内容正文:
第3章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH
思维导图
用图表整理章节逻辑,帮助建立系统化认知。
课程学习目标
掌握本节核心知识,为后续学习打好基础。
新知学习
通过预习内容初步理解新知识,培养独立思考能力。
拓展培优
结合例题解析高频考点,掌握易错点,提升能力。
课堂检测
基础训练:确保核心知识掌握,建立信心。
能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
知识思维导图
第2课时 溶液的酸碱性与pH
课程学习目标
1.能够判断溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
2.了解溶液的pH的计算及溶液稀释时pH的变化规律。
3.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
【新知学习】
知识点01溶液的酸碱性与pH
1.常温下,溶液呈中性,pH 7;
溶液呈酸性,pH 7;
溶液呈碱性,pH 7;
2.溶液的酸碱性:
(1)讨论探究(常温下,利用平衡移动原理分析完成下表):
体系
c(H+)变化
c(OH-)变化
c(H+)与c(OH-)的关系
纯水
c(H+) c(OH-)
纯水中加入少量盐酸
c(H+) c(OH-)
纯水中加入少量氢氧化钠溶液
c(H+) c(OH-)
(2)结论:在任意溶液中,
c(H+) c(OH-),溶液呈中性;
c(H+) c(OH-),溶液呈酸性,c(H+)越大,酸性越强;
c(H+) c(OH-),溶液呈碱性,c(OH-)越大,碱性越强。
3.溶液的pH
(1)c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系。
25 ℃时,溶液中c(H+)、pH与酸碱性的关系如图所示:
(2)pH
→
→
→
(3)溶液酸碱性的测量。
①pH试纸:
广泛pH试纸:可以识别pH差值约为1;
精密pH试纸:可以精确到小数点后一位。
使用方法:取一小片pH试纸放在干燥、洁净的玻璃片(或表面皿)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部,试纸变色后,立即与标准比色卡对照比色,读出数值,确定溶液的pH。
【易错提醒】
①pH试纸使用前不能润湿,会造成对待测液的稀释;广泛pH试纸读数只能是整数。
②pH计:
pH计精确度高,可直接从仪器中读数。
(4)pH的应用。
应用领域
实例
人体健康
人体的各种体液都有一定的pH,当酸碱平衡失调时,人体就表现出病变,因而可以利用检测血液中的pH诊断疾病
生活应用
利用护发素保护头发,就是通过调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度
环保领域
酸性或碱性的废水,可以利用中和反应调节pH
农业生产
土壤的pH影响植物对养分的吸收及养分的有效性,各种作物的生长也都对土壤的pH范围有一定的要求,因而应注意保持土壤的酸碱性
科学实验
工业生产
溶液的pH控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素
知识点02 pH的计算
1.pH计算公式:pH= 。
2.强酸和强碱溶液的pH计算:
(1)强酸溶液(以c mol·L-1的HnA溶液为例)
c(H+)=____mol·L-1,pH=-lgc(H+)= 。
(2)强碱溶液[以c mol·L-1的B(OH)n溶液为例]c(OH-)=____mol·L-1,c(H+)=____mol·L-1,
pH=-lgc(H+)=__ _。
【思考】下列问题中的溶液都处于常温下。
(1)pH=3的某盐酸中c(H+)为多少mol·L-1?由水电离产生的c(H+)又是多少mol·L-1?
(2)0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中,c(OH-)为多少mol·L-1?其pH等于多少?
(3)将0.4 g NaOH固体溶于水,得到1 L溶液,c(OH-)为多少mol·L-1?pH为多少?
【拓展培优】
【问题探究】
一.溶液的酸碱性
1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性?
2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10mol·L-1,该溶液呈什么性?
3.某溶液中c(H+)=10-6mol·L-1,该溶液一定呈酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
【归纳提升1】
判断溶液酸碱性的标准
(1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)<c(OH-),溶液显碱性;如果c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
(2)用pH判断溶液酸碱性时,要注意的条件是温度,不能简单地认为pH=7的溶液一定呈中性,如100 ℃时,纯水的pH<7,所以使用pH判断溶液酸碱性时需注明温度。
(3)用酸碱指示剂判断溶液酸碱性时,要注意指示剂的变色范围。
【典例1】下列溶液不一定显中性的是
A.的KCl溶液 B.
C.的溶液 D.
【易错提醒】
溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系
溶液
性质
c(H+)与c(OH-)
c(H+)/(mol·L-1)
pH(25 ℃)
任意温度
25 ℃
中性
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=
c(H+)=1×10-7
pH=7
酸性
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>
c(H+)>1×10-7
pH<7
碱性
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<
c(H+)<1×10-7
pH>7
(变式训练1-1)一定温度下,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是
A.pH=6的溶液 B.能溶解Al2O3的溶液
C.lg10的溶液 D.滴加酚酞无明显变化的溶液
(变式训练1-2)下列溶液一定呈碱性的是
A.溶液的pH=8
B.溶液中c(H+)<c(OH-)
C.溶液中含有OH-
D.KW>1.0×10-14
【问题探究】
二.溶液pH的计算
1.常温时,pH=2的溶液与pH=12的溶液等体积混合后,混合液的pH一定等于7吗?
2.等体积pH都为13的NaOH和NH3·H2O溶液,加水稀释到pH都为12,所需水的体积一样多吗?
【归纳提升2】
1.单一溶液的pH计算。
①强酸溶液,如HnA,设物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。
②强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。
2.混合溶液的计算(常温下)。
溶液类型
相关计算
两种强酸混合
⇒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
【典例2】 常温下,下列关于溶液酸碱性说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.的盐酸加水稀释1000倍,溶液的
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.的氨水与的硫酸溶液等体积混合后溶液显酸性
(变式训练2-1)下列溶液等体积混合后,大于7的是
A.25℃,的盐酸与的氨水
B.25℃,的硫酸与的溶液
C.25℃,的盐酸与的氨水
D.25℃,的硫酸与的溶液
(变式训练2-2)常温下,四种溶液:①的氨水;②的氢氧化钠溶液;③的醋酸;④的盐酸,下列说法错误的是
A.将溶液②、③等体积混合,所得溶液显酸性
B.分别取加水稀释至,四种溶液的:①②③④
C.向溶液③、④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两种溶液的均增大
D.将溶液②和溶液④混合后,若所得溶液,则
【问题探究】
三.酸(或碱)溶液稀释后pH的计算及大小比较
对于pH=a的强酸和弱酸溶液,均稀释到原溶液体积的10n倍(a+n<7),试写出稀释后溶液的pH或范围。
稀释到原溶液体积的10n倍,强酸溶液的pH就增大n个单位,即稀释后强酸溶液的pH=a+n,弱酸溶液的pH范围:a<pH<a+n。
【归纳提升3】
酸碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示。
①强酸、弱酸溶液的稀释:
②强碱、弱碱溶液的稀释:
③变化趋势:
对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中H+(或OH-)物质的量(水电离的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离程度增大,H+(或OH-)物质的量会不断增多。
【典例3】 浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积,随的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.的碱性强于的碱性
B.的电离程度:点大于点
C.若两溶液无限稀释,则它们的相等
D.当时,若两溶液同时升高温度,则增大
【易错提醒】
酸、碱稀释与ΔpH(pH变化量)的关系
(1)ΔpH相同,强酸或强碱稀释的倍数小于弱酸或弱碱的稀释倍数。
(2)稀释相同倍数,强酸或强碱的ΔpH大于弱酸或弱碱的ΔpH。
(变式训练3-1)常温下,将的溶液加水稀释,溶液的随溶液体积的变化如图所示,下列说法错误的是
A.一定为强酸
B.点溶液中,
C.点溶液中,
D.的过程中,一直增大
(变式训练3-2)浓度均为,体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.、都是弱酸,且的酸性比的弱
B.相同温度下,电离常数:
C.常温下,由水电离出的:
D.,若同时微热两种溶液(不考虑、和的挥发),则减小
【典例4】 下列说法正确的是
A.①0.1mol/L 溶液;②0.1mol/L NaOH溶液;水电离的:①<②
B.将pH=3的硫酸与pH=3的醋酸等体积混合后溶液的pH=3
C.用广泛pH试纸测得某浓度的NaClO溶液pH=10
