3.2 水的电离和溶液的pH【上好课】高二化学深度学习辅导讲义(人教版选择性必修1)
2025-12-25
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2份
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精品
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 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 水的电离及溶液的酸碱性 |
| 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 | ZIP |
| 文件大小 | 3.61 MB |
| 发布时间 | 2025-12-25 |
| 更新时间 | 2025-12-25 |
| 作者 | 水木清华化学工作室 |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-11-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54719569.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
要点 1 水的电离和水的离子积
1.水的离子积
概念
当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,这个常数叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记作Kw
表达式
Kw=c(H+)·c(OH-),25 ℃时,Kw=1.0×10-14
影响因素
只与温度有关,升高温度Kw增大,与溶液的酸碱性无关
适用范围
适用于纯水和稀的电解质溶液
2.水的电离平衡的影响因素
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
3.水的电离平衡曲线的理解与识别
某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
4.酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法
(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制,但c水(H+)=c水(OH-)。
(2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=(忽略水电离出的H+的浓度),酸电离的H+浓度认为是溶液中总c(H+)。
(3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=(忽略水电离出的OH-的浓度),碱电离的OH-浓度认为是溶液中总c(OH-)。
要点 2 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)浓度的关系
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
①c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。
②c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
③c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性。
2.溶液的pH与c(H+)及酸碱性的关系
计算公式
pH=-lgc(H+)
意义
pH越大,溶液的碱性越强;
pH越小,溶液的酸性越强
溶液酸碱性与pH的关系(常温下)
pH<7,为酸性溶液;
pH=7,为中性溶液;
pH>7,为碱性溶液
适用范围
1×10-14 mol·L-1<c(H+)<1 mol·L-1
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)利用pH试纸测定。使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
①广泛pH试纸:其pH范围是1~14(最常用),可以识别的pH差约为1。
②精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。
③专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
(2)用pH计测量。
pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的pH。其量程为0~14。
(3)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lgc(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
4.pH相等的强酸、弱酸、强碱、弱碱稀释规律
(1)稀释过程中强酸、强碱比弱酸、弱碱的pH变化快;
(2)当稀释相同的倍数时,强酸、强碱pH变化大于弱酸、弱碱;
(3)当稀释至pH相同时,弱酸、弱碱稀释的倍数大。
要点 3 有关pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液,pH=-lgc(H+)。
(2)强碱溶液,c(H+)=,pH=-lg c(H+)。
2.混合溶液pH的计算
(1)强酸溶液与强酸溶液混合
c混(H+)=,然后再求pH。
强酸溶液与强酸溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后pH=pH小+0.3。
(2)强碱溶液与强碱溶液混合
c混(OH-)=,c(H+)=,再求pH。
强碱溶液与强碱溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后的pH=pH大-0.3。
(3)强酸溶液与强碱溶液混合
①常温下,若恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7;
酸过量:c混(H+)=,pH=-lg c混(H+);
碱过量:c混(OH-)=,c(H+)=,pH=-lg c(H+)。
②常温下,酸、碱溶液等体积混合,且酸与碱溶液的pH之和为14时,若为强酸与强碱,则pH=7;若为强酸与弱碱,则pH>7;若为弱酸与强碱,则pH<7。
要点 4 酸碱中和滴定
1.实验仪器
仪器
2.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前准备
①检查:使用滴定管前,首先要检查是否漏水。
②润洗:滴定管加入酸、碱反应液之前,先用蒸馏水洗涤干净,然后分别用待装液润洗2~3遍。
③装液:分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上处。
④调液:调节活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。
⑤放液:从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中,并滴2~3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。
(2)滴定
①左手握滴定管活塞,右手摇动锥形瓶。
②眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
③终点判断:当滴入最后半滴标准液时,刚好使锥形瓶中的溶液变色,且在半分钟内不变色,即到滴定终点。读数并记录。
(3)实验数据的处理
重复滴定操作2~3次,代入各次滴定所得数据,求出NaOH浓度,再求其平均值。
3.中和滴定实验注意事项
(1)酸式滴定管不能盛碱性溶液(如NaOH、Na2CO3溶液等);碱式滴定管不能盛酸性和强氧化性溶液(如酸性KMnO4溶液等)。
(2)滴定管在使用前要检漏,装液前除用蒸馏水洗净外,还须用待盛的溶液润洗。
(3)锥形瓶不用待测液润洗,装待测液前也不需要干燥。
(4)滴定速率,先快后慢。当接近终点时应一滴一摇动。眼睛应注意锥形瓶内溶液颜色的变化。
4.指示剂的选择
选择指示剂要求变色明显(一般不选用石蕊),指示剂变色时溶液的pH与溶液恰好中和时的pH要尽量吻合。当强酸、强碱相互滴定时,由于生成的盐溶液呈中性,故可以选择酚酞或甲基橙作指示剂;强酸、弱碱相互滴定时,生成的盐溶液呈酸性,应选择甲基橙作指示剂;强碱、弱酸相互滴定时,生成的盐溶液呈碱性,应选择酚酞作指示剂。
指示剂操作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
——
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
要点 5 中和滴定曲线
1.pH的突变
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时,很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变。
2.强酸与强碱滴定过程中pH曲线
如以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸的滴定曲线如下
3.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度等体积
的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积
的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
4.中和滴定曲线的分析
首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
要点 6 中和滴定的误差分析
1.误差分析依据
分析误差要根据计算式:c待测=,当用标准液滴定待测液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小由V标准的大小决定。
2.常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例)
步骤
操作
V标准
c待测
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用标准溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶液无变化
变大
偏高
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
3.注意事项
在进行误差分析时,要特别注意弄懂俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
命题点 1 水的电离及Kw的理解
典例1(25-26高二上·北京·期中)水的电离过程为,在不同温度下其离子积为,,则下列叙述正确的是
A.溶液pH随着温度的升高而升高
B.在的纯水中时,
C.水的离子积
D.水的电离是一个吸热过程
变式1(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)下列溶液一定呈中性的是
A.由等体积、等物质的量浓度的硫酸跟NaOH溶液混合后所形成的溶液
B.c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液
C.pH=7的溶液
D.c(H+)=c(OH-)的溶液
变式2(25-26高二上·河南洛阳·期中)已知常温下,常温下向100 mL pH=3的HF溶液中加水稀释直至溶液体积为1 L,下列说法错误的是
A.pH=3的HF溶液中由水电离出的
B.稀释后溶液pH=4
C.稀释过程中可能存在
D.稀释过程中水的电离程度逐渐增大
命题点 2 水电离平衡的影响因素
典例2(25-26高二上·北京·期中)室温下,水的电离达到平衡:,下列叙述不正确的是
A.向水中加入少量金属,水的电离平衡正向移动,增大
B.向水中加入少量,水的电离平衡逆向移动,溶液的增大
C.向水中加入少量,水的电离程度减小,增大
D.向水中加入少量固体,溶液呈中性,水的电离平衡不移动
变式1(25-26高二上·全国·期中)时,纯水中存在平衡:,下列叙述正确的是
A.向纯水中通入氨气,平衡逆向移动,溶液中降低
B.将纯水加热,增大,pH不变
C.向水中加入少量冰醋酸,平衡逆向移动,降低
D.时,溶液中水电离的
变式2(25-26高二上·四川成都·期中)常温下,在纯水中加入下列物质,水的电离受到促进的是
A. B. C. D.
命题点 3 水的电离的应用
典例3(25-26高二上·四川成都·期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使酚酞显红色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.加入铝粉产生氢气的溶液:、、、
D.常温下,水电离产生mol/L的溶液中:、、、
变式1(25-26高二上·湖南·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.水电离出的 的溶液:、、、
D.澄清透明的溶液:、、、
变式2(25-26高二上·河北·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使酚酞变红的溶液中:
B.澄清透明的溶液中:
C.水电离产生的的溶液中:
D.的溶液中:
命题点 4 水的电离平衡图像分析
典例4(25-26高二上·四川成都·期中)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中五点间的关系
B.若从A点到D点,可采用在水中加入少量酸的方法
C.若处在B点时,将的硫酸与的KOH等体积混合后,溶液显中性
D.若从A点到C点,可用升温的方法
变式1(25-26高二上·江西南昌·期中)不同温度下,水溶液中与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.b点对应的醋酸溶液中,由水电离出的
C.d点对应的水溶液中,可能有、、大量存在
D.T℃时,的溶液的
变式2(25-26高二上·河南·期中)水的电离平衡曲线如图所示。在T℃时,向蒸馏水中加入金属Na,保持温度不变,反应后得到对应c点的溶液。下列说法正确的是
A.
