1、1专题 23 水的电离和溶液的酸碱性【复习目标】1了解水的电离、离子积常数。2了解溶液 pH 的含义及其测定方法，能进行 pH 的简单计算。3了解酸碱中和滴定的原理及过程，能做到分析或处理实验数据，得出合理结论。【考情分析】高考主要考点有四个，一是影响水电离平衡的因素及 Kw的应用；二是溶液的酸碱性的判断及pH 的计算；三是离子共存问题；四是酸碱中和滴定的原理及仪器的了解。从近几年高考来看，由酸、碱电离出的 c(H )、 c(OH )与水电离出的 c(H )、 c(OH )的比值求算；酸、碱中和时，pH 的变化、导电性的变化仍将是高考命题的热点。【考点过关】考点一水的电离水是极弱的电解质水的电
2、离方程式为 H2OH 2O H3O OH 或简写为：H 2OH OH 25 时，纯水中 c(H ) c(OH )110 7 _molL1水的电离任何水溶液中，由水电离出的 c(H )与 c(OH )都相等室温下： KW c(H )c(OH )110 14水的离子积常数只与温度有关，升高温度， KW增大水的离子积常数 KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液水的离子积常数 KW揭示了在任何水溶液中均存在 H 和OH ，只要温度不变， KW不变水的离子积常数水的离子积常数 Kw表达式中， c(H )、 c(OH )均表示整个溶液中相应离子总物质的量浓度。但是一般情况下有：酸溶液中 Kw c(H
3、 )酸 c(OH )水 (忽略水电离出的 H 的浓度)；碱溶液中 Kw c(H )水 c(OH )碱 (忽略水电离出的 OH 的浓度)影响因素温度升高，促进水的电离， KW增大；温度降低，抑制水的电离， KW减小2加入酸或碱抑制水的电离， Kw不变加入可水解的盐，促进水的电离， Kw不变加入能与水反应的活泼金属，促进水的电离25 中性溶液： c(H ) c(OH )1.010 7 molL1溶质为酸的溶液，溶液中的 OH 全部来自水的电离，水电离产生的 c(H ) c(OH )。如 pH2 的盐酸中，溶液中的c(OH )( KW/102 ) molL1 10 12 molL1 ，即由水电离出的
4、 c(H ) c(OH )10 12 molL1溶质为碱的溶液，溶液中的 H 全部来自水的电离，水电离产生的 c(OH ) c(H )。如 pH12 的 NaOH 溶液中，溶液中的 c(H )10 12 molL1 ，即由水电离出的 c(OH ) c(H )10 12 molL1pH5 的 NH4Cl 溶液中，H 全部来自水的电离，由水电离的c(H )10 5 molL1 ，因为部分 OH 与部分 NH 结合， 4溶液中 c(OH )10 9 molL1水电离出的 c(H )或c(OH )pH12 的 Na2CO3溶液中，OH 全部来自水的电离，由水电离出的 c(OH )10 2 molL1【
5、考点演练】下列说法正确的是 。95 纯水的 pH7；弱酸和弱碱混合，PH 由强者决定；未注明酸、碱强弱时，PH 无法判断判定规律等体积强酸（PH 1）和强碱（PH 2）混合时，若溶液呈中性，二者 PH 之和为 14；若溶液呈碱性，二者 PH 之和大于 14；若溶液呈酸性，二者 PH 之和小于 142.溶液的 pH溶液的 pH 是 c(H )的负对数，其表达式是 pHlg c(H )概念只能测定溶液的 pH 范围酸碱指示剂pH 试纸取一小块 pH 试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出 pH测定pH 计 pH 计可精
6、确测定试液的 pH(读至小数点后 2 位)若溶液为酸性，先求 c(H )，再求 pH；若溶液为碱性，先求 c(OH )，再由 c(H ) 求 c(H )，最后求 pHKWc OH 强酸溶液 浓度为 c mol/L 的 HnA 溶液， c(H ) nc mol/L，所以 pHlg nc5强碱溶液浓度为 c mol/L 的 B(OH)n溶液， c(OH ) nc mol/L， c(H ) 10 14ncmol/L，所以 pH14lg nc强酸溶液混合 先求 c(H )混 c(H )1V1 c(H )2V2/(V1 V2)，再求 pH强碱溶液混合 先求 c(OH )混 c(OH )1V1 c(OH