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,所测得的pH一定偏小
(变式训练4-1)下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率,原因是提高了单位体积内活化分子百分数,使有效碰撞频率增大
B.用10mL的量筒量取的稀盐酸
C.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用50mL碱式滴定管
D.用广泛pH试纸测得溶液的
(变式训练4-2)酚红钠盐指示剂(变色pH如下图)为一种病毒保存液。如果该病毒试样因非必要细菌大量增殖而变质(已知细菌繁殖会产生较多),最有可能表现出
A.红色 B.黄色 C.棕黄色 D.紫红色
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段练习)生活中“无处不化学”,下列常用试剂呈中性的是
A.84消毒液 B.洁厕灵 C.洗衣液 D.75%酒精溶液
2.(24-25高二上·浙江·期中)在溶液中加入溶液,所得溶液呈
A.弱酸性 B.强酸性 C.碱性 D.中性
3.(24-25高二上·河南·阶段练习)下列溶液能使紫色石蕊试剂变红的是
A.的醋酸溶液 B.的饱和食盐水
C.的饱和碳酸钠溶液 D.%的酒精水溶液
4.(22-23高二上·全国·课后作业)人体内一些液体的正常pH范围如图。相关说法正确的是
血浆
7.35~7.45
唾液
6.6~7.1
胃液
0.9~1.5
乳汁
6.6~7.6
胆汁
7.1~7.3
胰液
7.5~8.0
A.血浆和乳汁均显酸性
B.胆汁比胰液的碱性强
C.可将pH试纸放入口腔测唾液的pH
D.饮用苏打水可以缓解胃酸过多症状
5.(24-25高二上·河北邯郸·期中)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2.13
B.的NaOH溶液加水稀释100倍,其
C.将溶液加水稀释为
D.的溶液和的盐酸等体积混合,所得溶液的(忽略溶液体积变化)
6.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)某同学在实验报告中记录了下列数据,其中正确的是
A.用托盘天平称取19.75g纯碱
B.用pH试纸测出某溶液pH为5.5
C.用25mL量筒量取18.36mL氢氧化钠溶液
D.用酸式滴定管测出消耗盐酸的体积为15.70mL
7.(24-25高二上·河南新乡·期中)常温下,0.1mol/LNaOH溶液的pH约为
A.10 B.11 C.12 D.13
8.(23-24高二上·广东汕尾·阶段练习)常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
9.(24-25高二上·山西太原·期中)在室温下,pH=3的稀硝酸和pH=11的KOH溶液等体积混合后,溶液的pH
A.等于7 B.大于7 C.小于7 D.无法确定
10.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·阶段练习)某温度下,pH=11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释至原体积的100倍,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a值一定大于9
B.Ⅰ为NaOH溶液稀释时溶液的pH变化曲线
C.完全中和稀释相同倍数后的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积:NaOH溶液<氨水
D.稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大
11.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段练习)下列说法错误的是
A.纯铁比生铁易生锈 B.护发素能调节头发的pH
C.催化剂不影响平衡转化率 D.盐类的水解促进水的电离
12.(24-25高二上·湖北襄阳·阶段练习)化学与社会、科学、技术、环境密切相关,下列说法错误的是
A.人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用
B.中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
C.天宫课堂“五环实验”,向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成红色
D.古代中国人发明的酒曲酿酒利用了催化剂加快反应速率的原理
13.(24-25高二上·河北石家庄·期中)下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是
A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.用蒸馏水湿润的pH试纸测定溶液的pH
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶,以减少实验误差
D.中和热的测定实验中,要用玻璃搅拌器搅拌,使反应更充分
14.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)回答下列问题。
(1)是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。计算下列溶液的。
①25℃时,与的溶液等体积混合后溶液的 。
②将的加水稀释至后,溶液的为 。
③室温下,用溶液滴定盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴溶液(1滴溶液的体积约为),继续加水至,所得溶液的 。
④25℃,将溶液与硫酸溶液混合,所得混合溶液的为 。
(2)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施:
①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的变化是醋酸溶液中 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中 。
②加水稀释10倍后,醋酸溶液中的 (填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的。
③加等浓度的溶液至恰好中和,所需溶液的体积:醋酸 盐酸。
④使温度都升高20℃,溶液中:醋酸 盐酸。
⑤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)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
15.(24-25高二上·江西宜春·期中)请回答下列问题:
(1)T℃时,纯水中c(H+)=1×10-6mol•L-1,T℃时,100mLpH=a的稀硫酸与10mLpH=b的NaOH溶液混合,溶液呈中性,则a+b= 。
(2)下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是_______(填字母)。
A.滴加少量浓盐酸 B.加水稀释 C.加入少量醋酸钠晶体 D.升高温度
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2CO3
H2S
电离
常数
①上述酸中酸性最强的是 (填化学式)。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中 。
③可向氯水中加入 增强漂白性(填字母序号)。
A.Na2S B.NaOH C. D. E.
(4)25℃,向1.0L某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,先出现沉淀,随着NaOH溶液的加入,沉淀逐渐溶解得到澄清溶液,假设体积不变;-lgc与pH的关系如图所示,c为或物质的量浓度的值。回答以下问题:
①a曲线表示 (填“M2+”或“”)的-lgc与pH的关系。
②pH=10时,溶液中M元素的存在形式为 。(填化学式)。
【能力提升】
1.(24-25高二上·浙江丽水·期末)下列说法正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性(100℃时,Kw=10-12)
B.将1×10-6 mol·L-1盐酸稀释1000倍,所得溶液的pH为9
C.常温下,水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,此溶液的pH一定为13
D.将pH=3的盐酸与醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,所得醋酸的pH较小
2.(24-25高二上·云南昆明·阶段练习)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
3.(24-25高二上·江苏镇江·期末)时水的电离达到平衡:H2OH++OH-△H>0,下列叙述不正确的是
A.将水加热,增大
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,水的电离受到抑制
C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量溶液,平衡逆向移动,降低
4.(24-25高二上·内蒙古包头·期末)溶液的酸碱性对人类的生产,生活有十分重要的影响。下列有关叙述中正确的是
A.100℃时纯水的,所以纯水在100℃时显酸性
B.将的盐酸稀释1000mL,所得溶液的pH为9
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
5.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)已知常温下,物质的量浓度均为0.1mol/L的三种溶液:①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液。下列叙述正确的是
A.①中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-),
B.①与②等体积混合后水的电离程度小于①与③等体积混合后水的电离程度
C.①与③等体积混合后,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.①与②等体积混合后,c(CH3COO-)小于③的浓度的
