·山东文登模拟)室温下，用 0.1 mol·L－1 氨水分别滴定 20.0 mL 0.1 mol·L－1 的 盐酸和醋酸，曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．曲线Ⅰ表示的是滴定盐酸的曲线 B．x＝20 C．滴定过程中 c(NH＋4 ) c(NH3·H2O)的值逐渐减小 D．当曲线Ⅰ和曲线ⅡpH 均为 7 时，一溶液中的 c(Cl－)等于另一溶液中的 c(CH3COO －) 解析：　滴定开始时 0.1 mol·L－1 盐酸 pH＝1,0.1 mol·L－1 醋酸 pH>1，所以滴定盐酸的 是曲线Ⅱ，滴定醋酸的是曲线Ⅰ，A 错误；用 0.1 mol·L－1 氨水滴定 20.0 mL 0.1 mol·L－1 的 盐酸，两者恰好反应，消耗 20.0 mL 氨水，但反应生成氯化铵，氯化铵水解使溶液呈酸性， 所以溶液呈中性时，碱应过量，B 错误；NH3·H2O 的电离常数 Kb＝c(OH－)·c(NH＋4 ) c(NH3·H2O) 只与温 度有关，随着氨水的加入，c(OH－)逐渐增大，所以 c(NH＋4 ) c(NH3·H2O)的值逐渐减小，C 正确；当 曲线Ⅰ和曲线Ⅱ的 pH 均为 7 时，分别存在电荷守恒：c(NH＋4 )＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH －)，c(NH＋4 )＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，两溶液中都存在：c(H＋)＝c(OH－)，所以 c(NH＋4 )＝ c(Cl－)，c(NH＋4 )＝c(CH3COO－)，在盐酸中，氨水过量，在醋酸中，氨水恰好反应，所以盐 酸中 c(NH＋4 )大，则 c(Cl－)>c(CH3COO－)，D 错误。 答案：　C 11．(2016·北京石景山期末)(1)某温度下，纯水的 c(H＋)＝2.0×10－7 mol·L－1，则此时的 c(OH－)＝____________。 若温度不变，滴入稀硫酸使 c(H＋)＝5.0×10－7 mol·L－1，则 c(OH－)＝__________，由 水电离出的 c(H＋)＝__________。 (2)若 100 ℃时纯水电离出的 c(H＋)为 1.0×10－6 mol·L－1，此时 KW＝__________。 解析：　(1)纯水中存在电离平衡：H2O H＋＋OH－，水电离出的 c(H＋)＝c(OH－)， 则此时纯水中 c(OH－)＝2.0×10－7 mol·L －1，此温度下的 KW＝c(H＋)·c(OH －)＝2.0×10－ 7×2.0×10－7＝4.0×10－14，温度不变，KW 不变，滴入稀硫酸，c(OH－)＝ KW c(H＋)＝4.0 × 10－14 5.0 × 10－7 mol·L－1＝8.0×10－8 mol·L－1，酸性溶液中的 OH－是由水电离产生的，且水电离产生的 H＋ 和 OH－的量相等，因此此溶液中水电离出的 c(H＋)＝8.0×10－8 mol·L－1。(2)水电离出的 c(H ＋)＝c(OH－)，KW＝c(H＋)·c(OH－)＝c2(H＋)＝1.0×10－12。 答案：　(1)2.0×10－7 mol·L－1　8.0×10－8 mol·L－1　8.0×10－8 mol·L－1 (2)1.0×10－12 12．已知水的电离平衡曲线如图所示。 试回答下列问题： (1)图中五点 KW 间的关系为__________________。 (2)从 A 点到 D 点，可采取的措施为________。 a．升温 B．加入少量的盐酸　c．加入少量的 NH4Cl 固体 (3)若 D 点表示 NH4Cl 溶液，则由水电离产生的 c(H＋)为______________；100 ℃时， 若盐酸中 c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的 c(H＋)为__________。 解析：　(1)水的离子积常数 KW 仅与温度有关，温度越高，KW 越大，故图中五点的 KW 间的关系式为 B>C>A＝D＝E。(2)A 点与 D 点的温度相同，但 D 点的溶液中 c(H＋)>c(OH－)， 溶液显酸性，故从 A 点到 D 点可采取的措施是向水中加入少量酸或水解显酸性的盐。 (3)NH4Cl 溶液中存在 NH＋4 ＋H2O NH3·H2O＋H＋，溶液中的 H＋就是由水电离出的 H ＋；盐酸中由水电离产生的 c(H＋)与溶液中的 c(OH－)相同，100 ℃时，盐酸中 c(OH－)＝ 10－12 5 × 10－4 mol·L－1＝2×10－9 mol·L－1。 答案：　(1)B>C>A＝D＝E　(2)bc (3)10－6 mol·L－1　2×10－9 mol·L－1 13．(2016·陕西延安检测)下表是不同温度下水的离子积常数： 温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积常数 1×10－14 KW 1×10－12 试回答以下问题： (1)若 25 ℃”“<”或“＝”)，判断的理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)25 ℃下，将 pH＝13 的氢氧化钠溶液 V1 L 与 pH＝1 的稀盐酸 V2 L 混合[设混合后溶 液的体积为(V1＋V2)L]，所得混合溶液的 pH＝2，则 V1∶V2＝____________。 (3)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈________(填“酸 性”“中性”或“碱性”)，溶液中 c(Na＋)________c(CH3COO－)(填“>”“<”或“＝”)。 (4)25 ℃时，pH＝3 的醋酸和 pH＝11 的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈________(填 “酸性”“中性”或“碱性”)，溶液中 c(Na＋)________c(CH3COO－)(填“>”“<”或“＝”)。 解析：　(1)水的电离是吸热过程，升高温度，能促进水的电离，使 KW 增大，故 KW>1×10 －14。 (2)混合溶液的 pH＝2，说明酸过量，且混合溶液中 c(H＋)＝0.01 mol·L－1。pH＝13 的氢 氧化钠溶液中 c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝1 的稀盐酸中 c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则混合溶液 中 c(H＋)＝0.1V2－0.1V1 V1＋V2 mol·L－1＝0.01 mol·L－1，解得：V1∶V2＝9∶11。 (3)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，二者恰好完全反应生成醋 酸钠和水，由于醋酸钠是强碱弱酸盐，溶液呈碱性，即 c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒：c(Na ＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，故 c(Na＋)>c(CH3COO－)。 (4)pH＝3 的醋酸和 pH＝11 的氢氧化钠溶液等体积混合，若醋酸为强酸，溶液恰好完全 反应，溶液呈中性，由于醋酸是弱酸，在反应过程中会继续电离出 H＋，故溶液呈酸性，即 c(H ＋ )>c(OH － )，根据电荷守恒：c(Na ＋ )＋c(H ＋ )＝c(CH3COO － )＋c(OH － )，故 c(Na ＋)　因为水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，水的离子积 常数也增大 (2)9∶11 (3)碱性　> (4)酸性 　< 14．(2016·浙江杭州七校期末联考)为测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的 x 值，进行下列 实验： ①取 w g 草酸晶体配成 100 mL 水溶液； ②量取 25.00 mL 草酸溶液置于锥形瓶中，加入适量稀 H2SO4 后，用浓度为 c mol·L －1 KMnO4 溶液滴定。 滴定时，所发生的反应为 2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋10CO2↑＋2MnSO4 ＋8H2O。 请回答下列问题： (1)实验②中，滴定时，KMnO4 溶液应装在________中(填“酸式滴定管”或“碱式滴定 管”)。 (2)判断滴定终点的方法是____________________。 若滴定时，前后两次读数分别为 a mL 和 b mL，由此计算出该草酸晶体(H2C2O4·xH2O) 中的 x 值是________。 (3)下列操作会引起测得的 x 值偏大的是________(填序号)。 A．滴定结束时俯视读数 B．滴定结束后滴定管尖嘴处还有一滴标准液悬而未滴 C．锥形瓶未干燥即装入草酸溶液 D．滴定管用蒸馏水洗净后即装入 KMnO4 溶液 解析：　(1)高锰酸钾具有强氧化性，应装在酸式滴定管中。 (2)草酸与酸性高锰酸钾溶液发生氧化还原反应，当滴定到终点时，二者恰好完全反应， 再滴入一滴 KMnO4 溶液，溶液变成紫色(或红色)且半分钟内不褪色，可说明达到滴定终点。 根据反应原理，得到滴定的关系式为 2KMnO4～5H2C2O4，滴定时，前后两次读数分别为 a mL 和 b mL，则 100 mL 溶液消耗的高锰酸钾的物质的量为100 mL 25 mL ×c mol·L－1×(b－a)×10－3 L ＝4c×(b－a)×10－3 mol。 2KMnO4　　　　　～　　　　　5H2C2O4 2 mol 5 mol 4c×(b－a)×10－3 mol n(H2C2O4) n(H2C2O4)＝c×(b－a)×10－2 mol。草酸晶体的化学式为 H2C2O4·xH2O，则 c×(b－a)×10 －2 mol×(90＋18x) g·mol－1＝w g，解得：x＝ 50w 9c(b－a)－5。 (3)根据(2)的计算分析，滴定时如果测定草酸质量偏大，则 x 值会偏小，即滴定时(b－a) 越小，则 x 越大。滴定结束时俯视读数，则测得高锰酸钾溶液体积偏小，所以(b－a)偏小， 即 x 偏大，A 正确；滴定结束后滴定管尖嘴处还有一滴标准液悬而未滴，(b－a)偏大，即 x 偏小，B 错误；锥形瓶未干燥即装入草酸溶液，不影响 x 的值，C 错误；滴定管用蒸馏水洗 净后即装入 KMnO4 溶液，相当于将之稀释，所以，(b－a)偏大，即 x 偏小，D 错误。 答案：　(1)酸式滴定管 (2)锥形瓶中溶液刚好出现紫色且半分钟内不褪色 　 50w 9c(b－a)－5 (3)A