第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性學(xué)案
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1、第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 一.基礎(chǔ)知識導(dǎo)學(xué): ㈠.電離常數(shù) 1.電離常數(shù)的定義: 。 電離平衡常數(shù)是化學(xué)平衡常數(shù)的一種特殊形式。 NH3·H2O NH4+ +OH— K電離=__________ ①.K越大,離子濃度越大,表示該弱電解質(zhì)越 電離。所以可以用Ka或Kb的 判斷弱酸或弱堿的相對強(qiáng)弱。②.K只與 有關(guān),不隨濃度改變而改變。 ③.多元弱酸(堿)分步電離,酸(堿)性主要由 電離決定。 2.電離度 對于CH3COOH CH3COO— + H+的平衡體系,如果升高溫度平衡的移動方向為
2、: ,電離度 。如果加入水平衡的移動方向為: ,電離度 。如果加入醋酸鈉平衡的移動方向為: ,電離度 。 結(jié)論:①.溫度: 。②.濃度: 。 ㈡.水的電離 1.水是一種 的電解質(zhì),能發(fā)生 的電離,它的電離方程式為: 則水的電離平衡常數(shù)可表示為: 。氷的K電離只和 有關(guān),因為水的電離 ,在室溫時55.6摩爾水中只有 發(fā)生了電離(其電離度為: )電離前后水的物質(zhì)的量 ,因
3、而水的物質(zhì)的量濃度可視為 ,我們用 的積做為一個新的常數(shù)叫做水的離子積常數(shù),簡稱為 ,用 符號表示,在常溫下KW值是: ,升高溫度KW值 原因是 。水的離子積和水的電離常數(shù)的關(guān)系是 。水的離子積不僅適用于純水,也適用于 ,即在一定溫度下的任何稀溶液中:氫離子濃度、氫氧根濃度的之積等于 。 2.水的電離平衡:
4、 H2O + H2O === H3O+ + OH- H2O === H+ + OH- 理解影響水的電離平衡的因素: ①.溫度不變,在純水中加入酸或堿,均使水的電離平衡 移動,加入酸時溶液中的C(H+) Kw ,α(H2O) 。 ②.溫度:升高溫度水的電離平衡 移動,C(H+) Kw ,α(H2O) 。溶液呈 性。 ③.加入能和氫離子和氫氧根反應(yīng)的物質(zhì):試分析在水中分別加入鈉、氯氣、氯化銨、碳酸鈉。 則水的電離平衡
5、 移動,C(H+) Kw ,α(H2O) 。 溶液呈 性。 【例題】.25℃時,水的電離達(dá)到平衡:H2OH++OH;ΔH>0,下列敘述正確的是( ) A、向水中加人稀氨水,平衡逆向移動,c(OH―)降低 B、向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c(H+)增大,Kw不變 C、向水中加人少量固體CH3COONa,平衡逆向移動,c(H+)降低 D、將水加熱,Kw增大,pH不變 【例題】.能影響水的電離平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是( ) A.向水中投入一小塊金屬鈉 . B.將水加
6、熱煮沸. C.向水中通入二氧化碳?xì)怏w. D.向水中加食鹽晶體 3.溶液的酸堿性 ①.pH定義: 。②.?dāng)?shù)學(xué)表達(dá)式:pH= 。 ③.溶液的酸堿性和c(H+)、c(OH—)及PH值的關(guān)系 在室溫時: 酸性溶液: c(H+) c(OH—) pH 7 中性溶液: c(H+) c(OH—) pH 7 堿性溶液: c(H+) c(OH—) pH 7 ④
7、.溶液的酸堿性也可用pOH來表示 :pOH采用OH -的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對數(shù)來表示溶液的酸堿性。在室溫對某物質(zhì)的稀溶液:pOH + pH == ⑤.pH值的測量:pH試紙 pH計。 ㈢.PH值的計算。 1.基本公式:pH=-lgc(H+) c(H+)×c(OH—) = KW 2.基本題型: ?、牛∷釅A溶液的pH計算 ①.在常溫下求濃度為0.01mol/L的KOH、鹽酸、硫酸、Ba(OH)2溶液的PH值。 ②.在常溫時某一元弱酸HA的電離常數(shù)為0.01,求濃度為1mol/L的該溶液的PH值。 ③.在常溫時某一元弱酸HA的電離度為0.01,求濃度為0