7、)2V2/(V1 V2)，再求 c(H ) KW/c(OH )混 最后求 pH若酸过量，则先求 c(H )过 c(H )酸 V 酸 c(OH )碱 V 碱 /(V 酸 V 碱 )，再求 pH溶液混合酸碱混合 若碱过量，则先求 c(OH )过 c(OH )碱 V 碱 c(H )酸 V 酸 /(V 酸 V 碱 )再求 c(H ) KW/c(OH )过 ，最后求 pH对于 pH a 的强酸和弱酸溶液，每稀释 10n倍，强酸的 pH 就增大 n 个单位，即 pH a n(其中 a n7)；由于稀释过程中，弱碱还会继续电离，故弱碱的 pH范围是 b n7)；碱溶液无限稀释，pH 只能无限接近于 7，不能
8、小于 7计算稀释碱溶液6【考点演练】下列有关说法正确的是 。用润湿的试纸测溶液的 pH，一定会使结果偏低一定温度下，pH a 的氨水溶液，稀释 10 倍后，其 pH b，则 a b125 时，pH4.5 的番茄汁中 c(H )是 pH6.5 的牛奶中 c(H )的 2 倍25 时，某溶液中水电离出的 c(H )10 13 ，则该溶液的 pH 一定为 13常温下，pH3 的盐酸和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈碱性25 时，pH2 的 CH3COOH 溶液和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈中性25 时，pH2 的盐酸和 pH12 的氨水等体积混合所得溶液呈酸性
9、25时有甲、乙两杯醋酸稀溶液，甲的 pH2，乙的 pH3，中和等物质的量的 NaOH，需甲、乙两杯酸的体积( V)之间的关系为 10V(甲) V(乙) MOH 和 ROH 两种一元碱，其水溶液分别加水稀释时，pH 变化如下图所示，在 x 点时，ROH 完全电离在 25时，向 50.00 mL 未知浓度的 CH3COOH 溶液中逐滴加入 0.5 molL-1的 NaOH 溶液。滴定过程中，溶液的 pH 与滴入 NaOH 溶液体积的关系如右图所示，点所示溶液的导电能力弱于点室温下，用 0.100mol/L NaOH 溶液分别滴定 20.00ml 0.100mol/L 的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示
10、，V(NaOH) =20ml 时，c(Cl )=c(CH3COO)725 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。若所得溶液的pH7，且已知 Va Vb， b0.5 a， b 值是可以等于 4答案：考点三中和滴定实验原理 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)的浓度的实验方法酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、带滴定管夹的铁架台等查漏洗涤润洗装液排气调液面记录酸式滴定管包括玻璃活塞、长玻璃管，可盛放酸性溶液、强氧化性溶液，不能盛放碱性溶液及氢氟酸主要仪器滴定管使用碱式滴定管包括长玻璃管、橡皮管、玻璃球，可盛放碱性溶8液，不能盛放酸
11、性溶液及强氧化性的溶液滴定管的上端都标有规格大小、使用温度、0 刻度，滴定管的精确读数为 0.01mL标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水指示剂选择的基本原则：变色要灵敏是变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致不能用石蕊作指示剂强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，如用 NaOH 溶液滴定醋酸滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，如用盐酸滴定氨水主要试剂 指示剂选择并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的 Na2SO3滴定KMnO4溶液时，KMnO 4颜色褪去时即为滴定终点滴定操作终点判断 等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，且在半分钟
