考点水的电离和溶液的PH【精品资料】高考化学知识点全程讲解_中学教育-高考.pdf
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1、学习必备 欢迎下载 考点 32 水的电离和溶液的 PH 1复习重点 1 通过对水的电离、离子积、pH定义等重要知识和方法迁移应用的练习,提高认知能力;2灵活解答水的电离平衡的相关问题;3掌握混合溶液 pH计算的方法,并能运用数学工具解决一些有关 pH计算的综合问题 4培养学习过程中探究、总结的习惯。2难点聚焦(一)溶液的酸碱性及 pH 的值 溶液呈的酸碱性何性,取决于溶液中 H+、OH的相对大小:pH 值的大小取决于溶液中的H+大小 pH=lgH+,pOH=lgKw=pKw 溶液酸碱性 H+与 OH关系 任意湿度 室温(mol/L)pH 值(室温)酸性 H+OH H+1 107 7 中性 H+
2、=OH H+=OH=1 107=7 碱性 H+OH H+1与 107 7(1)酸性越强,pH 值越小,碱性越强,pH 值越大,pH 值减小一个单位,H+就增大到原来的 10 倍,pH 值减小 n 个单位,H+的增大到原来的 10n倍.(2)任意水溶液中 H+0,但 pH 可为 0,此时 H+=1mol/L,一般 H+1mol/L时,pH 0,故直接用 H+表示.(3)判断溶液呈中性的依据为:H0=OH或 pH=pOH=21pKw 只有当室温时,Kw=1 1014 H+=OH=107mol/L 溶液呈中性 pH=pOH=21pKw=7 分析 原因:H2O H+OH Q 由于水的电离是吸热的,湿度
3、越高,电离程度越大,kw 越大.中性:pH=pOH=21pKw T Kw pH+pOH T Kw pH=pOH 如:100,KW=1 1012.pKw=12.中性时 Ph=21pKw=6 7.图示:不同湿度(T1 T2)时溶液中 H+与 OH,pH 与 pOH 关系 酸性区2OH T碱性区-T1H+中性碱性区T12TpHpOH中性酸性区学习必备 欢迎下载 图一 图二 想一想:图一与图二有哪些不同?为何不同?提示:(形状 T1、T2相对位置)简平分钱划分的两个区域酸碱性不同。建议以 H+、OH=Kw,和 pH+pOH=pKw 两个关系或考虑,并注意湿度不同时 Kw 的影响。)(4)溶液 pH 的
4、测定方法:酸碱指示剂 pH 试纸 pH 计其中只传判定 pH 范围 pH 试纸也只能确定在某个值左右(对照标准比色卡),无法精确到小数点后 1 倍。另外使用时不能预先润湿试纸。否则相当于又稀释了待测液,测定结果误差大。pH 计测定较精确.(二)酸碱溶液的稀释前后 pH 值的变化。由于强酸或强碱在水中完全电离,加水稀释后不会有溶质进一步电离,故仅仅是体积增大的因素导致酸溶液中的 H+或碱溶液中的 OH减小.弱酸或弱碱由于在水中不完全电离,加水稀释同时,能促使其分子进一步电离,故导致相应H+或 OH减小的幅度降低。例如 等物质的量浓度的盐酸和醋酸,氢氧化钠和氨水分别加水稀释。溶液的 pH 值变化,
5、图示如下:若把上述问题,换成等 pH 值,图示又怎样呢?7pHHClHAC加水 加水NaOH3NHH2O7pH7HClpH3 2HACV2O HNaOH7NHpHO HVHO2提高认知能力灵活解答水的电离平衡的相关问题掌握混合溶液计算的方法并能运用数学工具解决一些有关计算的综合问题培养学习过程中探究总结的习惯难点聚焦一溶液的酸碱性及的值溶液呈的酸碱性何性取决于溶液中的相对大小 越大值减小一个单位就增大到原来的倍值减小个单位的增大到原来的倍任意水溶液中但可此时一般时故直接用表示判断溶液呈中性的依据或只有当室温时溶液呈中性分析原因由于水的电离是吸热的湿度越高电离程度越大越大中性如 一与图二有哪些不
6、同为何不同提示形状相对位置简平分钱划分的两个区域酸碱性不同建议以和两个关系或考虑并注意湿度不同时的影响溶液的测定方法酸碱指示剂试纸计其中只传判定范围试纸也只能确定在某个值左右对照标准比色学习必备 欢迎下载 强酸弱酸稀释 强、弱碱稀释 前 倍 稀释到n10后 前 倍 稀释到n10后 pH=a pH(HCl)=a+n 7 pH=b Ph(NaOH)=b n 7 pH(HAC)a+n 7 pH(NH3 H2C)b n 7 pH(HCl)=n pH(NaOH)=n pH(HAC)n pH(NH3 H2O)n pH(HCl)pH(HAC)pH(NaOH)pH(NH3 H2O)注意:酸无论怎样稀释,不可能
