2012届步步高高考化学考前三个月专题复习课件：专题8 水的电离和溶液酸碱性

专题八水的电离和溶液酸碱性高频考点导悟考点一弱电解质的电离平衡典例1将浓度为0.1mol·L－1HF溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()A．c(H＋)B．Ka(HF)C．c(F－)c(H＋)D．c(H＋)c(HF)解析HF为弱酸，存在电离平衡：＋＋F－。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但c(H＋)减小，A错误。电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数Ka不变，B错误。当溶液无限稀释时，c(F－)不断减小，但c(H＋)接近10－7mol·L－1，所以c(F－)c(H＋)减小，C错误。c(H＋)c(HF)＝n(H＋)n(HF)，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中n(H＋)增大，n(HF)减小，所以c(H＋)c(HF)增大，D正确。答案D[知识归纳]1．影响弱电解质电离平衡的因素0．1mol·L－1醋酸水溶液中存在：CH3CH3COO－＋H＋(1)①升温②加水稀释③加入0.1mol·L－1的盐酸④加入NaOH溶液⑤加0.1mol·L－1的CH3COONa溶液。上述条件改变，CH3COOH溶液中电离平衡向左移动的是，电离平衡向右移动的是，溶液酸性减弱的有，溶液酸性增强的有。(2)CH3COOH电离平衡表达式为Ka＝c(CH3COO－)·c(H＋)c(CH3COOH)，电离平衡常数与浓度，与有关，一般升高温度，K。③⑤①②④②④⑤①③无关温度增大2．一元强酸与一元弱酸的比较相同物质的量浓度、相同体积相同pH、相同体积酸项目一元强酸一元弱酸一元强酸一元弱酸c(H＋)中和碱的能力与金属反应的起始速率稀释相同倍数后的pH大小相同相同小大大小相同小大大小[易错警示]1．影响弱电解质电离平衡常数K的外界因素为温度，浓度对K无影响。2．相同浓度下，弱酸的电离平衡常数K值越大，酸性越强。3．判断HA是强酸还是弱酸最典型的两种方法：(1)取其钠盐(NaA)溶于水，测其pH，若pH＞7，则说明HA为弱酸。(2)配制一定物质的量浓度的HA溶液(如：0.01mol·L－1)，测其pH。若pH＞2，则说明HA为弱酸。命题猜想1为了证明一水合氨(NH3·H2O)是弱电解质，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010mol·L－1氨水、0.1mol·L－1NH4Cl溶液、NH4Cl晶体、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用pH试纸测出0.010mol·L－1氨水的pH为10，则认定一水合氨是弱电解质，你认为这一方法是否正确？________(填“正确”或“不正确”)，并说明理由___________________________________________________________________________________________________。(2)乙取出10mL0.010mol·L－1氨水，用pH试纸测其pH＝a，然后用蒸馏水稀释至1000mL，再用pH试纸测其pH＝b，若要确认NH3·H2O是弱电解质，则a，b值应满足什么关系？________(用“等式”或“不等式”表示)。(3)丙取出10mL0.010mol·L－1氨水，滴入2滴酚酞试液，显粉红色，再加入少量NH4Cl晶体，颜色变________(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明NH3·H2O是弱电解质？________(填“能”或“否”)，并说明原因：____________________________________________________________________________________________________________________。(4)请你根据所提供的试剂，再提出一个合理又简便的方案证明NH3·H2O是弱电解质：__________________________________________________________________________________。解析(1)若NH3·H2O是强电解质，则0.010mol·L－1氨水中c(OH－)应为0.010mol·L－1，pH＝12。用pH试纸测出0.010mol·L－1氨水的pH为10，说明NH3·H2O没有完全电离，应为弱电解质。(2)若NH3·H2O是强电解质，用蒸馏水稀释至1000mL，其中pH＝a－2。因为NH3·H2O是弱电解质，不能完全电离，a、b应满足a－2＜b＜a。(3)向0.010mol·L－1氨水中加入少量NH4Cl晶体，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH+4水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH+4使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2NH+4＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低，这两种可能均会使溶液颜色变浅，可证明NH3·H2O是弱电解质。(4)NH4Cl为强酸弱碱盐，只需检验NH4Cl溶液的酸碱性，即可证明NH3·H2O是弱电解质，还是强电解质。答案(1)正确若是强电解质，则0.010mol·L－1氨水中c(OH－)应为0.01mol·L－1，pH＝12(2)a－2＜b＜a(3)浅能0.010mol·L－1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH+4水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH+4使NH3·H2O的电离平衡NH3·H2+4＋OH－逆向移动，从而使溶液的pH降低。这两种可能均证明NH3·H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1mol·L－1NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较测出pH，pH＜7(方案合理即可)考点二水的电离平衡及Kw典例225℃时，水的电离达到平衡：H2＋＋OH－ΔH＞0，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，Kw增大，pH不变B解析A项中加入稀氨水，抑制水电离，平衡逆向移动，但溶液呈碱性，c(OH－)增大；C项中加入少量CH3COONa固体，CH3COO－与H＋结合生成CH3COOH，c(H＋)减小，平衡正向移动；D项中加热，平衡正向移动，Kw增大，pH变小。