1、专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,专题十八：水的电离和溶液的酸碱性,考情精解读,目录 CONTENTS,考点1 水的电离 考点2 溶液的酸碱性与pH 考点3 酸碱中和滴定,A考点帮知识全通关,考纲要求,命题规律,命题分析预测,知识体系构建,方法1 水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算 方法2 溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律 方法3 中和滴定指示剂的选择和误差分析 微课13 关系式法在滴定计算中的应用 易错 水的电离和溶液的酸碱性辨析,考向1 溶液pH的相关计算 考向2 酸碱中和滴定曲线的应用 考向3 有关滴定的计算,B方法帮素养大提升,C考法帮考向全扫描,考情
2、精解读,考纲要求 命题规律 命题分析预测 知识体系构建,1.了解水的电离、离子积常数。 2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算,考纲要求,命题规律,考情分析 本专题知识在高考中属于必考知识,试题难度一般较大,常结合盐类水解、电离平衡以及离子浓度大小比较等进行综合命题,常见的命题形式:(1)结合图像考查溶液的酸碱性判断、pH的计算,以及离子浓度的大小比较等;(2)以酸碱中和滴定为载体,考查“强”滴“弱”过程中微粒浓度的变化以及其他相关知识;(3)以滴定为基础,考查相关操作和计算等。分值为48分。 命题预测 预计本专题依然会结合图像,考查水的电离平衡与溶液酸碱性的关系,以及pH的
3、相关计算等;还会基于中和滴定,考查氧化还原滴定、沉淀滴定等有关计算,命题分析预测,知识体系构建,A考点帮知识全通关,考点1 水的电离 考点2 溶液的酸碱性与pH 考点3 酸碱中和滴定,1.水的电离方程式 水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2O H3O+OH-,可简写为 H2 O H+OH-。 2.水的离子积常数 (1)概念:在一定温度下,c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数,称为水的离子积常数,简称水的离子积。 (2)表达式:25 时,Kw=c(H+)c(OH-)=1.010-14。 (3)影响因素:Kw只与温度有关。 (4)适用范围:水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质
4、水溶液,考点1 水的电离（重点）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,不适用于含水很少的物质(如浓硫酸)。注意 外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。 3.影响水电离平衡的因素 (1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。 (2)加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw不变。 (3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)或活泼金属(如Na),水的电离程度增大, Kw不变。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展延伸水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw,若
5、未注明温度,一般认为是在常温下(25 )。,1.溶液酸碱性的判断方法,考点2 溶液的酸碱性与pH（重点）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,2.溶液的pH (1)定义:pH=-lg c(H+)。 (2)pH 与溶液酸碱性的关系(25 时)注意 当c(H+)1 molL-1或c(OH-)1 molL-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH-)直接表示溶液的酸碱性更方便。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,特别提醒 1.未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100 时,pH=6为中性溶液。 2.溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=-lg c(OH-)。因为常温下,c(O
6、H-) c(H+)=10-14,若两边均取负对数得: pH+pOH=14。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.pH的测定方法 (1)pH试纸法 pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,变色后与标准比色卡对照读出数值。 pH试纸的种类:常用的pH试纸有广范pH试纸(pH范围为114或010,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或 0.3)。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,误区警示 1.pH试纸不能伸入待测液中。 2.pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。用pH试纸测定的是一
7、个粗略结果。 3.用广范pH试纸测出的溶液pH只能是整数。(2)pH计测量法 常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(3)常用酸碱指示剂及其变色范围,1.概念 用已知浓度的酸(碱)来测定未知浓度的碱(酸)的实验方法叫作酸碱中和滴定。 2.原理 (1)H+OH- H2O,即中和反应中酸提供的H+(总量)与碱提供的OH-(总量)的物质的量相等。,考点3 酸碱中和滴定（难点）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(2)在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,很少