B.若加入NaOH会促进水的电离
C.c点对应溶液的
D.若b点为稀盐酸溶液,由水电离出的为 mol/L
命题点 5 溶液酸碱性的判断
典例5(25-26高二上·重庆·期中)室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.10mL 0.01mol/L盐酸和5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合
B.0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
D.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
变式1(25-26高二上·北京·期中)常温下,下列各组溶液等体积混合后,pH一定大于7的是
A.pH=2的HCl与pH=12的Ba(OH)2
B.pH=2的H2SO4与pH=12的Ba(OH)2
C.0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2
D.0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2
变式2(25-26高二上·河北·期中)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
命题点 6 溶液pH的计算
典例6(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
变式1(25-26高二上·全国·期中)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
变式2(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
命题点 7 中和滴定操作及误差分析
典例7(25-26高二上·江苏南京·期中)下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.调控滴定速度
B.碱式滴定管排气泡
C.转移溶液
D.量取15.00 mL NaOH溶液
变式1(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期中)用的溶液来测定未知浓度醋酸溶液,下列操作中可能使所测醋酸溶液的浓度数值偏高的是
A.水洗涤后的酸式滴定管未用醋酸溶液润洗就直接注入醋酸溶液,并移取的醋酸溶液于锥形瓶中
B.滴定快达终点时,用蒸馏水洗涤锥形瓶的瓶壁,然后继续滴定至终点
C.用甲基橙作指示剂滴至橙色变黄色后,要等30秒,若溶液不褪色表明达到滴定终点
D.读取溶液体积时,开始俯视读数,滴定结束时仰视读数
变式2(24-25高二下·湖北随州·期中)用0.1000 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验说法中,不正确的是
A.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次
B.用酸式滴定管盛装0.1000 mol·L-1 HCl溶液
C.本实验可选用酚酞作指示剂
D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
命题点 8 中和滴定曲线
典例8(25-26高二上·湖南常德·期中)室温下,向20.00 mL盐酸中滴加0.1000 mol·L−1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7。下列说法错误的是
A.盐酸的浓度为0.1000 mol·L−1
B.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
C.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
变式1(25-26高二上·黑龙江绥化·期中)如图是常温下向20.00 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是
A.原盐酸的浓度为0.10 mol·L-1 B.x的值为2.00
C.pH=12时,V的值为20.40 D.若配制NaOH溶液的固体中含有KOH杂质,则x<20.00
变式272.(24-25高二上·重庆·期中)常温时,向溶液中滴加溶液,滴定曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.该滴定过程第一滴定终点应该选择甲基橙溶液作指示剂
B.反应的平衡常数
C.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为:
D.Y点对应的溶液中
点拨 1 酸碱溶液中水的电离和水的离子积的理解
1.25 ℃时,Kw=1.0×10-14,不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
2.在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c水(H+)与c水(OH-)一定相等。Kw=c(H+)·c(OH-)中,c(H+)、c(OH-)均指整个溶液中所有H+和OH-的总物质的量浓度。
3.Kw只与温度有关,温度升高,Kw增大。
4.室温下,由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)<10-7 mol·L-1时,可能是加酸或加碱抑制了水的电离。
点拨 2 溶液酸碱性的理解与判断
1.酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质。
2.判断溶液的酸碱性应比较H+、OH-浓度的相对大小,不受温度影响。溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)相对大小;c(H+)=c(OH-)为中性;c(H+)>c(OH-)为酸性;c(H+)<c(OH-)为碱性。
3.溶液的酸碱性也不能根据pH的大小来判断,因为受温度影响。
点拨 3 溶液pH计算的一般思维模型
点拨 4 溶液混合后酸碱性的判断方法
1.等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
2.室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
3.室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
(1)若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
(2)若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
(3)若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
点拨 5 滴定曲线分析步骤
首先看横、纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。但要注意中性点与恰好反应点的区别。
◆能力强化练
1.(25-26高二上·河南洛阳·期中)化学实验中会使用到多种试纸,下列有关试纸的使用正确的是
A.用干燥的pH试纸测定氯水的pH
B.用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气
C.用湿润的pH试纸测定盐酸的pH
D.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验氯气
2.(25-26高二上·重庆万州·期中)滴定实验时,必须要按以下要求做的是
A.锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干
B.酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应待装溶液润洗
C.待测液一定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中
D.滴定前读数要求精确,凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上
3.(24-25高二上·天津河北·期中)下列有关滴定实验说法正确的是
A.锥形瓶使用前需用待测液醋酸润洗
B.可用该滴定管量取一定体积的溶液
C.碱式滴定管滴定前要排气泡
D.用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱,滴定前后酸式滴定管读数方式如图所示,则测得碱的浓度偏大
4.(24-25高二上·天津南开·期末)用NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列操作会使实验结果偏小的是
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶使用前用盐酸润洗
C.滴定前滴定管内有气泡,终点读数时气泡消失
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定
5.(25-26高二上·海南·期中)下列说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.已知反应在低温下可自发进行,则
C.中和体积与pH都相同的HCl溶液和溶液所消耗的NaOH物质的量,HCl需要的小于
D.的醋酸溶液,加水稀释10倍后
6.(25-26高二上·河南新乡·期中)常温下,将一定浓度的NaOH溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线Ⅰ表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系
C.a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为
D.测量氨水的,若,则为弱电解质
7.(25-26高二上·重庆·期中)水的电离平衡图像如图所示,已知。下列说法正确的是
A.
B.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C.向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
D.温度下pH=4的盐酸中由水电离出的
8.(24-25高二上·北京海淀·期末)室温时,取未知浓度的盐酸10.00mL,用溶液滴定,滴定实验如图。下列说法不正确的是
A.图中操作有错误
B.滴定管装液前需要润洗
C.可用酚酞做指示剂
D.滴定时若锥形瓶中有液体溅出,测定结果偏高
9.(2025·广西·一模)某同学配制100mL 0.1000的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图1:用托盘天平称取0.4g NaOH固体来配制标准溶液
B.图2:配制标准溶液的定容操作
C.图3:碱式滴定管排气泡的操作
D.图4:用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸
10.(25-26高二上·重庆·期中)在下列给定条件下的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.无色溶液:、、、
B.能使pH试纸呈红色的溶液:、、、
C.水电离出的的溶液:、、、
D.加水稀释时值明显增大的溶液中、、、
◆综合拔高练
11.(25-26高二上·重庆·期中)下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是
A.用碱式滴定管量取20.00mL的溶液
B.在锥形瓶中加入的指示剂越多,滴定终点现象越明显
C.用标准盐酸滴定某氨水溶液,应选用酚酞作指示剂
D.用标准盐酸滴定某氨水溶液,滴定终点时俯视读数,导致测定结果偏低
12.(25-26高二上·广西南宁·期中)常温下,将pH均为3,体积均为的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积随的变化如图所示。下列说法正确的是
A.稀释相同倍数时: B.水的电离程度:
C.溶液中离子总物质的量: D.酸性强弱:HB>HA
13.(25-26高二上·浙江·期中)某温度下,重水中存在电离平衡 的离子积常数为 已知pD=-lgc(D+),该温度下有关分析不正确的是
A.0.01mol NaOD 溶于重水制成1L 溶液, pD=10
B.将pD=5的DCl的重水溶液稀释至原体积的100倍,所得溶液pD等于7
C.向30mL0.5mol/L NaOD的重水溶液中加入20mL0.5mol/L DCl的重水溶液(设混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液 pD=11
D.pD=10的NaOD 的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为
14.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期中)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.时纯水的,所以纯水在时显酸性
B.将的盐酸稀释到,所得溶液的为
C.将的盐酸稀释一倍后,变为 (已知)
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
15.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)现有常温下水电离出的均为的4种溶液:①溶液;②溶液;③溶液;④氨水。有关上述溶液的比较中,正确的是
A.等体积的①、②、③溶液分别与足量铝粉反应,生成的量②最小
B.②、③溶液等体积混合后,溶液显碱性
C.向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的④>③>①>②
D.①、④溶液混合后,若,则消耗溶液的体积:④>①
16.(25-26高二上·黑龙江绥化·期中)已知水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>E>A>D
B.若从A点到D点,可采用的措施是加入少量的NaOH固体
C.点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中c(OH-)为1×10-5 mol·L-1
D.若处在A点温度时,将c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液与c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液等体积混合后,溶液显中性
17.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)水的电离平衡图像如图所示,已知,下列说法正确的是
A.
