2024屆高三化學高考備考一輪復習專題：水的電離和溶液的酸堿性 課件(共43張PPT)

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水的電離和溶液的酸堿性

1.認識水的電離，了解水的離子積常數(shù)，認識溶液的酸堿性及pH，掌握檢測溶液pH的方法。

2.能進行溶液pH的簡單計算，能正確測定溶液的pH，能調(diào)控溶液的酸、堿性。能選擇實例說明溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學研究中的重要作用。

考點水的電離

1.水的電離方程式

（1）水是極弱的電解質(zhì)，水的電離方程式為H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可簡寫為H2OH＋＋OH－。

（2）25℃時，純水中c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－7mol·L－1；任何水溶液中，由水電離出的c（H＋）與c（OH－）都相等。

H2O＋H2OH3O＋＋OH－

1×10－7mol·L－1

2.水的離子積常數(shù)

（1）常溫下：Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝1×10－14。

（2）影響因素：只與溫度有關(guān)，升高溫度，Kw增大。

（3）適用范圍：Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)溶液。

（4）Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要溫度不變，Kw不變。

1×10－14

溫度

增大

體系變化條件移動方向Kw電離程度c（OH－）c（H＋）

加HCl逆不變減小減小增大

加NaOH逆不變減小增大減小

加可水解的鹽Na2CO3正不變增大增大減小

NH4Cl正不變增大減小增大

溫度升溫正增大增大增大增大

降溫逆減小減小減小減小

其他：如加入Na正不變增大增大減小

逆

不

變

減

小

減小

增大

逆

不

變

減

小

增大

減小

正

不

變

增

大

增大

減小

正

不

變

增

大

減小

增大

正

增

大

增

大

增大

增大

逆

減

小

減

小

減小

減小

正

不

變

增

大

增大

減小

3.影響水電離平衡的因素

填寫外界條件對H2OH＋＋OH－ΔH＞0的具體影響

1.正誤判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。

（1）在蒸餾水中滴加濃H2SO4，Kw不變。（）

答案：×

（2）NaCl溶液和CH3COONH4溶液均顯中性，兩溶液中水的電離程度相同。（）

答案：×

（3）25℃與60℃時，水的pH相等。（）

答案：×

（5）室溫下，0.1mol·L－1的HCl溶液與0.1mol·L－1的NaOH溶液中水的電離程度不同。（）

答案：×

（4）25℃時NH4Cl溶液的Kw小于100℃時NaCl溶液的Kw。（）

答案：√

2.一定溫度下，水存在H2OH＋＋OH－ΔH＞0的平衡，下列敘述一定正確的是（）

A.向水中滴入少量稀鹽酸，平衡逆向移動，Kw減小

B.將水加熱，Kw增大，pH減小

C.向水中加入少量固體CH3COONa，平衡逆向移動，c（H＋）降低

D.向水中加入少量固體硫酸鈉，c（H＋）＝10－7mol·L－1，Kw不變

B

3.水的電離平衡曲線如圖所示，回答下列問題。

（1）圖中A、B、C、D、E五點Kw間的關(guān)系：。

答案：B＞C＞A＝E＝D

（2）在水中加少量酸，可實現(xiàn)A點向點移動。

答案：D

（3）ABE形成的區(qū)域中的點都呈現(xiàn)性。

答案：堿

（4）若在B點溫度下，pH＝2的硫酸溶液中，c水（H＋）＝mol·L－1。

答案：1×10－10

4.室溫下，計算下列溶液中水電離出的c水（H＋）。

（1）0.01mol·L－1的鹽酸中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－12mol·L－1

（2）pH＝4的亞硫酸溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－10mol·L－1

（3）pH＝10的KOH溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－10mol·L－1

（4）pH＝4的NH4Cl溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－4mol·L－1

（5）pH＝10的CH3COONa溶液中，c水（H＋）＝。

答案：1×10－4mol·L－1

溶液中c水（H＋）或c水（OH－）的計算及應用（以室溫為例）

（1）酸、堿抑制水的電離，酸溶液中求c（OH－），即c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－），堿溶液中求c（H＋），即c水（OH－）＝c水（H＋）＝c（H＋）。

