内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 水的电离和溶液的酸碱性
第2课时 pH的计算与测量
教学目标
1. 掌握溶液酸碱性取决于溶液中H+和OH-的相对浓度大小关系。
2. 理解pH的定义,明确pH与溶液酸碱性之间的定量关系。
3. 熟练掌握用pH试纸测定溶液pH的正确操作方法。
4. 深入理解pH的定义
重点和难点
计算pH,测定溶液pH
◆知识点一 pH的概念
1.pH是[H+]的负对数,其表达式是pH=-lg [H+]。
2.[H+] =10-pH。
3.pH没有单位。
特别提醒
关注溶液是单一溶质还是多溶质。寻找溶液中的氢离子浓度,进行求解。
即学即练
1.向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为
A.2 B.3 C.4 D.5
2.
请依据的定义式计算表中各溶液的。
溶液
盐酸
硫酸
烧碱溶液
溶液
3.
常温下,将溶液与溶液混合。
(1)混合后溶液的是多少? 。
(2)混合后溶液的是多少? 。
◆知识点二 pH的测量1.酸碱指示剂
不同的指示剂在不同的pH范围内变色:
指示剂
变色的pH范围
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
甲基红
<4.4红色
4.4~6.2橙色
>6.2黄色
石蕊
<4.5红色
4.5~8.3紫色
>8.3蓝色
酚酞
<8.0无色
8.0~10.0浅红色
>10.0红色
2.pH试纸
(1)广范pH试纸可以测定1~14 范围内溶液的pH,可判别的差值约为1个pH单位。
(2)精密pH试纸可测定的 pH 范围较窄, 可以判别的差值约为0.2或0.3个pH单位。
(3)pH试纸的使用方法:将pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸的中部,待颜色变化稳定后对照标准比色卡可以得到溶液pH。
(4)使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。如果润湿了,则pH的误差趋向于7。
3.pH计
pH计也称酸度计,能更准确地测量溶液的 pH,可精确到0.01个pH单位。
特别提醒
注意区分pH试纸的精确度。
注意测定溶液pH值时不能用湿润的pH试纸,防止影响pH值的测定。
注意指示剂的变色范围,在酸碱滴定的过程中选择合适的指示剂。
即学即练
1.指示剂
指示剂
变色范围(pH)
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0
>10.0
注意(1)指示剂一般用酚酞或甲基橙,而不用石蕊(颜色变化不易分辨)。
(2)指示剂不要多加,因为指示剂本身为弱酸或弱碱。
(3)指示剂的选择可依据“强酸滴弱碱用甲基橙,强碱滴弱酸用酚酞,强滴强二者皆行”。
2.下列有关说法不正确的是
A.的醋酸溶液与的盐酸等体积混合,混合液的
B.,的溶液,水电离出的
C.任何温度下,都可利用和浓度的相对大小来判断溶液的酸碱性
D.,用试纸测得某氯水的为5
3.下列说法错误的是
A.无论在纯水中,还是在稀溶液中,由水电离出的与总是相等
B.的溶液不一定呈中性,的溶液一定呈中性
C.一瓶密封保存的新制氯水经光照一段时间后,pH减小
D.测定某溶液pH应先用蒸馏水润湿pH试纸
一、pH的概念
记住三个公式:①pH=-lg [H+];②[H+] =10-pH;③Kw=[H+] ·[OH-]。
实践应用
1. 回答下列问题:
(1)常温下,有0.01 mol·L-1的三种溶液:
a.HCl b.NaOH c.NaHSO4
①三种溶液中水电离的c(H+)= 。
②三种溶液的pH分别是:a. ,b. ,c. 。
(2)25 ℃某溶液由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,请探究该溶液的pH可能是 。
2.
在常温下,下列各组溶液的一定等于的是
A.和的两种溶液等体积混合
B.的与的溶液等体积混合
C.将的溶液稀释100倍
D.的与的溶液等体积混合
3.
常温下,的溶液与的硫酸。
(1)若等体积混合后,溶液的是多少? 。
(2)若按的体积比混合后,溶液的是多少? 。
(3)若按的体积比混合后,溶液的是多少? 。
2、 pH试纸的使用
pH试纸是用多种酸碱指示剂的混合溶液将试纸浸透、晾干制成的,既要考虑试纸的正确使用方法,还要考虑待测液的性质。如:新制氯水、浓硝酸、过氧化氢等溶液会把试纸漂白,浓硫酸会把试纸炭化,有色物质会把试纸染色。
实践应用
1.下列各组离子在相应的条件下可能大量共存的是
A.能使pH试纸变红的溶液中:、、、
B.由水电离产生的的溶液中:、、、
C.在的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
2.下列说法中正确的是
A.在 100℃时; pH约为6的纯水呈中性
B.常温下, 将1mL pH=5 的盐酸稀释到1000mL, 所得溶液的pH为8
C.用广泛pH 试纸测得某浓度的盐酸的pH=2.3
D.室温时, 将 盐酸与 溶液混合,所得溶液pH=3
3.下列有关试纸和计的说法中错误的是
A.pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,再经高温烘干制成的
B.最常用的广泛pH试纸的pH范围是1~14,可以识别的pH误差约为1
C.精密pH试纸的pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差
D.pH计又叫酸度计,可以用来精密测量溶液的pH
3、 单一溶液的pH计算
1.强酸:先算出[H+],再根据pH=-lg[H+]求得pH。
2.强碱:先算出[OH-],再根据[H+] ·[OH-]=1×10-14求出[H+],最后得出pH。
3.酸、碱溶液加水冲稀,pH趋向7。
实践应用
1.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,的稀硫酸中,所含的数为
B.常温下,溶液中,所含的数为
C.等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D.常温下,pH=14的NaOH溶液稀释5倍,所含的数为
2.某温度下,水溶液中与的关系如图所示。。下列说法不正确的是
A.b点温度高于25℃
B.仅升高温度,可从b点变为a点
C.向a点通入氨气,由水电离出的减小
D.b点所处温度下,0.1 KOH溶液的pH=13
3.已知25℃时,水的离子积常数Kw=1×10-14。常温下,下列说法正确的是
A.0.01 mol·L-1 H2SO4溶液的pH=2,抑制了水的电离
B.向CH3COONa溶液中加入水,溶液中不变
C.0.005 mol·L-1 H2SO4溶液与0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,pH=7
D.将100 mL pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍,pH=8
4、 混合溶液pH的计算
1.两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
2.两种强碱混合:先求出c(OH-)混,c(OH-)混=,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。
3.强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=
实践应用
1. 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.若滴加同浓度的氨水,可选择酚酞指示反应终点
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
2.常温下,将盐酸与氢氧化钡溶液等体积混合,忽略体积变化,计算该混合溶液的等于
A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4
3.室温时,下列混合溶液的一定小于7的是
A.的盐酸和的氨水等体积混合
B.的盐酸和的氢氧化钡溶液等体积混合
C.的醋酸溶液和的氢氧化钡溶液等体积混合
D.的硫酸溶液和的氨水等体积混合
4.25℃时,pH=13的NaOH溶液与0.05mol/L的溶液按一定比例混合,所得溶液pH=12,(忽略溶液混合导致的体积变化)则NaOH溶液与溶液的体积比为
A.9:11 B.2:9 C.11:9 D.9:2
考点一 pH测定
【例1】下列说法错误的是
A.在酸碱中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化
B.的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的或较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.的氨水溶液中水电离出的浓度:前者比后者的10倍还要大
解题要点
1. 注意溶液中的溶质是否具有漂白性,若有漂白性则不能使用pH试纸进行测定,应当用pH计测定其pH值。
2. 注意pH试纸的精确度正确读出读数。
【变式1-1】下列有关实验室操作正确的是
A.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaOH溶液冲洗
B.用广泛pH试纸测得某浓度NaClO溶液的
C.不小心打破温度计,导致水银洒落在桌面上,立即洒上硫黄粉并打开门窗通风
D.钾、钠等碱金属着火时,立即用水或泡沫灭火器来灭火
【变式1-2】常温下,下列有关溶液pH的说法正确的是
A.用广泛pH试纸测得某无色溶液的pH为2.3
B.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
C.将1L 0.1溶液加水稀释为2L,pH=13
D.pH=13的溶液和pH=1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH>7(忽略溶液体积变化)
考点二 pH-pOH图形
【例2】图为不同温度下水的电离平衡曲线,,下列说法正确的是
A.点到点:加入少量氨水可实现
B.点到点:加入少量冰醋酸可实现
C.KW的关系是:
D.T1时:pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性
解题要点
pH=-lgC(H+)
pOH=-lgC(OH-)
【变式2-1】图为不同温度下水的电离平衡曲线,,下列说法错误的是
A.A点到B点:加入少量氨水可实现
B.A点到D点:加入少量冰醋酸可实现
C.的关系是:
D.时:的硫酸与的NaOH溶液等体积混合,溶液呈碱性
【变式2-2】某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液pOH []与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.点pH>pOH,则点所示溶液呈酸性 B.该温度下水的离子积常数Kw =10-2a mol2·L-2
C.只有点溶液中水电离的c(H+)水= c(OH-)水 D.pH+pOH=14一定成立
考点三 稀释图形
【例3】常温下,将一定浓度的溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线I是氢氧化钠溶液,曲线Ⅱ是氨水
C.a、b、c三点溶液的由大到小的顺序为
D.氨水稀释过程中,不断增大
解题要点
加入相同体积的水,强酸(强碱)的pH变化更快。弱酸弱碱的pH变化更慢。
【变式3-1】某温度下,将pH和体积均相同的两种弱酸(HA和HB)溶液分别加水稀释,pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.
