高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性

阅读次数: 2,614

  • A+
所属分类:我的化学

下载电子版,链接在文末处!


一、水的电离平衡及影响因素

1、水的电离

1)、水是极弱的电解质,也存在着电离平衡:H2O ⇌H++OH-。在一定温度下,水电离出来的H+和OH-浓度的乘积是一个常数,称为水的离子积常数,用符号KW表示。

2)、KW = c(H+) • c(OH-)

有关KW的两点说明:

a、水的离子积(KW)也适用于稀的电解质水溶液,c(H+)和c(OH-)分别代表电解质溶液中H+和OH-的总物质的量浓度。KW与电解质溶液的酸碱性无关。一般情况下在25℃或室温下,KW约为1.0×10-14;而100℃时,KW约为1×10-12

b、在研究水溶液体系中离子的种类时,不要忽略H+、OH-的存在。

2、影响水的电离平衡的因素(水的电离平衡:H2O ⇌H++OH-

条件变化 升高温度 加酸 加碱 加强酸

弱碱盐

加强碱

弱酸盐

加活泼

金属

移动方向
c(H+)
c(OH-)
KW

二、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c(H+)和c(OH-)的相对大小。

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。

2、酸碱性的定量

1)、pH=-lgc(H+)

2)、使用范围:稀溶液,c(H+)<1 mol/L或c(OH-)<1 mol/L

3)、意义:表示溶液酸碱性的强弱,0~7 ,pH越小,酸性越强;7~14,pH越大,碱性越强。

4)、测定方法

(1)、pH试纸:用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在PH试纸上,然后与标准比色卡对照,读数。

             注意:pH试纸不能湿润;只能读取整数。

(2)、pH计:测量快捷精确,精确到0.1。

三、pH的有关计算

1、已知浓度求pH

①、强酸溶液,如HnA溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+) = nc mol˙L-1

pH = -lg c(H+) = -lg nc 。

②、强碱溶液,如B(OH)n溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol· L-1,c(H+) = nc mol·L-1

pH = -lg c(H+) = 14+lg nc 。

③、弱酸溶液,如HnA溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+) < nc mol˙L-1

pH = -lg c(H+) > -lg nc 。

④、弱碱溶液,如B(OH)n溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol· L-1,c(H+) < nc mol·L-1

pH = -lg c(H+) <14+lg nc 。

2、已知pH求浓度

①、强酸溶液,pH = a,c(H+) = 10-a mol˙L-1,若化学式为HnA, C(HnA) =10-a/n mol˙L-1

②、强碱溶液,pH = a,c(OH-) = 10a-14 mol˙L-1,若化学式为B(OH)n, C(B(OH)n) =10a-14/n mol˙L-1

③、弱酸溶液,pH = a,c(H+) = 10-a mol˙L-1,若化学式为HnA, C(HnA) >10-a/n mol˙L-1

④、强碱溶液,pH = a,c(OH-) = 10a-14 mol˙L-1,若化学式为B(OH)n, C(B(OH)n) >10a-14/n mol˙L-1

3、酸、碱溶液稀释时pH的变化规律(25 ℃)

1)、强酸、强碱的稀释:在稀释时,当它们的浓度大于10-5 mol·L-1时,不考虑水的电离;当它们的浓度小于10-5 mol·L-1时,应考虑水的电离。

例:

pH=6的盐酸稀释至原体积的100倍,稀释后pH≈7(不能大于7);

pH=8的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,稀释后pH≈7(不能小于7);

pH=3的盐酸稀释至原体积的100倍,稀释后pH=5;

pH=10的NaOH溶液稀释至原体积的100倍,稀释后pH=8。

pH=a的强酸稀释至原体积的10b倍,稀释后pH=a+b<7;

pH=a的强碱稀释至原体积的10b倍,稀释后pH=a-b>7;

2)、弱酸、弱碱的稀释:在稀释过程中既有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范围。

例:

pH=3的CH3COOH溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后3<pH<5;

pH=10的NH3·H2O溶液,稀释至原体积的100倍,稀释后8<pH<10。

pH=a的弱酸稀释至原体积的10b倍,稀释后pH<a+b<7;

pH=a的弱碱稀释至原体积的10b倍,稀释后pH>a-b>7;

4、溶液混合pH的计算方法(25 ℃)

1)、两强酸混合

PH=a的强酸和PH=b的强酸,按照体积比x:y混合。

高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性,先求出混合后的c(H+),再根据公式pH=-lg c(H+)求pH。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的两种盐酸等体积混合后,pH=3.3。

2)、两强碱混合

PH=a的强碱和PH=b的强碱,按照体积比x:y混合。

高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性,先求出混合后的c(OH-),再通过KW求出c(H+),最后求pH。

