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新高考化学一轮复习知识清单+巩固练专题02 水的电离和溶液的酸碱性(2份,原卷版+解析版)
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01 水的电离
1.水的电离
(1) 水是极弱的电解质,其电离方程式为
H2O+H2OH3O++OH-,
通常可简写为__H2OH++OH-__。
(2)水电离的特点
水的电离的四个特点−“难”−极难电离:在25℃时,纯水中cH+=cOH−=10−7ml·L−1−“逆”−是可逆过程 −“等”−电离出的H+和OH−浓度相等 −“吸”−是吸热过程
2.水的离子积常数
(1)表达式:KW=__c(H+)·c(OH-)__。
(2)常温下:KW=__1×10-14__。纯水中c(H+)=c(OH-)=__10-7_ml·L-1__(pH=7)。
(3)影响因素:只与__温度__有关,升高温度,KW__增大__。
(4)适用范围:KW不仅适用于纯水,也适用于稀的__电解质__水溶液。
(5)意义: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.水的电离平衡移动的影响因素
(1)温度:温度升高促进水电离,水的电离程度__增大__,KW__增大__,水的电离平衡__右移__。
(2)加入酸或碱,水的电离程度__减小__,可__抑制__水的电离(相当于“同离子效应”)。如在水中加入盐酸、氢氧化钠等,可使水的电离程度__变小__,但不影响KW的大小。
(3)加入可水解的盐(含弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐),可__促进__水的电离(相当于“离子反应效应”)。如在水中加入醋酸钠、氯化铵、碳酸钠等,可使水的电离程度__增大__,但不影响KW的大小(即KW不变)。
(4)加入强酸的酸式盐(如NaHSO4),相当于加入酸,__抑制__水的电离;加入弱酸的酸式盐,对水的电离是促进还是抑制,则要看弱酸酸式酸根离子的水解程度大还是电离程度大。
【跟踪训练】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)水的离子积即水的电离平衡常数。( × )
(2)在表达式KW=c(H+)·c(OH-)中c(H+)、c(OH-)一定是水电离出的。( × )
(3)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。( √ )
(4)升高温度,水电离平衡右移,H+浓度增大,呈酸性。( × )
(5)25 ℃时,加水稀释醋酸溶液,c(H+)、c(OH-)都减小,KW减小。( × )
(6)25 ℃时NH4Cl溶液的KW小于100 ℃时NaCl溶液的KW。( √ )
(7)由水电离的c(H+)=1×10-14 ml·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCOeq \\al(-,3)能大量共存。( × )
(8)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。( × )
(9)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等。( × )
(10)100 ℃的纯水中c(H+)=1×10-6 ml·L-1,此时水呈酸性。( × )
(11)常温下,0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等。( √ )
(12)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。( √ )
(13)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,则此时c(OH-)=5×10-8 ml·L-1。( × )
(14)向0.1 ml·L-1的醋酸中逐滴滴加NaOH溶液,水的电离程度逐渐增大。( × )
(15)将水加热,KW增大,pH减小。( √ )
2.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
【答案】B
【解析】 A项,加入稀氨水,NH3·H2O存在电离平衡:NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-,c(OH-)增大,使水的电离平衡逆向移动,错误;B项,加入NaHSO4,NaHSO4在水溶液中电离:NaHSO4===Na++H++SOeq \\al(2-,4),c(H+)增大,使水的电离平衡逆向移动,由于温度不变,KW不变,正确;C项,CH3COOHCH3COO- +H+,使c(H+)增大,使水的电离平衡逆向移动,错误;D项,升温,KW增大,c(H+)增大,错误。
3.(1)某温度下纯水的c(H+)=2×10-7ml·L-1,则此时c(OH-)为__2×10-7_ml·L-1__;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 ml·L-1,则溶液中c(OH-)为__8×10-11_ml·L-1__,由水电离产生的c(H+)为__8×10-11_ml·L-1__,此时温度__高于__(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
(2)甲同学认为,在水中加入H2SO4,水的电离平衡向左移动,原因是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。乙同学认为,加入H2SO4后,水的电离平衡向右移动,原因为加入H2SO4后,c(H+)浓度增大,H+与OH-中和,平衡右移。你认为哪种说法正确?并说明原因。加入酸、碱、盐使水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)·c(OH-)的值是否发生变化?
