专题02 水的电离与溶液pH的计算(重难点讲义)化学鲁科版选择性必修1
2026-10-22
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内容正文:
专题02 水的电离与溶液pH的计算
重难目标
1. 掌握水的电离平衡、水的离子积常数Kw含义及影响因素,分清水电离出的H +与溶液中的H +。
2. 理解溶液酸碱性本质,熟练进行单一酸、碱溶液的pH计算,掌握稀释后pH变化规律。
3. 学会强酸强碱混合、酸碱中和后体系的pH计算方法,能够判断混合后溶液酸碱性。
4. 辨析易错点:
Kw只受温度影响;酸、碱抑制水的电离,可水解盐促进水的电离;区分 “溶液中的氢离子” 和 “水电离的氢离子”。
考情分析
在近几年高考试卷中,水的电离与pH计算是水溶液平衡基础考点,选择题、原理大题均会出现。具有以下命题特点:情境真实化:结合废水调节酸碱度、试剂稀释、盐溶液体系等真实化学情境。设问精细化:计算不同体系pH、判断水的电离程度大小、温度改变后Kw变化分析。陷阱隐蔽化:直接把溶液氢离子等同于水电离氢离子;忽略温度变化,默认Kw=1x10-14;酸碱无限稀释pH变化误区。
一、水的电离
1.水是极弱的电解质,其电离过程吸热(填“吸热”或“放热”)。水的电离平衡常数的表达式为K=。
2、外界条件对水的电离平衡的影响
(1)温度(升高温度,促进水的电离):水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向右移动,电离程度增大,c(H+)和c(OH―)同时增大,KW增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性
(2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离):向纯水中加入酸或NaHSO4、碱,由于酸(碱)电离产生的H+(OH―),使溶液中c(H+)或c(OH―)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小
(3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离):在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H+和OH―结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大
(4)加入活泼金属(促进水的电离):向纯水中加入金属钠,由于活泼金属能与水电离的H+直接作用,产生氢气,促进水的电离
H2OH++OH- ΔH>0
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
加入金属Na
右移
减小
增大
增大
不变
二、水的离子积
1.表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。
2.影响因素:一定温度时,Kw是个常数,Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大。25 ℃时,Kw=1×10-14,100 ℃时,Kw=1×10-12。
3.适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。不管是哪种溶液,由水电离出的c(H+)与c(OH-)一定相等。
3、水的离子积表达式的应用:在水溶液中,均存在水的电离平衡,因此在表达式中,c(H+)、c(OH―)表示整个溶液总物质的量浓度,KW=c(H+)溶液·c(OH-)溶液
(1)纯水中:KW=c(H+)水·c(OH-)水
(2)酸溶液中:KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水,由于c(H+)酸>>c(H+)水,故忽略水电离出的H+
即:KW=c(H+)酸·c(OH-)水,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算25℃,0.1mol/L的HCl中,c(H+)酸=0.1mol/L,c(H+)水=10-13mol/L,c(OH-)水=10-13mol/L,由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水=10-26mol/L
(3)碱溶液中:KW=c(H+)水·[c(OH-)碱+c(OH-)水],由于c(OH-)碱>>c(OH-)水,故忽略水电离出的OH-
即:KW=c(H+)水·c(OH-)碱,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算25℃,0.1mol/L的NaOH中,c(H+)水=10-13mol/L,c(OH-)碱=0.1mol/L,c(OH-)水=10-13mol/L,由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水=10-26mol/L
【思维建模】计算水电离c(H+)水或c(OH-)水技法
1.溶质为酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离:c(H+)水=c(OH-)溶液=
