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高三化学一轮复习讲义第8章 第2节 水的电离和溶液的酸碱性
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这是一份高三化学一轮复习讲义第8章 第2节 水的电离和溶液的酸碱性，共19页。
1．水的电离
(1)电离方程式：H2OH＋＋OH－或2H2OH3O＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_ml·L－1，任何水溶液中由水电离出来的c(H＋)＝c(OH－)。
2．水的离子积常数
(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。25 ℃时，Kw＝10－14,100 ℃时，Kw＝10－12。
(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。
(3)适用范围：适用于纯水、酸、碱、盐的稀溶液。
(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。
3．外界因素对水的电离平衡的影响
(1)温度：温度升高，促进水的电离，Kw增大；
温度降低，抑制水的电离，Kw减小。
(2)酸、碱：抑制水的电离。
(3)能水解的盐：促进水的电离。
(4)能与水反应的活泼金属：促进水的电离。
[应用体验]
1．向水中分别加入(1)NaOH、(2)NH4Cl，请分析水的电离平衡移动方向，c(H＋)、c(OH－)变化，水的电离程度变化，Kw变化。
[提示] (1)向左移，c(H＋)减小，c(OH－)增大，水的电离程度变小，Kw不变。
(2)向右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，水的电离程度变大，Kw不变。
2．25 ℃，pH＝3的溶液中，H2O电离出的H＋浓度为多少？
[提示] 若为水解呈酸性的盐溶液，促进水的电离，由水电离出的c(H＋)水＝1×10－3 ml/L或若为酸，抑制水的电离，由水电离出的c(H＋)水＝1×10－11 ml/L。
[考点多维探究]
角度1 影响水电离平衡的因素分析
1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ ΔH＞0，下列叙述正确的是( )
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变
C．向水中加入少量固体醋酸钠，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．将水加热，Kw增大，pH不变
B [向水中加入稀氨水，增大了c(OH－)，平衡逆向移动；加入固体NaHSO4，NaHSO4溶于水后电离生成H＋，c(H＋)增大，Kw不变；加入醋酸钠，CH3COO－结合水电离出的H＋，使平衡正向移动，c(H＋)降低；将水加热，Kw增大，pH减小。]
2．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl
②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ( )
A．④>③>②>① B．②>③>①>④
C．④>①>②>③ D．③>②>①>④
C [②、③为碱、酸抑制水电离；④中NHeq \\al(＋,4)水解促进水电离，①NaCl不影响水电离。]
3．(2015·广东高考)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
C [A.由图可知a、b、c三点对应的平衡常数不变，故a、b、c为等温线，升温，不能由c向b变化。B.由b点对应c(H＋)与c(OH－)可知，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－7×1.0×10－7＝1.0×10－14。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H＋)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH－)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH－)减小，同时c(H＋)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。]
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同；
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同；
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
角度2 溶液中H2O电离出的c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的计算
4．(2017·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c(OH－)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；D项，加H2O稀释c(H＋)减小，而c(OH－)增大。]
5．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 ml/L的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是( )
【导学号：95812200】
A．1∶10∶1010∶109
B．1∶5∶5×109∶5×108
C．1∶20∶1010∶109
D．1∶10∶104∶109
A [H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时，pH＝0的H2SO4溶液中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝eq \f(10－14,100)＝10－14ml/L；0.05 ml/L的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝eq \f(10－14,0.1)＝10－13ml/L；pH＝10的Na2S溶液中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝10－4 ml/L；pH＝5的NH4NO3溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝10－5 ml/L。它们的物质的量比值为：10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。]
(1)水的离子积Kw的理解
①水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－存在。
②在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。在Kw的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H＋)、c(OH－)。
(2)c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O的有关计算(25 ℃)
①酸溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)
②碱溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(H＋)
③水解呈酸性的盐溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)
④水解呈碱性的盐溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(OH－)
考点2| 溶液的酸碱性与pH的计算和判断
[基础知识整合]
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．pH
(1)定义式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)
①由图示关系知，pH越小，溶液的酸性越强。
②pH一般表示c(H＋)≤1 ml/L的酸溶液或c(OH－)≤1 ml/L的碱溶液。
3．pH的测定方法
(1)pH试纸法
pH试纸的使用方法：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。但应注意：
①pH试纸不能伸入待测液中。
②pH试纸不能事先润湿，用pH试纸粗略测定pH。
③用广泛pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，读数不会出现小数。
(2)pH计法
常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。
[应用体验]
1．用“酸性”、“碱性”、“中性”或“不确定”填空。
(1)pH<7的溶液________。
(2)c(OH－)>1×10－7 ml/L的溶液________。
(3)水电离出的c(H＋)＝1×10－4 ml/L溶液________。
(4)c(H＋)>c(OH－)的溶液________。
(5)pH＝0的溶液(25 ℃)________。
(6)25 ℃时eq \f(Kw,cH＋)＝1×10－10 ml/L的溶液________。
(7)pH＝6的溶液________。
(8)Kw＝1×10－12时pH＝6的溶液________。
[提示] (1)不确定 (2)不确定 (3)不确定 (4)酸性 (5)酸性 (6)酸性 (7)不确定 (8)中性
2．25 ℃时，(1)0.005 ml/L的H2SO4溶液pH＝________。
(2)0.005 ml/L的Ba(OH)2溶液pH＝________。
(3)0.05 ml/L电离度为0.2%的HA溶液的pH＝________。
[提示] (1)2 (2)12 (3)4
[考点多维探究]
角度1 溶液酸碱性的判断
