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1、水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离 1、水的电离:2、外界条件的改变对水的电离的影响:3、水的离子积常数:Kw 只与温度有关,与溶液的酸碱性无关。温度越高,Kw 越大。Kw 是水电离平衡时的性质,它不仅适用于纯水,也适用于任何酸、碱或盐的稀溶液。 实验测得:25的纯水中 C (H+)= C(OH) =110- 7 mol/L 所以,25时,Kw=110-14 例题: 25时 1、计算 0.1 mol/L 的 NaOH 溶液中水电离出的 H+、OH的浓度?2、计算 0.1 mol/L 的 HCl 溶液中水电离出的 H+、OH的浓度?结论:向水中加入的 C(H+)或 C(OH
2、)相等时,对水的电离平衡的抑制作用相同。 二、溶液的酸碱性和 PH 值 1、溶液的酸碱性: 跟 H+和 OH浓度的相对大小有关C(H+ )= c(OH-) ,溶液呈中性; c(H+) c(OH) ,溶液呈酸性;c(H+) 10-7mol/L 碱性溶液中,c(OH) 10-7mol/L 2、溶液的 PH 表示方法:用 H+的物质的量浓度的负对数来表示。 公式: PH= lgC(H+) 溶液的酸碱性跟 pH 的关系:PH 越小酸性越强,PH 越大碱性越强。25时: 中性溶液, PH=7 酸性溶液, PH7 100时:中性溶液, PH = 6 酸性溶液, PH 6 所以: 未注明温度时,PH=7 的
3、溶液不一定是中性溶液。 注意:通常,当 c(H+)或 c(OH)1mol/L 的溶液,其酸碱性不用 pH 表示,而是直接用 H+ 浓度或 OH浓度来表示。 【课堂练习课堂练习】 正误判断:如果 C(H+)不等于 C(OH)则溶液一定呈现酸碱性。如果 C(H+)/ C(OH)的值越大则酸性越强。C(H+)等于 106mol/L 的溶液一定呈现酸性。对纯水升高温度平衡正移,c(H+)增大,酸性增强。3、溶液 PH 的计算(均为 25)单一溶液的 PH 计算A、计算 0.1 mol/L HCl 溶液的 PH?B、计算 0.1 mol/L NaOH 溶液的 PH? 溶液稀释后求 PH A、PH=1 的
4、 HCl 溶液加水稀释 10 倍、100 倍后的 PH?结论:PH=m 的强酸加水稀释 10n倍,PH=m+n7 B、PH=13 的 NaOH 溶液加水稀释 10 倍、100 倍后的 PH?结论:PH=m 的强碱加水稀释 10n倍,PH=m-n7 C、PH=1 的 HAc 溶液加水稀释 10 倍、100 倍后的 PH结论:PH=m 的弱酸加水稀释 10n倍,m7 E、弱酸与强碱混合 例题:将 PH=6 的某酸溶液与 PH=8 的氢氧化钡溶 液等体积混和,所得溶液的 PH 值( )A、=7 B、7 C、7 D、7 4、PH 的测定 酸碱指示剂(定性测定) A、成分:一般是有机弱酸或有机弱碱。 B
5、、种类 :注意: 甲基橙、酚酞变色范围小,对溶液酸碱性变化比较灵敏。 溶液使指示剂改变颜色,发生的是化学变化。指示剂滴加太多,必将消耗一部分酸 碱。 pH 试纸(近似的定量测定) A、成分:含多种指示剂。 B 、操作: 用镊子(不能用手拿)取一小块 pH 试纸(事先不能湿润) ,放在洁净的玻璃 片上,然后用玻棒沾取待测液(试纸不能伸入其中) ,点在试纸的中部,颜色变化后,与标 准比色卡(一种颜色对应一个 PH)对照,读出 PH 值,只能读取整数。 C 、注意:测定溶液 PH 时,PH 试纸不能用蒸馏水湿润。 pH 计(精确的定量测定): 一种测定溶液 PH 的仪器。 三、酸碱中和滴定 1、中和