B.稀释前溶液的浓度:
C.从b点到d点,逐渐减小
D.溶液中水的电离程度:d点点
【变式3-2】常温下将HA和HB两种一元酸的溶液分别加水稀释,稀释时溶液pH的变化如图所示。以下叙述中不正确的是
A.HB是一种弱酸
B.稀释前,c(HA)<10c(HB)
C.M点的两溶液酸性相同
D.M点两溶液中水的电离程度:HA>HB
考点四 C(H+)-C(OH-)图形
【例4】水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是
A.图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B.若从D点到达A点,可采用温度不变加水稀释10倍
C.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液呈中性
解题要点
同一条曲线上温度相等,即等温线。
连接C(H+)=C(OH-)即为中性线
【变式4-1】在不同温度下的水溶液中,离子浓度曲线如图所示。下列说法一定正确的是
A.
B.a点和c点均为纯水
C.在c点溶液中通入适量气体,可实现c点向d点移动
D.T℃时,将的稀硫酸与的溶液等体积混合,所得溶液为碱性
【变式4-2】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是(已知:)
A.时,保持温度不变,在水中加入适量固体,体系可以从A点变化到C点
B.时,向的稀硫酸中逐滴加入等体积的稀氨水,溶液呈中性
C.图中A、B、D三点处,的大小关系:
D.D点所对应的溶液中,可同时大量存在
基础达标
1.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的是
A.0.01mol/L HClO的溶液中:、、、
B.的溶液中:、、、
C.0.1mol/L NaCl的溶液中:、、、
D.水电离的溶液中、、、
2.常温下,将50mL0.1的硫酸与50mLc的KOH溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液pH=13.则c的数值为
A.1.0 B.0.8 C.0.6 D.0.4
3.下图为HCl在水中电离示意图,下列分析正确的是
A.的电子式为: B.HCl的水溶液中,
C.HCl的水溶液中,水的电离被抑制 D.产生的过程主要为:
4.常温下,0.1 mol·L-1硫酸和0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,混合溶液的pH等于
A.13 B.11 C.7 D.1
5.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.a点对应的溶液中大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中大量存在:、、、
D.d点对应的溶液中大量存在:、、、
6.下列表述正确的是
A.向0.1、的溶液中加入溶液的离子方程式:
B.常温下水电离的溶液中:、、、一定能大量共存
C.稀溶液与稀中和的热化学方程式:
D.稀溶液与足量稀溶液反应的离子方程式:
7.常温下,V1 L pH=1硫酸溶液和V2 L pH=13 KOH溶液混合后溶液的pH=2。忽略体积的变化,V1:V2为
A.9:11 B.11:9 C.1:9 D.9:1
8.回答下列问题:
(1)常温下,pH均为2的稀盐酸与稀硫酸等体积混合后,pH= 。
(2)常温下pH均为3的稀盐酸与醋酸等体积混合后,pH= 。
(3)常温下,将pH=8和pH=10的两种强碱溶液等体积混合,溶液的pH是 (已知lg 2≈0.3)。
9.不同温度T下,电解质的稀溶液中和 的关系如图所示。回答下列问题:
(1)T2 (填“>”或“<”)T1
(2)A、B、D点,水的离子积K的大小关系是 。
(3)T1时某盐酸溶液中 (图中 D点),该溶液中由水电离出的 = 。
(4)T1时某 溶液中c()=5.0×(图中 A 点),加水稀释10 倍, 。
(5)T2时,若向水中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置? (填“能”或“不能”)。原因是 。
(6)T2时,将pH=2的稀硝酸与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
10. 水是一种极弱的电解质,已知水的离子积随温度变化如下图。
温度/℃
25
水的离子积
(1).℃时,水的离子积,则 (填“>”“=”或“<”)25℃。
(2).25℃时,的硫酸溶液,其pH= ,其中由水电离产生的 。
(3).在℃温度下,某溶液的pH=7,则该溶液___________。
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.
综合应用
11.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
①无色溶液中:、、、
②的溶液中:、、、
③加入能放出的溶液中:、、、
④常温下=1×10-3mol·L-1的溶液中:、、、
⑤滴加NaOH溶液能产生红褐色沉淀的溶液中:、、、
⑥酸性溶液中:、、、
A.②④ B.③⑥ C.③⑤ D.①②
12.25℃,下列指定条件下离子能够大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.等浓度醋酸溶液和醋酸钠溶液等体积混合时:、、、
D.由水电离出的氢离子为的溶液:、、、
13.不同温度下水的离子积常数如下表所示,关于盐酸,下列说法正确的是
0
10
20
25
40
50
90
100
0.115
0.296
0.687
1.01
2.87
5.31
37.1
54.5
A.温度降低,溶液的不变 B.温度升高,水的电离程度减小
C.时溶液pH为1 D.时,
14.根据要求解答下列问题(常温条件下):
(1)pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO42—)与c(H+)的比值为 。
(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为 。
(3)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 。
(4)将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀盐酸Vb L混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则= 。
15.25℃时,将体积为Va、pH=a的某一元强碱与体积为Vb、pH=b的某二元强酸混合。
(1)若a=13,b=2,Va :Vb=1:9,则所得混合液的pH= 。
(2)若所得溶液的pH=7,且已知Va>Vb,b=0.5a,b值是否可以等于4(填“是”或“否”) 。
(3)为了更好表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG的定义为AG=lg。25℃时,若溶液呈中性,则AG= ,溶液的pH与AG的换算公式为AG= (要化简)。
16.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示。
(1)图中五点Kw间的关系是 (以A、B、C、D、E表示);
(2)C点溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”)。
(3)将D点变为E点,采取的措施是 。
(4)25℃时,的盐酸和的NaOH溶液混合后溶液的,则 。
(5)相同体积①溶液②盐酸分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是 (填字母)。
拓展培优
17.水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合常数。下列说法正确的是
A.纯水中时大于时,则水的电离放热
B.曲线上任意点的溶液均呈中性,且一定是纯水
C.温度T:;水的离子积常数:D点>C点
D.B点时,将pH=2的稀硫酸与pH=11的NaoH溶液等体积混合后,溶液显碱性
18.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.加水后值会变大的溶液中:、、、
B.能使pH试纸变深蓝色的溶液:、、、
C.由水电离出的的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
19.常温下,有下列四种溶液:
①
②
③
④
溶液
溶液
溶液
溶液
下列说法正确的是
A.由水电离出的:①>③
B.③稀释到原来的100倍后,与④相同
C.①与③混合,若溶液,则
D.②与④混合,若溶液显酸性,则所得溶液中离子浓度可能为:
20. 已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲如图所示。
4.25℃时将pH=9的NaOH溶液与pH=4的溶液混合,若所得混合溶酸的pH=7,则消耗NaOH溶液与溶液的体积比为 。
5.曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用、表示,则 (填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”),若将二者等体积混合,则混合溶液显 性(填酸、碱、中、不确定),理由是 。
6.在曲线B所对应的温度下,溶于水得100mL 的氨水,测得pH=9,则该条件下,的电离平衡常数约为 。
21.完成下列问题。
(1)某温度时,水的离子积,则 (填“>”“<”或“=”)。
(2)常温下将的溶液与的溶液等体积混合,混合后溶液的 。
(3)常温下,将的盐酸加水稀释到1000倍,溶液的 。
(4)等的醋酸溶液和盐酸,物质的量浓度更大的是 。
(5)常温下,某溶液由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液的为 。
(6)某温度下,纯水中的,则此时纯水中的为 ;若温度不变,滴入稀盐酸使,则为 。
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一节 水的电离和溶液的酸碱性
第2课时 pH的计算与测量
教学目标
1. 掌握溶液酸碱性取决于溶液中H+和OH-的相对浓度大小关系。
2. 理解pH的定义,明确pH与溶液酸碱性之间的定量关系。
3. 熟练掌握用pH试纸测定溶液pH的正确操作方法。
4. 深入理解pH的定义
重点和难点
计算pH,测定溶液pH
◆知识点一 pH的概念
1.pH是[H+]的负对数,其表达式是pH=-lg [H+]。
2.[H+] =10-pH。
3.pH没有单位。
特别提醒
关注溶液是单一溶质还是多溶质。寻找溶液中的氢离子浓度,进行求解。
即学即练
1.向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】10 mL pH为2的稀硫酸中H+的物质的量为0.01L×10-2mol/L=10-4mol,加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时,H+的物质的量不变,总体积为100mL,反应后H+的物质的量浓度为,反应后溶液的pH为3。
答案选B。
2.