6.(24-25高二上·广东广州·期中)下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
7.(24-25高二上·浙江·期中)下列说法正确的是(温度均为)
A.的和的溶液等体积混合后溶液呈中性
B.氨水和溶液等体积混合后的溶液呈酸性
C.的溶液中,由水电离出来的
D.的硝酸和的氢氧化钡溶液按照体积比为9:1混合(忽略混合后溶液体积变化),混合液的为10
8.(25-26高二上·山西·阶段练习)请回答下列问题:
(1)25 ℃某溶液由水电离出的,请探究该溶液的pH可能是 。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是 (填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多
(3)某温度时,某水溶液中的,,中和的关系如图所示:
Ⅰ、该温度下,若氢氧化钠溶液中,则其pH= (已知lg5≈0.7)。
Ⅱ、该温度下,将pH=a的溶液V1 L 与的溶液V2 L 混合(忽略体积变化)。
①溶液与溶液混合显中性的离子方程式为 。
②若所得混合溶液呈中性,且,,则V1:V2 = 。
9.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)酸碱的研究具有重要意义。
I.25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)浓度均为0.1mol/L的、HClO、溶液中,由大到小的排列是 。
(2)亚磷酸为二元酸,是 (填“酸式盐”、“碱式盐”或“正盐”)。
II.常温下,浓度均为、体积均为的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示。
(3)MOH的电离程度c点 d点(填“>”,“<”或“=”)
(4)加水稀释过程中,ROH溶液中下列表达式的数值变大的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(5)时,MOH和ROH溶液中, (填“>”,“<”或“=”)
(6)时,MOH和ROH两种溶液中,水电离的的比值是 。
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第3章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH
思维导图
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能力提升:提升应用能力,提升综合能力。
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第2课时 溶液的酸碱性与pH
课程学习目标
1.能够判断溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
2.了解溶液的pH的计算及溶液稀释时pH的变化规律。
3.了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
【新知学习】
知识点01溶液的酸碱性与pH
1.常温下,溶液呈中性,pH = 7;
溶液呈酸性,pH < 7;
溶液呈碱性,pH > 7;
2.溶液的酸碱性:
(1)讨论探究(常温下,利用平衡移动原理分析完成下表):
体系
c(H+)变化
c(OH-)变化
c(H+)与c(OH-)的关系
纯水
c(H+) = c(OH-)
纯水中加入少量盐酸
增大
减小
c(H+) > c(OH-)
纯水中加入少量氢氧化钠溶液
减小
增大
c(H+) < c(OH-)
(2)结论:在任意溶液中,
c(H+) = c(OH-),溶液呈中性;
c(H+) > c(OH-),溶液呈酸性,c(H+)越大,酸性越强;
c(H+) < c(OH-),溶液呈碱性,c(OH-)越大,碱性越强。
3.溶液的pH
(1)c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系。
25 ℃时,溶液中c(H+)、pH与酸碱性的关系如图所示:
(2)pH
→
→
→
(3)溶液酸碱性的测量。
①pH试纸:
广泛pH试纸:可以识别pH差值约为1;
精密pH试纸:可以精确到小数点后一位。
使用方法:取一小片pH试纸放在干燥、洁净的玻璃片(或表面皿)上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部,试纸变色后,立即与标准比色卡对照比色,读出数值,确定溶液的pH。
【易错提醒】
①pH试纸使用前不能润湿,会造成对待测液的稀释;广泛pH试纸读数只能是整数。
②pH计:
pH计精确度高,可直接从仪器中读数。
(4)pH的应用。
应用领域
实例
人体健康
人体的各种体液都有一定的pH,当酸碱平衡失调时,人体就表现出病变,因而可以利用检测血液中的pH诊断疾病
生活应用
利用护发素保护头发,就是通过调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度
环保领域
酸性或碱性的废水,可以利用中和反应调节pH
农业生产
土壤的pH影响植物对养分的吸收及养分的有效性,各种作物的生长也都对土壤的pH范围有一定的要求,因而应注意保持土壤的酸碱性
科学实验
工业生产
溶液的pH控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素
知识点02 pH的计算
1.pH计算公式:pH=__-lgc(H+)__。
2.强酸和强碱溶液的pH计算:
(1)强酸溶液(以c mol·L-1的HnA溶液为例)
c(H+)=__nc__mol·L-1,pH=-lgc(H+)=__-lgnc__。
(2)强碱溶液[以c mol·L-1的B(OH)n溶液为例]c(OH-)=__nc__mol·L-1,c(H+)=____mol·L-1,
pH=-lgc(H+)=__-lg__。
【思考】下列问题中的溶液都处于常温下。
(1)pH=3的某盐酸中c(H+)为多少mol·L-1?由水电离产生的c(H+)又是多少mol·L-1?
(2)0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中,c(OH-)为多少mol·L-1?其pH等于多少?
(3)将0.4 g NaOH固体溶于水,得到1 L溶液,c(OH-)为多少mol·L-1?pH为多少?
【答案】(1)1.0×10-3 1.0×10-11
(2)1.0×10-13 1
(3)0.01, 12
【拓展培优】
【问题探究】
一.溶液的酸碱性
1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性?
室温下,将酸溶液无限稀释,其pH无限接近7但不会等于7,溶液呈酸性。
2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10mol·L-1,该溶液呈什么性?
可能呈酸性也可能呈碱性。
3.某溶液中c(H+)=10-6mol·L-1,该溶液一定呈酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
因为温度不确定,故不能确定溶液的酸碱性。
【归纳提升1】
判断溶液酸碱性的标准
(1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)<c(OH-),溶液显碱性;如果c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
(2)用pH判断溶液酸碱性时,要注意的条件是温度,不能简单地认为pH=7的溶液一定呈中性,如100 ℃时,纯水的pH<7,所以使用pH判断溶液酸碱性时需注明温度。
(3)用酸碱指示剂判断溶液酸碱性时,要注意指示剂的变色范围。
【典例1】下列溶液不一定显中性的是
A.的KCl溶液 B.
C.的溶液 D.
【答案】D
【详解】A.氯化钾是强酸强碱盐,其溶液中,溶液显中性,A不符合题意;
B. 溶液显什么性,取决于氢离子和氢氧根离子的相对多少,,则,此时溶液显中性,B不符合题意;
C. 溶液显什么性,取决于氢离子和氢氧根离子的相对多少,则,此时溶液显中性,C不符合题意;
D. 温度未知,Kw未知,溶液中氢离子和氢氧根离子浓度不一定相等,故溶液不一定呈中性,D符合题意;
故选D。
【易错提醒】
溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系
溶液
性质
c(H+)与c(OH-)
c(H+)/(mol·L-1)
pH(25 ℃)
任意温度
25 ℃
中性
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=
c(H+)=1×10-7
pH=7
酸性
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>
c(H+)>1×10-7
pH<7
碱性
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<
c(H+)<1×10-7
pH>7
(变式训练1-1)一定温度下,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是
A.pH=6的溶液 B.能溶解Al2O3的溶液
C.lg10的溶液 D.滴加酚酞无明显变化的溶液
【答案】C
【详解】A.温度不明确,的溶液不一定呈酸性,A错误;
B.是两性氧化物,既溶于酸也溶于强碱,故该溶液不一定呈酸性,B错误;
C.-lg=10,得出,说明,溶液一定呈酸性,C正确;
D.酚酞的变色范围是,滴加酚酞无明显变化的溶液不一定呈酸性,D错误;
故选C。
(变式训练1-2)下列溶液一定呈碱性的是
A.溶液的pH=8
B.溶液中c(H+)<c(OH-)
C.溶液中含有OH-
D.KW>1.0×10-14
【答案】B
【详解】A.溶液的pH=8时,若温度变化导致中性pH改变(如高温时中性pH<7),此时pH=8可能为碱性;但若温度较低(如中性pH=8),此时pH=8的溶液为中性。因此pH=8不一定对应碱性,A错误;
B.溶液呈碱性的本质是c(H⁺)<c(OH⁻),无论温度如何,只要满足此条件,溶液一定呈碱性,B正确;
C.所有水溶液中均含有OH⁻(包括酸性溶液),仅含OH⁻不能说明溶液呈碱性,C错误;
D.Kw>1.0×10⁻¹⁴仅表明温度高于25℃,此时溶液可能为酸性、中性或碱性(如中性时pH<7),无法确定溶液一定呈碱性,D错误;
故选B。
【问题探究】
二.溶液pH的计算
1.常温时,pH=2的溶液与pH=12的溶液等体积混合后,混合液的pH一定等于7吗?
