1、航帆教育随堂知识题库 1 化学选修 4 3-2-水的电离和溶液的酸碱性 知识方法体系与例题精讲 第一课时 水的电离 1、水的电离的依据 纯水有微弱的导电能力 (精确的实验证明 ) 2、 水的 电离方程式 H2O H+ + OH ； H0或 H2O + H2O H3O+ + OH 3、 水的 电离程度 25 时，纯水中 m o l / L100.1)OH()H( 7OHOH22 cc4、 水的电离的 特点 (1)吸热反应，升温电离程度增大； (2)不论是纯水还是稀溶液， 14100.1)OH()H( waqaq Kcc (25 时水的离子积常数 )；或 pH + pOH = 14，式中 pH=
2、lg aqc )H( ， pOH= lg aqc )HO( 比如， 酸 溶液 中： 14OHOH 100.1)OH()H()H(22 wa Kccc； 碱 溶液 中： 14OHOH 100.1)OH()OH()H(22 wb Kccc。 5、水 的 电离的意义 任何水溶液中均存在水的电离平衡，且 OHOH22 OHH )()( cc； 但 )()OH()H()()OH()H()()OH()H( 碱性，中性，酸性 aqaqaqaqaqaq cccccc 。 6、 水的电离的 影响因素 (1) 酸、碱 ：向纯水中无论是加酸还是加碱，均使水 的电离平衡向左移动 (抑制电离 )； (2) 温度 ：升高
3、温度， 使 水的电离平衡向右移动 (促进电离 )； 比如 ：在 100 的纯水中， m o l / LOHH OHOH22 6100.1)()( cc， Kw = 1.010 12。 (3)易水解的盐 ：向纯水中加入易水解的盐 (强碱弱酸盐、强酸弱碱盐、弱酸弱碱盐 )， 均使水的电离平衡向 右 移动 (促进电离 )。 影响因素 水的电离 结果 c(H+)aq c(OH )aq Kw 航帆教育随堂知识题库 2 酸 抑制 增大 减小 不变 碱 抑制 减小 增大 不变 温度 (升高 ) 促进 增大 增大 增大 强碱弱酸盐 (如 NaAc) 促进 减小 增大 不变 强酸弱碱盐 (如 NH4Cl) 促进
4、 增大 减小 不变 弱酸弱碱盐 (如 NH4Ac) 促进 不变 【 例题精讲 】 1、水在不同温度下的离子积常数为 Kw(25 ) = 1.010-14， Kw(35 ) = 2.110-14。则下列叙述正确的是 A. c(H+)随温度的升高而降低 B. 在 35 时， c(H+) c(OH ) C. 纯水的 pH： pH(25 )1.010 7 mol/L pH7 中性 aqaq cc )()( OHH aqc )( H =1.010 7 mol/L pH=7 【 例题精讲 】 3、室温下，在 pH=12的某溶液中，由水电离的 c(OH )为 A. 1.010-7mol/L B. 1.010
5、-6mol/L C. 1.010-2mol/L D. 1.010-12mol/L 4、某温度下重水 (D2O)的离子积常数为 1.610-15，用定义 pH一样来规定 pD = -lg c(D+)，则该温度下，下列叙述正确的是 A. 纯净的重水中， pD = 7 B. 1 L 溶解有 0.01 mol/ DCl 的重水溶液，其 pD = 12.0 C. 纯净的重水中， c(D+) = c(OD ) D. 1 L溶解有 0.01 mol NaOD的重水溶液，其 pD = 12.0 航帆教育随堂知识题库 3 5、 pH 计算 pH= lgc(H+)aq， pOH= lgc(OH )aq， pH+p
6、OH=14；或 c(H+)aq=10 pH， c(OH )aq=10 pOH =10pH-14 (1) 溶液 pH的计算 酸溶液关键是 c(H+)，如 pH= lgc(H+)， 式中 c(H+)=c(HCl)=c(HAc)， 且 c(HCl) n B. m = n C. m 7 B. 若 10x = y，且 a + b = 13，则 pH = 7 C. 若 ax = by，且 a + b =13，则 pH = 7 D. 若 x = 10y，且 a + b =14，则 pH 7 12、 (1) 常温时 ， 将 pH = 8的 NaOH溶液与 pH =4 的 H2SO4溶液混合 ， 得 pH =