1．判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“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)25 ℃时，pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(5)25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。( )
(6)25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(7)25 ℃时，pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(8)25 ℃时，pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。( )
(9)25 ℃时，pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合。( )
(10)25 ℃时，pH＝3的硫酸溶液和pH＝11的氨水等体积混合。( )
[答案] (1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性
(5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性 (9)中性 (10)碱性
2．已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a ml·L－1的一元酸HA与b ml·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是( )
A．a＝b
B．混合溶液的pH＝7
C．混合溶液中，c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1
D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)
C [判断溶液呈中性的依据是c(H＋)＝c(OH－)。A项中a＝b，酸碱恰好完全反应生成正盐和水，由于酸碱强弱未知，不能确定溶液的酸碱性；B项中未说明温度为25 ℃，故混合溶液pH＝7时不一定呈中性；C项混合溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，因为c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1，则c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1，c(H＋)＝c(OH－)，故溶液呈中性；D项中c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)，只说明溶液中电荷守恒，无法判断溶液的酸碱性。]
溶液酸碱性的判断
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“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。即谁弱谁过量，显谁性。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈中性；②pH之和小于14呈酸性；③pH之和大于14呈碱性。
角度2 溶液稀释的pH的判断
3．25 ℃，pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SOeq \\al(2－,4))与c(H＋)的比值为 ________。
[解析] 稀释前c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(10－5,2) ml·L－1，稀释后c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(10－5,2×500) ml·L－1＝10－8 ml·L－1，c(H＋)接近10－7 ml·L－1，所以eq \f(cSO\\al(2－,4),cH＋)＝eq \f(10－8 ml·L－1,10－7 ml·L－1)＝eq \f(1,10)。
[答案] eq \f(1,10)
4．(1)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为________。
(2)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释100倍，溶液的pH分别为m和n，则m和n的关系为________。
[解析] (1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 ml/L，盐酸中的c(H＋)>醋酸中的c(H＋)，故m(2)若稀释相同倍数，盐酸的pH仍比醋酸的小，故盐酸稀释的倍数大，故m>n。
(3)稀释相同倍数，CH3COOH溶液的pH变化较小，故m(4)稀释相同倍数，氨水的pH变化较小，故m>n。
[答案] (1)mn (3)mn
角度3 pH的有关计算与换算
5．求下列常温条件下溶液的pH(已知lgeq \r(1.8)＝0.1，lg2＝0.3，混合溶液忽略体积的变化)。
(1)0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液。(已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5) ________
(2)将pH＝8的NaOH与pH＝10的NaOH溶液等体积混合。________
(3)将pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合。________
(4)将pH＝3的HCl与pH＝3的H2SO4等体积混合。________
[答案] (1)2.9 (2)9.7 (3)6 (4)3
6．在某温度时，测得0.01 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw＝________。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝________。
[解析] (1)由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 ml·L－1，c(OH－)＝0.01 ml·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。
(2)①根据中和反应：H＋＋OH－===H2O。
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va
10－2·Vb＝10－13/10－12·Va
eq \f(Va,Vb)＝eq \f(10－2,10－1)＝1∶10。
②根据中和反应H＋＋OH－===H2O
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va
10－b·Vb＝10－13/10－a·Va
eq \f(Va,Vb)＝eq \f(10－b,10a－13)＝1013－(a＋b)＝10，即Va∶Vb＝10∶1。
[答案] (1)10－13 (2)①1∶10 ②10∶1
7．25 ℃时，100 mL pH＝a的稀H2SO4与10 mL pH＝b的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a，b的关系为________。
[解析] 100×10－a＝10×10－14＋b
10－a＋2＝10－14＋b＋1，故－a＋2＝－14＋b＋1，
a＋b＝15。
[答案] a＋b＝15
溶液(强酸、强碱)混合的pH的计算思路
(1)同性混合
①若为酸的溶液混合，则先求c(H＋)混＝[c(H＋)1V1＋c(H＋)2V2]/(V1＋V2)，再直接求pH。
②若为碱的溶液混合，则先求c(OH－)混＝[c(OH－)1V1＋c(OH－)2V2]/(V1＋V2)，再求c(H＋)＝Kw/c(OH－)混，最后求pH。
(2)异性混合
①若酸过量，则先求c(H＋)混＝[c(H＋)酸V酸－c(OH－)碱V碱]/(V酸＋V碱)，再直接求pH。
②若碱过量，则先求c(OH－)混＝[c(OH－)碱V碱－c(H＋)酸V酸]/(V酸＋V碱)，再求c(H＋)＝Kw/c(OH－)混，最后求pH。
考点3| 酸碱中和滴定及其应用
[基础知识整合]
1．实验原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)。
酸碱中和滴定的关键：
(1)准确测定标准液与待测液的体积。
(2)准确判断滴定终点。
2．实验用品
(1)仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。
②精确度：读数可估计到0.01 mL。
③洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。
④排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。
⑤使用注意事项：
3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：查漏→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(变色不明显)。
(2)滴定
(3)终点判断
等滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
(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及待测碱液体积的平均值，根据c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)计算。
[应用体验]
用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：
(1)指示剂可以选用________。
(2)滴定过程中，眼睛应注视____________________________；
在铁架台上垫一张白纸，其目的是_______________________。
(3)下列实验操作会对滴定结果产生什么影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?