6、反应的实质: H+ + OH= H2O 2、酸碱中和滴定的定义: 用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的 碱(或酸)的方法叫酸碱中和滴定。已知物质的量浓度的溶液叫标准液; 未知浓度的溶液叫待测液。 3、滴定原理:4、实验过程使用的仪器: 滴定管夹、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、移液管、洗耳球 5、滴定操作: (1)滴定前准备工作: a滴定管:洗涤-检漏-润洗-注液-赶气泡-调液 洗涤:先用水洗 检漏:检查滴定管是否漏水 润洗:用标准液或待测液分别润洗酸式滴定管和碱式滴定管。 调液:调节液面至零或零刻度线以下。 如果尖 嘴部分有气泡,要排出气泡。读数:视线和凹液面最低点
7、相切。 b锥形瓶:只能用水洗,不能用盛放的溶液洗涤。 注入(用滴定管或移液管)一定体积 的溶液(待测液或标准液)到锥形瓶中,并滴加 2-3 滴指示剂。 (2)指示剂的选择:酸碱指示剂一般选用酚酞和甲基橙,石蕊试液由于变色不明显,在滴定时不宜选用 。强酸与强碱滴定 酚酞或甲基橙强酸与弱碱滴定 甲基橙弱酸与强碱滴定 酚酞 甲基橙:(红)3.1橙 色4.4(黄)酚 酞:(无)8.2粉红色10.0(红) (3)滴定终点的判断:溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。多次测定求各体积的平 均值(4)操作要点:左手:控制滴定管的活塞(或玻璃珠) 右手:振荡锥形瓶眼睛:注视锥形瓶中溶液的颜色变化 (5)误差分
8、析:用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的溶液(甲基橙作指示 剂) ,试说明下列情况会使测定结果偏高、偏低还是无影响? 1)酸式滴定管用水洗后便装液体进行滴定; 2)锥形瓶只用蒸馏水洗涤后仍留有少量蒸馏水;3)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗; 4)锥形瓶用蒸馏水洗涤后,误用盐酸润洗; 5)盐酸在滴定时溅出锥形瓶外; 6)待测液在振荡时溅出锥形瓶外; 7)滴定终点时,滴定管仰视读数; 8)滴定终点时,滴定管俯视读数; 9)记录起始体积时,仰视读数,终点时平视; 题型一题型一 考查溶液的酸碱性考查溶液的酸碱性 例例 1 下列溶液肯定是酸性的是( ) A含 H+的溶液 B 能使酚酞显无
9、色的溶液 CpH7 的溶液 Dc(H+)c(OH-)的溶液 分析与解答:分析与解答:此题是考查决定溶液酸碱性的本质原因,溶液呈现出的酸碱性的实质是 由氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小决定的,所以 D 答案正确,能使酚酞显无色的 溶液可能是酸性或中性,pH 可以反映溶液酸碱性但必须给出应用的温度,如 100 pH=67,但它是中性的。答案答案:D 点评点评:只要是水溶液中就含有 H和 OH,而决定溶液酸碱性的是溶液中 H和 OH 浓度的相对大小。 变式变式:在 25某稀溶液中,由水电离产生的 c(H)1013mol/L,下列有关溶液的叙 述正确的是 ( ) A该溶液一定呈酸性 B该溶液一定呈
10、碱性 C该溶液的 pH 可能约为 1 D该溶液的 pH 可能约为 13 题型二题型二 考查溶液考查溶液 pH 的计算的计算 例例 2 常温下,pH=5 的盐酸和 pH=9 的氢氧化钠溶液以体积比 119 混合,则混合液 的 pH 为( ) A7.2 B 8 C6 D无法判断 分析与解答:分析与解答:属于强酸、强碱溶液混合 pH 的计算,先判断过量:盐酸中 c(H+)=110-5 molL1,氢氧化钠溶液 c(OH-)=110-5 molL1,它们以 119 混合,所以酸过量显酸性, 我们应该求出混合后溶液中的 c(H+) ,混合后 c(H+) =(110-5 molL111L10-5 molL
