复习目标
1.了解水的电离、离子积常数。
2.了解溶液 pH的定义。
3.了解测定溶液 pH的方法,能进行 pH的简单计算。
4.能根据实验试题要求,分析处理实验数据,得出合理结论。
考向分析
本讲重点考查:水的电离平衡及水的离子积常数; c( H+)、 c( OH-)、 pH与溶液酸碱性的关系; pH简单计算;酸碱中和滴定。
一、水的电离
1.水的电离方程式: H 2 O H++ OH-。
2.水的离子积
( 1)表达式: 25℃时 K W= C( H+) C( OH-)
( 2)影响因素: K W是温度的函数,温度不变, K W不变,温度升高, K W增加。
例 1.水的电离过程为 H 2 O H++ OH-,在不同的温度下其离子积常数 K W( 25℃)= 1.0× 10- 14 mol 2· L- 2, K W( 35℃)= 2.1× 10- 14 mol 2· L- 2。则下列叙述正确的是( )
A. c( H+)随着温度的升高而降低
B. 35℃时 c( H+)> c( OH-)
C.水的电离程度 25℃> 35℃
D.水的电离是吸热的
解析:水的电离过程为吸热过程,升高温度,平衡正向移动, c( H+)增大,但纯水中 c( H+)= c( OH-)。
答案: D
例 2.若溶液中由水电离产生的 c( OH-)= 1× 10- 14 mol· L- 1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是( )
A. Al 3+ Na+ NO 3- Cl-
B. K+ Na+ Cl- NO 3-
C. K+ Na+ Cl- AlO 2-
D. K+ NH 4+ SO 4 2- NO 3-
解析:常温下,由水电离 c( H+)= c( OH-)= 1× 10- 7 mol/ L,溶液中 c( OH-)= 1× 10- 14 mol/ L< 1× 10- 7 mol/ L;说明水的电离受到抑制,该溶液呈酸性或碱性。若碱性溶液中, A项 Al 3++ 3 OH-= Al (OH) 3↓, D项 NH 4++ OH-= NH 3· H 2 O, Al 3+、 NH 4+不能大量存在;若酸性溶液中, C项 H++ H 2 O+ AlO 2-= Al (OH) 3↓, AlO 2-不能大量存在。
答案: B
二、溶液的酸碱性与 pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性是由溶液中 c( H+)和 c( OH-)的相对大小决定的:
( 1) c( H+)> c( OH-),溶液呈酸性;
( 2) c( H+)= c( OH-),溶液呈中性;
( 3) c( H+)< c( OH-),溶液呈碱性
例 1.能影响水的电离平衡,并使溶液中的 c( H+)> c( OH-)的操作是( )
A.向水中投入一小块金属钠 B.将水加热煮沸
C.向水中通入二氧化碳气体 D.向水中加食盐晶体
解析:溶液中 c( H+)> c( OH-)证明溶液呈酸性。 A项溶液呈碱性, B、 D项溶液仍呈中性。
答案: C
2. pH
( 1)定义: pH=。
( 2) 25℃时, pH与溶液 c( H+)的关系
①由图示关系知, pH越小,溶液的酸性越强; pH越大,溶液碱性越强。
② pH一般表示 c( H+)∈[ 1× 10- 14 mol· L- 1, 1 mol· L- 1]或 c( OH-)∈[ 1× 10- 14 mol· L- 1, 1 mol· L- 1]的稀溶液。
例 1.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是()
A.水的离子积变大, pH变小,呈酸性
B.水的离子积不变, pH不变,呈中性
C.水的离子积变小, pH变大,呈碱性
D.水的离子积变大, pH变小,呈中性
解析: H 2 O H++ OH-,水的电离过程为吸热过程,升高温度使电离平衡向电离方程移动。 c( H+)和 c( OH-)均增大, K W增大, pH减小,但纯水中 c( H+)= c( OH-),呈中性。
答案: D
3. pH试纸的使用
( 1)方法:把小片试纸放在洁净的玻璃片(洁净的表面皿)上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的 pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡比色对比半分钟内不变色即可确定溶液的 pH。
( 2)注意:① pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释而可能产生误差。
②用 pH试纸读出的 pH只能是整数。
[开放探究 1]( 1)某溶液的 pH= 7,该溶液是否一定为中性?
( 2)若已知 c( H+)> c( OH-),该溶液是否一定为酸性?
提示:( 1)因温度不确定, pH= 7的溶液不一定显中性。
( 2)只要 c( H+)> c( OH-),溶液一定呈酸性。
例 1.下列说法正确的是()
A.酸式滴定管和量筒都没有“ 0”刻度线
B.使用 pH试纸时,不能润湿,否则一定会使测定结果不准确
C.若用水润湿过的 pH试纸去测 pH相等的 H 2 SO 4和 H 3 PO 4, H 3 PO 4的误差更大
D. pH试纸在酸性较强的环境中显红色,在碱性较强的环境中显蓝色
解析:酸式滴定管有“ 0”刻度线, A项错误; pH试纸不能润湿,若溶液呈酸性或碱性,测定结果一定有误差,若呈中性,无误差, B项错误;由于 H 3 PO 4是弱酸, H 2 SO 4是强酸,稀释相同倍数后, H 3 PO 4的 pH增加的比 H 2 SO 4小,所以 H 2 SO 4的误差大, C项错误。
答案: D
三、酸碱中和滴定
1.实验用品
( 1)仪器:酸式滴定管(如图 A)、碱式滴定管(如图 B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
( 2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
( 3)滴定管的使用
①酸性、氧化性的试剂一般用酸式滴定管,因为酸和氧化性物质会腐蚀橡胶。
②碱性的试剂一般用碱式滴定管,因为碱性物质的溶液会和玻璃的成分二氧化硅反应生成硅酸钠溶液,硅酸钠溶液是良好的玻璃粘胶剂致使活塞无法打开。
2.实验操作(以标准盐酸滴定待测 NaOH溶液为例)
( 1)滴定前的准备
①滴定管:检漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加指示剂。
( 2)滴定
左手控制滴定管的流速,右手旋摇锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化
( 3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且半分钟内不变色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
3.数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的
平均值,根据 c (NaOH)=计算。
[开放探究 2]滴定管和量筒的读数有何区别?
提示:( 1)滴定管“ 0”刻度在上方,数值从上到下依次增大,因此仰视时,读数偏大,俯视时读数偏小。量筒无“ 0”刻度,数值从下到上依次增大,因此仰视时读数偏小,俯视时读数偏大。
( 2)记录数据时,滴定管的读数应记录到小数点后两位,如 20.00 mL;量筒读数记录最多到小数点后一位,如 20.0 mL。
例 1.现有下列 A、 B、 C三种常用化学仪器,请回答:
( 1)名称: A________; B________; C________。
( 2)分别写出上述仪器最主要的一种用途:
A________________________________________________;
B_______________________________________________;
C________________________________________________。
( 3)用某种仪器测量一液体的体积时,平视读数为 n mL,仰视读数为 x mL,俯视读数为 y mL,若 x> n> y,则所使用的仪器可能是________(填“ A”、“ B”或“ C”)。
( 4)有一支 50 mL酸式滴定管,其中盛有溶液,液面恰好在 10.00 mL刻度处,把滴定管中的溶液全部排出,承接在量筒中,量筒中溶液的体积________。
A.大于 40.0 mL B.等于 40.0 mL
C.大于 10.0 mL D.等于 10.0 mL
答案:( 1)量筒酸式滴定管 250 mL容量瓶
( 2)量液体体积 酸碱中和滴定配制 250 mL一定物质的量浓度的溶液
( 3) B( 4) A