8、.01mol/L的該溶液的PH值。 ⑵.酸堿溶液混合的計算 【例題】.在常溫時濃度均為0.01mol/L的鹽酸和氫氧化鈉分別體積比1:1、9:1、1:9求混合液的PH值 。 【例題】.pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合,所得溶液的pH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的 體積比是 A.11∶1 B.9∶1 C.1∶11 D.1∶9. 【例題】.在25℃時,有pH為a的HCl溶液和pH為b的NaOH溶液,取VaL該鹽酸溶液用該NaOH溶液中和,需VbL NaOH溶液,問:
9、 (1)若a+b=14,則Va/Vb= . (2)若a+b=13,則Va/Vb= (3)若a+b=15,則Va/Vb= 。(題中a≤b,b≥8)。. ?、牵釅A溶液的稀釋 ?、伲叵拢瑢?.1mol的鹽酸稀釋10倍,則溶液的pH為 。 若稀釋100倍,pH是 。若稀釋106倍,pH又是 。如換成同濃度的氫氧化鈉溶液呢? ?、冢叵?,將PH值為1的醋酸稀釋10倍,則溶液的pH 2(>、=、<) 若稀釋100倍,pH是 3(>、=、<)。若稀釋109倍,p
10、H 2(>、=、<)。如換成PH值為13的氨水呢? 結(jié)論: ㈣.酸堿中和滴定 1、酸堿中和滴定概念: 叫做酸堿中和。 滴定的原理:一元酸與一元堿恰好完全中和時:C酸 V酸?。健堿 V堿。如果用A代表一元酸,用B代表一元堿,可以利用下列關(guān)系式來計算未知堿(或酸)的物質(zhì)的量濃度: CB= 2、酸堿中和滴定實(shí)驗(用酸滴定堿) 實(shí)驗儀器: 實(shí)驗藥品:
11、 、 、 實(shí)驗步驟: ⑴查:檢查酸(堿)式滴定管是否漏水和堵塞; ⑵洗: 思考:如果沒有用溶液潤洗對實(shí)驗結(jié)果有什么影響? ⑶加液、調(diào)節(jié)起始讀數(shù):用小燒杯分別取鹽酸、氫氧化鈉溶液注入酸、堿滴定管中,并趕走氣泡,調(diào)節(jié)滴定管中液面高度,并記下讀數(shù)。 思考:如果酸(堿)式滴定管的尖端有氣泡對實(shí)驗結(jié)果有什么影響?讀數(shù)時仰、俯初見對實(shí)驗結(jié)果有什么影響? ⑷?。簭膲A式滴定
12、管中放出25.00mL氫氧化鈉溶液于錐形瓶中,滴入2滴酚酞試液,將錐形瓶置于酸式滴定管下方,并在瓶底襯一張白紙。 思考:能否用量筒量取25.00mL氫氧化鈉溶液?錐形瓶是否用溶液潤洗?錐形瓶中有水是否有影響? ⑸滴定:左手 ,右手 ,邊滴入鹽酸,邊不斷搖動錐形瓶,眼睛 。 思考:在不斷搖動錐形瓶的過程中,有液滴飛濺對實(shí)驗結(jié)果有什么影響? ⑹記:當(dāng)看到加一滴鹽酸時,錐形瓶中溶液紅色突變無色時,停止滴定,準(zhǔn)確記下鹽酸讀數(shù),并準(zhǔn)確求得滴定用去的鹽酸體積。 思考:酸堿中和滴定的
13、反應(yīng)終點(diǎn)是如何確定的?讀數(shù)時仰、俯初見對實(shí)驗結(jié)果有什么影響? ⑺算:整理數(shù)據(jù)進(jìn)行計算 思考:酸堿中和滴定一般進(jìn)行2-3次,如何處理三組數(shù)據(jù)? 3.誤差分析 下面是用標(biāo)準(zhǔn)酸滴定待測堿而引起的結(jié)果變化情況 : 實(shí)驗操作情況 對c堿的影響 ①開始滴定時滴定管尖嘴處留有氣泡 偏 ②讀數(shù)開始時仰視,終止時俯視 偏 ③到滴定終點(diǎn)時尚有一滴酸掛在滴定管尖嘴外而未滴入錐瓶 偏 ④洗凈的酸管未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗 偏 ⑤洗凈的錐瓶用待測堿潤洗 偏 ⑥不小心將標(biāo)準(zhǔn)液滴至錐瓶外 偏 ⑦不小心將待測堿液濺至錐瓶外 偏