12、内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积洗(洗涤)：洗 涤仪器并进行检漏、润洗取(取液)：向酸(碱)式滴定管中注入标准液，向锥形瓶中注入待测液，加入23 滴指示剂滴(滴定)：在锥形瓶下垫一张白纸，向锥形瓶中先快后慢地加入标准液(后面逐滴加入)，至指示剂发生明显的颜色变化(如由红色变为无色或红色变为橙色、无色变为粉红色等)且半分钟内不变时，停止滴定读(读数)：平视滴定管中凹液面最低点，读取溶液体积记(记录)：记录滴定前和滴定终点时滴定管中标准液的刻度，重复滴定 23次将数据记入表中实验步骤算(计算)：以( V 终 V 始 )为消耗的标准液的体积，取 23 次实验结果的平均值，依据 c
13、待 (一元酸碱)计算待测液的物质的量浓度c标 V标V待9依据原理 c(标准) V(标准) c(待测) V(待测)，得 c(待测)，因为 c(标准)与 V(待测)已确定，所以只要分析出不c 标 准 V 标 准 V 待 测 正确操作引起 V(标准)的变化，即分析出结果以标准酸溶液滴定未知浓度的碱(酚酞作指示剂)为例酸式滴定管未用标准溶液润洗, V(标准) 变大, c(待测) 偏高碱式滴定管未用标准溶液润洗, V(标准) 变小, c(待测) 偏低锥形瓶用标准溶液润洗, V(标准) 变大, c(待测) 偏高洗涤锥形瓶洗净后还留有蒸馏水, V(标准)不变, c(待测) 无影响取液 放出碱液的滴定管开始有
14、气泡，放出液体后气泡消失, V(标准) 变大,c(待测) 偏高酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失， V(标准) 变大, c(待测) 偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出， V(标准) 变小, c(待测) 偏低部分酸液滴出锥形瓶外， V(标准) 变大, c(待测) 偏高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， V(标准) 变大, c(待测) 偏高酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯) ， V(标准) 变小, c(待测) 偏低误差分析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) ， V(标准) 变大, c(待测) 偏高【考点演练】(2
15、017 届昆明测试)乙二酸(HOOCCOOH)俗名草酸，是一种有还原性的有机弱酸，在化学上有广泛应用。(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时，他往 A、B 两支试管中均加入 4 mL 0.01 molL1 的酸性 KMnO4溶液和 2 mL 0.1 molL1 H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，A 试管置于热水中，B 试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间 tA_tB(填“” “”或“c D. c 点时溶液的 pH=413解析：A 项，根据图 像 0.1mol/LHX 溶液中 lg =12， =1 1012，c（H +）c（OH -）=1 10-14，解得 c（H
