高三化学一轮复习 第8单元 物质在水溶液中的行为 第2节 水溶液 酸碱中和滴定课件 鲁科版.ppt

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第2节 水溶液 酸碱中和滴定,-2-,考纲要求:1.了解水的电离、离子积常数。 2.了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。 3.了解测定溶液pH的方法。 4.能根据实验试题要求分析或处理实验数据,得出合理结论。,-3-,基础梳理,考点突破,水的电离,,,,,-4-,基础梳理,考点突破,结论:(1)加入酸或碱及降温,抑制水的电离。 (2)加热、加入可消耗H+或OH-的物质,加入能水解的盐促进水的电离。 (3)水的离子积常数仅与温度有关。升温,KW增大;降温,KW减小。,,,,,,,,,,,,,,-5-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“√”,错误的画“”。 (1)pH相同的水溶液,水电离出来的[H+]一定相同 ( ) (2)由水电离出来的[H+]相同的水溶液,pH一定相同 ( ) (3)将纯水加热到95 ℃时,KW变大,pH不变,水仍为中性 ( ) (4)向纯水中加入稀氨水,抑制水的电离,溶液中[OH-]增大,KW变小 ( ) (5)向纯水中加入纯碱,溶液中[H+]减小,KW不变 ( √ ) (6)pH=5的盐酸和氯化铵溶液中,水的电离程度后者大于前者 ( √ ),,,,,,,-6-,基础梳理,考点突破,-7-,基础梳理,考点突破,-8-,基础梳理,考点突破,例1(2015广东理综)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是( ),A.升高温度,可能引起由c向b的变化 B.该温度下,水的离子积常数为1.010-13 mol2L-2 C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化 D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化,答案,解析,-9-,基础梳理,考点突破,,-10-,基础梳理,考点突破,例2(2015山西山大附中期中)25 ℃时,某溶液中由水电离产生的[H+]和[OH-]的乘积为110-18 mol2L-2,下列说法正确的是( ) A.该溶液的pH可能是5 B.此溶液不存在 C.该溶液的pH一定是9 D.该溶液的pH可能为7,答案,解析,-11-,基础梳理,考点突破,思维建模,-12-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.如图表示水中[H+]和[OH-]的关系,下列判断错误的是( ),A.两条曲线间任意点均有[H+][OH-]=KW B.M区域内任意点均有[H+][OH-] C.图中T1T2 D.XZ线上任意点均有pH=7,答案,解析,-13-,基础梳理,考点突破,2.(2015天津理综)室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( ),答案,解析,-14-,基础梳理,考点突破,3.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是(A) A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶(5109)∶(5108) C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109,,-15-,基础梳理,考点突破,溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中[H+]和[OH-]的相对大小。(将“”“=”或“”填在下表空格中),,,,,,,,,,,-16-,基础梳理,考点突破,2.pH (1)定义式:pH=-lg[H+]。 (2)pH的适用范围:0~14,即只适用于[H+]≤1 molL-1或[OH-]≤1 molL-1的电解质溶液,当[H+]或[OH-]≥1 molL-1时,直接用[H+]或[OH-]表示溶液的酸碱性。 3.[H+]、[OH-]、pH与溶液酸碱性的关系 室温时:,,-17-,基础梳理,考点突破,溶液中[H+]越小,[OH-]越大,溶液的酸性越弱,碱性越强,pH越大;溶液中[H+]越大,[OH-]越小,溶液酸性越强,碱性越弱。 4.测定溶液pH的方法 (1)用pH试纸测定 ①用镊子撕下一小片试纸放在表面皿上,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。 ②注意事项:pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能会产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值(不精确)。 (2)用酸度计测定:可精确测量溶液的pH。,,,,,,,,,,-18-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“√”,错误的画“”。 (1)100 ℃时KW=1.010-12 mol2L-2,0.01 molL-1盐酸的pH=2,0.01 molL-1的NaOH溶液的pH=10 ( √ ) (2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性 ( ) (3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的[H+]和[OH-]相等 ( √ ) (4)0.1 molL-1的氨水和0.1 molL-1的盐酸等体积混合,所得溶液呈中性 ( ) (5)室温下,pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液呈碱性 ( ) (6)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会产生误差 ( ),,,,,,,-19-,基础梳理,考点突破,1.pH的换算关系,2.溶液pH的计算 基本思路:,-20-,基础梳理,考点突破,-21-,基础梳理,考点突破,-22-,基础梳理,考点突破,(5)未标明强弱的酸、碱混合: 例如:把pH=2与pH=12的溶液等体积混合后,其pH不一定等于7。若二者为强酸、强碱,则pH=7;若为弱酸、强碱,则弱酸有余,pH7。 (6)酸碱加水稀释后求pH: ①对于强酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大1个单位;对于弱酸溶液,每稀释10倍体积,pH增大不足1个单位。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。 ②对于强碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小1个单位。对于弱碱溶液,每稀释10倍体积,pH减小不足一个单位。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。,-23-,基础梳理,考点突破,-24-,基础梳理,考点突破,例3已知在100 ℃的温度下,水的离子积KW=110-12 mol2L-2,本题涉及的溶液其温度均为100 ℃。下列说法中正确的是( ) A.0.005 molL-1的稀硫酸,pH=2 B.0.001 molL-1的NaOH溶液,pH=11 C.0.005 molL-1的稀硫酸与0.01 molL-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性 D.完全中和50 mL pH=3的稀硫酸,需要100 mL pH=9的NaOH溶液,答案,解析,-25-,基础梳理,考点突破,归纳总结: pH计算口诀 “酸按酸(H+)碱按碱(OH-);同强相混直接算,同强等混弱点三;异强相混看过量;无限稀释“7”为限。” “同强等混弱点三”的含义 ①若两强酸溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,pH=3.3。 ②若两强碱溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH=9和pH=11的烧碱溶液等体积混合后,pH=10.7。,-26-,基础梳理,考点突破,例4(1)已知T ℃,KW=110-13 mol2L-2,则T ℃25 ℃(填“”“”或“=”)。在T ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则a∶b=101∶9。 (2)25 ℃时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:,,,,,,,,,-27-,基础梳理,考点突破,,-28-,基础梳理,考点突破,-29-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2015山东泰安质检)关于室温下下列溶液的说法不正确的是( ),,答案,解析,-30-,基础梳理,考点突破,2.已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如图所示: (1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为A(填“A”或“B”),请说明理由水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,[H+]、[OH-]小。 (2)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为10∶1。 (3)95 ℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前a与b之间应满足的关系是a+b=14。 (4)曲线B对应温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析其原因:曲线B对应95 ℃,此时水的离子积为10-12 mol2L-2,HA若为强酸,最后应为pH=6,现pH=5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H+。,,,,,,,,,-31-,基础梳理,考点突破,解析:(1)升高温度时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度判断25 ℃时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大。