2023届新高考化学一轮复习水的电离和溶液的ph学案.docx
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1、第2讲水的电离和溶液的pH复习目标核心素养1.能从电离、离子反应、化学平衡的角度分析溶液的酸碱性、导电性等性质。2能进行溶液pH的简单计算,能正确测定溶液的pH。3能调控溶液的酸碱性,能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。1.认识水的电离有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析水的电离,运用平衡移动原理解决实际问题。2能发现和提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究。考点一水的电离1水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2OH2OH3OOH,简写为H2OHOH,水的电离常数K电离。2水的离子积(1)概
2、念:当水的电离达到电离平衡时,电离产物H和OH浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数。(2)表达式。Kwc(H)c(OH);25 时,Kw1.01014。(3)影响因素水的离子积Kw,只受温度的影响,温度升高,Kw增大。(4)适用范围。Kw不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。3影响水电离平衡的因素条件变化移动方向c(H)c(OH)Kw电离程度升温右移增大增大增大增大加酸左移增大减小不变减小加碱左移减小增大不变减小加活泼金属右移减小增大不变增大加醋酸钠右移减小增大不变增大加氯化铵右移增大减小不变增大(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等。()(2)100 的纯水中c(H)11
3、06 molL1,此时水呈酸性。()(3)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变。()(4)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。()(5)室温下,0.1 molL1的HCl溶液与0.1 molL1的NaOH溶液中水的电离程度相等。()(6)任何水溶液中均存在H和OH,且水电离出的c(H)和c(OH)相等。()题点一外界条件对水电离平衡的影响(2021北京丰台区模拟)室温时纯水中存在电离平衡:H2OHOH。下列叙述正确的是()A升高温度,水的电离程度增大,c(H)增大,pH1107 molL1D向水中加入少量NH4Cl固体,NH结合水电离出的OH,由水电离出的c
4、(H)1107 molL1【解析】升高温度,水的电离程度增大,c(H)增大,pH1107 molL1,故D正确。【答案】D对点训练1(2021泰安模拟)室温下,水的电离达到平衡:H2OHOH,下列叙述正确的是()A向水中加入少量金属Na,平衡正向移动,c(OH)增大 B向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,Kw变小C向水中加入少量NaHSO4或NaHCO3固体,平衡均正向移动,水的电离程度增大D向水中加入少量CH3COONH4固体,溶液呈中性,水的电离平衡不移动答案:A题点二水的电离平衡曲线水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是()A图中五点Kw间的关系BCADEB若从A点到D点,
5、可采用在水中加入少量酸的方法C若处在B点时,将pH2的硫酸与pH12的KOH等体积混合后,溶液显碱性D若从A点到C点,可用温度不变时在水中加入适量NH4Cl固体的方法【解析】ADE都处于25 时,Kw相等,B点c(H)和c(OH)都大于C点的c(H)和c(OH),并且C点的c(H)和c(OH)大于A点c(H)和c(OH),c(H)和c(OH)越大,Kw越大,故BCADE,故A正确;加酸,c(H)变大,c(OH)变小,但温度不变,Kw不变,故B正确;若处在B点时,Kw11012,pH2的硫酸中c(H)102 molL1,pH12的KOH中c(OH)1 molL1,等体积混合,KOH过量,溶液显碱
6、性,故C正确;若从A点到C点,c(H)变大,c(OH)变大,Kw增大,温度应升高,不能通过加入氯化铵的方法来实现,故D错误。【答案】D 母题延伸上题中从D点到B点应采取的措施为_。提示:升高温度的同时,加入碱(如NaOH),使之呈中性。对点训练2(2021厦门模拟)(双选)25 时,水溶液中c(H)与c(OH)的变化关系如图中曲线所示,下列判断错误的是()Aac曲线上的任意一点都有c(H)c(OH)1012Bbd线段上任意一点对应的溶液都呈中性Cd点对应溶液的温度高于25 ,pH1107 molL1,溶液的pH6,水的电离为吸热反应,所以d点温度高于25 ,故C正确;在c点c(H)1108 m
7、olL1,c(OH)1106 molL1,溶液显碱性,而醋酸钠溶液显碱性,所以c点可能为醋酸钠溶液,故D错误。题点三计算电解质溶液中水电离出H或c(OH)(2021长沙市雅礼中学检测)25 时,在等体积的pH0的H2SO4溶液、0.05 molL1的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是()A1101010109B15(5109)(5108)C1201010109D110104109【解析】H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 时,pH0的H2SO4溶液中:c(H2O)电离c(OH) mo
8、lL11014 molL1;0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中:c(H2O)电离c(H) molL11013 molL1;pH10的Na2S溶液中:c(H2O)电离c(OH)104 molL1;pH5的NH4NO3的溶液中:c(H2O)电离c(H)105 molL1。它们的物质的量之比为101410131041051101010109,故A正确。【答案】A方法技巧水电离的c(H)或c(OH)的计算技巧(25 时)(1)中性溶液:c(H)c(OH)1.0107 molL1。(2)酸或碱抑制水的电离,水电离出的c(H)c(OH)107 molL1,当溶液中的c(H)107 molL1时,就
9、用1014除以这个浓度即得到水电离的c(H)。(3)可水解的盐促进水的电离,水电离的c(H)或c(OH)均大于107 molL1。若给出的c(H)107 molL1,即为水电离的c(H);若给出的c(H)107 molL1,就用1014除以这个浓度即得水电离的c(H)。对点训练3下表是不同温度下水的离子积数据:温度/25t1t2水的离子积常数11014Kw11012试回答下列问题:(1)若25t1”“水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向正反应方向移动,c(H)增大,c(OH)增大,Kwc(H)c(OH),Kw增大(2)2.4107 molL15.76109题点四酸碱中和反应过程中水电离程度的比
10、较若往20 mL 0.01 molL1 CH3COOH溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液,测得混合溶液的温度变化如图所示,下列有关说法正确的是()Ac点时,醋酸的电离程度和电离常数都最大,溶液呈中性B若b点混合溶液显酸性,则2c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)C混合溶液中水的电离程度:bcdD由图可知,该反应的中和反应反应热先增大后减小【解析】c点时,CH3COOH和NaOH恰好完全反应,得到CH3COONa溶液,由于CH3COO水解,溶液呈碱性,A项错误;b点时,反应得到等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液,根据物料守恒得2c(Na)c(CH3COOH)c(
11、CH3COO),B项正确;b点为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液,c点为CH3COONa溶液,d点为等物质的量浓度的NaOH、CH3COONa的混合溶液,故c点水的电离程度最大,C项错误;中和反应反应热与酸碱的用量无关,中和反应反应热保持不变,D项错误。【答案】B母题延伸上题中a、d点水的电离程度,a_d(填“”“对点训练4(2021山东德州期末)25 时,将浓度均为0.1 mol/L、体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持VaVb100 mL,Va、Vb与混合液的pH的关系如图所示。下列说法正确的是()A由图可知BOH一定是强碱BKa(HA
12、)1106Cb点时,c(B)c(A)c(OH)c(H)Dab过程中水的电离程度始终增大解析:D根据图知,0.1 molL1 HA溶液的pH3,则c(H)0.1 molL1,说明HA是弱酸;0.1 molL1 BOH溶液的pH11,c(OH)c(OH)c(H),C项错误;HA是弱酸,酸电离产生的H对水的电离平衡起抑制作用,在ab过程中,酸被碱中和,溶液中酸电离产生的c(H)减小,其对水的电离的抑制作用减弱,同时生成的弱酸弱碱盐(BA)对水的电离起促进作用,故ab过程中水的电离程度始终增大,D项正确。考点二溶液的酸、碱性和pH1溶液的酸碱性与pH(1)pH定义:c(H)的负对数,pHlg_c(H)