①观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果____。
②若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00 mL待测液，则滴定结果___。
[提示] (1)酚酞或甲基橙
(2)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差
(3)①偏高 ②偏高
[考点多维探究]
角度1 酸碱中和滴定操作、数据处理与误差分析
1．某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行的如下操作，正确的是 ( )
【导学号：95812201】
A．用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中
B．称取4.0 g NaOH放到1 000 mL容量瓶中，加水至刻度，配成1.00 ml·L－1 NaOH标准溶液
C．用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不变色时，为滴定终点
D．滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量
C [量取白醋应用酸式滴定管，A错误；NaOH的溶解应在烧杯中完成，B错误；在滴定过程中，操作时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化，D错误。]
2．(2015·广东高考)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是( )
A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定
B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大
C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小
B [A.滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H＋)越来越小，故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D.滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。]
3．某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示：
依据表中数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
[解析] 根据三次实验数据，第二次为无效数据。
[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。
(1)指示剂选择的基本原则
变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
①不能用石蕊作指示剂(颜色深变色不明显)。
②滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂。
③滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂。
④强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。
⑤并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3溶液滴定酸性KMnO4溶液时，酸性KMnO4溶液颜色褪去时即为滴定终点。
⑥涉及I2的反应或生成时，用淀粉溶液作指示剂。
(2)误差分析的原理
根据原理c标准·V标准＝c待测·V待测，所以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，因此只要分析出不正确操作引起V标准的变化，即分析出结果。
角度2 滴定曲线(pH曲线)的分析
4．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是( )
A．盐酸的物质的量浓度为1 ml·L－1
B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D．酚酞不能用作本实验的指示剂
B [由滴定起始时pH＝1可知盐酸的浓度为0.1 ml·L－1，A错误；由曲线a起始时溶液pH＝1可知，是用NaOH溶液滴定盐酸的曲线，C错误；强酸与强碱中和滴定操作中可选用酚酞作为指示剂，D错误。]
5．(2016·全国乙卷)298 K时，在20.0 mL 0.10 ml·L－1氨水中滴入0.10 ml·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 ml·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是( )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
D [A项用0.10 ml·L－1盐酸滴定20.0 mL 0.10 ml·L－1氨水，二者恰好完全反应时生成强酸弱碱盐NH4Cl，应选用甲基橙作指示剂。B项当V(HCl)＝20.0 mL时，二者恰好完全反应生成NH4Cl，此时溶液呈酸性，而图中M点溶液的pH＝7，故M点对应盐酸的体积小于20.0 mL。C项M点溶液呈中性，则有c(H＋)＝c(OH－)；据电荷守恒可得c(H＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＝c(OH－)＋c(Cl－)，则有c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)，此时溶液中离子浓度关系为c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)。D项NH3·H2O为弱电解质，部分发生电离，N点时V(HCl)＝0，此时氨水的电离度为1.32%，则有c(OH－)＝0.10 ml·L－1×1.32%＝1.32×10－3ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(1.0×10－14,1.32×10－3)ml·L－1≈7.58×10－12ml·L－1，故N点处的溶液中pH<12。]
6. 已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。该温度下，向20 mL 0.01 ml·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L－1 KOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题：
(1)a点溶液中c(H＋)为________，pH约为________。
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________，滴定过程中宜选用________作指示剂，滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。
(3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________(填序号)。
[解析] (1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。由K＝eq \f(c2H＋,cCH3COOH)得，c(H＋)＝eq \r(1.6×10－5×0.01) ml·L－1＝4×10－4 ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)≈3.4。(2)a点是醋酸溶液，b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d点是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK水解促进水的电离，所以c点溶液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在c点以上。
(3)由于稀氨水显碱性，首先排除选项A和C；两者恰好反应时溶液显酸性，排除选项D，故正确的答案为B。
[答案] (1)4×10－4 ml·L－1 3.4 (2)c点 酚酞 c点以上 (3)B
pH曲线分析的“三点”
(1)起点：利用起点可确定酸、碱的强弱和谁滴定谁。
(2)恰好反应点(中和点)：利用此点可确定酸碱的体积和浓度。
(3)中性点：溶液的c(H＋)＝c(OH－)，利用中性点和中和点确定酸、碱的强弱。
角度3 中和滴定的拓展应用