(2)25 ℃时所得混合溶液的pH=7,即酸碱恰好中和。现pH(碱)+pH(酸)=9+4=13,所以碱的体积必是酸的10倍。(3)要注意的是95 ℃时,水的离子积为10-12 mol2L-2,即酸、碱浓度相等时pH(酸)+pH(碱)=12。现强碱的浓度是强酸的100倍,所以pH(酸)+pH(碱)=14,即a+b=14。,-32-,基础梳理,考点突破,,,,,,,,-33-,基础梳理,考点突破,4.中和滴定的实验用品 (1)主要仪器: 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。,,,,-34-,基础梳理,考点突破,(2)试剂:标准液、待测液、酸碱指示剂。 (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易腐蚀橡胶管。 ②碱性的试剂一般用碱式滴定管,因为碱性物质易 腐蚀玻璃,致使活塞无法打开。 (4)酸碱指示剂的选择原则: 酸碱指示剂可以用来指示反应过程中pH的变化,以确定滴定终点。,,,,,,,,-35-,基础梳理,考点突破,通常指示剂的变色范围尽量与滴定终点的溶液酸碱性一致,在强酸强碱的滴定时可以用酚酞或甲基橙;强碱滴定弱酸,最终生成的是强碱弱酸盐,滴定终点时溶液呈碱性,选择酚酞作指示剂;而强酸滴定弱碱时,则选甲基橙作指示剂。石蕊的颜色变化不明显,一般不选用石蕊作指示剂。,,,,,,,,,,-36-,基础梳理,考点突破,5.中和滴定操作(以酚酞为指示剂,用标准盐酸滴定NaOH溶液为例) (1)滴定前的准备:,,,-37-,基础梳理,考点突破,(2)滴定:,(3)滴定终点的判断: 等到滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点,并记录标准液的体积。,,-38-,基础梳理,考点突破,6.数据处理 按上述操作重复2~3次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据,-39-,基础梳理,考点突破,自主巩固 判断正误,正确的画“√”,错误的画“”。 (1)滴定管的读数自下至上逐渐减小 ( √ ) (2)酸性高锰酸钾溶液应盛放在酸式滴定管中 ( √ ) (3)滴定管在使用前应用待盛液润洗 ( √ ) (4)锥形瓶在使用前应用待盛液润洗 ( ) (5)滴定时眼睛要注视滴定管刻度 ( ) (6)可以选用石蕊作酸碱中和滴定的指示剂 ( ) (7)滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失,会使测定结果偏高 ( √ ),,,,,,,,-40-,基础梳理,考点突破,中和滴定的误差分析 (1)要依据公式 。c(标准)和V(待测)在误差分析时是定值,因此只需分析各种原因使得所耗标准液体积V(标准)变大或变小,V(标准)变大,则c(待测)偏高;V(标准)变小,则c(待测)偏低。 (2)以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的因操作不正确而引起的误差有:,-41-,基础梳理,考点突破,-42-,基础梳理,考点突破,-43-,基础梳理,考点突破,例5(2015安徽蚌埠模拟)下面是中和滴定过程中,容易引起误差的五个方面,根据题意,用“偏高”“偏低”或“无影响”填空。 (1)仪器润洗:锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,使滴定结果偏高。 (2)存在气泡:滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终了有气泡,使滴定结果偏低。 (3)读数操作:①滴定前平视滴定管刻度线,滴定终了俯视刻度线,使滴定结果偏低。②滴定前仰视滴定管刻度线,滴定终了俯视刻度线,使滴定结果偏低。,,,,,-44-,基础梳理,考点突破,(4)指示剂选择:用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,使滴定结果偏低。 (5)存在杂质:①用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度将偏高;②用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度偏低。,,,,-45-,基础梳理,考点突破,解析:(1)锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,待测溶液溶质的物质的量增大,消耗标准溶液的体积增大,结果偏高。 (2)体积数=末读数-初读数。滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终了有气泡,读取的体积数比实际消耗标准溶液的体积小,结果偏低。 (3)仰视读数时,读取的体积数偏大;俯视读数时,读取的体积数偏小。 (4)用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,由于酚酞变色时,溶液呈碱性,盐酸不足,氨水有剩余,消耗盐酸的体积数偏小,结果偏低。,-46-,基础梳理,考点突破,(5)用含NaCl杂质的NaOH试剂配制成标准溶液来滴定盐酸,由于NaCl不与盐酸反应,消耗的溶液体积增大,结果偏高。