7、7的混合溶液 ， 求 NaOH溶液与 H2SO4溶液的体积比。 (2) 已知 90 时，水的离子积常数为 110-12。在此温度下， 将 pH = 8的 NaOH溶液与 pH =4 的 H2SO4溶液相混合，也得到 pH = 7的混合溶液，求 NaOH溶液与 H2SO4溶液的体积比。 (1) 100 1 (2) 11 9 第三课时 溶液 pH的测定与 酸碱中和滴定 一、 溶液 pH的测定方法 ： 1、 酸碱指示剂法 (定性或半定量 ) 指示剂 酸碱指示剂及其变色范围 (pH)及颜色 甲基橙 4.4黄色 石蕊试液 8.0蓝色 酚 酞 10.0红色 航帆教育随堂知识题库 5 2、 pH试纸法 (粗
8、略定量 ) 用 pH试纸来测定溶液的 pH，将 pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取溶液滴在 pH试纸上，在半分钟内将 pH试纸与标准比色卡进行比照得 pH 注意 ： pH试纸不能润湿； 玻璃棒应干燥洁净； 应在半分钟内观察，时间长， pH试纸所显示的颜色会改变 ； 常用的广泛 pH试纸测得的 pH值只能取整数值。 3、 pH计法 (精确定量 ) 二 、 酸碱 中和滴定 1、 定义 ：指利用中和反应，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 实例 ：用 0.100 0mol/L NaOH溶液滴定 20.00mL、 0.100 0mol/L HCl
9、溶液 (绘制酸碱滴定曲线 )。 (1) 滴定前： c(H+) 0.1000mol/L， pH=1.0 (2) 从滴定开始到化学计量点之前： 盐酸过量， c(H+) c(HCl)V(HCl) V(NaOH)/V(HCl)+V(NaOH)， 式中 V(HCl)、 V(NaOH)分别表示HCl溶液的总体积和加入的 NaOH溶液的总体积。 当滴入 NaOH溶液 19.96mL时（比化学计量点 NaOH溶液少 1滴）： c(H+) (20.00mL 19.96mL)0.1000mol/L(20.00mL+19.96mL) 1.00010-4mol/L pH -lg(1.00010-4) 4.0 (3)
10、化学计量点时：溶液呈中性， c(H+) 1.00010-7mol/L， pH=7.0。 (4) 化学计量点后： NaOH过量， c(OH-) c(NaOH)V(NaOH) V(HCl)/V(HCl)+V(NaOH)， 当滴入 NaOH溶液 20.04mL时（比化学计量点 NaOH溶液多 1滴）： c(OH-) (20.04mL 20.00mL)0.1000mol/L(20.04mL+20.00mL) 1.00010-4mol/L pOH -lg(1.00010-4) 4.0， pH=14.0 4.0 10.0。 (5) 突变范围： pH在 4 10之间 ，表示这种突变的图示如下（虚线表示 0.
11、100 0mol/L HCl滴定 20.00mL、0.100 0mol/LNaOH溶液时的突变）。 0.100 0mol/L NaOH滴定 20.00mL0.100 0mol/L HCl 的酸碱滴定曲线 航帆教育随堂知识题库 6 (6) 指示剂 的作用与 选择： 作用： 强酸和强碱之间的滴定在化学计量点（滴定终点）前后，溶液的 pH会发生突变， 通过指示剂 的 颜色变化确定 滴定 终点； 选择： 变色要灵敏、明显 (指示剂的 变色范围 在滴定 终点 的 pH 突变范围内 或较为接近 )， 一般从甲基橙、甲基红、酚酞中选择而不选石蕊。 a) 强酸强碱间的滴定：酚酞溶液、甲基橙； b) 强酸滴定弱
