2019年高考化学二轮复习专题15《水的电离和溶液pH》教案
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1、专题 15 水的电离和溶液 pH高考试题对本讲能力点的考查以分析和解决化学问题能力、以接受、吸收整合化学信息能力等为主,试题难度适中。题型主要以选择题为主,关于溶液 pH 的计算,题设条件可千变万化,运用数学工具(图表)进行推理的试题在高考中出现的可能性较大。一、水的电离(一) 、理清水的电离(1)水是极弱的电解质,水的电离方程式为 H2OH OH 。(2)25 时,纯水中H OH 110 7 _molL1 ;任何水溶液中,由水电离出的H 与OH 都相等。(二)明晰水的离子积常数(三)掌握外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向 KW水的电离程度OH H 酸 逆向 不变 减小 减小
2、 增大碱 逆向 不变 减小 增大 减小Na2CO3 正向 不变 增大 增大 减小可水解的盐 NH4Cl 正向 不变 增大 减小 增大升温 正向 增大 增大 增大 增大温度降温 逆向 减小 减小 减小 减小其他,如加入 Na 正向 不变 增大 增大 减小1、外界条件对水电离平衡的影响例 1一定温度下,水存在 H2OH OH H Q(Q0)的平衡,下列叙述一定正确的是( )A向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动, KW减小B将水加热, KW 增大,pH 不变C向水中加入少量金属 Na,平衡逆向移动,H 降低D向水中加入少量固体硫酸钠,H 和 KW均不变【答案】D 【解析】A 项,向水中滴入少量稀盐酸
3、,平衡逆向移动,温度不变, KW不变,错误;B 项,升高温度,促进水的电离, KW增大,H 增大,pH 减小,错误;C 项,向水中加入少量金属钠,反应消耗 H ,使水的电离平衡正向移动,H 降低,错误;D 项,向水中加入硫酸钠固体后,不影响水的电离平衡,H 和KW均不变,正确。例 2一定温度下,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 1.01013C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【答案】C 2、水电离出的H 和OH 的计
4、算例 3在 25 时,某稀溶液中由水电离产生的 H 浓度为 11013 molL1 ,下列有关该溶液的叙述,正确的是( )A该溶液可能呈酸性B该溶液一定呈碱性C该溶液的 pH 一定是 1D该溶液的 pH 不可能为 13【答案】A【解析】在 25 时,某稀溶液中由水电离产生的 H 为 11013 molL1 OH H 1107 molL1 7(二)掌握溶液的 pH 及其测定方法1溶液的 pH (1)定义式:pHlg_H 。(2)溶液的酸碱性跟 pH 的关系(室温下):2pH 的测定方法(1)pH 试纸测定适用范围:014使用方法把小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的 pH 试纸上,
5、试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的 pH。注意事项:pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差。广泛 pH 试纸只能测出整数值。(2)酸度计测定:可精确测定溶液的 pH。(三)溶液 pH 的计算方法1总体原则(1)若溶液为酸性,先求H 再求 pHlg H 。(2)若溶液为碱性,先求OH 再求H KW/OH 最后求 pH。2单一类的计算方法(1)浓度为 c 的强酸(H nA):由H nc 可求 pH。(2)浓度为 c 的强碱B(OH) n:由OH nc 可推H 再求 pH。10 14nc3混合类的计算方法(1)同性混合:若为酸的溶液混合,则先求H 混 H 1V1H
6、2V2/(V1 V2)再求 pH。若为碱的溶液混合,则先求OH 混 OH 1V1OH 2V2/(V1 V2)再求H KW/OH 混 最后求 pH。(2)异性混合:若酸过量,则先求H 过 H 酸 V 酸 OH 碱 V 碱 /(V 酸 V 碱 )再求 pH。若碱过量,则先求OH 过 OH 碱 V 碱 H 酸 V 酸 /(V 酸 V 碱 )再求H KW/OH 过 最后求 pH。1、混合溶液酸碱性的判断例 5.室温时,下列混合溶液的 pH 一定小于 7 的是( )ApH3 的醋酸和 pH11 的氢氧化钡溶液等体积混合BpH3 的盐酸和 pH11 的氢氧化钠溶液等体积混合CpH3 的盐酸和 pH11 的
7、氨水等体积混合DpH3 的硫酸和 pH11 的氨水等体积混合【答案】A 例 6.已知温度 T 时水的离子积常数为 KW,该温度下,将浓度为 a molL1 的一元酸 HA 与 b molL1 一元碱 BOH 等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )A a bB混合溶液的 pH7C混合溶液中,H molL1KWD混合溶液中,H B OH A 【答案 】C 【解析】A 项,因酸碱的强弱未知, a b,只能说明酸与碱恰好完全反应,但如为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐,则溶液不呈中性,错误;B 项,因温度未知,则 pH7 不一定为中性,错误;C 项,混合溶液中,H molL1 ,根据H OH KW可知,溶
8、液中 H OH molL1 ,溶液呈中性,KW KW正确;D 项,任何溶液都存在电荷守恒,即H B OH A ,但不能由此确定溶液的酸碱性,错误。1等浓度等体积一元酸与一元碱混合溶液的酸碱性中和反应 混合溶液的酸碱性强酸与强碱 中性强酸与弱碱 酸性弱酸与强碱 碱性简记为:谁强显谁性,同强显中性2室温下,已知酸和碱 pH 之和的溶液,等体积混合后溶液的酸碱性(1)两强混合若 pH 之和等于 14,则混合后溶液显中性,pH7。若 pH 之和大于 14,则混合后溶液显碱性,pH7。若 pH 之和小于 14,则混合后溶液显酸性,pH7。(2)一强一弱混合pH 之和等于 14 时,一元强酸和一元弱碱等体
9、积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。简记为:谁弱显谁性。2、有关 pH 的计算例 7. 求下列常温条件下溶液的 pH(已知 lg 1.30.1,lg 20.3,混合溶液忽略体积的变化)。(1)0.005 molL1 的 H2SO4溶液。(2)0.1 molL1 的 CH3COOH 溶液(已知 CH3COOH 的电离常数 Ka1.810 5 )。(3)0.001 molL1 的 NaOH 溶液。(4)pH2 的盐酸与等体积的水混合。(5)pH2 的盐酸加水稀释到 1 000 倍。(6)将 pH8 的 NaOH 与 pH10 的 NaOH 溶液等体积混合。(7)将 pH3 的 HCl
