2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)30 水的電離和溶液的pH考點(diǎn)過(guò)關(guān).docx

2019-2020年高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)30 水的電離和溶液的pH考點(diǎn)過(guò)關(guān)水的電離【基礎(chǔ)梳理】1. 水的電離水是一種電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離，其電離方程式為。2. 水的離子積常數(shù)Kw(1)表達(dá)式:Kw=(25 )(2)影響因素:Kw僅僅是溫度的函數(shù)。溫度不變，Kw;溫度升高，Kw。T/0102025405090100Kw/10-140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.03. 影響水的電離平衡的因素(1)溫度:因?yàn)樗碾婋x是吸熱過(guò)程，故對(duì)純水升高溫度，(填“促進(jìn)”或“抑制”)水的電離，c(H+)和c(OH-)同時(shí)(填“增大”、“減小”或“不變”);但因?yàn)橛伤婋x出的c(H+)和c(OH-)始終相等，故溶液呈(填“酸”、“堿”或“中”)性。(2)加入酸或堿:向純水中加入酸(或堿)，由于酸(或堿)電離產(chǎn)生H+(或OH-)，使水中c(H+)或c(OH-)(填“增大”、“減小”或“不變”)，水的電離平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，水的電離程度(填“增大”、“減小”或“不變”)。(3)加入弱堿陽(yáng)離子或弱酸根陰離子:由于弱堿陽(yáng)離子與水電離出的OH-結(jié)合生成弱堿;弱酸根陰離子與水電離出的H+結(jié)合生成了弱酸，從而使水中的c(OH-)或c(H+)(填“增大”、“減小”或“不變”)，破壞了水的電離平衡，使水的電離平衡向(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)方向移動(dòng)，其電離程度(填“增大”、“減小”或“不變”)。微課1外界條件對(duì)水的電離平衡及Kw的影響(1)水的離子積常數(shù)Kw=c(H+) c(OH-)，Kw不僅適用于純水，也適用于酸性或堿性稀的電解質(zhì)水溶液。Kw其實(shí)質(zhì)是水溶液中的H+和OH-濃度的乘積。在任何水溶液中均存在水的電離平衡，都有H+和OH-共存，只是相對(duì)含量不同而已。(2)外界條件的改變，對(duì)水的電離平衡和Kw的影響體系變化條件平衡移動(dòng)方向Kw水的電離程度c(OH-)c(H+)酸逆不變減小減小增大堿逆不變減小增大減小可水解的鹽Na2CO3正不變?cè)龃笤龃鬁p小NH4Cl正不變?cè)龃鬁p小增大溫度升溫正增大增大增大增大降溫逆減小減小減小減小其他:如加入Na正不變?cè)龃笤龃鬁p小【典型例題】一、 水的電離平衡曲線水的電離平衡曲線如右圖所示，下列說(shuō)法不正確的是 ()A. 圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系:B>C>A=D=EB. 若從A點(diǎn)到D點(diǎn)，可采用溫度不變?cè)谒屑尤肷倭康乃酑. 若從A點(diǎn)到C點(diǎn)，可采用溫度不變?cè)谒屑尤脒m量的NH4Cl固體D. 若從A點(diǎn)到B點(diǎn)，可采用升高溫度答案C解析:水的離子積常數(shù)Kw只與溫度有關(guān)，升高溫度，Kw增大，A項(xiàng)正確;溫度不變?cè)谒屑尤肷倭康乃?，溶液中c(H+)增大，c(OH-)減小，即可從A點(diǎn)到D點(diǎn)，B項(xiàng)正確;從A點(diǎn)到C點(diǎn)，只能采用升高溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤;從A點(diǎn)到B點(diǎn)，升高溫度即可，D項(xiàng)正確。(xx全國(guó)大綱理綜)下圖表示溶液中c(H+)和c(OH-)的關(guān)系，下列判斷錯(cuò)誤的是()A. 兩條曲線間任意點(diǎn)均有c(H+)c(OH-)=KwB. M區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H+)<c(OH-)C. 