8、量(一滴,约0.04 mL)的碱(或酸)就会引起溶液pH突变(如图所示)。注意 酸碱恰好中和时溶液不一定呈中性,最终溶液的酸碱性取决于生成盐的性质,强酸强碱盐的溶液呈中性,强碱弱酸盐的溶液呈碱性,强酸弱碱盐的溶液呈酸性。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.主要仪器和试剂仪器 酸式滴定管如图(1)所示 碱式滴定管如图(2)所示 滴定管夹、锥形瓶、铁架台、烧杯等 试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展延伸 1.酸式滴定管下端为玻璃塞,能耐酸和氧化剂的腐蚀,可用于盛装酸性或氧化性溶液,但不能盛装碱性溶液。 2.碱式滴定管下端
9、为橡胶管和玻璃珠,橡胶易被酸性或氧化性溶液腐蚀,所以碱式滴定管只能盛装碱性或非氧化性溶液。 3.滴定管的“0”刻度在上,越往下数值越大,因为下端有一部分没有刻度,滴定管的全部容积大于它的最大刻度值。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,4.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例) (1)滴定前的准备 滴定管:查漏洗涤润洗装液排气泡调液面记录。 锥形瓶:洗涤装液加指示剂。 (2)滴定,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(3)终点判断 当滴入最后一滴标准液,溶液变色,且半分钟内不恢复为原来的颜色,视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。注意 1.最后一滴:必须说明是滴入“最后一滴”溶液。 2.颜色
10、变化:必须说明滴入“最后一滴”溶液后溶液“颜色的变化”。 3.半分钟:必须说明溶液颜色变化后“半分钟内不恢复为原来的颜色”。 4.读数时,要平视滴定管中凹液面的最低点读取溶液的体积。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(4)数据处理 按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值及待测碱液体积的平均值,根据c(NaOH)= (HCl)(HCl) (NaOH) 计算。,拓展延伸 巧记量器读数 1.量筒 量筒的小刻度在下面,因此仰视时读数偏低,俯视时读数偏高,如图甲所示。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,2.滴定管 滴定管的“0”刻度在上面,因此仰视读数,视线将液面“下压”,读数偏高;俯视
11、读数,视线将液面“上提”,读数偏低,如图乙所示。 3.容量瓶 容量瓶定容时,视线应与容量瓶上的刻度线相平。若仰视定容,则结果偏低;若俯视定容,则结果偏高,如图丙所示。,B方法帮素养大提升,方法1 水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算 方法2 溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律 方法3 中和滴定指示剂的选择和误差分析 微课13 关系式法在滴定计算中的应用 易错 水的电离和溶液的酸碱性辨析,方法1 水的电离平衡的影响因素和水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算,方法解读：,1.外界因素对水的电离的影响,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八 水的电离和
12、溶液的酸碱性,2.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算(25 时) (1)中性溶液c(OH-)=c(H+)=10-7 molL-1 (2)酸溶液 ( H + )= 酸 ( H + )+ 水 ( H + ) (O H )= 水 ( H )= 水 ( H + ) 酸溶液中,H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离。 (3)碱溶液 (O H )= 碱 (O H )+ 水 (O H ) ( H + )= 水 ( H + )= 水 ( H ) 碱溶液中,OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,盐溶液,(4),酸性 ( H + )= 水
13、 ( H + ) (O H )= w ( H + ) 碱性 (O H )= 水 (O H ) ( H + )= w (O H ) 中性:( H + )= 水 ( H + )=(O H )= 水 (O H ),水解呈酸性或碱性的盐溶液中,H+和OH-均来源于水的电离。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例1 2013新课标全国卷,9,6分短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是 A.W2-、X+ B.X+、Y3+ C.Y3+、Z2- D.X+、Z2-思维导引,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,解析 O2-能结合水电离出的H+,生成OH-,促进水的电离;Al
