1、第2讲 水溶液及酸碱中和滴定最新展示1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的定义。3.了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。4.能根据实验试题要求，分析处理实验数据，得出合理结论。热点定位1.水的电离平衡的影响因素以及离子积常数的应用。2.H、OH、pH和溶液酸碱性的关系以及相关计算3.酸碱中和滴定的操作过程中，滴定管的使用，指示剂的选择以及误差分析。4.综合应用水的电离、溶液pH、酸碱中和滴定等原理解决具体问题。一、水的电离1水的电离方程式H2OH2OH3OOH；简写为：H2OHOH。2水的离子积常数KWHOH(1)室温下：KW。(2)影响因素：只与有关，当时，KW增大。(3
2、)适用范围：KW不仅适用于纯水，也适用于溶液。11014mol2L2温度升温稀的电解质二、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性溶液的酸碱性是由溶液中H和OH的相对大小决定的：(1)HOH，溶液呈；(2)HOH，溶液呈；(3)HOH，溶液呈。2pH(1)定义：pH。(2)使用范围：H。即：(填pH的取值范围)。(3)意义：表示溶液酸碱性的强弱。pH越小，溶液越强；反之，溶液的越强。酸性中性碱性lgH11014molL11molL10pH14酸性碱性常温时：中性溶液；酸性溶液；碱性溶液。3pH测定(1)pH试纸的使用方法：把小片试纸放在上，用蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与对比即可确定溶
3、液的pH。注意：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释而产生误差；用pH试纸读出的pH只能是整数。(2)pH计使用pH计能直接测定溶液的pH。pH7pH7表面皿玻璃棒标准比色卡1.（1）某溶液的pH=7，该溶液是否一定为中性？（2）若已知H+OH-,该溶液是否一定为酸性?【提示】(1)因温度不确定,pH=7的溶液不一定显中性。(2)只要H+OH-,溶液一定呈酸性。三、酸碱中和滴定1主要仪器2试剂：标准液、待测液、酸碱指示剂。3实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液)(1)滴定前的准备滴定管中：a.查漏，b.洗涤，c.润洗，d.装液，e.排气，f.调液面，g.记录。锥形瓶中：a.注
4、碱液，b.记读数，c.加指示剂。(2)滴定，右手，眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化，滴定至终点时，记录标准液的体积。(3)终点判断等到滴入最后一滴反应液，指示剂变色，且，视为滴定终点。左手控制滴定管活塞开关摇动锥形瓶半分钟内不复原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，根据NaOH=计算。2.滴定管和量筒的读数有何区别？【提示】（1）滴定管“0”刻度在上方，数值从上到下依次增大，因此仰视时，读数偏大，俯视时读数偏小。量筒无“0”刻度，数值从下到上依次增大，因此仰视时读数偏小，俯视时读数偏大。（2）记录数据时，滴定管的读数应记录到小数点后两位，如20.00 mL；量筒读数记录
5、最多到小数点后一位，如20.0 mL。1(2008年天津高考)25 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，OH降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，H增大，KW不变C向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，H降低D将水加热，KW增大，pH不变【解析】A项，稀氨水是弱碱，加入后水溶液中的OH增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO4溶于水发生电离使H增大。由于温度不变，故KW不变；C项，水中加入CH3COONa，CH3COONa发生水解，促进水的电离，平衡正向移动使溶液呈碱性，H降低；D项，升高温度，水的电离程度增大，KW变大，pH变小。
6、2(2008年上海高考)常温下，某溶液中由水电离的H11013 mol/L，该溶液可能是()二氧化硫水溶液 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液ABC D【解析】根据题干知，该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液。【答案】A3(2008年全国卷)实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下甲基橙：3.14.4 石蕊：5.08.0 酚酞：8.210.0【答案】B用0.100 0 mol/L NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是()A溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂B溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂C溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂D溶液呈碱性
