文档文本内容
专题十一 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性
内容 弱电解质的电离平衡 水的电离 溶液的酸碱性和酸碱中和滴定
课
了解水的电离 离子积常数
标 理解弱电解质在水中的电离平衡 1. 、
1. 了解溶液 的含义及其测定方法 能进行 的简单计算
解 解读 了解强电解质和弱电解质的概念 2. pH , pH
2. 掌握中和滴定实验的基本操作
读 理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性 3.
3. 了解中和滴定实验主要仪器的使用方法
4.
该专题内容是近几年的必考内容 主要考查影响弱电解质电离平衡的因素 通过图像判断强 弱电解质 计算电离常数
。 , 、 , ,
考情分析 比较微粒浓度大小 进行 的相关计算和中和滴定的迁移应用等 命题时与水解相结合又增加了试题难度 预计在今后
, pH , ,
的高考中出现的概率仍较大
高考备考应重点关注弱电解质的电离平衡 电离平衡常数的计算 中和滴定的迁移应用等考点 电离度与电离平衡常数
备考指导 、 、 。
的关系也要特别关注 对数形结合与分析推理型选择题要加强训练 同时要注意滴定终点判断的规范表达
。 ,
命题立意 解题指导 拓展延伸
本题考查酸碱混合溶液的定性和定量判 中和滴定指示剂的选择原则 强酸滴定弱碱 达到滴定终点时溶液呈酸
,
断 侧重考查图像分析能力及指示剂的选 指示剂的变色范围要窄 颜色变化要明 性 应选用甲基橙作指示剂 强碱滴定弱
, ① , , ;
择 明确实验原理 指示剂选取方法 显 石蕊因变色范围宽 及人的肉 酸 达到滴定终点时溶液呈碱性 应选用
; 、 、pH 。 (5~8) , ,
计算方法是解题关键 指示剂的选取是解 眼对 红 紫 蓝 的颜色变化不敏感 一 酚酞作指示剂 强酸与强碱相互滴定 达
, “ — — ” , ; ,
答易错点 般不作滴定指示剂 到滴定终点时溶液呈中性 选用甲基橙或
。 。 ,
指示剂的变色范围应落在或部分落在 酚酞作指示剂
② 。
滴定终点的 突变范围之内
pH 。
58 5年高考3年模拟 A版 高考化学专题十一 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性 59
续表
平衡移
条件变化 CH3COOH c( +) 导电性
动方向 电离程度 H
考点一 弱电解质的电离平衡
加少量
一、强电解质和弱电解质 向左 减小 减小 增强
固体 ⑨ ⑩
1定义
CH3COONa
. 加少量水 向右 增大 减小 减弱
在水溶液中能 完全 电离的电解质称为强电解质
① 。
在水溶液中只能 部分 电离的电解质称为弱电解质 升高温度 向右 增大 增大 增强
② 。
2常见物质
. 四、电离平衡常数
强电解质 强酸 强碱 大多数盐等
: 、 、 。 1电离平衡常数
弱电解质 弱酸 弱碱 少数盐 水等 .
: 、 、 、 。 弱电解质的电离是一个可逆过程 弱电解质溶液中除水分
,
二、电离 子外还存在弱电解质分子 在一定条件下达到电离平衡时 弱电
。 ,
1电离的条件:离子化合物在溶于水或熔融时发生电离 共 解质电离形成的各种离子浓度幂的乘积与溶液中未电离的分子的
. ,
价化合物在溶于水时发生电离 浓度之比是一个常数 这个常数叫作电离平衡常数 通常用
。 , 。
2电离方程式的书写 K 表示弱酸的电离平衡常数 用 K 表示弱碱的电离平衡
. a , b
强电解质的电离用 弱电解质的电离用 常数
(1) “”, “”。 。
多元弱酸分步电离 以第一步为主 如碳酸存在电离 如醋酸在水溶液中达到电离平衡时 醋酸的电离平衡常数
(2) , , , :
- + 主 - + 2- 次 K
H2CO3 HCO3+H ( ),HCO3 H +CO3( )。 a= 。
多元弱碱的电离用一步电离表示 如 2特点
, Fe(OH)3 .
3+ - 电离平衡常数与温度有关 与浓度无关 升高温度 K值
③ Fe +3OH 。 (1) , , ,
强酸的酸式盐完全电离 弱酸的酸式盐中酸式酸根离子 增大
(3) , 。
不完全电离 例如 电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱 K越大 表示
。 : (2) , ,
+ + 2- 水溶液中 弱电解质越易电离 酸性或碱性越强
NaHSO4:NaHSO4 Na +H +SO4( ) , 。
+ - 多元弱酸的各级电离平衡常数的大小关系是K K
NaHCO3:NaHCO3 Na +HCO3 (3) 1≫ 2≫
说明 在熔融状态时: NaHSO4 Na + +HSO - 4 。 K 3…… 故其酸性主要取决于第一步电离 。
三、弱电解质的电离平衡 考点二 水的电离 溶液的酸碱性和酸碱中和滴定
1在一定温度下 当弱电解质在水溶液中电离达到最大程
. , 一、水的电离平衡
度时 电离过程并没有停止 此时弱电解质分子电离成离子的
, 。 水是一种极弱的电解质 存在电离平衡 + -
速率与离子结合成弱电解质分子的速率相等 溶液中各分子和 , :H2O H +OH
离子的浓度都不再发生变化 , 达到 ④ 电离平衡 , 状态 。 ( 温 Δ 度 H > 有 0 关 ), K 水 W 的 = c 电 (H 离 + ) 是 · 吸 c ( 热 O 过 H - 程 ), 室 升 温 高 下 温 , 度 K W K =1 增 ×1 大 0 -14 。 K K 不 W 只 仅 与 适
弱电解质的电离平衡特点 : 用于纯水 , 也适用于稀的电解质 , 水溶液 在 , 任 W 何水 。 溶液 W 中均存
动态平衡 电离方程式中用 , 。
( ( 2 1 ) ) 平衡时溶液 , 中离子浓度和分 “ 子 浓 度 ”; ⑤ 保持不变 ; 在 H +和 OH - , 只要温度不变 , K W 就不变 。
条件改变 平衡发生移动 二、影响水电离的因素
(3) , 。
2外界条件对电离平衡的影响
. 电离 溶液中 溶液中 溶液的
如 0.1 mol·L -1的醋酸溶液 [CH3COOHH + +CH3COO - 条件变化 平衡 c(
H
+) c(
OH
-) pH 酸碱性 K W
H 若改变条件后 有如下变化
(Δ >0)], , : 升高温度 右移 增大 增大 减小 中性 增大
平衡移
条件变化 CH3COOH c( +) 导电性 加酸 左移 增大 减小 减小 酸性 不变
动方向 电离程度 H
加碱 左移 减小 增大 增大 碱性 不变
加少量浓盐酸 向左 减小 增大 增强
加 右移 减小 增大 增大 碱性 不变
加少量冰醋酸 向右 减小 增大 增强 入 Na2CO3
⑥ 盐 右移 增大 减小 减小 酸性 不变
NH4Cl
加少量 NaOH 固体 向右 ⑦ 增大 减小 ⑧ 增强 加入金属 右移 减小 增大 增大 碱性 不变
Na
氢气分离膜 北京理工大学的冯霄特别研究员等成功利用电化学聚合方法制造出了柔性
自支撑噻吩基共轭微孔聚合物膜,其展现出了良好的氢气分子筛分性能。 该类膜具有良好的热稳定性、化
学稳定性和长循环稳定性。 这种“刚柔并济”的骨架调控与电聚合方法结合的策略为制备高性能聚合物气
体分离膜提供了新的解决方案。
60 5年高考3年模拟 A版 高考化学
三、溶液酸碱性判断 试剂 标准液 待测液 指示剂 蒸馏水
(2) : 、 、 、 。
滴定管的使用
c( +) · -1 c( +)与c( -)大小的比较 (3)
pH H /mol L H OH 酸性 氧化性的试剂一般用 酸式 滴定管盛装 因为酸
酸性 -7 c + c - a. 、 ⑤ ,
<7 >10 (H )> (OH ) ·· ······
性和氧化性物质易腐蚀橡胶
中性
=7 =10
-7 c
(H
+
)=
c
(OH
-
) 碱性的试剂一般用
。
碱式 滴定管盛装 因为碱性物质易
碱性 -7 c + c - b. ⑥ ,
>7 <10 (H )< (OH ) 腐蚀玻璃 致使玻璃活塞无法打开
, 。
适用的温度
25℃
任何温度 2实验操作(以标准盐酸滴定待测 溶液为例)
. NaOH
滴定前的准备
四、 的测定方法
(1)
pH 滴定管 查漏 洗涤 润洗 装液 调液面
1 试纸的使用方法:把 试纸放在洁净干燥的 表面 a. :⑦ → →⑧ → → →
.pH pH ① 记录
皿 或玻璃片 上 用玻璃棒蘸取待测液滴在 试纸上 待变色 。
( ) , pH , 锥形瓶 注碱液 记读数 加指示剂 酚酞或甲基橙均可
后与 标准比色卡 对比 读出 整数 b. : → → ( )。
② , pH( )。 滴定
2常用酸碱指示剂及其变色范围 ·· (2)
.
指示剂 变色范围的
pH
石蕊 红色 紫色 蓝色
<5.0 5.0~8.0 >8.0
甲基橙 红色 橙色 黄色
<3.1 3.1~4.4 >4.4
酚酞 无色 浅红 红色
<8.2 8.2~10.0 >10.0 终点判断
(3)
五、酸碱中和滴定 等到滴入最后一滴标准液 溶液变色 且半分钟内不恢复原
, ,
1实验用品 来的颜色 视为滴定终点 记录标准液的体积
, , 。
.
主要仪器 酸式 滴定管 如图 碱式 滴定管
3数据处理
.
(1) :③ ( A)、④
按上述操作重复两至三次 求出用去标准盐酸体积的平均
如图 滴定管夹 铁架台 锥形瓶
,
( B)、 、 、 。
c V
值 根据c (HCl)· (HCl)计算
, (NaOH)= V 。
(NaOH)
考点一 完全 部分 3+ - 电离平衡 保持不变
:① ② ③Fe +3OH ④ ⑤
向右 增大 增强 向左 减小 K K
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩ a b
c - c +
(CH3COO )· (H )
c
(CH3COOH)
考点二 表面皿 标准比色卡 酸式 碱式 酸式
:① ② ③ ④ ⑤
碱式 查漏 润洗
⑥ ⑦ ⑧
二氧化氯 二氧化氯消毒剂是国际上公认的高效消毒灭菌剂,它可以杀灭一切微生物,包括细菌繁殖
体,细菌芽孢,真菌,分枝杆菌和病毒等,并且这些细菌不会产生抗药性。 二氧化氯对微生物细胞壁有较强的吸附穿
透能力,可有效地氧化细胞内含巯基的酶,还可以快速地抑制微生物蛋白质的合成来破坏微生物。 在杀菌过程中蛋
白质变性,对高等动物细胞基本上无影响,无氯的刺激性气味。 一般情况下,二氧化氯不和烷类生成氯化烷,与绝大
多数脂肪族和芳香族的烃反应,不产生致癌的有机物三氯甲烷,其残留物为水、微量氯化钠和二氧化碳等无毒物质。
续表
实验方法 结论
测相同 的 溶液和盐酸 若 溶液的 变化比盐酸的
一、强、弱电解质的判断方法 ③ pH HA HA pH
稀释相同倍数前后的 变化 小 则 为弱酸
pH , HA
实验方法 结论
测等体积 等 的 溶液
④ 、 pH HA 若 溶液消耗 的物质的
① 常温下 , 测 0.01 mol·L -1 HA pH=2,HA 为强酸 ;pH>2,HA 为 和盐酸分别中和 NaOH 的物质 量比 HA 盐酸的多 则 NaOH 为弱酸
溶液的 弱酸 的量 , HA
pH
测等体积 等物质的量浓度的 若 溶液与锌粒反应的速率比
为强酸 为 ⑤ 、 HA
常温下 测 溶液的 pH=7,HA ;pH>7,HA 溶液和盐酸分别与颗粒大小 盐酸与锌粒反应的速率慢 则
② , NaA pH 弱酸 HA , HA
相同的锌粒反应的速率 为弱酸
专题十一 弱电解质的电离平衡和溶液的酸碱性 61
续表 三、中和滴定的误差分析
实验方法 结论 以标准盐酸滴定 溶液为例
NaOH :
V c V c c
测等体积 等 的 溶液 若 溶液与锌粒反应产生的 (HCl)· (HCl)= (NaOH)· (NaOH)⇒ (NaOH)=
⑥ 、 pH HA HA H2 c V
和盐酸分别与足量的锌粒反应 的量比盐酸与锌粒反应产生的 (HCl)· (HCl)
H2 V
产生 的量 的量多 则 为弱酸 (NaOH)
H2 , HA 项目 操作不当 具体内容 误差
二、电离平衡常数的应用 酸式滴定管未用盐酸润洗 偏高
应用 举例 仪器洗涤 碱式滴定管未用 溶液润洗 偏低
1 NaOH
判断弱酸酸 锥形瓶用 溶液润洗 偏高
(1) K K 则同浓度溶液的酸性 NaOH
性 或弱碱碱 (HF)> (HClO), :
( 滴定前有气泡 滴定后无气泡 偏高
性 的相对强弱 HF>HClO 气泡处理 ,
) 2 滴定前无气泡 滴定后有气泡 偏低
判断酸与盐 ,
(2)
反应是否能发 K K K 则 盐酸滴出瓶外 偏高
1(H2CO3)> (HClO)> 2(H2CO3), NaClO+ 滴定
生 强酸制弱 3 振荡时瓶内溶液溅出 偏低
( CO2+H2ONaHCO3+HClO
酸
) 前仰后平 偏低
例如 在 溶 液 中 加 水 稀 释 判 断
NH4Cl , 读数 前平后仰 偏高
c c + 4
(3) 判断溶液中 (NH3· c H2O) + · (H )的值的变化趋势 , 可将分 前仰后俯 偏低
粒子浓度比值 (NH4)
K 滴定终点时滴定管尖嘴悬一滴溶液 偏高
的变化 子 分母同时乘以c - 得 W 则 其他
、 (OH ), K , 5 指示剂变色即停止滴定 偏低
b(NH3·H2O)
该比值只与温度有关 温度不变 比值不变
, , 四、指示剂的选择
判断盐溶液 K K 酸 或碱 越弱 对应的盐
(4) (HF)> (CH3COOH), ( ) , 不能用石蕊作指示剂
的酸性 或碱 水解的程度越大 盐的碱 或酸 性越强 则同浓度盐 (1) 。
( , ( ) ,
性 强弱 溶液的碱性 滴定终点溶液呈碱性时 用酚酞作指示剂 例如用
) :NaF<CH3COONa (2) , ,
溶液滴定醋酸
判断酸式酸 的K -7 K -11 -的水 NaOH 。
(5) H2CO3 1=4.4×10 、 2=4.7×10 ,HCO3 滴定终点为酸性时 用甲基橙作指示剂 例如用盐酸滴
根离子的电离 K -14 (3) , ,
解常数 K W 10 -8 K 故 定氨水
和水解程度的 : h = K = -7≈2.3×10 > 2, 。
1 4.4×10 强酸滴定强碱溶液一般用甲基橙 用酚酞也可以
相对大小 -的水解程度大于其电离程度 (4) , 。
HCO3 并不是所有的滴定都需使用指示剂 如用标准
例1 (2020福建龙岩上杭一中开学考试,5)高氯酸 硫 (5) , KMnO4
、 溶液滴定 溶液时 溶液颜色由无色变浅红色且半分钟内
酸 硝酸和盐酸都是强酸 它们的酸性在水溶液中差别不大 以
Na2SO3 ,
不褪色时即为滴定终点
、 , 。
。
下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数
: 例2 (2019上海浦东新区二模,14)用标准盐酸滴定待
酸 测 溶液时 相关说法正确的是
HClO4 H2SO4 HCl HNO3 NaOH , ( )
K a 1.6×10 -5 6.3×10 -9 1.6×10 -9 4.2×10 -10 A. 可用石蕊作指示剂
滴定时眼睛注视滴定管中液面下降
下列说法不正确的是 B.