[知识归纳]水电离平衡的影响因素：1．酸、碱：在纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，Kw不变，c(H＋)发生改变，pH也随之改变。若向水中加入酸，则c(H＋)增大，c(OH－)变小，pH变小；加入碱则反之。2．温度：若升温，由于水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移，c(H＋)、c(OH－)同时增大，pH变小，但由于c(H＋)与c(OH－)始终保持相等，故仍显中性。3．易水解的盐：在纯水中加入易水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大，但只要温度不变，则Kw不变。4．其他因素：如向水中加入活泼金属，活泼金属与水电离出的H＋直接作用，促进水的电离平衡向右移动。命题猜想2已知100℃时，水的离子积常数Kw＝1×10－12，对于该温度下pH＝1的硫酸，下列叙述正确的是()A．向该溶液中加入同温同体积pH＝13的Ba(OH)2溶液，反应后溶液呈中性B．该溶液中硫酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)之比为10－10C．等体积的该硫酸与室温下pH为1的硫酸中和碱的能力相同D．该溶液中水电离出的c(H＋)是pH为3的硫酸中水电离出的c(H＋)的100倍解析选项A中，在该温度下，当pH(强酸)＋pH(强碱)＝12时，两种溶液等体积混合时恰好完全中和。现碱过量溶液呈碱性，A错。选项B中两者之比为10－1/10－11＝1010，B错。由于pH为1的硫酸酸性强，对水电离的抑制程度大，即pH为1的硫酸溶液中由水电离出的c(H＋)更小，D错。答案C考点三溶液pH的定性判断和定量计算典例3下列叙述中正确的是()A．等体积混合pH＝a的醋酸溶液与pH＝b的烧碱溶液(已知a＋b＝14)，此时溶液的pH＝7B．加水稀释1mLpH＝10氨水，至溶液体积为10000mL，此时溶液的pH＝6C．1.0×10－3mol·L－1盐酸的pH＝3.0,1.0×10－8mol·L－1盐酸的pH＝8.0D．若1mLpH＝1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH＝7，则NaOH溶液的pH＝11解析稀醋酸为弱酸，其物质的量浓度远大于烧碱，故等体积的醋酸与烧碱中和后，醋酸剩余，pH＜7，A错。无论怎么稀释，碱性溶液都不可能呈酸性，B错。常温下酸的pH不可能大于7，只能无限地接近7，C错。设强酸的pH＝a，体积为V1，强碱的pH＝b，体积为V2,则有10－aV1＝10－(14－b)V2⇒V1V2＝10a＋b－14，已知V1/V2＝10－2且a＝1，所以b＝11，D正确。答案D[规律总结]1．有关溶液pH的简单计算在做关于溶液pH的计算的题目时，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的c(H＋)来计算；溶液显碱性先求溶液中的c(OH－)，再求溶液中的c(H＋)。口诀：酸按酸(H＋)、碱按碱(OH－)，酸碱中和求过量，无限稀释7为限。特别注意区分溶液中的c(H＋)和由水电离的c(H＋)之间的差异。2．常温下，强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，二者体积与pH的关系规律。(1)若pH1＋pH2＝14，则V(酸)：V(碱)＝1∶1。(2)若pH1＋pH2＞14，则V(酸)∶V(碱)＝10(pH1＋pH2)－14∶1。(3)若pH1＋pH2＜14，则V(酸)∶V(碱)＝1∶1014－(pH1＋pH2)。[易错警示]1．pH＝6的溶液不一定是酸性溶液。如100℃时纯水的pH＝6，但纯水是中性。2．误认为pH＝0的溶液酸性最强，pH＝14的溶液碱性最强。pH＝－1gc(H＋)是为了在表示稀溶液酸碱性时更方便。当c(H＋)或c(OH－)大于1mol·L－1时，用pH表示则不方便，所以pH仅适用于c(H＋)或c(OH－)＜1mol·L－1的溶液。如c(H＋)＝5mol·L－1的溶液酸性比pH＝0的溶液酸性强。3．误认为水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液一定呈碱性。25℃，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1，现在水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1说明平衡H2＋＋OH－受到抑制(向左移动)，因此溶液可能是碱性也可能是酸性。命题猜想3某温度时，水的离子积常数Kw＝10－13，将此温度下pH＝11的Ba(OH)2溶液aL与pH＝1的H2SO4溶液bL混合(设混合溶液体积为两者之和，固体体积忽略不计)。下列说法不正确的是()A．若所得混合溶液为中性，则a∶b＝1∶1B．若所得混合溶液为中性，生成沉淀的物质的量为0.05bmolC．若a∶b＝9∶2，则所得溶液pH等于2D．若a∶b＝9∶2，该混合溶液最多能溶解铁粉0.28(a＋b)g解析因为Kw＝10－13，所以pH＋pOH＝13，Ba(OH)2溶液中：pH＝11，pOH＝2，即c(OH－)＝0.01mol·L－1；H2SO4溶液中：pH＝1，即c(H＋)＝0.1mol·L－1，所以a∶b＝10∶1，A错；又因为SO2－4＋Ba2＋===BaSO4↓，所以用SO2－4计算沉淀的物质的量：n＝0.05bmol，B正确。令a＝9x，b＝2x，则c(H＋)＝0.1×2x－0.01×9x9x＋2x＝0.01mol·L－1，pH＝－lg0.01＝2，C正确；又因为n(H＋)＝0.01mol·L－1×(a＋b)L＝0.01(a＋b)mol,2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，所以m(Fe)＝0.01(a＋b)2mol×56g·mol－1＝0.28(a＋b)g，D正确。答案A高考模拟导练1．(2011·山东理综，14)室温下向10mLpH＝3的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A．溶液中导电粒子的数目减少B