2.溶质为碱的溶液:H+全部来源于水的电离,OH-来源于碱的电离和水的电离:c(OH-)水=c(H+)溶液=。
3.水解呈酸性的盐溶液:H+或OH-全部来源于水的电离c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)溶液。
4.水解呈碱性的盐溶液:H+或OH-全部来源于水的电离:c(OH-)水=c(H+)水=c(OH-)溶液。
三、溶液的pH
1.计算公式:pH=-lg c(H+)。
2.溶液的酸碱性与pH的关系(25 ℃):
3.pH的测定方法
(1)pH试纸法
①适用范围:0~14。
②测定操作:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
③常用的广范pH试纸只能读取1~14的整数。
④使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿
⑤pH试纸不能测漂白性的物质的pH(如:氯水、次氯酸盐、浓硝酸),pH试纸不能测脱水性的物质的pH(如:浓硫酸)
(2)pH计测定:可精确测定溶液的pH,可读取一位或两位小数。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
【易错提醒】
1.pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH=7的溶液才呈中性,当在100 ℃时,水的离子积常数为1×10-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH>6时为碱性溶液,pH<6时为酸性溶液。
2.使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
四、溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):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pH的计算类型
(1)两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
速算规律: pH相差2个单位以上的强酸等体积混合,混合后的pH混==pH小+0.3
(2)两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再根据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
速算规律:pH相差2个单位以上的强碱等体积混合,混合后的pH混 = pH大-0.3
(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=。
五、强酸(碱)和弱酸(碱)稀释图像
1 、等体积、等浓度的盐酸、醋酸
分析:加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
分析:加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
2、相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
分析:加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
分析:加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3 、pH与稀释倍数的线性关系
分析:(1)HY为强酸,HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
分析:(1)MOH为强碱,ROH为弱碱
(2)起始时,c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
【易错提醒】
误区一:不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
误区二:不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到体积为原来的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a<pH<a+n
碱
强碱
pH=b
pH=b-n
弱碱
b-n<pH<b
误区三:不能正确掌握混合溶液的定性规律
pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n的强碱溶液等体积混合,pH=7;pH=n(n<7)的醋酸 和pH=14-n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH =14-n的氨水溶液等体积混合,混合溶液pH>7。
题型01 水的电离平衡图像
【典例1】(26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是
A.各点对应的水的离子积:
B.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7
C.向d点纯水中通入少量NaHSO4,其组成由d点沿cde曲线向c点移动
D.加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移