【解析】(2)甲正确。温度不变,KW是常数,加入H2SO4后c(H+)增大,c(H+)·c(OH-)>KW,平衡左移。加入酸、碱、盐使水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)·c(OH-)不变,因为KW仅与温度有关,温度不变,则KW不变。
(3)KW=c(H+)·c(OH-),其中H+和OH-一定是由水电离出来吗?
【解析】不一定,如酸溶液中H+由酸和水电离产生,碱溶液中OH-由碱和水电离产生,只要是水溶液必定有H+和OH-,当溶液浓度不大时,总有KW=c(H+)·c(OH-)。
02 溶液的酸碱性与pH计算
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。
将“>”“=”或“<”填在下表空格中:
2.溶液的pH
(1)定义式:pH=__-lg_c(H+)__。
(2)广范pH的范围:0~14。
即只适用于c(H+)≤1 ml·L-1或c(OH-)≤1 ml·L-1的电解质溶液,当c(H+)或c(OH-)≥1 ml·L-1时,不用pH表示溶液的酸碱性,直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性。
(3)测量:
①pH试纸法:把小片试纸放在__玻璃片__或__表面皿__上,用洁净干燥的__玻璃棒__,蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部,观察变化稳定后的颜色,与__标准比色卡__对比,即可确定溶液的pH。
②pH计测量法。
(4)溶液的酸碱性与pH的关系:
常温(25 ℃)下:
3.常用酸碱指示剂及其变色范围
4.溶液pH的计算
(1)单一溶液pH的计算
①强酸溶液,如HnA,设溶液物质的量浓度为c ml·L-1,c(H+)=__nc_ml·L-1__,pH=-lgc(H+)=__-lgnc__。
②强碱溶液,如B(OH)n,设溶液物质的量浓度为c ml·L-1,c(H+)=eq \f(10-14,nc) ml·L-1,pH=-lgc(H+)=__14+lgnc__。
(2)两强酸混合后溶液pH的计算
由c(H+)混=eq \f(cH+1V1+cH+2V2,V1+V2),先求出混合后的c(H+)混,再根据公式pH=-lgc(H+)混求pH。
(3)两强碱混合后pH的计算
由c(OH-)混=eq \f(cOH-1V1+cOH-2V2,V1+V2),先求出混合后的c(OH-)混,再通过KW求出c(H+)混,最后求pH。
(4)强酸与强碱混合后pH的计算
强酸与强碱混合的实质是发生了中和反应,即H++OH-===H2O,中和后常温下溶液的pH有以下三种情况:
①若恰好中和,pH=7。
②若酸剩余,先求中和后剩余的c(H+),再求pH。
③若碱剩余,先求中和后剩余的c(OH-),再通过KW求出c(H+),最后求pH。
(5)溶液稀释后求pH
①对于强酸溶液,每稀释10倍,pH__增大1__;对于弱酸溶液,每稀释10倍,pH增大__不足1__。无论稀释多少倍,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趋近于7。
②对于强碱溶液,每稀释10倍,pH__减小1__;对于弱碱溶液,每稀释10倍,pH减小__不足1__,无论稀释多少倍,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
【跟踪训练】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)常温下,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液pH>7。( × )
(2)25 ℃时,等体积、等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7。( × )
(3)常温下pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性。( × )
(4)常温下pH为2的盐酸中由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1。( √ )
(5)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。( √ )
(6)某溶液的c(H+)>10-7ml·L-1,则该溶液呈酸性。( × )
(7)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。( √ )
(8)常温下,某溶液能使甲基橙呈黄色,该溶液一定显碱性。( × )
(9)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。( × )
(10)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性。( × )
(11)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4,用pH计测得某溶液的pH为7.45。( × )
(12)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定影响测量结果。( × )
2.(1)判断下列溶液的酸碱性:用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空
①pH<7的溶液__不确定__。
②pH=7的溶液__不确定__。
③c(H+)=c(OH-)的溶液__中性__。
④c(H+)=1×10-7 ml·L-1的溶液__不确定__。
⑤c(H+)>c(OH-)的溶液__酸性__。
⑥0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液__酸性__。
⑦0.1 ml·L-1的NaHCO3溶液__碱性__。
⑧0.1 ml·L-1的NaHSO3溶液__酸性__。
(2)①pH=7的溶液一定是中性溶液吗?