7．(2015·全国卷Ⅱ节选)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 ml·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________。
(2)玻璃液封装置的作用是________________________________。
(3)Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是_________。
(4)测得混合气中ClO2的质量为________g。
[解析] (1)ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。
(2)该实验中ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。
(3)淀粉遇I2显蓝色，用Na2S2O3溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。
(4)ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝1/5n(Na2S2O3)＝1/5×0.100 0 ml·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4 ml，m(ClO2)＝4×10－4 ml×67.5 g·ml－1＝0.027 00 g。
[答案] (1)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－
(2)吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
(3)淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变
(4)0.027 00
8．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不溶解 (2)C
滴定终点的判断答题模板
当滴入最后一滴×××××标准溶液后，溶液由×××××色变成×××××色，或溶液×××××色褪去，且半分钟内不变色。
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)(2016·全国丙卷)向盐酸中加入氨水至中性，溶液中eq \f(cNH\\al(＋,4),cCl－)>1。( )
(2)(2014·全国卷Ⅱ)pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 ml·L－1。( )
(3)(2014·全国卷Ⅱ)pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1。( )
(4)(2013·全国卷Ⅱ)25 ℃时pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1NA。( )
(5)向水中加入酸式盐，溶液呈酸性，是因为促进了水的电离。( )
(6)用湿润的pH试纸测定酸溶液的pH结果偏大。( )
(7)用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液、溴水、CCl4等试剂。( )
(8)用醋酸溶液滴定待测NaOH溶液的浓度可用酚酞作指示剂。( )
(9)中和滴定前仰视读数滴定后俯视读数，结果偏小。( )
(10)25 ℃时，用CH3COOH滴定等浓度的NaOH溶液至pH＝7，V(CH3COOH)＜V(NaOH)。( )
(11)盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为NH4Cl。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)×
2．一题串知，覆盖高考考什么
(2017·试题调研节选)25 ℃时，用浓度为0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 ml·L－1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。
(1)等浓度的三种酸溶液的酸性强弱顺序为___________________________。
[考查弱酸的电离程度大小]
(2)0.1 ml/L的HX、HY、HZ溶液中水的电离程度最大的是________，其中HY溶液的pH＝3，则溶液中H2O电离出的c(H＋)H2O为________。[考查溶液中水电离的定量计算]
(3)25 ℃时，向HX溶液中加入20 mL NaOH溶液，溶液的pH________7(填“>”“＝”或“<”)。溶液呈________性。[考查溶液pH和酸碱性的判断]
(4)25 ℃时，向HY溶液中加NaOH溶液呈中性，需加NaOH溶液的体积________20 mL。(填“>”“＝”或“<”)。[考查溶液的酸碱性]
(5)体积相同，物质的量浓度相同的HX、HY、HZ中和NaOH的能力是否相同？________________。[考查酸中和碱的能力]
(6)①pH＝1的HZ与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
②pH＝1的HX与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。[考查酸碱反应后溶液酸碱性的判断]
(7)浓度均为0.100 0 ml·L－1的三种酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积Vx、Vy、Vz的大小关系是________________。[考查酸碱反应后溶液呈中性的酸碱的定量问题]
[答案] (1)HZ>HY>HX (2)HX 1×10－11 ml/L
(3)> 碱 (4)< (5)相同 (6)①中 ②酸
(7)Vx考纲定位
考情播报
1.了解水的电离，离子积常数。
2.了解溶液pH的定义及测定方法。能进行pH的简单计算。
3.掌握酸碱中和滴定及其应用。
2016·全国甲卷T12/全国丙卷T13(C)
2015·全国卷ⅡT28(3)
2014·全国卷ⅠT12(B、C)/全国卷ⅡT11、T28(2)
2013·全国卷ⅡT13
2012·全国卷T11
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
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
1．水的电离
(1)电离方程式：H2OH＋＋OH－或2H2OH3O＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_ml·L－1，任何水溶液中由水电离出来的c(H＋)＝c(OH－)。
2．水的离子积常数
(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。25 ℃时，Kw＝10－14,100 ℃时，Kw＝10－12。
(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。
(3)适用范围：适用于纯水、酸、碱、盐的稀溶液。
(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。
3．外界因素对水的电离平衡的影响
(1)温度：温度升高，促进水的电离，Kw增大；
温度降低，抑制水的电离，Kw减小。
(2)酸、碱：抑制水的电离。
(3)能水解的盐：促进水的电离。
(4)能与水反应的活泼金属：促进水的电离。
[应用体验]
1．向水中分别加入(1)NaOH、(2)NH4Cl，请分析水的电离平衡移动方向，c(H＋)、c(OH－)变化，水的电离程度变化，Kw变化。
[提示] (1)向左移，c(H＋)减小，c(OH－)增大，水的电离程度变小，Kw不变。
(2)向右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，水的电离程度变大，Kw不变。
2．25 ℃，pH＝3的溶液中，H2O电离出的H＋浓度为多少？
[提示] 若为水解呈酸性的盐溶液，促进水的电离，由水电离出的c(H＋)水＝1×10－3 ml/L或若为酸，抑制水的电离，由水电离出的c(H＋)水＝1×10－11 ml/L。
[考点多维探究]
角度1 影响水电离平衡的因素分析
1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ ΔH＞0，下列叙述正确的是( )
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变
C．向水中加入少量固体醋酸钠，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．将水加热，Kw增大，pH不变