14、3+属于弱碱阳离子,与水电离出的OH-结合形成弱电解质从而促进水的电离;S2-是弱酸根阴离子,与水电离出的H+结合,形成HS-,从而促进水的电离;Na+对水的电离无影响,C项符合题意。答案 C,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例2 在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。下列有关说法中正确的是 A.若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法 B.b点对应的醋酸中由水电离出 的c(H+)=10-6 molL-1 C.c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液 的Kw D.T 时,0.05 molL-1 Ba(OH)2溶液的pH=11,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,解析 a点对
15、应的c(H+)和c(OH-)相等,c点对应的c(H+)和c(OH-)也相等,溶液一定呈中性,从a点到c点,可以采用升温的方法,A项错误;Kw只与温度有关,同温度下不同酸碱性溶液的Kw相同,a点和b点对应溶液的Kw都是10-14,c点和d点对应溶液的Kw都是10-12,酸和碱溶液都会抑制水的电离,酸溶液中由水电离出的c水(H+)与溶液中的c(OH-)相等,即b点时c水(H+)=c(OH-)=10-8 molL-1,B、C项均错误;T 时,Kw=10-12,0.05 molL-1 Ba(OH)2溶液中c(H+)=10-11 molL-1, pH=11,D项正确。答案 D,专题十八 水的电离和溶液的
16、酸碱性,突破攻略 1.水电离出来的c(H+)与c(OH-)始终相等。 2.当抑制水的电离时(如酸或碱溶液),c(H+)、c(OH-)中数值较小的是水电离出来的。具体如表所示:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.当促进水的电离时(如盐的水解),c(H+)、c(OH-)中数值较大的是水电离出来的。具体如表所示:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式1 某温度下,有pH相同的H2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液,在H2SO4溶液中由水电离的H+浓度为10-a molL-1,在Al2(SO4)3溶液中由水电离的H+浓度为10-b molL-1,则此温度下的Kw为（ ） A.10-14 B.
17、10-2a C.10-(a+b) D.10-(7+a)1.C 设该温度下Kw=10x，则H2SO4溶液中c(H+)=10a-x molL1，由题意知a-x=-b，即x=a+b，选项C正确。,方法2 溶液pH的计算及溶液的混合、稀释规律,方法解读：,1.溶液pH的计算 (1)一图看懂溶液pH计算的整体思路,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(2)两种方法 单一溶液,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,混合溶液,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,2.酸碱混合的4条规律 (1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ) 若混合前pH1+pH214,
18、则混合后溶液呈碱性,pH混7; 若混合前pH1+pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH混=7; 若混合前pH1+pH214,则混合后溶液呈酸性,pH混7。 (2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25 ) 若pH1+pH2=14,则V酸=V碱; 若pH1+pH214,则 酸 碱 = 碱 (O H ) 酸 ( H + ) = 1 0 p H 2 14 1 0 p H 1 =1 0 p H 1 +p H 2 14 。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25 ) 若pH1+pH2=14,由于弱碱过量,pH混7。 (4)等体积
19、的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ) 若pH1+pH2=14,由于弱酸过量,pH混7。注意 一般情况下,若pH(pH的差值)2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH小+0.3;若pH2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH大-0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释为原来的2倍)。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.(1)酸、碱的稀释规律注:表中a+n7。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(2)酸、碱的无限稀释规律 常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。 注意 1.对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱) 溶液稀释相同的倍数,强酸(
20、或强碱)溶液的pH变化幅度大,弱酸(或弱碱)溶液的pH变化幅度小。这是因为弱酸(或弱碱)溶液中存在电离平衡,随着加水稀释,电离平衡正向移动,溶液中H+ (或OH-)的数目还会增多。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多。 2.对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液稀释后pH的变化幅度大。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例3 2013新课标全国卷,13,6分室温时,M(OH)2(s) M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a。c(M2+)=b molL-1时,溶液的pH等于 A. 1 2 lg( ) B. 1
