1、第14讲 溶液的酸碱性,-2-,-3-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.水的电离和水的离子积常数 水是极弱的电解质,其电离方程式为H2O H+OH- 。一定温度下,由水电离出的c(H+)、c(OH-)的乘积为一常数,通常用KW表示,其表达式为KW=c(H+)c(OH-) 。25 时,该数值为110-14 。 2.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 。由于水的电离过程吸热,故升温使水的电离平衡右移,即加热能促进水的电离,c(H+)、c(OH-)同时增大,KW增大,pH变小,但c(H+)与c(OH-)仍相等,故体系仍显中性。,-4-,基础梳理,感悟选考,对点训练,
2、(2)加入酸或碱,水的电离程度减小 ,KW不变 。在纯水中加入酸或碱均抑制水的电离。若此时温度不变,则KW不变,c(H+)、c(OH-)此增彼减。 即:加酸,c(H+)增大,c(OH-)减小,pH变小;加碱,c(OH-)增大,c(H+)减小,pH变大。 (3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3等),水的电离程度增大 ,KW不变 。在纯水中加入能水解的盐,破坏水的电离平衡,促进水的电离。 (4)其他因素:向水中加入活泼金属,金属与水电离出的H+直接反应,也能促进水的电离。,-5-,基础梳理,感悟选考,对点训练,外界因素对水电离平衡的影响,-6-,基础梳理,感悟选考,对点训练,注意:KW揭
3、示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。KW只与温度有关,KW是常数,KW不仅适用于纯水,还适用于酸、碱的稀溶液。例如:酸溶液中的氢离子近似来自于酸,溶液中的氢氧根离子来自于水。 由于水的离子积的存在,在稀释弱电解质溶液时,溶液中总有一种浓度增大的离子。如稀释醋酸溶液时,c(OH-)浓度增大;稀释弱碱溶液时,c(H+)增大。 溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)有时是不同的:常温下纯水中水电离出的c(H+)=110-7 mol L-1,若某溶液中水电离出的c(H+)110-7 mol L-1,则可判断出该溶液中加入了可以水解的盐等物质促进了水的电离。
4、,-7-,基础梳理,感悟选考,对点训练,常温下,溶液中的c(H+)110-7 mol L-1,说明该溶液是酸溶液或显酸性的盐溶液;c(H+)c(OH-),溶液呈酸性 ;常温下pH 7。,-8-,基础梳理,感悟选考,对点训练,4.pH及其测定 (1)计算公式:pH=-lgc(H+) 。 (2)适用范围: 0pH14;110-14 mol L-1c(H+)1 mol L-1。 (3)表示意义:表示溶液酸碱性的强弱 ;pH越小,酸性越强 ;pH越大,碱性越强 。 (4)测定方法: pH试纸: pH试纸放在表面皿 (或玻璃片 )上,用蘸有待测液的玻璃棒 点在试纸的中部 ,试纸变色后,通过与标准比色卡
5、比较来确定溶液的pH。 pH计:精确测量溶液pH的方法。,-9-,基础梳理,感悟选考,对点训练,5.pH的计算 (1)单一溶液的pH计算: 强酸溶液,如HA溶液,设浓度为c mol L-1,则c(H+)=c mol L-1,pH=-lgc。 强碱溶液,如BOH溶液,设浓度为c mol L-1,则c(OH-)=c mol L-1,c(H+)= mol L-1,pH=14+lgc。 (2)溶液混合后的pH计算: 强酸与强酸溶液混合,先求c(H+),再求pH。,pH=-lgc(H+) 若等体积混合,且两溶液pH相差2时,可用经验式快速求解:pH混=pH小+0.3。,-10-,基础梳理,感悟选考,对点
6、训练,强碱与强碱溶液混合,先求c(OH-),然后再通过KW求其c(H+)和pH。,若等体积混合,且两溶液pH相差2时,则pH混=pH大-0.3。 (3)强酸与强碱溶液混合: 若酸过量:,pH=-lgc(H+) 若酸与碱正好完全反应pH=7。 若碱过量,则先求c(OH-),再求c(H+)和pH。,-11-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(4)未标明酸、碱的强弱,如常温下把pH=2与pH=12的溶液等体积混合后,其pH不一定等于7;若二者为强酸、强碱,则pH=7;若为弱酸、强碱,则弱酸有余,pH7。 (5)酸、碱溶液加水稀释:,-12-,基础梳理,感悟选考,对点训练,6.酸碱中和滴定 .原理:H+