B [向水中加入稀氨水，增大了c(OH－)，平衡逆向移动；加入固体NaHSO4，NaHSO4溶于水后电离生成H＋，c(H＋)增大，Kw不变；加入醋酸钠，CH3COO－结合水电离出的H＋，使平衡正向移动，c(H＋)降低；将水加热，Kw增大，pH减小。]
2．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl
②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ( )
A．④>③>②>① B．②>③>①>④
C．④>①>②>③ D．③>②>①>④
C [②、③为碱、酸抑制水电离；④中NHeq \\al(＋,4)水解促进水电离，①NaCl不影响水电离。]
3．(2015·广东高考)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
C [A.由图可知a、b、c三点对应的平衡常数不变，故a、b、c为等温线，升温，不能由c向b变化。B.由b点对应c(H＋)与c(OH－)可知，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－7×1.0×10－7＝1.0×10－14。C.FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H＋)增大，因一定温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH－)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性，稀释时c(OH－)减小，同时c(H＋)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。]
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同；
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同；
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
角度2 溶液中H2O电离出的c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的计算
4．(2017·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c(OH－)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；D项，加H2O稀释c(H＋)减小，而c(OH－)增大。]
5．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 ml/L的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是( )
【导学号：95812200】
A．1∶10∶1010∶109
B．1∶5∶5×109∶5×108
C．1∶20∶1010∶109
D．1∶10∶104∶109
A [H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时，pH＝0的H2SO4溶液中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝eq \f(10－14,100)＝10－14ml/L；0.05 ml/L的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝eq \f(10－14,0.1)＝10－13ml/L；pH＝10的Na2S溶液中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝10－4 ml/L；pH＝5的NH4NO3溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝10－5 ml/L。它们的物质的量比值为：10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。]
(1)水的离子积Kw的理解
①水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－存在。
②在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。在Kw的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H＋)、c(OH－)。
(2)c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O的有关计算(25 ℃)
①酸溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)
②碱溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(H＋)
③水解呈酸性的盐溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)
④水解呈碱性的盐溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(OH－)
考点2| 溶液的酸碱性与pH的计算和判断
[基础知识整合]
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．pH
(1)定义式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)
①由图示关系知，pH越小，溶液的酸性越强。
②pH一般表示c(H＋)≤1 ml/L的酸溶液或c(OH－)≤1 ml/L的碱溶液。
3．pH的测定方法
(1)pH试纸法
pH试纸的使用方法：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。但应注意：
①pH试纸不能伸入待测液中。
②pH试纸不能事先润湿，用pH试纸粗略测定pH。
③用广泛pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，读数不会出现小数。
(2)pH计法
常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。
[应用体验]
1．用“酸性”、“碱性”、“中性”或“不确定”填空。
(1)pH<7的溶液________。
(2)c(OH－)>1×10－7 ml/L的溶液________。
(3)水电离出的c(H＋)＝1×10－4 ml/L溶液________。
(4)c(H＋)>c(OH－)的溶液________。
(5)pH＝0的溶液(25 ℃)________。
(6)25 ℃时eq \f(Kw,cH＋)＝1×10－10 ml/L的溶液________。
(7)pH＝6的溶液________。
(8)Kw＝1×10－12时pH＝6的溶液________。
[提示] (1)不确定 (2)不确定 (3)不确定 (4)酸性 (5)酸性 (6)酸性 (7)不确定 (8)中性
2．25 ℃时，(1)0.005 ml/L的H2SO4溶液pH＝________。
(2)0.005 ml/L的Ba(OH)2溶液pH＝________。
(3)0.05 ml/L电离度为0.2%的HA溶液的pH＝________。
[提示] (1)2 (2)12 (3)4
[考点多维探究]
角度1 溶液酸碱性的判断
1．判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“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)25 ℃时，pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(5)25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。( )
(6)25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(7)25 ℃时，pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(8)25 ℃时，pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。( )
(9)25 ℃时，pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合。( )
(10)25 ℃时，pH＝3的硫酸溶液和pH＝11的氨水等体积混合。( )
[答案] (1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性
(5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性 (9)中性 (10)碱性
