第3章 第2节 第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH-【金版教程】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word(人教版2019 不定项版)
2025-10-06
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修1 化学反应原理 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第二节 水的电离和溶液的pH |
| 类型 | 学案-导学案 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 634 KB |
| 发布时间 | 2025-10-06 |
| 更新时间 | 2025-10-06 |
| 作者 | 河北华冠图书有限公司 |
| 品牌系列 | 金版教程·高中同步导学案 |
| 审核时间 | 2025-07-24 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53177092.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
化学 选择性必修1 RJ(不定项版)
第二节 水的电离和溶液的pH
第一课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH
1.了解水的电离平衡及其影响因素。2.掌握水的离子积Kw及影响因素和应用。3.知道溶液的酸碱性与pH的关系,能正确测定溶液的pH。4.会进行简单的pH的计算。
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离,其电离方程式为2H2OH3O++OH-,可简写为H2OH++OH-。
(2)水的离子积常数
①概念及表达式
当水的电离达到平衡时,H+与OH-的浓度之积是一个常数,称为水的离子积常数,简称水的离子积,用Kw表示,即Kw=c(H+)·c(OH-)。25 ℃时,Kw=1×10-14。
②影响因素
与化学平衡常数一样,Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程,所以随着温度的升高,水的电离程度增大,Kw增大。
2.溶液的酸碱性与pH
Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质溶液。
(1)溶液酸碱性的判断
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)/(mol·L-1) 的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)> 1.0×10-7
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)< 1.0×10-7
(2)溶液的酸碱性与pH的关系
①pH的定义:
pH=-lg__c(H+)。
②c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系(常温下)
(3)溶液pH的测定方法
①pH试纸
常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。用广泛pH试纸测定溶液的pH都为整数,可识别的pH差约为1;精密pH试纸的pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差。
②pH计
pH计又叫酸度计,它是一种精确测量溶液pH的仪器,其量程为0~14。
判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)100 ℃的纯水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,此时水呈酸性。( )
(2)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变。( )
(3)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。( )
(4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。( )
(5)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
材料一 科学家利用太空望远镜首次探测到木卫二喷出的羽状物是水蒸气,水是最宝贵的资源之一。若在木卫二上某地,水的离子积Kw=1.0×10-12。在地球上,25 ℃时,水的离子积Kw=1.0×10-14;35 ℃时,水的离子积Kw=2.1×10-14。
材料二 甲同学认为,在水中加入H2SO4,水的电离平衡向左移动,解释是加入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,解释为加入H2SO4后,c(H+)增大,H+与OH-中和,平衡右移。
[问题探究]
1.根据材料一,分析木卫二中纯水的pH是多少?该地的温度是否高于25 ℃,为什么?
提示:木卫二中纯水的pH为6。Kw(木卫二)>1.0×10-14,故该地的温度高于25 ℃。
2.材料二中,你认为哪种说法正确?并说明原因。
提示:甲正确。加入H2SO4,c(H+)增大,抑制水的电离,水的电离平衡左移。
3.材料二中,水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)·c(OH-)是增大还是减小?由水电离出的c(H+)增大还是减小?