21、 2 lg( ) C.14+ 1 2 lg( ) D.14+ 1 2 lg( ) 解析 本题考查溶度积常数及溶液pH的计算,意在考查考生对溶度积常数的理解能力。根据M(OH)2的Ksp=c(M2+)c2(OH-),则溶液中c(OH-)= sp ( M 2+ ) = molL-1,则pH=-lgc(H+)=-lg(10-14 )=-(-14- 1 2 lg )=14+ 1 2 lg 。 答案 C,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,突破攻略溶液的pH应根据其定义pH=-lg c(H+)进行计算,首先判断所求溶液中H+或OH-的物质的量浓度,从而计算出pH。在进行c(H+)和c(OH-)的换算时,一
22、定要根据题给的Kw来换算。对于和pH计算相关的信息或字母型题,万变不离其宗,同时要求考生熟练掌握对数的计算方法。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式2 t 时,某Ba(OH)2稀溶液中c(H+)=10-a mol/L,c(OH-)=10-b mol/L,已知a+b=12。向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为（ ） A.3 B.4 C.5 D.6,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,2.B Ba(OH)2 溶液的pH8，即a8，再根据ab12，则b4，该温度下Kw1012；当恰好完全中和时，溶液的pH6，即加盐酸的体
23、积为22.00 mL时，恰好完全中和，根据c(H)22.00 mLc(OH)22.00 mL，又c(OH)104mol/L，则盐酸中c(H)104mol/L，pH4，即 c4。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例4 已知MOH和ROH均为一元碱,常温下对其水溶液分别加水稀释时,pH变化如图所示。下列说法正确的是(注:x=稀释倍数),专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,A.在A点时,由H2O电离出的c(H+)相等,c(M+)=c(R+) B.稀释前,ROH溶液的物质的量浓度等于MOH溶液的物质的量浓度的10倍 C.稀释前的ROH溶液与等体积pH=1的H2SO4溶液混合后所得溶液显酸性 D.等体
24、积、等浓度的MOH溶液和盐酸混合后,溶液中离子浓度大小关系为c(Cl-)c(M+)c(OH-)c(H+),专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,思维导引 本题为电离平衡图像题,需要考生结合选项要求,从图像中提取有用信息进行解答。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,解析 由图可知,稀释前ROH溶液的pH=13,稀释100倍时pH=11,故ROH为强碱,而稀释前MOH的pH=12,稀释100倍时pH=11,故MOH为弱碱。由ROH R+OH-、MOH M+OH-可知,在A点时,两种溶液的c(OH-)相等,则c(M+)=c(R+),A项正确;稀释前,ROH溶液的物质的量浓度为0.1 mol/L,MOH溶
25、液的物质的量浓度大于0.01 mol/L,则ROH溶液的物质的量浓度小于MOH溶液的物质的量浓度的10倍,B项错误;稀释前的ROH溶液与等体积pH=1的H2SO4溶液混合后恰好中和生成盐和水,溶液显中性,C项错误;MOH为弱碱,等体积、等浓度的MOH溶液与盐酸混合,反应生成强酸弱碱盐,水解显酸性,故c(H+)c(OH-),D项错误。 答案 A,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式3 (1)体积相同,浓度均为0.2 mol/L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的盐酸和CH3COOH溶液
26、,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m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m与n的关系为 。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.(1)mn (3)mn 解析 (1)等浓度的盐酸和醋酸稀释过程的图像如图甲所示。分别加水稀释10倍后,二者的浓度仍相同,由于HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,HCl的电离程度大于CH3COOH的电离程度,因此盐酸中的氢离子浓度大于醋酸中的氢离子
27、浓度,因此有mn。 (3)由于醋酸中存在电离平衡,在稀释过程中CH3COOH会继续电离出H+,其稀释过程的图像如图乙所示。若稀释后溶液的pH都变成3(画一条平行于x轴的水平线),易得mn。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,图甲 图乙,方法3 中和滴定指示剂的选择和误差分析,方法解读：,1.常见滴定类型中指示剂的选择,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,注意 1.指示剂选择的基本原则是变色要灵敏,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。 2.石蕊不能用作中和滴定的指示剂。 3.一般来讲,产物有KMnO4的反应通常不用其他指示剂,有碘单质参加或生成的反应,可用淀粉作指示剂。 2.