( ) 需做平行实验 次
在冰醋酸中这四种酸都是弱酸 C. 2~3
A. 当溶液颜色变化时立即读数
在冰醋酸中可能发生 D.
B. :HClO4+NaHSO4 NaClO4+ 解析 项,石蕊变色的 范围为 ,在酸、碱性溶液中
A pH 5~8
H2SO4
都变色,且变色不灵敏,故不用石蕊作中和滴定的指示剂, 项
在冰醋酸中硫酸的电离方程式为 + 2- A
C. H2SO4 2H +SO4 错误; 项,滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,以便准
在冰醋酸中 酸性 B
D. , :HCl>HNO3 确判定滴定终点, 项错误; 项,为减小滴定误差,提高测定精
解析 根据电离平衡常数可知,在冰醋酸中这几种酸都不 B C
度,需做平行实验 次, 项正确; 项,为防止锥形瓶中标准
能完全电离,都属于弱酸,故 正确;在冰醋酸中的电离常数: 2~3 C D
A 液局部过量使指示剂发生颜色变化,当溶液颜色发生变化且半
,则酸性 ,所以在冰醋酸中可以发生
HClO4>H2SO4 HClO4>H2SO4 分钟内不变色时才能读数, 项错误。
反应: ,故 正确;在冰醋酸 D
HClO4+NaHSO4 NaClO4+H2SO4 B 答案 C
中硫酸部分电离,存在电离平衡,其电离方程式为
H2SO4
+ -,故 错误;在冰醋酸中的电离常数: ,则酸性:
H +HSO4 C HCl>HNO3
,故 正确。
HCl>HNO3 D
答案 C
二氧化钛 二氧化钛俗称钛白是一种白色无机颜料,无毒、具有最佳的不透明性、最佳白度
和光亮度,被认为是现今世界上性能最好的一种白色颜料。 钛白的黏附力强,不易起化学变化,永远是雪
白的。 广泛应用于涂料、塑料、造纸、印刷油墨、化纤、橡胶、化妆品等工业。 它的熔点很高,也被用来制造
耐火玻璃,釉料,珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等。 同时,二氧化钛有较好的紫外线掩蔽作用,常作为防晒
剂掺入纺织纤维中,超细的二氧化钛粉末也被加入进防晒霜膏中制成防晒化妆品。
62 5年高考3年模拟 A版 高考化学
液 大的减 如 和 的两种烧碱溶液等体积
pH 0.3。 pH=9 pH=11
混合后
,pH=10.7。
强酸溶液与强碱溶液混合
(4)
酸、碱溶液稀释时
pH
的变化规律及计算方法
强酸溶液与强碱溶液混合的实质为中和反应 ,H + +OH -
1酸、碱溶液稀释时 的变化规律 中和后溶液的 有以下三种情况
. pH H2O, pH :
溶液 稀释前溶液 稀释后溶液 若恰好中和
pH pH ① ,pH=7;
强酸 a n ② 若剩余酸 , 先求中和后剩余的c (H + ), 再求 pH;
酸 弱酸 pH= a 加水稀释到原 a pH= a + n ③ 若剩余碱 , 先求中和后剩余的 c (OH - ), 再通过 K W 求出
强碱 来体积的 10 n倍 <pH< b + n c (H + ), 最后求 pH。
碱 弱碱 pH= b b pH n = - b 的 (5) 已知酸溶液和碱溶液的 pH 之和 , 判断等体积混合后溶液
- <pH< pH
图像法理解一强一弱的稀释规律 若强酸与强碱溶液的 之和等于 则混合后溶液显
: ① pH 14,
相同体积 相同浓度的盐酸 醋酸 中性
(1) 、 、 ,pH=7。
若强酸与强碱溶液的 之和大于 则混合后溶液显
② pH 14,
碱性
,pH>7。
若强酸与强碱溶液的 之和小于 则混合后溶液显
③ pH 14,
酸性
,pH<7。
若酸 碱溶液的 之和为 酸 碱中有一强 一弱 则
加水稀释相同的倍数 醋酸的 大 ④ 、 pH 14, 、 、 ,
① , pH 。 酸 碱溶液混合后 谁弱显谁性
加水稀释到相同的 盐酸加入的水多 、 , 。