不一定。如果一种是强酸,另一种是强碱,则混合后呈中性,pH=7;如果一种是强酸,另一种是弱碱,则混合后碱过量,混合液呈碱性,pH>7;如果一种是弱酸,另一种是强碱,则混合后酸过量,混合液呈酸性,pH<7。
2.等体积pH都为13的NaOH和NH3·H2O溶液,加水稀释到pH都为12,所需水的体积一样多吗?
不一样多。因为NaOH为强碱,稀释时c(OH-)与溶液体积成反比,即稀释10倍就可以使pH从13变为12;而NH3·H2O为弱碱,在稀释时,随着水的加入,不仅使c(OH-)减小,而且影响氨水的电离平衡,从而使c(OH-)不是成倍数地减少,即氨水pH从13变为12,要稀释10倍以上。
【归纳提升2】
1.单一溶液的pH计算。
①强酸溶液,如HnA,设物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。
②强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。
2.混合溶液的计算(常温下)。
溶液类型
相关计算
两种强酸混合
⇒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
【典例2】 常温下,下列关于溶液酸碱性说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.的盐酸加水稀释1000倍,溶液的
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.的氨水与的硫酸溶液等体积混合后溶液显酸性
【答案】A
【详解】A.当时,根据,可得,溶液一定呈中性,A正确;
B.的盐酸稀释1000倍后,溶质产生的理论浓度为,此时水电离产生的不可忽略,故溶液中实际浓度比1×10-7mol/L略大、接近,接近7、比7略小,而非8,B错误;
C.醋酸与等体积水混合后(忽略体积变化),稀释后醋酸物质的量浓度为,醋酸为弱电解质,,0.1mol/L醋酸溶液中浓度小于,,而非1,C错误;
D.[]的氨水(为弱碱),溶液浓度远大于,与[]的硫酸(0.005 mol/L)等体积混合后,氨水过量,反应后剩余氨水继续电离(大于水解),溶液显碱性,D错误;
故选A。
(变式训练2-1)下列溶液等体积混合后,大于7的是
A.25℃,的盐酸与的氨水
B.25℃,的硫酸与的溶液
C.25℃,的盐酸与的氨水
D.25℃,的硫酸与的溶液
【答案】C
【详解】A.25℃,的盐酸与的氨水等体积混合生成,是强酸弱碱盐,溶液呈酸性,,故不选A;
B.25℃,的硫酸与的溶液等体积混合后生成溶液,溶液呈酸性,,故不选B;
C.25℃,的盐酸与的氨水,由于氨水是弱碱,pH=11的氨水浓度远大于pH=3的盐酸浓度,等体积混合,氨水过量,溶液呈碱性,,故选C;
D.25℃,的硫酸与的溶液等体积混合生成,溶液呈中性,,故不选D;
选C。
(变式训练2-2)常温下,四种溶液:①的氨水;②的氢氧化钠溶液;③的醋酸;④的盐酸,下列说法错误的是
A.将溶液②、③等体积混合,所得溶液显酸性
B.分别取加水稀释至,四种溶液的:①②③④
C.向溶液③、④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两种溶液的均增大
D.将溶液②和溶液④混合后,若所得溶液,则
【答案】B
【分析】一水合氨为弱碱,pH=11的氨水,其物质的量浓度大于10-3mol/L;NaOH为强碱,pH=11的氢氧化钠溶液,其物质的量浓度等于10-3mol/L;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸,其物质的量浓度大于10-3mol/L;盐酸为强酸,pH=3的盐酸,其物质的量浓度等于10-3mol/L。
【详解】A.将溶液②、③等体积混合,反应完成后,醋酸有剩余,且溶液中以剩余的醋酸电离为主,所得溶液显酸性,A正确;
B.强酸、强碱加水稀释,pH变化大,弱酸、弱碱稀释,pH变化小,则分别取1mL加水稀释至10mL,氢氧化钠溶液的pH减小的幅度比氨水大,盐酸的pH增大的幅度比醋酸大,所以四种溶液的pH:①>②>④>③,B错误;
C.向溶液③中加入适量的醋酸钠晶体,溶解后增大溶液中的醋酸根离子浓度,使醋酸的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,pH增大,④中加入适量的醋酸钠晶体,溶解后与H+结合为弱电解质醋酸,c(H+)减小,pH增大,C正确;
D.②pH=11的氢氧化钠溶液、④pH=3的盐酸中,c(HCl) =c(NaOH) =10-3mol/L,且两者均为强酸强碱,将aL溶液②和bL溶液④混合后,若所得溶液pH=7,则10-3a=10-3b,所以a:b=1:1,D正确;
故选B。
【问题探究】
三.酸(或碱)溶液稀释后pH的计算及大小比较
对于pH=a的强酸和弱酸溶液,均稀释到原溶液体积的10n倍(a+n<7),试写出稀释后溶液的pH或范围。
稀释到原溶液体积的10n倍,强酸溶液的pH就增大n个单位,即稀释后强酸溶液的pH=a+n,弱酸溶液的pH范围:a<pH<a+n。
【归纳提升3】
酸碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示。
①强酸、弱酸溶液的稀释:
②强碱、弱碱溶液的稀释:
③变化趋势:
对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中H+(或OH-)物质的量(水电离的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离程度增大,H+(或OH-)物质的量会不断增多。
【典例3】 浓度均为、体积均为的和溶液,分别加水稀释至体积,随的变化如图所示。下列叙述错误的是
A.的碱性强于的碱性
B.的电离程度:点大于点
C.若两溶液无限稀释,则它们的相等
D.当时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】D
【详解】A.相同浓度的一元碱,碱溶液的pH越大其碱性越强,根据图知,未加水时,相同浓度条件下,MOH溶液的pH大于ROH溶液的pH,说明MOH的电离程度大于ROH,则MOH的碱性强于ROH的碱性,A正确;
B.由图示可以看出ROH为弱碱,弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大,b点溶液体积大于a点,所以b点浓度小于a点,则ROH电离程度:b>a,B正确;
C.若两种溶液无限稀释,最终其溶液中c(OH-)接近于纯水中c(OH-),所以它们的c(OH-)相等,C正确;
D.碱性:MOH>ROH,MOH是强碱,升高温度其电离程度不改变,溶液中M+浓度不改变,而ROH是弱碱,升高温度能促进ROH的电离,溶液中R+浓度增大,则两溶液同时升高温度,将减小,D错误;
故选D。
【易错提醒】
酸、碱稀释与ΔpH(pH变化量)的关系
(1)ΔpH相同,强酸或强碱稀释的倍数小于弱酸或弱碱的稀释倍数。
(2)稀释相同倍数,强酸或强碱的ΔpH大于弱酸或弱碱的ΔpH。
(变式训练3-1)常温下,将的溶液加水稀释,溶液的随溶液体积的变化如图所示,下列说法错误的是
A.一定为强酸
B.点溶液中,
C.点溶液中,
D.的过程中,一直增大
【答案】D
【详解】A.由图可知,初始溶液体积为 1 mL,则,当稀释到 1000 mL 时,,对应,假定 HX为强酸 完全电离,则整过程氢离子总物质的量保持不变,契合图示变化规律,故可判定HX为强酸,A正确;
B.在点时,大于,则溶液中小于,因此由水自身电离产生的小于,B正确;
C.在点时,,因HX为强酸,电离后,则,得到,C正确;
D.因HX为强酸,在起始点到b点的稀释过程中,与等比减小,而随稀释会增大;在初始点时,;到b点时,,所以随稀释的过程中,逐渐减小,D错误;
故答案为:D。
(变式训练3-2)浓度均为,体积为的、溶液,分别加水稀释至体积,随的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.、都是弱酸,且的酸性比的弱
B.相同温度下,电离常数:
C.常温下,由水电离出的:
D.,若同时微热两种溶液(不考虑、和的挥发),则减小
【答案】C
【详解】A.根据图像可知,当时,即未加水稀释时,溶液的,说明HX部分电离,为弱电解质,溶液的,说明其完全电离,为强电解质,A错误;
B.相同温度下,同一电解质溶液的电离常数始终保持恒定,则,B错误;
C.酸或碱抑制水电离,酸中氢离子浓度越小,其抑制水电离的程度越小,根据图知,b点溶液中氢离子浓度小于a点,则水电离程度,所以由水电离出的,C正确;
D.微热会促进弱酸的电离,对强酸的电离无影响,由于时,两溶液均在5以下,说明水的电离仍受到较大抑制,可忽略微热对水电离的影响,则增大,不变,增大,D错误;
故选C。
【典例4】 下列说法正确的是
A.①0.1mol/L 溶液;②0.1mol/L NaOH溶液;水电离的:①<②
B.将pH=3的硫酸与pH=3的醋酸等体积混合后溶液的pH=3
C.用广泛pH试纸测得某浓度的NaClO溶液pH=10
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,所测得的pH一定偏小
【答案】B
【详解】A.醋酸是弱酸,氢氧化钠是强碱,0.1mol/L 溶液中小于0.1mol/L NaOH溶液中c(OH-),酸、碱电离出的氢离子或氢氧根离子浓度越大,对水电离的抑制作用越大;所以水电离的:①>②,故A错误;
B.将pH=3的硫酸与pH=3的醋酸等体积混合,混合瞬间c(H+)不变,c()、c(CH3COO-)浓度减半,Q,醋酸电离平衡不移动,所以溶液的pH=3,故B正确;
C.NaClO具有漂白性,不能用广泛pH试纸测NaClO溶液的pH,故C错误;
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上。溶液被稀释,若溶液呈碱性,所测得的pH偏小;若溶液呈酸性,所测得的pH偏大;若溶液呈中性,所测得的pH无影响,故D错误;
选B。
(变式训练4-1)下列说法正确的是
A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率,原因是提高了单位体积内活化分子百分数,使有效碰撞频率增大
B.用10mL的量筒量取的稀盐酸
C.准确量取25.00mLKMnO4溶液,可选用50mL碱式滴定管
D.用广泛pH试纸测得溶液的
【答案】A
【详解】A.其他条件不变,升高温度会加快反应速率是因为升高温度,单位体积内活化分子的数目和百分数增大,使得有效碰撞频率增大,导致反应速率增大,故A正确;
B.量筒是粗量仪器,精确度为±0.1mL,则不能用10mL的量筒量取8.58 mL稀盐酸,故B错误;
C.高锰酸钾溶液检验强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以不能用碱式滴定管量取高锰酸钾溶液,故C错误;
D.用广泛pH试纸测得溶液的pH为只能精确到整数,不能精确到小数点后一位,故D错误;
故选A
(变式训练4-2)酚红钠盐指示剂(变色pH如下图)为一种病毒保存液。如果该病毒试样因非必要细菌大量增殖而变质(已知细菌繁殖会产生较多),最有可能表现出
A.红色 B.黄色 C.棕黄色 D.紫红色
【答案】C
【详解】已知细菌繁殖会产生较多,二氧化碳和水反应生成碳酸,导致溶液酸性增强,由于碳酸为弱酸,饱和碳酸溶液的pH在4.1左右,故溶液颜色为棕黄色;
故选C;
【课堂检测】
【基础训练】
1.(25-26高二上·湖北黄冈·阶段练习)生活中“无处不化学”,下列常用试剂呈中性的是
A.84消毒液 B.洁厕灵 C.洗衣液 D.75%酒精溶液
【答案】D
【详解】A.84消毒液含次氯酸钠(NaClO),属于强碱弱酸盐,水解后溶液显碱性,A错误;
B.洁厕灵主要成分为盐酸(HCl),溶液显强酸性,B错误;
C.洗衣液通常含碱性成分(如碳酸钠或表面活性剂),用于去除油污,溶液显碱性,C错误;
D.75%酒精溶液中溶质为乙醇,是非电解质,不电离,呈中性;溶剂是水,也呈中性,D正确;
故答案选D。
2.(24-25高二上·浙江·期中)在溶液中加入溶液,所得溶液呈
A.弱酸性 B.强酸性 C.碱性 D.中性
【答案】D
【详解】溶液中n(HNO3)=0.024L×=0.0024mol,溶液中n(NaOH)=0.006L×=0.0024mol,两者恰好完全反应生成KNO3,溶液呈中性,故D正确;
故选:D。
3.(24-25高二上·河南·阶段练习)下列溶液能使紫色石蕊试剂变红的是
A.的醋酸溶液 B.的饱和食盐水
C.的饱和碳酸钠溶液 D.%的酒精水溶液
【答案】A
【详解】A.醋酸属于酸,的醋酸溶液显酸性能使石蕊变红,A项符合题意;
B.的饱和食盐水呈中性,石蕊溶液不变色,B项不符合题意;
C.的饱和碳酸钠溶液呈碱性,石蕊溶液显蓝色,C项不符合题意;
D.的酒精水溶液呈中性,石蕊溶液不变色,D项不符合题意;
故选A。
4.(22-23高二上·全国·课后作业)人体内一些液体的正常pH范围如图。相关说法正确的是
血浆
7.35~7.45
唾液
6.6~7.1
胃液
0.9~1.5
乳汁
6.6~7.6
胆汁
7.1~7.3
胰液
7.5~8.0
A.血浆和乳汁均显酸性
B.胆汁比胰液的碱性强
C.可将pH试纸放入口腔测唾液的pH
D.饮用苏打水可以缓解胃酸过多症状
【答案】D
【详解】A.血浆的pH大于7,显碱性,故A选项说法错误;
B.胰液的pH大于胆汁的pH,所以胰液比胆汁碱性强,故B选项说法错误;
C.用pH试纸测定未知溶液的pH时,正确的操作方法为取一片pH试纸放在玻璃片或白瓷板上,用玻璃棒蘸取少量待测液滴在干燥的pH试纸上,与标准比色卡对比来确定pH。不能将pH试纸伸入待测液中,以免污染待测液,故C选项说法错误;
D.苏打水中碳酸氢钠与胃酸的主要成分盐酸反应生成氯化钠、二氧化碳和水,所以饮用苏打水可缓解胃酸过多的症状,故D选项说法正确。
故选D。
5.(24-25高二上·河北邯郸·期中)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2.13
B.的NaOH溶液加水稀释100倍,其
C.将溶液加水稀释为
D.的溶液和的盐酸等体积混合,所得溶液的(忽略溶液体积变化)
【答案】C
【详解】A.广泛pH试纸测得的pH为整数,A错误;
B.常温下,NaOH溶液的,稀释100倍仍显碱性,pH不可能,B错误;
C.将溶液加水稀释为2L,则,则pOH=1,pH=13,C正确;
D.常温下,将的氢氧化钡溶液和的盐酸等体积混合,和的物质的量相等,所以和恰好完全反应,溶液呈中性,,D错误;
故选C。
6.(24-25高二上·广东广州·阶段练习)某同学在实验报告中记录了下列数据,其中正确的是
A.用托盘天平称取19.75g纯碱
B.用pH试纸测出某溶液pH为5.5
C.用25mL量筒量取18.36mL氢氧化钠溶液
D.用酸式滴定管测出消耗盐酸的体积为15.70mL
【答案】D
【详解】A.托盘天平的精确度为0.1g,故A错误;
B.pH试纸测到的pH为整数,则用pH试纸测出某溶液pH为5或6,不能测出5.5,故B错误;
C.量筒的精确度为0.1mL,则用25 mL量筒量取18.4mL氢氧化钠溶液,故C错误;
D.酸式滴定管的精确度为0.01mL,则用酸式滴定管测出消耗盐酸的体积为15.70 mL,故D正确;
故选:D。
7.(24-25高二上·河南新乡·期中)常温下,0.1mol/LNaOH溶液的pH约为
A.10 B.11 C.12 D.13
【答案】D
【详解】NaOH是强碱,属于强电解质,故0.1 mol/L NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol/L,故常温下,c(H+)===10-13 mol/L,溶液的pH=-lgc(H+)=-lg10-13=13;
故答案为:D。
8.(23-24高二上·广东汕尾·阶段练习)常温时,下列溶液中的是
A.溶液 B.的溶液
C.的草酸溶液 D.氨水
【答案】C
【详解】A.由可知,溶液中电离出的,A不符合题意;
B.的溶液中,B不符合题意;
C.的草酸溶液中,C符合题意;
D.是弱碱,氨水呈碱性,浓度不可能为,D不符合题意;
答案选C。