请依据的定义式计算表中各溶液的。
溶液
盐酸
硫酸
烧碱溶液
溶液
【答案】 2 1 12 14
【解析】;
;
;
。
3.
常温下,将溶液与溶液混合。
(1)混合后溶液的是多少? 。
(2)混合后溶液的是多少? 。
【答案】(1)
(2)
【解析】(1)将溶液与溶液混合,混合后溶液的。
(2)混合后溶液的。
◆知识点二 pH的测量
1.酸碱指示剂
不同的指示剂在不同的pH范围内变色:
指示剂
变色的pH范围
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
甲基红
<4.4红色
4.4~6.2橙色
>6.2黄色
石蕊
<4.5红色
4.5~8.3紫色
>8.3蓝色
酚酞
<8.0无色
8.0~10.0浅红色
>10.0红色
2.pH试纸
(1)广范pH试纸可以测定1~14 范围内溶液的pH,可判别的差值约为1个pH单位。
(2)精密pH试纸可测定的 pH 范围较窄, 可以判别的差值约为0.2或0.3个pH单位。
(3)pH试纸的使用方法:将pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸的中部,待颜色变化稳定后对照标准比色卡可以得到溶液pH。
(4)使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。如果润湿了,则pH的误差趋向于7。
3.pH计
pH计也称酸度计,能更准确地测量溶液的 pH,可精确到0.01个pH单位。
特别提醒
注意区分pH试纸的精确度。
注意测定溶液pH值时不能用湿润的pH试纸,防止影响pH值的测定。
注意指示剂的变色范围,在酸碱滴定的过程中选择合适的指示剂。
即学即练
1.指示剂
指示剂
变色范围(pH)
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0
>10.0
注意(1)指示剂一般用酚酞或甲基橙,而不用石蕊(颜色变化不易分辨)。
(2)指示剂不要多加,因为指示剂本身为弱酸或弱碱。
(3)指示剂的选择可依据“强酸滴弱碱用甲基橙,强碱滴弱酸用酚酞,强滴强二者皆行”。
【答案】 紫色 红色 浅红色 红色
【分析】常见的指示剂有石蕊,酚酞,甲基橙三种。
【解析】答题空1:石蕊本身为紫色,当pH<5.0时显红色,当pH>8.0时显蓝色,故答案为:紫色;甲基橙的变色范围为:pH<3.1为红色,3.1<pH<4.4为橙色,pH>4.4为黄色,故答案为:红色;酚酞遇到碱性溶液显(浅)红色,当8.2<pH<10.0显浅红色,pH>10.0显红色,故答案为:红色。
2.下列有关说法不正确的是
A.的醋酸溶液与的盐酸等体积混合,混合液的
B.,的溶液,水电离出的
C.任何温度下,都可利用和浓度的相对大小来判断溶液的酸碱性
D.,用试纸测得某氯水的为5
【答案】D
【解析】A. 的醋酸溶液与的盐酸等体积混合,混合后氢离子浓度不变,故pH还是为3,A正确;
B.的溶液,,,溶液中的氢离子是水电离出来的,水电离出来的氢离子浓度等于水电离出来的氢氧根离子的浓度,故水电离出的,B正确;
C.任何温度下,只要,溶液呈酸性;只要,溶液呈碱性;只要,溶液呈中性,C正确;
D.氯水具有漂白性,无法用pH试纸测得氯水的pH,D错误;
故选D。
3.下列说法错误的是
A.无论在纯水中,还是在稀溶液中,由水电离出的与总是相等
B.的溶液不一定呈中性,的溶液一定呈中性
C.一瓶密封保存的新制氯水经光照一段时间后,pH减小
D.测定某溶液pH应先用蒸馏水润湿pH试纸
【答案】D
【解析】A.根据可知,无论在纯水中,还是在稀溶液中,由水电离出的与总是相等,A正确;
B. 的溶液一定呈中性,常温下,升温促进水的电离,降温抑制水的电离,故的溶液不一定呈中性,常温时的溶液呈中性,B正确;
C.HClO在光照或加热的条件下可以分解,2HClO2HCl+O2↑,一瓶密封保存的新制氯水经光照一段时间后,生成盐酸,酸性增强、pH减小,C正确;
D.测定某溶液pH若用蒸馏水润湿pH试纸、会稀释溶液,则测定某溶液pH应选用干燥的pH试纸,D不正确;
答案选D。
一、pH的概念
记住三个公式:①pH=-lg [H+];②[H+] =10-pH;③Kw=[H+] ·[OH-]。
实践应用
1. 回答下列问题:
(1)常温下,有0.01 mol·L-1的三种溶液:
a.HCl b.NaOH c.NaHSO4
①三种溶液中水电离的c(H+)= 。
②三种溶液的pH分别是:a. ,b. ,c. 。
(2)25 ℃某溶液由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,请探究该溶液的pH可能是 。
【答案】(1)1×10-12mol·L-1 2 12 2
(2)2或12
【解析】(1)HCl电离出的c(H+)=1×10-2mol·L-1,溶液中c(OH-)=1×10-12mol·L-1,则水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,溶液pH=2;NaOH电离出的c(OH-)=1×10-2mol·L-1,溶液中水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,即水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,溶液pH=12;NaHSO4电离出的c(H+)=1×10-2mol·L-1,溶液中c(OH-)=1×10-12mol·L-1,则水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,溶液pH=2;
(2)
水电离出的,说明水的电离被抑制。若为酸性溶液,则溶液中,则,pH=2;若为碱性溶液,则溶液中,pH=12。故该溶液的pH可能为2或12。
2.
在常温下,下列各组溶液的一定等于的是
A.和的两种溶液等体积混合
B.的与的溶液等体积混合
C.将的溶液稀释100倍
D.的与的溶液等体积混合
【答案】B
【解析】A.pH=2的溶液中c(H+)=0.01 mol/L,pH=12的溶液中c(OH-)=0.01 mol/L,若为强酸和强碱等体积混合,溶液显中性,但若酸或碱为弱电解质,则混合后可能显酸性或碱性,无法保证c(H+)一定为1×10-7 mol/L,A不符合题意;
B.0.05 mol/L H2SO4中c(H+)=0.1 mol/L,0.10 mol/L NaOH中c(OH-)=0.1 mol/L,两者等体积混合后,H+和OH-的物质的量相等,完全中和生成强酸强碱盐,溶液显中性,c(H+)一定为1×10-7 mol/L,B符合题意;
C.稀释pH=5的CH3COOH溶液时,其电离度增大,稀释100倍后pH接近7但仍小于7,c(H+)大于1×10-7 mol/L,C不符合题意;
D.pH=1的H2SO4中c(H+)=0.1 mol/L,0.10 mol/L Ba(OH)2中c(OH-)=0.2 mol/L,等体积混合后OH-过量,溶液显碱性,c(H+)远小于1×10-7 mol/L,D不符合题意;
故选B。
3.