B.各点对应的水的离子积:
C.温度下的盐酸中由水电离出的
D.向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
18.(24-25高二上·浙江温州·期中)室温下,向盐酸中滴加溶液,溶液的随溶液体积的变化如图。已知。下列说法不正确的是
A.与盐酸恰好完全反应时,
B.选择变色范围在突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.时,
19.(2025·江西宜春·一模)室温下时,向溶液中滴入溶液如图甲所示,溶液的与所加溶液的体积关系如图乙所示。下列说法错误的是
A.a点溶液
B.水的电离程度最大的时候加的溶液为
C.配稀盐酸时,应该洗涤量取浓盐酸后的量筒并将洗涤液转移到容量瓶中
D.如果将盐酸改为醋酸,则不能用甲基橙做指示剂
20.(24-25高二上·陕西西安·期中)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次
C.滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
◆高考真题练
1.(2025·重庆卷)下列实验操作符合规范的是
A.加热 B.定容 C.稀释 D.滴定
2.(2025·江苏卷)用草酸溶液滴定未知浓度的溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.读数
3.(2024·北京卷)下列实验的对应操作中,不合理的是
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用标准溶液滴定溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.配制一定物质的量浓度的溶液
4.(2024·山东卷)下列图示实验中,操作规范的是
A.调控滴定速度
B.用试纸测定溶液
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
5.(2023·广东卷节选)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
(1)上述滴定操作用到的仪器有________。
(2)该盐酸浓度为________ mol·L-1 。
6.(2023·海南卷节选)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。测定铁含量基本流程:将滤液在200 mL容量瓶中定容,移取25.00 mL,驱尽NO并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
(1)选用微量滴定管的原因是__________________________________。
(2)三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是__________________________________。
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725
(3)本实验中,使测定结果偏小的是________(填标号)。
a.样品未完全干燥
b.微量滴定管未用标准溶液润洗
c.灰渣中有少量炭黑
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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
要点 1 水的电离和水的离子积
1.水的离子积
概念
当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,这个常数叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记作Kw
表达式
Kw=c(H+)·c(OH-),25 ℃时,Kw=1.0×10-14
影响因素
只与温度有关,升高温度Kw增大,与溶液的酸碱性无关
适用范围
适用于纯水和稀的电解质溶液
2.水的电离平衡的影响因素
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
3.水的电离平衡曲线的理解与识别
某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
4.酸或碱溶液中c水(H+)、c水(OH-)的计算方法
(1)在酸或碱溶液中水的电离虽然受到抑制,但c水(H+)=c水(OH-)。
(2)酸溶液中c水(H+)=c水(OH-)=(忽略水电离出的H+的浓度),酸电离的H+浓度认为是溶液中总c(H+)。
(3)碱溶液中c水(OH-)=c水(H+)=(忽略水电离出的OH-的浓度),碱电离的OH-浓度认为是溶液中总c(OH-)。
要点 2 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)浓度的关系
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
①c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。
②c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
③c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性。
2.溶液的pH与c(H+)及酸碱性的关系
计算公式
pH=-lgc(H+)
意义
pH越大,溶液的碱性越强;
pH越小,溶液的酸性越强
溶液酸碱性与pH的关系(常温下)
pH<7,为酸性溶液;
pH=7,为中性溶液;
pH>7,为碱性溶液
适用范围
1×10-14 mol·L-1<c(H+)<1 mol·L-1
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)利用pH试纸测定。使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
①广泛pH试纸:其pH范围是1~14(最常用),可以识别的pH差约为1。
②精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。
③专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
(2)用pH计测量。
pH计也叫酸度计,该仪器可精密测量溶液的pH。其量程为0~14。
(3)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lgc(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
4.pH相等的强酸、弱酸、强碱、弱碱稀释规律
(1)稀释过程中强酸、强碱比弱酸、弱碱的pH变化快;
(2)当稀释相同的倍数时,强酸、强碱pH变化大于弱酸、弱碱;
(3)当稀释至pH相同时,弱酸、弱碱稀释的倍数大。
要点 3 有关pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液,pH=-lgc(H+)。
(2)强碱溶液,c(H+)=,pH=-lg c(H+)。
2.混合溶液pH的计算
(1)强酸溶液与强酸溶液混合
c混(H+)=,然后再求pH。
强酸溶液与强酸溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后pH=pH小+0.3。
(2)强碱溶液与强碱溶液混合
c混(OH-)=,c(H+)=,再求pH。
强碱溶液与强碱溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后的pH=pH大-0.3。
(3)强酸溶液与强碱溶液混合
①常温下,若恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7;
酸过量:c混(H+)=,pH=-lg c混(H+);
碱过量:c混(OH-)=,c(H+)=,pH=-lg c(H+)。
②常温下,酸、碱溶液等体积混合,且酸与碱溶液的pH之和为14时,若为强酸与强碱,则pH=7;若为强酸与弱碱,则pH>7;若为弱酸与强碱,则pH<7。
要点 4 酸碱中和滴定
1.实验仪器
仪器
2.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前准备
①检查:使用滴定管前,首先要检查是否漏水。
②润洗:滴定管加入酸、碱反应液之前,先用蒸馏水洗涤干净,然后分别用待装液润洗2~3遍。
③装液:分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中,使液面位于“0”刻度以上处。
④调液:调节活塞或玻璃球,使滴定管尖嘴部分充满反应液,并使液面处于“0”刻度或“0”刻度以下。
⑤放液:从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中,并滴2~3滴指示剂(甲基橙或酚酞)。
(2)滴定
①左手握滴定管活塞,右手摇动锥形瓶。
②眼睛注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
③终点判断:当滴入最后半滴标准液时,刚好使锥形瓶中的溶液变色,且在半分钟内不变色,即到滴定终点。读数并记录。
(3)实验数据的处理
重复滴定操作2~3次,代入各次滴定所得数据,求出NaOH浓度,再求其平均值。
3.中和滴定实验注意事项
(1)酸式滴定管不能盛碱性溶液(如NaOH、Na2CO3溶液等);碱式滴定管不能盛酸性和强氧化性溶液(如酸性KMnO4溶液等)。
(2)滴定管在使用前要检漏,装液前除用蒸馏水洗净外,还须用待盛的溶液润洗。
(3)锥形瓶不用待测液润洗,装待测液前也不需要干燥。
(4)滴定速率,先快后慢。当接近终点时应一滴一摇动。眼睛应注意锥形瓶内溶液颜色的变化。
4.指示剂的选择
选择指示剂要求变色明显(一般不选用石蕊),指示剂变色时溶液的pH与溶液恰好中和时的pH要尽量吻合。当强酸、强碱相互滴定时,由于生成的盐溶液呈中性,故可以选择酚酞或甲基橙作指示剂;强酸、弱碱相互滴定时,生成的盐溶液呈酸性,应选择甲基橙作指示剂;强碱、弱酸相互滴定时,生成的盐溶液呈碱性,应选择酚酞作指示剂。
指示剂操作
酚酞
甲基橙
强碱滴定强酸
无色变为浅红色
——
强酸滴定强碱
浅红色变为无色
黄色变为橙色
要点 5 中和滴定曲线
1.pH的突变
在酸碱反应过程中,溶液的pH会发生变化,对于强酸强碱的反应,开始时由于被中和的酸(或碱)浓度较大,加入少量的碱(或酸)对其pH的影响不大。当反应接近终点(pH≈7)时,很少量的碱(或酸)就会引起溶液pH突变。
2.强酸与强碱滴定过程中pH曲线
如以0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸的滴定曲线如下
3.强酸(碱)滴定弱碱(酸)pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度等体积
的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积
的氢氧化钠、氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
4.中和滴定曲线的分析
首先看纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。