圖中T1<T2D. XZ線上任意點(diǎn)均有pH=7答案D解析:兩條曲線間c(H+)與c(OH-)乘積是常數(shù)，即水的離子積Kw=c(H+)c(OH-)，A正確;根據(jù)圖像可知在區(qū)域M內(nèi)，都存在c(H+)<c(OH-)，B正確;水的離子積隨著溫度的升高而增大，從T1T2的過(guò)程，也是Kw=c(H+)c(OH-)增大的過(guò)程，及T1T2是溫度升高的過(guò)程，C正確;XZ線代表c(H+)=(OH-)，即溶液顯中性，但是溫度升高，pH在減小(pH<7)，D錯(cuò)誤。二、 影響水電離平衡的因素25 時(shí)，水的電離達(dá)到平衡:H2OH+OH-H>0，下列敘述正確的是 ()A. 向水中加入稀氨水，平衡逆向移動(dòng)，c(OH-)降低B. 向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H+)增大，Kw不變C. 升高溫度，Kw變大，pH降低，水顯酸性D. 向水中加入少量氫氧化鈉，c(OH-)增大，25 時(shí)Kw增大答案B解析:A項(xiàng)，加入稀氨水后水溶液中的c(OH-)增大，平衡逆向移動(dòng);B項(xiàng)，NaHSO4溶于水，電離使c(H+)增大，由于溫度不變，故Kw不變;C項(xiàng)，升高溫度，促進(jìn)水的電離，但是c(H+)=c(OH-)，水依然顯中性;D項(xiàng)，向水中加入少量氫氧化鈉，c(OH-)增大，Kw保持不變。一定溫度下，水存在H2OH+OH-H=Q(Q>0)的平衡，下列敘述一定正確的是 ()A. 向水中滴入少量稀鹽酸，平衡逆向移動(dòng)，Kw減小B. 將水加熱，Kw增大，pH減小C. 向水中加入少量固體CH3COONa，平衡逆向移動(dòng)，c(H+)降低D. 向水中加入少量固體硫酸鈉，c(H+)=10-7 molL-1，Kw不變答案B解析:A項(xiàng)，Kw應(yīng)不變;C項(xiàng)，平衡應(yīng)正向移動(dòng);D項(xiàng)，由于沒(méi)有指明溫度，c(H+)不一定等于10-7 molL-1。關(guān)于水的電離的幾個(gè)規(guī)律(1)在任意溫度、任意物質(zhì)的水溶液中(含純水)，由水本身電離出的c(H+)水=c(OH-)水。(2)酸或堿對(duì)水的電離均起抑制作用。只要酸的pH相等(不論強(qiáng)弱、不論幾元)對(duì)水的抑制程度相等;堿也同理。若酸溶液的pH與堿溶液的pOH相等，則兩種溶液中水的電離度相等。如pH=3的鹽酸與pH=11的氨水在室溫下，由水電離出的:c(H+)水=c(OH-)水= molL-1=10-11molL-1(3)在能水解的鹽溶液中，水的電離受到促進(jìn)，且當(dāng)強(qiáng)酸弱堿鹽的pH和強(qiáng)堿弱酸鹽的pOH相等時(shí)(同一溫度)，促進(jìn)程度相等。(4)較濃溶液中水電離出c(H+)的大小:酸溶液中:c(OH-)=c(H+)水。堿溶液中:c(H+)=c(H+)水。強(qiáng)酸弱堿鹽溶液中:c(H+)=c(H+)水。強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中:c(OH-)=c(H+)水。如pH=4的NH4Cl溶液與pH=10的CH3COONa溶液中，(室溫)由水電離出的:c(H+)水=c(OH-)水= molL-1=10-4molL-1溶液的pH及其計(jì)算【基礎(chǔ)梳理】1. 溶液的pH(1)定義:pH=。(2)意義:粗略表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。(3)范圍:pH的范圍一般在之間。(4)規(guī)律:pH越小，溶液的酸性越;pH越大，溶液的堿性越。(5)測(cè)定方法:把一小片pH試紙放在，用潔凈的玻璃棒蘸取溶液點(diǎn)在pH試紙中心，變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可讀出溶液的pH。注意:使用pH試紙測(cè)溶液的pH時(shí)，試紙(填“能”或“不能”)用蒸餾水潤(rùn)濕，記錄數(shù)據(jù)時(shí)只有整數(shù)。若精確測(cè)溶液的pH，則應(yīng)使用。2. 溶液的酸堿性(1)溶液酸堿性的判斷標(biāo)準(zhǔn)是 與的相對(duì)大小。(2)25 時(shí)，溶液酸堿性的判斷標(biāo)準(zhǔn)可以是與的相對(duì)大小。(3)規(guī)律中性溶液:c(H+)c(OH-);25 時(shí)，c(H+)=110-7 molL-1，pH7。酸性溶液:c(H+)c(OH-);25 時(shí)，c(H+)>110-7 molL-1，pH7。堿性溶液:c(H+)c(OH-);25 時(shí)，c(H+)<110-7 molL-1，pH7?！镜湫屠}】三、 溶液的酸堿性下列溶液一定呈中性的是 ()A. c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1的溶液B. pH=7的溶液C. 使石蕊試液呈紫色的溶液D. 酸與堿恰好完全反應(yīng)生成正鹽的溶液答案A解析:c(H+)=c(OH-)=10-6 molL-1溶液一定呈中性;常溫下，pH=7的溶液呈中性，但溫度變了，中性溶液的標(biāo)準(zhǔn)便不是pH=7了;常溫下，pH在58之間的溶液均使石蕊試液呈紫色;酸與堿恰好完全反應(yīng)生成正鹽的溶液可能顯酸性，可能顯堿性，可能顯中性。下列溶液一定顯酸性的是(填序號(hào))。pH<7的溶液c(H+)=c(OH-)的溶液c(H+)=110-7 molL-1的溶液c(H+)>c(OH-)的溶液 0.1 molL-1 NH4Cl溶液答案解析:題目沒(méi)有說(shuō)明溫度，所以pH<7的溶液不一定是酸性溶液，只有c(H+)>c(OH-)才是可靠的判斷依據(jù)。NH4Cl溶液水解呈酸性。四、 溶液的pH下列說(shuō)法不正確的是 ()A. pH=7的溶液可能呈堿性B. pH=6的溶液中c(H+)=110-6 molL-1C. pH=6的溶液中c(OH-)=110-8 molL-1D. 室溫下，任何物質(zhì)的水溶液中都有H+和OH-，且Kw=c(H+)c(OH-)=110-14答案C解析:水溶液中都存在H+和OH-，且Kw=c(H+)c(OH-)，在25 時(shí)Kw=110-14，D項(xiàng)正確;在100 時(shí)，水的離子積常數(shù)大于110-14，此時(shí)pH=7的溶液呈堿性，A項(xiàng)正確，此時(shí)pH=6的溶液中c(OH-)大于110-8 molL-1，C項(xiàng)錯(cuò)誤。pH=5的H2SO4溶液，加水稀釋到500倍，則稀釋后c(S)與c(H+)的比值為。答案解析:稀釋前c(S)= molL-1，稀釋后)= molL-1=10-8 molL-1，c(H+)接近10-7 molL-1，所以=。五、 相同pH的強(qiáng)酸與弱酸比較體積相同的鹽酸和醋酸兩種溶液，n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol，下列敘述正確的是 ()A. 兩種溶液的pH不相同B. 它們分別與足量CaCO3反應(yīng)時(shí)，放出的CO2同樣多C. 它們與NaOH完全中和時(shí)，消耗的NaOH醋酸多于鹽酸D. 分別用水稀釋相同倍數(shù)時(shí)，n(Cl-)=n(CH3COO-)答案C解析:根據(jù)電荷守恒和n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol，兩溶液的氫離子溶度也相同，A錯(cuò);醋酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，當(dāng)n(Cl-)=n(CH3COO-)=0.01 mol，醋酸的物質(zhì)的量要大很多，與足量碳酸鈣反應(yīng)醋酸放出的二氧化碳多，B錯(cuò);它們與NaOH完全中和時(shí)，消耗的NaOH醋酸多于鹽酸，C正確;稀釋相同倍數(shù)，醋酸繼續(xù)電離，醋酸根的物質(zhì)的量更大，D錯(cuò)。對(duì)室溫下2 mL pH=2的醋酸和鹽酸兩種溶液分別采取下列措施，有關(guān)敘述正確的是 ()A. 加水稀釋至溶液體積為200 mL，醋酸溶液的pH變?yōu)?B. 溫度都升高20 后，兩溶液的pH不再相等C. 加水稀釋至溶液體積為200 mL后，兩種溶液的c(OH-)都減小D. 加足量的鋅充分反應(yīng)后，兩溶液中產(chǎn)生的氫氣體積可用右圖表示答案B解析:A選項(xiàng)中醋酸是弱酸，存在電離平衡，加水稀釋至200 mL時(shí)，pH<4;B選項(xiàng)正確;C選項(xiàng)中加水稀釋時(shí)，兩溶液中c(OH-)濃度增大;D選項(xiàng)中pH相等的醋酸和鹽酸，醋酸的濃度大于鹽酸，二者和足量的鋅反應(yīng)得到的氫氣體積不相等。