20202021年高考化学一轮复习知识讲解下水的电离和溶液的酸碱性pdf

2020-2021年新高三化学一轮复习讲解《水的电离和溶液的酸碱性》【知识梳理】一、水的电离1．水的离子积常数：水能发生微弱的电离，且水的电离是一个可逆过程。在一定温度下达到电离平衡，c(H+)c(OH－)=Kw，一定温度时Kw是一个常数，Kw简称水的离子积。水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大，如250C时，水的离子积为1.0×10-14；1000C时Kw=1.0×10-12。温馨提示：水的离子积常数KW＝c（H＋）·c（OH－），其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积，所以无论是纯水还是酸、碱，盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw。2．影响水的电离平衡的因素：条件改变移动方向c(OH－)c(H＋)KW加酸向左减小增大不变加碱向左增大减小不变升温向右增大增大增大加强碱弱酸盐向右增大减小不变加强酸弱碱盐向右减小增大不变温馨提示：溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)是不同的：①常温下水电离出的c(H+)=1×10-7mol/L，若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离；若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。②常温下溶液中的c(H+)1×10-7mol/L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液；c(H+)1×10-7mol/L，说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。例题1、下列说法正确的是。①95℃纯水的pH7，说明加热可导致水呈酸性②pH＝3的醋酸溶液，稀释10倍后pH＝4③t℃时，某溶液pH＝6，则该溶液一定为酸性④常温下，将pH＝11的氨水稀释后，溶液中所有离子的浓度降低⑤25℃时NH4Cl溶液的Kw大于100℃时NaCl溶液的Kw⑥100℃时，将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性⑦常温时，某溶液中由水电离出来的c(H＋)和c(OH－)的乘积为1×10－24，该溶液中一定可以大量存在K＋、Na＋、AlO－2、SO2－4⑧26M3＋对水的电离平衡不产生影响⑨向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低⑩一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，加入FeCl3可能引起由b向a的变化⑪已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示，25℃时水的电离平衡曲线应为A⑫在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1，该溶液一定呈碱性【指点迷津】水电离产生c(H＋)和c(OH－)的计算①中性溶液：c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol/L；②酸溶液：OH－全部来自水的电离，如pH＝2的盐酸溶液中c(H＋)＝10－2mol/L，则c(OH－)＝KW/10－2＝10－12mol/L，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol/L；③碱溶液：H＋全部来自水的电离，如pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol/L，则c(H＋)＝KW/10－2＝10－12mol/L，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol/L；④水解呈酸性的盐溶液：H＋全部来自水的电离；如pH＝5的NH4Cl溶液中，由水电离的c(H＋)＝10－5mol/L，因部分OH－与部分NH＋4结合使c(OH－)＝10－9mol/L。⑤水解呈碱性的盐溶液：OH－全部来自水的电离；如pH＝12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH－)＝10－2mol/L。因部分H＋与部分CO2－3结合使c(H＋)＝10－12mol/L。二、溶液的酸碱性1.溶液的酸碱性：溶液的酸碱性是由溶液中c(H＋)与c(OH－)相对大小决定的：c(H+)＞c(OH—)，溶液呈酸性；c(H＋)=c(OH－)，溶液呈中性；c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性。2．溶液pH：稀溶液中pH=-lgc(H+)。（1）酸碱性和pH的关系：在室温下，中性溶液c(H+)=c(OH－)=1.0×10-7mol·L-1，pH=7；酸性溶液c(H+)＞c(OH－)，c(H+)＞1.0×10-7mol·L-1，pH＜7；碱性溶液c(H+)＜c(OH－)，c(H+)＜1.0×10-7mol·L-1，pH＞7。（2）pH的测定：酸碱指示剂（粗略）、pH试纸（范围值）、pH计（精确值）。3.pH计算：解答有关pH的计算时，首先要注意温度，明确是25℃还是非25℃，然后判断溶液的酸碱性，再根据“酸按酸”，“碱按碱”的原则进行计算。（1）总体原则：若溶液为酸性，先求c(H＋)，再求pH；若溶液为碱性，先求c(OH－)，再由c(H＋)＝KWcOH－求c(H＋)，最后求pH。（2）强酸溶液：如浓度为cmol/L的HnA溶液，c(H＋)＝ncmol/L，所以pH＝－lgnc。（3）强碱溶液：如浓度为cmol/L的B(OH)n溶液，c(OH－)＝ncmol/L，c(H＋)＝10－14ncmol/L，所以pH＝14＋lgnc。（4）酸碱混合溶液pH的计算：①两强酸溶液混合：c混(H＋)＝c1H＋V1＋c2H＋V2V1＋V2；②两强碱溶液混合：c混(OH－)＝c1OH－V1＋c2OH－V2V1＋V2；③强酸、强碱溶液混合：若酸过量：c混(H＋)＝c酸H＋V酸－c碱OH－V碱V酸＋V碱，若碱过量：c混(OH－)＝c碱OH－V碱－c酸H＋V酸V酸＋V碱。（5）酸碱溶液稀释时pH的变化：酸(pH＝a)碱(pH＝b)弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍a＋na＋nb－nb－n无限稀释pH趋向于7例题2、下列有关说法正确的是。