要点 6 中和滴定的误差分析
1.误差分析依据
分析误差要根据计算式:c待测=,当用标准液滴定待测液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小由V标准的大小决定。
2.常见的误差分析(以用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液为例)
步骤
操作
V标准
c待测
洗涤
酸式滴定管未用标准溶液润洗
变大
偏高
碱式滴定管未用标准溶液润洗
变小
偏低
锥形瓶用待测溶液润洗
变大
偏高
锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
不变
无影响
取液
放出碱液的滴定管开始有气泡,放出液体后气泡消失
变小
偏低
滴定
酸式滴定管滴定前有气泡,滴定终点时气泡消失
变大
偏高
振荡锥形瓶时部分液体溅出
变小
偏低
部分酸液滴出锥形瓶外
变大
偏高
溶液颜色较浅时滴入酸液过快,停止滴定后再加一滴NaOH溶液无变化
变大
偏高
读数
滴定前读数正确,滴定后俯视读数(或前仰后俯)
变小
偏低
滴定前读数正确,滴定后仰视读数(或前俯后仰)
变大
偏高
3.注意事项
在进行误差分析时,要特别注意弄懂俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并会区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
命题点 1 水的电离及Kw的理解
典例1(25-26高二上·北京·期中)水的电离过程为,在不同温度下其离子积为,,则下列叙述正确的是
A.溶液pH随着温度的升高而升高
B.在的纯水中时,
C.水的离子积
D.水的电离是一个吸热过程
【答案】D
【解析】水的电离过程为,纯水中温度升高时平衡正移,增大,和等量增加,pH=-lg会降低,A错误;在35℃的纯水中时,和仍然相等,纯水始终呈中性,B错误;,,显然,C错误;温度升高导致增大,说明水的电离被促进,根据勒夏特列原理,水的电离是吸热过程,D正确;故选D。
变式1(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)下列溶液一定呈中性的是
A.由等体积、等物质的量浓度的硫酸跟NaOH溶液混合后所形成的溶液
B.c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液
C.pH=7的溶液
D.c(H+)=c(OH-)的溶液
【答案】D
【解析】硫酸是二元强酸,NaOH是一元强碱,等体积等浓度混合后H+过量,溶液呈酸性,A不符合题意;c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液是否中性取决于温度,若温度高于25℃(如100℃),此时溶液可能呈碱性,B不符合题意;pH=7是否为中性与温度有关,高于25℃时,中性溶液的pH小于7,C不符合题意;c(H+)=c(OH-)时,无论温度如何变化,溶液一定呈中性,D符合题意;故选D。
变式2(25-26高二上·河南洛阳·期中)已知常温下,常温下向100 mL pH=3的HF溶液中加水稀释直至溶液体积为1 L,下列说法错误的是
A.pH=3的HF溶液中由水电离出的
B.稀释后溶液pH=4
C.稀释过程中可能存在
D.稀释过程中水的电离程度逐渐增大
【答案】B
【解析】pH=3的HF溶液中,H+浓度为10-3 mol/L,此时OH-浓度为,水电离的H+浓度等于OH-浓度,A正确;HF是弱酸,稀释时电离度增大,H+浓度的减少幅度小于稀释倍数。稀释10倍后,pH不会达到4(强酸稀释10倍时pH=4),实际pH应介于3和4之间,B错误;若c(F-)=c(HF),此时:,故当时,c(F-)=c(HF),符合电离平衡关系,C正确;稀释过程中,H+浓度降低,对水的电离抑制减弱,水的电离程度逐渐增大,D正确;故选B。
命题点 2 水电离平衡的影响因素
典例2(25-26高二上·北京·期中)室温下,水的电离达到平衡:,下列叙述不正确的是
A.向水中加入少量金属,水的电离平衡正向移动,增大
B.向水中加入少量,水的电离平衡逆向移动,溶液的增大
C.向水中加入少量,水的电离程度减小,增大
D.向水中加入少量固体,溶液呈中性,水的电离平衡不移动
【答案】B
【解析】向水中加入金属Na,Na与H+反应,c(H+)减少,平衡正向移动,c(OH−)增大,A正确;加入CH3COOH会增加H+浓度,抑制水的电离,平衡逆向移动,酸性增强,pH应减小而非增大,B错误;NaHSO4电离出H+,抑制水的电离,c(H+)增大,水的电离程度减小,C正确;NaCl为中性盐,不影响水的电离平衡,溶液呈中性,平衡不移动,D正确;故选B。
变式1(25-26高二上·全国·期中)时,纯水中存在平衡:,下列叙述正确的是
A.向纯水中通入氨气,平衡逆向移动,溶液中降低
B.将纯水加热,增大,pH不变
C.向水中加入少量冰醋酸,平衡逆向移动,降低
D.时,溶液中水电离的
【答案】D
【解析】向纯水中通入氨气会增加OH-浓度,平衡逆向移动,但溶液中c(OH-)升高,A错误;加热纯水时Kw增大,但H+浓度增加导致pH减小(如pH从7变为6),B错误;加入冰醋酸会增大H+浓度,平衡逆向移动,但c(H+)升高而非降低,C错误;0.1mol/LNaOH溶液中,c(OH-)=0.1mol/L,由Kw=10-14得c(H+)=10-13mol/L,水电离的c(OH-)等于c(H+),即10-13mol/L,D正确;故选D。
变式2(25-26高二上·四川成都·期中)常温下,在纯水中加入下列物质,水的电离受到促进的是
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】水的电离平衡为。加入物质若消耗H+或OH-,会促进水的电离,据此分析;
【解析】NaCl为中性盐,不水解,对水的电离无影响,A不符题意;NaHSO4电离出H+,增加H+浓度,抑制水的电离,B不符题意;Na2CO3中水解(),消耗H+,使平衡右移,促进水的电离,C符合题意;NaOH电离出OH-,增加OH-浓度,抑制水的电离,D不符题意;故选C。
命题点 3 水的电离的应用
典例3(25-26高二上·四川成都·期中)下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使酚酞显红色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.加入铝粉产生氢气的溶液:、、、
D.常温下,水电离产生mol/L的溶液中:、、、
【答案】B
【解析】使酚酞显红色的溶液呈碱性,Fe2+和Mg2+会与OH⁻生成Fe(OH)2和Mg(OH)2沉淀,无法大量共存,A错误;=1.0×10-12的溶液为强碱性,Na⁺、[Al(OH)4]⁻、S2-、在碱性条件下无沉淀或氧化还原反应,可共存,B正确;加入铝粉产生H2的溶液可能为强酸性或强碱性;若为酸性,会与H+反应:,且在酸性环境中,与Al反应不能产生H2;若为碱性,Al3+会生成Al(OH)3沉淀,且与OH⁻反应:;这些离子不能大量共存,C错误;水电离的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液可能为强酸性或强碱性;若为酸性,会与H⁺反应:;若为碱性,所有离子可共存,但题目要求“一定”共存,D不符合题意;故选B。
变式1(25-26高二上·湖南·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使甲基橙显黄色的溶液:、、、
B.的溶液:、、、
C.水电离出的 的溶液:、、、
D.澄清透明的溶液:、、、
【答案】D
【解析】使甲基橙显黄色的溶液可能为酸性、中性或碱性,若溶液呈碱性,OH-会与Mg2+、Al3+反应生成沉淀,、,因此不能大量共存,A错误;的溶液,,溶液呈酸性,酸性条件下,具有强氧化性,Fe2+会被氧化,,因此不能大量共存,B错误;水电离出的 的溶液,水的电离被抑制,可能是酸性或碱性溶液,若为酸性溶液,S2-会与H+反应,;若为碱性溶液,会与OH-反应,,因此不能大量共存,C错误;、、、之间不发生反应,且溶液澄清透明,能大量共存,D正确;故选D。
变式2(25-26高二上·河北·期中)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.使酚酞变红的溶液中:
B.澄清透明的溶液中:
C.水电离产生的的溶液中:
D.的溶液中:
【答案】D
【解析】使酚酞变红的溶液呈碱性,会与OH-反应生成NH3·H2O,Cu2+会与OH-生成Cu(OH)2沉淀,不能大量共存,A错误;Al3+和[Al(OH)4]-(即AlO2-)在溶液中会发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀,不能共存,B错误;水电离的c(OH-)=1×10-12 mol/L,溶液可能为强酸性或强碱性。若为酸性,CH3COO-会与H+结合生成CH3COOH;若为碱性,Fe3+会生成Fe(OH)3沉淀,均不能共存,C错误;由=0.1 mol/L可得c(H+)=0.1 mol/L(pH=1,强酸性)。此时Fe2+在无强氧化性离子(如NO3-)的酸性溶液中可稳定存在,Na+、、Cl-也不发生反应,能大量共存,D正确;故选D。
命题点 4 水的电离平衡图像分析
典例4(25-26高二上·四川成都·期中)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中五点间的关系
B.若从A点到D点,可采用在水中加入少量酸的方法
C.若处在B点时,将的硫酸与的KOH等体积混合后,溶液显中性
D.若从A点到C点,可用升温的方法
【答案】C
【解析】Kw只与温度有关,温度越高Kw越大。A、D、E在25℃曲线(Kw=10-14),B在100℃曲线(Kw=10-12),C在两温度间(Kw介于10-14~10-12),故Kw:B>C>A=D=E,A正确;A点为25℃纯水(c(H+)=c(OH-)=10-7),D点c(H+)增大、c(OH-)减小,温度不变(Kw=10-14),加入少量酸可使c(H+)增大、抑制水的电离使c(OH-)减小,B正确;B点为100℃,Kw=10-12。pH=2的硫酸中c(H+)=10-2mol/L,pH=12的KOH中c(OH-)=Kw/c(H+)=10-12/10-12=1mol/L,等体积混合后n(OH-)>n(H+),溶液显碱性,C错误;A点为25℃纯水,升温促进水的电离,c(H+)、c(OH-)均增大,可从A点升温到C点,D正确;故选C。
变式1(25-26高二上·江西南昌·期中)不同温度下,水溶液中与的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.b点对应的醋酸溶液中,由水电离出的
C.d点对应的水溶液中,可能有、、大量存在
D.T℃时,的溶液的
【答案】D
【分析】根据水的离子积公式,曲线上任意一点的横、纵坐标乘积就是该温度下的。对于25℃曲线:取a点,,因此;对于T℃曲线:取c点,,因此。因为水的电离是吸热过程,所以当温度升高时,水的电离平衡正向移动,会增大。因为,所以,据此分析。
【解析】根据分析可知,A错误;醋酸抑制水的电离,b点对应的醋酸溶液中,B错误;d点溶液中,溶液呈碱性,含有大量的,与、均不能大量共存,C错误;T℃时,,的溶液中,,所以,D正确;故选D。
变式2(25-26高二上·河南·期中)水的电离平衡曲线如图所示。在T℃时,向蒸馏水中加入金属Na,保持温度不变,反应后得到对应c点的溶液。下列说法正确的是
A.
