高考化學大一輪復習第八單元水溶液中的離子平衡8.2水的電離和溶液的酸堿性課件新人教版.ppt

第2節(jié)水的電離和溶液的酸堿性,考綱要求:1.了解水的電離、離子積常數。2.了解溶液pH的含義及其測定方法,能進行pH的簡單計算。,-3-,基礎梳理,考點突破,水的電離,110-7molL-1,10-14,-4-,基礎梳理,考點突破,3.水的電離平衡移動的影響因素(1)溫度:溫度升高,KW,水的電離平衡。(2)加入酸或堿,可水的電離(相當于“同離子效應”)。如在水中加入鹽酸、氫氧化鈉等,可使水的電離程度,但不影響KW的大小。(3)加入可水解的鹽,可水的電離(相當于“離子反應效應”)。如在水中加入醋酸鈉、氯化銨、碳酸鈉等,可使水的電離程度,但不影響KW的大小。(4)加入強酸的酸式鹽(如NaHSO4),相當于加入酸,水的電離;加入弱酸的酸式鹽,對水的電離是促進還是抑制,則要看弱酸酸式酸根離子的水解程度大還是電離程度大。,變大,右移,抑制,變小,促進,變大,抑制,-5-,基礎梳理,考點突破,特別提醒(1)水的離子積常數KW=c(H+)c(OH-),不僅適用于純水,也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。(2)水的離子積常數說明在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都有H+和OH-存在。(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水電離產生的c(H+)、c(OH-)總是相等的。在KW的表達式中,c(H+)、c(OH-)均表示整個溶液中H+、OH-總的物質的量濃度而不是單指由水電離出的c(H+)、c(OH-)。,-6-,基礎梳理,考點突破,右移,增大,增大,減小,中性,增大,左移,增大,減小,減小,酸性,不變,左移,減小,增大,增大,堿性,不變,右移,減小,增大,增大,堿性,不變,右移,增大,減小,減小,酸性,不變,不移動,不變,不變,不變,中性,不變,右移,減小,增大,增大,堿性,不變,-7-,基礎梳理,考點突破,-8-,基礎梳理,考點突破,-9-,基礎梳理,考點突破,-10-,基礎梳理,考點突破,-11-,基礎梳理,考點突破,例1常溫下,有下列水溶液:pH=0的鹽酸0.5molL-1的鹽酸0.1molL-1的NH4Cl溶液(pH約為5)0.1molL-1的NaOH溶液0.5molL-1的NH4Cl溶液1molL-1的NaCl溶液,以上溶液中,水電離的c(H+)由大到小的順序是。中由水電離出的c(H+)=。中由水電離出的c(H+)=。,答案:110-14molL-1110-5molL-1,-12-,基礎梳理,考點突破,-13-,基礎梳理,考點突破,方法技巧分析此類題時,我們可以采用分類方法進行思考,酸、堿均抑制水的電離,所以常溫下pH=a的酸與pH=b的堿,當a+b=14時酸、堿抑制程度相同,水電離出的c水(H+)=c水(OH-)10-7molL-1時為能促進水電離的鹽溶液,如c水(H+)=c水(OH-)=10-1molL-1的溶液可能是pH=1的NH4Cl溶液,也可能為pH=13的Na2CO3溶液。,-14-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練1.(2015廣東理綜,11)一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖,下列說法正確的是()A.升高溫度,可能引起由c向b的變化B.該溫度下,水的離子積常數為1.010-13C.該溫度下,加入FeCl3可能引起由b向a的變化D.該溫度下,稀釋溶液可能引起由c向d的變化,答案,解析,-15-,基礎梳理,考點突破,2.(2016河北張家口模擬演練)常溫下,1LpH=6的AlCl3溶液中,由水電離出的H+物質的量為n1mol;1LpH=6的HCl溶液中,由水電離出的H+物質的量為n2mol。則的值是()A.1B.100C.1000D.10000,答案,解析,-16-,基礎梳理,考點突破,溶液的酸堿性與pH1.溶液的酸堿性溶液的酸堿性取決于溶液中和的相對大小。