2022届高考化学一轮复习8.2水的电离和溶液的pH学案

考试 - 1 - / 46 第 2 讲 水的电离和溶液的 pH [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。了解测定溶液 pH 的方法，能进行 pH 的简单计算。 3.能根据中和滴定实验试题要求，分析或处理实验数据，得出合理结论。 考点一 水的电离平衡 1 知识梳理 1.水的电离 水 是 极 弱 的 电 解 质 ， 水 的 电 离 方 程 式 为 ______________________ 或 ________________________。 2．水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)。 (1)室温下：Kw＝__________。 (2)影响因素：只与____有关，升高温度，Kw____。 (3)适用 X 围：Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的________水溶液。 (4)Kw 揭示了在任何水溶液中均存在 H＋和 OH－，只要温度不变，Kw 不变。 3．影响水电离平衡的因素 考试 - 2 - / 46 (1)升高温度，水的电离程度________，Kw________。 (2)加入酸或碱，水的电离程度________，Kw________。 (3)加入可水解的盐(如 FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度________，Kw________。 [思考] 外界条件对水电离平衡的具体影响 条件体系变化 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH －) c(H ＋) HCl ____ ____ ____ ____ ____ NaOH ____ ____ ____ ____ ____ 可水解的盐 Na2C O3 ____ ____ ____ ____ ____ NH4 Cl ____ ____ ____ ____ ____ 温度 升温 ____ ____ ____ ____ ____ 降温 ____ ____ ____ ____ ____ 其他：如加入 Na ____ ____ ____ ____ ____ 考试 - 3 - / 46 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)纯水中 c(H＋)随着温度的升高而降低( ) (2)25 ℃时，0.10 mol·L－1NaHCO3 溶液加水稀释后，c(H＋)与 c(OH－)的乘积变大( ) (3)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变( ) (4)向水中加入少量硫酸氢钠固体，促进了水的电离，c(H＋)增大，Kw 不变( ) (5)向水中加入 AlCl3 溶液对水的电离不产生影响( ) (6)100 ℃的纯水中 c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性( ) [提醒] (1)水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有 H＋和 OH－共 存，只是相对含量不同而已。 (2)任何情况下水电离产生的 c(H＋)和 c(OH－)总是相等的。升高温度，水的电离程度增 大，c(H＋)增大，pH 减小，但仍呈中性。 (3)水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)，其实质是水溶液中的 H＋和 OH－浓度的乘积， 不一定是水电离出的 H＋和 OH－浓度的乘积，所以与其说 Kw 是水的离子积常数，不如说是水 溶液中的 H＋和 OH－的离子积常数。即 Kw 不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。 2 对点速练 练点一 水的电离平衡判断 1．一定温度下，水存在 H2O⇌H＋＋OH－ ΔH>0 的平衡，下列叙述一定正确的是( ) 考试 - 4 - / 46 A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw 减小 B．将水加热，Kw 增大，pH 减小 C．向水中加入少量固体 CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低 D．向水中加入少量固体硫酸钠，c(H＋)＝10－7 mol·L－1，Kw 不变 2．下列有关水电离情况的说法正确的是( ) A．100 ℃时，Kw＝10－12，此温度下 pH＝7 的溶液一定呈中性 B．NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3、NaHSO4 溶于水，对水的电离都有促进作用 C．25 ℃时，pH＝12 的烧碱溶液与纯碱溶液，水的电离程度相同 D．如图为水的电离平衡曲线，若从 A 点到 C 点，可采用升高温度的方法 练后归纳 正确理解水的电离平衡曲线 (1)曲线上任意点的 Kw 都相同，即 c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。 (2)曲线外在任意点与曲线上任意点的 Kw 不同，温度不同。 (3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点 之间的转化一定得改变温度。 考试 - 5 - / 46 练点二 水电离程度大小比较 3．