2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第8章 第2节　水的电离和溶液的酸碱性教案

这是一份2022届高考统考化学人教版一轮复习教师用书：第1部分 第8章 第2节　水的电离和溶液的酸碱性教案，共29页。

水的电离与水的离子积
知识梳理
1．水的电离
(1)水是极弱的电解质，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7ml·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。
2．水的离子积
[辨易错]
(1)任何水溶液中，水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等。( )
(2)纯水中c(H＋)随温度升高而增大，水的酸性增强。( )
(3)酸溶液中水电离出的c(H＋)等于溶液中c(OH－)。( )
(4)Kw与溶液的酸碱性无关，与温度有关。( )
[答案] (1)√ (2)× (3)√ (4)√
3．外界条件对水的电离平衡的影响
[深思考]
1．甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H＋)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H＋)增大，H＋与OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。
[答案] 甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)>Kw，平衡左移。或加入酸，H＋与OH－反应生成H2O，水增多，实质仍是水的电离左移。
2．25 ℃时，pH＝4的醋酸溶液与NH4Cl溶液中c(H＋)H2O相等吗？为什么？
[答案] 不相等，醋酸电离出的H＋抑制水的电离，而NH4Cl电离出的NHeq \\al(＋,4)结合OH－，促进了水的电离。
知识应用
在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。
请回答
(1)T 25(填“>”或“ (2)酸、中 (3)1×10－5 ml·L－1 1×10－5 ml·L－1或1×10－7 ml·L－1 (4)在加热条件下加入碱性物质
命题点1 水电离的影响因素及定量判断
1．下列有关水电离情况的说法正确的是 ( )
A．100 ℃时，Kw＝10－12，此温度下pH＝7的溶液一定呈中性
B．NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3、NaHSO4溶于水，对水的电离都有促进作用
C．25 ℃时，pH＝12的烧碱溶液与纯碱溶液，水的电离程度相同
D．如图为水的电离平衡曲线，若从A点到C点，可采用升高温度的方法
D [A项，100 ℃时pH＝7为碱性，错误；B项，NaHSO4电离出H＋对水电离有抑制作用，错误；C项，烧碱抑制水电离，纯碱促进水电离，错误。]
2．(2020·韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)。某温度下，向c(H＋)＝1×10－6 ml·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1×10－2 ml·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是 ( )
A．该温度高于25 ℃
B．由水电离出来的H＋的浓度为1×10－10 ml·L－1
C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c(H＋)减小
D [A项，Kw＝1×10－6×1×10－6＝1×10－12，温度高于25 ℃；B、C项，NaHSO4电离出的H＋抑制H2O电离，c(H＋)H2O＝c(OH－)＝1×10－10 ml·L－1；D项，加H2O稀释，c(H＋)减小，H＋对H2O电离的抑制减小，c(H＋)H2O增大。]
3．下表是不同温度下水的离子积数据：
试回答下列问题：
(1)若25eq \f(Kw,Ka1)，溶液中c(HSOeq \\al(－,3))>c(H2SO3)，则V0不等于10 mL，故A错误；B点时，加入NaOH的体积为20 mL，此时刚好生成NaHSO3，根据溶液呈电中性可得，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，故B正确；pH＝7.19时，溶液中c(H＋)＝10－7.19，由Ka2＝eq \f(cSO\\al(2－,3)·cH＋,cHSO\\al(－,3))＝10－7.19可得c(HSOeq \\al(－,3))＝c(SOeq \\al(2－,3))，此时溶液呈碱性，则c(OH－)>c(H＋)，根据溶液呈电中性可得，c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(SOeq \\al(2－,3))＋c(HSOeq \\al(－,3))＋c(OH－)，求解可得，c(Na＋)＞3c(HSOeq \\al(－,3))，故C正确；D点加入NaOH溶液体积为40 mL时，溶质为Na2SO3，由Kh1＝eq \f(Kw,Ka2)＝eq \f(10－14,10－7.19)＝10－6.81，故D正确。]
4．25 ℃时，向体积均为20 mL和浓度均为0.1 ml·L－1的两种酸HX、HY溶液中分别滴加0.1 ml·L－1的NaOH溶液，所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．HX、HY均为弱酸