常温下,的溶液与的硫酸。
(1)若等体积混合后,溶液的是多少? 。
(2)若按的体积比混合后,溶液的是多少? 。
(3)若按的体积比混合后,溶液的是多少? 。
【答案】(1)溶液中,硫酸中,故等体积两者恰好完全反应,则
(2),则
(3),则
【解析】(1)常温下,pH=12的溶液中,pH=2的硫酸中,等体积混合后,酸和碱的物质的量相等,两者恰好完全反应,则溶液呈中性,pH=7;
(2)若二者以体积比9:11混合,则硫酸过量,溶液呈酸性,混合溶液中,则溶液的pH=3;
(3)若二者以体积比11:9混合,则氢氧化钠过量,溶液呈碱性,混合溶液中,则。
2、 pH试纸的使用
pH试纸是用多种酸碱指示剂的混合溶液将试纸浸透、晾干制成的,既要考虑试纸的正确使用方法,还要考虑待测液的性质。如:新制氯水、浓硝酸、过氧化氢等溶液会把试纸漂白,浓硫酸会把试纸炭化,有色物质会把试纸染色。
实践应用
1.下列各组离子在相应的条件下可能大量共存的是
A.能使pH试纸变红的溶液中:、、、
B.由水电离产生的的溶液中:、、、
C.在的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】A.能使pH试纸变红的溶液显酸性,H+、之间发生反应,不能大量共存 ,A错误;
B.由水电离产生的c水(OH-)=1×10-10 mol/L的溶液可能呈酸性,可能呈碱性,在酸性溶液中,能大量存在,在碱性溶液中,Mg2+不能大量存在,故可能大量共存,B正确;
C.=1×1012的溶液呈碱性,、Fe2+都不能大量存在,C错误;
D.的溶液显酸性,H+、不能大量共存,D错误;
故选B。
2.下列说法中正确的是
A.在 100℃时; pH约为6的纯水呈中性
B.常温下, 将1mL pH=5 的盐酸稀释到1000mL, 所得溶液的pH为8
C.用广泛pH 试纸测得某浓度的盐酸的pH=2.3
D.室温时, 将 盐酸与 溶液混合,所得溶液pH=3
【答案】A
【解析】A.纯水电离出c(H+)=c(OH-),溶液显中性,且100℃时水的离子积Kw=10-12,水电离出的c(H+)为1×10-6mol/L,pH=6,即100℃时pH约为6的纯水呈中性,A正确;
B.酸性溶液无论怎么稀释,最终仍然呈酸性,不可能呈碱性,即1×10-5mol/L盐酸稀释至1000倍所得溶液的pH约为7,B错误;
C.广泛pH试纸只估读到整数,C错误;
D. 将 盐酸与 溶液混合,酸过量,忽略体积的变化,有c(H+)=,所得溶液pH=4,D错误;
答案选A。
3.下列有关试纸和计的说法中错误的是
A.pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,再经高温烘干制成的
B.最常用的广泛pH试纸的pH范围是1~14,可以识别的pH误差约为1
C.精密pH试纸的pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差
D.pH计又叫酸度计,可以用来精密测量溶液的pH
【答案】A
【解析】A.pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合液浸透,再经晾干后制成的,A错误;
B.最常用的广泛pH试纸的pH范围是1~14,读数时应该读到整数位置,可以识别的pH误差约为1,B正确;
C.精密pH试纸在读数时要精确到小数点后1位,可以判别0.2或0.3的pH差,C正确;
D.pH计,是用电测法测定溶液pH值的一种仪器,可以用来精密测量溶液的pH,其量程为0~14,D正确;
故选A。
3、 单一溶液的pH计算
1.强酸:先算出[H+],再根据pH=-lg[H+]求得pH。
2.强碱:先算出[OH-],再根据[H+] ·[OH-]=1×10-14求出[H+],最后得出pH。
3.酸、碱溶液加水冲稀,pH趋向7。
实践应用
1.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温下,的稀硫酸中,所含的数为
B.常温下,溶液中,所含的数为
C.等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,所含的氧原子总数均为
D.常温下,pH=14的NaOH溶液稀释5倍,所含的数为
【答案】A
【解析】A.常温下,的稀硫酸中,所含的数为0.5L×10-1mol/L×NAmol-1=,A正确;
B.Fe3+会水解,故常温下,溶液中,所含的数小于1L×0.1mol/L×NAmol-1=,B错误;
C.等物质的量的二氧化碳和二氧化硫气体中,由于未给出CO2和SO2的具体的物质的量,无法计算所含的氧原子总数,C错误;
D.由于未给出pH=14的NaOH溶液的体积,因此无法计算溶液稀释5倍后所含的数,D错误;
故答案为:A。
2.某温度下,水溶液中与的关系如图所示。。下列说法不正确的是
A.b点温度高于25℃
B.仅升高温度,可从b点变为a点
C.向a点通入氨气,由水电离出的减小
D.b点所处温度下,0.1 KOH溶液的pH=13
【答案】D
【解析】A.由图可知,b点对应的pOH=pH=6.5,则有c(H+)=c(OH-)=10-6.5mol/L,Kw=c(H+)c(OH-)=10-13>Kw(25℃),故b点温度高于25℃,A正确;
B.升高温度,水的电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)均增大,则pH、pOH均减小,且二者相等,故升高温度,可从b点变为a点,B正确;
C.在水中通入氨气,c(OH-)增大,抑制水的电离,则水电离的c(H+)减小,C正确;
D.b点对应的Kw=10-13,0.1mol/LKOH溶液中c(H+)=10-12mol/L,则pH=12,D错误;
故答案为:D。
3.已知25℃时,水的离子积常数Kw=1×10-14。常温下,下列说法正确的是
A.0.01 mol·L-1 H2SO4溶液的pH=2,抑制了水的电离
B.向CH3COONa溶液中加入水,溶液中不变
C.0.005 mol·L-1 H2SO4溶液与0.01 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,pH=7
D.将100 mL pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍,pH=8
【答案】C
【解析】A.0.01 mol/L H2SO4溶液中,硫酸作为二元强酸,理论上H⁺浓度为0.02 mol/L,不是题目中所述的pH=2。尽管硫酸抑制水的电离是正确的,但pH计算错误,A错误;
B.稀释CH3COONa溶液时,水解平衡常数 保持不变,但题目中比例式涉及物质的量(n),而非浓度。稀释后体积V增大,导致比例式 随V增大而增大,B错误;
C.0.005 mol/L H2SO4与0.01 mol/L NaOH等体积混合后,H⁺物质的量为 ,OH⁻物质的量为 。两者恰好中和,生成强酸强碱盐Na2SO4,溶液呈中性(pH=7),C正确;
D.pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍时,由于H2SO4是强酸,稀释后H⁺浓度趋近于中性(pH≈7),但不会超过7。题目中pH=8的结论违背酸性溶液稀释规律,D错误;
故选C。
4、 混合溶液pH的计算
1.两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
2.两种强碱混合:先求出c(OH-)混,c(OH-)混=,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。
3.强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=
实践应用
1. 室温下,向20.00 mL 0.1000 mol·L-1盐酸中滴加0.1000 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.若滴加同浓度的氨水,可选择酚酞指示反应终点
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】B
【解析】A.NaOH与盐酸恰好完全反应时溶液中的溶质为NaCl,呈中性,室温下pH=7,A正确;
B.盐酸与氨水反应生成NH4Cl(强酸弱碱盐),溶液呈酸性(水解 ),酚酞的变色范围是(碱性 ),甲基红的变色范围是4.4~6.2(弱酸性),甲基橙的变色范围是3.1~4.4(酸性),因反应终点溶液呈酸性,应选甲基红或甲基橙作指示剂,而非酚酞(酚酞变色时溶液已呈碱性,误差大),B错误;
C.甲基红的变色范围4.4~6.2更接近中性(pH = 7),甲基橙的变色范围3.1~4.4离中性更远,变色范围越接近反应终点pH,误差越小,故选择甲基红指示终点误差比甲基橙小,C正确;
D.V(NaOH)=30.00 mL时,NaOH过量:,, 过量 ,
溶液总体积V = 20.00mL+30.00mL=50.00mL=0.05000L,则,pOH=-lg c({OH-)=-lg 0.02=1.7,室温下, pH+pOH=14,故pH=14-1.7=12.3,D正确;
故选B。
2.常温下,将盐酸与氢氧化钡溶液等体积混合,忽略体积变化,计算该混合溶液的等于
A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4
【答案】C
【解析】设盐酸和氢氧化钡溶液的体积为VL,由题意可知,0.1mol/L盐酸与0.06mol/L氢氧化钡溶液等体积混合后,溶液中氢氧根离子浓度为=0.01mol/L,则溶液pH为12.0,故选C。