提示:溶液中c(H+)·c(OH-)=Kw,为常数,温度不变,Kw不变。加入H2SO4后抑制水的电离,由水电离出的c(H+)减小。
知识点一 外界条件对水的电离平衡和Kw的影响
1.水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律。改变c(OH-)或c(H+)只能改变水的电离程度,不能改变Kw;改变温度,Kw和水的电离程度都改变。具体情况如表所示:
条件改变
对水电离平衡的影响
水电离平衡移动的方向
电离程度
c(H+)
c(OH-)
Kw
升高温度
促进
正向移动
增大
增大
增大
增大
增大H+的浓度(加酸)
抑制
逆向移动
减小
增大
减小
不变
增大OH-的浓度(加碱)
抑制
逆向移动
减小
减小
增大
不变
加入活泼金属,如Na (恢复到原来温度)
促进
正向移动
增大
减小
增大
不变
2.不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化曲线
(1)A、C、B三点溶液均为中性,温度依次升高,Kw依次增大。
(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,Kw=10-14。
(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点c(H+)<c(OH-);AB直线的右下方均为酸性溶液,任意一点c(H+)>c(OH-)。
3.水电离出的H+或OH-浓度的计算
(1)纯水或中性溶液中c(H+)=c(OH-)=。
(2)酸溶液中H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离,故水电离的H+浓度等于溶液中OH-的浓度。即c水(H+)=c(OH-)=≪c(H+)。
(3)碱溶液中OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离,故水电离的OH-浓度等于溶液中H+的浓度。即c水(OH-)=c(H+)=≪c(OH-)。
1.向纯水中加入少量KHSO4固体,在温度不变时,溶液中( )
A.c(OH-)增大
B.c(H+)减小
C.水中c(H+)与c(OH-)的乘积增大
D.增大
答案:D
解析:KHSO4是强酸的酸式盐,在水溶液中电离出H+、SO和K+;温度不变,水的离子积常数不变,c(H+)增大,c(OH-)减小,故增大,A、B、C错误,D正确。
2.在相同温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液和0.01 mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12 mol·L-1
C.由水电离出的c(H+)都是0.01 mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
答案:A
3.某温度下,水的电离平衡曲线如图所示。
则此温度下纯水中的c(OH-)为________mol·L-1;若温度不变,滴入稀硫酸,使c(H+)=5×10-6 mol·L-1,则c(OH-)=________mol·L-1,由水电离出的c水(H+)=________mol·L-1。
答案:2×10-7 8×10-9 8×10-9
知识点二 溶液酸碱性的判断
1.溶液酸碱性的判断
(1)任何情况下,均可根据溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性。只有在25 ℃时才能利用c(H+)与1.0×10-7 mol·L-1(或pH与7)的相对大小来判断溶液的酸碱性。
(2)溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的酸性越弱,碱性越强;c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱。
(3)pH=-lg c(H+),这里的c(H+)指溶液中的氢离子浓度,而非水电离产生的氢离子浓度。
(4)在一定温度下,溶液中的c(H+)与c(OH-)此增彼减,但Kw=c(H+)·c(OH-)始终不变。
2.pH试纸的使用方法
使用时把一小片pH试纸放在表面皿或点滴板上,用洁净干燥的玻璃棒直接蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对照可确定溶液的pH。
[注意] (1)pH测定时,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。
(2)若溶液具有漂白性,则不能用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性,也不能用pH试纸测定其pH,如不能用pH试纸测定氯水的pH。
4.25 ℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液
C.1 L含有4 g NaOH的溶液
D.c(H+)=1×10-10 mol·L-1的溶液
答案:B
解析:根据c(OH-)的大小可直接比较溶液的碱性大小。A、C、D三项中溶液的c(OH-)依次为1×10-3 mol·L-1、0.1 mol·L-1、1×10-4 mol·L-1,则B项溶液中的c(OH-)最大,碱性最强。
5.某同学在实验室测某溶液的pH。实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