7、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。 .中和滴定的操作过程: (1)中和滴定实验使用的主要仪器:,-13-,基础梳理,感悟选考,对点训练,中和滴定中使用的滴定管分酸式和碱式两种,使用时不能混用。酸式滴定管用于盛装酸性或具有强氧化性的溶液,碱式滴定管用于盛装碱性溶液。 中和滴定中有关仪器的洗涤,滴定管在使用前经检查不漏水后要进行洗涤,洗涤干净后再用待盛液润洗23次。但锥形瓶用蒸馏水洗净后不能再用待盛液润洗,否则将会引起误差。 滴定管的刻度:0刻度在上,往下越来越大,全部容积大于它的最大刻度值,因为下端有一部分没有刻度。滴定时,所用溶液不得超过最
8、下端刻度,也不得一次滴定使用两滴定管的酸(或碱)溶液,也不得中途向滴定管中添加酸(或碱)溶液。,-14-,基础梳理,感悟选考,对点训练,常用的酸碱指示剂及变色范围:,-15-,基础梳理,感悟选考,对点训练,(2)中和滴定实验操作: 滴定前的准备: 滴定管:检漏水洗润洗注液赶气泡调液面初始读数。 锥形瓶:水洗装液滴指示剂。 滴定:滴定时,左手旋转酸式滴定管玻璃活塞(或挤压碱式滴定管玻璃球),右手振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化及滴液速率。当加入最后一滴标准溶液刚好使指示剂颜色发生明显变化,且半分钟内不恢复为原色时即为滴定终点。滴定到达终点后,停止滴定,静置片刻,读出并记录最终读数。再重
9、复上述滴定操作两次。 数据处理:取平均值求出结果(至少做两次平行实验)。,-16-,基础梳理,感悟选考,对点训练,.数据处理和误差分析: (1)为了增强实验数据的可靠性,中和滴定一般要重复两到三次,最后计算时应取几次读数的平均值,作为最终计算时的数据(异常数据应舍去)。 (2)实验时由于操作不当,造成中和滴定的误差原因很多,如读数误差、操作误差、计算误差、指示剂的选择误差、药品不纯引起的误差等。下面就以标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液为例,分析造成误差的常见因素,并判断对待测碱溶液浓度的影响。,-17-,基础梳理,感悟选考,对点训练,总之,若误差是在操作过程中产生,可利用公式分析误差;若误差
10、是药品在配制前变质而产生,使用极值法分析误差。,-18-,基础梳理,感悟选考,对点训练,难点释疑 酸碱中和滴定终点的pH等于7吗? 提示:中和滴定的关键是准确判断滴定终点,即根据滴定过程中的pH变化及酸碱指示剂在酸性或碱性溶液中的颜色变化,选择合适的指示剂,判断中和反应是否进行完全。在实验室里一般选用酚酞或甲基橙作指示剂,石蕊溶液由于颜色变化不太明显,滴定时不宜使用。指示剂的变色范围与酸碱完全中和时溶液的pH越接近越好,且变色要明显,通常情况下,酸 碱用甲基橙;碱 酸用酚酞。如果酸碱有一方是弱的,酸碱恰好中和时,所得的溶液不一定呈中性,则应根据中和所得盐溶液的pH来确定选用上述哪种指示剂:若恰
11、好中和时溶液呈酸性,应选择在酸性范围内变色的指示剂甲基橙;若恰好中和时溶液呈碱性,应选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。,-19-,基础梳理,感悟选考,对点训练,滴定终点是通过酸碱指示剂的颜色变化判断出来的,此时的pH不一定等于7,但在误差允许的范围内可以认为酸碱此时恰好中和,即酸碱中和至滴定终点时,溶液不一定恰好为中性。又如恰好完全反应时若生成强碱弱酸盐或强酸弱碱盐时,所得溶液均不呈中性。,-20-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.(20184浙江选考)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是( ) A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-) B.分别中和p
12、H相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同 C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同 D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-),答案,-21-,基础梳理,感悟选考,对点训练,2.(201711浙江选考)下列说法不正确的是( ) A.pH7的溶液不一定呈酸性 B.在相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等 C.在相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-) D.氨水和盐酸反应后的溶液,若c(Cl-)=c( ),则溶液呈中性,答案,-22