將“”“=”或“,c(OH-),該溶液一定為酸性溶液()(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水電離出的H+和OH-數目相等()(5)如果溶液中的c(H+)c(OH-),該溶液一定為酸性或堿性溶液()(6)0.1molL-1的鹽酸和0.1molL-1的氫氧化鈉溶液等體積混合,所得溶液呈中性(),-21-,基礎梳理,考點突破,(7)0.1molL-1的氨水和0.1molL-1的鹽酸等體積混合,所得溶液呈中性()(8)室溫下,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合,所得溶液呈中性(),-22-,基礎梳理,考點突破,-23-,基礎梳理,考點突破,4.未標明強弱的酸、堿溶液混合把pH=2與pH=12的酸堿溶液等體積混合后,其pH不一定等于7。若二者為強酸、強堿,則pH=7;若為弱酸、強堿,則弱酸有余,pH7。,-24-,基礎梳理,考點突破,-25-,基礎梳理,考點突破,例2求下列常溫條件下溶液的pH(已知lg1.3=0.1,lg2=0.3,混合溶液忽略體積的變化)。(1)0.005molL-1的H2SO4溶液(2)0.1molL-1的CH3COOH溶液(已知CH3COOH的電離常數Ka=1.810-5)(3)0.1molL-1NH3H2O溶液(NH3H2O的電離度為=1%,電離度=(4)將pH=8的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合(5)常溫下,將pH=5的鹽酸與pH=9的NaOH溶液以體積比119混合(6)將pH=3的HCl與pH=3的H2SO4等體積混合(7)0.001molL-1的NaOH溶液(8)pH=2的鹽酸與等體積的水混合(9)pH=2的鹽酸加水稀釋到1000倍,-26-,基礎梳理,考點突破,答案:(1)2(2)2.9(3)11(4)9.7(5)6(6)3(7)11(8)2.3(9)5,-27-,基礎梳理,考點突破,-28-,基礎梳理,考點突破,-29-,基礎梳理,考點突破,方法技巧1.在做關于溶液pH計算的題目時,要抓住“問題的主要方面”。溶液顯酸性用溶液中的c(H+)來計算;溶液顯堿性先求溶液中的c(OH-),再求溶液中的c(H+)?？谠E:酸按酸(H+),堿按堿(OH-),酸堿中和求過量,無限稀釋7為限。步驟:,2.注意近似計算:當兩數相加、減,兩數值相差100時,則小的數值可以忽略,如1000+0.11000。,-30-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練3.常溫下,關于溶液的稀釋下列說法正確的是()A.pH=3的醋酸溶液稀釋到100倍,pH=5B.pH=4的H2SO4溶液加水稀釋到100倍,溶液中由水電離產生的c(H+)=1.010-6molL-1C.將1L0.1molL-1的Ba(OH)2溶液稀釋為2L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀釋到100倍,其pH=6,答案,解析,-31-,基礎梳理,考點突破,4.在某溫度時,測得0.01molL-1的NaOH溶液的pH=11。(1)該溫度下水的離子積常數KW=。(2)在此溫度下,將pH=a的NaOH溶液VaL與pH=b的硫酸VbL混合。若所得混合液為中性,且a=12,b=2,則VaVb=。若所得混合液為中性,且a+b=12,則VaVb=。,答案:(1)10-13(2)110101,-32-,基礎梳理,考點突破,-33-,基礎梳理,考點突破,酸堿中和滴定1.酸堿中和滴定的實驗原理利用中和反應,用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)濃度的實驗方法。2.中和滴定的實驗用品(1)試劑:、蒸餾水。(2)儀器:滴定管(如圖A)、滴定管(如圖B)、滴定管夾、鐵架臺、。,標準液待測液指示劑,酸式,堿式,錐形瓶,-34-,基礎梳理,考點突破,(3)滴定管的使用。酸性、氧化性的試劑一般用滴定管,因為酸性和氧化性物質易橡膠。堿性的試劑一般用滴定管,因為堿性物質易,致使無法打開。(4)指示劑的選擇。強酸強堿相互滴定,可選用或作指示劑。若反應生成呈酸性的強酸弱堿鹽溶液,則一般選用酸性變色范圍的指示劑(甲基橙,變色范圍是3.14.4);若反應生成呈堿性的強堿弱酸鹽溶液,則一般選用堿性變色范圍的指示劑(酚酞,變色范圍是8.210.0)。酸堿中和滴定中一般不用石蕊作指示劑,因為其顏色變化不明顯,且變色范圍過寬(5.08.0)。,酸式,腐蝕,堿式,腐蝕玻璃,玻璃活塞,酚酞甲基橙,-35-,基礎梳理,考點突破,3.實驗操作(以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例)(1)滴定前的準備。,錐形瓶:注堿液記讀數加酚酞指示劑。