2024届高考化学一轮复习专题8第38讲溶液的酸碱性基础学案

这是一份2024届高考化学一轮复习专题8第38讲溶液的酸碱性基础学案，共27页。
溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
(1)酸性溶液：c(H＋)＞c(OH－)，常温下，pH＜7。
(2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。
(3)碱性溶液：c(H＋)＜c(OH－)，常温下，pH＞7。
2．溶液的pH
(1)定义式：pH＝－lg_c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)
pH一般表示c(H＋)≤1 ml·L－1的酸性溶液或c(OH－)≤1
ml·L－1的碱性溶液的酸碱度。
(3)测量方法
①pH试纸法
a．使用方法：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
b．注意事项：ⅰ)pH试纸不能伸入待测液中测pH。
ⅱ)用广范pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，读数不会出现小数。
ⅲ)pH试纸不能湿润，若湿润相当于对待测溶液稀释，所测pH可能有误差。
②pH计法：又称酸度计测量法，可精密测量pH。
(4)基本计算
①强酸溶液：如HnA，设浓度为c ml·L－1，c(H＋)＝nc ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg(nc)。
②强碱溶液(25 ℃)：如B(OH)n，设浓度为c ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(10－14,nc)
ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg(nc)。
③弱酸弱碱溶液：可以根据电离度或电离常数计算。如0.1 ml/L HA(Ka＝1×10－7)溶液中：c(H＋)＝eq \r(1×10－8) ml·L－1＝1×10－4 ml·L－1，pH＝4。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)任何碱性溶液的c(OH－)>1×10－7 ml·L－1，pH>7。( )
(2)100 ℃时，Kw＝1.0×10－12,0.01 ml·L－1盐酸的pH＝2,0.01 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝10。( )
(3)用湿润的pH试纸测某酸溶液的pH，结果偏小。( )
(4)用pH试纸可以测量氯水的pH。( )
(5)用广范pH试纸测定某溶液的pH＝3.4。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2．已知某温度时，水的离子积常数Kw＝1×10－12，对于该温度下pH＝1的稀硫酸，下列叙述正确的是( )
A．向该稀硫酸中加入同温度同体积pH＝12的NaOH溶液，反应后溶液呈中性
B．该稀硫酸中由H2SO4离出的c(H＋)与由水电离出的c(H＋)之比为10－10∶1
C．该稀硫酸与室温下等体积pH＝1的稀硫酸中和碱的能力相同
D．该稀硫酸中由水电离出的c(H＋)是同温度下pH＝3的稀硫酸中由水电离出的c(H＋)的100倍
C [某温度时，水的离子积常数Kw＝1×l0－12，纯水的pH＝6，该温度下pH＝1的硫酸，c(H＋)＝0.1 ml/L。A.同温下，pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝1 ml/L，等体积的pH＝1的硫酸和pH＝12的氢氧化钠溶液混合时，碱剩余，溶液呈碱性，故A错误；B.该溶液中硫酸电离出的c(H＋)＝0.1 ml/L，水电离出的c(H＋)＝10－11 ml/L，则硫酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)之比为1010∶1，故B错误；C.该温度下pH＝1和室温下pH＝1的硫酸中c(H＋)相等，所以等体积的该稀硫酸与室温下pH为1的稀硫酸中和碱的能力相同，故C正确；D.该溶液中水电离出的c(H＋)＝10－11ml/L，同温下pH为3的稀硫酸中水电离出的
c(H＋)＝10－9 ml/L，则该溶液中水电离出的c(H＋)是同温度下pH为3的稀硫酸中水电离出的c(H＋)的eq \f(1,100)，故D错误。]
溶液酸碱性的判断
1．下列各组离子能在指定溶液中，大量共存的是( )
①加入Mg能放出H2的溶液中：Mg2＋、NHeq \\al(＋,4)、Cl－、K＋、SOeq \\al(2－,4)
②使pH＝11的溶液中：COeq \\al(2－,3)、Na＋、AlOeq \\al(－,2)、NOeq \\al(－,3)、S2－、SOeq \\al(2－,3)
③水电离的H＋浓度c(H＋)＝10－12 ml·L－1溶液中：Cl－、HCOeq \\al(－,3)、NOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)、S2Oeq \\al(2－,3)
④无色溶液中：K＋、Cl－、Na＋、H2POeq \\al(－,4)、POeq \\al(3－,4)、SOeq \\al(2－,4)
⑤使石蕊溶液变红的溶液中：Fe3＋、MnOeq \\al(－,4)、NOeq \\al(－,3)、Na＋、SOeq \\al(2－,4)
⑥酸性溶液中：Fe2＋、Al3＋、NOeq \\al(－,3)、I－、Cl－、S2－
A．①②⑤ B．①③⑥
C．②④⑤ D．①②④
A [①加入Mg能放出H2的溶液中，溶液显酸性，含有大量H＋，各离子之间相互不反应，可以大量共存，故选；②pH＝11的溶液显碱性，溶液含大量
OH－，各离子之间相互不反应，可以大量共存，故选；③水电离的H＋浓度