用含Na2O杂质的NaOH试剂配制成标准溶液来滴定盐酸,根据中和1 mol HCl所需Na2O质量为31 g,中和1 mol HCl所需NaOH质量为40 g可知中和相同量盐酸时,所需含Na2O的NaOH的量比所需纯NaOH的量小,结果偏低。,-47-,基础梳理,考点突破,跟踪训练 1.(2015广东理综)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 molL-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( ) A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定 B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大 C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定 D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小,答案,解析,-48-,基础梳理,考点突破,2.测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示,从下表中选出正确选项( ),答案,解析,-49-,基础梳理,考点突破,3.(2015四川理综,节选)(NH4)2SO4是常用的化肥和化工原料,受热易分解。某兴趣小组拟探究其分解产物。 【查阅资料】 (NH4)2SO4在260 ℃和400 ℃时分解产物不同。 【实验探究】 该小组拟选用下图所示装置进行实验(夹持和加热装置略)。,-50-,基础梳理,考点突破,,,,,-51-,基础梳理,考点突破,解析:(1)仪器X为圆底烧瓶。 (2)对滴定管的处理先要查漏、清洗干净,然后用待装液润洗,赶气泡再调零,最后读数,故顺序为dbaec。 (3)用0.200 0 molL-1 NaOH溶液滴定剩余盐酸,终点时消耗NaOH溶液25.00 mL,故消耗的HCl的物质的量为n(HCl)=0.200 0 molL-10.025 00 L=0.005 000 mol,装置B盛0.500 0 molL-1盐酸70.00 mL,n(HCl)=0.500 0 molL-10.070 0 L=0.035 00 mol,因此B装置吸收的氨气为0.035 00 mol-0.005 000 mol=0.030 00 mol。,-52-,实验探究:酸碱中和滴定的拓展应用 中和滴定实验是中学化学中重要定量实验之一,有关中和滴定的实验操作、指示剂的选择和误差分析是高考命题的重点。随着新课程改革的推进,与滴定实验相关的氧化还原滴定、沉淀滴定等也在高考试题中频频出现,需引起考生的重视。 一、酸碱中和滴定 1.酸碱中和滴定原理,即c(标)V(标)=c(待)V(待),-53-,2.酸碱中和滴定的关键 (1)用酸式或碱式滴定管准确测定参加反应的两溶液的体积V(标)和V(待)。 (2)准确判断中和反应是否恰好完全进行,借助酸碱指示剂判断滴定终点:溶液颜色发生变化且在半分钟内不再变色。 (3)多次测定求各体积的平均值。,-54-,例1(2014重庆理综)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 gL-1。某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。,-55-,,,,,,,-56-,(4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量为0.24 gL-1。 (5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施原因:盐酸的挥发;改进措施:用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,排除盐酸挥发的影响。,,,,-57-,解析:(1)通入冷凝管的冷水应低进高出,且通常冷热逆流时冷凝效果最好,该题中冷水从a端进时,冷凝水难以充满冷凝管而降低冷凝效果,故应从b端入水; (2)最小公倍数法配平方程式: 第一步:标化合价,-58-,-59-,二、沉淀滴定 1.定义 沉淀滴定是利用沉淀反应进行定量分析的方法。生成沉淀的反应很多,但符合定量分析条件的却很少,实际上应用最多的是银量法,即利用Ag+与卤素离子的反应来测定Cl-、Br-、I-的浓度。 2.沉淀滴定原理 沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂,滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小,否则不能用这种指示剂。如用AgNO3溶液滴定溶液中的Cl-的含量时常以 为指示剂,这是因为AgCl比Ag2CrO4的Ksp更小的缘故。,-60-,例2(2012全国理综)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。,,,,,,-61-,,,,,,,-62-,-63-,-64-,-65-,-66-,例3(2016山东潍坊期中)许多含氯物质与生活密切相关,如HClO、ClO2、NaClO2等都是重要的杀菌消毒剂和漂白剂。其中制备NaClO2的工业流程如图所示:,,,,-67-,,,-68-,-69-,-70-,,,,-71-,-72-,-73-,,,-74-,-75-,-76-,