（2）水解的鹽促進水的電離，故c水（H＋）等于顯性離子的濃度。

（3）酸式鹽溶液

酸式酸根離子以電離為主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。

酸式酸根離子以水解為主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。

1.溶液的酸堿性

溶液的酸堿性取決于溶液中c（H＋）和c（OH－）的相對大小。

（1）c（H＋）＞c（OH－），溶液呈酸性，常溫下pH＜7。

（2）c（H＋）＝c（OH－），溶液呈中性，常溫下pH＝7。

（3）c（H＋）＜c（OH－），溶液呈堿性，常溫下pH＞7。

＞

＜

＝

＝

＜

＞

考點溶液的酸堿性和pH

2.pH及其測量

（1）定義式：pH＝－lgc（H＋）。

（2）測量方法

①酸堿指示劑法：該法只能測其pH的大致范圍，常見指示劑變色范圍如表：

指示劑變色范圍的pH石蕊＜5.0紅色5.0～8.0紫色＞8.0藍色

甲基橙＜3.1紅色3.1～4.4橙色＞4.4黃色

酚酞＜8.2無色8.2～10.0淺紅色＞10.0紅色

②pH試紙法：把小片試紙放在一潔凈的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待測溶液點在干燥的pH試紙的上都，試紙變色后，與標準比色卡對照即可確定溶液的pH。

③pH計測量法。

玻璃棒

標準比色卡

1.正誤判斷（正確的打“√”，錯誤的打“×”）。

（1）某溶液的pH＝7，該溶液一定顯中性。（）

答案：×

（2）用濕潤的pH試紙測稀堿液的pH，測定值偏大。（）

答案：×

（3）用廣泛pH試紙測得0.10mol·L－1NH4Cl溶液的pH＝5.2。（）

答案：×

（4）用pH試紙測定氯水的pH為3。（）

答案：×

（5）一定溫度下，pH＝a的氨水，稀釋10倍后，其pH＝b，則a＝b＋1。（）

答案：×

2.常溫下，兩種溶液混合后酸堿性的判斷（在括號中填“酸性”“堿性”或“中性”）。

（1）相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合。（）

答案：中性

（2）相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合。（）

答案：堿性

（3）相同濃度的NH3·H2O和HCl溶液等體積混合。（）

答案：酸性

（4）pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等體積混合。（）

答案：中性

（5）pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等體積混合。（）

答案：酸性

（6）pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等體積混合。（）

答案：堿性

（7）pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等體積混合。（）

答案：酸性

（8）pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等體積混合。（）

答案：堿性

3.計算25℃時下列溶液的pH（忽略溶液混合時體積的變化）。

（1）0.005mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝。

2

（2）0.001mol·L－1的NaOH溶液的pH＝。

11

（3）pH＝2的鹽酸加水稀釋到1000倍，溶液的pH＝。

5

（4）將pH＝8的NaOH溶液與pH＝10的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH＝。

9.7

（5）常溫下，將0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液與0.06mol·L－1硫酸溶液等體積混合，溶液的pH＝。

2

4.按要求計算下列各題（常溫下，忽略溶液混合時體積的變化）。

（1）25℃時，pH＝3的硝酸和pH＝12的氫氧化鋇溶液按照體積比為9∶1混合，混合溶液的pH＝。

10

（2）在一定體積pH＝12的Ba（OH）2溶液中，逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液，當溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀時，溶液pH＝11。若反應后溶液的體積等于Ba（OH）2溶液與NaHSO4溶液的體積之和，則Ba（OH）2溶液與NaHSO4溶液的體積比是。

1∶4

（3）將pH＝a的NaOH溶液VaL與pH＝b的稀鹽酸VbL混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，則＝。

10

溶液pH計算的一般思維模型

考點酸堿中和滴定

1.實驗原理

用已知濃度的酸（或堿）滴定未知濃度的堿（或酸），根據(jù)中和反應的等量關(guān)系來測定酸（或堿）的濃度。

（1）儀器：酸滴定管（如圖1）、

堿式滴定管（如圖2）、滴定管夾、鐵架臺、錐形瓶、燒杯。

酸式

堿式

錐形瓶

2.實驗用品

（2）試劑：標準液、待測液、指示劑、蒸餾水。

（3）滴定管的使用

試劑性質(zhì)滴定管原因

酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物質(zhì)易腐蝕橡膠管

堿性堿式滴定管堿性物質(zhì)易腐蝕玻璃，致使玻璃活塞無法打開

酸式

堿式

3.實驗操作（以標準鹽酸溶液滴定待測NaOH溶液為例）

（1）滴定前的準備

（2）滴定操作

（3）終點判斷

若滴入最后半滴標準液，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且在半分鐘內(nèi)不變色，視為滴定終點并記錄標準液的體積。