7、成为碱性;若无限稀释,则 pH 只能无限接近 7 且小于 7.碱无论怎样稀释,不可能成为酸性;若无限稀释,则 pH 只能无限接近 7 且大于 7 当起始强酸、弱酸的 pH 相同,稀释后为达仍相同,则稀释倍数一定是弱酸大小强酸(强碱、弱碱类同)(三)有关 pH 的计算 1溶液简单混合(不发生反应,忽略混合时体积变化)强酸:pH=pH小+0.3 若等体积混合,且 pH 2 强碱:pH=pH大 0.3 若不等体积混合,物质的量浓度 强酸 H+总=2 12 2 1 1V VV M V M 分别为 M1、M2体积分别为 强碱 OH总=2 12 2 1 1V VV M V M V1、V2的一元强酸或强碱
8、注意:强酸直接由 H+总求 pH 值 强碱由 OH总求 pOH,后再求 pH 值.2强酸和强碱混合(发生中和反应,忽略体积变化)可能情况有三种:若酸和碱恰好中和.即 nH+=nOH,pH=7.若酸过量,求出过量的 H+,再求 pH 值.若碱过量,求出过量的 OH,求出 pOH 后求 pH 值.特例:若强酸与强碱等体积混合 若 pH酸+pH碱=14,则完全中和 pH=7.若 pH酸+pH碱 14,则碱过量 pH pH碱 0.3 若 pH酸+pH碱 14,则酸过量 pH pH酸+0.3 讨论:pH=a 的 HCl 溶液和 pH=b 的 NaOH 溶液按体积比 V1:V2混合.当混合液分别呈中性、酸
9、性、碱性时,且 V1:V2=10n时,a+b 分别为多少?分析 呈中性:即 pH=7.提高认知能力灵活解答水的电离平衡的相关问题掌握混合溶液计算的方法并能运用数学工具解决一些有关计算的综合问题培养学习过程中探究总结的习惯难点聚焦一溶液的酸碱性及的值溶液呈的酸碱性何性取决于溶液中的相对大小 越大值减小一个单位就增大到原来的倍值减小个单位的增大到原来的倍任意水溶液中但可此时一般时故直接用表示判断溶液呈中性的依据或只有当室温时溶液呈中性分析原因由于水的电离是吸热的湿度越高电离程度越大越大中性如 一与图二有哪些不同为何不同提示形状相对位置简平分钱划分的两个区域酸碱性不同建议以和两个关系或考虑并注意湿度
10、不同时的影响溶液的测定方法酸碱指示剂试纸计其中只传判定范围试纸也只能确定在某个值左右对照标准比色学习必备 欢迎下载 nH+=nOH 10aV1=10(14b)V2 V1:V2=1014+a+b 10n=10a+b14 n=a+b 14 a+b=14+n 若呈酸性.即 pH 7 nH+nOH 10aV1 10(14b)V2 V1:V2 1014+a+b 10n 1014+a+b a+b 14+n 若呈碱性,即 pH 7,同理可知 a+b 14+n 想一想:若 V1:V2=1:10n=10n,三种情况的结果又如何呢?3关于酸、碱混合时的定性判断(常温)酸与碱混合时发生中和反应,但不一定恰好完呈中和
11、。即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的盐能否水解及水解情况而定,另外酸碱的强弱不同,提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。一般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。下面把常见的几种情况分列出来.等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液 pH 7(由生成的强碱弱酸盐水解决定)等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液 pH 7(由生成的强酸弱碱盐水解决定)等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液 pH=7(因生成强酸强碱盐不水解)想一想:若酸或碱之一是多元,情况又怎样?当 pH=pOH 的强酸与强碱溶液以等体积混合后 pH=7(与酸、碱的几
12、元性无尖)当 pH=3 的某一元酸溶液与 pH=11 的一元强碱以等体积混合后 pH 7。(考虑酸有强弱之分,若分弱酸,制反应后酸过量)当 pH=3 的某一元强酸 pH=11 的一元碱溶液的以等体积混合后 pH 7(同理,弱碱过量)将 pH=3 的酸溶液和 pH=11 的碱溶液以等体积混合后溶液 pH=无法确定.再想一想:与酸、碱的几元性有无关系?3例题精讲 知识点一:水的电离【例 1】(1)与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3 NH4+NH2-据此判断以下叙述中错误的是()A液氨中含有 NH3、NH4+、NH2-等微粒 提高认知能力灵活解答水的电离平衡的相关问题掌握混合溶液计
