第八章物质在水溶液中的行为第八章物质在水溶液中的行为第第1 1讲水溶液讲水溶液考纲导向考纲导向热点导学热点导学1.1.了解水的了解水的电离离, ,离子离子积常数。常数。2.2.了解溶液了解溶液pHpH的定的定义, ,能能进行行pHpH的的简单计算。算。3.3.了解了解测定溶液定溶液pHpH的方法。的方法。1.1.水的水的电离平衡及影响因素。离平衡及影响因素。2.2.水的离子水的离子积常数常数K KW W的意的意义及及应用。用。3.c(H3.c(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )、pHpH与溶液酸碱与溶液酸碱性的关系。性的关系。4.4.酸碱中和滴定的原理、操作以酸碱中和滴定的原理、操作以及及误差分析。差分析。考点突破考点突破基础梳理基础梳理课堂演练课堂演练基础梳理基础梳理 抓主干抓主干 固双基固双基知识梳理知识梳理H H3 3O O+ + 2.2.几个重要数据几个重要数据3.K3.KW W及水电离的影响因素及水电离的影响因素(1)K(1)KW W只与温度有关只与温度有关, ,水的电离是水的电离是 热过程热过程, ,温度升高温度升高,K,KW W 。K KW W不仅适不仅适用于纯水用于纯水, ,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。也适用于酸、碱、盐的稀溶液。(2)(2)水的电离平衡受温度、酸、碱、水解的盐等影响。水的电离平衡受温度、酸、碱、水解的盐等影响。吸吸增大增大D D 二、溶液的酸碱性与二、溶液的酸碱性与pHpH1.1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性溶液的酸、碱性取决于溶液中溶液的酸、碱性取决于溶液中c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )的相对大小。的相对大小。溶液溶液酸碱性酸碱性c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )的关系的关系室温下室温下c(Hc(H+ +) )pHpHK KW W中性中性c(Hc(H+ +) ) c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +)=)= . . 7 71010-14-14 molmol2 2/L/L2 2酸性酸性c(Hc(H+ +) ) c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +) ) 1010-7-7 mol/L mol/L 7 7碱性碱性c(Hc(H+ +) ) c(OHc(OH- -) )c(Hc(H+ +) ) 1010-7-7 mol/L mol/L 7 7= = = = 2.pH2.pH(1)(1)定义定义:pH= :pH= 。(2)(2)适用范围适用范围: :通常应用于通常应用于c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )都较小的溶液都较小的溶液, ,小于小于 mol/L mol/L。(3)(3)表示意义表示意义: :溶液酸性越强溶液酸性越强,c(H,c(H+ +) )越越 ,pH,pH越越 ; ;溶液碱性越强溶液碱性越强c(Hc(H+ +) )越越 ,pH,pH越越 。3.pH3.pH的测定的测定(1)(1)用用pHpH试纸测定试纸测定, ,撕下一小片撕下一小片pHpH试纸放在试纸放在 上上, ,用用 蘸取蘸取待测液点在待测液点在pHpH试纸上试纸上, ,试纸变色后试纸变色后, ,与与 对比即可确定溶液的对比即可确定溶液的pHpH。(2)(2)用用pHpH计测定计测定: :可精确测量溶液的可精确测量溶液的pHpH。-lg H-lg H+ + 1 1大大小小小小大大表面皿或玻璃片表面皿或玻璃片玻璃棒玻璃棒标准比色卡标准比色卡【想一想】【想一想】 (1)pH=6(1)pH=6的溶液一定是酸性溶液吗的溶液一定是酸性溶液吗? ?