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＋1③25℃时，pH＝4.5的番茄汁中c(H＋)是pH＝6.5的牛奶中c(H＋)的2倍④25℃时，某溶液中水电离出的c(H＋)＝10－13，则该溶液的pH一定为13⑤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⑥25℃时，pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合所得溶液呈中性⑦25℃时，pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合所得溶液呈酸性⑧25℃时有甲、乙两杯醋酸稀溶液，甲的pH＝2，乙的pH＝3，中和等物质的量的NaOH，需甲、乙两杯酸的体积(V)之间的关系为10V(甲)V(乙)⑨MOH和ROH两种一元碱，其水溶液分别加水稀释时，pH变化如下图所示，在x点时，ROH完全电离⑩在25℃时，向50.00mL未知浓度的CH3COOH溶液中逐滴加入0.5mol·L-1的NaOH溶液。滴定过程中，溶液的pH与滴入NaOH溶液体积的关系如右图所示，①点所示溶液的导电能力弱于②点⑪室温下，用0.100mol/LNaOH溶液分别滴定20.00ml0.100mol/L的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示，V(NaOH)=20ml时，c(Cl—)=c(CH3COO—)⑫25℃时，将体积Va，pH＝a的某一元强碱与体积为Vb，pH＝b的某二元强酸混合。若所得溶液的pH＝7，且已知Va＞Vb，b＝0.5a，b值是可以等于4【指点迷津】溶液酸碱性判定规律：（1）PH相同的酸，酸越弱，酸物质的量浓度越大；pH相同的碱，碱越弱，碱物质的量浓度越大。（2）酸与碱的PH之和为14且等体积混合时，强酸与强碱混合，PH=7；强酸与弱碱混合，PH＞7；强碱与弱酸混合，PH＜7。（3）等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后时，强酸和强碱混合，PH=7；强酸和弱碱混合，PH7；弱酸和强碱混合，PH7；弱酸和弱碱混合，PH由强者决定；⑤未注明酸、碱强弱时，PH无法判断。（4）等体积强酸（PH1）和强碱（PH2）混合时，若溶液呈中性，二者PH之和为14；若溶液呈碱性，二者PH之和大于14；若溶液呈酸性，二者PH之和小于14。三、中和滴定1．实验原理：利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的浓度的实验方法。2．主要仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、带滴定管夹的铁架台等。3.主要试剂：标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水。温馨提示：指示剂选择的基本原则：变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。不能用石蕊作指示剂；滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸；滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水；强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以；并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时，KMnO4颜色褪去时即为滴定终点。4.滴定管使用：a.查漏，b.洗涤，c.润洗，d.装液，e.排气，f.调液面，g.记录。5.滴定操作：6.终点判断：等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且在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。7.误差分析：以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有：步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液取碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高例题3、乙二酸(HOOC—COOH)俗名草酸，是一种有还原性的有机弱酸，在化学上有广泛应用。(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时，他往A、B两支试管中均加入4mL0.01mol·L－1的酸性KMnO4溶液和2mL0.1mol·L－1H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA________tB(填“”“＝”或“”)。写出该反应的离子方程式：_______________________。(2)实验室有一瓶混有泥沙的乙二酸样品，小刚利用上述反应的原理来测定其含量，具体操作为：①配制250mL溶液：准确称量5.000g乙二酸样品，配成250mL溶液。配制溶液需要的计量仪器有__________________________________________________。②滴定：准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.1000mol·L－1KMnO4标准溶液装入______(填“酸式”或“碱式”)滴定管，进行滴定操作。在滴定过程中发现，刚滴下少量KMnO4标准溶液时，溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色才慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪去，可能的原因是______________________；判断滴定达到终点的现象是_______________________________________。③计算：重复上述操作2次，记录实验数据如下表。则消耗KMnO4标准溶液的平均体积为________mL，此样品的纯度为____________。序号滴定前读数滴定后读数10.0020.0121.0020.9930.0021.10④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是________。A．未用KMnO4标准溶液润洗滴定管B．滴定前锥形瓶内有少量水C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视【课时练习】1．下列实验误差分析正确的是A．用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH，测定值偏大B．酸碱中和滴定时，开始时俯视滴定管读数，结束时仰视滴定管读数，所测液体体积偏大C．测定中和热时，使用稀醋酸代替稀盐酸，所测中和热无影响D．测定硫酸铜晶体中结晶水含量时，被测样品中含有加热不挥发杂质，所测结晶水含量偏高2．下列说法