10、 与 pH3 的 H2SO4等体积混合。(8)常温下,将 pH5 的盐酸与 pH9 的 NaOH 溶液以体积比 119 混合。【答案】(1)2 (2)2.9 (3)11 (4)2.3 (5)5 (6)9.7 (7)3 (8)6溶液 pH 计算的一般思维模型例 8.常温下,若使 pH3 的盐酸与 pH9 的 Ba(OH)2溶液混合使其成为 pH7 的溶液,混合时盐酸和Ba(OH)2溶液的体积比为( )A160 B31C1100 D1001【答案】C 例 9.将 pH1 的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH 溶液,pH 都升高了 1,则加入的水与 N
11、aOH 溶液的体积比为( )A9 B10 C11 D12【答案】C 【解析】将 pH1 的盐酸加适量水,pH 升高了 1,说明所加的水是原溶液的 9 倍;另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量 NaOH 溶液后,pH 升高了 1,则 101 110 1 x10 2 (1 x),解得 x,则加入的水与 NaOH 溶液的体积比为 9 111。911 911525 时,将体积 Va,pH a 的某一元强碱与体积为 Vb,pH b 的某二元强酸混合。(1)若所得溶液的 pH11,且 a13, b2,则 Va Vb_。(2)若所得溶液的 pH7,且已知 Va Vb, b0.5 a, b 值是否可以等于
12、 4_(填“是”或“否”)。【答案】(1)19 (2)是【解析】(1)混合后溶液 pH 为 11,说明碱过量,则 103 ,可得 19。10 1Va 10 2VbVa Vb VaVb(2)由 pH a,得H 10 a,OH 10 14 a,再由 pH b,得H 10 b,强酸强碱恰好中和时1014 aVa10 bVb, 10 14( a b),由于 VaVb,故 a b14,又由于 b0.5 a,可推知 b ,故VaVb 143b 值可以等于 4。三、酸碱中和滴定(一)理清实验原理1酸碱中和滴定是利用酸碱中和反应,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以标准盐酸溶液滴定
13、待测的 NaOH 溶液,待测 NaOH 溶液的物质的量浓度为NaOH。HClV HClV NaOH3酸碱中和滴定的关键(1)准确测定标准液的体积。(2)准确判断滴定终点。(二)熟记实验用品1仪器酸式滴定管(如图 A)、碱式滴定管(如图 B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。2试剂的变色范围指示剂 变色范围的 pH石蕊 8.0 蓝色甲基橙 4.4 黄色酚酞 10.0 红色3滴定管的使用试剂性质 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(三)掌握实验操作(以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例)1滴定前的准备2滴定3终点判断等
14、到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。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,根据NaOH 计算。HClV HClV NaOH(四)辨清酸碱中和滴定中常见误差原因1误差分析的方法依据原理 c(标准) V(标准) c(待测) V(待测) ,得 c(待测) ,因为 c(标c 标 准 V 标 准 V 待 测 准)与 V(待测)已确定,所以只要分析出不正确操作引起 V(标准)的变化,即分析出结果。2常见误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:步骤 操作 V(标
15、准) c(待测)酸式滴定管未用标准溶液润洗 变大 偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗 变小 偏低锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高洗涤锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 无影响取液 放出碱液的滴定管开始有气 变小 偏低泡,放出液体后气泡消失酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 变大 偏高10 振荡锥形瓶时部分液体溅出 变小11 偏低12 部分酸液滴出锥形瓶外 变大13 偏高14 滴定溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后反加一滴NaOH 溶液无变化变大15 偏高16 酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小17 偏低18 读数酸式滴定管滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
16、变大19 偏高20 例 10某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的 NaOH 溶液时,选择甲基橙作指示剂。下列操作中可能使所测 NaOH 溶液的浓度数值偏低的是( )A酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直 接注入标准盐酸B滴定前盛放 NaOH 溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥C酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失D读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数【答案】D 1、滴定仪器、指示剂的选择例 11实验室现有 3 种酸碱指示剂,其 pH 变色范围如下:甲基橙:3.14.4 石蕊:5.08.0 酚酞:8.210.0用 0.100 0 molL1 NaOH 溶液滴定未知浓度
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- 2019 年高 化学 二轮 复习 专题 15 电离 溶液 pH 教案
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