(2)pH(2)pH试纸在使用前用蒸馏水润湿试纸在使用前用蒸馏水润湿, ,对测定结果有何影响对测定结果有何影响? ?答案答案: : (1)(1)不一定不一定, ,这取决于测定溶液这取决于测定溶液pHpH时的温度时的温度, ,在室温下在室温下,pH=6,pH=6的溶液为酸的溶液为酸性。性。(2)(2)当欲测定溶液为中性时当欲测定溶液为中性时, ,对测定结果无影响对测定结果无影响; ;为酸性时为酸性时, ,测定测定pHpH偏大偏大, ,碱性碱性时时, ,测定测定pHpH偏小。偏小。三、酸碱中和滴定三、酸碱中和滴定1.1.原理原理利用中和反应利用中和反应, ,用用 的酸的酸( (或碱或碱) )来测定未知浓度的碱来测定未知浓度的碱( (或酸或酸) )的实的实验方法。验方法。2.2.实验用品实验用品(1)(1)试剂试剂: :标准液、待测液、指示剂、蒸馏水标准液、待测液、指示剂、蒸馏水(2)(2)仪器仪器: : 滴定管滴定管( (如图如图A)A)、 滴定管滴定管( (如图如图B)B)、滴定管夹、铁架台、滴定管夹、铁架台、烧杯、锥形瓶。烧杯、锥形瓶。已知浓度已知浓度酸式酸式碱式碱式(3)(3)滴定管使用注意事项滴定管使用注意事项: :“0”“0”刻度在上刻度在上, ,精确度为精确度为0.01 mL0.01 mL。酸性、氧化性的试剂一般用酸性、氧化性的试剂一般用 滴定管滴定管, ,因为酸性和氧化性物质易因为酸性和氧化性物质易 ; ;碱性的试剂一般用碱性的试剂一般用 滴定管滴定管, ,因为碱性物质易因为碱性物质易 , ,致使致使 无法打开。无法打开。3.3.实验操作实验操作(1)(1)滴定前的准备滴定前的准备滴定管滴定管: :查漏查漏洗涤洗涤润洗润洗装液装液排气泡排气泡调液面调液面记录。记录。锥形瓶锥形瓶: :洗涤洗涤注待测液注待测液记录记录加指示剂。加指示剂。(2)(2)滴定过程滴定过程酸式酸式腐蚀、氧化橡胶腐蚀、氧化橡胶碱式碱式腐蚀玻璃腐蚀玻璃活塞活塞(3)(3)终点判断终点判断等到滴入最后一滴标准液等到滴入最后一滴标准液, ,指示剂变色指示剂变色, ,且在半分钟内且在半分钟内 原来的颜原来的颜色色, ,视为滴定终点并记录标准液的体积。视为滴定终点并记录标准液的体积。不恢复为不恢复为平均平均 (2)(2)常见误差常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱以标准酸溶液滴定未知浓度的碱( (酚酞作指示剂酚酞作指示剂) )为例为例, ,常见的不正确操作及可能引常见的不正确操作及可能引起的后果起的后果步步骤操作操作V V标准准c c待待测洗洗涤酸式滴定管未用酸式滴定管未用标准溶液准溶液润洗洗 . .碱式滴定管未用待碱式滴定管未用待测溶液溶液润洗洗变小小偏低偏低锥形瓶用待形瓶用待测溶液溶液润洗洗变大大偏高偏高锥形瓶洗形瓶洗净后后还留有蒸留有蒸馏水水 . .取液取液放出碱液的滴定管开始放出碱液的滴定管开始时尖嘴尖嘴处有气泡有气泡, ,放出液体后气放出液体后气泡消失泡消失 . .滴定滴定酸式滴定管滴定前有气泡酸式滴定管滴定前有气泡, ,滴定滴定终点点时气泡消失气泡消失变大大 .振振荡锥形瓶形瓶时部分液体部分液体溅出出变小小偏低偏低部分酸液滴出部分酸液滴出锥形瓶外形瓶外变大大偏高偏高溶液溶液颜色色较浅浅时滴入酸液滴入酸液过快快, ,停止滴定后反加一滴停止滴定后反加一滴NaOHNaOH溶液无溶液无变化化 . .读数数滴定前滴定前读数正确数正确, ,滴定后俯滴定后俯视读数数 . .滴定前滴定前读数正确数正确, ,滴定后仰滴定后仰视读数数 . .变大变大偏高偏高不变不变无影响无影响变小变小偏低偏低偏高偏高变大变大偏高偏高变小变小偏低偏低变大变大偏高偏高【断一断】【断一断】 (1)(1)中和滴定实验中和滴定实验, ,指示剂变色点指示剂变色点pHpH不一定等于不一定等于7 7。( () )(2)(2)酸碱中和滴定实验时酸碱中和滴定实验时, ,待测液既可用滴定管待测液既可用滴定管, ,也可用量筒量取。也可用量筒量取。( () )(3)(3)当精确取用一定量当精确取用一定量KMnOKMnO4 4酸性溶液时酸性溶液时, ,可用酸式或碱式滴定管。