B.若加入NaOH会促进水的电离
C.c点对应溶液的
D.若b点为稀盐酸溶液,由水电离出的为 mol/L
【答案】C
【解析】T ℃时,水的离子积常数>(25 ℃时),水的电离为吸热过程,温度越高,水的离子积常数越大,则,A错误;若加入NaOH,增大,水的电离平衡向左移动,抑制水的电离,B错误;c点对应溶液的 mol/L,T ℃时,水的离子积常数,则mol/L,,C正确;b点(25 ℃)对应水的离子积为,溶液中, mol/L,水电离产生的等于水电离产生的,该点的溶液中由水电离产生的 mol/L,D错误;故选C。
命题点 5 溶液酸碱性的判断
典例5(25-26高二上·重庆·期中)室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.10mL 0.01mol/L盐酸和5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合
B.0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
D.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
【答案】C
【解析】10mL 0.01mol/L盐酸与5mL0.02mol/L的氢氧化钡溶液混合后,氢氧化钡过量,溶液呈碱性,pH>7,A不符合题意;醋酸为弱酸,NaOH为强碱,0.1mol/L的醋酸溶液和0.1mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合两者恰好完全反应生成醋酸钠,因醋酸根水解该溶液显碱性,pH>7,B不符合题意;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后醋酸过量,溶液显酸性,pH<7,C符合题意;pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积后H⁺与OH⁻物质的量相等,完全中和生成中性盐,pH=7,D不符合题意;故选C。
变式1(25-26高二上·北京·期中)常温下,下列各组溶液等体积混合后,pH一定大于7的是
A.pH=2的HCl与pH=12的Ba(OH)2
B.pH=2的H2SO4与pH=12的Ba(OH)2
C.0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2
D.0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2
【答案】C
【解析】pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,二者等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成氯化钡和水,溶液呈中性,故A不选;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 mol/L,二者等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成硫酸钡和水,溶液呈中性,故B不选;0.1 mol/L HCl与0.1 mol/L Ba(OH)2等体积混合,Ba(OH)2过量,溶液显碱性,故C选;0.1 mol/L H2SO4与0.1 mol/L Ba(OH)2等体积混合后,酸碱恰好完全反应生成硫酸钡和水,溶液呈中性,故D不选;故选C。
变式2(25-26高二上·河北·期中)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
【解析】当时,根据,可得,溶液一定呈中性,A正确;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;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;[]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。
命题点 6 溶液pH的计算
典例6(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
【解析】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;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;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;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;故选D。
变式1(25-26高二上·全国·期中)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】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;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;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;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。
变式2(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
【解析】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;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;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;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。
命题点 7 中和滴定操作及误差分析
典例7(25-26高二上·江苏南京·期中)下列图示中,实验操作或方法符合规范的是
A.调控滴定速度
B.碱式滴定管排气泡
C.转移溶液
D.量取15.00 mL NaOH溶液
【答案】D
【解析】调控滴定速度时,酸式滴定管应放在左手虎口处,使用左手拇指、食指和中指控制活塞,A错误;碱式滴定管排气泡需将尖嘴向上弯曲,挤压玻璃珠使溶液喷出带出气泡,B错误;转移溶液至容量瓶时,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端靠容量瓶刻度线以下内壁,烧杯嘴紧靠玻璃棒,C错误;NaOH溶液为强碱,应使用碱式滴定管量取,D正确;故选:D。
变式1(25-26高二上·黑龙江牡丹江·期中)用的溶液来测定未知浓度醋酸溶液,下列操作中可能使所测醋酸溶液的浓度数值偏高的是
A.水洗涤后的酸式滴定管未用醋酸溶液润洗就直接注入醋酸溶液,并移取的醋酸溶液于锥形瓶中
B.滴定快达终点时,用蒸馏水洗涤锥形瓶的瓶壁,然后继续滴定至终点
C.用甲基橙作指示剂滴至橙色变黄色后,要等30秒,若溶液不褪色表明达到滴定终点
D.读取溶液体积时,开始俯视读数,滴定结束时仰视读数
【答案】D
【解析】酸式滴定管未润洗导致醋酸被稀释,实际取用的醋酸物质的量减少,所需NaOH体积减少,测得浓度偏低,A错误;锥形瓶加水不影响醋酸物质的量,对滴定结果无影响。B错误;甲基橙的变色范围在酸性区间(pH≈4.4),而滴定终点应为碱性(pH≈8.7),导致NaOH用量不足,结果偏低,C错误;初始俯视读数使V₁偏小,终点仰视读数使V₂偏大,导致计算出的V(NaOH)偏大,结果偏高,D正确;故选D。
变式2(24-25高二下·湖北随州·期中)用0.1000 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液。有关该实验说法中,不正确的是
A.用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次
B.用酸式滴定管盛装0.1000 mol·L-1 HCl溶液
C.本实验可选用酚酞作指示剂
D.滴定结束时俯视酸式滴定管读数,测量结果偏低
【答案】A
【解析】用未知浓度的NaOH溶液润洗锥形瓶2~3次,导致锥形瓶中氢氧化钠的物质的量偏大,滴定时消耗标准液的体积偏大,测定结果偏高,所以锥形瓶不能润洗,A错误;HCl溶液呈酸性,中和滴定时,需要用酸式滴定管盛装0.1000 mol·L-1 HCl溶液,B正确;用0.1000 mol·L-1 HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定终点时生成NaCl,溶液呈中性,酚酞变色范围为8.2~10,因到达滴定终点时,pH出现突变,故强酸滴定强碱溶液可选用酚酞作指示剂,C正确;滴定结束时俯视酸式滴定管读数,读出的标准液体积偏小,导致测量结果偏低,D正确;故选A。
命题点 8 中和滴定曲线
典例8(25-26高二上·湖南常德·期中)室温下,向20.00 mL盐酸中滴加0.1000 mol·L−1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7。下列说法错误的是
A.盐酸的浓度为0.1000 mol·L−1
B.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
C.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】B
【解析】盐酸与NaOH溶液恰好完全反应时,二者物质的量相等,即。由题意及滴定曲线,等浓度酸碱中和时消耗体积相等,可知时达到终点,故,A正确;甲基橙变色范围为3.1-4.4(酸性较强),甲基红为4.4-6.2(更接近中性)。NaOH滴定HCl的pH突变范围通常覆盖4-10,甲基红变色范围在突变范围内,甲基橙可能在突变起点前变色,因此甲基橙误差更大,甲基红误差更小,B错误;指示剂变色范围在pH突变范围内时,少量试剂即可引起颜色变化,能更准确指示终点,减小实验误差,C正确;时,过量的物质的量为,溶液体积为,,(),,D正确;故选B。
变式1(25-26高二上·黑龙江绥化·期中)如图是常温下向20.00 mL的盐酸中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,溶液的pH随NaOH溶液的体积V(mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是
A.原盐酸的浓度为0.10 mol·L-1 B.x的值为2.00
C.pH=12时,V的值为20.40 D.若配制NaOH溶液的固体中含有KOH杂质,则x<20.00
【答案】A
【解析】 由图知,原盐酸的pH=1,则其浓度为0.10 mol·L-1,A正确;由图可知,当加入x mL0.10 mol·L-1 NaOH溶液时,pH=7,说明HCl与NaOH恰好完全反应,溶液中,即,计算出x=20.00,B错误;
C.pH=12时,氢氧化钠溶液过量,则混合溶液中:= mol/L,解得V值约为24.4,C错误; 若配制NaOH溶液的固体中含有KOH杂质,则所配氢氧化钠溶液浓度偏低,则x>20.00 ,D错误;故选A。
变式272.(24-25高二上·重庆·期中)常温时,向溶液中滴加溶液,滴定曲线如下图所示。下列说法错误的是
A.该滴定过程第一滴定终点应该选择甲基橙溶液作指示剂
B.反应的平衡常数
C.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为:
D.Y点对应的溶液中
【答案】B
【解析】第一滴定终点溶液呈酸性,应该选择甲基橙溶液作指示剂,A正确;根据W点可知c(H2A)=c(HA-),H2A的,根据Y点可知c(HA-)=c(A2-),H2A的,反应H2A+A2-=2HA-的 ,B错误;W点到到第一滴定终点X,H2A与氢氧化钠发生中和,到X点生成NaHA,离子方程式为:,C正确;根据电荷守恒,c(Na+)+ c(H+)=c(OH-) +c(HA-)+ 2c(A2-),Y点c(HA-)= c(A2-),所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-) +3c(HA-),D正确。答案选B。
点拨 1 酸碱溶液中水的电离和水的离子积的理解
1.25 ℃时,Kw=1.0×10-14,不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
2.在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c水(H+)与c水(OH-)一定相等。Kw=c(H+)·c(OH-)中,c(H+)、c(OH-)均指整个溶液中所有H+和OH-的总物质的量浓度。
3.Kw只与温度有关,温度升高,Kw增大。
4.室温下,由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)<10-7 mol·L-1时,可能是加酸或加碱抑制了水的电离。
点拨 2 溶液酸碱性的理解与判断
1.酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质。
2.判断溶液的酸碱性应比较H+、OH-浓度的相对大小,不受温度影响。溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)相对大小;c(H+)=c(OH-)为中性;c(H+)>c(OH-)为酸性;c(H+)<c(OH-)为碱性。
3.溶液的酸碱性也不能根据pH的大小来判断,因为受温度影响。
点拨 3 溶液pH计算的一般思维模型
点拨 4 溶液混合后酸碱性的判断方法
1.等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
2.室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
3.室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
(1)若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
(2)若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
(3)若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
点拨 5 滴定曲线分析步骤
首先看横、纵坐标,搞清楚是酸加入碱中,还是碱加入酸中;其次看起点,起点可以看出酸性或碱性的强弱;再次找滴定终点和pH=7的中性点,判断滴定终点的酸碱性,然后确定中性点(pH=7)的位置;最后分析其他的特殊点(如滴定一半点,过量一半点等),分析酸、碱过量情况。但要注意中性点与恰好反应点的区别。
◆能力强化练
1.(25-26高二上·河南洛阳·期中)化学实验中会使用到多种试纸,下列有关试纸的使用正确的是
A.用干燥的pH试纸测定氯水的pH
B.用湿润的蓝色石蕊试纸检验氨气
C.用湿润的pH试纸测定盐酸的pH
D.用湿润的碘化钾淀粉试纸检验氯气
【答案】D
【解析】氯水中的次氯酸具有强氧化性,会破坏pH试纸的指示剂,导致无法准确测定pH,A错误;检验氨气应使用湿润的红色石蕊试纸,现象为红色石蕊试纸变蓝,B错误;测溶液pH时,湿润试纸会稀释待测液,导致盐酸的pH测量值偏高,应使用干燥pH试纸,C错误;氯气与湿润的碘化钾淀粉试纸中的KI反应生成I2,I2遇淀粉变蓝,D正确;故选D。
2.(25-26高二上·重庆万州·期中)滴定实验时,必须要按以下要求做的是
A.锥形瓶用蒸馏水洗净后要烘干
B.酸式或碱式滴定管用水洗净后用相应待装溶液润洗
C.待测液一定要放在锥形瓶中,标准液一定要放在滴定管中
D.滴定前读数要求精确,凹液面的最低点在平视时必须在“0”刻度或“0”刻度以上的某一刻度上
【答案】B
【解析】锥形瓶洗净后无需烘干,残留蒸馏水不影响滴定结果,A错误;滴定管洗净后必须用待装溶液润洗,否则会稀释溶液导致误差,B正确;待测液和标准液的位置可互换,C错误;滴定前凹液面最低点应在“0”刻度或以下,而非以上,D错误;故选B。
3.(24-25高二上·天津河北·期中)下列有关滴定实验说法正确的是
A.锥形瓶使用前需用待测液醋酸润洗
B.可用该滴定管量取一定体积的溶液
C.碱式滴定管滴定前要排气泡
D.用已知浓度的酸滴定未知浓度的碱,滴定前后酸式滴定管读数方式如图所示,则测得碱的浓度偏大
【答案】C
【解析】滴定实验时,锥形瓶不需要润洗,A错误;酸式滴定管只能盛装酸性溶液或氧化性强的溶液,碳酸钠溶液显碱性,应该使用碱式滴定管,B错误;通过弯曲橡皮管向上,然后捏开玻璃珠,使气泡被溶液排除,C正确;滴定后俯视,则使用的标准溶液的体积偏小,会使结果偏小,D错误;故选C。
4.(24-25高二上·天津南开·期末)用NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸时,下列操作会使实验结果偏小的是
A.滴定终点读数时俯视
B.锥形瓶使用前用盐酸润洗
C.滴定前滴定管内有气泡,终点读数时气泡消失
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定
【答案】A
【解析】滴定终点读数时俯视,导致终点读数偏小,消耗标准NaOH溶液体积偏小,所测盐酸浓度偏小,A符合题意;锥形瓶用盐酸润洗,导致待测浓度的盐酸溶质偏多,消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,B不符合题意;滴定前滴定管内有气泡,导致起始读数偏小,终点读数正确,则消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,C不符合题意;滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准碱液进行滴定,而未用标准碱液润洗,标准碱液被稀释,导致消耗标准NaOH溶液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,D不符合题意;故选A。
5.(25-26高二上·海南·期中)下列说法正确的是
A.的溶液一定呈中性
B.已知反应在低温下可自发进行,则
C.中和体积与pH都相同的HCl溶液和溶液所消耗的NaOH物质的量,HCl需要的小于
D.的醋酸溶液,加水稀释10倍后
【答案】C
【解析】温度不同时,pH=7的溶液可能为酸性,也可能为碱性,也可能为中性,A错误;反应为熵减反应,在低温下可自发进行,则为放热反应,焓变小于0,B错误;pH相同的HCl溶液和CH3COOH溶液,CH3COOH的物质的量浓度要大,体积相同时CH3COOH中和能力比盐酸要强,故醋酸消耗的NaOH物质的量比盐酸要大,C正确;醋酸为弱酸,稀释过程中电离程度变大,pH = 3的醋酸溶液,稀释10倍后pH < 4,D错误;故选C。
6.(25-26高二上·河南新乡·期中)常温下,将一定浓度的NaOH溶液和氨水加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.两溶液稀释前的浓度相同
B.曲线Ⅰ表示氢氧化钠溶液的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系
C.a、b、c三点溶液的pH由大到小的顺序为
D.测量氨水的,若,则为弱电解质
【答案】D
【解析】稀释之前,两种溶液的导电能力相同,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,则氨水浓度应大于NaOH溶液浓度,即两溶液稀释前的浓度不相同,A错误;开始时两种溶液中离子浓度相同,加水稀释能促进一水合氨的电离,导致稀释后氨水中离子浓度大于NaOH溶液,则稀释后导电能力较强的为氨水,所以曲线Ⅰ表示氨水的导电能力随溶液体积的变化关系,曲线Ⅱ表示NaOH溶液的导电性与溶液体积的变化关系,B错误;NaOH溶液和氨水均为碱溶液,其溶液主要含有和阳离子,导电能力越强,说明离子浓度越大,碱性越强,pH越大,则三点溶液的pH大小顺序为,C错误;证明是弱电解质,可以测量氨水的,若,则只发生部分电离,说明为弱电解质,D正确;故选D。
7.(25-26高二上·重庆·期中)水的电离平衡图像如图所示,已知。下列说法正确的是
A.