c(H＋)＝10－12 ml·L－1，水的电离受到抑制，溶液可以为酸性溶液，也可以为碱性溶液，酸性溶液中：H＋与HCOeq \\al(－,3)、S2Oeq \\al(2－,3)反应，不能大量共存，碱性溶液中：OH－与HCOeq \\al(－,3)、NHeq \\al(＋,4)反应，不能大量共存，故不选；④H2POeq \\al(－,4)、POeq \\al(3－,4)反应生成HPOeq \\al(2－,4)，不能大量共存，故不选；⑤使石蕊溶液变红的溶液，溶液显酸性，含有大量H＋，各离子之间相互不反应，能大量共存，故选；⑥酸性条件下硝酸根离子能够氧化亚铁离子、碘离子、硫离子，所以H＋、Fe2＋、NOeq \\al(－,3)、I－、S2－不能大量共存，故不选。]
2．用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空。
(1)①相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，相同浓度NH3·H2O和HCl溶液等体积混合________。
(2)①25 ℃时，pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，pH＝2的H2SO4溶液和pH＝12的氨水等体积混合________。
(3)25 ℃，pH＝2的HA溶液与pH＝12的BOH溶液等体积混合________。
(4)①25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，0.2 ml·L－1的氨水与0.1 ml·L－1的盐酸等体积混合________。
[答案] (1)①中性 ②酸性 (2)①酸性 ②碱性 (3)不确定 (4)①碱性 ②碱性
酸碱混合溶液酸碱性判断
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液性质——“谁强显谁性，同强显中性”。
(2)25 ℃时，pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。即谁弱显谁性，同强显中性。
(3)酸、碱混合后生成的盐与剩余的酸或碱浓度相同时，可根据酸、碱的Ka或Kb确定酸碱性，若Ka或Kb>1×10－7(25 ℃时)，由剩余的酸或碱决定。
(4)两强等体积相混时
①若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH>7。
②若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pHKw(25 ℃)，故b点温度高于25 ℃，A正确；在水中通入氨气，c(OH－)增大，抑制了水的电离，则由水电离出的c(H＋)减小，B正确；升高温度，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、
c(OH－)均增大，则pH、pOH均减小，且二者相等，故升高温度，可从b点变为a点，C正确；b点对应的Kw＝1×10－13，0.1 ml·L－1 KOH溶液中c(H＋)＝1×
10－12 ml·L－1，则溶液的pH＝12，D错误。]
(1)25 ℃，任何溶液的pH＋pOH＝14
(2)t ℃，任何溶液的pH＋pOH＝－lg Kw
酸碱中和滴定
1．实验原理
(1)概念：利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
(2)原理(以强酸与强碱反应为例)
①反应实质：H＋＋OH－===H2O。
②定量关系：恰好中和时，n(H＋)＝n(OH－)，即c(H＋)V酸＝c(OH－)V碱。
(3)滴定曲线(pH曲线)
以0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L－1盐酸为例
2．滴定管的分类及使用
(1)滴定管分为酸式滴定管(含玻璃活塞)和碱式滴定管(由乳胶管、玻璃球组成的阀)。
(2)滴定管的构造和精确度
①构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。
②精确度：读数可估读到0.01 mL。
(3)滴定管的使用方法
3．酸碱指示剂的选择
(1)终点(酸碱恰好完全反应时)为中性时，选择酚酞或甲基橙。
(2)终点(酸碱恰好完全反应时)为酸性时，选择甲基橙。
(3)终点(酸碱恰好完全反应时)为碱性时，选择酚酞。
①酸式滴定管不能盛装碱性试剂，因为碱性物质易与玻璃中的SiO2反应，造成玻璃活塞无法打开。
②碱式滴定管不能盛装酸性、氧化性和有机试剂，因为酸性、氧化性试剂腐蚀橡胶，有机试剂溶解橡胶。
③酸碱中和滴定一般不选择石蕊溶液做指示剂，其理由是颜色变化不明显，不易确定终点。
4．实验操作
(1)滴定前的准备
①滴定管：检漏→洗涤→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：洗涤→装液→加指示剂(锥形瓶不润洗)。
(2)滴定
(3)滴定终点判断的答题模板
操作(当滴入最后半滴××标准溶液后)―→现象(溶液由××色变为××色)―→时间(且半分钟内不变色)。
(4)数据处理
为减少实验误差，滴定时，要求重复实验2～3次，求出所用标准溶液体积的平均值，然后再计算待测液的物质的量浓度。注意无效数据(与其他数据相比出现明显偏离的数据)的取舍。
[示例] 某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
[答案] eq \x\t(V)＝eq \f(26.11 mL＋26.09 mL,2)＝26.10 mL，c(NaOH)＝eq \f(0.100 0 ml·L－1×26.10×10－3 L,25.00×10－3 L)＝0.104 4 ml·L－1。
5．滴定误差分析
依据原理c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，得c(待测)＝eq \f(c标准·V标准,V待测)，因为c(标准)与V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。
(1)未用标准液润洗滴定管，导致V(标准)偏大，c(待测)偏大。
(2)用待测液润洗锥形瓶，导致V(标准)偏大，c(待测)偏大。
(3)滴定过程中锥形瓶内的待测溶液溅出，导致V(标准)偏小，c(待测)偏小。
(4)滴定前仰视，滴定后俯视，导致V(标准)偏小，c(待测)偏小。
(5)量取待测液时，锥形瓶中有少量水，导致V(标准)无影响，c(待测)无影响。
量筒与滴定管读数误差分析