【解析】不一定。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的溶液为碱性溶液。
②用pH试纸测pH时应注意什么问题?记录数据时又要注意什么?是否可用pH试纸测定氯水的pH?
【解析】pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差;用pH试纸测pH读出的是整数;不能用pH试纸测氯水的pH。
③若已知某溶液中c(H+)>c(OH-),该溶液是否一定为酸性?
【解析】只要c(H+)>c(OH-),溶液一定呈酸性。
(3)使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果一定偏小吗?原因是什么?
【解析】不一定。先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
03 酸碱中和滴定
1.实验原理
利用酸碱中和反应,用已知物质的量浓度的__酸(或碱)__来测定未知物质的量浓度的__碱(或酸)__的实验方法叫酸碱中和滴定。一元酸与一元碱滴定时,c待=eq \f(c标×V标,V待)。
2.酸碱中和滴定的关键
(1)准确测定参加反应的酸、碱溶液的__体积__。
(2)选取适当指示剂,准确判断__滴定终点__。
3.实验用品
(1)仪器:图(A)是__酸式__滴定管,图(B)是__碱式__滴定管,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)滴定管的使用
滴定管的使用方法
(4)指示剂的选择:变色要灵敏变色范围要小,变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。
①强酸强碱相互滴定,可选用__酚酞__或__甲基橙__作指示剂。
②若反应生成呈酸性的强酸弱碱盐溶液,则一般选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙,变色范围是3.1~4.4);若反应生成呈碱性的强碱弱酸盐溶液,则一般选用碱性变色范围的指示剂(酚酞,变色范围是8.2~10.0)。
③酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂,因为其颜色变化不明显,且变色范围过宽(5.0~8.0)。
④并不是所有的滴定都需使用指示剂,如用标准Na2SO3溶液滴定KMnO4溶液时,KMnO4溶液褪色且半分钟不恢复原来的颜色时即为滴定终点。
4.滴定操作
(1)实验前的准备工作:
eq \x(滴定管)eq \a\vs4\al(__检漏__→水洗→__润洗__→注液→,赶气泡→调液面→初始读数)
|
eq \x(锥形瓶)eq \a\vs4\al(水洗→装待测液→加指示剂)
(2)滴定。
(3)滴定终点判断
等到滴入最后半滴标准液,溶液由红色变为无色,且在半分钟内__不恢复__原来的颜色,视为滴定终点,并记录标准液的体积。
(4)操作步骤
①仪器的洗涤:
滴定管(或移液管):自来水→蒸馏水→__所装溶液润洗__。
锥形瓶:自来水→蒸馏水(不用所装溶液润洗)。
②装液调整液面:装液,使液面一般高于“__0__”刻度,驱除滴定管尖嘴处的气泡。
③读数:调整液面在“0”刻度或“0”刻度以下,读出初读数;滴定至终点,读出末读数,实际消耗标准液的体积为末读数-初读数。
5.数据处理
为减少实验误差,滴定时,要求重复实验__2~3__次,求出所用标准溶液体积的__平均值__,然后再计算待测液的物质的量浓度,如:根据c(NaOH)=eq \f(cHCl×VHCl溶液,VNaOH溶液)计算。
6.滴定曲线
在酸碱中和滴定过程中,开始时由于被滴定的酸(或碱)浓度较大,滴入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当滴定接近终点(pH=7)时,滴入很少量(一滴,约0.04 mL)的碱(或酸)溶液就会引起pH的突变(如图所示)。
提示:酸碱恰好反应时溶液不一定呈中性。溶液的酸碱性取决于生成盐的性质。
7.误差分析
根据计算式c待=eq \f(c标·V标,V待):标准液滴定待测溶液时,c标、V待均为定值,c待的大小取决于V标的大小,所有操作导致消耗标准溶液多或读数大,则结果偏高;消耗标准溶液少或读数小,则结果偏低。
以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例,常见的不正确操作及可能引起的后果有:
【跟踪训练】
1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)盛放待测液的锥形瓶一定要润洗,否则产生实验误差。( × )
(2)25 ℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液到pH=7,V(醋酸)<V(NaOH)。( × )
(3)用碱式滴定管量取20.00 mL KMnO4溶液。( × )
(4)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。( × )
(5)pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断。( × )
(6)滴定终点就是酸碱恰好中和的点。( × )
(7)滴定管盛标准液时,其液面一定要调在“0”刻度。( × )
(8)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。( √ )
(9)滴定管和锥形瓶都应该用待装的溶液润洗2~3次。( × )
(10)酸碱中和滴定实验要重复进行2~3次,求算标准溶液体积的平均值。( √ )
(11)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的氨水时应选择酚酞作指示剂。( × )
(12)用标准浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,滴定时,部分酸液滴在锥形瓶外,所测结果偏高。( √ )
(13)滴定管的读数为24.6 mL。( × )
(14)滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小。( × )
(15)滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁。( √ )
(16)用0.100 0 ml·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,可选用甲基橙或酚酞作指示剂。( × )
2.下列有关滴定操作的顺序正确的是( )
①检查滴定管是否漏水 ②用蒸馏水洗涤玻璃仪器 ③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管,用待测液润洗盛待测液的滴定管 ④装标准溶液和待测液并调整液面和记录初始读数 ⑤取一定体积的待测液于锥形瓶中并加入指示剂 ⑥滴定操作
A.①③②④⑤⑥ B.①②③④⑤⑥
C.②③①④⑤⑥D.④⑤①②③⑥
【答案】B
【解析】滴定操作顺序为:查漏→洗涤→润洗→注液→调液→滴定。
3.下列实验操作不会引起误差的是( )
A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶
B.酸碱中和滴定时,用冲洗干净的滴定管盛装标准溶液
C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加了几滴
D.用标准盐酸测定未知浓度的NaOH溶液,实验结束时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡
【答案】C
【解析】A项,锥形瓶一定不要用待测溶液润洗,否则会使待测溶液的量偏大,消耗标准溶液的体积偏大,从而使所测溶液浓度偏大;B项,冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液还是待测溶液,都必须用待装溶液润洗2~3次,否则会使标准溶液或待测溶液的浓度变小影响结果;用NaOH溶液滴定未知浓度盐酸时,选用酚酞作指示剂,多加几滴,对实验结果无影响;D项,实验开始时酸式滴定管中无气泡,实验结束时有气泡,会导致所读取的V(HCl)偏小,依据V(HCl)·c(HCl)=V(NaOH)·c(NaOH),所测得的c(NaOH)偏小。
01 水电离出的c(H+)或c(OH-)的相关计算(25 ℃)
任何水溶液中水电离产生的c(H+)和(OH-)总是相等的。
1.中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 ml·L-1。
2.溶质为酸的溶液:OH-全部来自水的电离。
c(OH-)溶液=c(OH-)水=c(H+)水
c(H+)溶液=c(H+)酸+c(H+)水
例:pH=2的盐酸中,
溶液中c(OH-)=eq \f(KW,10-2) ml·L-1=10-12 ml·L-1,由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 ml·L-1
3.溶质为碱的溶液:H+全部来自水的电离。
c(H+)溶液=c(H+)水=c(OH-)水
c(OH-)溶液=c(OH-)碱+c(OH-)水
例:pH=12的NaOH溶液中,
溶液中c(H+)=10-12 ml·L-1,由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 ml·L-1
4.盐溶液
①水解呈酸性的盐溶液
c(H+)溶液=c(H+)水=c(OH-)水
c(OH-)溶液<c(OH-)水
例:pH=5的NH4Cl溶液中,H+全部来自水的电离,由水电离的c(H+)=10-5 ml·L-1,因为部分OH-与部分NHeq \\al(+,4)结合,溶液中c(OH-)=10-9 ml·L-1<10-5 ml·L-1
②水解呈碱性的盐溶液
c(OH-)溶液=c(OH-)水=c(H+)水
c(H+)溶液<c(H+)水
例:pH=12的Na2CO3溶液中,OH-全部来自水的电离,由水电离出的c(OH-)=10-2 ml·L-1,因为部分H+与部分COeq \\al(2-,3)结合,溶液中c(H+)=10-12 ml·L-1<10-2 ml·L-1
③中性盐溶液
c(H+)溶液=c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)溶液
【跟踪训练】
1.在25 ℃时某溶液中由水电离出的氢离子浓度为1×10-12 ml·L-1,下列说法正确的是( )
A.HCOeq \\al(-,3)离子在该溶液中一定不能大量共存
B.该溶液的pH一定是12
C.向该溶液中加入铝片后,一定能生成氢气
D.若该溶液的溶质只有一种,它一定是酸或碱
【答案】A
【解析】 水电离出的c(H+)=1×10-12 ml·L-1,水的电离受到抑制,该溶液可能为酸或碱或强酸酸式盐的溶液,当溶液为碱性时,HCOeq \\al(-,3)+OH-===COeq \\al(2-,3)+H2O,当溶液显酸性时,H++HCOeq \\al(-,3)===H2O+CO2↑,所以HCOeq \\al(-,3)在该溶液中一定不能大量共存,故A项正确;当该溶液为pH=2的盐酸时,水电离出的c(H+)也为1×10-12 ml·L-1,故B项错误;溶液可能是pH=2的HNO3这样的强氧化性酸的溶液,加入铝片后,不能生成氢气,故C项错误;溶液可能是pH=2的NaHSO4这样的盐的溶液,故D项错误。
2.①pH=0的盐酸 ②0.5 ml·L-1盐酸 ③0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液 ④0.1 ml·L-1的NaOH溶液 ⑤0.5 ml·L-1的NH4Cl溶液,常温下以上溶液中水电离的c(H+)由大到小的顺序是( )
A.⑤③④②①B.①②③⑤④
C.①②③④⑤D.⑤③④①②
【答案】A
【解析】 ①pH=0的盐酸c(H+)酸=1 ml·L-1,抑制水的电离,水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度,由水的离子积计算:c(H+)酸·c(OH-)水=10-14,c(H+)水=c(OH-)水=10-14 ml·L-1。②0.5 ml·L-1盐酸溶液中c(H+)酸=0.5 ml·L-1,抑制水的电离,所以根据水的离子积计算:c(H+)酸·c(OH-)水=10-14,c(H+)水=c(OH-)水=2×10-14 ml·L-1。③0.1 ml·L-1的NH4Cl溶液中,NHeq \\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,促进水的电离,水电离出的氢离子浓度增大。④0.1 ml·L-1的NaOH溶液中c(OH-)碱=0.1 ml·L-1,根据水的离子积计算:c(H+)水·c(OH-)碱=10-14,c(H+)水=c(OH-)水=10-13 ml·L-1。⑤0.5 ml·L-1的NH4Cl溶液中,NHeq \\al(+,4)+H2ONH3·H2O+H+,促进水的电离,水电离出的氢离子浓度增大。③⑤比较,③0.1 ml·L-1 NH4Cl溶液相当于加水稀释⑤0.5 ml·L-1的NH4Cl,加水稀释促进水解,n(H+)增大,由于溶液体积增大,且水解是微弱的,所以溶液中由水电离出的氢离子浓度③<⑤。酸、碱溶液均会抑制水的电离,能水解的盐促进水的电离,综上所述:溶液中水电离的c(H+)由大到小的顺序是⑤③④②①,故A项正确。
3.我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”,引起了全球科学界的轰动。下列有关说法正确的是
A.温度升高,水的电离平衡正向移动,增大,酸性增强
B.向水中加入固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C.室温下,的盐酸溶液中,
D.由水电离出的时,溶液一定呈中性
【答案】B
【解析】A.水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,但仍为中性,A错误;
B.电离出的抑制了水的电离,B正确;
C.室温下,的盐酸溶液中,C错误;
D.酸、碱性溶液中,由水电离出的与都相等,D错误;
故选B。
4.常温下,下列有关电解质溶液的说法正确的是
A.的溶液中,由水电离出来的
B.为9的溶液中:
C.与盐酸等体积混合():
D.室温下,浓度相同的①②③④溶液⑤,大小顺序为:①>②>③>④>⑤
【答案】D
【解析】A.的溶液中,由水电离出来的,A错误;
B.NaHB 溶液pH 为9,说明HB-水解程度大于电离程度,则溶液中:,B错误;
C.两溶液混合后,得到的物质的量浓度相同的氯化钾、乙酸和乙酸钾的混合液,,说明乙酸的电离程度大于乙酸根水解程度,钾离子,氯离子不水解,乙酸的电离程度很小,所以,C错误;
D.由组成可知 中最大,为弱碱,最小,中氢离子抑制铵根的水解,大于,中铝离子水解抑制铵根的水解,故大于但小于,故大小顺序为:①>②>③>④>⑤,D正确;
故选D;
02 外界条件对水的电离平衡的影响
H2OH++OH- ΔH>0
【跟踪训练】
1.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A.通入少量氨气B.加入少量稀HClC.加热D.加入少量醋酸钠固体
【答案】C
【解析】水的离子积常数Kw是温度函数,只与温度有关,温度改变,水的离子积常数改变,与外加酸、碱、盐以及稀释无关,水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积常数Kw增大;
故选C。
2.下列说法错误的是
A.水的电离吸热,故升高温度,平衡向电离方向移动,增大
B.在任何温度下,纯水都显中性
C.在时,纯水中的大于
D.时,纯水中,稀酸和稀碱溶液中,
【答案】D
【解析】A.水的电离吸热,故升高温度,平衡向电离方向移动,氢离子、氢氧根离子浓度变大,增大,A正确;
B.在任何温度下,纯水中氢离子、氢氧根离子浓度相等,都显中性,B正确;
C.在时,纯水电离程度大于室温,故大于,C正确;
D.25℃时,无论是纯水中还是稀酸和稀碱溶液中,都有,D错误;
故选D。
3.不同温度下,水溶液中H+ 和OH- 的浓度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.T>25℃
B.A点和B点溶液均呈中性
C.25℃时,加入FeCl3固体,增大
D.25℃时,通入HCl气体,可使溶液由A点变到D点
【答案】C
【解析】A.水的电离为吸热反应,温度越高,电离程度增大,所以T>25℃,故A正确;
B.A点和B点的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液均呈中性,故B正确;
C.温度不变,加入FeCl3固体,不变,故C错误;
D.25℃时,通入HCl气体,溶液中氢离子浓度增大,水的电离受抑制,可使溶液由A点变到D点,故D正确;
故答案选C。
4.室温时纯水中存在电离平衡:H2O⇌H++ OH-。下列叙述正确的是
A.升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,溶液显酸性
B.向水中加入少量氨水,平衡逆向移动,抑制水的电离,c(OH-)降低
C.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,由水电离出的 c(H+)>1×10-7 ml/L
D.向水中加入少量 NH4Cl 固体,结合水电离出的 OH-,由水电离出的c(H+)>1×10-7 ml/L
【答案】D
【解析】A. 升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,但溶液中c(H+)仍然等于c(OH-),溶液显中性,故A错误;
B. 向水中加入少量氨水,由于c(OH-)增大导致平衡逆向移动,抑制水的电离,移动的结果只能减弱这种变化,故c(OH-)增大,故B错误;
C. 向水中加入少量硫酸,c(H+)增大导致平衡逆向移动,抑制水的电离,故由水电离出的 c(H+)<1×10-7 ml/L,故C错误;
D. 向水中加入少量 NH4Cl 固体,结合水电离出的OH-,导致平衡正向移动,促进水的电离,故由水电离出的c(H+)>1×10-7 ml/L,故D正确;
故答案为:D。
03 混合溶液酸碱性的判断规律
(1)等浓度、等体积一元酸与一元碱混合的溶液。
(2)常温下,已知pH之和等于14的酸和碱的溶液等体积混合。
①两强混合:
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。
c.若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
②一强一弱混合——“谁弱显谁性”。
pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱的溶液等体积混合呈碱性;一元强碱和一元弱酸的溶液等体积混合呈酸性。
(3)常温下,强酸、强碱恰好完全中和,溶液体积与pH的关系:
Va L pH=a的盐酸与Vb L pH=b的NaOH溶液混合,二者恰好完全反应,溶液呈中性。
则10-a·Va=10b-14Vb,eq \f(Va,Vb)=eq \f(10b-14,10-a)=10(a+b)-14,
【跟踪训练】
1.科学家经过研究后发现,把水加热加压到 374℃、22.lMPa以上时具有很多特性, 如其中含有的氢离子浓度远远大于10-7ml/L,还具有很强的溶解有机物的能力。由此可知,处于这种状态下的水
A.显中性, pH一定等于 7B.表现出非极性溶剂的特性
C.显酸性,pH 一定小于 7D.表现出极性溶剂的特性
【答案】B
【解析】把水加热加压到 374℃、22.lMPa以上为超临界水,超临界水仍然是水,显中性,但温度高于常温,水电离程度增大,pH 值应小于7,A、C错误;有机物大多数是非极性分子,根据相似相溶原理,可知超临界水表现出非极性溶剂的特性,B正确,D错误;故答案为:B。
2.常温下,0.1 ml·L-1硫酸和0.2 ml·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,混合溶液的pH等于
A.13B.11C.7D.1
【答案】A
【解析】,硫酸的物质的量:,提供 的 H⁺。氢氧化钡的物质的量:,提供 的 OH⁻,完全中和 需要 的 OH⁻,剩余 OH⁻ 的物质的量为:,混合后溶液总体积为 ,因此 OH⁻ 的浓度为:,;故选A。
3.25℃时,在一定体积pH=2的NaHSO4溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的Ba(OH)2溶液,当溶液中的硫酸根恰好完全沉淀时,溶液的pH=11,若反应后溶液的体积等于反应的两溶液的体积之和,则NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为
A.1:9B.9:1C.1:2D.1:4
【答案】A
【解析】pH=2的NaHSO4溶液中c(H+)=10-2ml/L,设溶液体积为x,得到氢离子物质的量为x×10-2ml;两者按物质的量之比为1:1反应,则反应的氢氧化钡的物质的量为x×10-2ml,氢氧根离子的物质的量为:2x×10-2ml;设氢氧化钡溶液体积为y,依据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液pH=11,计算得到溶液中氢氧根离子浓度为10-3ml/L;所以得到:;得到x:y=1:9;
答案选A。
4.常温下,某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合pH=7,则酸溶液体积Va和碱溶液体积Vb的正确关系为( )
A.Va=102VbB.Vb=102VaC.Va=2VbD.Vb=2Va
【答案】B
【解析】常温下,强酸溶液pH=a,c(H+)=10-aml/L,强碱溶液pH=b,溶液中氢氧根离子浓度c(OH-)==10-14+bml/L;酸碱溶液混合pH=7,则氢氧根离子物质的量等于氢离子物质的量,得到计算式为:c(H+)×Va=c(OH-)×Vb,===10-14+a+b,已知a+b=12,得到=10-2,即100Va=Vb,故选B。
5.强酸溶液A与强碱溶液B,在常温下其pH之和为15,当它们按一定体积比混合时,溶液的pH恰好为7,则A与B的体积比为
A.1 : 1B.2 : 1C.1 : 10D.10 : 1
【答案】D
【解析】常温下Kw=1×10-14,pH之和为15,设酸的pH为x、体积为VA,碱的pH为15-x、体积为VB,一定体积比混合时,溶液的pH恰好为7,则n(H+)=n(OH-),所以VA×10-x=VB×1015-x-14,解得VA∶VB=1015-x-14+x=10∶1;
答案选D。
04 巧抓“四点”,突破酸碱中和滴定曲线中的粒子浓度关系
(1)抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
(2)抓“恰好”反应点,生成的溶质是什么?判断溶液的酸碱性。
(3)抓溶液的“中性”点,生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
(4)抓反应的“过量”点,溶液中的溶质是什么?判断哪种物质过量。
实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:
(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好完全反应,d点NaOH过量一倍)
分析:
a点,溶质为CH3COONa、CH3COOH
离子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
b点,溶质为CH3COONa、CH3COOH
离子浓度关系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c点,溶质为CH3COONa
离子浓度关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
d点,溶质为CH3COONa、NaOH
离子浓度关系:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
(5)图解量器的读数方法
①平视读数(如图1):用量筒、移液管或滴定管量取一定体积的液体,读取液体体积时,视线应与凹液面最低点保持水平,视线与刻度的交点即为读数(即凹液面定视线,视线定读数)。
②俯视读数(如图2):当用量筒测量液体的体积时,由于俯视视线向下倾斜,寻找切点的位置在凹液面的上侧,读数高于正确的刻度线位置,即读数偏大。
③仰视读数(如图3):读数时,视线向上倾斜,寻找切点的位置在液面的下侧,滴定管刻度标法与量筒不同,仰视滴定管读数偏大。
【跟踪训练】
1.用已知浓度的标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列说法正确的是
A.达到滴定终点时,与恰好完全反应,
B.当接近滴定终点时,极少量的酸会引起溶液的pH突变
C.石蕊溶液可作为本实验的指示剂
D.若以甲基橙为指示剂,滴定终点的现象是溶液由橙色变为黄色
【答案】B
【解析】A.达到滴定终点时,作指示剂恰好变色的点,若用酚酞作指示剂pH>7,若用甲基橙作指示剂pH7,A错误;
B.原溶液为NaOH溶液,pH>7,B错误;
C.当向其中逐滴加入盐酸时,pH会减小,当接近中和反应终点时,pH突变,而后pH不断减小并趋于不变,C正确;
D.滴定过程中,当接近中和反应终点时,会产生pH突跃,D错误;
答案为:C。
4.室温下,用0.1ml•L-1的盐酸滴定•L-1的某碱BOH溶液得到的滴定曲线如下,下列判断不正确的是
A.a点时,溶液呈碱性,溶液中
B.b点时溶液的pH=7
C.当时,
D.c点时溶液中约为0.03ml•L-1
【答案】B
【解析】A.根据电荷守恒可知,c(B+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),a点时,pH>7,故溶液呈碱性,即c(H+)<c(OH-),溶液中,A正确;
B.由曲线图可知,0.1ml•L-1的某碱BOH溶液的pH小于12,说明BOH是弱碱,b点是BOH与HCl恰好完全反应,由B+水解呈酸性,故溶液的pH小于7,B错误;
C.由B项分析可知,当时,溶液呈酸性,故当时,即c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,则,C正确;
D.c点时溶液中为≈0.03ml•L-1,D正确;
故答案为:B。
01 水的电离易错“七”点
(1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。
(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在,只是相对含量不同而已。
(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在KW的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。
(4)水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故KW增大,但溶液仍呈中性;对于KW,若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
(5)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用,因此,在常温下,若由水电离出的[H+]
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