28、中和滴定的误差分析 (1)原理 cB= A A B ,VB是准确量取的待测液的体积,cA是标准溶液的浓度,它们均为定值,所以cB的大小取决于VA的大小,VA大则cB大,VA小则cB小。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(2)误差分析 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(甲基橙作指示剂)为例,常见的因操作不当而引起的误差有:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,3.滴定曲线的图像分析 (1)注意纵横坐标含义:一般横坐标为滴加酸(或碱)溶液的体积,纵坐标为溶液的pH。 (2)注意起点时的pH:可以通过起点时的pH
29、判断溶液的浓度。 (3)注意“滴定终点”“恰好中和”“呈中性”的不同。 滴定终点:指示剂变色时即“达到了滴定的终点”,通常与理论终点存在着一定的误差(允许误差),而指示剂变色点都不是pH=7的情况。 恰好中和:指酸和碱恰好完全反应生成盐和水的时刻,此时的溶液不一定呈中性。 呈中性:溶液中的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度(常温下pH=7)。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例5 某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液,选择甲基橙作指示剂。 (1)用标准盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手控制酸式滴定管的活塞,右手振荡锥形瓶,眼睛注视_。 直到当加入最后一滴盐酸后,溶
30、液由黄色变为橙色,并_为止。 (2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度偏低的是 。 A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸 B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始时仰视读数,滴定结束时俯视读数,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为 mL,终点读数为 mL,所用盐酸的体积为 mL。 思维导引 明确酸碱中和滴定的操作步骤、关键步骤的注意点,引起误差的原因及导致的结果等几个方面,就能顺利地解答本题。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,
31、解析 (1)滴定实验中规范操作:左控塞,右摇瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。(2)误差分析应根据c(NaOH)= (HCl)(HCl) (NaOH) 。酸式滴定管未用标准盐酸润洗,内壁附着水,可将加入的盐酸稀释,滴定相同量的碱,所需盐酸的体积偏大,结果偏高;待测液的体积一旦确定,倒入锥形瓶后, 加蒸馏水不影响OH-的物质的量,也就不影响滴定结果;若排出气泡,液面下降,故读取的盐酸的体积偏大,结果偏高;正确读数和错误读数如图所示,使所测结果偏低。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。答案 (1)锥形瓶内溶液颜色的变化 半分钟内不恢复原来的颜色 (2)D (
32、3)0.10 25.90 25.80突破攻略 酸碱中和滴定实验口诀:水液洗器切分明,查漏赶气再调零;待测液中加试剂,左手控制右手动;瓶下垫纸眼观色,读数要与切面平;强碱滴酸用酚酞,强酸滴碱甲基橙;使用酸式滴定管,不盛碱液切记清。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,拓展变式4 已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.610-5。该温度下向20 mL 0.01 molL-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 molL-1的KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答有关问题:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(1)a点溶液中c(H+)为 molL-1。 (2)a、b、c三点
33、中水的电离程度最大的是 。滴定过程中宜选用 作指示剂。 (3)在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的是 。 A.滴定终点读数时俯视读数 B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测醋酸溶液润洗 C.锥形瓶水洗后未干燥 D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(4)若向20.00 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,下列变化趋势正确的是 。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,4.(1)410-4 (2)c 酚酞 (3)D (4)B 解析 (1)c(H+)= (C H 3 COOH) = 1.61 0 5 0.01 =410-4(molL-1)。 (2