11、19L)/(11L+9L) = 110-6 molL1。 答案:答案:C 点评点评:若酸过量抓住氢离子进行计算;若碱过量,可先计算出 c(OH) ,再通过公式进行计算。)(1OHcKwgpH变式变式:将 pH8 的氢氧化钠溶液与 pH10 的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液中的 氢离子浓度最接近于 ( )AmolL1 BmolL121010108 2101046C (1081010)molL1 D21010 molL1 题型三题型三 考查酸碱中和滴定考查酸碱中和滴定 例例 3 现有下列仪器或用品:铁架台(含铁圈、各式铁夹) 锥形瓶 酸式滴定 管和碱式滴定管 烧杯玻璃棒 胶头滴管 天平(含砝码)
12、滤纸 量筒 过滤漏斗;现有下列药品:(A)NaOH 固体 (B)标准 NaOH 溶液 (C)未知浓度盐 酸 (D)蒸馏水(E)碳酸钠溶液 根据所做过的学生实验,回答下列问题:(1)过滤时,应选用的上述仪器是 (填编号) 。 (2)配制一定物质的量浓度的 NaOH 溶液时,还缺少的仪器是 。 (3)做酸碱中和滴定时,还缺乏的试剂是 。 (4)进行中和滴定时,绝不可用将要盛的溶液事先润洗的仪器是下列的 (填编 号) 。甲酸式滴定管 乙碱式滴定管丙25 mL 量筒丁锥形瓶 (5)用标准的 NaOH 溶液滴定未知浓度的盐酸,选用酚酞作为指示剂,造成测定结果 偏高的原因可能是_。 A. 配制标准溶液的
13、NaOH 中混有 Na2CO3杂质 B. 滴定终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确 C. 盛装未知液的锥形瓶用蒸馏水洗过,未用未知液润洗 D. 滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液 分析与解答:分析与解答:酸碱中和滴定操作的基本仪器有:滴定管(酸式和碱式) 、铁架台(带滴 定管夹) 、锥形瓶、烧杯。配制一定物质的量浓度的溶液需要:烧杯、玻璃棒、天平(含砝码) 、胶头滴管、容量瓶。进行酸碱中和滴定时需要温度剂,需润洗的仪器是酸(碱)式滴 定管。第(5)问有关误差分析,对 A 选项来说,混有 Na2CO3的 NaOH 配成溶液后,导致 标准液浓度偏小,致使用量增加,故测得的 HCl
14、 的浓度偏高。对 B 选项滴定终点时,由于 滴定管“零”刻度在上,俯视读数变小,仰视读数变大,因为 V(碱)变小,c(酸)偏低。 C 选项中,锥形瓶不用待测液润洗,加水不影响测定。D 选项中悬挂的液体已包含在 V(NaOH)中,使 V 增大,c(HCl)值偏高。 答案:答案:(1);(2)容量瓶;(3)指示剂;(4)丁(5)AD 点评点评:根据 c(B)(A 为标准液,B 为待测液)强酸滴定强碱误差分析:)()()( BVAVAc标准液体积偏大,实验结果就偏大,反之,实验结果偏小。故讨论 V(NaOH)、c(NaOH)、 c(HCl)的大小,可推知 c(HCl)是否会出现误差。 变式变式:用已
15、知浓度的盐酸滴定未知浓度 NaOH 溶液,回答下列问题: (1)实验中除用到酸式和碱式滴定管外,还必须用到的玻璃仪器为 、 。 (2)某学生进行如下中和滴定操作,其中错误的是 。 A、取 20.00mLNaOH 溶液放入事先用蒸馏水洗净的锥形瓶中;B、往锥形瓶中加入 1mL 酚 酞指示剂;C、滴定时边滴边摇荡,同时观察滴定管中液面变化;D、将滴定管用标准盐酸 润洗后,装入标准盐酸,并用手捏橡皮管赶尽尖咀处气体;E、滴定时,锥形瓶下垫一张 白纸;F、滴定接近终点时用少量蒸馏水小心冲洗锥形瓶液面上方内壁。 (3)实验过程中,应用的指示剂为甲基橙,滴定终点时颜色 变化 。 (4)取 10.00mNaOH 溶液,滴定过程中,混合液的 pH