3.室温时,下列混合溶液的一定小于7的是
A.的盐酸和的氨水等体积混合
B.的盐酸和的氢氧化钡溶液等体积混合
C.的醋酸溶液和的氢氧化钡溶液等体积混合
D.的硫酸溶液和的氨水等体积混合
【答案】C
【解析】A.的盐酸中,的氨水中,是弱电解质,两溶液等体积混合后,氨水剩余,所得溶液呈碱性,,A错误;
B.的盐酸和的氢氧化钡溶液等体积混合,恰好完全反应,所得溶液呈中性,,B错误;
C.的醋酸溶液和的氢氧化钡溶液等体积混合,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,,C正确;
D.的硫酸溶液和的氨水等体积混合,氨水剩余,所得溶液呈碱性,,D错误;
故选C。
4.25℃时,pH=13的NaOH溶液与0.05mol/L的溶液按一定比例混合,所得溶液pH=12,(忽略溶液混合导致的体积变化)则NaOH溶液与溶液的体积比为
A.9:11 B.2:9 C.11:9 D.9:2
【答案】C
【解析】25℃时,pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L,0.05mol/L的溶液中c(H+)=0.1mol/L;设NaOH溶液的体积为aL、溶液的体积为bL,混合后所得溶液pH=12,说明NaOH溶液过量,混合后c(OH-)=0.01mol/L,则 ,故选C。
考点一 pH测定
【例1】下列说法错误的是
A.在酸碱中和滴定过程中,眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化
B.的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的或较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.的氨水溶液中水电离出的浓度:前者比后者的10倍还要大
【答案】D
【解析】A.酸碱中和滴定过程中,左手控制活塞或橡胶管内的玻璃珠,右手轻轻摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化,A正确;
B.在常温下,pH<7的溶液呈酸性,B正确;
C.当c(H+)或c(OH−)小于1mol·L−1时,使用pH表示其酸碱性更为方便,C正确;
D.NH3·H2O在溶液中存在电离平衡:,NH3·H2O电离产生OH−对水的电离起抑制作用,使水电离程度减小,加水稀释,NH3·H2O电离平衡正向移动,NH3·H2O电离程度增大,因此0.1mol/L的氨水电离程度比0.01mol/L的氨水电离程度小,NH3·H2O电离产生的OH−前者比后者的10倍小,所以两种溶液中水电离出的OH−浓度:后者比前者的10倍还要大,D错误;
答案选D。
解题要点
1. 注意溶液中的溶质是否具有漂白性,若有漂白性则不能使用pH试纸进行测定,应当用pH计测定其pH值。
2. 注意pH试纸的精确度正确读出读数。
【变式1-1】下列有关实验室操作正确的是
A.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaOH溶液冲洗
B.用广泛pH试纸测得某浓度NaClO溶液的
C.不小心打破温度计,导致水银洒落在桌面上,立即洒上硫黄粉并打开门窗通风
D.钾、钠等碱金属着火时,立即用水或泡沫灭火器来灭火
【答案】C
【解析】A.如果不慎将酸沾到皮肤上,应立即用大量水冲洗,然后用3%~5%的NaHCO3溶液冲洗,除去残留的酸,而不能使用腐蚀性的NaOH溶液,A错误;
B.NaClO溶液具有漂白性,不能用广泛pH试纸测NaClO溶液的pH,要用pH计,B错误;
C.不小心打破温度计,导致水银洒落在桌面上,立即洒上硫黄粉消除水银,并打开门窗通风换气,C正确;
D.钾、钠都能与水反应生成氢气,所以钾、钠等碱金属着火时,不能用水或泡沫灭火器来灭火,否则会发生事故,D错误;
故选C。
【变式1-2】常温下,下列有关溶液pH的说法正确的是
A.用广泛pH试纸测得某无色溶液的pH为2.3
B.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
C.将1L 0.1溶液加水稀释为2L,pH=13
D.pH=13的溶液和pH=1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH>7(忽略溶液体积变化)
【答案】C
【解析】A.广泛pH试纸只能测得整数pH值,故A错误;
B.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,溶液仍显碱性,接近中性,不可能为酸性,故B错误;
C.将1L 0.1mol⋅L−1Ba(OH)2溶液加水稀释为2L,c(OH-)=0.1 mol⋅L−1,c(H+)=10-13 mol⋅L−1,pH=13,C正确;
D.pH=13的Ba(OH)2溶液和pH=1的盐酸中的c(OH-)=c(H+)=0.1 mol⋅L−1,二者等体积混合恰好完全中和,溶液为氯化钡溶液,强酸强碱盐,溶液显中性,pH为7,故D错误;
故答案选C。
考点二 pH-pOH图形
【例2】图为不同温度下水的电离平衡曲线,,下列说法正确的是
A.点到点:加入少量氨水可实现
B.点到点:加入少量冰醋酸可实现
C.KW的关系是:
D.T1时:pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性
【答案】B
【分析】水的电离是一个吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,pH减小,pOH减小,则T1>T2。
【解析】A.点到点,溶液的温度降低,且溶液仍呈中性,而加入少量氨水,溶液呈碱性,A错误;
B.点时加入少量冰醋酸,溶液的酸性增强,pH减小,pOH增大,则可实现从点到D点的转化,B正确;
C.由分析可知,T1>T2,温度越高,KW越大,温度相同时,KW相同,则KW的关系是:,C错误;
D.T1时,KW>10-14,则pH=2的硫酸与pH=12(pOH<2)的NaOH溶液等体积混合后,NaOH过量,溶液呈碱性,D错误;
故选B。
解题要点
pH=-lgC(H+)
pOH=-lgC(OH-)
【变式2-1】图为不同温度下水的电离平衡曲线,,下列说法错误的是
A.A点到B点:加入少量氨水可实现
B.A点到D点:加入少量冰醋酸可实现
C.的关系是:
D.时:的硫酸与的NaOH溶液等体积混合,溶液呈碱性
【答案】A
【分析】由图可知,同一温度下,pOH增大,pH减小,再结合水的电离平衡及离子积常数可以解答。
【解析】A.加入少量氨水,c(OH-)增大,同时抑制水的电离,c(H+)减小,即pOH减小,pH增大,无法实现A点到B点的pOH、pH均增大,A错误;
B.加入少量冰醋酸,c(H+)增大,同时抑制水的电离,c(OH-)减小,即pOH增大,pH减小,可以实现A点到D点,B正确;
C.Kw只跟温度有关,同一温度下Kw相等,即Kw(A)=Kw(D),B、D两点c(OH-)相同且D点的c(H+)大于B点的c(H+),即Kw(D)>Kw(B),所以Kw的关系是:B<A=D,C正确;
D.Kw(D)>Kw(B)=10-14,即T1时Kw>10-14,pH=2的硫酸中c(H+)=0.01mol/L,pH=12的NaOH溶液c(OH-)>0.01mol/L,所以等体积混合后,溶液呈碱性,D正确;
故选A。
【变式2-2】某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液pOH []与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.点pH>pOH,则点所示溶液呈酸性 B.该温度下水的离子积常数Kw =10-2a mol2·L-2
C.只有点溶液中水电离的c(H+)水= c(OH-)水 D.pH+pOH=14一定成立
【答案】B
【解析】A.点pH>pOH,则c(H+)<c(OH-),则点所示溶液呈碱性,故A错误;
B.Q点溶液pOH=pH=a,c(H+)=c(OH-)=10-a mol·L-1,则该温度下水的离子积常数Kw =10-2a mol2·L-2,故B正确;
C.任何电解质溶液中都存在水电离的c(H+)水= c(OH-)水,故C错误;
D.只有Kw =10-14 mol2·L-2时,pH+pOH=14成立,故D错误;
选B。
考点三 稀释图形
【例3】常温下,将一定浓度的溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线I是氢氧化钠溶液,曲线Ⅱ是氨水
C.a、b、c三点溶液的由大到小的顺序为
D.氨水稀释过程中,不断增大
【答案】D
【解析】A.稀释之前,两种溶液导电能力相等,说明离子浓度相等,由于一水合氨为弱电解质,不能完全电离,则氨水浓度大于浓度,故A错误;
B.加水稀释促进一水合氨的电离,所以氨水中离子浓度大于,则稀释后导电能力强的为氨水,所以曲线Ⅱ表示的是溶液的导电性与溶液体积的变化关系,故B错误;
C.导电能力越强,说明离子浓度越大,碱性越强,越大,则a、b、c三点溶液的大小顺序为,故C错误;
D.氨水稀释过程中,不变,而减小,所以不断增大,故D正确;
答案选D。
解题要点
加入相同体积的水,强酸(强碱)的pH变化更快。弱酸弱碱的pH变化更慢。
【变式3-1】某温度下,将pH和体积均相同的两种弱酸(HA和HB)溶液分别加水稀释,pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.
B.稀释前溶液的浓度:
C.从b点到d点,逐渐减小
D.溶液中水的电离程度:d点点
【答案】A
【分析】相同体积、相同pH的两种酸稀释相同倍数后,相对较强的酸pH变化较大,则HA酸性强于HB。起始时pH相同,则HB的浓度比HA大。
【解析】A.由分析可知,HA的酸性强于HB,则Ka(HA)>Ka(HB),A正确;
B.HA酸性强于HB,起始时pH相同,则HB的浓度比HA大,B错误;
C.从b点到d点,溶液的温度不变,故KW不变,C错误;
D.溶液中d点的pH小于e点,表明d点时溶液中HB电离产生的c(H+)大,则对水电离的抑制作用大,所以水的电离程度:d点<e点,D错误;
故选A。
【变式3-2】常温下将HA和HB两种一元酸的溶液分别加水稀释,稀释时溶液pH的变化如图所示。以下叙述中不正确的是
A.HB是一种弱酸
B.稀释前,c(HA)<10c(HB)
C.M点的两溶液酸性相同
D.M点两溶液中水的电离程度:HA>HB
【答案】D
【分析】由图可知,常温下将和两种一元酸的溶液分别加水稀释十倍时,HA、HB的pH变化分别为1、小于1,说明HA为强酸、HB为弱酸,据此解答。
【解析】A.由分析可知,HB为弱酸,故A正确;
B.HA为强酸、HB为弱酸,稀释前HA和HB溶液中氢离子浓度分别为0.01mol/L、0.001mol/L,则HA、HB的浓度分别为0.01mol/L、大于0.001mol/L,故稀释前,c(HA)<10c(HB),故B正确;
C.在M点的两种溶液中pH相同,氢离子浓度相同,酸性相同,故C正确;
D.M点两溶液中pH相同,氢离子浓度相同,对水的抑制程度相同,则水的电离程度:HA=HB,故D错误;
答案选D。
考点四 C(H+)-C(OH-)图形
【例4】水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是
A.图中五点KW间的关系:B>C>A=D=E
B.若从D点到达A点,可采用温度不变加水稀释10倍
C.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液呈中性
【答案】B
【解析】A.A点、D点、E点都处于25℃时,Kw相等,B点c(H+)和c(OH-)都大于C点的c(H+)和c(OH-),并且C点的c(H+)和c(OH-)大于A点c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E,A正确;
B.D点为酸性,A点为中性,温度不变加水稀释不能实现,B错误;
C.A、D点为恒温条件,且D点的c(H+)大,由比较可知溶液中加入了酸,C正确;
D.B点时,该温度下pH=2的硫酸溶液中,该温度下pH=10的KOH溶液中,,二者等体积混合,恰好完全反应,溶液呈中性,D正确;
答案选B。
解题要点
同一条曲线上温度相等,即等温线。
连接C(H+)=C(OH-)即为中性线
【变式4-1】在不同温度下的水溶液中,离子浓度曲线如图所示。下列说法一定正确的是
A.
B.a点和c点均为纯水
C.在c点溶液中通入适量气体,可实现c点向d点移动
D.T℃时,将的稀硫酸与的溶液等体积混合,所得溶液为碱性
【答案】D
【解析】A.水的电离是吸热过程,T℃时,水的离子积常数为,故T>25,A错误;
B.a点和c点中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液显中性,但不一定是纯水,可能为中性的盐溶液,如氯化钠溶液,B错误;
C.在c点溶液中通入适量气体, c()增大,c()减小,不可能实现c点向d点移动,C错误;
D.T℃时,,的稀硫酸,,的溶液,,等体积混合,碱过量,所得溶液显碱性,D正确;
故选D。
【变式4-2】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是(已知:)
A.时,保持温度不变,在水中加入适量固体,体系可以从A点变化到C点
B.时,向的稀硫酸中逐滴加入等体积的稀氨水,溶液呈中性
C.图中A、B、D三点处,的大小关系:
D.D点所对应的溶液中,可同时大量存在
【答案】C
【解析】A.温度不变,Kw不变,25℃时体系应在AD曲线上移动不会从A点变化到C点,A错误;
B.硫酸为强酸,NH3·H2O为一元弱碱,25℃时pH=11的稀氨水浓度大于pH=3稀硫酸溶液中氢离子浓度,等体积反应时稀氨水过量,溶液呈碱性,B错误;
C.水的电离为吸热过程,随着温度升高Kw增大,温度不变Kw不变,因此图中A、B、D三点处,的大小关系:,C正确;
D.由图可知D点溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,酸性条件下不能大量存在,D错误;
故选C。
基础达标
1.下列各组离子在指定的溶液中,能大量共存的是
A.0.01mol/L HClO的溶液中:、、、
B.的溶液中:、、、
C.0.1mol/L NaCl的溶液中:、、、
D.水电离的溶液中、、、
【答案】B
【解析】A.HClO具有强氧化性,I⁻具有还原性,在酸性条件下会发生氧化还原反应生成I2,不能大量共存,A不符合题意;
B.pH=8的溶液呈弱碱性,与氢氧根不容易反应,能够大量稳定存在,其余离子彼此不反应,能大量共存,B符合题意;
C.0.1mol/LNaCl溶液中Cl⁻浓度较高,会与生成AgCl沉淀,不能大量共存,C不符合题意;
D.水电离的溶液,说明水的电离受到了抑制,水溶液可能是酸溶液或碱溶液。酸性条件下发生氧化还原反应;碱性条件下生成沉淀,均不能大量共存,D不符合题意;
故选B。
2.常温下,将50mL0.1的硫酸与50mLc的KOH溶液混合(忽略溶液体积的变化),混合后溶液pH=13.则c的数值为
A.1.0 B.0.8 C.0.6 D.0.4
【答案】D
【解析】混合后溶液pH=13,混合后溶液呈碱性,可得混合后,求得c=0.4,故选D。
3.下图为HCl在水中电离示意图,下列分析正确的是
A.的电子式为: B.HCl的水溶液中,
C.HCl的水溶液中,水的电离被抑制 D.产生的过程主要为:
【答案】C
【解析】
A.离子的电子式要写出电荷和电性且用[]括起来,则电子式为:,A错误;
B.该溶液中存在电荷守恒c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(H+)>c(Cl-),B错误;
C.HCl电离出H+,导致H2O中c(H+)增大而抑制H2O电离,C正确;
D.H2O结合溶液中H+生成H3O+,则产生H3O+的过程主要为:H2O+H+H3O+,D错误;
故答案为:C。
4.常温下,0.1 mol·L-1硫酸和0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,混合溶液的pH等于
A.13 B.11 C.7 D.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。
5.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法正确的是
A.a点对应的溶液中大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中大量存在:、、、
D.d点对应的溶液中大量存在:、、、
【答案】D
【解析】A.a点对应的溶液显中性,而铁离子水解使溶液显酸性,且铁离子和碘离子会发生氧化还原反应,不能大量存在,A错误;
B.b点对应的溶液显酸性,酸性溶液中氢离子和反应生成硫单质和二氧化硫气体,不能大量存在,B错误;
C.c点对应的溶液显中性,钡离子和硫酸根离子生成硫酸钡沉淀,不能大量存在,C错误;
D.d点对应的溶液显碱性,、、、相互不反应,能大量共存,D正确;
故选D。
6.下列表述正确的是
A.向0.1、的溶液中加入溶液的离子方程式:
B.常温下水电离的溶液中:、、、一定能大量共存
C.稀溶液与稀中和的热化学方程式:
D.稀溶液与足量稀溶液反应的离子方程式:
【答案】D
【解析】A.0.1的溶液,说明完全电离,离子方程式为:,A错误;
B.常温下水电离的溶液中,可能为酸性溶液,也可能为碱性溶液,酸性溶液中与不能大量共存,、与不能大量共存;碱性溶液中,与不能大量共存,B错误;
C.稀溶液与稀中和的热化学方程式为: ,C错误;
D.稀溶液与足量稀溶液反应,定不足量系数为1,反应生成、和,反应的离子方程式:,D正确;
故选D。
7.常温下,V1 L pH=1硫酸溶液和V2 L pH=13 KOH溶液混合后溶液的pH=2。忽略体积的变化,V1:V2为
A.9:11 B.11:9 C.1:9 D.9:1
【答案】B
【解析】混合溶液的pH=2,溶液呈酸性,则酸过量,pH=1的硫酸溶液中c(H+)=0.1mol/L,pH=13 的KOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L,混合溶液中c(H+)=0.01mol/L=,解得V1:V2=11:9;
答案选B。
8.回答下列问题:
(1)常温下,pH均为2的稀盐酸与稀硫酸等体积混合后,pH= 。
(2)常温下pH均为3的稀盐酸与醋酸等体积混合后,pH= 。
(3)常温下,将pH=8和pH=10的两种强碱溶液等体积混合,溶液的pH是 (已知lg 2≈0.3)。
【答案】(1)2
(2)3
(3)9.7
【解析】(1)稀盐酸和稀硫酸均为强酸,且pH均为2,即氢离子浓度,等体积混合后,氢离子物质的量总和与总体积比例不变,因此,pH保持2。
(2)常温下pH均为3的稀盐酸与醋酸等体积混合后,氢离子浓度保持不变,pH=3。
(3)pH=8的强碱溶液,即,pH=10的强碱溶液,即,两者等体积混合后,则,。
9.不同温度T下,电解质的稀溶液中和 的关系如图所示。回答下列问题:
(1)T2 (填“>”或“<”)T1
(2)A、B、D点,水的离子积K的大小关系是 。
(3)T1时某盐酸溶液中 (图中 D点),该溶液中由水电离出的 = 。
(4)T1时某 溶液中c()=5.0×(图中 A 点),加水稀释10 倍, 。
(5)T2时,若向水中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置? (填“能”或“不能”)。原因是 。
(6)T2时,将pH=2的稀硝酸与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
【答案】(1)>
(2)B>A=D
(3)
(4)
(5)不能 B点位置的氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,显中性
(6)中性
【解析】(1)由图像可知,T1到T2时,和 均增大,温度升高,电离程度增大,所以T2>T1;
(2)水的离子积Kw受温度的影响,温度升高,电离程度越大,T2>T1,所以大小关系是B>A=D;
(3)T1时某盐酸溶液中(图中D点),由图像可知水的离子积K=1.0×10-14,该溶液中由水电离出的氢离子浓度等于溶液中的氢氧根离子浓度=;
(4)T1时某溶液中c()=5.0×(图中 A 点),则,,加水稀释10倍,,,;
(5)T2时,若向水中滴加盐酸,不能使体系处于B点位置,因为B点位置的氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,显中性;
(6)T2时,水的离子积Kw=1×10-12,pH=2的稀硝酸,,pH=10的NaOH溶液,,等体积混合后,溶液呈中性。
10. 水是一种极弱的电解质,已知水的离子积随温度变化如下图。
温度/℃
25
水的离子积
(1).℃时,水的离子积,则 (填“>”“=”或“<”)25℃。
(2).25℃时,的硫酸溶液,其pH= ,其中由水电离产生的 。
(3).在℃温度下,某溶液的pH=7,则该溶液___________。
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.