34、)在水中加入酸能抑制水的电离,加入可水解的盐能促进水的电离,随着KOH的加入(c点时,KOH还未过量),溶液中CH3COOK的量不断增多,因此水的电离程度不断增大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性,故应选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。(3)选项A和B中操作都会导致测定结果偏低,选项C中操作对测定结果无影响。(4)由于氨水显碱性,因此首先排除选项A和C。考虑到两者恰好完全反应时溶液显酸性,排除选项D,故本题应选B。,微课13 关系式法在滴定计算中的应用,微点解读：,近年出现的滴定计算主要包括中和反应滴定法、氧化还原反应滴定法及沉淀滴定法,总结如下:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,
35、专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,（续表）,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例6 2016天津理综,9,18分水中溶氧量(DO)是衡量水体自净能力的一个指标,通常用每升水中溶解氧分子的质量表示,单位 mgL-1。我国地表水环境质量标准规定,生活饮用水源的DO不能低于5 mgL-1。某化学小组同学设计了下列装置(夹持装置略),测定某河水的DO。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,.测定原理: 碱性条件下,O2将Mn2+氧化为MnO(OH)2:2Mn2+O2+4OH- 2MnO(OH)2 酸性条件下,MnO(OH)2将I-氧化为I2:MnO(OH)2+I-+H+ Mn2+I2+H2O(未配平)
36、 用Na2S2O3标准溶液滴定生成的I2:2S2 O 3 2 +I2 S4 O 6 2 +2I- .测定步骤: a.安装装置,检验气密性,充N2排尽空气后,停止充N2。 b.向烧瓶中加入200 mL水样。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,c.向烧瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4无氧溶液(过量)、2 mL碱性KI无氧溶液(过量),开启搅拌器,至反应完全。 d.搅拌并向烧瓶中加入2 mL H2SO4无氧溶液,至反应完全,溶液为中性或弱酸性。 e.从烧瓶中取出40.00 mL溶液,以淀粉作指示剂,用0.010 00 molL-1 Na2S2O3溶液进行滴定,记录数据。 f. g.处理数据(忽略
37、氧气从水样中的逸出量和加入试剂后水样体积的变化)。 回答下列问题:,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(1)配制以上无氧溶液时,除去所用溶剂水中氧的简单操作为 。 (2)在橡胶塞处加入水样及有关试剂应选择的仪器是 。 滴定管 注射器 量筒 (3)搅拌的作用是 。 (4)配平反应的方程式,其化学计量数依次为 。 (5)步骤f为 。 (6)步骤e中达到滴定终点的标志为 。若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL,水样的DO= mgL-1(保留一位小数)。作为饮用水源,此次测得DO是否达标: (填“是”或“否”)。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,(7)步骤d中加入H2SO4溶液反应后,若溶
38、液pH过低,滴定时会产生明显的误差。写出产生此误差的原因(用离子方程式表示,至少写出2个) 。解析 本题考查化学实验,意在考查考生运用相关化学原理解决实际问题的能力。(1)气体的溶解度随温度的升高而减小,所以除去水中氧的简单操作是将溶剂水煮沸。(2)向封闭式体系中添加液体试剂最宜选择的仪器是注射器。(3)搅拌可使溶液混合均匀,使反应快速完成。(4)该反应是氧化还原反应,依据得失电子守恒、电荷守恒及原子守恒即可完成配平。(5)定量实验要求,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,重复进行23次,取平均值。(6)步骤e是向碘-淀粉的蓝色溶液中滴加Na2S2O3溶液,达到滴定终点时,溶液蓝色褪去且半分钟内
39、不变色。根据题中所给的离子方程式可得:O22MnO(OH)22I24S2 O 3 2 ,即O24S2 O 3 2 。40.00 mL水样最终消耗Na2S2O3的物质的量为4.510-5mol,故其中氧气的物质的量为 4.5 4 10-5mol,质量为 4.5 4 10-5 mol32 gmol-1103 mgg-1=0.36 mg,则1 L 水样中氧气的质量为0.36 mg 1 000 40 =9.0 mg,即DO=9.0 mg L 1 5 mg L 1 ,作为饮用水源达标。(7)若溶液的pH过低,则溶液酸性过强。在酸性条件下,H+能与S2 O 3 2 发生反应生成SO2等;氧气能将I-氧化,
40、生成的碘单质能与生成的二氧化硫发生反应,使实验产生误差。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,答案 (1)将溶剂水煮沸后冷却 (2) (3)使溶液混合均匀,快速完成反应 (4)1,2,4,1,1,3 (5)重复步骤e的操作23次 (6)溶液蓝色褪去(半分钟内不变色) 9.0 是 (7)2H+S2 O 3 2 S+SO2+H2O、SO2+I2+2H2O 4H+S O 4 2 +2I-、4H+4I-+O2 2I2+2H2O(任写其中 2个),易错 水的电离和溶液的酸碱性辨析,易混易错,1.某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗? 辨析 不一定。在25 时,水的离子积常数Kw=1.010-14,c(H+
