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福建省三明市泰寧縣2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 水的電離與溶液的PH 酸堿中和滴定 知識(shí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修4.doc

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福建省三明市泰寧縣2017-2018學(xué)年高中化學(xué) 水的電離與溶液的PH 酸堿中和滴定 知識(shí)要點(diǎn)復(fù)習(xí)學(xué)案 新人教版選修4.doc

水的電離與溶液的PH 酸堿中和滴定 一、水的電離1.水的電離方程式:H2OH+ + OH2. 表達(dá)式:室溫下純水,KW=c(H+)c(OH-)=110-14,pH=7,c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1 影響Kw大小的因素A水的電離過(guò)程是個(gè)吸熱的過(guò)程,故溫度升高,H2O的Kw增大 。B水的離子積是水電離平衡時(shí)的性質(zhì),不僅適用于純水,也適用于稀的電解質(zhì)水溶液,只要溫度不變,Kw就不變。影響水的電離平衡的因素A酸、堿均可抑制水的電離;B升高溫度可促進(jìn)水的電離;C易水解的鹽均可促進(jìn)水的電離;D活潑金屬(Na)可促進(jìn)水的電離。 二、溶液的酸堿性與pH1. 溶液的酸堿性溶液的酸堿性決定于c(H)與c(OH )的關(guān)系(1)c(H)c(OH ),溶液呈中性。(2)c(H)c(OH ),溶液呈酸性(3)c(H)c(OH ),溶液呈堿性2. pH(1)定義式: pH= -lg C(H+)(2)適用范圍:014(3)pH 與溶液中c(H)的關(guān)系。25,純水的pH為7,溶液顯中性,pH<7的溶液為酸性,pH>7的溶液為堿性。pH表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。pH越小,溶液酸性越強(qiáng);反之,溶液的堿性越強(qiáng)。使用范圍:11014molL1c(H)1molL1。即:0pH14 (填pH的取值范圍)。注意:pH為7的溶液不一定為中性。100,KW =110-12,c(H+) = c(OH )=110-6mol/L,此時(shí)pH為6,但溶液仍為中性。判斷溶液酸堿性的依據(jù)是比較溶液中c(H+)、c(OH )的相對(duì)大小。3. pH試紙的使用(1)方法把小片試紙放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待測(cè)液點(diǎn)在干燥的pH試紙上,試紙變色后,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)比即可確定溶液的pH。(2)注意試紙使用前不能用蒸餾水潤(rùn)濕,否則待測(cè)液因被稀釋可能會(huì)產(chǎn)生誤差。廣泛pH試紙只能測(cè)出整數(shù)值。三、酸堿中和滴定(1)實(shí)驗(yàn)原理利用酸堿中和反應(yīng),用已知濃度酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液滴定待測(cè)的NaOH溶液,待測(cè)的NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度為c(NaOH) 。酸堿中和滴定的關(guān)鍵:準(zhǔn)確測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液的體積。準(zhǔn)確判斷滴定終點(diǎn)。(2)試劑:HCl溶液(未知濃度)、0.1mol/LNaOH溶液、酚酞溶液、蒸餾水。(3)儀器:酸式滴定管、堿式滴定管、滴定管夾、錐形瓶、洗瓶、鐵架臺(tái)、燒杯等。(4)滴定管的使用酸性、氧化性的試劑一般用酸式滴定管,因?yàn)樗岷脱趸晕镔|(zhì)腐蝕橡膠。堿性的試劑一般用堿式滴定管,因?yàn)閴A性物質(zhì)的溶液易與玻璃中的成分SiO2反應(yīng)生成Na2SiO3,Na2SiO3致使活塞無(wú)法打開(kāi)(5)實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程:滴定準(zhǔn)備過(guò)程:a、滴定管的準(zhǔn)備:檢漏-洗滌-潤(rùn)洗-注液-趕氣泡-調(diào)頁(yè)面-記錄b、錐形瓶的準(zhǔn)備:a.注堿液b.記讀數(shù)c.加指示劑滴定 左手控制滴定管活塞,右手不斷搖動(dòng)錐形瓶,眼睛注視錐形瓶色中溶液顏色的變化。 終點(diǎn)的判斷 等到滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)液,指示劑變色,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原來(lái)的顏色,視為滴定終點(diǎn)并記錄標(biāo)準(zhǔn)液的體積。讀數(shù)讀取滴定管內(nèi)液面所在體積數(shù)時(shí),應(yīng)使滴定管與水平的實(shí)驗(yàn)臺(tái)面保持垂直,并使視線與滴定管內(nèi)液體的凹液面最低處水平相切。數(shù)據(jù)記錄 按上述操作重復(fù)二至三次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=計(jì)算。6.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紫色>8藍(lán)色甲基橙<3.1紅色3.14.4橙色>4.4黃色酚酞<8無(wú)色810淺紅色>10紅色【熱點(diǎn)難點(diǎn)全析】考點(diǎn)一 影響水的電離的因素以及水電離出的c(H)或c(OH)的計(jì)算1. 影響水的電離的因素條件改變平衡移動(dòng)方向c(OH-)c(H+)Kw加HCl向左減少增大不變NaOH(s)向左增大減小不變升溫向右增大增大增大加Na2CO3向右增大減少不變2室溫下水電離出的c(H)或c(OH)的計(jì)算規(guī)律(1)中性溶液:c(H)c(OH)1.0107molL1。(2)溶質(zhì)為酸的溶液:H來(lái)源于酸電離和水電離,而OH只來(lái)源于水。如計(jì)算pH2的鹽酸中水電離出的c(H):方法是先求出溶液中的c(OH)1012molL1,即水電離出的c(H)c(OH)1012molL1。(3)溶質(zhì)為堿的溶液OH來(lái)源于堿電離和水電離,而H只來(lái)源于水。如pH12的NaOH溶液中,c(H)1012 molL1,即水電離產(chǎn)生的c(OH)c(H)1012 molL1。(4)水解呈酸性或堿性的鹽溶液H和OH均由水電離產(chǎn)生。如pH2的NH4Cl溶液中,水電離的c(H)102molL1,水電離產(chǎn)生的OH濃度也為102molL1,但是因被NH結(jié)合,最終溶液中的OH只有1012molL1。pH12的Na2CO3溶液中H、OH濃度變化與之相似。【提醒】(1)注意區(qū)分溶液組成和性質(zhì)的關(guān)系酸性溶液不一定是酸溶液,堿性溶液不一定是堿溶液。(2)溫度相同、pH相同的溶液對(duì)水的電離程度影響并不一定相同。如pH=3的鹽酸和NH4Cl溶液,前者抑制水的電離,后者反而促進(jìn)水的電離;pH=10的NaOH溶液和CH3COONa溶液,前者抑制水的電離,后者反而促進(jìn)水的電離。(3)常溫時(shí),由水電離產(chǎn)生的c(H+)<10-7 mol/L的溶液,因水的電離受到抑制,可能是酸性溶液也可能是堿性溶液?!镜淅?】室溫下,在pH12的某溶液中,分別有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)計(jì)算出由水電離出的c(OH-)的數(shù)據(jù)分別為甲:1.0107 molL1;乙:1.0106 molL1;丙:1.0102 molL1;?。?.01012 molL1。其中你認(rèn)為可能正確的數(shù)據(jù)是 ()A甲、乙 B乙、丙 C丙、丁 D乙、丁解析如果該溶液是一種強(qiáng)堿(例如NaOH)溶液,則該溶液的OH-首先來(lái)自于堿(NaOH)的電離,水的電離被抑制,c(H+)11012 molL1,所有這些H+都來(lái)自于水的電離,水電離時(shí)當(dāng)然同時(shí)提供相同物質(zhì)的量的OH-,所以丁是對(duì)的。如果該溶液是一種強(qiáng)堿弱酸鹽溶液,則該溶液之所以呈堿性是由于鹽中弱酸根水解的緣故。水解時(shí),弱酸根離子與水反應(yīng)生成弱酸和OH-,使溶液中c(OH)>c(H+),溶液中的OH-由水電離所得,所以丙也是正確的。答案C考點(diǎn)二關(guān)于pH值的計(jì)算1.計(jì)算原則若溶液為酸性,先求c(H),再求pH;若溶液為堿性,先求c(OH ),再由c(H)=求c(H),最后求pH。具體情況(25)酸、堿溶液pH的計(jì)算強(qiáng)酸溶液,如HnA,設(shè)濃度為cmolL-1,c(H)=ncmolL-1,pH=-lg c(H)=-lg(nc)強(qiáng)堿溶液,如B(OH)n,設(shè)濃度為cmolL-1,c(H)= cmolL-1,pH=-lg c(H)=14+lg(nc)一元弱酸溶液,設(shè)濃度為cmolL-1,則有:c(H)cmolL-1,-lg cpH7一元弱堿溶液,設(shè)濃度為cmolL-1,則有:c(OH )cmolL-1,c(H)= cmolL-1,7pH14+lg2.溶液稀釋酸、堿加水稀釋時(shí)pH的計(jì)算(1)強(qiáng)酸pHa,加水稀釋10n倍,則pHan。(2)弱酸pHa,加水稀釋10n倍,則apHan。(3)強(qiáng)堿pHb,加水稀釋10n倍,則pHbn。(4)弱堿pHb,加水稀釋10n倍,則bnpHb。(5)酸、堿溶液無(wú)限稀釋,pH只能接近于7,酸不能大于7,堿不能小于7。3.溶液混合好(忽略混合過(guò)程中體積的變化) (1)強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合若是等體積混合,且pH2,則 (注:lg2=0.3)。(2)強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合 若是等體積混合,且pH2,則。(3)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿混合,可能情況有三種:若強(qiáng)酸和強(qiáng)堿恰好中和, pH=7.若強(qiáng)酸過(guò)量,求出過(guò)量的CH+,再求pH值.若強(qiáng)堿過(guò)量,求出過(guò)量的COH-,再求出CH+后求pH值.特例:若強(qiáng)酸與強(qiáng)堿等體積混合若pH酸+pH堿=14,則完全中和pH=7.若pH酸+pH堿14,則堿過(guò)量pHpH堿0.3若pH酸+pH堿14,則酸過(guò)量pHpH酸+0.325,體積為V1的強(qiáng)酸與 體積為V2的強(qiáng)堿混合后,溶液呈中性,則混合前pH(酸)、pH(堿)的關(guān)系為:若酸與堿溶液的pH之和等于14,酸、堿中有一強(qiáng)、一弱,則酸、堿溶液混合后,誰(shuí)弱顯誰(shuí)性。