高考化學(xué) 第8章 第27課時 水的電離和溶液的酸堿性復(fù)習(xí)課件.ppt

第27課時水的電離和溶液的酸堿性 一 水的電離平衡和影響平衡的因素 1 水的電離平衡和電離平衡常數(shù)h2o h2oh3o oh h 0或者h(yuǎn)2oh oh h 0由于水是一種極弱的電解質(zhì) 電離前后h2o的物質(zhì)的量幾乎不變 c h2o 可視為常數(shù) 上式可以表示為 k電離 c h2o c h c oh k電離 c h2o 為新的常數(shù) 稱之水的離子積常數(shù)kw kw c h c oh kw只與溫度有關(guān) 25 時 kw c h c oh 1 0 10 14 2 影響水的電離度大小的因素 注意 水的離子積不僅適用于純水 還適用于稀的電解質(zhì)溶液 基礎(chǔ)題一 水的電離過程為h2oh oh 在不同溫度下其平衡常數(shù)為k 25 1 0 10 14 k 35 2 1 10 14 則下列敘述正確的是 a c h 隨著溫度升高而降低b 35 時 c h c oh c 水的電離了的百分率25 35 d 水的電離是吸熱的 d 思考題 水電離出的c h 和c oh 有怎樣的關(guān)系 解析 水的離子積常數(shù)揭示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡 都有h 和oh 共存 在酸性或堿性的稀溶液中 由水電離出的c h 和c oh 總相等 即c水 h c水 oh 如0 1mol l 1hcl或naoh溶液中 c水 h c水 oh 1 10 13mol l 1 酸中c oh 很小 但這完全是由水電離出來的 不能忽略 同樣的堿溶液中的c h 也不能忽略 二 溶液的酸堿性和ph 1 溶液酸性 中性或堿性的判斷依據(jù)是 看c h 和c oh 的相對大小 在任意溫度的溶液中 若c h c oh 酸性c h c oh 中性c oh c h 堿性2 溶液的ph 1 概念 氫離子濃度的負(fù)對數(shù) ph lgc h 同理poh lgc oh 2 在25 和常壓下 ph 7的水溶液 如 純水 為中性 水的離子積常數(shù)為1 10 14 且c h 和c oh 都是1 10 7mol l ph愈小 溶液的酸性愈強(qiáng) ph愈大 溶液的堿性也就愈強(qiáng) 3 25 時ph是一個介于0和14之間的數(shù) 當(dāng)ph7時 溶液呈堿性 當(dāng)ph 7時 溶液呈中性 但ph 7時可能并不代表溶液呈中性 這需要通過計算該溶劑在該條件下的電離常數(shù)來決定ph為中性的值 如373k 100 的溫度下 ph 6為中性溶液 3 ph的適用范圍 ph表示的是c h 或c oh 為1mol l以內(nèi)的稀溶液 包括1mol l 所以ph的使用范圍是0 14之間 如下圖示 ph越小 c h 越大 酸性越強(qiáng) ph越大 c oh 越大 堿性越強(qiáng) 4 ph試紙的使用 1 方法 把小塊ph試紙放在玻璃片 或表面皿 上 用蘸有待測液的玻璃棒點(diǎn)在試紙的中央 試紙變色后 與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的ph 2 注意 ph試紙使用前不能用蒸餾水潤濕 否則將可能產(chǎn)生誤差 基礎(chǔ)題二 科學(xué)家發(fā)現(xiàn) 由于水的電離平衡的存在 不僅是純水 就是在酸性或堿性的稀溶液里 h 濃度和oh 濃度的乘積在一定的溫度下總是一個常數(shù) kw 請?zhí)畋?濃度單位均為mol l 1 準(zhǔn)確量取25 00mlkmno4溶液 可選用的儀器是 a 25ml量筒b 25ml酸式滴定管c 25ml堿式滴定管d 有刻度的50ml燒杯 2 下列有關(guān)中和滴定的操作 用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管 往滴定管內(nèi)注入標(biāo)準(zhǔn)溶液 檢查滴定管是否漏水 滴定 滴加指示劑于待測液 洗滌 正確的操作順序是 a b c d b b 三 酸堿中和滴定 1 概念 用已知物質(zhì)的量濃度的酸 或堿 測定未知物質(zhì)的量濃度的堿 或酸 的方法 2 關(guān)鍵 準(zhǔn)確量取酸 堿溶液的體積 實(shí)驗(yàn)中是通過使用酸 堿 式滴定管量取 精確到0 01ml 準(zhǔn)確判斷反應(yīng)的終點(diǎn) 實(shí)驗(yàn)中是通過加入酚酞 