B．Ka(HY)的数量级约为10－6
C．b点时：2c(Na＋)＝c(Y－)＋c(HY)
D．V(NaOH)＝20 mL时，反应后的两种溶液中c(X－)＝c(Y－)
C [由图可知，HX的pH等于1，HY的pH等于4，则HX为强酸，故A错误；浓度为0.1 ml·L－1的HY，由图可知，HY的pH等于4，则Ka(HY)＝c(H＋)·c(Y－)/c(HY)＝(10－4×10－4)/0.1＝10－7，故B错误；V(NaOH)＝20 mL时，两种溶液恰好反应分别生成起始等量的NaX和NaY，Y－发生水解，所以溶液中c(X－)>c(Y－)，故D错误。]
滴定曲线分析的方法
(1)分析步骤：首先看横、纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中；其次看起点，起点可以看出酸性或碱性的强弱；再次找滴定终点和pH＝7的中性点，判断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点(pH＝7)的位置；最后分析其他的特殊点(如滴定一半点，过量一半点等)，分析酸、碱过量情况。但要注意中性点与恰好反应点的区别。
(2)滴定过程中的定量关系：①电荷守恒关系在任何时候均存在；②物料守恒可以根据加入酸的物质的量和加入碱的物质的量进行确定。
中和滴定的迁移应用
中和滴定是中学化学实验中重要定量实验之一，是测定酸、碱溶液浓度或物质含量的重要实验手段。这种实验操作方法也适用于其他反应的滴定操作，如氧化还原反应滴定和沉淀滴定。中和滴定的迁移应用在实际应用中非常广泛。因此近几年高考试题关注度很高。此类试题很好地体现了“科学探究与创新意识、科学精神与社会责任”的核心素养。
1．氧化还原滴定
(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
(2)试剂：常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
(3)指示剂：①涉及I2的常用淀粉试液；
②涉及Fe3＋的常用KSCN溶液；
③涉及高锰酸钾的不用指示剂。
(4)示例：Na2S2O3溶液滴定碘液
2.沉淀滴定
(1)概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法，生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，实际上应用最多的是银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－的浓度。
(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrOeq \\al(2－,4)为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。
3．滴定测定的两种类型
(1)直接滴定法：利用标准液的量和方程式直接求算待测物质。
(2)间接滴定法：
①．例如，测MnO2含量时，可在H2SO4溶液中加入过量的Na2C2O4标准溶液，待与MnO2作用完毕后，用KMnO4标准液滴定过量的C2Oeq \\al(2－,4)。
②．某些非氧化性物质，可以用间接滴定法进行测定。例如，测Ca2＋含量时，先将Ca2＋沉淀为CaC2O4，再用稀硫酸将所得沉淀溶解，用KMnO4标准液滴定溶液中的C2Oeq \\al(2－,4)，间接求得Ca2＋含量。
1．(2020·黑龙江六校联考)氢氧化铈溶于硫酸得到硫酸铈，标准硫酸铈溶液常作Fe2＋的滴定剂。为了测定KMnO4溶液浓度，进行如下实验：
取x mL KMnO4溶液于锥形瓶中，加入V1 mL c1 ml·L－1(NH4)2Fe(SO4)2溶液(过量)，充分反应后，用c2 ml·L－1标准Ce(SO4)2溶液滴定Fe2＋至终点，消耗V2 mL标准Ce(SO4)2溶液(滴定反应：Ce4＋＋Fe2＋===Ce3＋＋Fe3＋)。
c(KMnO4)＝ ml·L－1(用代数式表示)；若盛装标准硫酸铈溶液的滴定管没有用待装液润洗，则测得的结果 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
[解析] 根据得失电子守恒有：[c(KMnO4)·x×10－3×5＋c2V2×10－3] ml＝c1V1×10－3 ml，c(KMnO4)＝eq \f(c1V1－c2V2,5x) ml·L－1。若滴定管未用待装液润洗，则V2偏大，测得的结果偏低。
[答案] eq \f(c1V1－c2V2,5x) 偏低
2．(2020·白城联考)ClO2很不稳定，需随用随制，产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的浓度，进行了下列实验：
步骤1：准确量取ClO2溶液10.00 mL，稀释成100.00 mL试样，量取V0 mL试样加入锥形瓶中；
步骤2：用稀硫酸调节试样的pH≤2.0，加入足量的KI晶体，静置片刻；
步骤3：加入指示剂，用c ml·L－1 Na2S2O3溶液滴定至终点。重复2次，测得消耗Na2S2O3溶液平均值为V1 mL。
(已知2ClO2＋10I－＋8H＋===2Cl－＋5I2＋4H2O 2Na2S2O3＋I2Na2S4O6＋2NaI)
(1)指示剂可选 ，终点现象为
。
(2)计算该ClO2的浓度为 g·L－1(用含字母的代数式表示，计算结果化简)。
(3)终点读数时，仰视读数，使测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析] (1)涉及I2的反应，可选用淀粉溶液作指示剂。