滴入最后半滴標準液，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且在半分鐘內(nèi)不變色

4.數(shù)據(jù)處理

按上述操作重復2～3次，求出用去標準鹽酸溶液的體積的平均值，根據(jù)c（NaOH）＝計算。

1.用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考如圖，從下表中選出正確的指示劑和儀器（）

選項錐形瓶中溶液滴定管中溶液選用指示劑選用滴定管

A堿酸石蕊乙

B酸堿酚酞甲

C堿酸甲基橙乙

D酸堿酚酞乙

D

2.滴定終點的規(guī)范描述

（1）用amol·L－1的HCl溶液滴定未知濃度的NaOH溶液，用酚酞作指示劑，達到滴定終點的現(xiàn)象是；若用甲基橙作指示劑，滴定終點的現(xiàn)象是。

答案：當?shù)稳胱詈蟀氲螛藴室?，溶液由紅色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不恢復紅色當?shù)稳胱詈蟀氲螛藴室?，溶液由黃色變?yōu)槌壬?，且半分鐘?nèi)不恢復黃色

（2）用標準酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液，以測定水中SO2的含量，是否需要選用指示劑？（填“是”或“否”），達到滴定終點的現(xiàn)象是。

答案：否當?shù)稳胱詈蟀氲嗡嵝訩MnO4溶液，溶液由無色變?yōu)闇\紫紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色

（3）用氧化還原滴定法測定TiO2的質(zhì)量分數(shù)：一定條件下，將TiO2溶解并還原為Ti3＋，再用KSCN溶液作指示劑，用NH4Fe（SO4）2標準溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋，滴定Ti3＋時發(fā)生反應的離子方程式為，達到滴定終點的現(xiàn)象是。

答案：Ti3＋＋Fe3＋Ti4＋＋Fe2＋當?shù)稳胱詈蟀氲螛藴室?，溶液變成淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色

3.以標準鹽酸滴定待測NaOH溶液為例，分析實驗誤差（填“偏低”“偏高”或“無影響”）：

步驟操作c（NaOH）

洗滌未用標準溶液潤洗酸式滴定管

錐形瓶用待測溶液潤洗

未用待測溶液潤洗取用待測液的滴定管

錐形瓶洗凈后瓶內(nèi)還殘留少量蒸餾水

取液取堿液的滴定管尖嘴部分有氣泡且取液結(jié)束前氣泡消失

滴定滴定完畢后立即讀數(shù)，半分鐘后顏色又變紅

滴定前滴定管尖嘴部分有氣泡，滴定后消失

滴定過程中振蕩時有液滴濺出

滴定過程中，向錐形瓶內(nèi)加少量蒸餾水

讀數(shù)滴定前仰視讀數(shù)或滴定后俯視讀數(shù)

滴定前俯視讀數(shù)或滴定后仰視讀數(shù)

偏高

偏高

偏低

無影響

偏低

偏低

偏高

偏低

無影響

偏低

偏高

關(guān)于量器讀數(shù)的誤差分析

（1）平視讀數(shù)（如圖1）：實驗室中用量筒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2）：當用量筒測量液體的體積時，由于視線向下傾斜，尋找切點的位置在凹液面的上側(cè)，讀數(shù)高于正確的刻度線位置，即讀數(shù)偏大。

（3）仰視讀數(shù)（如圖3）：當用滴定管量取一定量液體的體積時，由于視線向上傾斜，尋找切點的位置在液面的下側(cè)，讀數(shù)低于正確的刻度線位置，因滴定管刻度標法與量筒不同，這樣仰視讀數(shù)偏大。

酸堿中和滴定的拓展應用

（次氯酸鈉溶液和二氯異氰尿酸鈉（C3N3O3Cl2Na）都是常用的殺菌消毒劑。NaClO可用于制備二氯異氰尿酸鈉。

（1）NaClO溶液可由低溫下將Cl2緩慢通入NaOH溶液中而制得。制備NaClO的離子方程式為；用于環(huán)境殺菌消毒的NaClO溶液須稀釋并及時使用，若在空氣中暴露時間過長且見光，將會導致消毒作用減弱，其原因是。