可用酸式或碱式滴定管。( () )(4)(4)盛放待测液的锥形瓶一定要润洗盛放待测液的锥形瓶一定要润洗, ,否则会造成实验误差。否则会造成实验误差。( () )(5)(5)进行酸碱中和滴定时进行酸碱中和滴定时, ,眼睛要随时注意滴定管液面变化。眼睛要随时注意滴定管液面变化。( () )答案答案: : (1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)自主整理自主整理1.1.熟记一常数熟记一常数K KW W=H=H+ +OHOH- -=1.010=1.010-14-14 mol mol2 2LL-2-2(25 )(25 )。2.2.牢记影响牢记影响K KW W唯一的外部因素唯一的外部因素温度温度3.3.明确溶液的酸碱性与明确溶液的酸碱性与c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )之间的三个关系之间的三个关系c(Hc(H+ +)=c(OH)=c(OH- -),),溶液呈中性溶液呈中性;c(H;c(H+ +)c(OH)c(OH- -),),溶液呈酸性溶液呈酸性;c(H;c(H+ +)c(OH)c(OH- -),),溶液溶液呈碱性。呈碱性。4.4.了解两种仪器了解两种仪器( (酸、碱式滴定管酸、碱式滴定管) )的构造和使用的构造和使用(1)(1)构造构造: :滴定管的滴定管的“0”“0”刻度在上刻度在上, ,精确度为精确度为0.01 mL;0.01 mL;(2)(2)使用使用: :查漏查漏洗涤洗涤润洗润洗装液装液排气泡排气泡调液面。调液面。考点突破考点突破 解疑难解疑难 提知能提知能影响水电离平衡的因素以及水电离出的影响水电离平衡的因素以及水电离出的c(Hc(H+ +) )的计算的计算考点一考点一 典例引领典例引领判断正误判断正误( (正确的打正确的打“”,“”,错误的打错误的打“”):“”):(1)(2014(1)(2014年山东理综年山东理综) )现向现向10 mL10 mL浓度为浓度为0.1 mol/L0.1 mol/L的的CHCH3 3COOHCOOH溶液中滴加相同溶液中滴加相同浓度的氨水浓度的氨水, ,在滴加过程中在滴加过程中, ,水的电离程度始终增大。水的电离程度始终增大。( () )(2)(2013(2)(2013年天津理综年天津理综) )在蒸馏水中滴加浓在蒸馏水中滴加浓H H2 2SOSO4 4,K,KW W不变。不变。( () )(3)(2012(3)(2012年广东理综年广东理综) )对于常温下对于常温下pH=2pH=2的盐酸的盐酸, ,由由H H2 2O O电离出的电离出的c(Hc(H+ +)=1.0)=1.01010-12-12 mol/L mol/L。( () )(4)(2012(4)(2012年福建理综年福建理综) )25 25 与与60 60 时时, ,水的水的pHpH相等。相等。( () )(5)(2012(5)(2012年上海化学年上海化学) )水中加入水中加入NaINaI溶液对水的电离平衡不产生影响。溶液对水的电离平衡不产生影响。( () )(6)(2012(6)(2012年上海化学年上海化学) )水中加入水中加入KAl(SOKAl(SO4 4) )2 2溶液对水的电离平衡不产生影响。溶液对水的电离平衡不产生影响。( () )(7)(2012(7)(2012年上海化学年上海化学) )水中加入水中加入NaHSONaHSO4 4溶液对水的电离平衡不产生影响。溶液对水的电离平衡不产生影响。( () )答案答案: : (1)(1)(2)(2)(3)(3)(4)(4)(5)(5)(6)(6)(7)(7)归纳总结归纳总结2.2.水电离出的水电离出的c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )的计算的计算(25 (25 时时) )(1)(1)中性溶液中性溶液( (强酸、强碱盐的溶液强酸、强碱盐的溶液) )c(Hc(H+ +) )水水=c(OH=c(OH- -) )水水=1.010=1.010-7-7 mol/L mol/L。