(2)根据关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3
n(ClO2)＝eq \f(1,5)n(Na2S2O3)＝eq \f(1,5)×V1c×10－3 ml
ClO2的浓度为eq \f(\f(1,5)cV1×10－3×67.5,V0×10－3)×eq \f(100,10) g·L－1＝eq \f(135cV1,V0) g·L－1。
(3)终点仰视读数，读数小，所用标准液偏多，测定结果偏大。
[答案] (1)淀粉溶液 当滴加最后一滴Na2S2O3溶液时，溶液的蓝色消失，且半分钟不恢复蓝色 (2)eq \f(135cV1,V0) (3)偏大
3．(2020·厦门模拟)过氧乙酸(含有少量H2O2杂质)的含量测定流程如下图。
(1)判断H2O2恰好除尽的实验现象是
。
(2)过氧乙酸被Fe2＋还原，还原产物为乙酸，其离子方程式为
。
(3)若样品体积为V0 mL，加入c1 ml·L－1 FeSO4溶液V1 mL，消耗c2 ml·L－1 K2Cr2O7溶液V2 mL。则过氧乙酸含量为 g·L－1。
[解析] (3)
2Fe2＋＋2H＋ ＋ CH3COOOH===2Fe3＋＋CH3COOH＋H2O
6Fe2＋ ＋ Cr2Oeq \\al(2－,7)＋14H＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
6c2V2×10－3 c2V2×10－3
m(CH3COOOH)＝eq \f(1,2)(c1V1－6c2V2)×10－3×76＝
38(c1V1－6c2V2)×10－3(g)
[答案] (1)当最后一滴KMnO4溶液滴入时，溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪色
(2)CH3COOOH＋2Fe2＋＋2H＋===CH3COOH＋2Fe3＋＋H2O
(3)eq \f(38c1V1－6c2V2,V0)
4．莫尔法是一种沉淀滴定法，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl－的浓度。已知：
(1)滴定终点的现象是 。
(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是 (填字母序号)。
A．NaCl B．BaBr2 C．Na2CrO4
[解析] 沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小，否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrOeq \\al(2－,4)为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。
[答案] (1)滴入最后一滴标准液时，生成砖红色沉淀且半分钟内不溶解 (2)C
5．某温度下，分别向10 mL浓度均为0.1 ml·L－1的CuCl2和ZnCl2溶液中滴加0.1 ml·L－1的Na2S溶液，滴加过程中溶液中－lg c(Cu2＋)和－lg c(Zn2＋)与Na2S溶液体积(V)的关系如图所示。[已知：Ksp(ZnS)>Ksp(CuS)，lg 3≈0.5]，下列说法错误的是( )
A．溶液pH：ac(OH－)，正确。]
3．(2018·全国卷Ⅲ)用0.100 ml·L－1 AgNO3滴定50.0 mL 0.050 0 ml·L－1 Cl－溶液的滴定曲线如图所示。下列有关描述错误的是( )
A．根据曲线数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10－10
B．曲线上各点的溶液满足关系式c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)
C．相同实验条件下，若改为0.040 0 ml·L－1 Cl－，反应终点c移到a
D．相同实验条件下，若改为0.050 0 ml·L－1 Br－，反应终点c向b方向移动
C [根据滴定曲线，当加入25 mL AgNO3溶液时，Ag＋与Cl－刚好完全反应，AgCl处于沉淀溶解平衡状态，此时溶液中c(Ag＋)＝c(Cl－)＝10－4.75 ml·L－1，Ksp(AgCl)＝c(Ag＋)·c(Cl－)＝10－9.5≈3.16×10－10，A项正确；曲线上各点都处于沉淀溶解平衡状态，故符合c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp(AgCl)，B项正确；根据图示，Cl－浓度为0.050 0 ml·L－1时消耗25 mL AgNO3溶液，则Cl－浓度为0.040 0 ml·L－1时消耗20 mL AgNO3溶液，a点对应AgNO3溶液体积为15 mL，所以反应终点不可能由c点移到a点，C项错误；由于AgBr的Ksp小于AgCl的Ksp，初始c(Br－)与c(Cl－)相同时，反应终点时消耗的AgNO3溶液体积相同，但Br－浓度小于Cl－浓度，即反应终点从曲线上的c点向b点方向移动，D项正确。]
4．(2019·全国卷Ⅱ，节选)成品中S2－的含量可以用“碘量法”测得。称取m g样品，置于碘量瓶中，移取25.00 mL 0.100 0 ml·L－1的I2KI溶液于其中，并加入乙酸溶液，密闭，置暗处反应5 min，有单质硫析出。以淀粉为指示剂，过量的I2用0.100 0 ml·L－1 Na2S2O3溶液滴定，反应式为I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6)。测定时消耗Na2S2O3溶液体积V mL。终点颜色变化为 ，
样品中S2－的含量为 (写出表达式)。
[解析] 淀粉溶液遇到I2溶液变蓝，当Na2S2O3将I2消耗完后，溶液由浅蓝色变至无色，即滴定终点时，溶液会由浅蓝色变至无色。设Na2S2O3消耗的I2的物质的量为n1。
由化学方程式可得：
[答案] 浅蓝色至无色 eq \f(25.00－\f(1,2)V×0.100 0×32,m×1 000)×100%
[新题预测]
1．用0.10 ml·L－1的NaOH溶液分别滴定体积均为20.00 mL、浓度均为0.050 ml·L－1的盐酸、磷酸及谷氨酸(H2G)，滴定曲线如图所示：
下列说法正确的是( )
A．滴定盐酸时，用甲基橙作指示剂比用酚酞更好
B．H3PO4与H2G的第一电离平衡常数K1的数量级不同
C．用酚酞作指示剂滴定磷酸到终点时，溶液中的溶质为Na2HPO4
D．NaH2PO4溶液中：c(Na＋)>c(H2POeq \\al(－,4))>c(H3PO4)>c(HPOeq \\al(2－,4))
C [盐酸与NaOH的反应终点pH＝7，与酚酞的变色范围8～10接近，A项错误；由图可知，0.050 ml·L－1的H3PO4和H2G溶液的pH几乎相等，可判断两者K1数量级相同，B项错误；由滴定曲线可知溶液中的溶质为Na2HPO4，C项正确；由图知，第一滴定终点为NaH2PO4，此时溶液显酸性，电离程度大于水解程度，c(HPOeq \\al(2－,4))>c(H3PO4)，D项错误。]
2．(2020·天一大联考)25 ℃时，向10 mL 0.1 ml·L－1 H2A溶液中滴加等浓度的NaOH溶液，溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
已知：M点时c(HA－)＝c(A2－)
A．M点时，2c(HA－)＋c(A2－)>c(Na＋)
B．Ka2(H2A)>Kh(HA－)
C.eq \f(c2HA－,cH2A·cA2－)不随pH的变化而变化
D．④点溶液中，c(Na＋)>c(A2－)>c(HA－)>c(OH－)>c(H＋)
D [根据电荷守恒可知，c(HA－)＋2c(A2－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因M点时，pHc(OH－)，又因c(HA－)＝c(A2－)，则可推出2c(HA－)＋c(A2－)>c(Na＋)，A项正确；②点溶质为NaHA，此时溶液的pHKh(HA－)，B项正确；
c2(HA－)/[c(H2A)·c(A2－)]＝Ka1(H2A)/Ka2(H2A)，电离平衡常数只与温度有关，故温度不变时，该值不变，C项正确；④点，H2A与NaOH恰好反应生成Na2A，Na2A水解使溶液显碱性，以第一步水解为主，且氢氧根离子还来自水的电离，则c(OH－)>c(HA－)，正确的离子浓度大小顺序为：c(Na＋)>c(A2－)>c(OH－)>c(HA－)>c(H＋)，D项错误。]
考纲定位
要点网络
1.了解水的电离，离子积常数。
2．了解溶液pH的定义及其测定方法，能进行pH的简单计算。
3．掌握酸碱中和滴定实验及其应用。
体系变化
条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH－)
c(H＋)
外加酸碱
酸
逆
不变
减小
减小
增大
碱
逆
不变
减小
增大
减小
外加可水解的盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
其他：如加入Na
正
不变
增大
增大
减小
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积常数
1×10－14
Kw
1×10－12
试剂性质
滴定管
原因
酸性、氧化性
酸式滴定管
氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性
碱式滴定管
碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开
步骤
操作
V(标准)
c(待测)
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
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
放出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
溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化
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
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.100 0 ml·L－1盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
滴定次数
实验数据/mL
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
原理
2Na2S2O3＋I2===Na2S4O6＋2NaI
指示剂
用淀粉作指示剂
终点判断
当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复原色，说明到达滴定终点
银盐
性质
AgCl
AgBr
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
浅黄
白
砖红
白
溶解度(ml·L－1)
1.34×10－6
7.1×10－7
1.1×10－8
6.5×10－5
1.0×10－6