【答案】D
【分析】水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,pOH、pH均减小、水的离子积常数增大,所以温度;由图可知,d点和f点溶液中pOH和pH相等,说明溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,溶液显中性,但f点水的离子积常数大于d点;
【详解】A.水的电离吸热,温度越高,水的离子积越大,pOH、pH越小,所以温度,即,同时只与温度有关,d、e点在等温线上,所以,A错误;
B.df直线上各点对应的水溶液中均有pH= pOH,即,所以df直线上各点对应的水溶液均呈中性,但pH不一定等于7,B错误;
C.恒温条件下,向d点纯水中通入少量,溶液酸性增强,pH减小,由于,所以pOH增大,其组成由d点沿cde曲线向e点移动,C错误;
D.由于水的电离吸热,所以升高温度,水的离子积增大,pOH、pH减小,即加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移,D正确;
故选D。
【对练1】(26-27高二上·河南濮阳·阶段检测)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系:E<A<D
B.图中三点对应离子积关系:B>C>A
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加少量NaOH固体
D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】C
【详解】A.E、A、D均为25℃条件下的点,横坐标为,由图可知横坐标数值E<A<D,因此氢离子浓度关系为E<A<D,A正确;
B.水的离子积,仅随温度升高而增大,三点温度关系为B>C>A,因此离子积关系为B>C>A,B正确;
C.A点到C点过程中始终成立,且增大,说明需要升高温度;若温度不变加入少量NaOH固体,且不变,无法到达C点,C错误;
D.B点对应温度下,pH=2的硫酸中,pH=10的NaOH溶液中,等体积混合时,溶液显中性,D正确;
故选C。
【对练2】 (25-26高二上·贵州黔西南·期中)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.t 小于常温25℃
B.Kw大小关系: B>C>D>A
C.向A点溶液中通HNO3,A点溶液将逐渐向D靠近
D.升高温度,D点溶液可以转变为B点溶液
【答案】C
【详解】A.时B点,大于25℃的,水的电离吸热,温度越高越大,故大于25℃,A错误;
B.仅与温度有关,同温度下相同,温度越高越大,故大小关系为,B错误;
C.向A点溶液通,增大,温度不变不变,故减小,将沿25℃的电离平衡曲线向D点移动,C正确;
D.D点溶液为酸性(),升高温度增大,但溶液始终为酸性,而B点为中性(),不可能转变为B点,D错误;
故选C。
题型02 水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
【典例1】(25-26高二上·湖北·期中)下列关于水的电离说法错误的是
A.升高温度,增大
B.水的电离方程式为:
C.25℃时,的中,由水电离出的
D.某温度下纯水显酸性
【答案】D
【详解】A.水的电离是吸热过程,升高温度促进电离,Kw增大,A正确;
B.水是弱电解质,电离出的氢离子会结合另一个水分子形成,电离方程式,B正确;
C.0.01mol/LNaOH中,OH-浓度为0.01mol/L,由Kw=1×10-14得c(H+)=1×10-12mol/L,且H+全部来自水的电离,C正确;
D.纯水中c(H+)=c(OH-),无论pH是否为7均显中性,pH=6的纯水仍为中性,D错误;
故选D。
【对练1】(26-27高二上·北京东城·阶段检测)已知在室温时纯水中存在电离平衡,下列叙述正确的是
A.向水中加入少量NaCl,由水电离出的
B.升高温度,水的电离程度增大,增大,,溶液显酸性
C.向水中通入HCl气体,平衡逆向移动,水的电离受到抑制,降低
D.向水中加入大量水,水浓度增大促进水的电离
【答案】A
【详解】A.为强酸强碱盐,既不电离出或,也不发生水解,不影响水的电离平衡,室温下由水电离出的,A正确;
B.水的电离为吸热过程,升高温度电离程度增大,增大,,但水电离出的,溶液仍显中性,B错误;
C.向水中通入气体,电离出大量,使水的电离平衡逆向移动,水的电离被抑制,最终溶液中升高,C错误;
D.水为纯液体,浓度视为常数,加入大量水水的浓度不变,不会促进水的电离,D错误;
故选A。
【对练2】 (26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)常温下,某HAc溶液的pH=4,下列说法正确的是
A.c(HAc)=10-4 mol·L-1
B.由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)=10-4 mol·L-1
D.加入一定量NaOH(s),溶液呈碱性
【答案】B
【详解】A.HAc(醋酸)是弱电解质,在溶液中仅部分电离,pH=4说明溶液中总,其中只有大部分来自HAc电离,因此HAc的初始浓度远大于,A错误;