答案：Cl2＋2OH－ClO－＋Cl－＋H2O

NaClO溶液吸收空氣中的CO2后產(chǎn)生HClO，HClO見光分解

（2）二氯異氰尿酸鈉優(yōu)質(zhì)品要求有效氯大于60%。通過下列實驗檢測二氯異氰尿酸鈉樣品是否達到優(yōu)質(zhì)品標準。實驗檢測原理為

C3N3O3C＋H＋＋2H2OC3H3N3O3＋2HClO

HClO＋2I－＋H＋I2＋Cl－＋H2O

I2＋2S2S4＋2I－

準確稱取1.1200g樣品，用容量瓶配成250.0mL溶液；取25.00mL上述溶液于碘量瓶中，加入適量稀硫酸和過量KI溶液，密封在暗處靜置5min；用0.1000mol·L－1Na2S2O3標準溶液滴定至溶液呈微黃色，加入淀粉指示劑，繼續(xù)滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液20.00mL。

①通過計算判斷該樣品是否為優(yōu)質(zhì)品。

（寫出計算過程，該樣品的有效氯×100%）

②若在檢測中加入稀硫酸的量過少，將導致樣品的有效氯測定值（填“偏高”或“偏低”）。

答案：①n（S2）＝0.1000mol·L－1×0.02000L＝2.000×10－3mol

根據(jù)物質(zhì)轉(zhuǎn)換和得失電子守恒關(guān)系：C3N3O3C～2HClO～2I2～4S2得n（Cl）＝0.5n（S2）＝1.000×10－3mol

氯元素的質(zhì)量：

m（Cl）＝1.000×10－3mol×35.5g·mol－1＝0.03550g

該樣品的有效氯為×2×100%≈63.39%

該樣品的有效氯大于60%，故該樣品為優(yōu)質(zhì)品

②偏低

1.原理：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(zhì)。

2.試劑

常用于滴定的氧化劑酸性KMnO4溶液、K2Cr2O7溶液等

常用于滴定的還原劑亞鐵鹽、草酸、維生素C等

氧化還原指示劑①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專用指示劑，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘變藍

3.實例

（1）酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液

原理2Mn＋6H＋＋5H2C2O410CO2↑＋2Mn2＋＋8H2O

指示劑酸性KMnO4溶液本身呈紫色，不用另外選擇指示劑

終點判斷當?shù)稳胱詈蟀氲嗡嵝訩MnO4溶液后，溶液由無色變淺紅色，且半分鐘內(nèi)不褪色，說明到達滴定終點

（2）Na2S2O3溶液滴定碘液

原理2Na2S2O3＋I2Na2S4O6＋2NaI

指示劑用淀粉溶液作指示劑

終點判斷當?shù)稳胱詈蟀氲蜰a2S2O3溶液后，溶液的藍色褪去，且半分鐘內(nèi)不恢復原色，說明到達滴定終點

1.亞氯酸鈉（NaClO2）是重要漂白劑。測定某產(chǎn)品中NaClO2純度的實驗操作如下：準確稱取1.00g樣品，加入適量蒸餾水和過量的KI晶體，在酸性條件下發(fā)生反應：Cl＋4I－＋4H＋2H2O＋2I2＋Cl－。將所得混合液稀釋成100mL待測溶液。用（填“酸式”或“堿式”）滴定管量取25.00mL待測溶液置于錐形瓶中，加入淀粉溶液作指示劑，用0.5000mol·L－1Na2S2O3標準液滴定（已知：I2＋2S22I－＋S4），當，即為滴定終點；平行滴定3次，測得消耗標準溶液體積的平均用量為20.00mL。所稱取的樣品中NaClO2質(zhì)量百分含量為。

答案：酸式當?shù)稳胱詈蟀氲螛藴室?，錐形瓶內(nèi)溶液由藍色變?yōu)闊o色，且半分鐘內(nèi)不變色90.50%

2.測定亞硝酰硫酸NOSO4H的純度：準確稱取1.500g產(chǎn)品放入250mL的碘量瓶中，加入0.10