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的两种烧碱溶液等体积混合后,pH=10.7。

3)、强酸与强碱混合

PH=a的强碱和PH=b的强碱,按照体积比x:y混合。

强酸与强碱混合的实质为中和反应,H++OH-=H2O,中和后溶液的pH有以下三种情况:

①、若恰好中和,pH=7;

②、若剩余酸,先求中和后剩余的c(H+),再求pH;

        高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性

③、若剩余碱,先求中和后剩余的c(OH-),再通过KW求出c(H+),最后求pH。

      高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性

4)、已知强酸和强碱的pH之和,判断等体积混合后溶液的pH

①、若强酸与强碱溶液的pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。

②、若强酸与强碱溶液的pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。

③、若强酸与强碱溶液的pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。

5)、已知酸和碱的pH之和等于14,根据等体积混合后的pH,判断酸碱强弱

①、若混合后溶液显中性,则酸为强酸、碱为强碱。

②、若混合后溶液显碱性,则酸为强酸、碱为弱碱。

③、若混合后溶液显酸性,则酸为弱酸、碱为强碱。

本质:pH之和等于14且等体积的理解:酸电离的氢离子等于碱电离的氢氧根的物质的量,此时,谁弱,谁的浓度就大,就会剩余。

6)、一元酸和一元碱的等体积等浓度混合后的pH,判断酸碱强弱

①、若混合后溶液显中性,则酸为强酸、碱为强碱。

②、若混合后溶液显碱性,则酸为弱酸、碱为强碱。

③、若混合后溶液显酸性,则酸为强酸、碱为弱碱。

本质:一元酸和一元碱的等体积等浓度混合的理解:酸的氢离子等于碱的氢氧根,此时氢离子、氢氧根均不剩余,恰好中和。溶液的酸碱性有生成的盐水解产生。

四、水电离出的c(H+)[或c(OH-)]的计算

在水溶液中c(H+)水和c(OH-)水始终是相等的。在酸溶液中,酸电离出的H+对水的电离有抑制作用,使水的电离程度降低,此时水电离出的c(H+)水可通过KW求出:

高三化学总复习(23)之水的电离和溶液的酸碱性

在能够发生水解的盐溶液中,通常溶液中的H+(或OH-)完全来自于水的电离。

例:常温下,pH=9的CH3COONa溶液,溶液中的c(OH-)=10-5 mol·L-1,此时水电离出的c(H+)也等于10-5 mol·L-1,只不过大部分被CH3COO-结合生成了CH3COOH,存在于溶液中的H+的浓度仅为10-9 mol·L-1

五、酸碱中和滴定

1、酸碱中和滴定目的:

是利用中和反应,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知碱(或酸)的浓度。

2、实验用品

textimage3.jpeg

1)、试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

2)、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、烧杯、锥形瓶。

3)、滴定管使用注意事项

a、“0”刻度在上,精确度为0.01 mL。

b、盛装酸性、氧化性试剂一般用酸式滴定管,因为酸性、氧化性物质易腐蚀或氧化橡胶;盛装碱性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。

3、实验操作

1)、滴定前的准备

a、滴定管:查漏→水洗→润洗→装液→排气泡→调液面→记录。

b、锥形瓶:查漏→水洗→注待测液→记录→加指示剂。

2)、滴定过程

左手控制活塞或玻璃球,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色变化。

3)、终点判断

滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复为原来的颜色,视为滴定终点,记录标准液的体积。

4)、数据处理

重复滴定操作2~3次,求出用去标准溶液的体积的平均值,根据下面的公式计算。

c(待测)=γ×(γ:酸碱反应的比例系数)

4、酸碱中和滴定误差分析

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:

步骤 操作 V(标准) c(待测)
洗涤 酸式滴定管未用标准溶液润洗 偏大 偏高
碱式滴定管未用待测溶液润洗 偏小 偏低
锥形瓶用待测溶液润洗 偏大 偏高
锥形瓶水洗后,残留少量水 无影响 无影响
取液 放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失 偏小 偏低
放出碱液的滴定管第一次俯视读数,第二次仰视读数 偏小 偏低
滴定 酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失 偏大 偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出 偏小 偏低
部分酸液滴到锥形瓶外 偏大 偏高
读数 滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯) 偏小 偏低
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰) 偏大 偏高

往期回顾,一键直达

18、高三化学总复习(18)之化学能与热能

19、高三化学总复习(19)之化学反应速率

20、高三化学总复习(20)之化学平衡移动

21、高三化学总复习(21)之有关化学平衡的计算

22、高三化学总复习(22)之弱电解质的电离

  • 我的微信
  • 微信扫一扫
  • weinxin
  • 我的微信公众号
  • 微信公众号扫一扫
  • weinxin
ChemistrySir

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen: