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2015《金版新学案》高中化学总复习讲义：专题七第二单元 溶液的酸碱性
考点一 溶液的酸碱性和pH
1．溶液的酸碱性
溶液的酸碱性是由溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小决定的：
(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－)，该溶液是否一定为酸性？
3．下列溶液一定显酸性的是( )
A．pH<7的溶液
B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液
C．c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1
D．c(H＋)>c(OH－)的溶液
4．可否用pH试纸测定氯水的pH？为什么？
提示： 1.不一定。pH＝7的溶液，不一定是中性溶液，因为温度不同，水的离子积不同，如100 ℃时，pH＝6的溶液为中性溶液，pH＝7时为碱性溶液。
2．只要c(H＋)>c(OH－)，溶液一定呈酸性。
3．由于没有明确温度，A、C均不一定正确；B溶液呈中性，故选D。
4．不可以。因为氯水中含有HClO具有强氧化性，能漂白pH试纸。
1．将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是( )
A．水的离子积变大，pH变小，呈酸性
B．水的离子积不变，pH不变，呈中性
C．水的离子积变小，pH变大，呈碱性
D．水的离子积变大，pH变小，呈中性
解析： H2OH＋＋OH－，水的电离过程为吸热过程，升高温度使电离平衡向电离方向移动。c(H＋)和c(OH－)均增大，KW增大，pH减小，但纯水中c(H＋)＝c(OH－)，呈中性。
答案： D
2．25 ℃时，下列溶液的酸性最强的是( )
A．0.01 mol·L－1的HCl溶液
B．pH＝2的H2SO4溶液
C．c(OH－)＝10－13 mol·L－1的溶液
D．pH＝1的HNO3溶液加水稀释为原来的2倍
解析： 比较溶液的酸性强弱可以通过比较其c(H＋)的大小而得出。A中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，B中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，C中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，D中c(H＋)＝0.05 mol·L－1，故选C。
答案： C
3．在常温下，将下列溶液的酸碱性填在括号中：
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合( )
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合( )
(3)相同浓度NH3·H2O和HCl溶液等体积混合( )
(4)pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合( )
(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合( )
(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合( )
(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合( )
(8)pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合( )
答案： (1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性
(6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
(1)等体积等浓度的一元强酸与一元强碱混合呈中性。
(2)等体积等浓度的一元弱酸与一元强碱混合呈碱性。
(3)强酸、强碱等体积混合
①pH之和等于14呈中性；②pH之和小于14呈酸性；③pH之和大于14呈碱性。
(4)pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
4．(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL pH＝________；加水稀释到100 mL，pH________7。
(2)1 mL pH＝9的NaOH溶液，加水稀释到10 mL，pH＝__________；加水稀释到100 mL，pH________7。
(3)pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO)与c(H＋)的比值为________。
解析： (3)稀释前c(SO)＝ mol·L－1；稀释后c(SO)＝＝10－8 mol·L－1；c(H＋)接近10－7mol·L－1，所以＝＝。
答案： (1)6 接近 (2)8 接近 (3)1∶10
酸碱稀释时pH的变化规律
酸(pH＝a)
碱(pH＝b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
b－n
b－n
无限稀释
pH趋向于7
5．求下列溶液的pH(常温条件下)(已知lg2＝0.3)
(1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液
(2)已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5,0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液
(3)0.1 mol·L－1 NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度为α＝1%，电离度＝×100%)
解析： (1)c(H＋)＝0.005 mol·L－1×2＝0.01 mol·L－1
pH＝2
(2)设溶液中c(H＋)＝x mol·L－1
CH3COOHCH3COO－＋H＋
起始浓度/mol·L－1 0.1 0 0
变化浓度/mol·L－1 x x x
平衡浓度/mol·L－1 0.1－x x x
＝1.8×10－5
经计算取舍后x＝2×10－3
pH＝3－lg2＝2.7
(3)c(OH－)＝0.1 mol·L－1×1%＝0.001 mol·L－1
c(H＋)＝ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，pH＝11
答案： (1)2 (2)2.7 (3)11
6．求室温下，下列溶液的pH，已知lg2＝0.3，lg5＝0.7。
(1)将pH＝8的NaOH与pH＝10的NaOH等体积混合
(2)常温下，将pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合
(3)将pH＝3的HCl与pH＝3的H2SO4等体积混合
(4)0.001 mol·L－1的NaOH溶液
(5)pH＝2的盐酸与等体积的水混合
解析： (1)pH＝8的NaOH溶液中：c(H＋)＝10－8 mol·L－1，c(OH－)＝10－6 mol·L－1
pH＝10的NaOH溶液中：c(H＋)＝10－10 mol·L－1，c(OH－)＝10－4 mol·L－1
混合后溶液中：c(OH－)＝ mol·L－1≈5×10－5 mol·L－1
c(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－10 mol·L－1
pH＝10－lg2＝9.7
(2)pH＝5的盐酸中c(H＋)＝10－5 mol·L－1
pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝10－5 mol·L－1
根据题意知二者混合后盐酸过量，剩余的c(H＋)＝＝10－6 mol·L－1；pH＝6
(3)pH相同的强酸溶液混合后pH不变。
(4)c(H＋)＝ mol·L－1＝10－11 mol·L－1 pH＝11
(5)pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，用水稀释后c(H＋)＝＝5×10－3 mol·L－1
pH＝3－lg5＝2.3
答案： (1)9.7 (2)6 (3)3 (4)11 (5)2.3
1．总体原则
(1)若溶液为酸性，先求c(H＋)，再求pH＝－lgc(H＋)。
(2)若溶液为碱性，先求c(OH－)，再求c(H＋)＝KW/c(OH－)，最后求pH。
2．单一类的计算方法
(1)对于酸(HnA)，浓度为c
强酸：c(H＋)＝nc。
(2)对于碱[B(OH)n]，浓度为c
强碱：c(OH－)＝nc，c(H＋)＝10－14/nc，再根据水的离子积求由水电离出的c(OH－)。
3．混合类的计算方法
(1)同性混合
①若为酸的溶液混合，则c(H＋)混＝[c(H＋)1V1＋c(H＋)2V2]/(V1＋V2)，再直接求pH。
②若为碱的溶液混合，则先求c(OH－)混＝[c(OH－)1V1＋c(OH－)2V2]/(V1＋V2)，再求c(H＋)＝KW/c(OH－)混，后求pH。
(2)异性混合
①若酸过量，则c(H＋)过＝[c(H＋)酸V酸－c(OH－)碱V碱]/(V酸＋V碱)，得pH。
②若碱过量，则先求c(OH－)过＝[c(OH－)碱V碱－c(H＋)酸V酸]/(V酸＋V碱)，再求c(H＋)＝KW/c(OH－)过，后求pH。
7．在某温度时，测得0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
(1)该温度下水的离子积常数KW＝________。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝______。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝______。
解析： (1)由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故KW＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。
(2)①根据中和反应：H＋＋OH－===H2O。
c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱
10－2·Vb＝10－13/10－12·Va
＝＝1∶10。
②根据中和反应H＋＋OH－===H2O
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va
10－b·Vb＝10－13/10－a·Va
＝＝1013－(a＋b)＝10，即Va∶Vb＝10∶1。
答案： (1)10－13 (2)①1∶10 ②10∶1
规律推导
常温下设强酸与强碱混合后溶液呈中性，因c(H＋)酸·V酸＝c(OH－)碱·V碱，故有＝。在碱溶液中c(OH－)碱＝，将其代入上式得c(H＋)酸·c(H＋)碱＝，两边取负对数得pH酸＋pH碱＝14－lg。
考点二 酸碱中和滴定
1．原理
利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
2．实验用品
(1)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。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)常用酸碱指示剂的变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0～8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1～4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2～10.0粉红色
>10.0红色
(4)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腐蚀橡胶。
②碱性的试剂一般用碱式滴定管，因为碱性物质的溶液易与玻璃中的成分SiO2反应生成Na2SiO3，Na2SiO3致使活塞无法打开。
3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备
①滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且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。
4．数据处理
按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。
5．误差分析
分析依据：cB＝(VB—准确量取的待测液的体积，cA—标准溶液的浓度)
若VA偏大⇒cB偏大；若VA偏小⇒cB偏小。
1．酸式滴定管怎样查漏？
2．容量为25 mL的滴定管，滴定过程中用去10.00 mL的液体，此时滴定管中剩余液体的体积为15 mL吗？
3．KMnO4(H＋)溶液、溴水、Na2CO3溶液、稀盐酸应分别盛放在哪种滴定管中？
4．(1)滴定管为什么要润洗？锥形瓶需要润洗吗？
(2)读数时为什么要平视凹液面？
(3)滴定管排空气的目的是什么？
5．滴定终点就是酸碱恰好中和的点吗？
提示： 1.向已洗净的滴定管中装上一定体积的水，安装在滴定管夹上直立静置两分钟，观察有无水滴漏下。然后将活塞旋转180°，再静置两分钟，观察有无水滴漏下，如均不漏水，滴定管即可使用。
2．由于滴定管的“0”刻度在滴定管的上方；滴定管下端是没有刻度的，故剩余液体体积大于15 mL。
3．强氧化性溶液、酸性溶液应盛放在酸式滴定管中，碱性溶液应盛放在碱式滴定管中。即酸性KMnO4溶液、稀盐酸、溴水应盛放在酸式滴定管中，Na2CO3溶液盛放在碱式滴定管中。
4．(1)滴定管不润洗相当于对所盛装溶液的稀释，锥形瓶不需润洗，润洗后相当于所盛装溶液的物质的量增大。
(2)仰视读数偏大，俯视读数偏小。
(3)如不排空气，取液时体积变小，滴定时体积变大。
5．滴定终点是指示剂颜色发生突变的点，不一定是酸碱恰好中和的点。
1．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考图甲、乙，下表中正确的选项是( )
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
甲
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
乙
D
酸
碱
酚酞
乙
解析： 用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度时，可将H2SO4溶液滴入一定体积的NaOH溶液中，此种情况下滴定管中是H2SO4溶液，锥形瓶中是NaOH溶液，A选项指示剂选择错误，C选项滴定管选择错误。也可将NaOH溶液滴入一定体积的H2SO4溶液中，此种情况下滴定管中是NaOH溶液，锥形瓶中是H2SO4溶液，B错误、D正确。
答案： D
指示剂选择的基本原则
变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
(1)不能用石蕊作指示剂。
(2)滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸。
(3)滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水。
(4)强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以。
(5)并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时，KMnO4颜色褪去时即为滴定终点。
2．纳米TiO2在涂料、光催化、化妆品等领域有着极其广泛的应用。
用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数：一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3＋，再以KSCN溶液作指示剂，用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3＋至全部生成Ti4＋。
请回答：
如何判断滴定终点________________________________________________________________________。
答案： 当滴入最后一滴NH4Fe(SO4)2标准溶液后，溶液变成浅红色，且半分钟内不恢复原来的颜色
3．某学生用0.200 0 mol·L－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作步骤如下：
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管，并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上
②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体
③调节液面至“0”或“0”刻度线以下某一刻度，并记下读数
④移取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中，并加入3滴酚酞溶液
⑤用标准液滴定至终点，记下滴定管液面读数
请回答：
(1)以上步骤有错误的是(填编号)________，该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)________。
(2)判断滴定终点的现象是：锥形瓶中溶液从________色变为________色，且半分钟内不变色。
(3)如下图是某次滴定时的滴定管中的液面，其读数为____________mL。
(4)根据下列数据：请计算待测盐酸溶液的浓度为________mol/L。
滴定次数
待测溶液
体积(mL)
标准NaOH溶液读数记录(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
20.00
0.40
20.40
第二次
20.00
4.00
24.00
第三次
20.00
2.00
24.10
解析： (1)①用蒸馏水洗涤碱式滴定管后，不能立即注入NaOH溶液，应先用NaOH溶液润洗；否则所用NaOH溶液的体积偏大，导致测定盐酸的浓度偏大。(2)酚酞试剂在酸性溶液中呈无色，当溶液呈弱碱性时，溶液呈粉红色。(4)取前两次所用NaOH溶液体积的平均值(第三次误差较大，舍去)，然后代入公式进行计算：c(酸)V(酸)＝c(碱)V(碱)，故c(酸)＝c(碱)V(碱)/V(酸)。
答案： (1)① 偏大
(2)无 粉红
(3)22.60
(4)0.200 0
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
VA
cB
洗涤
酸式滴定管未用标准酸溶液润洗
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
取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
部分酸液滴在锥形瓶外
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
滴定终点≠中和反应恰好进行完全≠溶液呈中性。中和反应恰好进行完全，得到的溶液不一定呈中性，有可能呈酸性或碱性。
1．(2013·新课标全国卷Ⅱ·13)室温时，M(OH)2(s) M2＋(aq)＋2OH－(aq) Ksp＝a，c(M2＋)＝b mol·L－1时，溶液的pH等于( )
A.lg() B.lg()
C．14＋lg() D．14＋lg()
解析： 根据M(OH)2的Ksp＝c(M2＋)·c2(OH－)，则溶液中c(OH－)＝＝ mol·L－1，则pH＝－lgc(H＋)＝－lg(10－14÷)＝－[－14－lg()]＝14＋lg()。
答案： C
2．(2013·大纲全国·12)
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(Y－)>c(OH－)>c(H＋)
D．HY与HZ混合，达到平衡时：c(H＋)＝＋c(Z－)＋c(OH－)
解析： A项，在相同温度下，同浓度的三种酸溶液的酸性：HX
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