9.(24-25高二上·山西太原·期中)在室温下,pH=3的稀硝酸和pH=11的KOH溶液等体积混合后,溶液的pH
A.等于7 B.大于7 C.小于7 D.无法确定
【答案】A
【详解】pH=3的稀硝酸中c(H+)=1×10-3mol/L,pH=11的KOH溶液中c(OH-)=1×10-3mol/L,等体积混合后产物为NaNO3,pH=7,故答案为A。
10.(23-24高二上·黑龙江牡丹江·阶段练习)某温度下,pH=11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释至原体积的100倍,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法错误的是
A.a值一定大于9
B.Ⅰ为NaOH溶液稀释时溶液的pH变化曲线
C.完全中和稀释相同倍数后的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积:NaOH溶液<氨水
D.稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大
【答案】D
【详解】A.pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,pH=9,而一水合氨为弱电解质,加水促进电离,则a的数值一定大于9,A项正确;
B.一水合氨为弱电解质,由图可知,开始的pH相同,在稀释时,促进氨水的电离,则氨水中OH-浓度大,可知I为氢氧化钠溶液稀释时溶液的pH变化曲线,Ⅱ是氨水的pH变化曲线,B项正确;
C.一水合氨为弱电解质,pH=11的氨水和NaOH溶液,一水合氨的浓度大于NaOH的浓度,由于氨水浓度较大,则完全中和稀释后相同体积的两溶液时,消耗相同浓度的稀硫酸的体积:NaOH溶液<氨水,C项正确;
D.稀释后氨水的pH更大,溶液中OH-浓度较大,对水的电离抑制较大,故稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度小,D项错误;
答案选D。
11.(25-26高二上·辽宁沈阳·阶段练习)下列说法错误的是
A.纯铁比生铁易生锈 B.护发素能调节头发的pH
C.催化剂不影响平衡转化率 D.盐类的水解促进水的电离
【答案】A
【详解】A.生铁中铁、碳和电解质溶液构成原电池,Fe作负极失电子,加速腐蚀,纯铁和电解质溶液发生化学腐蚀,所以生铁比纯铁更容易生锈,与电化学腐蚀有关,A错误;
B.人们洗发时使用的护发素,其主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度,从而达到保护头发的作用,B正确;
C.催化剂只影响化学反应速率,不影响平衡转化率,C正确;
D.盐类水解的实质是弱酸的酸根阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的或生成弱电解质的过程,促进水的电离,D正确;
故选A。
12.(24-25高二上·湖北襄阳·阶段练习)化学与社会、科学、技术、环境密切相关,下列说法错误的是
A.人体中缓冲体系起到稳定血液pH的作用
B.中国古代利用明矾溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
C.天宫课堂“五环实验”,向碳酸钠溶液中滴加甲基橙溶液后变成红色
D.古代中国人发明的酒曲酿酒利用了催化剂加快反应速率的原理
【答案】C
【详解】A.人体血液中的确实构成一个缓冲体系,帮助维持血液值的稳定,A正确;
B.明矾[]在水中会水解使溶液呈酸性,可以用来清除铜锈,B正确;
C.甲基橙是一种酸碱指示剂,它在酸性溶液中呈现红色,在碱性溶液中呈现黄色,碳酸钠溶液呈碱性,因此滴加甲基橙后溶液会呈现黄色,而不是红色,C错误;
D.酒曲酿酒中酒曲可以催化葡萄糖分解成二氧化碳与酒精,从而加快反应速率,D正确;
故选C。
13.(24-25高二上·河北石家庄·期中)下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是
A.洗净的锥形瓶和容量瓶可以放进烘箱中烘干
B.用蒸馏水湿润的pH试纸测定溶液的pH
C.酸碱滴定实验中,用待测溶液润洗锥形瓶,以减少实验误差
D.中和热的测定实验中,要用玻璃搅拌器搅拌,使反应更充分
【答案】D
【详解】A.洗净的锥形瓶和容量瓶自然晾干即可,有少量水对实验无影响,不能放进烘箱中烘干,故A错误;
B.用蒸馏水湿润pH试纸,会使溶液被稀释,所以用pH试纸测定溶液的pH时不能用蒸馏水湿润,故B错误;
C.用待测溶液润洗锥形瓶,消耗标准液偏大,增大实验误差,不能用待测溶液润洗锥形瓶,故C错误;
D.用玻璃搅拌器搅拌,使反应快速充分完成,该实验操作合理,故D正确;
答案选D。
14.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·期中)回答下列问题。
(1)是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。计算下列溶液的。
①25℃时,与的溶液等体积混合后溶液的 。
②将的加水稀释至后,溶液的为 。
③室温下,用溶液滴定盐酸,如达到滴定终点时不慎多加了1滴溶液(1滴溶液的体积约为),继续加水至,所得溶液的 。
④25℃,将溶液与硫酸溶液混合,所得混合溶液的为 。
(2)常温下,有相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液,采取以下措施:
①加适量醋酸钠晶体后,两溶液中的变化是醋酸溶液中 (填“增大”“减小”或“不变”,下同),盐酸中 。
②加水稀释10倍后,醋酸溶液中的 (填“>”“=”或“<”,下同)盐酸中的。
③加等浓度的溶液至恰好中和,所需溶液的体积:醋酸 盐酸。
④使温度都升高20℃,溶液中:醋酸 盐酸。
⑤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)。(①表示盐酸,②表示醋酸)
【答案】(1) 12.7 1~2 10 12
(2) 减小 减小 > > > C
【详解】(1)①25℃时,溶液中,的溶液中,两溶液等体积混合物溶液的,则,故答案为:12.7;
②是弱酸,存在电离平衡,加水稀释,电离平衡正向移动。当溶液稀释10倍时,假如电离平衡不移动,则其pH=2,但加水稀释时,醋酸又电离出,所以,故答案为:1~2;
③滴定终点时不慎多加了1滴溶液,即,继续加水至,反应后溶液中,则,故答案为:10;
④混合前,溶液中,硫酸溶液中,过量,所以剩余的浓度为,因此,故答案为:12;
(2)①向醋酸中加入适量醋酸钠,导致溶液中增大,抑制醋酸电离,则溶液中减小;向盐酸中加入适量醋酸钠晶体,醋酸钠和盐酸反应生成醋酸和氯化钠,导致溶液中减小,故答案为:减小;减小;
②加水稀释10倍后,醋酸电离平衡向右移动,增多,而HCl不存在电离平衡,HCl电离出的不变,所以醋酸溶液中的大于盐酸中的,故答案为:>;
③加等浓度的溶液,发生,,由于醋酸部分电离,则反应前,故中和时,醋酸所需NaOH溶液的体积大,故答案为:>;
④升高温度,促进醋酸电离,导致醋酸溶液中增大,而盐酸中不变,所以醋酸溶液中的大于盐酸,故答案为:>;
⑤反应开始时两溶液中相同,所以开始时与锌反应速率相同,随反应的进行,减小,醋酸电离平衡向电离方向移动,故反应速率,又因反应开始时,所以与足量锌反应,醋酸生成的氢气的量多,故选C。
15.(24-25高二上·江西宜春·期中)请回答下列问题:
(1)T℃时,纯水中c(H+)=1×10-6mol•L-1,T℃时,100mLpH=a的稀硫酸与10mLpH=b的NaOH溶液混合,溶液呈中性,则a+b= 。
(2)下列方法中,可以使醋酸溶液中电离程度增大的是_______(填字母)。
A.滴加少量浓盐酸 B.加水稀释 C.加入少量醋酸钠晶体 D.升高温度
(3)某些弱酸在25℃时的电离常数如下:
化学式
CH3COOH
HCN
HClO
H2CO3
H2S
电离
常数
①上述酸中酸性最强的是 (填化学式)。
②25℃时,某HCN的物质的量浓度为,达到电离平衡时溶液中 。
③可向氯水中加入 增强漂白性(填字母序号)。
A.Na2S B.NaOH C. D. E.