14、 ⑧滴定前向錐形瓶中加入10 mL蒸餾水,其余操作正常 ㈡、實(shí)驗測定酸堿滴定曲線: 【例題】.用0.01 mol/L H2SO4滴定0.01mol/L NaOH溶液,中和后加水至100ml,若滴定時終點(diǎn)判斷有誤差:①多加1滴H2SO4;②少加1滴H2SO4;(設(shè)1滴為0.05ml)則①和②[H+]的比值是( ) A、10 B、50 C、5×103 D、104 習(xí)題精選 1.在水電離出的[H+]=1×10-12mol/L的溶液中,一定能大量共存的離子組是( ) (A)Al3+、NH+、SO42-、Cl- (
15、B)Na+、K+、CO32-、SO42- (C) K+、 Fe2+、Cl- 、NO3- (D)Na+、Ba2+、Cl- 、NO3- 2.在由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的離子組是( ) ①K+、Cl―、NO3―、S2―?②K+、Fe2+、I―、SO42―?③Na+、Cl-、NO3-、SO42- ④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-?⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3- A、①③?? ?B、③⑤??? C、③④??? D、②⑤ 3.pH都等于9的NaOH和CH3COONa兩種溶液中,設(shè)由水電離產(chǎn)生的OH-離子濃度分別為Amo
16、l·L-1與Bmol·L-1,則A和B的關(guān)系為( ) A.A>B????? B.A=10-4B ???? C.B=10-4A??? D.A=B? 4.下列說法正確的是( ) A.相同溫度下,1mol·L-1醋酸溶液與0.5mol·L-1醋酸溶液中,c(H+)之比是2∶1 B.向醋酸鈉溶液中加入適量醋酸,使混合液的pH=7,此時混合液中c(Na+)=c(CH3COO-) C.pH=3的鹽酸和醋酸加水使溶液體積分別擴(kuò)大100倍,pH仍相同 D.0.1mol·L-1NH4Cl溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-) 5.在某溫度時,測得純水中的c(H+)=2
17、.4×10-7 mol/L,則c(OH-)為( ) A.2.4×10-7 mol/L? B.0.1×10-7 mol/L? C. mol/L???? D.C(OH-)無法確定 6. 若在室溫下pH=a的氨水與pH=b的鹽酸等體積混合,恰好完全反應(yīng),則該氨水的電離度可表示為( ) A.10a+b-12 % B. 10a+b-14 % C. 1012-a-b % D. 1014-a-b % 7.化合物在水溶液中因存在以下電離平衡: HIn(溶液) H+ + In- ,故可用作 紅色 黃
18、色 酸堿指示劑。濃度為0.02mol/L的下列各溶液:①鹽酸 ②石灰水 ③NaCl溶液 ④NaHSO4溶液 ⑤硝酸鉀溶液 ⑥氨水, 其中能使指示劑顯紅色的是( ) (A)①④⑤ (B)②⑤⑥ (C)①④ (D)②③⑥ 8.用標(biāo)準(zhǔn)的NaOH溶液滴定未知濃度的鹽酸,選用酚酞作為指示劑,造成測定結(jié)果偏高的原因可能是( ) A.配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的NaOH中混有Na2CO3雜質(zhì) B.滴定終點(diǎn)讀數(shù)時,俯視滴定管的刻度,其他操作正確 C.盛裝未知液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用未知液潤洗 D.滴定到終點(diǎn)讀數(shù)時,發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
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