7、，只能选用酚酞作指示剂【解析】当NaOH与CH3COOH完全反应时，溶液呈碱性，石蕊不宜用作中和滴定的指示剂；甲基橙的变色范围是3.14.4，不能用做碱性条件下的指示剂。【答案】D一、水的电离平衡1影响因素2.水电离出的H或OH的计算(25 时)(1)中性溶液：HOH1.0107 mol/L(2)溶质为酸的溶液H来源于酸电离和水电离，而OH只来源于水，故有OH水H水OH溶液。(3)溶质为碱的溶液OH来源于碱电离和水电离，而H只来源于水，故有H水OH水H溶液。(4)水解性的盐溶液水解呈酸性：H水H溶液水解呈碱性：OH水OH溶液常温下，下列四种溶液中，由水电离生成的H的浓度之比()是()pH2的F
8、eCl3溶液 0.1 mol/L的盐酸 0.01 mol/L的NaOH溶液 pH11的NaOH溶液A1101001 000 B1011110100C12131211 D121323【应用指南】(1)某溶液中由水电离出的H水1013 mol/L，则该溶液的pH为1或13；(2)某溶液中由水电离出的H水105 mol/L，则该溶液的pH5；(3)某溶液中由水电离出的OH水105 mol/L，则该溶液的pH9。【思路点拨】选准确定H水的对象是解答本题的关键。【尝试解答】H水H溶液1.0102 molL1；H水OH水OH溶液1.01013molL1；H水H溶液1.01012molL1；H水H溶液1.0
9、1011 molL1，所以H水之比为：1.01021.010131.010121.010111011110100。【答案】B【拓展训练】1.室温下，甲溶液中水电离出的H浓度为1012mol/L，乙溶液中水电离出的H浓度为102mol/L，下列说法正确的是()A甲、乙两溶液的pH不可能相同B甲、乙两种溶液中加入Al粉都一定会产生H2CHCO3不可能在甲、乙两溶液中大量共存D甲不可能是盐溶液，乙不可能是酸或碱溶液【解析】甲溶液由水电离出的H为1012 mol/L，则水的电离受到了抑制，该溶液可能为酸溶液，也可能为碱溶液，还可能为盐NaHSO4溶液，其pH可能为2，也可能为12，乙溶液中由水电离出的
10、H为102 mol/L，则水的电离受到促进，该溶液为强酸弱碱盐，pH为2，A项明显错误；若甲溶液是HNO3溶液，加入Al粉不会产生H2，B项错误；HCO3既与H反应，又与OH反应，C项正确；甲可能是NaHSO4溶液，D项错误。【答案】C二、溶液pH的计算1计算思路(1)若溶液为酸性，先求H，再求pH；(2)若溶液为碱性，先求OH，再由H求H，最后求pH。2计算方法(1)单一溶液的pH计算强酸溶液，如HnA，设浓度为c molL1，Hnc molL1，pHlgHlgnc。强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c molL1，H，pHlgH14lgnc。(2)酸、碱混合pH计算两强酸混合H混两强碱混合
11、OH混酸碱混合(一者过量)酸过量：H混碱过量：OH混(3)酸碱稀释时pH的变化【应用指南】(1)一元弱酸(或弱碱)溶液pH的确定方法一元弱酸溶液：设浓度为c mol/L，则有：Hc mol/LpHlgc一元弱碱溶液：OHc，HpH14lgc(2)酸碱的pH之和与H酸、OH碱比较pH(酸)pH(碱)14，H酸OH碱pH(酸)pH(碱)14，H酸OH碱某温度(t)时，测得0.01 molL1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的KW_。则该温度_(选填“大于”“小于”或“等于”)25，其理由是_。在此温度下，将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的H2SO4溶液Vb L混合，通过计算，填写以下
12、不同情况的两溶液的体积比：(1)若所得混合液为中性，且a12，b2，则VaVb_；(2)若所得混合液为中性，且ab12，则VaVb_；(3)若所得混合液的pH10，且a12，b2，则VaVb_。pH(酸)pH(碱)14，H酸OH碱推导：pH(酸)pH(碱)lgH酸14lg【名师解析】在t，pH11的溶液中H1011molL1，KWHOH1011102mol2L21013mol2L2。pHa，则OH10a13molL1；pHb，则H10bmolL1。若混合后溶液呈中性，则Va L10a13molL1VbL10bmolL1，1013(ab)。(1)因为a12，b2，代入可知101110。(2)将a