B.酸溶液中的全部来自水的电离,常温下溶液中,pH=4的溶液中,即水电离出的;而水电离出的和水电离出的始终相等,因此水电离出的,B正确;
C.酸溶液中的全部来自水的电离,常温下溶液中,pH=4的溶液中,即水电离出的,C错误;
D.因为NaOH固体和HAc的量都不确定,所以溶液可以呈酸性、中性或碱性,不一定显碱性,D错误;
故选B。
题型03 溶液pH的计算
【典例1】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是
A.将的稀盐酸与的溶液混合,若所得溶液呈中性且,则
B.等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合,所得溶液
C.将的溶液稀释为,所得溶液
D.与的溶液等体积混合,所得溶液
【答案】B
【分析】常温下酸碱溶液稀释、混合,pH计算的核心依据是常温下。
【详解】A.稀盐酸中,溶液中,溶液呈中性时,即,代入,可得,A正确;
B.仅说明两种溶液浓度相等,但未给出具体浓度数值,无法计算混合后剩余的浓度,也就不能确定溶液,B错误;
C.原中,稀释为2L后,,,C正确;
D.两种强碱等体积混合,先算,常温下,,D正确;
故选B。
【对练1】(25-26高二上·广东·期中)下列说法正确的是
A.25℃时,在的盐酸和醋酸溶液中,由水电离出的浓度不相等
B.25℃时,的某橙汁中的是的某西瓜汁中的的100倍
C.25℃时,和的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
D.25℃时,和的盐酸等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
【答案】B
【详解】A.25℃时,的盐酸和醋酸溶液中均为,酸抑制水的电离,水电离出的,酸溶液中的全部来自水的电离,且水电离出的和相等,因此两份溶液中水电离出的均为,二者相等,A错误;
B.25℃时,的橙汁中,的西瓜汁中,二者比值为,B正确;
C.25℃时,pH=9的NaOH溶液,pH=11的NaOH溶液,和的溶液等体积混合,需先算,再得,,C错误;
D.25℃时,pH=3的盐酸,pH=5的盐酸,等体积混合后,,D错误;
故选B。
【对练2】 (24-25高二上·江西景德镇·期中)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
【详解】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。
题型04 强酸(碱)和弱酸(碱)稀释图像
【典例1】(25-26高二上·河北石家庄·期中)常温下,分别加蒸馏水稀释0.1 mol·L-1盐酸、0.1 mol·L-1醋酸,使它们的浓度 mol·L-1时,溶液pH与n关系如图。下列叙述正确的是
已知:弱电解质电离度×100%;lg1.3≈0.1。
A.L1代表盐酸的pH与n的关系
B.稀释相同倍数时醋酸溶液pH变化较快
C.Ka(CH3COOH)的数量级为10-4
D.常温下,0.1 mol·L-1醋酸的电离程度(α)约为1.3%
【答案】D
【详解】A.0.1盐酸完全电离,,,对应曲线的点,故代表盐酸的与的关系,A错误;
B.醋酸是弱电解质,稀释时电离平衡正向移动补充,稀释相同倍数时醋酸溶液变化更慢,B错误;
C.时0.1醋酸,,,数量级为,C错误;
D.0.1 mol/L醋酸对应n=0,pH=2.9,即,代入电离度公式: ,结合已知,可得,因此,D正确;
故选D。
【典例2】(25-26高二上·广东·期中)不同温度下,纯水的随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.温度升高,纯水的pH会下降而导致纯水呈酸性
C.60℃时,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,稀释后溶液pH=6
D.80℃时,pH=3的稀硫酸中
【答案】D
【详解】A.温度升高,水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)增大,水的电离程度增大,2H2O(l)H3O+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,A错误;
B.纯水呈中性,B错误;
C.60 ℃时,中性溶液的pH=6.5,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,pH会接近但大于6.5,C错误;
D.80 ℃时,Kw=2.5×10-13,pH=3的稀硫酸中c(OH-)= mol·L-1=2.5×10-10 mol·L-1,D正确;
故选D。
【对练2】 (24-25高二上·湖北荆州·阶段检测)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。
一、单选题
1.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)关于水的电离 H2O⇌H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是
A.升高温度,水的离子积 Kw减小
B.向水中加入少量 NaOH 固体,水的电离程度增大
C.向水中通入 HCl,c(H+) 增大,Kw不变
D.将水加热至 100℃,pH=7,呈中性
