2021高考化学一轮复习专题8第2讲水的电离和溶液的pH学案新人教版
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。
水的电离平衡
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)适用范围：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
(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________。
[回扣判断](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( )
[重点提醒]
(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。
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(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。
对点速练
练点一 水的电离平衡判断
1．一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ ΔH>0的平衡，下列叙述一定正确的是( )
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
归纳总结
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。
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( )
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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
5．(1)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：
①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度由大到小顺序______________。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中，水的电离程度________；常温下，pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液中，水的电离程度________。(均填“前者大”、“后者大”或“相同”)
[规律总结]
外界条件对水的电离平衡的影响
改变的条件
平衡
移动
方向
c(H＋)
变化
c(OH－)
变化
Kw
变化
c(H＋)与
c(OH－)
大小关系
溶液
性质
升高温度
正向
增大
增大
增大
c(H＋)＝
c(OH－)
中性
降低温度
逆向
减小
减小
减小
c(H＋)＝
c(OH－)
中性
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加入活泼金属
正向
减小
增大
不变
c(H＋)<
c(OH－)
碱性
加入酸
逆向
增大
减小
不变
c(H＋)>
c(OH－)
酸性
加入碱
逆向
减小
增大
不变
c(H＋)<
c(OH－)
碱性
加入NaCl
不变
不变
不变
不变
c(H＋)＝
c(OH－)
中性
加入NaHCO3
正向
减小
增大
不变
c(H＋)<
c(OH－)
碱性
加入NH4Cl
正向
增大
减小
不变
c(H＋)>
c(OH－)
酸性
溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性(25 ℃时)
溶液的
酸碱性
c(H＋)与
c(OH－)比较
c(H＋)大小
pH
酸性
溶液
c(H＋)__
c(OH－)
c(H＋)__
1×10－7 mol·L－1
__7
中性
溶液
c(H＋)__
c(OH－)
c(H＋)__
1×10－7 mol·L－1
__7
碱性
溶液
c(H＋)__
c(OH－)
c(H＋)__
1×10－7 mol·L－1
__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：
(3)测量方法
28
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试纸的适用范围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。
[回扣判断](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( )
[重点提醒]
(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＋)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。
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
练点二 溶液pH的计算
3．常温下，下列叙述正确的是( )
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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
4．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
5．25 ℃时，将体积为Va、pH＝a的某一元强碱与体积为Vb、pH＝b的某二元强酸混合。
(1)若所得溶液的pH＝11，且a＝13，b＝2，则VaVb＝________。
(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的计算方法
(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＝－lgc(H＋)＝－lg(nc)。
强碱溶液(25 ℃)：如B(OH)n，设浓度为c mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lgc(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＝。
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＝。
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＝。
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练点三 与稀释有关的图像分析
6．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Vx、Vy，则( )
A．x为弱酸，Vx
Vy
C．y为弱酸，VxVy
7.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＝2时，若两溶液同时升高温度，则增大
酸碱中和滴定
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＝(以一元酸与一元碱的滴定为例)。
2．酸碱中和滴定的关键
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(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。
(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。
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(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范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0～8.0__色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1__色
3.1～4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2～10.0____色
>10.0__色
[回扣判断](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( )
[重点提醒]
选择指示剂的三个标准
(1)变色范围与终点pH吻合或接近；
(2)指示剂变色范围越窄越好；
(3)指示剂在滴定终点时颜色变化要明显，容易观察判断。
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( )
选项
锥形瓶
中溶液
滴定管
中溶液
选用
指示剂
选用
滴定管
A
碱
酸
石蕊
乙
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
乙
D
酸
碱
酚酞
乙
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2．关于下列各实验或装置的叙述中，不正确的是( )
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
练点二 滴定曲线分析
3．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
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4．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、HHD，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)。
技巧归纳
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。
练点三 数据处理与误差分析
5．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
6．某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白：
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视______________，直到因加入一滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并______________为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是________(填字母)。
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A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
(3)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________mL，终点读数为________mL，所用盐酸溶液的体积为________mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：
滴定
次数
待测NaOH
溶液的体
积/mL
0.100 0 mol·L－1盐酸的体积/mL
滴定前
刻度
滴定后
刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
规律技巧
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)＝，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。
(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
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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
读数
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
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
1.[2019·全国卷Ⅰ，11]NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1＝1.1×10－3 ，Ka2＝3.9×10－6)溶液，混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示，其中b点为反应终点。下列叙述错误的是( )
A．混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B．Na＋与A2－的导电能力之和大于HA－的
C．b点的混合溶液pH＝7
D．c点的混合溶液中，c(Na＋)>c(K＋)>c(OH－)
2．[2016·全国卷Ⅰ]298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L－1氨水中滴入0.10 mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是( )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
28
C．M点处的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)
D．N点处的溶液中pH<12
3．[2019·北京卷，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________。
(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。
4．[2019·江苏卷，18]聚合硫酸铁[Fe2(OH)6－2n(SO4)n]m广泛用于水的净化。以FeSO4·7H2O为原料，经溶解、氧化、水解聚合等步骤，可制备聚合硫酸铁。
(1)将一定量的FeSO4·7H2O溶于稀硫酸，在约70 ℃下边搅拌边缓慢加入一定量的H2O2溶液，继续反应一段时间，得到红棕色黏稠液体。H2O2氧化Fe2＋的离子方程式为________________________；水解聚合反应会导致溶液的pH________。
(2)测定聚合硫酸铁样品中铁的质量分数：准确称取液态样品3.000 g，置于250 mL锥形瓶中，加入适量稀盐酸，加热，滴加稍过量的SnCl2溶液(Sn2＋将Fe3＋还原为Fe2＋
28
)，充分反应后，除去过量的Sn2＋。用5.000×10－2 mol·L－1 K2Cr2O7溶液滴定至终点(滴定过程中Cr2O与Fe2＋ 反应生成Cr3＋和Fe3＋)，消耗K2Cr2O7溶液22.00 mL。
①上述实验中若不除去过量的Sn2＋，样品中铁的质量分数的测定结果将________(填“偏大”或“偏小”或“无影响”)。
②计算该样品中铁的质量分数(写出计算过程)。
滴定原理的拓展应用
一、氧化还原滴定法
1．原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
2．试剂：常见的用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见的用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C等。
3．指示剂：氧化还原滴定法的指示剂有三类。a.氧化还原指示剂；b.专用指示剂，如在碘量法滴定中，可溶性淀粉溶液遇碘标准溶液变蓝；c.自身指示剂，如高锰酸钾标准溶液滴定草酸时，滴定终点为溶液由无色变为浅红色。
[例1] 现有下列仪器或用品：①铁架台(含铁圈、各种铁夹)；②锥形瓶；③滴定管(酸式与碱式)；④烧杯(若干个)；⑤玻璃棒；⑥天平(含砝码)；⑦滤纸；⑧量筒；⑨漏斗。有下列药品：①NaOH固体；②0.100 0 mol/L的标准NaOH溶液；③未知浓度的盐酸；④Na2CO3溶液。
试回答以下问题。
(1)做酸碱中和滴定时，还缺少的试剂是________。
(2)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时，他往两支试管均加入4 mL 0.01 mol/L的KMnO4酸性溶液和2 mL 0.1 mol/L H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA________tB(填“>”“＝”或“<”)。
28
写出该反应的离子方程式：________________________________________________________________________。
(3)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品，小明利用这个反应的原理来测定其含量，具体操作为：
①配制250 mL溶液：准确称量5.000 g乙二酸样品，配成250 mL溶液。
②滴定：准确量取25.00 mL所配溶液于锥形瓶中，加少量酸酸化，将0.100 0 mol·L－1 KMnO4溶液装入________(填“酸式”或“碱式”)滴定管，进行滴定操作。
在实验中发现，刚滴下少量KMnO4溶液时，溶液紫红色并没有马上褪去。将锥形瓶摇动一段时间后，紫红色才慢慢消失；再继续滴加时，紫红色就很快褪色了，可能原因是____________________________________________；
当_____________________________________，
__________________________说明达到滴定终点。
③计算：重复上述操作2次，记录实验数据如下表。则消耗KMnO4溶液的平均体积为________mL，此样品的纯度为________。(已知H2C2O4的相对分子质量为90)
序号
滴定前读数
滴定后读数
1
0.00
20.01
2
1.00
20.99
3
0.00
21.10
④误差分析：下列操作会导致测定结果偏高的是________(填序号)。
A．未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B．滴定前锥形瓶有少量水
C．滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
D．观察读数时，滴定前仰视，滴定后俯视
[练1] K3[Fe(C2O4)3]·3H2O (三草酸合铁酸钾)为亮绿色晶体，可用于晒制蓝图。回答下列问题：
(1)晒制蓝图时，用K3[Fe(C2O4)3]·3H2O作感光剂，以K3[Fe(CN)6]溶液为显色剂。其光解反应的化学方程式为：2K3[Fe(C2O4)3]2FeC2O4＋3K2C2O4＋2CO2↑；显色反应的化学方程式为________________________________。
(2)某小组为探究三草酸合铁酸钾的热分解产物，按下图所示装置进行实验。
28
①通入氮气的目的是________________________________________________________________________。
②实验中观察到装置B、F中澄清石灰水均变浑浊，装置E中固体变为红色，由此判断热分解产物中一定含有________、________。
③为防止倒吸，停止实验时应进行的操作是______________________。
④样品完全分解后，装置A中的残留物含有FeO和Fe2O3，检验Fe2O3存在的方法是：______________________。