16、+）=0.1mol/L，H X 为强酸，0.1 mol/LHY 溶液中 lg 12，HY 为弱酸，A 项正确； B 项，b 点时溶液中 lg =0，溶液中 c（H +）=c（OH -） ，溶液呈中性，B 项正确；C 项，d 点、c 点加入 5 10-3mol 的 NaOH 固体，d 点得到等物质的量浓度的 NaX 和 HX 的混合液，HX 电离出 H+使 d 点溶液呈酸性，c 点得到等物质的量浓度的 NaY 和 HY 的混合液，c 点溶液呈酸性，HY 的电离程度大于 Y-的水解程度，d 点溶液中 c（H +）大于 c 点，d 点溶液中 H+对水的电离的抑制程度大于 c 点，水的电离程度：c d
17、，C 项错误；D 项，c 点溶液中 lg =6， =1 106，c（H +）c（OH -）=1 10-14，解得 c（H +）=1 10-4mol/L，c 点溶液的 pH=4，D 项正确。答案：C4 （山东 K12 联盟 2018 届高三开年迎春考试）常温下,向 10mL0.2mol/LH2C2O4溶液中滴加 0.2mol/LKOH 溶液，水电离出氢离子浓度 c(H+)与加入氢氧化钾溶液的体积的变化如下图,已知常温下,H 2C2O4的电离常数为：K1=5.010-2，K 2=5.410-5,根据图示判断，下列说法不正确的是（ ） A. c 点的溶液显碱性B. a 点时,加入 KOH 溶液的体积
18、 V1=10mLC. b 点时,溶液中各粒子浓度的大小顺序为：c(K +)c(C2O42-)c(OH-)c(HC2O4-)c(H+)D. 当 V(KOH)=15mL 时,溶液中存在以下关系：2c(K +)=3c(C2O42-)+3c(HC2O4-)+3c(H2C2O4)答案：B145 （宜宾市高 2018 届高三第三次诊断考试）25时，用 0.10 mol/L 的氨水滴定 10.00 mL 0.05 mol/L 的二元酸 H2A 的溶液，滴定过程中加入氨水的体积( V)与溶液中 OHlgc的关系如图所示。下列说法正确的是A. H2A 的电离方程式为 H2A H+HA -B. B 点溶液中，水电
19、离出的氢离子浓度为 1.010-6 mol/LC. C 点溶液中， c(NH4+)+c(NH3H2O)= 2c(A2-)解析：根据图像，A 点时，0.05 mol/L 的二元酸 H2A 的溶液 Olgc= -12，此时 c（OH -）=10 -12c（H +） ，c（OH -）=1.010 -13 mol/L，c（H +）=0.1 mol/L，说明 H2A 为二元强酸。A、H 2A 的电离方程式为H2A=2H+A 2-，故 A 错误；B、B 点溶液中，加入了 10mL 0.10 mol/L 的氨水，恰好完全反应，此时溶液应为（NH 4） 2A 溶液， Olgc= -2，c（OH -）=10 -
20、2c（H +） ，c（OH -）=1.010 -8 mol/L，c（H +）=1.010 -6mol/L，此时溶液因 NH4+水解呈酸性，溶液中的氢离子均是水电离产生的，故水电离出的氢离子浓度为1.010-6 mol/L，故 B 正确；C、C 点溶液中，加入了 12.5 mL 0.10 mol/L 的氨水，此时溶液应为（NH 4）2A 和 NH3H2O 混合溶液， OlgHc= 0，c（OH -）=c（H +） ，根据电荷守恒： c(NH4+)+c(H+)= 2c(A2-)+c（OH -） ，即 c(NH4+)= 2c(A2-)，故 C 错误；D、B 点时，溶液应为 0.025mol/L（NH
21、 4） 2A 溶液， Hlg= -2，c（OH -）=10 -2c（H +） ，c（OH -）=1.010 -8 mol/L，c（H +）=1.010 -6mol/L，溶液因NH4+水解呈酸性，NH 4+ H2O H+ NH3H2O，该反应的水解常数为 Kh= wb = 4cN（ ）（ ）= 610.5=210-155，故氨水的电离平衡常数为14b502K=510-10，故 D 错误。答案：B6 （南宁市第三中学 2018 届高三第二次模拟考试）已知 Kb（NH 3H2O）=1.710 -5，K a（CH 3COOH）=1.710-5。25时，向 20mL 浓度均为 0.01molL-1的盐酸
22、和醋酸的混合溶液中逐滴加入 0.01molL-1的氨水，测定过程中电导率和 pH 变化曲线如图所示，下列说法错误的是A. a 点溶液中 ，c(CH 3COO-)数量级约为 10-5B. b 点溶液中，c(NH 4+) c(CH3COOH)C. c 点溶液中，c(NH 4+) +c(NH3H2O) = c(Cl-)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)D. c 点水的电离程度小于 d 点解析：氨水逐滴滴入盐酸和醋酸的混合液中，依次发生的反应为：HCl+NH3H2O=NH4Cl、CH 3COOH+NH3H2O=CH3COONH4+H2O；盐酸为强酸，随着氨水的滴入，溶液的体积变大，溶液中离子
23、浓度变小，溶液的电导率逐渐变小，当盐酸恰好完全反应时电导率最小，b 点为等浓度的 NH4Cl和 CH3COOH 的混合液；继续滴加氨水，弱酸醋酸与氨水反应生成强电解质 CH3COONH4，溶液中离子浓度变大，溶液的电导率又逐渐变大，c 点为等浓度的 NH4Cl 和 CH3COONH4的混合液；醋酸恰好完全反应后，继续滴加氨水，氨水属于弱碱水溶液，溶液中离子浓度又变小，溶液的导电率又变小。A 项，a 点没有滴入氨水，盐酸为强酸，醋酸为弱酸，醋酸的电离方程式为 CH3COOH CH3COO-+H+，设溶液中 c（CH 3COO-）=xmol/L，则溶液中 c（H +）=（0.01+x）mol/L，
24、c（CH 3COOH）=（0.01-x）mol/L，K a（CH 3COOH）= =1.7 10-5，由于 HCl 电离的 H+抑制 CH3COOH 的电离，0.01+x 0.01，0.01-x 0.01，解得 x 1.7 10-5，c（CH 3COO-）的数量级约为 10-5，A 项正确；B 项，根据上述分析，b 点为等浓度的 NH4Cl 和 CH3COOH 的混合液，NH 4Cl 属于强酸弱碱盐，NH 4+的水解离子方程式为 NH4+H2O NH3H2O+H+，NH 4+的水解平衡常数 Kh（NH 4+）= =KW/Kb（NH 3H2O）=1 10-14 （1.7 10-5）=5.88 1
25、0-10 Ka（CH 3COOH） ，NH4+的水解程度小于 CH3COOH 的电离程度，b 点溶液中 c（NH 4+） c（CH 3COOH） ，B 项正确；C 项，根据上16述分析，c 点为等浓度的 NH4Cl 和 CH3COONH4的混合液，溶液中的物料守恒为 c（NH 4+）+c（NH 3H2O）=c（Cl -）+c（CH 3COO-）+c（CH 3COOH） ，C 项正确；D 项，c 点为等浓度的 NH4Cl 和 CH3COONH4的混合液，NH4Cl、CH 3COONH4水解促进水的电离，d 点为等浓度的 NH4Cl、CH 3COONH4和略过量的氨水组成的混合液，过量的氨水对水的
26、电离起抑制作用，c 点水的电离程度大于 d 点，D 项错误。答案：D7 （茂名市五大联盟学校高三五月联考）类比 pH 的定义,对于稀溶液可以定义 pC=-1gc。常温下，某浓度的 H2A 溶液在不同 pH 下,测得 pC(H2A)、pC(HA -)、pC(A 2-)的变化如图所示。下列说法正确（ ）A. 曲线表示 pC(HA- )随 pH 的变化B. 当 pH=1.40 时，c(H 2A)c(A2-)c(HA-)C. 常温下， =104.50D. a、b、c 三点对应的溶液中,c(H 2A)+c(HA-)+c(A2-)的值相等解析：多元弱酸的第一步电离大于第二步电离，根据定义 pC=-1gc，
27、pH 增大，pC 增大较明显，曲线应为表示 pC(H2A)随 pH 的变化，曲线应为表示 pC(A2-)随 pH 的变化。A、多元弱酸的第一步电离大于第二步电离，根据定义 pC=-1gc，pH 增大，pC 增大较明显，曲线应为表示 pC(H2A)随 pH 的变化，选项 A 错误；B、当 pH=1.40 时，由图可知，pC(H 2A)pC(HA-)pC(A2-)，则 c(H2A)” 、 “=”或“”)。(4)从粗铜精炼的阳极泥(主要含有 Cu2Te)中提取粗碲的一和工芝流程如下:20己知加压酸浸时控制溶液的 pH 为 5.0，生成 TeO2沉淀。如果 H2SO4溶液浓度过大，将导致 TeO2沉淀