,漏水,蒸餾水,待盛液,0,“0”刻度或“0”刻度,-36-,基礎梳理,考點突破,(2)滴定。(3)滴定終點判斷。等到滴入最后一滴標準液,溶液由紅色變?yōu)闊o色,且在半分鐘內_原來的顏色,視為滴定終點,并記錄標準液的體積。,不恢復,-37-,基礎梳理,考點突破,(4)操作步驟。儀器的洗滌:滴定管(或移液管):自來水蒸餾水。錐形瓶:自來水蒸餾水(不用所裝溶液洗滌)。裝液調整液面:裝液,使液面一般高于“”刻度,驅除滴定管尖嘴處的氣泡。讀數:調整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,讀出初讀數;滴定至終點,讀出末讀數,實際消耗標準液的體積為末讀數-初讀數。,所裝溶液潤洗,0,-38-,基礎梳理,考點突破,-39-,基礎梳理,考點突破,自主鞏固判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。(1)pH計不能用于酸堿中和滴定終點的判斷()(2)中和滴定實驗時,用待測液潤洗錐形瓶()(3)滴定終點就是酸堿恰好中和的點()(4)滴定管盛標準液時,其液面一定要調在0刻度()(5)用堿式滴定管量取20.00mLKMnO4溶液()(6)滴定管在加入反應液之前一定要用所要盛裝的反應液潤洗23遍()(7)若用標準鹽酸滴定待測NaOH溶液,滴定前仰視,滴定后俯視則測定值偏大(),-40-,基礎梳理,考點突破,-41-,基礎梳理,考點突破,-42-,基礎梳理,考點突破,-43-,基礎梳理,考點突破,例3某學生用已知物質的量濃度的鹽酸來測定未知物質的量濃度的氫氧化鈉溶液時,選擇甲基橙作指示劑。請回答下列問題:(1)用標準鹽酸滴定待測氫氧化鈉溶液時,左手握酸式滴定管的活塞,右手搖動錐形瓶,眼睛注視。直到因加入一滴鹽酸后,溶液由色變?yōu)樯?并半分鐘內不變色為止。(2)若滴定開始和結束時,酸式滴定管中的液面如圖所示,則所消耗鹽酸的體積為mL。,-44-,基礎梳理,考點突破,(3)下列操作中,可能使所測氫氧化鈉溶液的濃度數值偏低的是(填編號)。A.酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗就直接注入標準酸溶液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,開始時仰視讀數,滴定結束時俯視讀數,-45-,基礎梳理,考點突破,依據上表數據列式可計算該NaOH溶液的物質的量濃度為。,答案:(1)錐形瓶中溶液顏色的變化黃橙(2)26.10(3)D(4)0.1044molL-1,-46-,基礎梳理,考點突破,解析:(2)起始讀數為0,終點讀數為26.10,鹽酸的體積為26.10mL。(3)酸式滴定管未用標準鹽酸潤洗就直接注入標準鹽酸,標準液的濃度偏小,造成V(標準)偏大,測定c(NaOH)偏大,故A不符合;B項,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,待測液的物質的量不變,對V(標準)無影響,測定c(NaOH)無影響,故B不符合;C項,酸式滴定管在滴定前有氣泡,滴定后氣泡消失,造成V(標準)偏大,測定c(NaOH)偏大,故C不符合;D項,讀取鹽酸體積時,開始仰視讀數,滴定結束時俯視讀數,造成V(標準)偏小,測定c(NaOH)偏低,故D符合。,-47-,基礎梳理,考點突破,方法技巧1.滴定終點的判斷答題模板當滴入最后一滴某種標準溶液后,溶液變成某種顏色或溶液的某種顏色消失,且半分鐘內不恢復原來的顏色。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“顏色的變化或其他現象”。(3)半分鐘:必須說明溶液顏色變化后“半分鐘內不再恢復原來的顏色或其他現象”。,-48-,基礎梳理,考點突破,2.圖解量器的讀數方法(1)讀數(如圖1)時的注意事項。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處保持水平或相切。關鍵詞:最低處、相切。(2)俯視讀數(如圖2):當用量筒測量液體的體積時,讀數偏大;當用滴定管測量液體的體積時,讀數偏小。(3)仰視讀數(如圖3):當用量筒測量液體的體積時,讀數偏小;當用滴定管測量液體的體積時,讀數偏大。,-49-,基礎梳理,考點突破,跟蹤訓練5.判斷正誤,正確的畫“”,錯誤的畫“”。A.右圖記錄滴定終點讀數為12.20mL()B.酸式滴定管裝標準溶液前,必須先用該溶液潤洗()C.酸堿滴定實驗中,用待滴定溶液潤洗錐形瓶以減小實驗誤差()D.