(3)测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。
①称量m g样品于锥形瓶中，溶解后加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是________________________________________________________________________。
②向上述溶液中加入过量锌粉至反应完全后，过滤、洗涤，将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化，用c mol·L－1 KMnO4溶液滴定至终点，消耗KMnO4溶液V mL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________。
二、沉淀滴定法
1．概念：沉淀滴定是利用沉淀反应进行滴定、测量分析的方法，生成沉淀的反应很多，但符合条件的却很少，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－浓度。
2．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溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrO为指示剂，这是因为AgCl比Ag2CrO4更难溶的缘故。
[例2] 用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L－1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.100 0 mol·L－1 AgNO3溶液(过量)，使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.100 0 mol·L－1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次。三次测定数据如下表：
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实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题：
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__________________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是____________________________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行，其原因是______________________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒____________，说明理由________________________________________________________________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为________mL，测得c(I－)＝________mol·L－1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为________________________。
(7)判断下列操作对c(I－)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果________。
[练2] 莫尔法是一种沉淀滴定法，以K2CrO4为指示剂，用标准硝酸银溶液滴定待测液，进行测定溶液中Cl－的浓度。已知：
银盐
性质
AgCl
AgBr
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白
浅黄
白
砖红
白
1.34×
10－6
7.1×
10－7
1.1×
10－8
6.5×
10－5
1.0×
10－6
(1)滴定终点的现象是________________。
(2)若用AgNO3溶液滴定NaSCN溶液，可选为滴定指示剂的是________。
A．NaCl B．BaBr2 C．Na2CrO4
刚好达到滴定终点时，发生的离子反应方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
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第2讲 水的电离和溶液的pH
基础精讲练
考点一
1知识梳理
1．H2O＋H2OH3O＋＋OH－ H2OH＋＋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
回扣判断 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＋)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CH3
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COONa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．答案：(1)④>①>②>③
(2)相同 相同
考点二
1知识梳理
1．> > < ＝ ＝ ＝ < < >
2．(1)－lgc(H＋) (2)酸性 碱性 (3)玻璃片 表面皿
回扣判断 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：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aKHB>KHD。(2)滴定至P点时，溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等，且溶液呈酸性，说明HB的电离程度大于B－的水解程度，故c(B－)>c(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：
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(1)KHA
(2)c(B－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)
(3)c(A－)>c(B－)>c(D－)
(4)相等 c(HA)＋c(HB)＋c(HD)＋c(H＋)
5．解析：取NaOH溶液仰视读数，会使NaOH溶液的体积偏大，造成消耗盐酸的体积偏大，测定结果偏高，A错误；滴定结束后，滴定管尖嘴处有一悬挂液滴，会使消耗的盐酸的体积偏大，测定结果偏高，B错误；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，会造成滴定终点的误判，使消耗盐酸的体积偏小，测定结果偏低，C正确；盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次，会使NaOH溶液的体积偏大，造成消耗盐酸的体积偏大，测定结果偏高，D错误。
答案：C
6．解析：在求c(NaOH)和进行误差分析时应依据公式：c(NaOH)＝。欲求c(NaOH)，须先求V[(HCl)aq]再代入公式；进行误差分析时，要考虑实际操作对每一个量即V[(HCl)aq]和V[(NaOH)aq]的影响，进而影响c(NaOH)。
(1)考查酸碱中和滴定实验的规范操作。
(2)考查由于不正确操作引起的误差分析。滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸稀释，中和相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；用碱式滴定管取出的待测NaOH溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH－的物质的量，也就不影响结果；若排出气泡，液面会下降，故读取V酸偏大，结果偏高；正确读数(虚线部分)和错误读数(实线部分)如图所示：
(3)读数时，以凹液面的最低点为基准。
(4)先算出耗用标准盐酸的平均值
＝＝26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)，
c(NaOH)＝＝0.104 4 mol·L－1。
答案：(1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不变色
(2)D (3)0.00 26.10 26.10
(4)＝＝26.10 mL，c(NaOH)＝
28
＝0.104 4 mol·L－1
真题全体验
1．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
2．解析：A项，盐酸滴定氨水时，滴定终点溶液为NH4Cl溶液，呈酸性，故指示剂应选择甲基橙，错误；B项，一水合氨属于弱碱，与盐酸正好反应生成NH4Cl时溶液呈酸性，故二者等浓度反应时，若溶液的pH＝7，盐酸的体积应小于氨水的体积，即小于20.0 mL，错误；C项，根据电荷守恒可知溶液中：c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，M点溶液的pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，则c(NH)＝c(Cl－)，由于水的电离是微弱的，故c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)，错误；D项，由图可知，N点即为0.10 mol·L－1氨水，由其电离度为1.32%，可知0.10 mol·L－1氨水中c(OH－)＝0.001 32 mol·L－1，故该氨水中11
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