② pH, 。 例 (2019湖南、湖北八市十二校一调,8)现有室温下
相同体积 相同 的盐酸 醋酸
(2) 、 pH 、 四种溶液 有关叙述不正确的是
, ( )
编号
① ② ③ ④
pH 10 10 4 4
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸溶液 盐酸
加水稀释相同的倍数 盐酸的 大 相同体积的 两溶液分别与 完全反应 消耗
① , pH 。 A. ③、④ NaOH ,
加水稀释到相同的 醋酸加入的水多 的物质的量
② pH, 。 NaOH :③>④
2溶液 的计算方法(25 ) 分别加水稀释至原体积的 倍 四种溶液的
. pH ℃ B. 10 , pH:①>②>
单一溶液
(1) ④>③
强酸溶液 如 溶液 设溶质的物质的量浓度为 两溶液等体积混合 所得溶液中c + c -
① , HnA , C.①、④ , (NH4)> (Cl )>
c -1 c + nc -1 c + nc c - c +
mol·L ,(H )= mol·L ,pH=-lg (H )=-lg 。 (OH )> (H )
强碱溶液 如 溶液 设溶质的物质的量浓度为 V 与 V 混合 近似认为混合溶液体积 V
② , B(OH)n , D. a L④ b L② ( = a L+
V 若混合后溶液 则V V
c -1 c + 10 -14 -1 c + nc b L), pH=5, a ∶ b=9 ∶ 11
mol·L ,(H )= nc mol·L ,pH=-lg (H )=14+lg 。 解题导引 弱酸 弱碱不完全电离 强酸 强碱完全电离
、 , 、 。
两强酸溶液混合
(2) 解析 相同的盐酸与醋酸溶液,醋酸溶液浓度大于盐
pH
c + V c + V
由c (H + )混= (H )1 V 1+ V (H )2 2先求出混合后的c (H + )混, 酸,故相同体积的 ③ 、 ④ 两种溶液与 NaOH 完全反应,消耗 NaOH
1+ 2 的物质的量 , 正确;同样稀释至原体积的 倍, 的
再根据公式 pH=-lg c (H + ) 求 pH。 若两强酸溶液等体积混合 , 可 在 之间 ③ , >④ 的 A , 的 在 之间, 10 的 ① , p 则 H
采用速算方法 混合后溶液的 等于混合前溶液 小的加 9~10 ② pH=9 ③ pH 4~5 ④ pH=5
: pH pH 0.3。 : , 正确; 、 两溶液等体积混合后,氨水过
如 和 的两种盐酸等体积混合后 pH ①>②>④>③ B ① ④
pH=3 pH=5 ,pH=3.3。 量,溶液显碱性,c( +) c( -) c( -) c( +), 正确;由题
两强碱溶液混合 NH4 > Cl > OH > H C
(3) V -4 V -4
c - V c - V 意可列式: a L×10 mol/L- b L×10 mol/L -5,解得V V
由c (OH - )混 = (OH )1 V 1+ V (OH )2 2先求出混合后的 V a L+ V b L =10 a ∶ b =
1+ 2 , 不正确。
c (OH - )混, 再通过K W 求出c (H + )混, 最后求 pH。 若两强碱溶液 11 ∶ 答 9 案 D D
等体积混合 可采用速算方法 混合后溶液的 等于混合前溶
, : pH
美拉德反应 美拉德反应指的是含游离氨基的化合物和还原糖或羰基化合物在常温或加
热时发生的聚合、缩合等反应,经过复杂的过程,最终生成棕色甚至是棕黑色的大分子物质类黑精。 除产
生类黑精外,反应还会生成还原酮、醛和杂环化合物,这些物质是食品色泽和风味的主要来源。 几乎所有
含有羰基和氨基食品在加热条件下均能产生 反应。 反应能赋予食品独特的风味和色泽,
Maillard Maillard
所以 反应已经成为现代食品工业研究的热点技术。
Maillard