内容正文:
第25讲 水的电离和溶液的pH
内容要求
1.认识水的电离。
2.了解水的离子积常数。
3.认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
4.必做实验:强酸与强碱的中和滴定。
知识点1 水的电离
一、水的电离
二、水的离子积
三、影响水的电离平衡的因素
1.100 ℃的纯水的pH约为6,此时水呈酸性。( )
2.25 ℃ 时,pH=3的盐酸、NH4Cl溶液中,盐酸中水电离出的c(H+)更小。( )
3.在蒸馏水中滴加浓硫酸,Kw不变。( )
4.25 ℃时,0.10 mol/L NaHCO3溶液加水稀释后,c(H+)与c(OH-)的乘积变大。( )
5.室温下,0.1 mol/L HCl溶液与0.1 mol/L KOH溶液中水的电离程度相同。( )
6.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。( )
答案:1.× 2.√ 3.× 4.× 5.√ 6.×
题点一 水的电离平衡及影响因素
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( C )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.向水中加入少量金属钠,平衡逆向移动,c(H+)降低
C.向水中加入少量硫酸钠固体,c(H+)和Kw均不变
D.pH=9的CH3COONa溶液和pH=9的NH3·H2O溶液中水的电离程度相同
解析:向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,A项错误;向水中加入少量金属钠,反应消耗H+,使水的电离平衡正向移动,c(H+)降低,B项错误;向水中加入少量硫酸钠固体,不影响水的电离平衡,c(H+)和Kw均不变,C项正确;CH3COONa促进水的电离,NH3·H2O抑制水的电离,D项错误。
2.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( D )
A.T1>T2
B.Kw:b>c>a>d=e
C.b→c可通过在水中加入适量的CH3COONa(s)实现
D.T2时,将pH=10的NaOH溶液与pH=3的H2SO4溶液等体积混合,溶液呈碱性
解析:水的电离是吸热过程,温度升高电离平衡正向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,由图可知,T2>T1,A错误;Kw只受温度影响,温度不变,Kw不变,a、d、e点都处于同一温度下,则三点的Kw相等,b点溶液中c(H+)和c(OH-)都大于a点,由Kw=c(H+)·c(OH-)可知,Kw的大小关系为b>c>a=d=e,B错误;b→c点Kw变小,是降温导致的,在水中加入适量的CH3COONa(s),温度不变,不能改变Kw,C错误;T2时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-12,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)==10-2mol/L,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 mol/L,两者等体积混合,n(OH-)过量,则溶液呈碱性,D正确。
题点二 水的电离程度与Kw的相关计算
3.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,由水电离的H+的物质的量之比是( A )
A.1∶10∶1010∶109
B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C.1∶20∶1010∶109
D.1013∶1∶103∶108
解析:25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)=10-14 mol/L;0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05 mol/L×2=0.1 mol/L,根据Kw=c(H+)·c(OH-)可得,由水电离出的c(H+)=10-13mol/L;pH=10的Na2S溶液中由水电离出的c(H+)=10-4mol/L;pH=5的NH4NO3溶液中由水电离出的c(H+)=10-5mol/L,故等体积上述溶液中由水电离出的H+的物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,A正确。
4.室温下,用0.1 mol/L的NaOH溶液分别滴定20 mL浓度均为0.1 mol/L的HCl溶液和HCOOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的对数[lg c水(H+)]随加入NaOH溶液体积的变化如图所示(忽略溶液体积变化),下列说法正确的是( A )
A.该温度下HCOOH的电离常数为Ka=1×10-5
B.a、c两点对应溶液同时升高相同温度,减小
C.在c点溶液中有:c(HCOO-)+c(HCOOH)=0.1 mol
D.在a、b、c、d四点中对应溶液呈中性的为a、b、d
解析:浓度均为0.1 mol/L的HCl溶液和HCOOH溶液,HCl溶液中水电离出的H+的浓度小,故曲线A表示NaOH溶液滴定HCOOH溶液,曲线B表示NaOH溶