13、算的方法并能运用数学工具解决一些有关计算的综合问题培养学习过程中探究总结的习惯难点聚焦一溶液的酸碱性及的值溶液呈的酸碱性何性取决于溶液中的相对大小 越大值减小一个单位就增大到原来的倍值减小个单位的增大到原来的倍任意水溶液中但可此时一般时故直接用表示判断溶液呈中性的依据或只有当室温时溶液呈中性分析原因由于水的电离是吸热的湿度越高电离程度越大越大中性如 一与图二有哪些不同为何不同提示形状相对位置简平分钱划分的两个区域酸碱性不同建议以和两个关系或考虑并注意湿度不同时的影响溶液的测定方法酸碱指示剂试纸计其中只传判定范围试纸也只能确定在某个值左右对照标准比色学习必备 欢迎下载 B一定温度下液氨中 C(N
14、H4+)C(NH2-)是一个常数 C液氨的电离达到平衡时 C(NH3)=C(NH4+)=C(NH2-)D只要不加入其他物质,液氨中 C(NH4+)=C(NH2-)(2)完成下列反应方程式 在液氨中投入一小块金属钠,放出气体 NaNH2溶于水的反应 类似于“H+OH=H2O”的反应 解析:此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的 H+与 H2O 结合形成 H3O+)以及水的电离平衡,并能迁移应用于对于 NH3电离的认识:NH3分子电离产生 H+和 NH2,H+与 NH3结合生成 NH4+,液氨电离产生等量的 NH2与 NH4+,一定温度下离子浓度乘积为一常数;NH4+类似于 H+,NH2类似于
15、 OH。具备上述知识后,就可顺利完成解题。答案:(1)C(2)2Na+2NH3=H2+2Na NH2 NaNH2+H2O=NaOH+NH3 或 NH2+H2O=OH+NH3 NH2+NH4+=2NH3 或 NH4Cl+NaNH2=2NH3+NaCl 知识点二:水的离子积【例 2】某温度下纯水中 C(H+)=2 10-7 mol/L,则此时溶液中的 C(OH-)=_。若 温度 不变,滴入 稀盐酸 使 C(H+)=5 10-6 mol/L,则 此时 溶液 中的 C(OH-)=_。解析:由水电离产生的 H+与 OH-量始终相等,知纯水中 C(H+)=C(OH-)。根据纯水中 C(H+)与C(OH-)
16、可求出此温度下水的 Kw 的值,由 Kw 的性质(只与温度有关,与离子浓度无关),若温度不变,稀盐酸中 Kw 仍为此值,利用此值可求出盐酸中的 C(OH-)。答案:纯水中 C(OH-)=C(H+)=2 10-7 mol/L Kw=C(H+)C(OH-)=2 10-7 2 10-7=4 10-14 稀盐酸中 C(OH-)=Kw/C(H+)=(4 10-14)/(5 10-6)=8 10-9 mol/L【例 3】.难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡,例如:AgCl(s)Ag+Cl,Ag2CrO4(s)2Ag+CrO42,在一定温度下,难溶化合物饱和溶液离子浓度的乘积为一常数,这个常数用 Ksp 表
17、示。已知:Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=1.8 10-10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=1.9 10-12 现有 0.001 摩/升 AgNO3溶液滴定 0.001 摩/升 KCl 和 0.001 摩/升的 K2CrO4的混和溶液,试通过计算回答:(1)Cl-和 CrO42-中哪种先沉淀?(2)当 CrO42-以 Ag2CrO4形式沉淀时,溶液中的 Cl-离子浓度是多少?CrO42-与 Cl-能否达到有效的分离?(设当一种离子开始沉淀时,另一种离子浓度小于 10-5mol/L 时,则认为可以达到有效分离)解析:(1)当溶液中某物质离子浓度的乘积大于 Ksp 时,会形成沉