13、-,基础梳理,感悟选考,对点训练,3.(201711浙江选考)25 时,在“H2AHA-A2-”的水溶液体系中,H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数()随溶液pH变化的关系如图所示。,下列说法正确的是( ) A.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,加入少量NaOH固体,(HA-)一定增大 B.将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水,所得的溶液中(HA-)=(A2-) C.NaHA溶液中,HA-的水解能力小于HA-的电离能力 D.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则(H2A)和(HA-)一定相等,答案,-23-,基础
14、梳理,感悟选考,对点训练,4.(20174浙江选考)25 时,在含CH3COOH和CH3COO-的溶液中,CH3COOH和CH3COO-二者中各自所占的物质的量分数()随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法不正确的是( )A.在pH4.76的溶液中,c(CH3COO-)与c(OH-)之和可大于c(H+) D.在pH=4.76的溶液中加盐酸,(CH3COOH)与(CH3COO-)之和保持不变,答案,-24-,基础梳理,感悟选考,对点训练,1.(2018温州十五校联考)室温下,向0.01 molL-1的醋酸溶液中滴入pH=7的醋酸铵溶液,溶液pH随滴入醋酸铵溶液体积变化的曲线示意图如右图所示。下列
15、分析正确的是( )A.a点,pH=2 B.b点,c(CH3COO-)c( ) C.c点,pH可能大于7 D.ac段,溶液pH增大是CH3COOH受醋酸铵的影响而不再电离,答案,-25-,基础梳理,感悟选考,对点训练,-26-,基础梳理,感悟选考,对点训练,答案,解析,-27-,一,二,一、忽视环境改变对弱电解质电离的影响【易错题1】25 时,将100 mL pH=2的盐酸与100 mL pH=2的醋酸溶液混合,则有关混合溶液pH的说法正确的是( ) A.大于2 B.小于2 C.等于2 D.无法确定 错因剖析:本题极易忽视强酸加入对弱电解质电离平衡的影响,认为两酸相混,溶液的酸性必然增强,从而错
16、选B。 正确解答:虽然盐酸和醋酸的强弱不同,但混合的瞬间,c(H+)不变,CH3COOH与CH3COO-浓度都变为原来的一半,浓度商 不变,醋酸的电离平衡不发生移动。最终结果是溶液中的c(H+)不变,所以混合溶液的pH仍为2。 答案:C,-28-,一,二,纠错笔记不管两份溶液的性质如何,只要二者不发生氧化还原反应,混合溶液的pH总介于二者之间。此题的两份酸溶液,pH都为2,所以混合溶液的pH仍为2。,-29-,一,二,二、错误理解混合溶液pH的计算方法 【易错题2】将pH=2的H2SO4溶液和pH=5的H2SO4溶液等体积混合,则混合溶液的pH约为( ) A.3.3 B.3.5 C.2.3 D
17、.4.7 错因剖析:本题极易将两酸溶液的pH相加后除以2,求混合溶液的pH,于是错选B。 正确解答:两份溶液中c(H+)分别为110-2 molL-1和110-5 molL-1,则混合溶液中c(H+)= ,解得pH=2.3;或按经验规律:pH=2+0.3=2.3。 答案:C,-30-,一,二,纠错笔记两份强酸溶液混合,应先算出各自电离出的n(H+),相加后除以混合溶液的总体积,便得出混合溶液中的c(H+),最后求出pH。若为强酸溶液与强碱溶液混合,则应根据二者发生反应后剩余酸(或碱),计算出溶液中的c(H+)或c(OH-)。,-31-,2,3,4,1,6,7,5,1.(2018宁波选考适应性考
18、试)常温下,关于等体积、等pH的稀盐酸和稀醋酸溶液,下列说法正确的是( ) A.两溶液中c(OH-):稀盐酸醋酸 B.醋酸溶液中c(H+)=c(CH3COO-) C.中和同浓度NaOH溶液的能力:稀盐酸醋酸 D.分别用水稀释相同倍数后,两溶液pH仍相等,答案,-32-,2,3,4,1,6,7,5,2.(2018嘉兴一中月考)若用AG表示溶液的酸度,其表达式为AG= 。室温下,实验室里用0.1 molL-1的盐酸滴定10 mL 0.1 molL-1 MOH溶液,滴定曲线如右图所示。下列说法正确的是( ) A.该滴定过程可选择酚酞作为指示剂 B.溶液中由水电离的c(H+):C点D点 C.C点时加入