(2)(2)溶质为酸的溶液溶质为酸的溶液H H+ +来源于酸电离和水电离来源于酸电离和水电离, ,而而OHOH- -只来源于水电离。如只来源于水电离。如pH=2pH=2的盐酸中水电离出的盐酸中水电离出的的c(Hc(H+ +) )水水=c(OH=c(OH- -) )水水=1.010=1.010-12-12 mol/L mol/L。(3)(3)溶质为碱的溶液溶质为碱的溶液OHOH- -来源于碱电离和水电离来源于碱电离和水电离, ,而而H H+ +只来源于水电离。如只来源于水电离。如pH=12pH=12的的NaOHNaOH溶液中溶液中, ,水水电离产生的电离产生的c(OHc(OH- -) )水水=c(H=c(H+ +) )水水=1.010=1.010-12-12 mol/L mol/L。(4)(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液水解呈酸性或碱性的盐溶液H H+ +和和OHOH- -均由水电离产生均由水电离产生, ,如如pH=2pH=2的的NHNH4 4ClCl溶液中由水电离出的溶液中由水电离出的c(Hc(H+ +) )水水=1.010=1.010-2-2 mol/L,c(OH mol/L,c(OH- -)=1.010)=1.010-12-12 mol/L mol/L是因为部分是因为部分OHOH- -与部分结合了与部分结合了;pH=12;pH=12的的NaNa2 2COCO3 3溶液中由水电离出的溶液中由水电离出的c(OHc(OH- -) )水水=1.010=1.010-2-2 mol/L mol/L。【特别提示】【特别提示】 (1)(1)在计算水电离出的在计算水电离出的c(Hc(H+ +) )或或c(OHc(OH- -) )时时, ,要明确溶液中要明确溶液中H H+ +、OHOH- -的来源。的来源。(2)(2)抓住水电离出的抓住水电离出的c(Hc(H+ +) )水水=c(OH=c(OH- -) )水水这一特征。这一特征。(3)(3)在室温下在室温下, ,当当c(Hc(H+ +) )水水或或c(OHc(OH- -) )水水101010-7-7 mol/L mol/L时时, ,表明水的电离受到促进表明水的电离受到促进, ,是是盐类水解所致。盐类水解所致。跟踪训练跟踪训练A A 25 25 时时, ,在等体积的在等体积的pH=0pH=0的的H H2 2SOSO4 4溶液、溶液、0.05 mol/L0.05 mol/L的的Ba(OH)Ba(OH)2 2溶液、溶液、pH=10pH=10的的NaNa2 2S S溶液、溶液、pH=5pH=5的的NHNH4 4NONO3 3溶液中溶液中, ,发生电离的水的物质的量发生电离的水的物质的量之比是之比是( ( ) )A.11010A.11010101010109 9B.15510B.155109 95105108 8C.12010C.12010101010109 9D.11010D.110104 410109 9考点剖析考点剖析溶液溶液pHpH的计算的计算考点二考点二 1.1.总体原则总体原则(1)(1)若溶液为酸性若溶液为酸性, ,先求先求c(Hc(H+ +),),再求再求pH;pH;2.2.溶液溶液pHpH计算的思维模式计算的思维模式( (室温下室温下) )(2)(2)酸碱溶液稀释时酸碱溶液稀释时pHpH的计算的计算酸酸(pH=a)(pH=a)碱碱(pH=b)(pH=b)弱酸弱酸强强酸酸弱碱弱碱强强碱碱稀稀释1010n n倍倍a+nb-nb-nb-nb-n无限稀无限稀释pHpH趋向于向于7 7典型例题典型例题 25 25 时时,K,KW W=110=110-14-14 mol mol2 2/L/L2 2;100 ;100 时时,K,KW W=110=110-12-12 mol mol2 2/L/L2 2, ,下列说法正下列说法正确的是确的是( ( ) )A.100 A.100 时时,pH=12,pH=12的的NaOHNaOH溶液和溶液和pH=2pH=2的的H H2 2SOSO4 4溶液恰好中和溶液恰好中和, ,所得溶液的所得溶液的pH=7pH=7B.25 B.25 时时,0.2 mol/L Ba(OH),0.2 mol/L Ba(OH)2 2溶液和溶液和0.2 mol/L HCl0.2 mol/L HCl溶液等体积混合溶液等体积混合, ,所得所得溶液的溶液的pH=7pH=7C.25 C.25 时时,0.2 mol/L NaOH,0.2 mol/L NaOH溶液与溶液与0.2 mol/L CH0.2 mol/L CH3 3COOHCOOH溶液恰好中和溶液恰好中和, ,所得溶所得溶液的液的pH=7pH=7D.25 D.25 时时,pH=12,pH=12的氨水和的氨水和pH=2pH=2的的H H2 2SOSO4 4溶液等体积混合溶液等体积混合, ,所得溶液的所得溶液的pH7pH7D D【误区警示】【误区警示】 温度温度碱性溶液碱性溶液pHpH计算的陷阱计算的陷阱(1)(1)酸性溶液可根据酸性溶液可根据pH=-lg c(HpH=-lg c(H+ +) )通过通过c(Hc(H+ +) )直接计算直接计算pHpH。变式训练变式训练(2014(2014东北四校一模东北四校一模) )25 25 时时,5 mL 0.1 mol/L H,5 mL 0.1 mol/L H2 2SOSO4 4和和15 mL 0.1 mol/L 15 mL 0.1 mol/L NaOHNaOH溶液相混合并稀释至溶液相混合并稀释至500 mL,500 mL,所得溶液的所得溶液的pHpH为为( ( ) )A.12.3A.12.3 B.11 B.11 C.3C.3 D.1.7 D.1.7B B课堂演练课堂演练 试身手试身手 强素能强素能基础题组基础题组1.(20141.(2014山西大学附中二模山西大学附中二模) )现有常温下现有常温下pHpH为为2 2的盐酸的盐酸, ,下列叙述正确的是下列叙述正确的是( ( ) )A.A.将将10 mL10 mL该溶液稀释至该溶液稀释至100 mL100 mL后后,pH,pH小于小于3 3B.B.向该溶液中加入等体积向该溶液中加入等体积pHpH为为1212的氨水恰好完全中和的氨水恰好完全中和, ,溶液显中性溶液显中性C.C.该溶液中由水电离出的该溶液中由水电离出的c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )的乘积为的乘积为 110 110-14-14 mol mol2 2/L/L2 2D.D.该溶液中盐酸电离出的该溶液中盐酸电离出的c(Hc(H+ +) )与水电离出的与水电离出的c(Hc(H+ +) )之比为之比为1010101011D DD D 2.(20152.(2015沈阳质检沈阳质检) )一定温度下一定温度下, ,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是满足下列条件的溶液一定呈酸性的是( ( ) )A.pH=6A.pH=6的某物质的水溶液的某物质的水溶液B.B.加酚酞后显无色的溶液加酚酞后显无色的溶液C.C.能与金属能与金属AlAl反应放出反应放出H H2 2的溶液的溶液D.c(HD.c(H+ +)c(OH)c(OH- -) )的任意物质的水溶液的任意物质的水溶液C C B B 高考题组高考题组D D D D3.(20153.(2015年广东理综年广东理综) ) 一定温度下一定温度下, ,水溶液中水溶液中H H+ +和和OHOH- -的浓度变化曲线如图的浓度变化曲线如图, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( ( ) )A.A.升高温度升高温度, ,可能引起由可能引起由c c向向b b的变化的变化B.B.该温度下该温度下, ,水的离子积常数为水的离子积常数为1.0101.010-13-13C.C.该温度下该温度下, ,加入加入FeClFeCl3 3可能引起由可能引起由b b向向a a的变化的变化D.D.该温度下该温度下, ,稀释溶液可能引起由稀释溶液可能引起由c c向向d d的变化的变化C CC C