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文档介绍
2018届二轮复习水的电离和溶液的酸碱性学案(全国通用)
水的电离和溶液的酸碱性 复习目标: 1.了解水的电离,离子积常数。 2.了解溶液pH的定义及测定方法。能进行pH的简单计算。 3.掌握酸碱中和滴定及其应用。 考点一 水的电离 自主梳理 1.水的电离 (1)电离方程式:H2OH++OH-或2H2OH3O++OH-。 (2)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+)=c(OH-)。 2.水的离子积常数 (1)表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。25 ℃时,Kw=10-14,100 ℃时,Kw=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:适用于纯水、酸、碱、盐的稀溶液。 (4)意义: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.外界因素对水的电离平衡的影响 (1)温度:温度升高,促进水的电离,Kw增大;温度降低,抑制水的电离,Kw减小。 (2)酸、碱:抑制水的电离。 (3)能水解的盐:促进水的电离。 (4)能与水反应的活泼金属:促进水的电离。 【深度思考】 1.常温下,在pH=2的盐酸中由水电离出来的c(H+)与c(OH-)之间的关系是什么? 【答案】盐酸抑制水的电离,电离程度减小,水电离出的c(H+)=c(OH-)==1.0×10-12 mol·L-1。 2.判断正误 (1)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,KW不变( ) (2)25 ℃与60 ℃时,水的pH相等( ) (3)25 ℃时NH4Cl溶液的KW小于100 ℃NaCl溶液的KW( ) (4)由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO能大量共存( ) 【答案】(1)× (2)× (3)√ (4)× 例1、25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++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-)降低 B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变 C.向水中加入少量固体醋酸钠,平衡逆向移动,c(H+)降低 D.将水加热,Kw增大,pH不变 【答案】B 【解析】向水中加入稀氨水,增大了c(OH-),平衡逆向移动;加入固体NaHSO4,NaHSO4溶于水后电离生成H+,c(H+)增大,Kw不变;加入醋酸钠,CH3COO-结合水电离出的H+,使平衡正向移动,c(H+)降低;将水加热,Kw增大,pH减小。、 【发散类比1】25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ( ) A.④>③>②>① B.②>③>①>④ C.④>①>②>③ D.③>②>①>④ 【答案】C 【归纳总结】正确理解水的电离平衡曲线 (1)曲线上的任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同; (2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同; (3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。 例2、知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO。某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是 ( ) A.该温度高于25 ℃ B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 mol·L-1 C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离 D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小 【答案】D 【解析】A项,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12,温度高于25 ℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,c(H+)H2O=c(OH-)=1×10-10 mol/L;D项,加H2O稀释c(H+)减小,而c(OH-)增大。 【发散类比2】25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L-1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 【答案】A 【解析】25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)=10-14mol·L-1;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,根据KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,则由水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中由水电离出的c(H+)=10-4mol·L-1;pH=5的NH4NO3溶液中由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,故等体积上述溶液中发生电离的水的物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,即选项A正确。 【归纳总结】 (1)水的离子积Kw的理解 ①水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在。 ②在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在Kw的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。 (2)c(H+)H2O=c(OH-)H2O的有关计算(25 ℃) ①酸溶液:c(H+)H2O=c(OH-)H2O=c(OH-) ②碱溶液:c(OH-)H2O=c(H+)H2O=c(H+) ③水解呈酸性的盐溶液:c(H+)H2O=c(OH-)H2O=c(H+) ④水解呈碱性的盐溶液:c(OH-)H2O=c(H+)H2O=c(OH-) 考点二 溶液的酸碱性与pH的计算和判断 自主梳理 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+)<c(OH-),常温下,pH>7。 2.pH (1)定义式:pH=-lg c(H+)。 (2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下) ①由图示关系知,pH越小,溶液的酸性越强。 ②pH一般表示c(H+)≤1 mol/L的酸溶液或c(OH-)≤1 mol/L的碱溶液。 3.pH的测定方法 (1)pH试纸法 pH试纸的使用方法:把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。但应注意: ①pH试纸不能伸入待测液中。 ②pH试纸不能事先润湿,用pH试纸粗略测定pH。 ③用广泛pH试纸测出溶液的pH是1~14的整数,读数不会出现小数。 (2)pH计法:常用pH计精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。 【深度思考】 1.pH=7的溶液一定是中性溶液吗? 【答案】pH=7的溶液,不一定是中性溶液,因为温度不同,水的离子积不同,如100 ℃时,pH=6的溶液为中性溶液,pH=7时为碱性溶液。 2.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溶液和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NH3·H2O和HCl溶液等体积混合( )。 (4)pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )。 (5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合( )。 (6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )。 (7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )。 (8)pH=2的HCl和pH=12的NH3·H2O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 例3、已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( ) A.a=b B.混合溶液的pH=7 C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1 D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-) 【答案】C 【解析】判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。A项中a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项中未说明温度为25 ℃,故混合溶液pH=7时不一定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为c(H+)= mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。 【发散类比3】将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合后,混合液均呈中性 ①b L 1×10-3mol·L-1的氨水 ②c L c(OH-)=1×10-3mol·L-1的氨水 ③d L c(OH-)=1×10-3mol·L-1的Ba(OH)2溶液,其中a、b、c、d的关系正确的是( )。 A.b>a=d>c B.a=b>c>d C.a=b>d>c D.c>a=d>b 【答案】A 【解析】pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3mol·L-1,与c(OH-)=1×10-3 mol·L-1的Ba(OH)2溶液混合,混合液呈中性时二者的体积相等,故a=d;NH3·H2O为弱碱,若1×10-3mol·L-1的氨水与pH=3的盐酸等体积混合,则正好完全反应生成NH4Cl,NH水解使溶液呈酸性,故若要使溶液呈中性则应使b>a;c(OH-)=1×10-3mol·L-1的氨水中c(NH3·H2O)>1×10-3mol·L-1,故与pH=3的盐酸混合,若要使溶液呈中性,则应使a>c,故有b>a=d>c。 【归纳总结】溶液酸碱性的判断 (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)25 ℃时,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。即谁弱谁过量,显谁性。 (3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时) ①pH之和等于14呈中性;②pH之和小于14呈酸性;③pH之和大于14呈碱性。 例4、(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100倍,溶液的pH分别为m和n,则m和n的关系为________。 【答案】(1)m查看更多