(1)该学生的操作是否正确?________(填“正确”或“不正确”)。如不正确,请分析是否一定有误差:________________________________。
(2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________,原因是______________________________________________________________。
(3)不能用广泛pH试纸测定新制氯水的pH,其原因是______________________________,可以用________(填仪器名称)测定。
答案:(1)不正确 不一定有误差,当溶液为中性时则不产生误差
(2)盐酸的pH 在稀释过程中醋酸继续电离产生H+,使醋酸溶液中c(H+)受到的影响比盐酸中的小,故误差较小
(3)氯水具有漂白性,能漂白pH试纸,无法与标准比色卡对比 pH计
溶液pH的计算(25 ℃时)
1.单一溶液pH的计算
溶液类型
相关计算
强酸(HnA)溶液
设HnA的浓度为c mol·L-1,则c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)
强碱[B(OH)n]溶液
设B(OH)n的浓度为c mol·L-1,则c(OH-)=nc mol·L-1,c(H+)==mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)
2.强酸、强碱混合后溶液pH的计算
溶液类型
相关计算
两种强酸混合(忽略两溶液混合后的体积变化,下同)
⇒c(H+)=⇒pH
巧记:若pH之差≥2的两种强酸等体积混合,pH=pH小+0.3
两种强碱混合
⇒c(OH-)=
c(H+)=⇒pH
巧记:若pH之差≥2的两种强碱等体积混合,pH=pH大-0.3
酸碱混合
恰好完全反应呈中性
pH=7
酸过量
⇒c(H+)=⇒pH
碱过量
⇒c(OH-)=
c(H+)=⇒pH
3.溶液稀释时pH的图像与计算
(1)酸或碱稀释后溶液pH的计算
类型
稀释10n倍
无限稀释
强酸
c(H+)减小为原来的,pH增大n个单位,pH=pH原+n<7
此时要考虑水的电离,pH只能接近7(略小于7)
弱酸
c(H+)减小的程度比强酸的小,pH增大不到n个单位,pH<pH原+n<7
强碱
c(OH-)减小为原来的,pH减小n个单位,即pH=pH原-n>7
此时要考虑水的电离,pH只能接近7(略大于7)
弱碱
c(OH-)减小的程度比强碱的小,pH减小不到n个单位,pH>pH原-n>7
(2)溶液稀释pHV图像
①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
③pH与稀释倍数的线性关系
ⅰ.HY为强酸、HX为弱酸;
ⅱ.a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-);
ⅲ.水的电离程度:d>c>a=b
ⅰ.MOH为强碱、ROH为弱碱;
ⅱ.c(ROH)>c(MOH);
ⅲ.水的电离程度:a>b
1.已知在100 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12,在该温度下下列说法正确的是( )
A.0.05 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=1
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液的pH=5,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL
答案:A
2.某温度下,Ka(HA)=5.0×10-4,Ka(HB)=1.6×10-5。现有体积均为V0的pH=a的两种酸溶液,加水稀释至体积为V,两种溶液的pH随lg 的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.曲线Ⅱ代表HB溶液
B.a点时,两溶液中水的电离程度相同
C.由c点到d点,溶液中增大(X代表A或B)
D.分别取b点、c点溶液与等浓度的NaOH溶液中和,恰好中和时消耗NaOH溶液的体积一样
答案:B
解析:A项,根据电离常数可知,酸性:HA>HB,相同pH的弱酸加水稀释,酸性越强,pH变化越大,所以曲线Ⅱ代表HA溶液,错误;B项,a点时,溶液的pH相同,水的电离程度受酸的抑制程度相同,两溶液中水的电离程度相同,正确;C项,==,由c点到d点,弱酸的电离常数和水的电离常数都不变,所以不变,错误;D项,b点和c点两种酸溶液对应初始时的pH相同,体积相同,故酸性较弱的HB的物质的量大,分别与氢氧化钠溶液恰好中和时,HB消耗NaOH溶液的体积大,错误。
3.常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液各1 mL,分别稀释至100 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C.完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积相等
D.若9<a<11,则X、Y都是弱碱
答案:D
解析:根据题图,相同pH时,稀释相同倍数,X的pH变化大于Y的,说明X的碱性强于Y的,则相同pH时,X的浓度小于Y的浓度,A错误;稀释相同倍数后,X溶液的pH小于Y溶液的,说明Y溶液中c(OH-)大于X溶液中c(OH-),Y溶液的碱性强于X溶液的,B错误;相同pH时,X的浓度小于Y的浓度,即相同体积的两种溶液,消耗同浓度盐酸时Y消耗的盐酸多,C错误;如果X为强碱,稀释100倍,此时X的pH应为9,因此若9<a<11,则X、Y都是弱碱,D正确。
4.求室温下,下列溶液的pH(已知:lg 2≈0.3):
(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 mol·L-1。
①此溶液的pH为________。
②用水稀释到原来体积的100倍,pH为______。
③再继续稀释104倍,pH________。
(2)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合(设混合后溶液体积的变化忽略不计,下同),pH约为________。
(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合,pH约为________。
(4)pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合,pH约为________。
答案:(1)①2 ②4 ③接近7 (2)3.3
(3)11.7 (4)11.7
解析:(4)NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1;HCl溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH-)= mol·L-1≈5×10-3 mol·L-1,c(H+)==2×10-12 mol·L-1,pH=12-lg 2≈11.7。
5.某温度时,水的离子积常数Kw=1×10-12。
(1)将此温度下pH=11的NaOH溶液与pH=1的盐酸等体积混合(设混合后溶液体积的变化忽略不计,下同),混合后溶液的pH=________。
(2)将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合,若所得的混合溶液呈中性,则a∶b=__________。
答案:(1)6 (2)1∶1
溶液pH计算的思维模板
本课总结
自我反思:
随堂提升
1.下列有关水的离子积常数Kw的说法正确的是( )
A.稀的酸、碱溶液中Kw是水电离出的H+和OH-浓度之积
B.酸、碱可抑制水的电离,使Kw减小
C.不同溶液同一温度下的Kw不同
D.随着温度的升高,Kw逐渐增大
答案:D
2.下列说法正确的是( )
A.pH=7的溶液一定显中性
B.常温下由水电离出的c(OH-)为1×10-8 mol·L-1的溶液一定呈酸性
C.c(H+)<c(OH-)的溶液一定显碱性
D.c(OH-)=1×10-6 mol·L-1的溶液一定呈碱性
答案:C
3.用pH试纸测定某无色溶液的pH,下列叙述正确的是( )
A.用广泛pH试纸测得该溶液的pH为3.2
B.用pH试纸蘸取溶液,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,点在pH试纸上,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上,所测得的pH一定偏小
答案:C
4.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图所示。分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,Vx<Vy B.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,Vx<Vy D.y为强酸,Vx>Vy
答案:C
解析:由题图可知x稀释10倍,pH变化1个单位,故x为强酸,而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸;pH都为2的x、y,前者浓度为0.01 mol·L-1,而后者浓度大于0.01 mol·L-1,故中和至pH=7时,后者消耗碱的体积大,故C正确。
5.已知室温时,0.1 mol·L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离,回答下列问题:
(1)HA的电离常数Ka=________,升高温度时,Ka将______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)加入一定量蒸馏水,上述平衡向________(填“左”或“右”)移动,n(H+)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)加入少量0.5 mol·L-1盐酸,上述平衡向________(填“左”或“右”)移动,c(H+)________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)HA电离出的H+对于H2OH++OH-平衡起到了________(填“抑制”或“促进”)作用。
(5)由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的________倍。
答案:(1)1×10-9 增大 (2)右 增大
(3)左 增大 (4)抑制 (5)104
解析:(1)室温时,0.1 mol·L-1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离,HA的电离常数Ka==≈=1×10-9。
(5)由HA电离出的c(H+)=1×10-5 mol·L-1,得水电离出的c(H+)= mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,则HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的104倍。
课时作业
一、选择题(每小题只有1个选项符合题意)
1.下表为家庭中一些常见物质的pH:
物质
食醋
牙膏
食盐水
肥皂水
火碱溶液
pH
3
9
7
10
13
蚊子、蜂、蚂蚁等昆虫叮咬人时,会向人体注入一种叫蚁酸(具有酸的性质)的物质,使皮肤红肿、痛痒,要消除这种症状,可在叮咬处涂抹下列哪些家庭中的常见物( )
A.牙膏或肥皂水 B.食盐水
C.火碱溶液 D.食醋
答案:A
2.下列说法正确的是( )
A.水是极弱的电解质,能微弱电离出H+,故严格来说纯水有微弱的酸性
B.纯水中c(H+)·c(OH-)=Kw,Kw是常数,不随任何条件改变
C.25 ℃时,纯水中c(H+)·c(OH-)=10-14,稀酸和稀碱溶液中Kw=c(H+)·c(OH-)≠10-14
D.水的电离吸热,故升高温度,平衡向电离方向移动,Kw增大
答案:D
解析:纯水电离出等量的H+和OH-,故纯水呈中性,A错误;水的离子积常数只与温度有关,随着温度的升高而增大,B错误;25 ℃时,无论是纯水中还是稀酸和稀碱溶液中,都有c(H+)·c(OH-)=10-14,C错误。
3.用广泛pH试纸测定溶液的pH,下列叙述正确的是( )
A.测得某浓度的NaClO溶液的pH为10
B.常温下测得NH4Cl溶液的pH约为4.1
C.用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是盐酸
D.在试管内放入少量溶液并煮沸,把pH试纸放在管口观察其颜色并与标准比色卡比较
答案:C
解析:NaClO溶液具有漂白性,会将pH试纸漂白,故不能用pH试纸测定其pH,A错误;广泛pH试纸测定的溶液的pH的数值为整数,B错误;稀释时,醋酸还会继续电离出氢离子,故稀释pH相同的盐酸和醋酸溶液时,醋酸溶液的氢离子浓度变化小,pH变化小,故用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是盐酸,C正确;在试管内放入少量溶液并煮沸,把pH试纸放在管口,无法测定溶液的pH,D错误。
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO、SO、Na+
B.由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO
C.=1012的溶液中:NH、Al3+、NO、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO、SCN-
答案:C
5.25 ℃时,某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,则下列说法正确的是( )
A.该溶液的pH一定为9
B.该溶液的pH可能为5
C.该溶液的pH可能为7
D.不会有这样的溶液
答案:B
解析:25 ℃时,纯水中由水电离产生的c(H+)·c(OH-)=1×10-14,该溶液中由水电离产生的c(H+)·c(OH-)=1×10-18<1×10-14,说明该溶液中的溶质抑制了水的电离,则该溶液可能是酸溶液或碱溶液。①若为酸溶液,由水电离产生的c(H+)=c(OH-)= mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,溶液中的c(H+)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,故溶液的pH=5;②若为碱溶液,溶液中的H+全部由水电离产生,故溶液中的c(H+)= mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,故溶液的pH=9,故选B。
6.下列溶液一定呈酸性的是( )
A.c(H+)=10-6 mol/L的溶液
B.pH<7的溶液
C.c(H+)>c(OH-)的溶液
D.滴加酚酞显无色的溶液
答案:C
解析:A项,未指明溶液的温度,则c(H+)=10-6 mol/L的溶液也可能显中性,错误;B项,未指明溶液的温度,则pH<7的溶液也可能显中性,错误;C项,无论溶液的温度高低,c(H+)>c(OH-)的溶液一定呈酸性,正确;D项,中性或碱性很弱的溶液(常温下pH<8)滴加酚酞也显无色,错误。
7.25 ℃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-)减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量稀盐酸,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
答案:B
解析:向水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,但c(OH-)增大,A错误;向水中加入稀盐酸,水的电离平衡逆向移动,c(H+)增大,C错误;将水加热,水的电离平衡正向移动,水电离出的c(H+)和c(OH-)均增大,Kw增大,pH减小,D错误。
8.常温下,a mol·L-1醋酸溶液的pH=m,下列能使溶液pH=m+1的措施是( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积2a mol·L-1盐酸
D.升高溶液的温度
答案:B
解析:醋酸是弱酸,电离方程式是CH3COOHH++CH3COO-,稀释10倍,pH增加不到一个单位,A错误;加入适量的醋酸钠固体,抑制醋酸的电离,c(H+)减小,溶液pH增大,可以使其pH由m变成m+1,B正确;加入等体积2a mol·L-1盐酸,虽抑制醋酸的电离,但c(H+)增大,溶液的pH减小,C错误;升高溶液的温度,促进了醋酸的电离,c(H+)增大,溶液的pH减小,D错误。
二、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)
9.常温下,将下列两溶液等体积混合后,所得溶液pH=7的是( )
A.0.1 mol/L HCl溶液与pH=13的NaOH溶液
B.0.1 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液
C.pH=3的H2SO4溶液与pH=11的NaOH溶液
D.pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液
答案:AC
解析:A项,0.1 mol/L HCl溶液中H+浓度为0.1 mol/L,pH=13的NaOH溶液中OH-浓度为0.1 mol/L,二者等体积混合,恰好完全反应,所得溶液呈中性,pH=7;B项,0.1 mol/L CH3COOH溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合恰好完全反应生成CH3COONa,所得溶液呈碱性,pH>7;C项,pH=3的H2SO4溶液中H+浓度为10-3 mol/L,pH=11的NaOH溶液中OH-浓度为10-3 mol/L,二者等体积混合恰好完全中和生成强酸强碱盐,所得溶液呈中性,pH=7;D项,pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合时,CH3COOH过量,故混合后的溶液呈酸性,pH<7。
10.25 ℃时,重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15,也可用pH一样的定义来规定其酸碱度:pD=-lg c(D+),下列有关pD的叙述不正确的是( )
A.纯D2O的pD>7
B.1 L 0.01 mol·L-1的NaOD溶液,其pD=12
C.1 L 0.01 mol·L-1 DCl的重水溶液,pD=2
D.在100 mL 0.25 mol·L-1 DCl的重水溶液中,加入50 mL 0.2 mol·L-1 NaOD的重水溶液,反应后溶液的pD=1
答案:B
解析:重水的离子积常数为1.6×10-15,因此重水中c(D+)=4×10-8 mol·L-1,对应的pD≈7.4,A正确;在0.01 mol·L-1 NaOD溶液中,c(OD-)=0.01 mol·L-1,根据重水的离子积常数,可推知c(D+)=1.6×10-13 mol·L-1,pD不等于12,B错误;1 L 0.01 mol·L-1 DCl的重水溶液,c(D+)=0.01 mol·L-1,因此pD=2,C正确;根据中和反应量的关系,100 mL 0.25 mol·L-1 DCl和50 mL 0.2 mol·L-1NaOD中和后溶液中c(D+)=0.1 mol·L-1,因此对应溶液的pD=1,D正确。
11.不同温度下,水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中对应点的温度关系为b>c>a
B.纯水仅升高温度,可从a点变到c点
C.水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>d
D.在b点对应温度下,0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合,充分反应后,所得溶液的pH=7
答案:AC
解析:水的电离吸热,温度升高,水的离子积常数增大,根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>a=d,温度关系为b>c>a=d,A、C正确;a点和c点的c(OH-)相等,若纯水仅升高温度,c(OH-)与c(H+)都增大,B错误;b点的Kw=1×10-12,0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合,充分反应后所得溶液显中性,pH=6,D错误。
12.常温下,浓度均为1 mol·L-1的HX溶液、HY溶液,分别加水稀释后溶液的pH随浓度的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.HX是强酸,溶液每稀释至原体积的10倍,pH始终增大1
B.常温下HY的电离常数约为1.0×10-4
C.溶液中水的电离程度:a点大于b点
D.消耗同浓度NaOH溶液的体积:a点大于b点
答案:B
解析:题图中1 mol·L-1的HX溶液pH=0说明为强酸,加水稀释溶液,溶液pH最终无限接近于7,溶液每稀释至原体积的10倍,pH增大不一定是1,A错误;1 mol·L-1 HY溶液的pH=2,c(H+)=10-2 mol·L-1,Ka==≈1.0×10-4,B正确;HX为强酸,HY为弱酸,加水稀释相同倍数,a点HX溶液中氢离子浓度大于b点HY溶液中氢离子浓度,溶液中水的电离程度:a点小于b点,C错误;由于两种酸溶液的体积关系未知,故a点和b点所消耗的同浓度的氢氧化钠溶液的体积无法比较,D错误。
三、非选择题
13.按要求填写下列问题:
(1)某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时会发生微弱的电离,如2H2OH3O++OH-,则液态NH3的电离方程式为____________________________________。