單一溶液的pH計(jì)算(1)強(qiáng)酸溶液，如HnA，設(shè)濃度為c molL-1，則c(H+)=nc molL-1，pH=-lg c(H+)=-lg nc。(2)強(qiáng)堿溶液，如B(OH)n，設(shè)濃度為c molL-1，則c(H+)= molL-1，pH=-lg c(H+)=14+lg nc。(3)一元弱酸溶液，設(shè)濃度為c molL-1，則有c(H+)<c molL-1，pH>-lg c。(4)一元弱堿溶液，設(shè)濃度為c molL-1，則有c(OH-)<c molL-1，c(H+)> molL-1，pH<14+lg c。酸堿中和滴定【基礎(chǔ)梳理】1. 原理依據(jù)原理c(標(biāo)準(zhǔn))V(標(biāo)準(zhǔn))=c(待測(cè))V(待測(cè))，所以c(待測(cè))=，因c(標(biāo)準(zhǔn))已確定，因此只要分析出不正確操作引起V(標(biāo)準(zhǔn))與V(待測(cè))的變化，即分析出結(jié)果。2. 指示劑常用酸堿指示劑及變色范圍指示劑變色范圍的pH石蕊<5紅色58 >8藍(lán)色甲基橙<3.1 3.14.4橙色>4.4黃色酚酞<8無(wú)色810 >10 3. 主要儀器(1)滴定管滴定管分為酸式滴定管和堿式滴定管。酸性溶液裝在滴定管中，堿性溶液裝在滴定管中。如下圖所示: 除用蒸餾水洗凈外，使用前還必須用待取的溶液潤(rùn)洗。(2)錐形瓶、燒杯、鐵架臺(tái)、滴定管夾等。4. 主要試劑標(biāo)準(zhǔn)液、待測(cè)液、蒸餾水。5. 實(shí)驗(yàn)操作(用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定待測(cè)NaOH溶液)(1)準(zhǔn)備滴定管:洗滌裝液調(diào)液面記錄。錐形瓶:注堿液加指示劑。(2)滴定左手握，右手，眼睛注視變化。(3)滴定終點(diǎn):滴入最后一滴反應(yīng)液，指示劑變色，且在半分鐘內(nèi)不能恢復(fù)原來(lái)的顏色，停止滴定，并記錄標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積。重復(fù)上述操作23次(即平行滴定23次)。注意:中和反應(yīng)達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)所得到的溶液，顯中性 6. 計(jì)算中和反應(yīng)滴定終點(diǎn)是嚴(yán)格按照化學(xué)方程式中進(jìn)行，即當(dāng)酸提供的H+的物質(zhì)的量與堿提供的OH-的物質(zhì)的量相等時(shí)，恰好中和。取平均值求出結(jié)果?！镜湫屠}】六、 溶液pH計(jì)算求下列溶液的pH(常溫條件下;混合溶液忽略體積的變化;已知lg 2=0.3)。(1)0.005 molL-1H2SO4溶液(2)0.1 molL-1CH3COOH溶液(已知CH3COOH的電離常數(shù)Ka=1.810-5)(3)0.1 molL-1NH3H2O溶液(NH3H2O的電離度為=1%)(4)將pH=8的NaOH與pH=10的NaOH溶液等體積混合(5)常溫下，將pH=5的鹽酸與pH=9的NaOH溶液以體積比119混合(6)將pH=3的HCl與pH=3的H2SO4等體積混合(7)0.001 molL-1NaOH溶液(8)pH=2的鹽酸與等體積的水混合(9)pH=2的鹽酸加水稀釋1 000倍答案(1)2(2)2.9(3)11(4)9.7(5)6(6)3(7)11(8)2.3(9)5解析:(2)CH3COOHCH3COO-+H+c(初始)0.1 molL-100c(電離)c(H+)c(H+)c(H+)c(平衡)0.1-c(H+)c(H+)c(H+)則Ka=1.810-5解得c(H+)=1.310-3 molL-1，所以pH=-lg c(H+)=-lg(1.310-3)=2.9。(3)NH3H2OOH-+Nc(初始): molL-10.100c(電離): molL-10.11%0.11%0.11%則c(OH-)=0.11% molL-1=10-3 molL-1c(H+)=10-11 molL-1，所以pH=11。