B.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
C.向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
D.温度下pH=4的盐酸中由水电离出的
【答案】D
【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,水电离产生的c(H+)、c(OH-)增大,pH、pOH减小,则T1<T2。
【解析】由分析可知,T1<T2,A不正确;水的电离是一个吸热过程,温度越高,电离常数越大,由分析可知,f点温度高于b、d点,b、d点的温度相同,则各点对应的水的离子积:Kw(f)<Kw(b)=Kw(d),B不正确;向b点溶液通入少量HCl,此时溶液的酸性增强,c(H+)增大,但水的离子积不变,所以c(OH-)减小,pH减小,但pOH增大,其组成由b点沿斜线向d点方向移动,C不正确;由b点可知,温度下,,所以pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L,,D正确;故选D。
8.(24-25高二上·北京海淀·期末)室温时,取未知浓度的盐酸10.00mL,用溶液滴定,滴定实验如图。下列说法不正确的是
A.图中操作有错误
B.滴定管装液前需要润洗
C.可用酚酞做指示剂
D.滴定时若锥形瓶中有液体溅出,测定结果偏高
【答案】D
【解析】用溶液滴定未知浓度的盐酸,标准液应装在碱式滴定管中,图中操作有错误,A正确;滴定管清洗干净装液前需要润洗,B正确;NaOH和HCl恰好反应溶液呈中性,可以选择酚酞或甲基橙为指示剂,C正确;滴定时若锥形瓶中有液体溅出,溶质损失,测定结果偏低,D错误;故选D。
9.(2025·广西·一模)某同学配制100mL 0.1000的NaOH标准溶液并用其来滴定未知浓度的盐酸。下列实验操作正确的是
A.图1:用托盘天平称取0.4g NaOH固体来配制标准溶液
B.图2:配制标准溶液的定容操作
C.图3:碱式滴定管排气泡的操作
D.图4:用NaOH标准溶液滴定未知浓度的盐酸
【答案】C
【解析】NaOH易潮解,且容易腐蚀纸片,应用小烧杯称量,故A错误;定容操作应平视刻度线,故B错误;排碱式滴定管中的气泡时,把橡皮管向上弯曲,出口上斜,挤捏玻璃珠,使溶液从尖嘴快速喷出,故C正确;NaOH溶液应用碱式滴定管盛装,故D错误;故选C。
10.(25-26高二上·重庆·期中)在下列给定条件下的溶液中,一定能大量共存的离子组是
A.无色溶液:、、、
B.能使pH试纸呈红色的溶液:、、、
C.水电离出的的溶液:、、、
D.加水稀释时值明显增大的溶液中、、、
【答案】D
【解析】H+与可反应生成SO2和H2O,不能大量共存,A错误;能使pH试纸呈红色的溶液呈酸性,酸性溶液中与Fe2+发生氧化还原反应,生成Fe3+和NO等产物,不能大量共存,B错误;水电离的c(H+)=1.0×10-13 mol/L,表明水的电离受到抑制,溶液可能呈强酸性或强碱性,在酸性或碱性条件下均会发生转化,无法稳定存在,C错误;加水稀释时值明显增大,说明溶液可能呈碱性,Ba2+、Cl-、、Na+在碱性条件下互不反应且与OH-无反应,能大量共存,D正确;故选D。
◆综合拔高练
11.(25-26高二上·重庆·期中)下列关于酸碱中和滴定实验的说法正确的是
A.用碱式滴定管量取20.00mL的溶液
B.在锥形瓶中加入的指示剂越多,滴定终点现象越明显
C.用标准盐酸滴定某氨水溶液,应选用酚酞作指示剂
D.用标准盐酸滴定某氨水溶液,滴定终点时俯视读数,导致测定结果偏低
【答案】D
【解析】KMnO4溶液具有强氧化性,会腐蚀碱式滴定管的乳胶管,应使用酸式滴定管量取,A错误;指示剂只需少量即可,过量可能干扰颜色变化或引起误差,B错误;用强酸(盐酸)滴定弱碱(氨水),终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙(变色范围3.1-4.4),而非酚酞(变色范围8.2-10),C错误;俯视读数会导致记录的标准盐酸体积偏小,计算出的氨水浓度偏低,D正确;故选D。
12.(25-26高二上·广西南宁·期中)常温下,将pH均为3,体积均为的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积随的变化如图所示。下列说法正确的是
A.稀释相同倍数时: B.水的电离程度:
C.溶液中离子总物质的量: D.酸性强弱:HB>HA
【答案】B
【解析】由图可知,=2时,HA溶液的pH为5而HB溶液的pH小于5,说明HA为强酸而HB为弱酸,稀释相同倍数时,即相同时,此时HA的pH更大,则c(H+):HB>HA,HA为强酸完全电离,c(A-)=c(H+),HB为弱酸部分电离,c(B-)≈c(H+),故c(B-)>c(A-),A错误;水的电离程度受溶液中c(H+)影响,c(H+)越小,水的电离程度越大,a点pH小于5,b、c点pH=5,溶液中c(H+):b=c<a,则水的电离程度:b=c>a,B正确;a、c点溶液体积相同,c点pH大于a点,c点溶液中c(A-)<a点溶液中c(B-),溶液中离子总物质的量:a>c,b点相对于a点加水稀释,促进HB的电离,溶液中离子总物质的量:b>a,故溶液中离子总物质的量:b>a>c,C错误;HA稀释100倍(lg=2)pH由3→5(变化2个单位),为强酸,HB稀释100倍(lg=2)pH变化小于2个单位,为弱酸,酸性:HA>HB,D错误;故选B。
13.(25-26高二上·浙江·期中)某温度下,重水中存在电离平衡 的离子积常数为 已知pD=-lgc(D+),该温度下有关分析不正确的是
A.0.01mol NaOD 溶于重水制成1L 溶液, pD=10
B.将pD=5的DCl的重水溶液稀释至原体积的100倍,所得溶液pD等于7
C.向30mL0.5mol/L NaOD的重水溶液中加入20mL0.5mol/L DCl的重水溶液(设混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液 pD=11
D.pD=10的NaOD 的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为
【答案】B
【解析】0.01 mol NaOD溶于重水制成1 L溶液,。根据离子积常数,,pD=10,A正确;重水中性时pD=6,pD=5的DCl溶液稀释100倍,稀释后溶液接近中性,pD不会达到7,实际接近6,B错误;混合后,,,pD=11,C正确;pD=10的NaOD溶液中,,由重水电离的,D正确;故选B。
14.(25-26高二上·内蒙古呼和浩特·期中)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.时纯水的,所以纯水在时显酸性
B.将的盐酸稀释到,所得溶液的为
C.将的盐酸稀释一倍后,变为 (已知)
D.常温下,的醋酸与的氢氧化钠溶液等体积混合后
【答案】C
【解析】纯水在任何温度下均为中性,时是由于水的离子积增大,和浓度相等,仍为中性,A错误;盐酸为强酸,稀释时趋近于但不会超过,将的盐酸稀释倍后,,B错误;的盐酸(强酸)稀释一倍后,浓度由变为,(已知),计算正确,C正确;常温下,的醋酸浓度远高于的NaOH,等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,,D错误;故选C。
15.(25-26高二上·黑龙江大庆·期中)现有常温下水电离出的均为的4种溶液:①溶液;②溶液;③溶液;④氨水。有关上述溶液的比较中,正确的是
A.等体积的①、②、③溶液分别与足量铝粉反应,生成的量②最小
B.②、③溶液等体积混合后,溶液显碱性
C.向等体积溶液中分别加水稀释100倍后,溶液的④>③>①>②
D.①、④溶液混合后,若,则消耗溶液的体积:④>①
【答案】C
【解析】水电离出的c(H+)为1×10-11mol/LHCl溶液和NaOH溶液物质的量浓度都为0.001mol/L,CH3COOH溶液和氨水物质的量浓度都大于0.001mol/L;等体积的①、②、③溶液中溶质物质的量②>①=③,Al与HCl溶液、CH3COOH溶液、NaOH溶液反应的化学方程式分别为2Al+6HCl=2AlCl3+3H2↑、2Al+6CH3COOH=2(CH3COO)3Al+3H2↑、2Al+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑,生成H2的量①最少,A错误;②、③等体积混合,充分反应后,醋酸过量,溶液显酸性,B错误;稀释后,④氨水溶液因稀释促进一水合氨的电离,稀释后pH>9;③NaOH溶液稀释后的pH=9;①HCl溶液稀释后的pH=5;②CH3COOH溶液因稀释促进CH3COOH的电离,稀释后pH<5,则稀释后溶液的pH:④>③>①>②,C正确;①、④等体积混合,充分反应后,氨水过量,溶液呈碱性,要使溶液呈中性,则消耗溶液的体积:④<①,D错误;故选C。
16.(25-26高二上·黑龙江绥化·期中)已知水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.图中A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>E>A>D
B.若从A点到D点,可采用的措施是加入少量的NaOH固体
C.点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中c(OH-)为1×10-5 mol·L-1
D.若处在A点温度时,将c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液与c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】C
【解析】水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,所以温度越高,水的离子积常数越大,依据图可知,A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是B>C>A=E=D,A错误; 温度不变,Kw不变,向水中加入NaOH固体,溶液中c(OH-)变大,c(H+)变小,所以加入少量的NaOH固体不可以实现从A点到D点,B错误;B对应温度条件下,Kw=10-12,点B对应温度条件下,某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,此时溶液中,C正确;醋酸为弱酸,氢氧化钾为强碱,c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1的醋酸溶液浓度远大于c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的氢氧化钾溶液浓度,等体积混合,醋酸过量,溶液显酸性,D错误;故选C。
17.(25-26高二上·黑龙江哈尔滨·期中)水的电离平衡图像如图所示,已知,下列说法正确的是
A.