(4)25℃,向1.0L某盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,先出现沉淀,随着NaOH溶液的加入,沉淀逐渐溶解得到澄清溶液,假设体积不变;-lgc与pH的关系如图所示,c为或物质的量浓度的值。回答以下问题:
①a曲线表示 (填“M2+”或“”)的-lgc与pH的关系。
②pH=10时,溶液中M元素的存在形式为 。(填化学式)。
【答案】(1)13
(2)BD
(3) CH3COOH DE
(4) M2+ M(OH)2
【详解】(1)T℃时,纯水中c(H+)=1×10-6mol/L,此时水的离子积为1×10-12,该温度下,100mLpH=a的稀硫酸与10mLpH=b的NaOH溶液混合,溶液呈中性,即有100×10-3L×10-amol/L=10×10-3L×10b-12mol/L,解得a+b=13,故答案为13;
(2)醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,
A.滴加少量浓盐酸,溶液中c(H+)增大,抑制醋酸的电离,故A不符合题意;
B.加水稀释,微粒浓度减小,促进醋酸的电离,故B符合题意;
C.加入少量醋酸钠晶体,溶液中c(CH3COO-)增大,抑制醋酸的电离,故B不符合题意;
D.醋酸的电离为吸热过程,升高温度,促进醋酸的电离,故D符合题意;
答案为BD;
(3)①电离平衡常数越大,说明弱电解质电离程度越大,根据表格数据可知,醋酸的电离平衡常数最大,即醋酸的的酸性最强,化学式为CH3COOH;故答案为CH3COOH;
②HCN的电离平衡常数为4.9×10-10,电离程度微弱,达到平衡后,溶液中c(HCN)约为0.10mol/L,HCN电离出的c(H+)≈c(CN-),将数值代入表达式为Ka=,解得c(H+)=7.0×10-6mol/L,故答案为7.0×10-6;
③氯水中存在Cl2+H2OHCl+HClO,增强漂白性,需要提高c(HClO),
A.HClO具有强氧化性,能将S2-氧化,溶液c(HClO)降低,加入硫化钠,不能提高漂白性,故A不符合题意;
B.NaOH能与HCl、HClO反应,导致c(HClO)降低,漂白性降低,故B不符合题意;
C.根据表中电离平衡常数数据可知,Na2CO3能与HClO反应,导致c(HClO)降低,漂白性降低,故C不符合题意;
D.电离出H+能力HCl>H2CO3>HClO>HCO,向氯水中加入碳酸氢钠,碳酸氢钠与盐酸反应,促进平衡向正反应方向移动,提高c(HClO),漂白性增强,故D符合题意;
E.电离出H+能力HCl>CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,加入醋酸钠,CH3COONa与盐酸反应,使平衡向正反应方向移动,提高c(HClO),漂白性增强,故E符合题意;
故答案为DE;
(4)①根据题中所给信息,向该盐溶液中加入浓氢氧化钠溶液,发生M2++2OH-=M(OH)2↓,c(M2+)降低,继续滴加NaOH,发生M(OH)2+2OH-=M(OH),c[M(OH)]增大,根据图像可知,曲线a表示M2+的-lgc与pH的关系,曲线b表示M(OH)的-lgc与pH的关系,故答案为M2+;
②根据图像以及①分析,pH=10时,溶液中M元素的存在形式为M(OH)2,故答案为M(OH)2。
【能力提升】
1.(24-25高二上·浙江丽水·期末)下列说法正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性(100℃时,Kw=10-12)
B.将1×10-6 mol·L-1盐酸稀释1000倍,所得溶液的pH为9
C.常温下,水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,此溶液的pH一定为13
D.将pH=3的盐酸与醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,所得醋酸的pH较小
【答案】D
【详解】A.在100℃时,纯水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol/L,所以pH约为6,但由于纯水中c(H+)=c(OH-),因此此时纯水仍为中性,而不是显酸性,A错误;
B.将1×10-6 mol/L盐酸稀释1000 mL,HCl电离产生的c(H+)=1×10-9 mol/L,此时溶液中水电离产生的H+不能忽略,溶液仍然显酸性,因此所得溶液的pH不可能为9,B错误;
C.常温下,水电离出的c(H+)为1×10-13mol/L<1×10-7 mol/L,水电离受到了抑制作用,可能是加入了酸,也可能是加入了碱,若加入酸,此溶液的pH为1,若加入碱,则该溶液的pH为13,C错误;
D.HCl是强酸,完全电离,将pH=3的盐酸,c(H+)=10-3 mol/L,将1 mL稀释至100 mL,此时溶液中c(H+)=10-5 mol/L,溶液pH=5;醋酸是弱酸,在溶液中存在电离平衡,主要以CH3COOH分子存在,pH=3时,c(CH3COOH>c(H+)=10-3 mol/L,当将该溶液1 mL稀释至100 mL,假设醋酸电离平衡不移动,此时溶液中c(H+)=10-5 mol/L;稀释时使醋酸的电离平衡正向移动,导致溶液中c(H+)>10-5 mol/L,使溶液的pH<5,可见所得醋酸的pH较小,D正确;
故答案为D。
2.(24-25高二上·云南昆明·阶段练习)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
【详解】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。
3.(24-25高二上·江苏镇江·期末)时水的电离达到平衡:H2OH++OH-△H>0,下列叙述不正确的是
A.将水加热,增大
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体,水的电离受到抑制
C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度为,则该溶液一定显碱性
D.向水中滴入少量溶液,平衡逆向移动,降低
【答案】C
【详解】A.将水加热,水的电离程度变大,氢离子和氢氧根离子浓度变大,增大,A正确;
B.硫酸氢钠溶于水电离出氢离子,向水中加入少量硫酸氢钠固体,氢离子浓度变大,H2OH++OH-平衡逆向移动 ,水的电离受到抑制,B正确;
C.某溶液中由水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度为,说明水的电离受到抑制,溶液pH可能为12,也可能是2,则该溶液可能显碱性也可能显酸性,C错误;
D.滴入少量KOH溶液,氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,c(H+)降低,D正确;
故选C;
4.(24-25高二上·内蒙古包头·期末)溶液的酸碱性对人类的生产,生活有十分重要的影响。下列有关叙述中正确的是
A.100℃时纯水的,所以纯水在100℃时显酸性
B.将的盐酸稀释1000mL,所得溶液的pH为9
C.醋酸溶液与等体积水混合后
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
【答案】D
【详解】A.纯水在100℃时pH=6,但此时水的离子积Kw增大,和OH-浓度相等,仍为中性,A错误;
B.盐酸为强酸,稀释时pH趋近于7但不会超过7,稀释1000倍后pH≈7而非9,B错误;
C.0.2mol/L醋酸稀释后浓度为0.1mol/L,但醋酸为弱酸,浓度远小于0.1mol/L,pH>1,C错误;
D.pH=3的醋酸浓度远高于pH=11的NaOH,反应后醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7,D正确;
故选D。