2．已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a ml·L－1的一元酸HA与b ml·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是( )
A．a＝b
B．混合溶液的pH＝7
C．混合溶液中，c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1
D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)
C [判断溶液呈中性的依据是c(H＋)＝c(OH－)。A项中a＝b，酸碱恰好完全反应生成正盐和水，由于酸碱强弱未知，不能确定溶液的酸碱性；B项中未说明温度为25 ℃，故混合溶液pH＝7时不一定呈中性；C项混合溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝Kw，因为c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1，则c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1，c(H＋)＝c(OH－)，故溶液呈中性；D项中c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)，只说明溶液中电荷守恒，无法判断溶液的酸碱性。]
溶液酸碱性的判断
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“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。即谁弱谁过量，显谁性。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈中性；②pH之和小于14呈酸性；③pH之和大于14呈碱性。
角度2 溶液稀释的pH的判断
3．25 ℃，pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SOeq \\al(2－,4))与c(H＋)的比值为 ________。
[解析] 稀释前c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(10－5,2) ml·L－1，稀释后c(SOeq \\al(2－,4))＝eq \f(10－5,2×500) ml·L－1＝10－8 ml·L－1，c(H＋)接近10－7 ml·L－1，所以eq \f(cSO\\al(2－,4),cH＋)＝eq \f(10－8 ml·L－1,10－7 ml·L－1)＝eq \f(1,10)。
[答案] eq \f(1,10)
4．(1)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为________。
(2)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释100倍，溶液的pH分别为m和n，则m和n的关系为________。
[解析] (1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 ml/L，盐酸中的c(H＋)>醋酸中的c(H＋)，故m
(3)稀释相同倍数，CH3COOH溶液的pH变化较小，故m
[答案] (1)m
角度3 pH的有关计算与换算
5．求下列常温条件下溶液的pH(已知lgeq \r(1.8)＝0.1，lg2＝0.3，混合溶液忽略体积的变化)。
(1)0.1 ml·L－1的CH3COOH溶液。(已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5) ________
(2)将pH＝8的NaOH与pH＝10的NaOH溶液等体积混合。________
(3)将pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合。________
(4)将pH＝3的HCl与pH＝3的H2SO4等体积混合。________
[答案] (1)2.9 (2)9.7 (3)6 (4)3
6．在某温度时，测得0.01 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw＝________。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝________。
[解析] (1)由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 ml·L－1，c(OH－)＝0.01 ml·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。
(2)①根据中和反应：H＋＋OH－===H2O。
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va
10－2·Vb＝10－13/10－12·Va
eq \f(Va,Vb)＝eq \f(10－2,10－1)＝1∶10。
②根据中和反应H＋＋OH－===H2O
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va
10－b·Vb＝10－13/10－a·Va
eq \f(Va,Vb)＝eq \f(10－b,10a－13)＝1013－(a＋b)＝10，即Va∶Vb＝10∶1。
[答案] (1)10－13 (2)①1∶10 ②10∶1
7．25 ℃时，100 mL pH＝a的稀H2SO4与10 mL pH＝b的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a，b的关系为________。
[解析] 100×10－a＝10×10－14＋b
10－a＋2＝10－14＋b＋1，故－a＋2＝－14＋b＋1，
a＋b＝15。
[答案] a＋b＝15
溶液(强酸、强碱)混合的pH的计算思路
(1)同性混合
①若为酸的溶液混合，则先求c(H＋)混＝[c(H＋)1V1＋c(H＋)2V2]/(V1＋V2)，再直接求pH。
②若为碱的溶液混合，则先求c(OH－)混＝[c(OH－)1V1＋c(OH－)2V2]/(V1＋V2)，再求c(H＋)＝Kw/c(OH－)混，最后求pH。
(2)异性混合
①若酸过量，则先求c(H＋)混＝[c(H＋)酸V酸－c(OH－)碱V碱]/(V酸＋V碱)，再直接求pH。
②若碱过量，则先求c(OH－)混＝[c(OH－)碱V碱－c(H＋)酸V酸]/(V酸＋V碱)，再求c(H＋)＝Kw/c(OH－)混，最后求pH。
考点3| 酸碱中和滴定及其应用
[基础知识整合]
1．实验原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)。
酸碱中和滴定的关键：
(1)准确测定标准液与待测液的体积。
(2)准确判断滴定终点。
2．实验用品
(1)仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台和锥形瓶。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。
②精确度：读数可估计到0.01 mL。
③洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。
④排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。
⑤使用注意事项：
3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：查漏→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(变色不明显)。
(2)滴定
(3)终点判断
等滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且半分钟内不变色，视为滴定终点并记录消耗标准液的体积。
(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及待测碱液体积的平均值，根据c(NaOH)＝eq \f(cHCl·VHCl,VNaOH)计算。
[应用体验]
用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：
(1)指示剂可以选用________。
(2)滴定过程中，眼睛应注视____________________________；
在铁架台上垫一张白纸，其目的是_______________________。
(3)下列实验操作会对滴定结果产生什么影响(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)?
①观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果____。
②若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00 mL待测液，则滴定结果___。
[提示] (1)酚酞或甲基橙
(2)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差
(3)①偏高 ②偏高
[考点多维探究]
角度1 酸碱中和滴定操作、数据处理与误差分析
1．某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行的如下操作，正确的是 ( )
【导学号：95812201】
A．用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中
B．称取4.0 g NaOH放到1 000 mL容量瓶中，加水至刻度，配成1.00 ml·L－1 NaOH标准溶液
C．用NaOH溶液滴定白醋，使用酚酞作指示剂，溶液颜色恰好由无色变为浅红色，且半分钟内不变色时，为滴定终点
D．滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化，防止滴定过量
C [量取白醋应用酸式滴定管，A错误；NaOH的溶解应在烧杯中完成，B错误；在滴定过程中，操作时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化，D错误。]
2．(2015·广东高考)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定。下列说法正确的是( )
A．滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定
B．随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大
C．用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D．滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小
B [A.滴定管用蒸馏水洗涤后，需用待装液润洗才能装入NaOH溶液进行滴定。B.随着NaOH溶液的滴入，锥形瓶内溶液中c(H＋)越来越小，故pH由小变大。C.用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变为浅红色，且半分钟内不褪去，说明达到滴定终点，应停止滴定。D.滴定达终点时，滴定管尖嘴部分有悬滴，则所加标准NaOH溶液量偏多，使测定结果偏大。]
3．某学生根据3次实验分别记录有关数据如表所示：
依据表中数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
[解析] 根据三次实验数据，第二次为无效数据。
[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。
(1)指示剂选择的基本原则
变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
①不能用石蕊作指示剂(颜色深变色不明显)。
②滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂。
③滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂。
④强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。
⑤并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3溶液滴定酸性KMnO4溶液时，酸性KMnO4溶液颜色褪去时即为滴定终点。
⑥涉及I2的反应或生成时，用淀粉溶液作指示剂。
(2)误差分析的原理
根据原理c标准·V标准＝c待测·V待测，所以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，因此只要分析出不正确操作引起V标准的变化，即分析出结果。
角度2 滴定曲线(pH曲线)的分析
4．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是( )
A．盐酸的物质的量浓度为1 ml·L－1
B．P点时恰好完全反应，溶液呈中性
C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D．酚酞不能用作本实验的指示剂
B [由滴定起始时pH＝1可知盐酸的浓度为0.1 ml·L－1，A错误；由曲线a起始时溶液pH＝1可知，是用NaOH溶液滴定盐酸的曲线，C错误；强酸与强碱中和滴定操作中可选用酚酞作为指示剂，D错误。]
5．(2016·全国乙卷)298 K时，在20.0 mL 0.10 ml·L－1氨水中滴入0.10 ml·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 ml·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是( )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
D [A项用0.10 ml·L－1盐酸滴定20.0 mL 0.10 ml·L－1氨水，二者恰好完全反应时生成强酸弱碱盐NH4Cl，应选用甲基橙作指示剂。B项当V(HCl)＝20.0 mL时，二者恰好完全反应生成NH4Cl，此时溶液呈酸性，而图中M点溶液的pH＝7，故M点对应盐酸的体积小于20.0 mL。C项M点溶液呈中性，则有c(H＋)＝c(OH－)；据电荷守恒可得c(H＋)＋c(NHeq \\al(＋,4))＝c(OH－)＋c(Cl－)，则有c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)，此时溶液中离子浓度关系为c(NHeq \\al(＋,4))＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)。D项NH3·H2O为弱电解质，部分发生电离，N点时V(HCl)＝0，此时氨水的电离度为1.32%，则有c(OH－)＝0.10 ml·L－1×1.32%＝1.32×10－3ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(1.0×10－14,1.32×10－3)ml·L－1≈7.58×10－12ml·L－1，故N点处的溶液中pH<12。]
6. 已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。该温度下，向20 mL 0.01 ml·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L－1 KOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题：
(1)a点溶液中c(H＋)为________，pH约为________。
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________，滴定过程中宜选用________作指示剂，滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。
(3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________(填序号)。
[解析] (1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。由K＝eq \f(c2H＋,cCH3COOH)得，c(H＋)＝eq \r(1.6×10－5×0.01) ml·L－1＝4×10－4 ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)≈3.4。(2)a点是醋酸溶液，b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d点是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK水解促进水的电离，所以c点溶液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在c点以上。
(3)由于稀氨水显碱性，首先排除选项A和C；两者恰好反应时溶液显酸性，排除选项D，故正确的答案为B。
[答案] (1)4×10－4 ml·L－1 3.4 (2)c点 酚酞 c点以上 (3)B
pH曲线分析的“三点”
(1)起点：利用起点可确定酸、碱的强弱和谁滴定谁。
(2)恰好反应点(中和点)：利用此点可确定酸碱的体积和浓度。
(3)中性点：溶液的c(H＋)＝c(OH－)，利用中性点和中和点确定酸、碱的强弱。
角度3 中和滴定的拓展应用
7．(2015·全国卷Ⅱ节选)用下图装置可以测定混合气中ClO2的含量：
Ⅰ.在锥形瓶中加入足量的碘化钾，用50 mL水溶解后，再加入3 mL稀硫酸；
Ⅱ.在玻璃液封装置中加入水，使液面没过玻璃液封管的管口；
Ⅲ.将一定量的混合气体通入锥形瓶中吸收；
Ⅳ.将玻璃液封装置中的水倒入锥形瓶中；
Ⅴ.用0.100 0 ml·L－1硫代硫酸钠标准溶液滴定锥形瓶中的溶液(I2＋2S2Oeq \\al(2－,3)===2I－＋S4Oeq \\al(2－,6))，指示剂显示终点时共用去20.00 mL硫代硫酸钠溶液。在此过程中：
(1)锥形瓶内ClO2与碘化钾反应的离子方程式为____________________。
(2)玻璃液封装置的作用是________________________________。
(3)Ⅴ中加入的指示剂通常为________，滴定至终点的现象是_________。
(4)测得混合气中ClO2的质量为________g。
[解析] (1)ClO2具有氧化性，I－具有还原性，二者在酸性溶液中发生氧化还原反应，离子方程式为2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－。
(2)该实验中ClO2不一定被完全吸收，故玻璃液封管的作用是吸收残留的ClO2气体，同时防止生成的单质碘逸出。
(3)淀粉遇I2显蓝色，用Na2S2O3溶液滴定I2时，可选用淀粉溶液作指示剂，达到滴定终点时溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变。
(4)ClO2、I2和Na2S2O3间存在关系式：2ClO2～5I2～10Na2S2O3，则有n(ClO2)＝1/5n(Na2S2O3)＝1/5×0.100 0 ml·L－1×20.00×10－3L＝4×10－4 ml，m(ClO2)＝4×10－4 ml×67.5 g·ml－1＝0.027 00 g。
[答案] (1)2ClO2＋10I－＋8H＋===5I2＋4H2O＋2Cl－
(2)吸收残余的二氧化氯气体(避免碘的逸出)
(3)淀粉溶液 溶液由蓝色变为无色，且半分钟内溶液颜色不再改变
(4)0.027 00
8．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不溶解 (2)C
滴定终点的判断答题模板
当滴入最后一滴×××××标准溶液后，溶液由×××××色变成×××××色，或溶液×××××色褪去，且半分钟内不变色。
[课堂小结·反馈达标1＋1] 全新理念 探究高考 明确考向
1．一组判断，展示高考易误点
(1)(2016·全国丙卷)向盐酸中加入氨水至中性，溶液中eq \f(cNH\\al(＋,4),cCl－)>1。( )
(2)(2014·全国卷Ⅱ)pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5 ml·L－1。( )
(3)(2014·全国卷Ⅱ)pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1。( )
(4)(2013·全国卷Ⅱ)25 ℃时pH＝13的NaOH溶液中含有OH－的数目为0.1NA。( )
(5)向水中加入酸式盐，溶液呈酸性，是因为促进了水的电离。( )
(6)用湿润的pH试纸测定酸溶液的pH结果偏大。( )
(7)用碱式滴定管盛放酸性KMnO4溶液、溴水、CCl4等试剂。( )
(8)用醋酸溶液滴定待测NaOH溶液的浓度可用酚酞作指示剂。( )
(9)中和滴定前仰视读数滴定后俯视读数，结果偏小。( )
(10)25 ℃时，用CH3COOH滴定等浓度的NaOH溶液至pH＝7，V(CH3COOH)＜V(NaOH)。( )
(11)盐酸中滴加氨水至中性，溶液中溶质为NH4Cl。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)× (8)√ (9)√ (10)× (11)×
2．一题串知，覆盖高考考什么
(2017·试题调研节选)25 ℃时，用浓度为0.100 0 ml·L－1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度均为0.100 0 ml·L－1的三种酸HX、HY、HZ，滴定曲线如图所示。
(1)等浓度的三种酸溶液的酸性强弱顺序为___________________________。
[考查弱酸的电离程度大小]
(2)0.1 ml/L的HX、HY、HZ溶液中水的电离程度最大的是________，其中HY溶液的pH＝3，则溶液中H2O电离出的c(H＋)H2O为________。[考查溶液中水电离的定量计算]
(3)25 ℃时，向HX溶液中加入20 mL NaOH溶液，溶液的pH________7(填“>”“＝”或“<”)。溶液呈________性。[考查溶液pH和酸碱性的判断]
(4)25 ℃时，向HY溶液中加NaOH溶液呈中性，需加NaOH溶液的体积________20 mL。(填“>”“＝”或“<”)。[考查溶液的酸碱性]
(5)体积相同，物质的量浓度相同的HX、HY、HZ中和NaOH的能力是否相同？________________。[考查酸中和碱的能力]
(6)①pH＝1的HZ与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
②pH＝1的HX与pH＝13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。[考查酸碱反应后溶液酸碱性的判断]
(7)浓度均为0.100 0 ml·L－1的三种酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积Vx、Vy、Vz的大小关系是________________。[考查酸碱反应后溶液呈中性的酸碱的定量问题]
[答案] (1)HZ>HY>HX (2)HX 1×10－11 ml/L
(3)> 碱 (4)< (5)相同 (6)①中 ②酸
(7)Vx
考情播报
1.了解水的电离，离子积常数。
2.了解溶液pH的定义及测定方法。能进行pH的简单计算。
3.掌握酸碱中和滴定及其应用。
2016·全国甲卷T12/全国丙卷T13(C)
2015·全国卷ⅡT28(3)
2014·全国卷ⅠT12(B、C)/全国卷ⅡT11、T28(2)
2013·全国卷ⅡT13
2012·全国卷T11
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
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
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