【答案】(1).> (2). 4 (3).BD
【解析】(1).水的电离吸热,温度升高,水的离子积增大,25℃时,水的离子积,℃时,水的离子积,则>25℃;
(2).25℃时,的硫酸溶液,溶液中,其pH=4,水的电离受到抑制,由水电离产生的;
(3).℃温度下,水的离子积=,pH=6时溶液为中性,某溶液的pH=7,溶液呈碱性,溶液中,,;
故选BD。
综合应用
11.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
①无色溶液中:、、、
②的溶液中:、、、
③加入能放出的溶液中:、、、
④常温下=1×10-3mol·L-1的溶液中:、、、
⑤滴加NaOH溶液能产生红褐色沉淀的溶液中:、、、
⑥酸性溶液中:、、、
A.②④ B.③⑥ C.③⑤ D.①②
【答案】A
【解析】①是紫红色,不符题意;
②的溶液显碱性:、、、,均不与氢氧根反应,且相互之间不反应,故可以大量共存;
③加入能放出的溶液显强碱性或强酸性:与氢离子和氢氧根均不共存,与氢氧根不共存,故不能大量共存;
④常温下=1×10-3mol·L-1的溶液中的c(OH-)=10-3mol/L:、、、,四种离子均可以大量共存;
⑤滴加NaOH溶液能产生红褐色沉淀的溶液中含:和反应,和双水解,故不能大量共存;
⑥酸性溶液中含有:、会发生氧化还原反应,故不能大量共存;
综上所述能够大量共存的有②④;
故选A;
12.25℃,下列指定条件下离子能够大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.等浓度醋酸溶液和醋酸钠溶液等体积混合时:、、、
D.由水电离出的氢离子为的溶液:、、、
【答案】B
【解析】A.水解,溶液呈酸性,不符合溶液的,A错误;
B.的溶液呈酸性,、、、互不反应,可以大量共存,B正确;
C.等浓度醋酸溶液和醋酸钠溶液等体积混合,溶液呈酸性,、不能大量共存,且酸性条件下和发生氧化还原反应不能大量共存,C错误;
D.由水电离出的氢离子为的溶液可能为酸性也可能为碱性,酸性条件下,与不能大量共存,碱性条件下不能大量共存,D错误;
故选B。
13.不同温度下水的离子积常数如下表所示,关于盐酸,下列说法正确的是
0
10
20
25
40
50
90
100
0.115
0.296
0.687
1.01
2.87
5.31
37.1
54.5
A.温度降低,溶液的不变 B.温度升高,水的电离程度减小
C.时溶液pH为1 D.时,
【答案】C
【分析】盐酸是强酸,在溶液中完全电离出氢离子和氯离子,则0.1mol/L盐酸中氢离子浓度为0.1mol/L,溶液pH为1。
【解析】A.水的电离是吸热过程,降低温度,水的离子积常数减小,则降低温度时,0.1mol/L盐酸中氢离子浓度不变,氢氧根离子浓度减小,故A错误;
B.水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,水的电离程度增大,故B错误;
C.盐酸是强酸,在溶液中完全电离出氢离子和氯离子,时0.1mol/L盐酸中氢离子浓度为0.1mol/L,溶液pH为1,故C正确;
D.水电离出的氢离子浓度总是等于水电离出的氢氧根离子浓度,盐酸是强酸,在溶液中完全电离出氢离子和氯离子,时0.1mol/L盐酸中氢离子浓度为0.1mol/L,由表格数据可知,时水的离子积常数为54.5×10—14,则水电离出,故D错误;
故选C。
14.根据要求解答下列问题(常温条件下):
(1)pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO42—)与c(H+)的比值为 。
(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为 。
(3)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 。
(4)将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的稀盐酸Vb L混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则= 。
【答案】 0.05 mol·L-1 1∶4 10
【分析】(1)加水稀释到500倍,稀释前后溶液中SO42—离子的物质的量不变,溶液中c(H+)稀释后接近水电离出的c(H+),约为10-7 mol·L-1;
(2)由题意可知,所得溶液的pH等于12,说明氢氧化钠溶液过量,由反应后溶液中OH—浓度建立关系式求解;
(3)当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,Ba(OH)2的物质的量等于NaHSO4的物质的量;
(4)若所得溶液呈中性,氢氧化钠的物质的量等于氯化氢的物质的量。
【解析】(1)稀释前c(SO42—)=mol·L-1,稀释后c(SO42—)=mol·L-1=10-8 mol·L-1,c(H+)稀释后接近水电离出的c(H+),约为10-7 mol·L-1,所以≈=,故答案为;
(2)由题意可知,所得溶液的pH等于12,说明氢氧化钠溶液过量,设原溶液的浓度为c,则由反应后溶液中OH—浓度建立关系式:c(OH—)==0.01 mol·L-1,解得c=0.05 mol·L-1,故答案为0.05 mol·L-1;
(3)设氢氧化钡溶液体积为V1 L,硫酸氢钠溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n(SO42—),由方程式Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=0.5×10-2V1 mol,则溶液中c(OH—)==1×10-3 mol·L-1,解得V1∶V2=1∶4,故答案为1:4;
(4)pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 mol·L-1,pH=b的稀盐酸中c(H+)=10-b mol·L-1,根据中和反应可知若所得溶液呈中性,氢氧化钠的物质的量等于氯化氢的物质的量,则c(OH-)·Va=c(H+)·Vb,===1014-(a+b),因a+b=13,则=10,故答案为10。
【点睛】溶液无限稀释时,稀释前后溶液中SO42—离子的物质的量不变,溶液中c(H+)稀释后接近水电离出的c(H+),约为10-7 mol·L-1是解答关键,也是易错点。
15.25℃时,将体积为Va、pH=a的某一元强碱与体积为Vb、pH=b的某二元强酸混合。
(1)若a=13,b=2,Va :Vb=1:9,则所得混合液的pH= 。
(2)若所得溶液的pH=7,且已知Va>Vb,b=0.5a,b值是否可以等于4(填“是”或“否”) 。
(3)为了更好表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG的定义为AG=lg。25℃时,若溶液呈中性,则AG= ,溶液的pH与AG的换算公式为AG= (要化简)。
【答案】(1)11
(2)是
(3)0 -2pH+14
【解析】(1)pH=13的强碱溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,Va :Vb=1:9混合,nOH-)=0.1mol/L×Va,c(H+)=0.01mol/L×Vb,可知c(OH-)>(H+),溶液显碱性,,c(H+)= ,混合液的pH=11;
(2)25℃时,将体积Va,pH=a的某一元强碱与体积为Vb,pH=b的某二元强酸混合,若所得溶液的pH=7,溶液恰好中和,则酸溶液中氢离子的物质的量等于碱溶液中氢氧根离子的物质的量,得,由于b=0.5a,若b=4,则a=8,,满足Va> Vb,所以可以;
(3)根据定义AG=lg,中性溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同,所以AG=lg=lg1=0;c(OH-)=,所以AG=lg=2×lgc(H+)-lgKw=-2pH+14;
16.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示。
(1)图中五点Kw间的关系是 (以A、B、C、D、E表示);
(2)C点溶液呈 性(填“酸”、“中”、“碱”)。