5.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)已知常温下,物质的量浓度均为0.1mol/L的三种溶液:①CH3COOH溶液、②NaOH溶液、③CH3COONa溶液。下列叙述正确的是
A.①中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-),
B.①与②等体积混合后水的电离程度小于①与③等体积混合后水的电离程度
C.①与③等体积混合后,溶液呈酸性,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.①与②等体积混合后,c(CH3COO-)小于③的浓度的
【答案】D
【详解】A.在溶液中存在平衡:、,醋酸电离出的和的量是相等的,但由于还存在的微弱电离,可知总的来自醋酸分子的电离和水的电离,所以,综合可知有:,A错误;
B.①与②等体积混合后恰好反应生成,的水解促进水的电离,①与③等体积混合后,①中电离产生的会抑制水的电离,因此总体上看①与②等体积混合后水的电离程度大于①与③等体积混合后水的电离程度,B错误;
C.①与③等体积混合后,溶液呈酸性,说明的电离程度大于的水解程度,则有:,C错误;
D.①与②等体积混合后恰好反应生成,体积大约为原来的2倍,如果不水解,其浓度约为③的,由于为弱酸强碱盐,越稀越水解:,水解平衡正向移动,因此的浓度小于③的,D正确;
故答案为:D。
6.(24-25高二上·广东广州·期中)下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
【答案】C
【详解】A.混合后溶液显碱性,说明BOH过量,则BOH为弱碱,A错误;
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,电离平衡正移,大于原溶液的,故1<pH<2,即证明醋酸为弱酸,C正确;
D.温度升高,Kw值增大,100℃时,Kw=10-12,故pH=6的纯水中为中性,D错误;
答案选C。
7.(24-25高二上·浙江·期中)下列说法正确的是(温度均为)
A.的和的溶液等体积混合后溶液呈中性
B.氨水和溶液等体积混合后的溶液呈酸性
C.的溶液中,由水电离出来的
D.的硝酸和的氢氧化钡溶液按照体积比为9:1混合(忽略混合后溶液体积变化),混合液的为10
【答案】D
【详解】A.是弱酸,在溶液中部分电离,的和的溶液等体积混合,过量,溶液呈酸性,A错误;
B.二者溶液浓度未知,无法判断等体积混合后溶液的酸碱性,B错误;
C.的溶液中,由水电离出来的,C错误;
D.的硝酸和的氢氧化钡溶液按照体积比为9:1混合,混合后:,,混合液的为10,D正确;
答案选D。
8.(25-26高二上·山西·阶段练习)请回答下列问题:
(1)25 ℃某溶液由水电离出的,请探究该溶液的pH可能是 。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是 (填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与溶液反应放出气体
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多
(3)某温度时,某水溶液中的,,中和的关系如图所示:
Ⅰ、该温度下,若氢氧化钠溶液中,则其pH= (已知lg5≈0.7)。
Ⅱ、该温度下,将pH=a的溶液V1 L 与的溶液V2 L 混合(忽略体积变化)。
①溶液与溶液混合显中性的离子方程式为 。
②若所得混合溶液呈中性,且,,则V1:V2 = 。
【答案】(1)2或12
(2)b e
(3) 11.7 1:1
【详解】(1)若为酸溶液,则,则溶液中,即;若为碱溶液则,则,故答案为:2或12;
(2)a.溶解性与电解质强弱无关,醋酸和水能以任意比例混溶,不能证明醋酸是弱电解质,不选a;
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子,说明醋酸部分电离,则醋酸是弱电解质,故选b;
c.醋酸与溶液反应放出气体,说明醋酸的酸性比碳酸的酸性强,不能说明醋酸是弱电解质,故不选c;
d.的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色,说明醋酸溶液呈酸性,不能说明醋酸是弱电解质,故不选d;
e.等体积等pH的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多,说明醋酸的浓度大于盐酸,则醋酸是弱电解质,故选e;
故答案选be;
(3)Ⅰ、据图可知,该温度下,,若氢氧化钠溶液中,则,则,故答案为:11.7;
Ⅱ、①溶液与溶液混合显中性,即中的全部反应,其离子方程式为,故答案为:;
②根据已知、,则pH=12的溶液,,体积为V1 L; 的溶液,体积为V2 L;若要所得混合溶液呈中性,则,即,故答案为:1:1。
9.(24-25高二上·黑龙江哈尔滨·阶段练习)酸碱的研究具有重要意义。
I.25℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示。
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)浓度均为0.1mol/L的、HClO、溶液中,由大到小的排列是 。
(2)亚磷酸为二元酸,是 (填“酸式盐”、“碱式盐”或“正盐”)。
II.常温下,浓度均为、体积均为的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示。
(3)MOH的电离程度c点 d点(填“>”,“<”或“=”)
(4)加水稀释过程中,ROH溶液中下列表达式的数值变大的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(5)时,MOH和ROH溶液中, (填“>”,“<”或“=”)
(6)时,MOH和ROH两种溶液中,水电离的的比值是 。
【答案】(1)>>HClO
(2)正盐
(3)=
(4)C
(5)=
(6)1:10
【详解】(1)多元弱酸的电离以第一步电离为主,电离平衡常数能够衡量弱电解质电离程度大小,根据表格中数据,可知酸性强弱顺序是H3PO3>CH3COOH>HClO,即浓度均为0.1mol/L三种酸溶液中,c(H+)由大到小顺序是H3PO3>CH3COOH>HClO;故答案为H3PO3>CH3COOH>HClO;
(2)H3PO3为二元酸,其电离方程式为H3PO3H++H2PO、H2POH++HPO,因此Na2HPO3是正盐;故答案为正盐;
(3)根据图像可知,常温下,0.1mol/LMOH的pH=13,说明MOH为强电解质,完全电离,因此MOH的电离程度c点=d点,故答案为=;
(4)根据图像可知,ROH为弱碱,在水中部分电离,存在ROHR++OH-。
A.加水稀释过程,促进ROH的电离,但c(OH-)减小,故A不符合题意;
B.加水稀释过程,促进ROH的电离,但c(R+)减小,故B不符合题意;
C.同一溶液中,加水稀释过程,促进ROH的电离,n(OH-)增大,n(ROH)减小,因此该比值增大,故C符合题意;
D.,Kb、Kw只受温度的影响,加水稀释,温度不变,因此Kb、Kw不变,即该比值不变,故D不符合题意;
答案为C;
(5)MOH溶液中存在:c(M+)+c(H+)=c(OH-),ROH溶液中存在:c(R+)+c(H+)=c(OH-),pH=10时,两种溶液中c(H+)、c(OH-)均相同,即c(M+)=c(R+),故答案为=;
(6)根据图像可知,lg=2时,MOH溶液中水电离的c(H+)=10-11mol,ROH溶液中水电离的c(H+)=10-10mol,水电离出的c(H+)等于水电离出的c(OH-),因此lg=2时,两种溶液中水电离出c(OH-)的比值为10-11∶10-10=1∶10,故答案为1∶10。
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