若往 20 mL 0.01 mol·L－1 CH3COOH 溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得 混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法正确的是( ) A.c 点时，醋酸的电离程度和电离常数都最大，溶液呈中性 B．若 b 点混合溶液显酸性，则 2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) C．混合溶液中水的电离程度：b>c>d D．由图可知，该反应的中和热先增大后减小 4．如图表示水中 c(H＋)和 c(OH－)的关系，下列判断错误的是( ) A．两条曲线间任意点均有 c(H＋)·c(OH－)＝Kw B．M 区域内任意点均有 c(H＋)＜c(OH－) C．图中 T1＜T2 D．XZ 线上任意点均有 pH＝7 考试 - 6 - / 46 5．25 ℃时，将浓度均为 0.1 mol·L－1、体积分别为 Va 和 Vb 的 HA 溶液与 BOH 溶 液按不同体积比混合，保持 Va＋Vb＝100 mL，Va、Vb 与混合液的 pH 的关系如图所示。下 列说法正确的是( ) A．由图可知 BOH 一定是强碱 B．Ka(HA)＝1×10－6 C．b 点时，c(B－)＝c(A－)＝c(OH－)＝c(H＋) D．a→b 过程中水的电离程度始终增大 6．下表是不同温度下水的离子积数据： 温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12 试回答下列问题： (1)若 25＜t1＜t2，则 Kw________(填“＞”“＜”或“＝”)1×10－14，做出此判断的理 由是________。 (2)在 t1 ℃时，测得纯水中的 c(H＋)＝2.4×10－7 mol·L－1，则 c(OH－)为________。该温 考试 - 7 - / 46 度下，测得某 H2SO4 溶液中 c(S O )＝5×10－6 mol·L－1，该溶液中 c(OH－)＝________ mol·L －1。 考点二 溶液的酸碱性与 pH 1 知识梳理 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)酸性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH____7。 (2)中性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH____7。 (3)碱性溶液：c(H＋)____c(OH－)，常温下，pH____7。 2．溶液的 pH 及其测量方法 (1)计算公式：pH＝________。 (2)溶液的酸碱性与 pH 的关系 常温下： 考试 - 8 - / 46 (3)测量方法 ①pH 试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净的______或______上，用玻璃棒蘸取待测 液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的 pH。 pH 试纸的适用 X 围 0～14，使用时不能用蒸馏水湿润且只能测整数值。 ②pH 计测量法。 3．溶液 pH 的计算 (1)单一溶液的 pH 计算 强酸溶液：如 HnA，设浓度为 c mol·L－1，c(H＋)＝nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－ lg(nc)。 强碱溶液(25 ℃)：如 B(OH)n，设浓度为 c mol·L－1，c(H＋)＝ 10 － 1 mol·L－1，pH＝－ lg c(H＋)＝14＋lg(nc)。 (2)混合溶液 pH 的计算类型 ①两种强酸混合：直接求出 c(H＋)混，再据此求 pH。c(H＋)混＝ （ H ＋） 11 ＋ （ H ＋） 1 ＋ 。 ②两种强碱混合：先求出 c(OH－)混，再据 Kw 求出 c(H＋)混，最后求 pH。 c(OH－)混＝ （ OH −） 11 ＋ （ OH −） 1 ＋ 。 考试 - 9 - / 46 ③强酸、强碱混合：先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中 H＋或 OH－的浓度， 最后求 pH。 c(H＋)混或 c(OH－)混 ＝ （ H ＋）酸 酸− （ OH −）碱 碱 酸＋ 碱 。 [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)任何温度下，利用 H＋和 OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性( ) (2)某溶液的 c(H＋)>10－7 mol·L－1，则该溶液呈酸性( ) (3)用蒸馏水润湿的 pH 试纸测溶液的 pH，一定会使结果偏低( ) (4)一定温度下，pH＝a 的氨水，稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 a＝b＋1( ) (5)常温常压时，pH＝11 的 NaOH 溶液与 pH＝3 的醋酸溶液等体积混合后，滴入石蕊 溶液呈红色( ) (6)根据溶液的 pH 判断该溶液的酸碱性( ) (7)把 pH＝2 与 pH＝12 的酸、碱溶液等体积混合后，所得溶液的 pH 为 7( ) [提醒] (1)溶液呈现酸、碱性的实质是 c(H＋)与 c(OH－)的相对大小，不能只看 pH，一定温 度下 pH＝6 的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。 (2)酸碱的强弱和溶液酸碱性的强弱不是等同关系：前者看电离程度，后者看溶液中 c(H 考试 - 10 - / 46 ＋)和 c(OH－)的相对大小。强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强。 2 对点速练 练点一 溶液酸碱性的判断 1．已知温度 T 时水的离子积常数为 Kw，该温度下，将浓度为 a mol·L－1 的一元酸 HA 与 b mol·L－1 的一元碱 BOH 等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是( ) ①a＝b ②混合溶液的 pH＝7 ③混合溶液中 c(OH－)＝10－7 mol·L－1 ④混合溶液 中，c(H＋)＝ mol·L－1 ⑤混合溶液中，c(B＋)＝c(A－) A．②③ B．④⑤ C．①④ D．②⑤ 2．在常温下，某溶液中由水电离出的 c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，下列说法中正确的 是( ) A．该溶液肯定显碱性 B．该溶液肯定显酸性 C．该溶液的 pH 可能是 11，也可能是 3 D．该溶液的 pH 肯定不是 11 3．常温下，有 a mol·L－1HX 和 b mol·L－1HY 两种酸溶液，下列说法不正确的是 ( ) A．若 a＝b 且 c(X－)＞c(Y－)，则酸性：HX＞HY 考试 - 11 - / 46 B．若 a＞b 且 c(X－)＝c(Y－)，则酸性：HX＞HY C．若 a＜b 且两者 pH 相同，则 HY 一定是弱酸 D．若向 HX 溶液中加入等浓度、等体积的 NaOH 溶液，所得溶液 pH＞7，则 HX 为 弱酸 方法总结 溶液酸碱性的判断方法 (1)根据 c(H＋)和 c(OH－)的相对大小 c(H＋)＞c(OH－)，呈酸性；c(H＋)＝c(OH－)，呈中性；c(H＋)＜c(OH－)，呈碱性。 (2)根据 pH、pOH、p 进行判断 pH＜p ＜pOH，呈酸性；pH＝pOH＝p ，呈中性；pOH＜p ＜pH，呈 碱性。 其中：pOH＝－lg c(OH－)，p ＝－lg ，pH＋pOH＝2p 。 (3)室温下，已知酸和碱 pH 之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合) a.若 pH 之和等于 14，则混合后溶液显中性，pH＝7。 b.若 pH 之和大于 14，则混合后溶液显碱性，pH＞7。 考试 - 12 - / 46 c.若 pH 之和小于 14，则混合后溶液显酸性，pH＜7。 练点二 溶液 pH 的计算 4．常温下，下列叙述正确的是( ) A．将 pH＝a 的氨水稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 a＝b＋1 B．将 pH＝3.0 的盐酸稀释 105 倍后，溶液的 pH＝8.0 C．将 pH＝9.0 的 NaOH 溶液与 pH＝11.0 的 NaOH 溶液等体积混合，所得溶液的 pH＝9.3 D．若将 1 mL pH＝1.0 的盐酸与 100 mL NaOH 溶液混合后，溶液的 pH＝7.0，则 NaOH 溶液的 pH＝11.0 5．下列说法不正确的是( ) A．室温下，0.01 mol·L－1 的盐酸中由水电离出的 c(H＋)为 1.0×10－12 mol·L－1 B．室温下，0.01 mol·L－1 的 NaOH 溶液中由水电离出的 c(OH－)为 1.0×10－12 mol·L －1 C．室温下，在 pH＝11 的某溶液中，由水电离出的 c(OH－)为 1.0×10－3 mol·L－1 D．室温下，若某溶液中由水电离出的 c(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，则该溶液的 pH 可能是 1 或 13 6．25 ℃时，将体积为 Va、pH＝a 的某一元强碱与体积为 Vb、pH＝b 的某二元强酸 考试 - 13 - / 46 混合。 (1)若所得溶液的 pH＝11，且 a＝13，b＝2，则 Va∶Vb＝________。 (2)若所得溶液的 pH＝7，且已知 Va＞Vb，b＝0.5a，b 值是否可以等于 4？________(填 “是”或“否”)。 方法总结 溶液 pH 计算的一般思维模型 练点三 与稀释有关的图像分析 7．pH＝2 的两种一元酸 x 和 y，体积均为 100 mL，稀释过程中 pH 与溶液体积的关 系如下图所示。分别滴加 NaOH 溶液(c＝0.1 mol/L)至 pH＝7，消耗 NaOH 溶液的体积为 考试 - 14 - / 46 Vx、Vy，则( ) A．x 为弱酸，VxVy C．y 为弱酸，VxVy 8．浓度均为 0.10 mol·L－1、体积均为 V0 的 MOH 和 ROH 溶液，分别加水稀释至体积 V，pH 随 lg 0 的变化如图所示。下列叙述错误的是( ) A．MOH 的碱性强于 ROH 的碱性 B．ROH 的电离程度：b 点大于 a 点 C．若两溶液无限稀释，则它们的 c(OH－)相等 D．当 lg 0 ＝2 时，若两溶液同时升高温度，则 c(M + ) c(R + ) 增大 考试 - 15 - / 46 9．常温下，pH 均为 2、体积均为 V0 的 HA、HB、HC 溶液，分别加水稀释至体积为 V，溶液 pH 随 lg 0 的变化关系如图所示，下列叙述错误的是( ) A．常温下：Ka(HB)＞Ka(HC) B．HC 的电离度：a 点＜b 点 C．当 lg 0 ＝4 时，三种溶液同时升高温度， c(A − ) c(C − ) 减小 D．当 lg 0 ＝5 时，HA 溶液的 pH 为 7 考点三 酸碱中和滴定 1 知识梳理 1.实验原理 (1)概念：用已知物质的量浓度的________来测定未知物质的量浓度的________的方法。 (2)计算公式：c 待＝ 标× 标 待 (以一元酸与一元碱的滴定为例)。 2．酸碱中和滴定的关键 考试 - 16 - / 46 (1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的________。 (2)选取适当指示剂，准确判断________。 3．仪器与试剂 (1)主要仪器：__________、__________、铁架台(带滴定管夹)、______、大烧杯。 (2)试剂 标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。 4．中和滴定实验操作 (1)滴定前的准备。 (2)滴定。 考试 - 17 - / 46 (3)终点判断：等到滴入最后一滴反应液，指示剂变色，且在________内不能恢复原来的 颜色，视为滴定终点，并记录标准液的体积。 (4)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，根据原理计 算。 5．常用酸碱指示剂及变色 X 围 指示剂 变色 X 围的 pH 石蕊 8.0 蓝色 甲基橙 4.4 黄色 酚酞 10.0__色 [思考] 下列滴定中，写出指示剂和滴定终点颜色变化 已 知 ： 2KMnO4 ＋ 5K2SO3 ＋ 3H2SO4===6K2SO4 ＋ 2MnSO4 ＋ 3H2O 、 I2 ＋ Na2S===2NaI＋S↓ 考试 - 18 - / 46 选项 滴定管中的溶液 锥形瓶中的溶液 指示剂 滴定终点颜色变 化 (1) NaOH 溶液 CH3COOH 溶液 ________ ________ (2) HCl 溶液 氨水 ________ ________ (3) 酸性 KMnO4 溶 液 K2SO3 溶液 无 ________ (4) 碘水 亚硫酸溶液 ________ ________ [判断] (正确的打“√”，错误的打“×”) (1)滴定终点就是酸碱恰好中和的点( ) (2)滴定管盛标准液时，其液面一定要调在 0 刻度( ) (3)用碱式滴定管量取 20.00 mL KMnO4 溶液( ) (4)滴定管在加入反应液之前一定要用所要盛装的反应液润洗 2～3 遍( ) (5)若用标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液，滴定前仰视，滴定后俯视则测定值偏大( ) (6)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好，指示剂一般加入 2～3 mL( ) (7)中和滴定实验中，必须用待装标准液润洗滴定管，用待测液润洗锥形瓶( ) (8)中和滴定时，眼睛必须注视滴定管中的液面变化( ) [提醒] 考试 - 19 - / 46 选择指示剂的三个标准 (1)变色 X 围与终点 pH 吻合或接近；(2)指示剂变色 X 围越窄越好；(3)指示剂在滴定 终点时颜色变化要明显，容易观察判断。 2 对点速练 练点一 中和滴定基本操作 1．用已知浓度的 NaOH 溶液测定某 H2SO4 溶液的浓度(如图所示)，下表中正确的选项 是( ) 2.关于下列各实验或装置的叙述中，不正确的是（ ） 考试 - 20 - / 46 A.实验①可用于测溶液 pH B．实验②是用酸性 KMnO4 溶液滴定 C．装置③是滴定操作时手的操作 D．装置④中最后一滴 NaOH 标准液使溶液由无色变为红色，即达到滴定终点 3.某学生用 0.150 0 mol·L－1NaOH 溶液测定某未知浓度的盐酸，其操作可分解为如下 几步：（ ） A．用蒸馏水洗净滴定管 B．用待测定的溶液润洗酸式滴定管 C．用酸式滴定管取稀盐酸 25.00mL，注入锥形瓶中，加入酚酞 D．另取锥形瓶，再重复操作 2～3 次 E．检查滴定管是否漏水 考试 - 21 - / 46 F．取下碱式滴定管用标准 NaOH 溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以 上 2～3 cm 处，再把碱式滴定管固定好，调节液面到“0”刻度或“0”刻度以下 G．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一 X 白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记 下滴定管液面所在刻度 完成以下填空： （1）滴定时正确操作的顺序是（用字母填写）：→→F→→→→D （2）操作 F 中应该选择如图中滴定管（填“甲”或“乙”）。 （3）滴定时边滴边摇动锥形瓶，眼睛应注意观察。滴定终点溶液颜色的变化是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （4）滴定结果如表所示： 滴定次数 待测液体积 /mL 标准溶液的体积/ mL 滴定前刻度 滴定后刻度 考试 - 22 - / 46 1 25.00 1.02 21.03 2 25.00 0.60 20.60 3 25.00 0.20 20.19 计算该盐酸的物质的量浓度为（精确至 0.000 1）。 练点二 数据处理与误差分析 4.实验室用标准盐酸溶液测定某 NaOH 溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中 可能使测定结果偏低的是（ ） A．用量筒量取 NaOH 溶液时仰视读数 B．滴定结束后，滴定管尖嘴处有一悬挂液滴 C．锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，立即记下滴定管液面所在刻度 D．盛 NaOH 溶液的锥形瓶滴定前用 NaOH 溶液润洗 2～3 次 5.欲测定某 NaOH 溶液的物质的量浓度，可用 0.100 0 mol·L－1 的盐酸标准溶液进行 中和滴定（用甲基橙作指示剂）。 请回答下列问题： （1）滴定时，盛装待测 NaOH 溶液的仪器名称为。 （2）盛装标准盐酸的仪器名称为。 考试 - 23 - / 46 （3）滴定至终点的颜色变化为。 （4）若甲学生在实验过程中，记录滴定前滴定管内液面读数为 0.50 mL，滴定后液面 如图，则此时消耗标准溶液的体积为。 （5）乙学生做了三组平行实验，数据记录如下： 实验序号 待测 NaOH 溶液的体积 /mL 0.1000mol·L－1HCl 溶液的体积 /mL 滴定前刻度 滴定后刻度 1 25.00 0.00 26.29 2 25.00 1.00 31.00 3 25.00 1.00 27.31 选取上述合理数据，计算出待测 NaOH 溶液的物质的量浓度为。（保留四位有效数字） （6）下列哪些操作会使测定结果偏高（填字母）。 A．锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗 B．酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗 考试 - 24 - / 46 C．滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除，滴定后气泡消失 D．滴定前读数正确，滴定后俯视滴定管读数 练后归纳 1.滴定管读数要领 以凹液面的最低点为基准（如图） 正确读数（虚线部分）和错误读数（实线部分）。 2.酸碱中和滴定中常见误差分析方法 （1）误差分析的方法 依据原理 c（标准）·V（标准）＝c（待测）·V（待测），得 c（待测）＝ （标准）· （标准） （待测） ， 因为 c（标准）与 V（待测）已确定，所以只要分析出不正确操作引起 V（标准）的变化，即 分析出结果。 考试 - 25 - / 46 （2）误差分析结论 以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（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 变大 偏高 碱式滴定管未用待测溶液润洗 变小 偏低 锥形瓶用待测溶液润洗 变大 偏高 锥形瓶洗净后还留有蒸馏水 不变 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 变小 偏低 滴 定 酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失 变大 偏高 振荡锥形瓶时部分液体溅出 变小 偏低 部分酸液滴出锥形瓶外 变大 偏高 溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴 NaOH 溶 液无变化 变大 偏高 读 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或前仰后俯） 变小 偏低 考试 - 26 - / 46 数 酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或前俯后仰） 变大 偏高 练点三 滴定曲线分析 6.常温下，用 0.10 mol·L－1NaOH 溶液分别滴定 20.00 mL 0.10 mol·L－1HCl 溶液和 20.00 mL 0.10 mol·L－1CH3COOH 溶液，得到两条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的 是（ ） A．图 2 是滴定盐酸的曲线 B．a 与 b 的关系是 a＜b C．E 点对应离子浓度由大到小的顺序可能为 c（CH3COO－）＞c（Na＋）＞c（H＋） ＞c（OH－） D．这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂 7.取未知浓度的硫酸、盐酸和醋酸各 25.00 mL，分别用 0.10 mol·L－1 的 NaOH 溶液 考试 - 27 - / 46 或 0.10 mol·L－1 的稀氨水滴定得到如图曲线。下列说法正确的是（ ） A．由图可知曲线 c 为 NaOH 滴定硫酸 B．由图可知硫酸的物质的量浓度大于盐酸的物质的量浓度 C．曲线 b、c 的滴定实验可用酚酞作指示剂 D．由图可知滴定前醋酸的物质的量浓度为 0.06 mol·L－1 8.室温下，用相同浓度的 NaOH 溶液，分别滴定浓度均为 0.1 mol·L－1 的等体积的三种 酸（HA、HB 和 HD）溶液，滴定的曲线如图所示： 请按要求回答下列问题： （1）三种酸的电离常数分别为 KHA、KHB、KHD，其中最大的是。 （2）当滴定至 P 点时，该溶液中各种离子浓度由大到小依次是。 （3）若分别滴定到 pH＝7，此时三种溶液中的主要阴离子浓度大小关系为。 （4）当中和百分数达 100%时，所需 n（NaOH）的大小关系是；若将此时的三种溶 液混合，其中的 c（OH－）＝（用溶液中其他粒子的浓度表示）。 方法技巧 考试 - 28 - / 46 中和滴定曲线分析技巧 首先看纵坐标，搞清楚是酸加入碱中，还是碱加入酸中，然后看起点，起点可以看出 酸性或碱性的强弱，这在判断滴定终点时至关重要；再次找滴定终点和 pH＝7 的中性点，判 断滴定终点的酸碱性，然后确定中性点（pH＝7）的位置；最后分析其他的特殊点（如滴定 一半点，过量一半点等），分析酸、碱过量情况。 本讲真题研练 1.[2020·全国卷Ⅰ，13]以酚酞为指示剂，用 0.100 0 mol·L－1 的 NaOH 溶液滴定 20.00 mL 未知浓度的二元酸 H2A 溶液。溶液中，pH、分布系数δ随滴加 NaOH 溶液体积 VNaOH 的 变化关系如下图所示。 下列叙述正确的是（ ） A.曲线①代表δ（H2A），曲线②代表δ（HA－） B.H2A 溶液的浓度为 0.200 0 mol·L－1 考试 - 29 - / 46 C.HA－的电离常数 Ka＝1.0×10－2 D.滴定终点时，溶液中 c（Na＋）c（K＋）>c（OH－） 5.[2019·卷，26]化学小组用如下方法测定经处理后的废水中苯酚的含量（废水中不含 干扰测定的物质）。 Ⅰ.用已准确称量的 KBrO3 固体配制一定体积的 a mol·L－1 KBrO3 标准溶液； Ⅱ.取 V1 mL 上述溶液，加入过量 KBr，加 H2SO4 酸化，溶液颜色呈棕黄色； Ⅲ.向Ⅱ所得溶液中加入 V2 mL 废水； Ⅳ.向Ⅲ中加入过量 KI； Ⅴ.用 b mol·L－1Na2S2O3 标准溶液滴定Ⅳ中溶液至浅黄色时，滴加 2 滴淀粉溶液，继 续滴定至终点，共消耗 Na2S2O3 溶液 V3 mL。 已知：I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6 Na2S2O3 和 Na2S4O6 溶液颜色均为无色 （1）Ⅰ中配制溶液用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和。 考试 - 32 - / 46 （ 2 ） Ⅱ 中 发 生 反 应 的 离 子 方 程 式 是 ________________________________________________________________________。 （ 3 ） Ⅲ 中 发 生 反 应 的 化 学 方 程 式 是 ________________________________________________________________________。 （ 4 ） Ⅳ 中 加 KI 前 ， 溶 液 颜 色 须 为 黄 色 ， 原 因 是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 （5）KI 与 KBrO3 物质的量关系为 n（KI）≥6n（KBrO3）时，KI 一定过量，理由是 ________________________________________________________________________。 （ 6 ） Ⅴ 中 滴 定 至 终 点 的 现 象 是 ________________________________________________________________________。 （7）废水中苯酚的含量为 g·L－1（苯酚摩尔质量：94 g·mol－1） （8）由于 Br2 具有性质，Ⅱ～Ⅳ中反应须在密闭容器中进行，否则会造成测定结果偏 高。 考试 - 33 - / 46 第 2 讲 水的电离和溶液的 pH 考点一 1 知识梳理 1．H2O＋H2O H3O＋＋OH－ H2O H＋＋OH－ 2．(1)1×10－14 (2)温度 增大 (3)电解质 3．(1)增大 增大 (2)减小 不变 (3)增大 不变 思考 答案： 逆 不变 减小 减小 增大 逆 不变 减小 增大 减小 正 不变 增大 增大 减小 正 不变 增大 减小 增大 正 增大 增大 增大 增大 逆 减小 减小 减小 减小 正 不变 增大 增大 减小 判断 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)× 2 对点速练 1．解析：A 项，Kw 应不变；C 项，平衡应正向移动；D 项，由于没有指明温度，c(H 考试 - 34 - / 46 ＋)不一定等于 10－7 mol·L－1。 答案：B 2．解析：100 ℃时，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－12，中性溶液中 c(H＋)＝c(OH－)＝ ＝10－6 mol·L－1，即 pH＝6，此温度下 pH＝7 的溶液呈碱性，A 项错误；NH4Cl、CH3COONa、 NaHCO3 促进水的电离，NaHSO4 抑制水的电离，B 项错误；烧碱是 NaOH，抑制水的电离， 纯碱是 Na2CO3，促进水的电离，C 项错误；图中 A 点到 C 点，c(H＋)与 c(OH－)同等程度增 大，说明是温度升高的结果，D 项正确。 答案：D 3．解析：c 点时，CH3COOH 和 NaOH 恰好完全反应，得到 CH3COONa 溶液，由于 CH3COO－水解，溶液呈碱性，A 项错误；b 点时，反应得到等物质的量浓度的 CH3COOH、 CH3COONa 的混合溶液，根据物料守恒得 2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，B 项正 确；b 点为等物质的量浓度的 CH3COOH、CH3COONa 的混合溶液，c 点为 CH3COONa 溶 液，d 点为等物质的量浓度的 NaOH、CH3COONa 的混合溶液，故 c 点水的电离程度最大， C 项错误；中和热与酸碱的用量无关 ，中和热保持不变，D 项错误。 答案：B 4．解析：由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有 c(H＋)·c(OH－)＝Kw，A 项正 确；由图中纵横轴的大小可知 M 区域内任意点均有 c(H＋)＜c(OH－)，B 项正确；温度越高， 水的电离程度越大，电离出的 c(H＋)与 c(OH－)越大，所以 T2＞T1，C 项正确；XZ 线上任意 点都有 c(H＋)＝c(OH－)，只有当 c(H＋)＝10－7mol·L－1 时，才有 pH＝7，D 项错误。 答案：D 5．解析：根据图知，0.1 mol·L－1HA 溶液的 pH＝3，则 c(H＋)＜0.1 mol·L－1，说明 HA 是弱酸；0.1 mol·L－1BOH 溶液的 pH＝11，c(OH－)＜0.1 mol·L－1，则 BOH 是弱碱，A 考试 - 35 - / 46 项错误；Ka(HA)＝ (H + ) · (A − ) (HA) ＝ 10 － × 10 － 0.1 − 10 － ≈1×10－5，B 项错误；b 点是两者等体积混合溶液呈中 性，c(B－)＝c(A－)，c(OH－)＝c(H＋)，盐电离产生离子的浓度远大于水电离产生的离子浓度， 故 c(B－)＝c(A－)＞c(OH－)＝c(H＋)，C 项错误；HA 是弱酸，酸电离产生的 H＋对水的电离平 衡起抑制作用，在 a→b 过程中，酸被碱中和，溶液中酸电离产生的 c(H＋)减小，其对水的电 离的抑制作用减弱，同时生成弱酸弱碱盐(BA)对水的电离起促进作用，故 a→b 过程中水的电 离程度始终增大，D 项正确。 答案：D 6．解析：(1)水是弱电解质，存在电离平衡，电离吸热，所以温度升高，水的电离程度 增大 ，离子积增大。 (2)水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同，某温度下纯水中的 c(H＋)＝2.4×10 －7 mol·L－1，则此时纯水中的 c(OH－)＝2.4×10－7 mol·L－1，Kw＝2.4×10－7×2.4×10－7＝5.76 ×10－14。该温度下，某 H2SO4 溶液中 c(S O )＝5×10－6 mol·L－1，则溶液中氢离子浓度是 1 ×10－5 mol·L－1，c(OH－)＝ 5.7 × 10 － 1 1 × 10 － 5 mol·L－1＝5.76×10－9 mol·L－1。 答案：(1)＞ 水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向正反应方向移动，c(H＋)增大， c(OH－)增大，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，Kw 增大 (2)2.4×10－7 mol·L－1 5.76×10－9 考点二 1 知识梳理 1．(1)> < (2)＝ ＝ (3)< > 2．(1)－lgc(H＋) (2)酸性 碱性 (3)玻璃片 表面皿 考试 - 36 - / 46 判断 答案：(1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)× (7)× 2 对点速练 1．解析：因为酸、碱的强弱未知，不能依据 a＝b 判断，①错误；温度不能确定为 25 ℃， 溶液的 pH＝7，c(OH－)＝10－7 mol·L－1 不能判断溶液呈中性，②、③错误；Kw＝c(H＋)·c(OH －)，当 c(H＋)＝c(OH－)＝ mol·L－1 时，溶液一定呈中性，④正确；根据电荷守恒 c(H＋) ＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，当 c(B＋)＝c(A－)时，c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B 项正 确。 答案：B 2．解析：首先要掌握本题中，由水电离出的 c(H＋)水＝1×10－11 mol·L－1，则由水电离 出的 c(OH－)水＝1×10－11 mol·L－1。如在酸溶液中，c(OH－)溶液＝c(OH－)水＝1×10－11 mol·L －1，此时 c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1，pH＝3，溶液显酸性；又如在碱溶液中 c(H＋)溶液＝c(H＋) 水＝1×10－11 mol·L－1，此时溶液的 pH＝11，溶液显碱性。 答案：C 3．解析：若 a＝b 且 c(X－)＞c(Y－)，这说明电离程度 HX＞HY，则酸性：HX＞HY，A 正确；若 a＞b 且 c(X－)＝c(Y－)，这说明电离程度：HX＜HY，则酸性：HX＜HY，B 错误； 若 a＜b 且两者 pH 相同，这说明电离出的氢离子浓度相等，则 HY 一定是弱酸，C 正确；若 向 HX 溶液中加入等浓度、等体积的 NaOH 溶液，所得溶液 pH＞7，这说明 X－水解，则 HX 为弱酸，D 正确。 答案：B 4．解析：一水合氨为弱电解质，加水稀释，促进其电离，溶液 pH 变化比强碱的小， 故将 pH＝a 的氨水稀释 10 倍后，其 pH＝b，则 ac(Na＋)>c(HB)>c(H＋)>c(OH－)。(3)pH＝7 时，根据电荷守恒，三种离子的 浓度分别等于 c(Na＋)，然而三种溶液中阴离子水解程度不同，pH＝7 时加入的 NaOH 的体 积不同，即酸性越强，加入氢氧化钠越多，钠离子浓度越大，所以 c(A－)>c(B－)>c(D－)。(4) 中和百分数 100%指的是三种酸恰好完全反应，根据酸的物质的量相同，所以需要氢氧化钠的 量完全相同；根据质子守恒即可得出，完全中和后的三种溶液混合后溶液的质子守恒关系： c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＋c(H＋)＝c(OH－)。 答案：(1)KHA (2)c(B－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－) (3)c(A－)>c(B－)>c(D－) 考试 - 42 - / 46 (4)相等 c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＋c(H＋) 本讲真题研练 1．解析：由题图可知加入 NaOH 溶液的体积为 40 mL 时，溶液 pH 发生突跃，达到 滴定终点，溶质为 Na2A，故有 n(H2A)＝20.00 mL×c(H2A)＝ 1 n(NaOH)＝ 1 ×0.100 0 mol/L ×40 mL，则 c(H2A)＝0.100 0 mol/L，而起点时 pH 约为 1，故 H2A 的电离过程应为 H2A===HA－＋H＋，HA－ A2－＋H＋，故曲线①表示δ(HA－)，曲线②表示δ(A2－)，A、B 项错误；由 Ka＝ (A － ) · (H ＋ ) (HA － ) ，VNaOH 等于 25 mL 时，pH＝2.0，且 c(A2－)＝c(HA－)，可知 Ka ＝1.0×10－2，C 项正确；以酚酞作指示剂，滴定终点时的溶质为 Na2A，溶液呈碱性，根据电 荷守恒 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HA－)＋2c(A2－)，结合 c(H＋)c(HA－)＋2c(A2－)，D 项错误。 答案：C 2．解析：本题考查酸碱中和滴定过程中溶液 pH 随 NaOH 溶液体积变化的关系。由题 图可知，甲基橙变色 X 围在突变 X 围之外，甲基红变色 X 围在突变 X 围内，接近反应终点， 甲基橙误差会更大，C 错误；因为是一元强酸与一元强碱之间的反应，恰好完全反应时 pH＝ 7，A 正确；指示剂的变色 X 围应该在中和滴定 pH 突变 X 围内，这样的误差较小，B 正确； 当消耗 NaOH 溶液体积为 30 mL 时，反应后溶液中 c(OH－)＝0.02 mol·L－1，pH 约为 12.3， D 正确。 答案：C 3．解析：本题考查离子方程式书写、次氯酸的性质、滴定计算等。(1)Cl2 与 NaOH 反 应生成 NaCl、NaClO 和 H2O。HClO 的酸性弱于 H2CO3，则 NaClO 溶液露置于空气中，与 空气中 CO2 反应产生 HClO，HClO 见光易分解，故会导致消毒作用减弱。(2)①依据三个反 应得出关系式：C3N3O3C I ～2HClO～2I2～4S2 O ，根据 Na2S2O3 的消耗量，可以计算出测 考试 - 43 - / 46 定中转化为 HClO 的氯的物质的量，进而得出氯元素的质量，再由有效氯的计算公式 测定中转化为 HClO 的氯元素质量× 样品质量 ×100%，可计算出有效氯。②加入的稀硫酸的量过少，则生成的 I2 少，消耗 Na2S2O3 的量减少，则计算出的 HClO 的量偏少，导致样品的有效氯测定值偏低。 答案：(1)Cl2＋2OH－===ClO－＋Cl－＋H2O NaClO 溶液吸收空气中的 CO2 后产生 HClO，HClO 见光分解 (2)①n(S2 O )＝0.100 0 mol·L－1×0.020 00 L＝2.000×10－3 mol 根据物质转换和得失电子守恒关系：C3N3O3C l ～2HClO～2I2～4S2 O 得 n(Cl)＝ 0.5n(S2 O )＝1.000×10－3 mol 氯元素的质量： m(Cl)＝1.000×10－3 mol×35.5 g·mol－1＝0.035 50 g 该样品的有效氯为： 0.05 50 g 1.10 0 g × 5.00晦L 50.00晦L ×2×100%＝63.39% 该样品的有效氯大于 60%，故该样品为优质品 ②偏低 4．解析：KHA 与 NaOH 反应的过程中引入了 Na＋，HA－转化为 A2－，由图像可知 a 到 b 过程中导电能力逐渐增强，A、B 项正确；b 点时，KHA 与 NaOH 恰好完全反应生成正 盐，A2－水解使溶液呈碱性，C 项错误；b 点时，Na＋、K＋浓度相等，继续滴加 NaOH 溶液 至 c 点，c(Na＋)增大，由图可知 c(OH－)小于 c(K＋)，D 项正确。 答案：C 5．解析：(1)配制标准溶液用到的玻璃仪器除了给出的三种仪器外，还有容量瓶。 (4)溶液为黄色说明仍有 Br2 存在，此时废水中的苯酚已完全反应。 考试 - 44 - / 46 (5)假设废水中没有苯酚，KBrO3 和 KBr 反应生成的 Br2 完全和 KI 反应时，消耗 KI 的物 质的量刚好是 KBrO3 的 6 倍。实际上苯酚一定会消耗一定量的 Br2，所以当 n(KI):n(KBrO3) ＝6:1 时，KI 就已经过量了。 (7)由 KBrO3 与 KBr 反应生成的 Br2 的物质的量的计算： Br O ＋5Br－＋6H＋=== 3Br2＋3H2O 1 mol 3 mol a mol·L－1×V1×10－3 L 3aV1×10－3 mol 与废水反应后剩余的 Br2 的物质的量的计算： Br2 ～ I2 ～ 2Na2S2O3 1 mol 2 mol 1 bV3×10－3 mol b mol·L－1×V3×10－3 L 与苯酚反应的 Br2 的物质的量为(3aV1×10－3－ 1 bV3×10－3) mol； 设废水中苯酚的物质的量为 x， 解得 x＝(aV1－ 1 bV3)×10－3 mol， 所以废水中苯酚的含量为 考试 - 45 - / 46 aV1－ 1 6 bV3×10－3 mol×94 g·mol－1 V2×10－3 L ＝ 946aV1－bV3 6V2 g·L－1。 (8)当 Br2 挥发掉后，在Ⅴ步骤中消耗的 Na2S2O3 的量减少，即 V3 减小，导致测定结果 偏高。 答案：(1)容量瓶 (2)Br O ＋5Br－＋6H＋===3Br2＋3H2O (3) (4)Br2 过量，保证苯酚完全反应 (5)反应物用量存在关系：KBrO3～3Br2～6KI，若无苯酚时，消耗 KI 物质的量是 KBrO3 物质的量的 6 倍，因有苯酚消耗 Br2，所以当 n(KI)≥6n(KBrO3)时，KI 一定过量 (6)溶液蓝色恰好消失 (7) 6aV1－bV3×94 6V2 (8)易挥发 考试 - 46 - / 46