B.各点对应的水的离子积:
C.温度下的盐酸中由水电离出的
D.向b点溶液通入少量HCl,其组成由b点沿直线向c点移动
【答案】C
【解析】升高温度,促进水的电离,由水电离的、均增大,且=,对应的pH和pOH均减小,则温度:T1<T2,A错误;由A项分析可知,温度:T1<T2,升高温度,促进水的电离,由水电离的、均增大,水的离子积常数增大,由图可知,b、d点的温度相同,f点温度低于b、d点,则各点对应的水的离子积:Kw(f)<Kw (b)= Kw (d),B错误;由图可知,T2温度下水的离子积常数,温度下的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=1×10-10 mol/L,则此时由水电离出的c(H+)·c(OH-)=1×10-20,C正确;向b点溶液通入少量氯化氢,溶液中的增大,水的离子积常数不变,减小,导致pH减小、pOH增大,则组成由b点沿斜线向d点方向移动,D错误;故选C。
18.(24-25高二上·浙江温州·期中)室温下,向盐酸中滴加溶液,溶液的随溶液体积的变化如图。已知。下列说法不正确的是
A.与盐酸恰好完全反应时,
B.选择变色范围在突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的小
D.时,
【答案】D
【解析】NaOH与盐酸恰好完全反应时生成NaCl和水,NaCl为中性,常温下pH=7,故A正确;根据突变范围选择合适的指示剂,要求指示剂的指示范围与突变范围有重叠,所以选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,故B正确;甲基橙的指示范围是3.1~4.4,甲基红的指示范围是4.4~6.2,甲基红的指示范围与突变范围重叠更大,更能降低误差,所以选取甲基红作指示剂,误差比甲基橙的小,故C正确;V(NaOH)=30.00 mL时,NaOH过量10mL,溶液为碱性,溶液中c(OH-)=mol/L=0.02mol/L,所以溶液pH=14-(-lg0.02)=12.3,故D错误;故选D。
19.(2025·江西宜春·一模)室温下时,向溶液中滴入溶液如图甲所示,溶液的与所加溶液的体积关系如图乙所示。下列说法错误的是
A.a点溶液
B.水的电离程度最大的时候加的溶液为
C.配稀盐酸时,应该洗涤量取浓盐酸后的量筒并将洗涤液转移到容量瓶中
D.如果将盐酸改为醋酸,则不能用甲基橙做指示剂
【答案】C
【解析】由题干图像信息可知,a点为,此时溶液显酸性,则溶液中c(H+)=0.10mol/L,则pH=-lgc(H+)=1,A正确;随着NaOH溶液的加入,溶液中H+浓度减小,对水的电离的抑制作用也越来越小,当加入40mLNaOH,恰好反应,此时水的电离程度最大,再加入氢氧化钠,OH-抑制水的电离,B正确;用量筒量取液体体积时,其洗涤液不能转移到容量瓶, C错误;已知甲基橙的变色范围在3.3~4.1,强碱氢氧化钠滴定弱酸醋酸,恰好反应时生成醋酸钠溶液呈碱性,不能用甲基橙做指示剂,D正确;故选C。
20.(24-25高二上·陕西西安·期中)用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时,下列操作正确的是
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次
C.滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡
D.读数时视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
【答案】D
【解析】酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知浓度的盐酸,盐酸标准溶液被稀释,会使测定结果偏高,A错误;锥形瓶用蒸馏水洗净后,再用未知浓度的NaOH待测液润洗2~3次,相当于向锥形瓶中事先加入了一部分NaOH,会多耗用盐酸,会使测定结果偏高,B错误;滴定前没有排除滴定管尖嘴处的气泡,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=,会使测定结果偏高,C错误;读数时,应该平视液面最低点,即视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持一致,D正确;故选D。
◆高考真题练
1.(2025·重庆卷)下列实验操作符合规范的是
A.加热 B.定容 C.稀释 D.滴定
【答案】A
【解析】给试管中的物质加热时,液体体积不能超过试管容积的,且用酒精灯外焰加热,操作合理,A正确;定容时,视线应与刻度线保持水平,操作错误,B错误;稀释浓硫酸应遵循“酸入水”的原则,操作错误,C错误;氢氧化钠溶液呈碱性,应放在碱式滴定管中进行滴定,装置使用错误,D错误;故选A。
2.(2025·江苏卷)用草酸溶液滴定未知浓度的溶液。下列实验操作规范的是
A.配制草酸溶液
B.润洗滴定管
C.滴定
D.读数
【答案】D
【解析】转移或移液时需要用玻璃棒引流,A错误;润洗滴定管时应取少量标准液于滴定管中,倾斜着转动滴定管进行润洗,B错误;滴定时,应手持锥形瓶上端轻微地摇动锥形瓶,不能手持锥形瓶底端摇动,C错误;读数时,眼睛平视滴定管凹液面最低点,D正确;故选D。
3.(2024·北京卷)下列实验的对应操作中,不合理的是
眼睛注视锥形瓶中溶液
A.用标准溶液滴定溶液
B.稀释浓硫酸
C.从提纯后的溶液获得晶体
D.配制一定物质的量浓度的溶液
【答案】D
【解析】用HCl标准溶液滴定NaOH溶液时,眼睛应注视锥形瓶中溶液,以便观察溶液颜色的变化从而判断滴定终点,A项合理;浓硫酸的密度比水的密度大,浓硫酸溶于水放热,故稀释浓硫酸时应将浓硫酸沿烧杯内壁缓慢倒入盛水的烧杯中,并用玻璃棒不断搅拌,B项合理;NaCl的溶解度随温度升高变化不明显,从NaCl溶液中获得NaCl晶体采用蒸发结晶的方法,C项合理;配制一定物质的量浓度的溶液时,玻璃棒引流低端应该在容量瓶刻度线以下;定容阶段,当液面在刻度线以下约1cm时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水,D项不合理;故选D。
4.(2024·山东卷)下列图示实验中,操作规范的是
A.调控滴定速度
B.用试纸测定溶液
C.加热试管中的液体
D.向试管中滴加溶液
【答案】A
【解析】调控酸式滴定管的滴加速度,左手拇指、食指和中指轻轻向内扣住玻璃活塞,手心空握,所以A选项的操作符合规范;用pH试纸测定溶液pH不能将pH试纸伸入溶液中,B操作不规范;加热试管中的液体,试管中液体体积不能超过试管体积的三分之一,且手握试管夹时,应手握试管夹的长柄,不要把拇指按在短柄上,以免打开试管夹,使试管脱落,C操作不规范;向试管中滴加液体,胶头滴管应该在试管上方竖直悬空,且不应用两根手指捏住胶头滴管,否则挤压时胶头滴管会晃动,D操作不规范;故选A。
5.(2023·广东卷节选)盐酸浓度的测定:移取20.00 mL待测液,加入指示剂,用0.500 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00 mL。
(1)上述滴定操作用到的仪器有________。
(2)该盐酸浓度为________ mol·L-1 。
【答案】(1)AD (2)0.550 0
【解析】(1)滴定操作时需要用的仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台等,故选AD;(2)滴定时发生的反应为HCl+NaOH===NaCl+H2O,故c(HCl)===0.550 0 mol·L-1。
6.(2023·海南卷节选)某小组开展“木耳中铁元素的检测”活动。检测方案的主要步骤有:粉碎、称量、灰化、氧化、稀释、过滤、滴定等。测定铁含量基本流程:将滤液在200 mL容量瓶中定容,移取25.00 mL,驱尽NO并将Fe3+全部还原为Fe2+。用5 mL微量滴定管盛装K2Cr2O7标准溶液进行滴定。
(1)选用微量滴定管的原因是__________________________________。
(2)三次平行测定的数据如下表。针对该滴定数据,应采取的措施是__________________________________。
序号
1
2
3
标准溶液用量/mL
2.715
2.905
2.725
(3)本实验中,使测定结果偏小的是________(填标号)。
a.样品未完全干燥
b.微量滴定管未用标准溶液润洗
c.灰渣中有少量炭黑
【答案】(1)滴定更准确,节约试剂 (2)舍去第二次数据 (3)a
【解析】(1)木耳中铁含量较少,选用微量滴定管使实验微型化,滴定更准确,节约试剂;(2)三次平行滴定中,第二组数据偏差较大,应舍去。(3) 铁元素的含量=×100%,样品未完全干燥,使测定结果偏低,故选a;微量滴定管未用标准溶液润洗,标准溶液被稀释,使测定结果偏高,故不选b;灰渣中有少量炭黑,对测定结果无影响,故不选c。
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