甲基橙等酸堿指示劑判斷滴定終點(diǎn) 3 儀器 滴定管夾 鐵架臺 錐形瓶 酸式滴定管 堿式滴定管 燒杯等 其中使用前應(yīng)檢查是否漏水且用溶液潤洗的儀器是酸式滴定管 堿式滴定管 這些儀器均標(biāo)有 溫度 刻度和容積大小等 且 0 刻度在上 4 操作步驟 1 檢查滴定管是否漏水 2 洗滌 滴定管在使用前要經(jīng)過三次洗滌 首先用洗滌液洗2 3次 以除去油污 其次要用蒸餾水洗滌2 3次 把殘留的洗滌液洗凈 最后 裝液之前要用待裝液潤洗2 3次 以防止殘留水稀釋原溶液 錐形瓶是用于盛放被滴定溶液的儀器 在使用前 要用蒸餾水洗干凈 但不要潤洗 尤其要防止其中含有能夠與酸 堿反應(yīng)的物質(zhì) 3 注溶液 把待測溶液和標(biāo)準(zhǔn)溶液分別注入滴定管中 使滴定管尖嘴部分充滿溶液 再將液面調(diào)節(jié)到 0 或 0 刻度以下某一刻度 并記錄刻度 4 滴定 從滴定管放入一定體積的溶液于錐形瓶中 而后加入1 2滴指示劑 在錐形瓶下方放置一白紙 以便觀察溶液的顏色變化 滴定時 左手握住活塞控制液體流量 右手輕輕搖動錐形瓶 眼睛注視錐形瓶內(nèi)液體的顏色變化 滴定時 當(dāng)錐形瓶內(nèi)的液體顏色變淺時 使溶液逐滴慢慢加入 當(dāng)加入最后一滴達(dá)到滴定終點(diǎn)時 記錄讀數(shù) 精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位 如 23 38ml 最后一位是估計值 重復(fù)上述操作兩次 5 數(shù)據(jù)處理 取平均值代入計算式計算 思考題 滴定管和量筒讀數(shù)時有什么區(qū)別 解析 滴定管的 0 刻度在上面 越往下刻度值越大 而量筒無零刻度 并且越往上刻度越大 記錄數(shù)據(jù)時滴定管一般精確到0 01ml 而量筒一般僅為0 1ml 重要考點(diǎn)1水的電離和溶液的酸堿性判斷 考點(diǎn)釋例1 1 某溫度下 某溶液的ph 7 該溶液一定是中性溶液嗎 2 某溫度下純水的c h 2 0 10 7mol l 在此溫度下 某溶液中由水電離出的c h 為4 0 10 13mol l 則該溶液的ph可能為 解析 在該溫度下 kw c h c oh 2 0 10 7 2 0 10 7 4 0 10 14 c h 4 0 10 13mol l 則溶液可能呈酸性或堿性 若是酸性溶液 溶液中的c h 4 0 10 14 4 0 10 13 1 0 10 1mol l 所以溶液的ph lgc h lg 1 10 1 1 若是堿性溶液 則溶液的ph lgc h lg4 0 10 13 13 lg4 12 4 溫馨提示 任何時候由水電離出的h 和oh 濃度總是相等的 答案 1 不一定 2 1或12 4 1 在25 某稀溶液中 由水電離產(chǎn)生的c h 10 13mol l 下列有關(guān)溶液的敘述正確的是 雙選 a 該溶液一定呈酸性b 該溶液一定呈堿性c 該溶液的ph可能約為1d 該溶液的ph可能約為13 2 常溫下 在ph 12的某堿溶液中 由水電離出的c oh 為 a 1 0 10 7mol lb 1 0 10 6mol lc 1 0 10 3mol ld 1 0 10 12mol l cd d 解析 由水電離的c h 10 ph 1 0 10 12mol l 由水電離出的c oh 等于由水電離出的c h 所以 c oh 也等于1 0 10 12mol l 3 25 時 水的電離達(dá)到平衡 h2oh oh h 0 下列敘述正確的是 a 向水中加入稀氨水 平衡逆向移動 c oh 降低b 向水中加入少量固體硫酸氫鈉 c h 增大 kw不變c 向水中加入少量固體ch3coona 平衡逆向移動 c h 降低d 將水加熱 kw增大 ph不變 b 重要考點(diǎn)2溶液的ph計算及應(yīng)用 1 酸性溶液步驟 先求溶液中氫離子濃度即c h 然后求溶液的ph c h 的計算式為 1 強(qiáng)酸hna c h n c 酸 2 強(qiáng)酸稀釋 c h 稀 3 強(qiáng)酸混合 c h 4 強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合 c h 解析 a項(xiàng) 稀氨水是弱堿 加入后水溶液中的c oh 增大 平衡逆向移動 b項(xiàng) nahso4溶于水發(fā)生電離使c h 增大 由于溫度不變 故kw不變 c項(xiàng) 水中加入ch3coona ch3coona發(fā)生水解 促進(jìn)水的電離 平衡正向移動 使溶液呈堿性 c h 降低 d項(xiàng) 升高溫度 水的電離程度增大 kw變大 ph變小 2 堿性溶液步驟 先求出溶液中氫氧根離子濃度即c oh 然后根據(jù)kw求出溶液中氫離子濃度即c h 最后求出溶液的ph c oh 的求算式與酸性溶液中c h 的求算式相似 只需把公式中的h 改為oh 酸改為堿即可 說明 若忽略混合前后溶液體積的變化 則混合后溶液體積近似等于混合前各溶液體積之和 即v混 v1 v2 考點(diǎn)釋例2 將ph 3的h2so4溶液和ph 12的naoh溶液混合 當(dāng)混合溶液的ph 10時 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的體積之比為 a 1 9b 9 1c 10 1d 1 10 解析 ph 10時 c h 1 10 10mol l 1 c oh 1 10 4mol l 1 b 溫馨提示 1 混合后溶液呈酸性時 一定用c h 計算ph 呈堿性時 一定用c oh 計算ph 2 若強(qiáng)酸 ph a 體積為v酸 強(qiáng)堿 ph b 體積為v堿 混合后呈中性 則有 v酸 v堿 10 a b pkw 1 2010 廣東茂名4月調(diào)研 已知在100 的溫度下 本題涉及的溶液其溫度均為100 水的離子積kw 1 10 12 下列說法正確的是 a 0 05mol l 1的h2so4溶液ph 1b 0 001mol l 1的naoh溶液ph 11c 0 005mol l 1的h2so4溶液與0 01mol l 1的naoh溶液等體積混合 混合溶液ph為6 溶液顯酸性d 完全中和ph 3的h2so4溶液50ml 需要ph 11的naoh溶液50ml a 解析 0 05mol l 1的h2so4溶液中c h 0 10mol l 1 ph 1 2 1 ph a的ch3cooh溶液稀釋100倍后所得溶液ph 或 2 填 或 7 填 或 3 在t 時 某naoh稀溶液中 c h 10 amol l c oh 10 bmol l 已知a b 12 則 1 該溫度下水的離子積常數(shù)kw 2 該naoh溶液的物質(zhì)的量濃度的精確值是mol l 3 在該溫度下 將100ml0 1mol l的稀硫酸與100ml0 4mol l的naoh溶液混合后 溶液的ph 10 12 10 b 10 a 11 解析 由c h 10 amol l c oh 10 bmol l和a b 12 可知kw c h c oh 10 12 該naoh溶液的物質(zhì)的量濃度的精確值是溶液的c oh 與水電離的c oh 之差 即10 b 10 a 在該溫度下 將100ml0 1mol l的稀硫酸與100ml0 4mol l的naoh溶液混合后 naoh過量 c oh 10 1mol l kw c h c oh 10 12 則c h 10 11mol l 進(jìn)一步求出溶液的ph 11 1 儀器和試劑滴定管 鐵架臺 滴定管夾 錐形瓶 燒杯 標(biāo)準(zhǔn)液和待測液 指示劑2 操作步驟 檢查滴定管是否漏水 操作方法 蒸餾水洗滌 標(biāo)準(zhǔn)液或待測液潤洗滴定管2 3次 裝液和趕氣泡調(diào)零 滴定 讀數(shù) 重要考點(diǎn)3中和滴定 3 指示劑選用 變色要靈敏 變色范圍要小 且變色范圍盡量與所生成鹽的溶液酸堿性一致 因此中和滴定一般選用酚酞 甲基橙 而不用石蕊試液 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿一般用甲基橙 但用酚酞也可以 用酸滴定na2co3溶液 酚酞作指示劑 終點(diǎn)產(chǎn)物為nahco3和nacl 而用甲基橙作指示劑終點(diǎn)產(chǎn)物為nacl h2o co2 終點(diǎn)判斷 4 數(shù)據(jù)的記錄和處理 數(shù)據(jù)的記錄應(yīng)精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位 如 24 00ml 23 38ml 最后一位是估計值 滴定至少要做兩次 如果兩次滴定所耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積相差不到0 20ml 則取兩次記錄數(shù)據(jù)的平均值進(jìn)行計算 如果兩次滴定體積相差超過0 20ml 則要繼續(xù)滴定 直到相鄰兩次滴定所耗的標(biāo)準(zhǔn)液的體積相差不到0 20ml為止 5 誤差分析 1 誤差分析方法 中和滴定實(shí)驗(yàn)中 不同的錯誤操作引起不同的量的偏差 分析時應(yīng)注意思維的有序性 首先依題意列出計算式 再區(qū)別計算過程中不變量和變化量 然后緊緊抓住變化量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響進(jìn)行分析 c v n分別表示溶液物質(zhì)的量濃度 溶液體積 酸或堿的元數(shù) 在實(shí)際計算時 標(biāo)準(zhǔn)液濃度和待測液體積按已知數(shù)據(jù)計算 是不變量 只有滴定管中所消耗的標(biāo)準(zhǔn)溶液體積v 標(biāo) 隨不同操作而變化 從上述計算式可知v 標(biāo) 與c 待 成正比 以上實(shí)驗(yàn)中 只要使v 標(biāo) 增大的操作所得待測液濃度都偏大 2 誤差分析結(jié)論 造成測定結(jié)果偏大的錯誤操作 滴定管用水潤洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗就直接注入標(biāo)準(zhǔn)液 滴定前盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡 滴定完畢后氣泡消失 滴定過程中不慎將標(biāo)準(zhǔn)液滴出錐形瓶外或滴定管漏液 滴定前讀數(shù)準(zhǔn)確 滴定后仰視滴定管刻度 錐形瓶用蒸餾水洗凈后再用待測液潤洗等 造成測定結(jié)果偏低的錯誤操作 量取待測溶液的滴定管 或移液管 未潤洗直接吸取待測液 記錄起始體積時仰視讀數(shù) 或終點(diǎn)時俯視 用含na2co3雜質(zhì)的naoh配制標(biāo)準(zhǔn)溶液來測定鹽酸濃度等 滴定 不僅僅是酸堿中和滴定 當(dāng)然也不僅僅用于測定未知溶液的物質(zhì)的量濃度 只要兩種物質(zhì)在溶液中能夠發(fā)生反應(yīng) 而且反應(yīng)完全時有明顯的現(xiàn)象 一般是溶液顏色的變化 都可以稱之為滴定 滴定時一般要根據(jù)反應(yīng)物或生成物的性質(zhì)加入指示劑 但對于反應(yīng)物或生成物本身就有明顯顏色的反應(yīng)可以不用指示劑 比如有kmno4參加的反應(yīng) 考點(diǎn)釋例1 取相同體積 0 025l 的兩份0 01mol l 1naoh溶液 把其中一份放在空氣中一段時間后 溶液的ph 填 增大 減小 或 不變 其原因是 用已知濃度的硫酸溶液中和上述兩份溶液 其中第一份 在空氣中放置一段時間 所消耗硫酸溶液的體積為v a 另一份消耗硫酸溶液的體積v b 則 1 以甲基橙為指示劑時 v a 和v b 的關(guān)系是 2 以酚酞為指示劑時 v a 和v b 的關(guān)系是 解析 naoh溶液放置于空氣中 因naoh與空氣中co2反應(yīng)造成naoh減少 故溶液的ph減小 用h2so4滴定na2co3溶液 反應(yīng)分兩個階段進(jìn)行 h co32 hco3 此時溶液呈弱堿性 h hco3 co2 h2o 此時溶液呈弱酸性 滴定過程中 按哪種反應(yīng)進(jìn)行 取決于選擇的指示劑 1 若選用甲基橙作指示劑 因其變色范圍在ph 3 1 4 4 故滴定反應(yīng)按 進(jìn)行 由關(guān)系式 2naohna2co3co2 可知消耗的h2so4量不變 故答案為v a v b 2 若選用酚酞作指示劑 酚酞的變色范圍為ph 8 10 滴定反應(yīng)按 進(jìn)行 由關(guān)系式 2naohna2co3nahco3可知消耗h2so4的量減少 故答案為v a v b 答案 減小因naoh與空氣中co2反應(yīng) 造成naoh減少 故溶液ph減小 1 v a v b 2 v a v b 溫馨提示 1 氧化還原滴定 沉淀滴定等滴定分析方法與中和滴定相差不大 2 其他滴定方法中常用的指示劑有 淀粉溶液 高錳酸鉀溶液等 1 實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3種酸堿指示劑 其ph變色范圍如下 甲基橙 3 1 4 4石蕊 5 0 8 0酚酞 8 2 10 0用0 1000mol lnaoh溶液滴定未知濃度的ch3cooh溶液 反應(yīng)恰好完全時 下列敘述中正確的是 a 溶液呈中性 可選用甲基橙或酚酞作指示劑b 溶液呈中性 只能選用石蕊作指示劑c 溶液呈堿性 可選用甲基橙或酚酞作指示劑d 溶液呈堿性 只能選用酚酞作指示劑 d 2 2010 湖南省長沙市一中高三第六次月考試卷 用標(biāo)準(zhǔn)