【答案】C
【详解】A.水的电离为吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,、均增大,离子积增大,A错误;
B.向水中加入少量固体,溶液中增大,水的电离平衡逆向移动,电离程度减小,B错误;
C.向水中通入,完全电离使增大,仅与温度有关,温度不变则不变,C正确;
D.将水加热至,水的电离程度增大,,中性时,,D错误;
故选C。
2.(26-27高二上·陕西汉中·阶段检测)如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.向C点的溶液中通入HCl气体可由C点移动到E点
D.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
【答案】C
【详解】A.水的电离为吸热过程,温度越高,越大,由图得,故温度,A正确;
B.,B、D、E三点均为,故,B正确;
C.向C点溶液通入,溶液温度不变,不变,仅增大、减小,点仍在对应曲线上,而E点对应温度为、更大,无法由C点移动到E点,C错误;
D.仅与温度有关,温度越高越大,A、B、C温度均为,D对应,E对应,故关系为,D正确。
3.(25-26高二上·四川眉山·阶段检测)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.d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
【答案】A
【分析】水的电离平衡为,一定温度下,水的离子积为常数,因此同一条曲线上的各点对应相同的水的离子积。25℃曲线上的a点满足,故25℃时;另一条曲线上的c点满足,故该温度下。据各点所属曲线及已知离子浓度,可确定另一种离子的浓度,并通过比较与判断溶液的酸碱性。
【详解】A.d点所在曲线对应的,该点,由可得。由于,溶液呈碱性,、、、在该条件下能够大量共存,A正确;
B.b点位于25℃曲线上,,且,由可得。由于,溶液呈酸性,在酸性条件下能氧化,反应为,这些离子不能大量共存,B错误;
C.c点满足,溶液呈中性,但与会发生反应,不能大量共存,C错误;
D.c点所在曲线对应的,大于25℃时的。水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,使水的离子积增大,因此该曲线对应的温度高于25℃,即,D错误;
故选A。
4.(24-25高二上·陕西渭南·期末)在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.图中温度
B.AB连线上任意点的溶液均显中性
C.B点溶液的,显酸性
D.图中A、B、D三点处的大小关系:
【答案】B
【详解】A.水的电离为吸热过程,温度越高越大,由图可知对应更大,故,A错误;
B.AB连线上任意点均满足,符合溶液显中性的判定标准,B正确;
C.B点溶液,虽然,但溶液仍显中性,C错误;
D.仅与温度有关,温度越高越大,A、D在同一温度曲线上,二者相等,故的大小关系为,D错误;
故选B。
5.(25-26高二上·陕西榆林·期中)某温度下的水溶液中,,。与的关系如图所示,下列说法错误的是
A.该温度低于
B.该温度下水的离子积
C.该温度下溶液的
D.向点溶液中加入适量溶液,可实现点向点移动
【答案】A
【分析】横坐标为,对应水溶液中,越大,代表溶液中浓度越小;纵坐标为,对应水溶液中,越大,代表溶液中浓度越小。
【详解】A.水的电离为吸热过程,该温度下水的离子积,大于时的,说明该温度高于,A错误;
B.由图可知直线上任意点满足
,水的离子积,B正确;
C.溶液中,则,,C正确;
D.b点坐标为,即、,溶液呈碱性;加入适量HCl后,溶液中增大(x减小)、减小(y增大),可移动到a点(),D正确;
故选A。
6.(25-26高二上·广东广州·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。下列说法不正确的是
A.T>25℃
B.加入NaOH会抑制水的电离
C.c点对应溶液的pH=10
D.c点溶液中由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol/L
【答案】D
【详解】A.时水的离子积,大于25℃时的,水的电离为吸热过程,温度越高越大,故,A正确;
B.加入后,溶液中增大,水的电离平衡逆向移动,抑制水的电离,B正确;
C.c点对应溶液中,时,故,,C正确;
D.c点对应NaOH溶液,溶液中的,则水电离出的氢离子浓度为:,D错误;
故选D。
7.(25-26高二上·北京顺义·期中)在不同温度下,水溶液中c(H+) 与c(OH-)有如图所示关系。下列说法不正确的是
A.图中T>25
B.欲实现b 点 到c 点,可以升高温度
C.欲实现c 点到d点,可以加入NaOH固体
D.ac线上任一点对应的溶液中c(H+) 与c(OH-)相等
【答案】B
【详解】A.时水的离子积,大于25℃时的,水的电离吸热,温度越高越大,故,A正确;
B.升高温度会促进水的电离,溶液中和均增大,b点,升高温度后会大于,无法到达的c点,B错误;
C.c点为的中性溶液,加入固体后,增大,水的电离平衡逆向移动减小,可到达d点(,),C正确;
D.ac线为过原点、斜率为1的直线,线上任一点都满足,D正确;
故选B。