(3)将D点变为E点,采取的措施是 。
(4)25℃时,的盐酸和的NaOH溶液混合后溶液的,则 。
(5)相同体积①溶液②盐酸分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是 (填字母)。
【答案】(1)B>C>A=D=E
(2)中
(3)向溶液中滴加碱溶液
(4)9:2
(5)a
【解析】(1)水的电离为吸热过程,温度越高,促进水的电离,Kw增大,由图可知温度B>C>A=D=E,则Kw,B>C>A=D=E;
(2)C与A、B在同一直线上,由A、B数据可知,该线上氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液呈中性;
(3)D点变为E点,c(H+)减小,c(OH-)增大,而温度不变,因此可采取的措施是向溶液中滴加碱溶液实现;
(4)的盐酸和的NaOH溶液混合后溶液的,混合后溶液呈碱性,溶液中c(OH-)=,解得:9:2;
(5)相同体积①溶液②盐酸,因HCl为强酸,完全电离,醋酸为弱酸不能完全电离,则盐酸中氢离子浓度大于醋酸,其与锌反应速率大于醋酸与锌的反应速率;两种酸浓度和体积均相等,则所含溶质的物质的量相等,最终生成的氢气体积相等,则符合的图像为a,故选:a。
拓展培优
17.水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合常数。下列说法正确的是
A.纯水中时大于时,则水的电离放热
B.曲线上任意点的溶液均呈中性,且一定是纯水
C.温度T:;水的离子积常数:D点>C点
D.B点时,将pH=2的稀硫酸与pH=11的NaoH溶液等体积混合后,溶液显碱性
【答案】D
【分析】水的电离是吸热,温度升高,水的离子积常数增大,由图可知。
【解析】A.从图中可知,纯水中:,但水的电离是吸热,故A错误;
B.曲线上的点只有时,才呈中性,即使呈中性,也不一定是纯水,因为强酸强碱溶液等也呈中性,故B错误;
C.升高温度促进水电离,则水中、及离子积常数增大,根据图知,曲线上离子积常数大于,所以。而水的离子积常数只与温度有关,温度越高,离子积常数越大,同一曲线是相同温度,根据题图知,温度高低点顺序是B>C>A=D,所以水的离子积常数应C点>D点,故C错误;
D .B点时,,pH=2的硫酸中,pH=11的NaOH溶液中,等体积混合时碱有剩余,溶液呈碱性,故D正确。
故选D。
18.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.加水后值会变大的溶液中:、、、
B.能使pH试纸变深蓝色的溶液:、、、
C.由水电离出的的溶液中:、、、
D.的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】A.加水后值会变大的溶液,则溶液为碱性溶液,稀释后氢氧根离子浓度减小,氢离子浓度增大,则的值增大,碱性溶液中氢氧根离子和氢离子生成水,不能够大量共存,A不符合题意;
B.能使pH试纸变深蓝色的溶液,显碱性,氢氧根离子和铵根离子反应生成一水合氨,不能大量共存,故B不符合题意;
C.由水电离出的的溶液可能显酸性也可能显碱性,酸性条件下,氢离子会和反应,不能大量共存,故C不符合题意;
D.则说明溶液呈碱性,各离子之间互不反应,能大量共存,故D符合题意;
故选D。
19.常温下,有下列四种溶液:
①
②
③
④
溶液
溶液
溶液
溶液
下列说法正确的是
A.由水电离出的:①>③
B.③稀释到原来的100倍后,与④相同
C.①与③混合,若溶液,则
D.②与④混合,若溶液显酸性,则所得溶液中离子浓度可能为:
【答案】D
【解析】A.NaOH是强碱、CH3COOH是弱酸,它们都能使水的电离平衡()左移,且前者电离出的氢氧根浓度大于后者电离出的氢离子,前者使水的电离平衡左移的程度大于后者,导致水电离出的氢离子浓度更小,故A错误;
B.根据稀释定律:c1V1=c2V2,则③稀释到原来的100倍后,醋酸的浓度变为0.001mol/L,但是醋酸是弱酸,即使稀释100倍液不能完全电离,则溶液中氢离子浓度小于0.001mol/L,由于pH=-lgc(H+),则溶液pH>3,不可能与④相同,故B错误;
C.若①与③等体积混合,根据n=cV可知,NaOH和CH3COOH恰好完全中和,得到的CH3COONa是强碱弱酸盐,混合后溶液呈弱碱性,pH>7,若溶液的pH=7,则醋酸一定过量,因此V(NaOH)<V(CH3COOH),故C错误;
D.醋酸溶液存在如下平衡:,如果向醋酸溶液中滴入少量NaOH溶液,消耗氢离子导致上述平衡右移,但是酸碱发生中和反应时,醋酸远远过量,NaOH严重不足,则所得溶液中可能出现:c(CH3COO)>c(H+)>c(Na+)>c(OH),故D正确;
答案选D。
20. 已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲如图所示。
4.25℃时将pH=9的NaOH溶液与pH=4的溶液混合,若所得混合溶酸的pH=7,则消耗NaOH溶液与溶液的体积比为 。
5.曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用、表示,则 (填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”),若将二者等体积混合,则混合溶液显 性(填酸、碱、中、不确定),理由是 。
6.在曲线B所对应的温度下,溶于水得100mL 的氨水,测得pH=9,则该条件下,的电离平衡常数约为 。
【答案】4. 5. 小于 不确定 BOH的强弱不知道,无法分析反应后BOH是否有剩余 6.
【分析】在曲线A中,水的离子积为,温度为25℃;
在曲线B中,水的离子积为,温度为95℃;
4.25℃水的离子积,pH=9的NaOH溶液,pH=4的H2SO4溶液中,二者混合后显中性,说明原来酸溶液中的氢离子和碱溶液中的氢氧根离子物质的量相等,即,;
故答案为:10:1
5.曲线A中所对应的温度为25℃,pH=2的HCl溶液由水电离出来的,pH=11的某BOH溶液中由水电离出来的,所以水的电离程度;
故答案为:小于
如果BOH是强碱,则二者等体积混合,此时酸过量,所以溶液显酸性;如果BOH是弱碱,则BOH的浓度会远大于0.001mol/L,此时无法确定反应后酸剩余还是碱剩余,即无法确定溶液酸碱性;
故答案为:不确定, BOH的强弱不知道,无法分析反应后BOH是否有剩余
6.曲线B中所对应的温度为95℃,水的离子积,0.1mol/L氨水的pH为9,即溶液中,则有三段式如下;
21.完成下列问题。
(1)某温度时,水的离子积,则 (填“>”“<”或“=”)。
(2)常温下将的溶液与的溶液等体积混合,混合后溶液的 。
(3)常温下,将的盐酸加水稀释到1000倍,溶液的 。
(4)等的醋酸溶液和盐酸,物质的量浓度更大的是 。
(5)常温下,某溶液由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液的为 。
(6)某温度下,纯水中的,则此时纯水中的为 ;若温度不变,滴入稀盐酸使,则为 。
【答案】(1)>
(2)7
(3)5
(4)醋酸
(5)1或13
(6)
【解析】(1)水的电离是吸热过程,升温促进电离,KW增大。常温下,水的离子积,若某温度时,水的离子积,则大于,故答案是>。
(2)常温下将的溶液与的溶液等体积混合,两溶液恰好反应生成氯化钠和水,则混合后溶液的7,故答案是7。
(3)强酸溶液中,溶液加水稀释10n倍,溶液pH由a变为a+n,故常温下,将的盐酸加水稀释到1000倍,溶液的5,故答案是5。
(4)醋酸是一元弱酸,盐酸是一元强酸,等的醋酸溶液和盐酸,物质的量浓度更大的是醋酸,故答案是醋酸。
(5)常温下,某溶液由水电离出的氢离子浓度为,若为酸溶液,此时水电离出的氢氧根离子浓度等于水电离出的氢离子浓度,为,根据溶液中水的离子积,得到溶液中c(H+)=,此时pH=1;若溶液为碱溶液,此时水电离出的氢离子浓度为,根据溶液中水的离子积,得到溶液中c(OH-)=,此时pH=13;故答案是1或者13。
(6)纯水中,,某温度下,纯水中的,则此时纯水中的为;若温度不变,KW不变,此时Kw=。则稀盐酸中,,则为;故答案是;。
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