18、淀。几种离子共同沉淀某种离子时,根据各离子积计算出所需的离子浓度越小越容易沉淀。(2)由 Ag2CrO4沉淀时所需 Ag+浓度求出此时溶液中 Cl的浓度可判断是否达到有效分离。解答:(1)AgCl 饱和所需 Ag+浓度 Ag+1=1.8 10-7摩/升 提高认知能力灵活解答水的电离平衡的相关问题掌握混合溶液计算的方法并能运用数学工具解决一些有关计算的综合问题培养学习过程中探究总结的习惯难点聚焦一溶液的酸碱性及的值溶液呈的酸碱性何性取决于溶液中的相对大小 越大值减小一个单位就增大到原来的倍值减小个单位的增大到原来的倍任意水溶液中但可此时一般时故直接用表示判断溶液呈中性的依据或只有当室温时溶液呈中
19、性分析原因由于水的电离是吸热的湿度越高电离程度越大越大中性如 一与图二有哪些不同为何不同提示形状相对位置简平分钱划分的两个区域酸碱性不同建议以和两个关系或考虑并注意湿度不同时的影响溶液的测定方法酸碱指示剂试纸计其中只传判定范围试纸也只能确定在某个值左右对照标准比色学习必备 欢迎下载 Ag2CrO4饱和所需 Ag+浓度 Ag+2=19 100 00112.=4.36 10-5摩/升 Ag+1Ag+2,Cl-先沉淀。(2)Ag2CrO4开始沉淀时 Cl-=18 104 36 10105.=4.13 10-6C(OH)的操作是()(1)将水加热煮沸(2)向水中投入一小块金属钠(3)向水中通 CO2(
20、4)向水中通 NH3(5)向水中加入明矾晶体(6)向水中加入 NaHCO3固体(7)向水中加 NaHSO4固体 A、(1)(3)(6)(7)B、(1)(3)(6)C、(5)(7)D、(5)解析:本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响,请按如下思路完成本题的解:本题涉及到哪些条件对水的电离平衡的影响?各自对水的电离平衡如何影响?结果任何(C(H+)与 C(OH)相对大小)?归纳酸、碱、盐对水的电离平衡的影响。解答:D 知识点四:pH的定义方法【例 6】、下列溶液,一定呈中性的是()A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液 B.H+=1 10-7mol L-1的溶液
21、C.pH=14-pOH 的溶液 D.pH=pOH 的溶液(2000 年化学试测题)解析:此题要求将教材中定义 pH 方法迁移应用于表示 pOH 以及 pH 与 pOH 的关系,根据 pH的定义方法,可定义 pOH=lgC(OH),将室温下水的离子积的表达式 C(H+)C(OH)=1014两边取负对数,lgC(H+)lgC(OH)=lg1014,整理得 pH+pOH=14。应用所得关系式分析可得答案。提高认知能力灵活解答水的电离平衡的相关问题掌握混合溶液计算的方法并能运用数学工具解决一些有关计算的综合问题培养学习过程中探究总结的习惯难点聚焦一溶液的酸碱性及的值溶液呈的酸碱性何性取决于溶液中的相对
22、大小 越大值减小一个单位就增大到原来的倍值减小个单位的增大到原来的倍任意水溶液中但可此时一般时故直接用表示判断溶液呈中性的依据或只有当室温时溶液呈中性分析原因由于水的电离是吸热的湿度越高电离程度越大越大中性如 一与图二有哪些不同为何不同提示形状相对位置简平分钱划分的两个区域酸碱性不同建议以和两个关系或考虑并注意湿度不同时的影响溶液的测定方法酸碱指示剂试纸计其中只传判定范围试纸也只能确定在某个值左右对照标准比色学习必备 欢迎下载 解答:D 点评:pOH=lgC(OH)、pH+pOH=14 两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内,我们不一定要掌握,但将教材中的知识、方法加以迁移应用,进行探究
23、发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。此题作为全国高考化学测试题具有重要的指导意义,值得大家认真去领悟,在随后的 20XX 年上海高考题以及 20XX 年全国理科综合高考题中又出现了类似的题目。为更好地表示溶液的酸碱性,科学 家提出了酸度(AG)的概念,AG OH cH clg,则下列叙述正确的是 A 中性溶液的 AG 0 B 酸性溶液的 AG 0 C 常温下 0.lmol/L 氢氧化钠溶液的 AG 12 D 常温下 0.lmol/L 盐酸溶液的 AG 12(20XX 年上海)有人曾建议用 AG 表示溶液的酸度(acidity arede),AG 的定义为 AG lg(H/OH)。下列表述正确的
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