這是因?yàn)樗岷蛪A已電離的H+ 和OH- 恰好中和,誰(shuí)弱誰(shuí)的H+ 或OH- 有儲(chǔ)備,中和后還能電離,顯出酸、堿性來(lái)?!咎嵝选?1)強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液稀釋后性質(zhì)不會(huì)改變:對(duì)于酸溶液中的c(H+),每稀釋10n倍,pH增大n個(gè)單位,但增大后不超過(guò)7,酸仍為酸。對(duì)于堿溶液中的c(OH-),每稀釋10n倍,pH減小n個(gè)單位,但減小后不小于7,堿仍為堿。(2)pH相同的強(qiáng)酸與弱酸(或強(qiáng)堿與弱堿),稀釋相同的倍數(shù),強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)pH變化大,弱酸(或弱堿)pH變化小。【典例2】某探究小組在某溫度下測(cè)定溶液的pH時(shí)發(fā)現(xiàn),0.01 molL1的NaOH溶液中,由水電離出的c(H+)c(OH)=1022,則該小組在該溫度下測(cè)得0.1 molL1的NaOH溶液的pH應(yīng)為( )A.13 B.12 C.11 D.10【解析】選B。 在0.01 molL1的NaOH溶液中,由水電離出的c(H+)c(OH)=1022,c(H+)=10-11 molL1,該溫度下水的離子積為10110.01=10-13。所以該溫度下0.1 molL1的NaOH溶液中c(H+)=10-13/0.1 molL1=10-12 molL1,故pH=12,B項(xiàng)正確??键c(diǎn)三酸堿中和滴定的誤差分析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))與V(待測(cè))已確定,因此只要分析出不正確操作引起V(標(biāo)準(zhǔn))的變化,即分析出結(jié)果。2常見(jiàn)誤差以標(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【提醒】(1)中和反應(yīng)嚴(yán)格按照化學(xué)方程式中化學(xué)計(jì)量數(shù)之比進(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(2)中和反應(yīng)恰好進(jìn)行完全得到的溶液,不一定顯中性,有可能顯酸性或堿性(3)滴定管、量筒讀數(shù)法則:液面、眼睛在兩邊,刻度在中間,三點(diǎn)(見(jiàn)如圖A、B、C)成一水平線【典例3】一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制和酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)中兩個(gè)典型的定量實(shí)驗(yàn)。某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中配制1 molL1的稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后用其滴定某未知濃度的NaOH溶液。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是_。A實(shí)驗(yàn)中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要檢漏B如果實(shí)驗(yàn)中需用60 mL的稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,配制時(shí)應(yīng)選用100 mL容量瓶C容量瓶中含有少量蒸餾水,會(huì)導(dǎo)致所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度偏小 D酸式滴定管用蒸餾水洗滌后,即裝入標(biāo)準(zhǔn)濃度的稀硫酸,則測(cè)得的NaOH溶液的濃度將偏大E配制溶液時(shí),定容時(shí)俯視讀數(shù),則導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大F中和滴定時(shí),若在最后一次讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù),則導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大解析A項(xiàng),滴定管、容量瓶都為帶塞儀器,使用前需檢漏,正確;B項(xiàng),實(shí)驗(yàn)室無(wú)60 mL容量瓶且滴定管使用前要潤(rùn)洗,故選擇容積比60 mL大而與之接近的容量瓶配制,B正確;C項(xiàng),容量瓶?jī)?nèi)有少量蒸餾水對(duì)所配標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度無(wú)影響;D項(xiàng),酸式滴定管不潤(rùn)洗,使所測(cè)NaOH濃度偏大,正確;E項(xiàng),配制溶液時(shí),定容時(shí)俯視,所配溶液濃度偏高,導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小;F項(xiàng),導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏小。答案 ABD

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