12、碱：两者正好完全反应，生成强酸弱碱盐，反应后溶液呈酸性选用甲基橙作指示剂； c) 强碱滴定弱酸：两者正好完全反应，生成强碱弱酸盐，反应后溶液呈碱性选用酚酞作指示剂。 (7) 酸、碱液的浓度越小，突变范围越小 ，选择的指示剂可能发生变化。例如： 用 0.1000mol/LNaOH溶液滴定 0.1000mol/L HCl 溶液：酚酞、 甲基红、甲基橙； 用 0.01000mol/LNaOH溶液滴定 0.01000mol/L HCl 溶液：酚酞、甲基红； 用 0.001000mol/LNaOH溶液滴定 0.001000mol/L HCl 溶液：甲基红。 (8) 小结：酸碱滴定曲线以滴 入 酸液 或
13、碱液的量为横坐标，以溶液的 pH为纵坐标，描述酸碱中和滴定过程中溶液 pH 的变化情况，其中滴定终点附近 pH 会发生突变，因此选择适当的指示剂就能 准确判断滴定终点 ；选择滴定管以 精确测量酸碱液体积 ，从而解决了中和滴定的两大难题。 【 例题精讲 】 13、 用双指示剂法测定试样中含 有 NaOH、 NaHCO3、 Na2CO3中的一种或两种物质的含量。具体做法是：先向待测溶液中加入酚酞，用标准盐酸滴定，当 NaOH 或 Na2CO3被转化为 NaCl 或 NaHCO3时，酚酞由粉红色褪为无色，消耗 V1mL盐酸。然后滴加甲基橙，继续用标准盐酸滴定。当 NaHCO3转化为 NaCl时，溶液
14、由黄色变为橙色，消耗 V2mL盐酸。 (1) 试根据下表给出的 V1、 V2数据范围，判断原混合物的成分（填化学式）。 V1 0、 V20 V10、 V2 0 V1 V20 V2 V1 0 V1 V2 0 NaHCO3 NaOH Na2CO3 Na2CO3、 NaHCO3 NaOH、 Na2CO3 (2) 若称取含杂质的试样 1.200g(杂质不与 HCl反应 )配制成 100.0mL水溶液，取出 20.00mL，用 0.1000mol/L标准盐酸滴定，测得 V1=35.00mL， V2=5.00mL。 求试样的成分其试样中各成分的质量分数。 NaOH和 Na2CO3； (Na2CO3) 22
15、.08%； (NaOH) 50.00% 3、滴定管 滴定管主要用来精确地放出一定体积的液体。上部的标注信息为温度、容积和 0刻度，仰视时读数偏高，俯视时读数偏 低；主要规格为 25和 50mL两种，读数误差为 0.01mL。 航帆教育随堂知识题库 7 酸式滴定管的下部结构为活塞和玻璃尖嘴，可装强氧化剂（高锰酸钾、双氧水等）和酸性溶液（硫酸、盐酸等），不能装载碱性溶液，原因是 SiO2+2OH-=SiO32-+H2O，从而粘接活塞。 碱式滴定管的下部结构为含玻璃球的橡胶管连接的玻璃尖嘴，不能装入强氧化剂（高锰酸钾、双氧水等）和酸性溶液（硫酸、盐酸等），这些溶液可腐蚀橡胶管。 【 例题精讲 】 1
16、4、有一支 50mL的滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在 10mL刻度 处，把滴定管中的液体全部流下排除，承接在量筒中，量筒中的溶液的体积 A. 大于 40.0mL B.等于 40.0mL C. 小于 40.0mL D. 等于 10.0mL 4、 操作 (1) 检漏：检查滴定管是否漏水； (2) 润洗：水洗后，用所要盛装的酸或碱溶液润洗滴定管内壁 23 遍；滴定管先水洗后液洗，锥形瓶只水洗，不液洗； (3) 装液：使液面位于滴定管刻度“ 0”以上 23 mL处，并将滴定管垂直固定； (4) 调节： 酸式滴定管通过快速放液而碱式滴定管通过橡皮管向上翘起赶走气泡 使滴定管尖嘴部 分充满反应液，调节液
17、面在 0或 0以下刻度，读取起始读数； (5) 放液：量取待测液，加入到锥形瓶中，并滴入 23 滴指示剂， 并在瓶底衬一张白纸。左手控制活塞，右手摇动锥形瓶，两眼注视锥形瓶内溶液的颜色变化。 在滴定终点附近，逐滴放出标准液，读取终点读数。重复以上操作 23遍。 航帆教育随堂知识题库 8 【 例题精讲 】 14、 用 0.1154 mol/L的盐酸滴定某烧碱溶液的实验数据，求得 c(NaOH) 0.1233mol/L。 实验编号 待测 NaOH溶液体积 /mL 标准盐酸体积 /mL 1 25.00 26.72 2 25.00 26.70 3 25.00 28.50 4 25.00 26.71 5