13、。意义:pH越大,溶液的碱性越强,pH越小,溶液的酸性越强。适用范围:11014 molL1c(H)1 molL1的溶液。(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)。溶液的酸碱性c(H)与c(OH)比较c(H)大小pH酸性溶液c(H)c(OH)c(H)1107 molL17中性溶液c(H)c(OH)c(H)1107 molL17碱性溶液c(H)c(OH)c(H)72.溶液pH的计算方法(1)单一溶液强酸溶液,pHlg c(H)。如0.1 molL1的盐酸,pH1。强碱溶液,c(H),pHlg c(H)。如0.01 molL1的NaOH溶液,pH12。(2)混合溶液两强酸溶液混合,c(H),pHl
14、g c(H)。如pH2的盐酸与pH5的盐酸等体积混合,溶液的pH2.3。两强碱溶液混合,c(OH),c(H),pHlg c(H)。如pH12和pH10的两NaOH溶液等体积混合,pH11.7。强酸与强碱混合:a恰好反应:pH7。如pH2盐酸和pH12的Ba(OH)2溶液等体积相混合,混合后溶液的pH7。b酸过量:c(H),pHlg c(H)。如100 mL 0.6 molL1的HCl与等体积0.4 molL1的NaOH溶液混合后,溶液的pH1。c碱过量:c(OH),c(H),pHlg c(H)。如将0.1 molL1的盐酸和0.06 molL1的氢氧化钡溶液等体积混合,混合以后溶液的pH12。
15、(3)溶液稀释后pH的计算对于强酸溶液,每稀释10倍,pH增大1;对于弱酸溶液,每稀释10倍,pH增大不足1。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。对于强碱溶液,每稀释10倍,pH减小1;对于弱碱溶液,每稀释10倍,pH减小不足1。无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。3pH的测定(1)酸碱指示剂法该法只能测其pH的大致范围,常见指示剂变色范围为指示剂变色范围石蕊pH8蓝色酚酞pH10红色甲基橙pH4.4黄色(2)pH试纸法把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。(3)
16、pH计通过仪器来精确测定溶液的pH。(1)任何温度下,利用H和OH浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。()(2)某溶液的c(H)107 molL1,则该溶液呈酸性。()(3)pH减小,溶液的酸性一定增强。()(4)100 时Kw1.01012,0.01 molL1盐酸的pH2,0.01 molL1的NaOH溶液的pH10。()(5)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。()(6)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4。()(7)用pH计测得某溶液的pH为7.45。()题点一溶液酸、碱性的pH测定(2021邯郸模拟)用pH试纸测定某氨基酸溶液的pH,如果先将pH试纸用蒸馏水润湿后
17、,再把待测液滴到pH试纸上,跟比色卡对照,溶液pH的测得值为8,则该氨基酸溶液的实际pH()A大于8B小于8C等于8 D小于7【解析】溶液pH的测得值为8,说明溶液呈碱性,碱性溶液稀释后,碱性减弱,pH偏小,所以该氨基酸溶液的实际pH应大于8。【答案】A对点训练1(2021邹城模拟)用pH试纸测定某无色溶液的pH,正确的是()A将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照B用广泛pH试纸测得氯水的pH为2C用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照D用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH结果一定偏低答案:C易错警示(1)溶液呈现酸、
18、碱性的实质是c(H)与c(OH)不相等,不能只看pH,一定温度下pH6的溶液可能显中性,也可能显酸性,应注意温度。(2)使用pH试纸时不能用蒸馏水润湿。(3)广范pH试纸只能测出pH的整数值。题点二溶液酸碱性的判断及应用下列叙述正确的是()A某醋酸溶液的pHa,将此溶液稀释1倍后,溶液的pHb,则abB在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH7C1.0103 molL1盐酸的pH3.0,1.0108 molL1盐酸的pH8.0D常温下,若1 mL pH1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH7,则NaOH溶液的pH11【解析】稀醋酸溶液加水稀释,溶液
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