19、盐酸的体积等于10 mL D.若B点加入的盐酸体积为5 mL,所得溶液中:c(M+)+c(H+)=c(MOH)+c(OH-),答案,解析,-33-,2,3,4,1,6,7,5,3.(2018绍兴选考适应性考试)下列说法正确的是( ) A.c(H+)=c(OH-)的溶液不一定呈中性 B.在相同温度下,pH相等的氨水和NaOH溶液,n(OH-)相等 C.体积相等、pH相等的CH3COOH溶液和盐酸与Zn反应,开始时盐酸放出H2快 D.0.1 molL-1 HF溶液的pH=2,中和相同体积、相同浓度的HF溶液和盐酸,消耗的NaOH的量相等,答案,-34-,2,3,4,1,6,7,5,4.(2018杭
20、州学军中学选考模拟考试)25 时,在c(Na2CO3)+c(NaHCO3)=0.100 molL-1的混合溶液中,c( )、c( )与pH的关系如下图所示。下列说法正确的是( ),-35-,2,3,4,1,6,7,5,答案,解析,-36-,2,3,4,1,6,7,5,5.(2018嘉兴二模)25 时,SO2与NaOH溶液反应后的溶液中存在含硫微粒H2SO3、 ,三者各自所占的物质的量分数随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是( ),-37-,2,3,4,1,6,7,5,答案,解析,-38-,2,3,4,1,6,7,5,6.(2018普陀中学月考)在25 时,将1.0 L c molL-
21、1 CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,使之充分反应。然后向该混合溶液中加入少量CH3COOH溶液或CH3COONa固体(忽略体积和温度变化),引起溶液pH的变化如图所示。下列叙述错误的是( ),A.水的电离程度:cba B.a点对应的混合溶液中:c(CH3COOH)c(Na+)c(OH-) C.当混合溶液呈中性时,c(Na+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-) D.该温度下,醋酸的电离平衡常数,答案D,-39-,2,3,4,1,6,7,5,解析由图像可得,25 时c点溶液的pH=7,所以c点水电离的c(H+)水=c(OH-)水=10-7 molL-1,b点溶液的
22、pH=4.3,所以b点溶液中c(H+)=10-4.3 molL-1,则由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水=10-(14-4.3) molL-1=10-9.7 molL-1,a点溶液的pH=3.1,所以a点溶液中c(H+)=10-3.1 molL-1,则由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水=10-(14-3.1) molL-1=10-10.9 molL-1,因此水的电离程度:cba,故A正确;b点时溶液呈酸性,说明加入0.1 mol NaOH固体后CH3COOH有剩余,c(Na+)=0.1 molL-1,混合前CH3COOH溶液浓度c应比0.1大,a点时又加入0.1 mol CH3CO
23、OH,因为CH3COOH的电离程度很小,所以此时溶液中的c(CH3COOH)一定大于c(Na+),又根据前面的分析可知a点c(OH-)=10-10.9 molL-1,所以a点对应的混合溶液中,c(CH3COOH)c(Na+)c(OH-),故B正确;,-40-,2,3,4,1,6,7,5,由题意混合溶液中阳离子有Na+和H+,阴离子有CH3COO-和OH-,根据电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),25 时,当混合溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-)=10-7 molL-1,则c(Na+)=c(CH3COO-),所以c(Na+)=c(CH3COO-)c(H+
24、)=c(OH-),故C正确;由前面的分析并结合图像可得,25 当混合溶液呈中性时,c(H+)=10-7 molL-1,c(CH3COO-)=0.2 molL-1,c(CH3COOH)=(c+0.1-0.2) molL-1=(c-0.1) molL-1,所以该温度下,醋酸的电离平衡常数,-41-,2,3,4,1,6,7,5,7.(2018安吉高级中学检测)已知常温下,Ka1(H2CO3)=4.310-7,Ka2(H2CO3)=5.6 10-11。某二元酸H2R及其钠盐的溶液中,H2R、HR-、R2-三者的物质的量分数随溶液pH变化关系如图所示,下列叙述错误的是( ),A.在pH=4.3的溶液中:3c(R2-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-) B.等体积、等浓度的NaOH溶液与H2R溶液混合后,此溶液中水的电离程度比纯水的小 C.等浓度的NaOH溶液与H2R溶液按体积比12混合,溶液的pH=1.3 D.向Na2CO3溶液中加入少量H2R溶液,发生反应:,答案,解析,
