2025届高考化学一轮总复习第9章水溶液中的离子反应与平衡第43讲水的电离和溶液的pH课件
展开1.认识水的电离,了解水的离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行简单的计算。3.了解酸碱中和滴定的原理;掌握酸碱中和滴定的操作步骤及误差分析。
考点一 水的电离 1.水的电离及离子积常数
c(H+)·c(OH-)
2.外界条件对水的电离平衡的影响填写外界条件对H2O⇌H++OH- ΔH>0的具体影响。
[易错秒判](1)将水加热,Kw和c(H+)均增大( )(2)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )(3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+) 和c(OH-)相等( )(4)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw( )(5)室温下,0.1 ml·L-1的HCl溶液与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的电离程度不同( )答案:(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)×
一、水的电离平衡曲线分析1.水的电离平衡曲线如下图所示,回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E五点的Kw的关系:______________________。(2)在水中加少量酸,可实现A点向________点移动。(3)ABE形成的区域中的点都呈________性。(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,cH2O(H+)=________ml·L-1。答案:(1)B>C>A=E=D (2)D (3)碱 (4)1×10-10
二、水电离出的c(H+)和c(OH-)的计算2.计算室温下,下列溶液中水电离出的cH2O(H+)。(1)0.01 ml·L-1的盐酸中,cH2O(H+)=________。(2)0.05 ml·L-1的Ba(OH)2溶液中,cH2O(H+)=__________。(3)pH=4的亚硫酸溶液中,cH2O(H+)=____________。(4)pH=10的KOH溶液中,cH2O(H+)=____________。(5)pH=4的NH4Cl溶液中,cH2O(H+)=____________。(6)pH=10的CH3COONa溶液中,cH2O(H+)=____________。答案:(1)1×10-12 ml·L-1 (2)1×10-13 ml·L-1 (3)1×10-10 ml·L-1 (4)1×10-10 ml·L-1 (5)1×10-4 ml·L-1 (6)1×10-4 ml·L-1
[反思归纳]水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算及应用(1)酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即cH2O(H+)=cH2O(OH-)=c(OH-),碱溶液中求c(H+),即cH2O(OH-)=cH2O(H+)=c(H+)。(2)水解的盐促进水的电离,故cH2O(H+)等于显性离子的浓度。(3)酸式盐溶液酸式酸根以电离为主:cH2O(H+)=cH2O(OH-)=c(OH-)。酸式酸根以水解为主:cH2O(H+)=cH2O(OH-)=c(OH-)。
考点二 溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性与pH(1)定义式:pH=-lg c(H+)。(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和 c(OH-)的相对大小。
2.pH的测定方法(1)酸碱指示剂法:该法只能测出pH的大致范围,常见指示剂变色范围见下表。
(2)pH试纸法:把一小片pH试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上,用____________蘸取待测溶液点在pH试纸中央,试纸变色后,与_____________对照即可确定溶液的pH。(3)pH计测定法。
答案:(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
一、混合溶液酸碱性的判断1.判断常温下,两种溶液混合后溶液的酸碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合:________。(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合:________。(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合:________。(4)pH=2的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:________。(5)pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:________。(6)pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合:________。答案:(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性
二、溶液稀释、混合的pH计算2.计算25 ℃时下列溶液的pH,忽略溶液混合时体积的变化。(1)0.005 ml·L-1的H2SO4溶液的pH=________。(2)0.001 ml·L-1的NaOH溶液的pH=________。(3)pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍,溶液的pH=________。(4)将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=________(lg 2≈0.3)。(5)将0.1 ml·L-1氢氧化钠溶液与0.06 ml·L-1硫酸溶液等体积混合,溶液的pH=________。答案:(1)2 (2)11 (3)5 (4)9.7 (5)2
3.按要求回答下列问题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化)。(1)pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液以体积比9∶1混合,混合溶液的pH=________。
(2)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,若溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是________。
[思维建模]溶液pH计算的一般思维模型
实验活动(四) 酸碱中和滴定及拓展应用一、酸碱中和滴定1.实验原理(1)用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸),根据中和反应的等量关系来测定碱(或酸)的浓度。(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化,表示反应已完全,指示滴定终点。