13、b12代入1013(ab)可得：101。(3)当a12时，OH0.1 molL1，b2时，H0.01 molL1，由混合后pH10即OH0.001 molL1得：0.001 molL1；解得VaVb19。【答案】1013mol2L2 大于 水的电离是吸热的，升温时水的电离平衡正向移动，KW增大，因该温度下的KW大于25 时水的KW11014mol2L2，所以该温度大于25(1)110(2)101(3)19【拓展训练】2.下列叙述正确的是()A将pH2 H2SO4与pH12 NH3H2O溶液等体积混合后，混合液pH7B将pH12 Ba(OH)2与pH14 NaOH溶液等体积混合后，混合液13pH
14、7【解析】A项：NH3H2O为弱碱，当等体积混合时NH3H2O过量，混合液呈碱性；B项：OH0.5，pH14lg213.7，故该项正确；C项恰好中和，pH7；D项：设H2SO4溶液体积为V1，NaOH溶液的体积为V2，则V1101V2100，V1V2101，综上所述，A、C、D错误，B正确。【答案】B三、酸碱中和滴定1酸碱中和滴定的关键(1)准确测定标准液的体积。(2)准确判断滴定终点。2酸碱指示剂的选择(1)变色范围与终点pH吻合或接近。(2)指示剂变色范围越窄越好，所以中和滴定时，一般选用酚酞或甲基橙，不用石蕊试液，因其颜色变化不明显。(3)指示剂在滴定终点时颜色变化明显，容易观察(一般来
15、说指示剂颜色由浅变深较由深变浅易于观察)判断。指示剂变色pH范围为：强酸与弱碱滴定结果溶液呈酸性，可选用甲基橙为指示剂(变色点pH4.4)；强碱与弱酸滴定结果溶液呈碱性，可选用酚酞为指示剂(变色点pH8.0)；强酸与强碱滴定结果为中性，两种指示剂均可。3误差分析依据：待K(K为酸碱中和时化学计量数之比)(1)标准液配制引起的误差标引起的误差称取5.2克氢氧化钠配制标准液时，物码倒置。(偏高)配制标准液时，烧杯及玻璃棒未洗涤。(偏高)配制标准液时，定容俯视。(偏低)配制标准液时，定容仰视。(偏高)配制标准NaOH滴定盐酸时，NaOH中如混有碳酸钠。(偏高)配制标准NaOH溶液盐酸时，NaOH中如
16、混有碳酸氢钠。(偏高)配制标准NaOH滴定盐酸时，NaOH中如混有KOH。(偏高)滴定管水洗后，未用标准液洗涤。(偏高)(2)标准液操作引起的误差V(标)引起的误差滴定前读数仰视，滴定后读数俯视。(偏低)滴定结束，滴定管尖嘴外有一滴未滴下。(偏高)滴定前有气泡未赶出，后来消失。(偏高)(3)待测液操作引起的误差V(待)引起的误差锥形瓶水洗后，用待测液又洗过再装待测液。(偏高)锥形瓶有少量水，直接放入待测液。(无影响)摇动锥形瓶时，溅出部分溶液。(偏低)【应用指南】(1)中和反应严格按照化学方程式中化学计量数之比进行，即当酸提供的H的物质的量与碱提供的OH的物质的量相等时，恰好中和。(2)中和反
17、应恰好进行得到的溶液，不一定显中性，有可能显酸性或碱性。(3)标准液浓度、待测液体积等的误差在中和滴定实验中也直接反映在标准液读数中。实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数，其反应原理为：4NH46HCHO=3H6H2O(CH2)6N4H滴定时，1 mol(CH2)6N4H与1 mol H相当，然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验：步骤 称取样品1.500 g。步骤 将样品溶解后，完全转移到250 mL容量瓶中，定容，充分摇匀。步骤 移取25.00 mL样品溶液于250 mL锥形瓶中，加入10 mL 20%的中性甲醛溶液，摇匀、静置 5
18、min后，加入12滴酚酞溶液，用NaOH标准溶液滴定至终点。按上述操作方法再重复2次。(1)根据步骤填空：碱式滴定管用蒸馏水洗涤后，直接加入NaOH标准溶液进行滴定，则测得样品中氮的质量分数_(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。锥形瓶用蒸馏水洗涤后，水未倒尽，则滴定时用去NaOH标准溶液的体积_(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应观察_。A滴定管内液面的变化B锥形瓶内溶液颜色的变化滴定达到终点时，酚酞指示剂由_色变成_色。(2)滴定结果如下表所示：若NaOH标准溶液的浓度为0.101 0 molL1，则该样品中氮的质量分数为_。【名师解析】(1)滴定管用蒸馏水洗涤后，应用标准溶液润湿，否则滴定管内壁上附着的水会在加入标准溶液时将标准溶液稀释，消耗碱的量偏大，故最终结果偏高。滴定时锥形瓶内的洗涤用水未倒尽，对结果没有影响。滴定过程中，眼睛应观察锥形瓶内溶液颜色的变化，同时用余光注意观察滴定管内液面的变化。本实验相当于用强碱滴定酸，故滴定终点时溶液由无色变为浅红色。(2)由题意，根据元素守恒可知，在25.00 mL样品溶液中n(N)n(NaOH)，所以n(N)20 mL103LmL10.101 0 molL12.02103mol，故1.500 g样品中w(N)100%18.85%。【答案】(1)偏高 无影响 B无 浅红(2)18.85%