18、、 误差分析 当酸碱恰好中和时，有关系式 (以一元强酸、一元强碱为例 )：)( )()()( 待 标标待 V Vcc 式中， c(标 )、 V(待 )为定值，所以 c(待 )的大小取决于 V(标 )的大小 。如果操作不当使 V(标 )比理论值大，结果即偏高；若操作不当使 V(标 )比理论值小，结果就会偏低。 (1) 造成结果偏高的操作有： 滴定管未用标准液润洗 ：因滴定管用水冲 洗 后内有残存水，直接装入标准液将会被冲稀，导致标准液用量增加，即 V(标 )偏大， c(待 )偏高。 锥形瓶先用待测液润洗后，再装待测液 ：锥形瓶不能用待测液润洗，若润洗后再装入待测液，则待测液的物质的量增大，消耗的
19、标准液也要增加，使结果偏高。 滴定管尖嘴处没有排出气泡就进行滴定 ：按上述方法滴定时，就会使一部分标准液留在尖嘴处而未进入锥形瓶，这样标准液的用量增加，最终使结果偏高。若尖嘴挂有液滴，结果偏高。 (2) 造成测定结果偏低的操作有： 取待测液 的滴定管 用蒸馏水洗涤未用待测液润洗 ：滴定 管内壁有水存在。将待测液稀释， V(标 )值减小，则 c(待 )值偏低。 读 V(标 )的刻度值时，滴定前平视，滴定 后俯视 ，则读出的 V(标 )值偏小，因而 c(待 )偏低。 滴定过程中， 锥形瓶振荡太激烈，有少量溶液溅出 ，因 V(待 )减小，所以 V(标 )减小，故 c(待 )偏低。 (3) 有些操作并
20、不影响结果，如滴定前用蒸馏水将盛入锥形瓶里的一定容积的待测液稀释，虽然待测航帆教育随堂知识题库 9 液的浓度小了，但其溶质的物质的量没变，则 c(待 )值没有变化。 (4) 量筒和滴定管读数时误差的区别 量筒的刻度是由底部开始 ，按从小到大的顺序排列。若俯视读数，结果偏高；若仰视读数时，结果偏低。 滴定管的刻度由上到下，从零开始 (零刻度以上还有一段没有刻度 )逐渐增大， (在最大刻度以下也有一段至尖嘴处末端没有刻度 )因此，读数值的偏差与量筒相反。即 ， 若俯视读数，偏小；若仰视读数时结果偏大。但对滴定结果的影响要看滴定前后两次渎数的差值为决定。 (5) 欲减小实验误差的三点做法 半分钟 ：
21、振荡半分钟内颜色不褪去，即为滴定终点。 1 2 min：滴定停止后，必须等待 1 2 min，让附着在滴定管内壁的溶液流下后，再行读数。 重做一次 ：同一实验，要做两次，两次滴定所用标准溶液体积相差不能超过 0.02 mL，再取平均值。 【 例题精讲 】 15、读出以下液体的读数 7.47mL 9.1mL 16、用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液（氢氧化钠放于锥形瓶中）下列操作（其它操作均正确），对氢氧化钠溶液浓度有什么影响？ A. 酸式滴定管 (1) 未用标准液 (HCl)润洗酸式滴定管 偏高 (2) 滴定管内壁不干净，滴定后，酸式滴定管内壁挂水珠 偏高 (3) 滴定管尖嘴处有气泡，滴定后
22、气泡消失 偏高 (4) 滴定操作时，有少量盐酸滴于锥形瓶外 偏高 (5) 滴定前仰视刻度，滴定后俯视刻度 偏低 B. 锥形瓶 (6) 锥形瓶内用蒸馏水洗涤后，再用待测氢氧化钠 润洗 23次，将润洗液倒掉，再装 NaOH溶液 偏高 (7) 锥形瓶用蒸馏水洗后未倒尽即装 NaOH溶液 无影响 (8) 滴定过程中摇动锥形瓶，不慎将瓶内的溶液溅出一部分。 偏低 (9) 指示剂滴加过多 偏高 C. 碱式滴定管 (10) 碱式滴定管用水洗后，未用待测液润洗 偏低 (11) 取待测液时，未将盛待测液的碱式滴定管尖嘴的气泡排除。取液后滴定管尖嘴充满溶液 偏低 航帆教育随堂知识题库 10 D. 含杂质 (12) 在配制待测氢氧化钠溶液过程中，称取一定质量的氢氧化钠时，内含少量的氢氧化钾，用标准盐酸溶液进 行滴定。 偏低 (13) 同上情况，若氢氧化钠中含有少量的碳酸钠，结果如何 偏低