28、不完全，原因是_。防止局部酸度过大的操作方法是_。对滤渣“酸浸”后 ，将 Na2SO3加入 Te(SO4)2溶液中进行“还原”得到固态碲，该反应的离子方程式是_。“还原”得到固态碲后分离出粗碲的方法是_，对粗碲进行洗涤，判断洗涤干净的实验操作和现象是_。答案：（1）小于（2）TeO 2+2NaOH=Na2TeO3+H2O（3）10% （4）溶液酸性过强，TeO 2会继续与酸反应，导致 TeO2沉淀不完全 搅拌 2SO32-+Te4+2H2O=Te+2SO 42- +4H+ 过滤 取少量最后一次洗涤液，加入BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，则说明洗涤干净防止局部酸度过大的操作方法是搅拌；对滤渣
29、“酸浸后，将 Na2SO3加入 Te（SO 4） 2溶液中进行还原得到固态碲，根据电子得失守恒、原子守恒以及电荷守恒可知该反应的离子方程式是 2SO32-+Te4+2H2OTe+2SO 42- +4H+；还原得到固态碲后分离出粗碲的方法是过滤，对粗碲进行洗涤，判断洗涤干净的实验操作和现象是：取少量最后一次洗涤液，加入 BaCl2溶液，若没有白色沉淀生成，则说明洗涤干净。11 （辽南协作校 2018 届高三下学期第一次模拟）废弃物回收利用可变废为宝。某工业固体废物的组成为Al2O3、FeO、Fe 2O3等。下图是以该固体废物为原料制取氧化铝、磁性 Fe3O4胶体粒子的一种工艺流程:21(1)检验
30、制备 Fe3O4胶体粒子成功的实验操作名称是_。(2)写出由溶液 B 制备磁性 Fe3O4胶体粒子的离子方程式_。(3)由溶液 B 制得 Fe3O4胶体粒子的过程中，须持续通入 N2。其原因是_。(4)向溶液 C 中加入 NaHCO3溶液，溶液的 pH_(填“增大” ， “不变”或“减小”)。(5)固体 D 是 Al(OH)3，空温时 Al(OH)3溶于 NaOH 溶液反应的平衡常数等于 20，则此时 Al(OH)3 A1O2-+H+H2O的电离常数 K=_。(6)用重路酸钾(K 2Cr2O7)可测定产物磁性 Fe3O4胶体粒子中铁元素的含量，过程如下图。已知，反应中K2Cr2O7被还原为 C
31、r3+。写出甲乙的化学方程式_。写出乙丙的离子方程式_。答案：丁达尔效应 2Fe3+Fe2+8OH- Fe3O4(胶体)+4H 2O N2气氛下，防止 Fe2+被氧化 减小 2.010-13 SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2 Cr2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2O（4）C 为 NaAlO2溶液，向 NaAlO2溶液中滴加 NaHCO3溶 液，偏铝酸根离子促进碳酸氢根离子电离且和氢离子结合生成氢氧化铝白色沉淀，方程式为：NaAlO 2 + NaHCO3 +H2O=Al(OH)3+ Na2CO3，导致溶液的 pH 减小；（5）氢氧化铝溶解于氢氧化钠溶液中
32、的离子方程式为：Al(OH) 3+OH - AlO2-+2H2O，K= 2AlcH=2AlOwcCHk=20, Al(OH)3电离的方程式为：Al(OH) 3 AlO2-+H+H2O；由电离方程式可知 Ka=c(AlO2-)22C(H+)，由 K= 2AlOcH= 2lwcCHk=20 和 Ka=c(AlO2-)C(H+)联立可得 Ka=KKW=20 1 10-14= 2.010-13；（6）Fe 3+能把 Sn2+氧化为 Sn4+，Fe 3+被还原为 Fe2+，所以甲乙反应的化学方程式为：SnCl2+2FeCl3=SnCl4+2FeCl2在酸性条件下 K2Cr2O7将 Fe 2+氧化为 Fe 3+,还原产物为 Cr 3+,所以乙丙的反应的离子方程式为：Cr 2O72-+6Fe2+14H+=2Cr3+6Fe3+7H2。