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(俯视，视线偏高，读数偏大,仰视，视线偏低，读数偏小))
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(俯视，视线偏高，读数偏小,仰视，视线偏低，读数偏大))
注意：量筒只能读到小数点后1位，滴定管一定是读到小数点后两位。
判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)酸碱中和滴定终点一定为中性。( )
(2)量取18.00 mL双氧水或KMnO4溶液应选用碱式滴定管。( )
(3)25 mL的滴定管，若溶液的凹液面最低点处于10.00 mL，则滴定管内液体体积为15 mL。( )
(4)标准NaOH溶液测定醋酸溶液的浓度可以选用甲基橙作指示剂。( )
(5)滴定管和锥形瓶在滴定前都应该用待装溶液润洗。( )
(6)锥形瓶洗净后必须干燥无水。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
1．下列是一段关于中和滴定的实验叙述，其中错误的是( )
①取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次；
②在锥形瓶中放入25.00 mL待测NaOH溶液；
③加入几滴石蕊溶液作指示剂；
④取一支酸式滴定管，洗涤干净；
⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液，进行滴定；
⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停地摇动锥形瓶；
⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面下降，直至滴定终点。
A．④⑥⑦ B．①⑤⑥⑦
C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦
D [操作①的锥形瓶只能用水洗；操作③中不能用石蕊溶液作为中和滴定的指示剂，因为它的显色效果不明显；操作⑤中滴定管必须用标准液润洗后才能注入标准液；操作⑦中两眼应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。]
2．某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白。
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视________，直到因加入半滴盐酸后，溶液由________色变为________色，并________为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏小的是________。
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，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
(3)滴定开始和结束时，滴定管中的液面如图，则所用盐酸溶液的体积为________mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表：
依据表中数据列式求得该NaOH溶液的物质的量浓度为________(保留2位小数)。
[解析] (1)酸碱中和滴定时，眼睛要注视锥形瓶内溶液的颜色变化，便于及时判断滴定终点；甲基橙作指示剂，盐酸滴定NaOH溶液达到滴定终点时溶液颜色由黄色突变为橙色，且半分钟内不变色。(2)A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸，标准液的浓度偏小，造成V(标准)偏大，根据c(待测)＝eq \f(c标准V标准,V待测)可知c(待测)偏大；B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥，待测液的物质的量不变，对V(标准)和c(待测)无影响；C.酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，造成V(标准)偏大，根据c(待测)＝eq \f(c标准V标准,V待测)可知c(待测)偏大；D.读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数，造成V(标准)读数偏小，根据c(待测)＝eq \f(c标准V标准,V待测)可知c(待测)偏小。(3)由题干图示信息可知，所用盐酸溶液的体积为26.10－0.00＝26.10 mL；(4)由题干某学生根据3次实验记录的有关数据可知，第二次数据有明显误差舍去，故平均消耗盐酸的体积为eq \f(25.11 mL＋25.09 mL,2)＝25.10 mL，依据表中数据列式求得该NaOH溶液的物质的量浓度为eq \f(25.10×10－3 L×0.100 0 ml/L,25.00×10－3 L)≈0.10 ml/L。
[答案] (1)锥形瓶中溶液颜色变化 黄色 橙色 半分钟内不变色 (2)D (3)26.10 (4)0.10 ml/L
1．(2020·浙江7月选考，T17)下列说法不正确的是( )
A．2.0×10－7 ml·L－1的盐酸中c(H＋)＝2.0×10－7 ml·L－1
B．将KCl溶液从常温加热至80 ℃，溶液的pH变小但仍保持中性
C．常温下，NaCN溶液呈碱性，说明HCN是弱电解质
D．常温下，pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液pH增大
A [2.0×10－7 ml·L－1的盐酸中H2O也电离出H＋，故c(H＋)>2.0×10－7 ml·L－1，A错误。]
2．(2021·湖南选择性考试，T15节选)步骤Na2CO3产品中NaHCO3含量测定
①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL容量瓶中；
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.100 0
ml·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1 mL；
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.100 0 ml·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸V2 mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。
(1)指示剂N为________，描述第二滴定终点前后颜色变化___________________________________________________________________；
(2)产品中NaHCO3的质量分数为________(保留三位有效数字)；
(3)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析] (1)本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法，第一滴定过程以酚酞为指示剂，Na2CO3转化为NaHCO3，第二滴定过程以甲基橙为指示剂，NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O，所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。(2)由(1)的分析过程可知，25.00 mL待测液中所含NaHCO3的物质的量为0.100 0 ml·L－1×(V2－V1)×10－3 L，则2.500 g产品中所含NaHCO3的质量为84 g·ml－1×eq \f(250 mL,25.00 mL)×0.100 0 ml·L－1×(23.51－22.45)×10－3 L≈0.089 g，则产品中NaHCO3的质量分数＝eq \f(0.089 g,2.500 g)×100%＝3.56%。(3)第一滴定终点时，俯视读数，导致测得的V1偏小，NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
[答案] (1)甲基橙 溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色 (2)3.56% (3)偏大
3．(2022·江苏选择性考试，T16，节选)实验中需要测定溶液中Ce3＋的含量。已知水溶液中Ce4＋可用准确浓度的eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH4))2Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。请补充完整实验方案：①准确量取25.00 mL Ce3＋溶液[ceq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Ce3＋))约为0.2 ml·L－1]，加氧化剂将Ce3＋完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250 mL容量瓶中后定容；②按规定操作分别将0.020 00 ml·L－1 eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH4))2Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))2和待测Ce4＋溶液装入如图所示的滴定管中：③________。
[答案] 从滴定管中准确放出20.00 mL Ce4＋溶液于锥形瓶中，加入几滴苯代邻氨基苯甲酸，向锥形瓶中滴加0.020 00 ml·L－1eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH4))2Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))2溶液，边滴加边振荡锥形瓶至溶液颜色恰好由紫红色变为亮黄色，且30s内颜色不变，记录滴加eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(NH4))2Feeq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(SO4))2溶液的体积；重复以上操作2～3次
人体内的液体由水及溶解在水中的无机盐、有机化合物一起构成，统称体液。保持体液容量、分布和组成的动态平衡，是保证细胞正常代谢、维持各种器官生理功能的必需条件。
已知人体体液中存在如下平衡：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCOeq \\al(－,3)，以维持体液pH的相对稳定。
请回答：
(1)当酸性物质进入体液后，上述平衡向________(填“左”或“右”)移动，维持了体液pH的相对稳定。
(2)若静脉滴注大量生理盐水时，体液pH________(填“变大”或“变小”，下同)。
(3)进行呼吸活动时，吸入CO2进入体液后，pH________。
[答案] (1)左 (2)变大 (3)变小
课时分层作业(三十八) 溶液的酸碱性
1．常温下，下列叙述正确的是( )
A．pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1
B．在滴有酚酞试液的氨水中，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH＝7
C．向10 mL 0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液中滴加一定浓度的氨水，在滴加过程中，eq \f(c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH3COOH)),c\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(CH3COO－)))将减小
D．向10 mL pH＝11的氨水中加入10 mL pH＝3的H2SO4溶液，混合液pH＝7
C [A.氨水是弱电解质，pH＝a的氨水，稀释10倍后，其a