2.实验操作(1)主要仪器。
“0”刻度以上2~3 mL
(4)滴定终点。滴入最后半滴标准溶液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,停止滴定,并记录标准溶液的体积。(5)数据处理。按上述操作重复________次,根据每次所用标准溶液的体积计算待测液的物质的量浓度,最后求出待测液的物质的量浓度的____________。
3.滴定曲线以0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L-1盐酸为例
二、酸碱中和滴定的拓展应用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、Na2S2O3等。(3)指示剂:如KMnO4溶液可自身指示滴定终点,淀粉可用作碘量法的指示剂。
一、酸碱中和滴定的实验操作1.现用酸碱中和滴定来测定某NaOH溶液的浓度。(1)滴定:用________式滴定管盛装c ml·L-1盐酸标准液。如图表示下表中第2次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置,此次滴定结束后的读数为________mL,可用________作为指示剂。(2)排出碱式滴定管中气泡的方法应采用下图________(填“甲”“乙”或“丙”)的操作,然后挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(3)有关数据记录见下表: 根据所给数据,写出计算NaOH溶液的物质的量浓度的表达式:_________________________(不必化简)。
二、酸碱中和滴定的误差分析2.以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例,分析实验误差(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。
答案:偏高 偏高 偏低 无影响 偏低 偏低 偏高 偏低 无影响 偏低 偏高
三、酸碱中和滴定的拓展应用3.为了测定某样品中NaNO2的含量,某同学进行如下实验:①称取样品a g,加水溶解,配制成100 mL溶液。②取25.00 mL溶液于锥形瓶中,用0.020 0 ml·L-1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定,滴定结束后消耗KMnO4溶液的体积为V mL。(1)滴定过程中发生反应的离子方程式为_____________________________;测得该样品中NaNO2的质量分数为_____________________________。
(2)若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定,则测定结果________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。解析:若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定,则KMnO4的用量偏少,测定结果偏小。答案:偏小
4.硫酰氯(SO2Cl2)可用于有机合成和药物制造等。已知SO2Cl2遇水能发生剧烈反应并产生白雾。测定产品中SO2Cl2的含量,实验步骤如下:①取1.5 g产品加入足量Ba(OH)2溶液,充分振荡、过滤、洗涤,将所得溶液均放入锥形瓶中;②向锥形瓶中加入硝酸酸化,再加入0.200 0 ml·L-1的AgNO3溶液100.00 mL;③向其中加入2 mL硝基苯,用力摇动,使沉淀表面被有机化合物覆盖;④加入NH4Fe(SO4)2指示剂,用0.100 0 ml·L-1NH4SCN溶液滴定过量Ag+,终点时所用体积为10.00 mL。
已知:Ksp(AgCl)=3.2×10-10,Ksp (AgSCN)=2×10-12。(1)滴定终点的现象为___________________________________________。答案:溶液变为红色,且半分钟内不恢复原来的颜色
答案:85.5% 偏低
(2)产品中SO2Cl2的质量分数为________;若步骤③不加入硝基苯,则所测SO2Cl2含量将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
1.(2022·新高考山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )A.可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液C.应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体D.达到滴定终点时溶液显橙色
解析:A.量筒的精确度不高,滴定时不可用量筒量取Na2CO3标准溶液,应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A说法错误;B.Na2CO3溶液显碱性,盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞,以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有黏性的硅酸钠而将瓶塞粘住,故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B说法正确;C.Na2CO3有吸水性和一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C说法正确;D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后半滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟内不变色,故达到滴定终点时溶液显橙色,D说法正确。
解析:A.温度升高,水的电离程度增大,故M点Kw小于N点Kw,A错误;B.升高温度,促进铵根离子的水解,且N点铵根离子浓度更大,水解生成的氢离子浓度更大,N点酸性更强,故M点pH大于N点pH,B正确;C.N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的沉淀溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;
3.(2022·新高考江苏卷)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(NH4)2Fe(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[c(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 (NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4+溶液装入如图所示的滴定管中;③______________________________________________________。
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