鄰苯二甲酸氫鉀可用于標定NaOH溶液的濃度。假如稱量鄰苯二甲酸氫鉀時電子天平讀數比實際質量偏大,則測得的NaOH溶液濃度比實際濃度偏小(),-50-,基礎梳理,考點突破,E.為測定NaOH溶液的濃度,用到的主要儀器為滴定管、錐形瓶、燒杯,所用試劑是NaOH溶液、0.1000molL-1鹽酸()F.下圖所示中和滴定操作正確(),解析:A項,滴定管0刻度在上方,所以讀數應小于12mL,錯誤;C項,錐形瓶不能用待盛溶液潤洗,錯誤;D項,實際質量小,所配標準液濃度偏小,計算出的NaOH溶液濃度比實際濃度偏大,錯誤;E項,沒有指示劑,錯誤;F項,此滴定管為堿式滴定管,不能裝酸性溶液,錯誤。,-51-,基礎梳理,考點突破,步驟:移取xmL一定濃度的Na2CrO4溶液于錐形瓶中,加入酸堿指示劑,用bmolL-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V0mL。步驟:移取ymLBaCl2溶液于錐形瓶中,加入xmL與步驟相同濃度的Na2CrO4溶液,待Ba2+完全沉淀后,再加入酸堿指示劑,用bmolL-1鹽酸標準液滴定至終點,測得滴加鹽酸的體積為V1mL。滴加鹽酸標準液時應使用酸式滴定管,“0”刻度位于滴定管的(填“上方”或“下方”)。BaCl2溶液的濃度為molL-1。若步驟中滴加鹽酸時有少量待測液濺出,Ba2+濃度測量值將(填“偏大”或“偏小”)。,-52-,基礎梳理,考點突破,-53-,酸堿中和滴定的拓展中和滴定實驗是中學化學中重要的定量實驗之一,有關中和滴定的實驗操作、指示劑的選擇和誤差分析是高考命題的重點。隨著新課程改革的推進,與滴定實驗相關的氧化還原滴定、沉淀滴定等也在高考試題中頻頻出現,需引起考生的重視。一、沉淀滴定1.定義沉淀滴定是利用沉淀反應進行定量分析的方法。生成沉淀的反應很多,但符合定量分析條件的卻很少,實際上應用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應來測定Cl-、Br-、I-的濃度。,-54-,-55-,例1(2014課標全國,28)某小組以CoCl26H2O、NH4Cl、H2O2、濃氨水為原料,在活性炭催化下,合成了橙黃色晶體X。為確定其組成,進行如下實驗。氨的測定:精確稱取wgX,加入適量水溶解,注入如圖所示的三頸瓶中,然后逐滴加入足量10%NaOH溶液,通入水蒸氣,將樣品液中的氨全部蒸出,用V1mLc1molL-1的鹽酸標準溶液吸收。蒸氨結束后取下接收瓶,用c2molL-1NaOH標準溶液滴定過剩的HCl,到終點時消耗V2mLNaOH溶液。,氨的測定裝置(已省略加熱和夾持裝置),-56-,氯的測定:準確稱取樣品X,配成溶液后用AgNO3標準溶液滴定,K2CrO4溶液為指示劑,至出現淡紅色沉淀不再消失為終點(Ag2CrO4為磚紅色)?；卮鹣铝袉栴}:(1)裝置中安全管的作用原理是。(2)用NaOH標準溶液滴定過剩的HCl時,應使用式滴定管,可使用的指示劑為。(3)樣品中氨的質量分數表達式為。(4)測定氨前應該對裝置進行氣密性檢驗。若氣密性不好測定結果將(填“偏高”或“偏低”)。(5)測定氯的過程中,使用棕色滴定管的原因是,滴定終點時,若溶液中c(Ag+)=2.010-5molL-1,c()為molL-1。已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.1210-12,-57-,(6)經測定,樣品X中鈷、氨和氯的物質的量之比為163,鈷的化合價為,制備X的化學方程式為,X的制備過程中溫度不能過高的原因是。,-58-,-59-,二、氧化還原滴定1.氧化還原滴定原理以氧化還原反應為基礎的定量分析方法,它以氧化劑或還原劑為滴定劑,直接滴定一些具有還原性或氧化性的物質;或者間接滴定一些本身并沒有氧化性或還原性,但能與某些氧化劑或還原劑起反應的物質。氧化滴定劑有高錳酸鉀、重鉻酸鉀、碘等;還原滴定劑有亞鐵鹽、抗壞血酸(即維生素C)等。,-60-,2.氧化還原滴定實例(1)酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液。原理:+6H+5H2C2O4=10CO2+2Mn2+8H2O指示劑:酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑,當滴入最后一滴酸性KMnO4溶液后,溶液由無色變淺紅色,且半分鐘內不褪色,說明達到滴定終點。(2)Na2S2O3溶液滴定碘液。