(4)將pH=8的NaOH與pH=10的NaOH溶液等體積混合后，溶液中c(H+)很明顯可以根據(jù)pH來(lái)算，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)求算pH=10-lg 2(即0.3)，所以答案為9.7。(5)pH=5的鹽酸溶液中c(H+)=10-5 molL-1，pH=9的氫氧化鈉溶液中c(OH-)=10-5 molL-1，兩者以體積比119混合，則酸過(guò)量，混合液的pH小于7。c(H+)= molL-1=1.010-6 molL-1，pH=-lg(1.010-6)=6。七、 中和滴定某濃度的燒堿溶液，現(xiàn)用中和滴定測(cè)定其濃度。(1)滴定:用式滴定管盛裝c molL-1鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液。右圖表示某次滴定時(shí)50 mL滴定管中前后液面的位置。把用去的標(biāo)準(zhǔn)鹽酸的體積填入表格中，此次滴定結(jié)束后的讀數(shù)為mL，滴定管中剩余液體的體積為。指示劑石蕊甲基橙甲基紅酚酞變色范圍(pH)5.08.03.14.44.46.28.210.0該實(shí)驗(yàn)應(yīng)選用作指示劑。(2)有關(guān)數(shù)據(jù)記錄如下:滴定序號(hào)待測(cè)液體積/mL所消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液的體積/mL滴定前滴定后消耗的體積1V0.5025.8025.302V3V6.0031.3525.35 根據(jù)所給數(shù)據(jù)，寫出計(jì)算燒堿溶液的物質(zhì)的量濃度的表達(dá)式c=(不必化簡(jiǎn))。(3)對(duì)下列幾種假定情況進(jìn)行討論:(填“無(wú)影響”、“偏高”或“偏低”)若滴定前用蒸餾水沖洗錐形瓶，則會(huì)使測(cè)定結(jié)果。讀數(shù)時(shí)，若滴定前仰視，滴定后俯視，則會(huì)使測(cè)定結(jié)果。若在滴定過(guò)程中不慎將數(shù)滴酸液滴在錐形瓶外，則會(huì)使測(cè)定結(jié)果。滴加鹽酸速度過(guò)快，未充分振蕩，剛看到溶液變色，立刻停止滴定，則會(huì)使測(cè)定結(jié)果。答案(1)酸24.90大于25.10 mL酚酞(2)(3)無(wú)影響偏低偏高偏低解析:(1)盛裝鹽酸用酸式滴定管，讀數(shù)注意視線與凹液面最低點(diǎn)水平，精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位，酚酞的變色范圍與7最接近。(2)運(yùn)用c(H+)V(H+)=c(OH-)V(OH-)，c(OH-)=，消耗鹽酸的體積取平均值。(3)c(OH-)=，主要分析對(duì)V(H+)的影響。不影響V(H+)，無(wú)影響;V(H+)偏小，結(jié)果偏低;V(H+)偏大，結(jié)果偏高;V(H+)偏小，結(jié)果偏低。1. 混合溶液pH的計(jì)算類型(1)兩種強(qiáng)酸混合:直接求出c(H+)混，再據(jù)此求pH。c(H+)混=。(2)兩種強(qiáng)堿混合:先求出c(OH-)混，再據(jù)Kw求出，最后求pH。c(OH-)混=。(3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合:先判斷哪種物質(zhì)過(guò)量，再由下式求出溶液中H+或OH-的濃度，最后求pH。c(H+)混或c(OH-)混=2. 常見(jiàn)的酸堿中和滴定誤差分析以標(biāo)準(zhǔn)酸溶液滴定未知濃度的堿(酚酞作指示劑)為例，常見(jiàn)的因操作不正確而引起的誤差有:步驟操作V(標(biāo)準(zhǔn))c(待測(cè))洗滌酸式滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)溶液潤(rùn)洗變大偏高堿式滴定管未用待測(cè)溶液潤(rùn)洗變小偏低錐形瓶用待測(cè)溶液潤(rùn)洗變大偏高錐形瓶洗凈后還留有蒸餾水不變無(wú)影響取液放出堿液的滴定管開(kāi)始有氣泡，放出液體后氣泡消失變小偏低滴定酸式滴定管滴定前有氣泡，滴定終點(diǎn)時(shí)氣泡消失變大偏高振蕩錐形瓶時(shí)部分液體濺出變小偏低部分酸液滴出錐形瓶外變大偏高讀數(shù)滴定前讀數(shù)正確，滴定后俯視讀數(shù)(或前仰后俯)變小偏低滴定前讀數(shù)正確，滴定后仰視讀數(shù)(或前俯后仰)變大偏高