41、)=1.010-7 mol/L,pH=7。但Kw受温度的影响,当温度升高时,Kw增大,c(H+)和c(OH-)都增大,pH减小;同理当温度降低时,pH增大。但无论pH如何变化,纯水一定呈中性。 2.pH=14的溶液,碱性最强。 辨析 错误。常温下,pH的使用范围在014之间,pH=14的溶液,c(H+)=1.010-14 mol/L,c(OH-)=1 mol/L,而c(OH-)1 mol/L的溶液都比,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,pH=14的溶液的碱性强,只是这时用pH表示溶液酸碱性不方便。 3.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,二者恰好反应。 辨析 错误。酸碱完全反应时,
42、n(H+)=n(OH-),但酸与碱的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也有一元碱和多元碱之别。 4.酸碱中和滴定实验中,达到滴定终点时酸碱恰好反应。 辨析 错误。酸碱恰好反应是指酸提供的H+与碱提供的OH-恰好完全反应,此时溶液可能呈中性,也可能呈酸性或碱性;而滴定终点是指示剂颜色恰好变化的点,二者不完全相同,选择指示剂时,应使酸碱恰好反应时溶液的pH落在指示剂变色的pH范围之内。,C考法帮考向全扫描,考向1 溶液pH的相关计算 考向2 酸碱中和滴定曲线的应用 考向3 有关滴定的计算,近几年有关本专题的考查情况有:1.在新情境下,考查水的电离平衡及与Kw的关系,以及影响水的电离
43、 程度的因素。 2.pH的简单计算和判断溶液的酸碱性,如2015年新课标全国卷 第13题,考查根据图像判断两种碱的碱性强弱,2014年新课标全国卷 第11题,计算氨水稀释10倍后的pH。 3.根据溶液混合或稀释后的pH计算溶液的体积比。 4.中和滴定实验的相关知识及中和滴定的拓展运用和计算,如2016年全国卷第12题,结合盐酸滴定氨水的滴定曲线,考查滴定中指示剂的选择以及pH,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,考情揭秘,的计算等;2017年全国卷第26题,用凯氏定氮法测定蛋白质中氮含量,涉及滴定计算;2017年全国卷第28题,涉及滴定操作和计算等;2014新课标全国卷第28题,考查中和滴定和沉
44、淀滴定的相关计算。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,示例7 2014新课标全国卷,11,6分一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是 A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=110-5 molL-1 B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1 C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2 O 4 ) D.pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三种溶液的 c(Na+):,考向1 溶液pH的相关计算,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,思维导引 A项,二元弱酸的电离是分步进行
45、的,第一级电离远大于第二级电离,且水也能电离出少量的H+;B项,一水合氨为弱电解质,加水稀释,促进其电离,pH变化比强碱的小;C项,可根据溶液中的电荷守恒式来判断;D项,可根据CH3COOH、HClO、H2CO3酸性的相对强弱确定题中三种溶液中的Na+浓度大小。,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,解析 pH=5的H2S溶液中,存在H2S HS-+H+,HS- S2-+H+,所以c(H+)c(HS-),A项错误;因为氨水为弱碱,体积扩大10倍,但pH改变小于1个单位,所以aH2CO3HClO,根据盐类水解规律,组成盐的酸根对应的酸越弱,该盐的水解程度越大,物质的量浓度相同时,溶液的碱性越强,pH
46、越大,则pH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三种溶液的c(Na+):,D项正确。 答案 D,示例8 2016全国卷,12,6分298 K时,在20.0 mL 0.10 molL-1氨水中滴入0.10 molL-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 molL-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是 A.该滴定过程应选择酚酞作为指示剂 B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL C.M点处的溶液中c(N H 4 + )=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-) D.N点处的溶液中pH12,考向2 酸碱中和滴定曲线的应用,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,解
47、析 当恰好完全中和时,生成NH4Cl,而NH4Cl溶液呈酸性,酚酞的变色范围为pH=8.210.0,甲基橙的变色范围为pH=3.14.4,故应选甲基橙作指示剂,A项错误;当V(盐酸)=20.0 mL时,恰好完全反应,溶液呈酸性,B项错误;M点时由溶液中电荷守恒知 c(N H 4 + )+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),而溶液呈中性,即c(H+)= c(OH-),则c(N H 4 + )=c(Cl-),但c(N H 4 + )=c(Cl-)c(H+)=c(OH-),C项错误;该温度下,0.10 molL-1一元强碱溶液的pH=13,若0.10 molL-1一元弱碱溶液的电离度为10%,则其pH=12,而0.10 molL-1氨水的电离度小于10%,故其溶液的pH 12,D项正确。 答案 D,专题十八 水的电离和溶液的酸碱性,