原理:2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI指示劑:用淀粉作指示劑,當滴入一滴Na2S2O3溶液后,溶液的藍色褪去,且半分鐘內不恢復原色,說明達到滴定終點。,-61-,例22016江蘇化學,18(3)水中溶解氧的測定方法如下:向一定量水樣中加入適量MnSO4和堿性KI溶液,生成MnO(OH)2沉淀,密封靜置;加入適量稀硫酸,待MnO(OH)2與I-完全反應生成Mn2+和I2后,以淀粉作指示劑,用Na2S2O3標準溶液滴定至終點。測定過程中物質的轉化關系如下:,(1)寫出O2將Mn2+氧化成MnO(OH)2的離子方程式:。(2)取加過一定量CaO28H2O的池塘水樣100.00mL,按上述方法測定水樣的溶解氧,消耗0.01000molL-1Na2S2O3標準溶液13.50mL。計算該水樣中的溶解氧(以mgL-1表示),寫出計算過程。,-62-,-63-,解析:(1)反應中Mn由+2價升至+4價,O由0價降至-2價,根據Mn和O得失電子守恒配平,因溶液顯堿性,用OH-完成電荷守恒。(2)根據電子轉移守恒找出物質之間的對應關系:O22MnO(OH)22I24Na2S2O3,然后根據Na2S2O3的消耗量,可計算出水中溶解的O2含量。,-64-,跟蹤訓練1.2016浙江理綜,29(5)為測定產品(無水MgBr2)的純度,可用EDTA(簡寫為Y4-)標準溶液滴定,反應的離子方程式:Mg2+Y4-=MgY2-(1)滴定前潤洗滴定管的操作方法是。(2)測定前,先稱取0.2500g無水MgBr2產品,溶解后,用0.0500molL-1的EDTA標準溶液滴定至終點,消耗EDTA標準溶液26.50mL,則測得無水MgBr2產品的純度是(以質量分數表示)。,答案:(1)從滴定管上口加入少量待裝液,傾斜著轉動滴定管,使液體潤濕內壁,然后從下部放出,重復23次(2)97.5%,-65-,-66-,-67-,-68-,-69-,1.3種式子H2OH+OH-;KW=c(H+)c(OH-);pH=-lgc(H+)2.3種關系(1)c(H+)c(OH-),溶液呈酸性(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性(3)c(H+)c(OH-),溶液呈堿性3.pH計算的口訣酸按酸(H+),堿按堿(OH-),酸堿中和求過量,無限稀釋7為限。4.滴定管使用的四個步驟查漏洗滌潤洗裝液。5.酸堿中和滴定的兩個關鍵(1)準確測定標準液的體積。(2)準確判斷滴定終點。,-70-,-71-,1,2,3,4,5,6,1.(人教版選修4P526改編)室溫下,檸檬水溶液的pH是3,則其中由水電離出的c(OH-)是()A.0.1molL-1B.110-3molL-1C.110-7molL-1D.110-11molL-1,7,D,-72-,1,2,3,4,5,6,2.(人教版選修4P527改編題)甲溶液的pH是2,乙溶液的pH是5,甲溶液與乙溶液的c(H+)之比為()A.10001B.11000C.25D.52,7,A,解析:甲溶液的pH是2,c(H+)=10-2molL-1,乙溶液的pH是5,c(H+)=10-5molL-1,則甲溶液與乙溶液的c(H+)之比為10-2molL-110-5molL-1=10001。,-73-,1,2,3,4,5,6,3.(2016山東滕州一中月考)室溫下,有關下列四種溶液的敘述正確的是(忽略混合后溶液的體積變化)(),7,B,-74-,1,2,3,4,5,6,7,-75-,1,2,3,4,5,6,4.(2017廣西柳州模擬)下列說法正確的是()A.100時,某溶液pH=6,則該溶液一定顯酸性B.25時,0.1molL-1的NaHSO3溶液pH=4,溶液中C.25時,pH=3的硫酸溶液與pH=11的氨水等體積混合,所得溶液呈酸性D.室溫下,10mL0.1molL-1CH3COOH溶液與5mL0.1molL-1NaOH溶液混合,所得溶液中有:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),7,D,-76-,1,2,3,4,5,6,7,-77-,1,2,3,4,5,6,5.(2016課標全國乙,12)298K時,在20.0mL0.10molL-1氨水中滴入0.10molL-1的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸的體積關系如圖所示。已知0.10molL-1氨水的電離度為1.32%,下列有關敘述正確的是()A.該滴定過程應該選擇酚酞作為