(2)已知水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示,试回答下列问题:
图中五点对应的Kw的关系是__________。
若从A点到D点,可采用的措施是______(填序号)。
a.升温 b.加入少量的盐酸
c.加入少量的NH3·H2O
(3)25 ℃时,0.1 mol·L-1的HA溶液中=1010。
请回答下列问题:
①HA是______(填“强”或“弱”)电解质。
②在加水稀释HA溶液的过程中,随着水量的增加而增大的是________(填序号)。
A.c(HA)
B.
C.c(H+)与c(OH-)的乘积
D.c(OH-)
答案:(1)2NH3NH+NH
(2)E=A=D<C<B b
(3)①弱 ②D
解析:(3)①25 ℃时,0.1 mol·L-1的HA溶液中=1010,因c(H+)·c(OH-)=10-14,则溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1<0.1 mol·L-1,说明HA在水溶液里部分电离,则HA为弱电解质。②HA是弱电解质,加水稀释促进HA电离,但HA电离增大的程度小于溶液体积增大的程度,所以c(H+)、c(HA)、c(A-)都减小;温度不变,HA的电离常数不变,则不变;温度不变,水的离子积不变,则c(H+)与c(OH-)的乘积不变;温度不变,则水的离子积不变,加水稀释,c(H+)减小,则c(OH-)增大。
14.已知t ℃时,0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=11,0.1 mol·L-1的HA溶液中=109。请回答下列问题:
(1)该温度下,水的离子积Kw=________,HA是________(填“强”或“弱”)酸。
(2)该温度下,将pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后,所得溶液的溶质主要为__________________。
(3)25 ℃时,0.1 mol·L-1下列物质的溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是____________________(填序号)。
①HCl ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka=1.7×10-5) ④NH3·H2O(Kb=1.7×10-5)
⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
(4)25 ℃时,pH=4的盐酸中水的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
(5)下列曲线中,可以描述0.1 mol·L-1乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和0.1 mol·L-1氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)的水溶液中,水电离出的c(H+)与加入水体积V的关系的是________(填字母)。
答案:(1)10-13 弱
(2)NaA、HA
(3)③=④>①=⑤>②=⑥
(4)等于
(5)c
解析:(1)0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH=11,即c(H+)=10-11 mol·L-1,则Kw=0.01×10-11=10-13。0.1 mol·L-1的HA溶液中=109,则c(H+)=10-2 mol·L-1,故HA为弱酸。
(2)pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液中,前者OH-的浓度等于后者H+的浓度,则二者等体积混合反应后,HA过量,所得溶液为NaA和HA的混合溶液。
(3)25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等;同理,0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和0.1 mol ·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等;0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1氨水中水的电离程度相等;酸溶液中c(H+)越大或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥。
(4)25 ℃时,pH=4的盐酸中,由水电离出的c(H+)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=10的Ba(OH)2溶液中,由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1。
(5)乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka,所以0.1 mol·L-1乙酸溶液中的c(H+)小于0.1 mol·L-1氯乙酸溶液中的c(H+),故0.1 mol·L-1乙酸溶液中水的电离程度更大,加水稀释,两种酸溶液中的c(H+)减小,水的电离程度均增大,故选c。
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