8.(25-26高二上·甘肃武威·期中)NaHA在水中的电离方程式为。某温度下,向的蒸馏水中加入NaHA晶体,保持温度不变,测得溶液中。下列对该溶液的叙述不正确的是
A.该温度高于25℃
B.由水电离出的浓度为
C.加入NaHA晶体抑制了水的电离
D.取该溶液加水稀释10倍,溶液中的增大
【答案】B
【详解】A.水是弱电解质,电离会吸收热量,在室温下水的离子积常数,某温度下蒸馏水中,则该温度下,说明温度高于25℃,A正确;
B.测得溶液中,则溶液中,溶液中的由水电离产生,且由于水电离产生的等于水电离产生的,因此该溶液中由水电离出的浓度为,B错误;
C.加入NaHA晶体,NaHA电离产生,增大了,使水的电离平衡逆向移动,抑制了水的电离,C正确;
D.该溶液为酸性,取该溶液加水稀释10倍,溶液中减小,不变,则增大,D正确;
故选B。
9.(25-26高二上·四川·期中)下列有关水及水溶液的说法正确的是
A.常温下,向水中加入少量,增大,水的电离平衡逆向移动,变小
B.常温下,的草酸与的氢氧化钾溶液中水的电离程度相同
C.时,的NaOH溶液中,
D.某温度下的离子积常数,此温度下将pH为4的HCl的水溶液稀释100倍,所得溶液pH为6
【答案】B
【详解】A.常温下电离出使增大,水的电离平衡逆向移动,但仅与温度有关,温度不变则不变,A错误;
B.常温下pH=4的草酸溶液中,水电离出的;pH=10的氢氧化钾溶液中,水电离出的,二者水的电离程度相同,B正确;
C.95℃时,pH=13的溶液中,C错误;
D.该温度下,中性溶液pH=6,酸溶液稀释不可能呈中性,即所得溶液pH<6,D错误;
故选B。
10.(25-26高二上·广东广州·期中)下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将1mL 盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为9
C.在常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为1或13
D.将的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
【答案】C
【详解】A.在100℃时,纯水的增大,pH约为6,但此时,仍为中性,A错误;
B.盐酸为强酸,稀释后浓度降至,但水的电离不可忽略,溶液仍显酸性,pH接近7而非9,B错误;
C.常温下,水电离出的为说明水的电离受到了抑制,可能是加入了酸,也可能是加入了碱,若为酸溶液,溶液中为,则溶液中为,即;若加入碱,溶液中为,即,C正确;
D.盐酸是强酸,完全电离,将的盐酸稀释100倍后,醋酸是弱酸,促进醋酸电离平衡移动,稀释后pH增加幅度更小,故醋酸pH更小,D错误;
故选C。
11.(25-26高二上·重庆·期中)常温下,向一定体积的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,当溶液中的恰好完全沉淀时,溶液。若反应后溶液的体积等于溶液和溶液体积之和,则溶液和溶液体积之比是
A.1:1 B.9:1 C.1:10 D.1:9
【答案】D
【详解】0.01 mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.02 mol/L,设溶液体积为xL,氢氧根离子物质的量为0.02x mol;设硫酸氢钠溶液体积为yL,依据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液pH=11,计算得到溶液中氢氧根离子浓度为10-3mol/L;所以得到:;由于n(Ba(OH)2)=0.01xmol,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,n(Ba(OH)2):n(NaHSO4)=1:1,因此n(NaHSO4)=n(Ba(OH)2)= 0.01xmol,即cy=0.01x,因此,x:y= 1:9,故选D。
12.(25-26高二上·广东广州·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HBr溶液稀释1000倍,所得溶液
C.的NaOH溶液与的溶液按一定比例混合,所得溶液,则溶液与溶液的体积比为2:9
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,此时与浓度相等,溶液一定呈中性,A正确;
B.pH=5的HBr溶液为强酸溶液,稀释1000倍后(无限稀释),浓度趋近于,但受水的电离平衡限制,pH不会超过7, B错误;
C.pH=12的NaOH溶液,与pH=2的HCl溶液混合后,若pH=11,则需满足,解得体积比为,而非,C错误;
D.pH=12的氨水为弱碱,实际浓度远高于与pH=2的硫酸等体积混合时,氨水过量,溶液中剩余大量,使溶液显碱性,D错误;
故选A。
13.(25-26高二上·河南·期中)t℃时,某NaOH稀溶液中,,已知a+b=13。在该温度下,将100 mL 0.1 稀与100 mL 0.4 NaOH溶液混合后(忽略溶液混合后的体积变化),溶液的pH为
A.12 B.13 C.1 D.2
【答案】A
【详解】t℃时,a+b=13,则Kw=10-13,两溶液混合后,碱过量,溶液呈碱性,,则,pH=12;故选A。
二、解答题
14.(25-26高二上·北京·阶段检测)下表是不同温度下水的离子积数据:试回答下列问题:
温度/℃
25
水的离子积常数
(1)若,则________(填“>”、“<”或“=”),作出此判断的理由是________________。
(2)25℃下,某溶液中,(溶液为中性)取该溶液1 mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中________。
(3)下,将的氢氧化钠溶液与的稀硫酸混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则________。
【答案】(1) > 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,离子积增大
(2)1000:1
(3)9:11
【详解】(1)水的电离方程式为,该过程为吸热反应。当温度升高时(℃),水的电离平衡向正反应方向移动,促进了水的电离,导致水的离子积常数增大,因此。
(2)25℃下,溶液中,根据化学式可知。将溶液从稀释至,即稀释10倍后,。由于溶液始终呈中性,稀释后保持不变。因此,稀释后溶液中。
(3)℃下,水的离子积常数。的氢氧化钠溶液中,;的稀硫酸中,。混合后溶液的,即混合后,说明酸过量。根据混合后氢离子浓度的计算公式:,代入数据得:,化简解得,即。
15.(24-25高二上·河南郑州·阶段检测)回答下列问题
(1)甲醇既是基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。
以下是工业上合成甲醇的两个反应:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
上述反应符合“原子经济”原则的是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3
则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=___________。
(3)水的离子积常数,是表示溶液中氢氧离子和H2O的比例关系的常数。它和温度的关系如表所示:
温度/℃
25
t1
水的离子积Kw
1×10-14
1×10-12
①t1℃时,水的离子积Kw=1×10-12,则t1___________(填“>”“=”或“<”)25,其判断依据是___________。
②25℃时,5.0×10-5mol/L的硫酸溶液,其pH=___________,其中由水电离产生的c(H+)=___________。
③25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol/L,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=___________。
(4)在t1℃温度下,某溶液的pH=7,则该溶液___________(填字母)。
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.c(OH-)=100c(H+)
【答案】(1)Ⅰ
(2)×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3)
(3) > 升高温度,促进水的电离,Kw增大 4 10-10mol/L 1000
(4)BD
【详解】(1)反应I中所用原材料原子均转化到最终产物中,原子利用率为100%最经济,反应Ⅰ符合“原子经济”。
(2)根据盖斯定律,由×(①-②+4×③)可得反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=×(ΔH1-ΔH2+4ΔH3)。
(3)①由于水的电离过程为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大,水的离子积Kw越大,t1℃时,水的离子积Kw=1×10-12>1×10-14,则t1>25;
②25℃时,5.0×10-5mol/L的硫酸溶液中c(H+)=5.0×10-5mol/L×2=1×10-4mol/L,其pH=-lgc(H+)=4,溶液中的氢氧根全部是由水电离出来的,则由水电离产生的c(H+)=c(OH-)= mol/L=10-10mol/L;
③25℃时,某Na2SO4溶液中c()=5×10-4mol/L,则溶液中钠离子浓度是5×10-4mol/L ×2=1×10-3 mol/L,如果稀释10倍,则钠离子浓度是1×10-4 mol/L;但硫酸钠溶液是显中性的,所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4∶10-7=1000∶1。
(4)在t1℃温度下,某溶液的pH=7,溶液中c(H+)=10-7mol/L,c(OH-)= mol/L=10-5mol/L,c(OH-)=100c(H+),溶液呈碱性,故选BD。
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专题02 水的电离与溶液pH的计算
重难目标
1. 掌握水的电离平衡、水的离子积常数Kw含义及影响因素,分清水电离出的H +与溶液中的H +。
2. 理解溶液酸碱性本质,熟练进行单一酸、碱溶液的pH计算,掌握稀释后pH变化规律。
3. 学会强酸强碱混合、酸碱中和后体系的pH计算方法,能够判断混合后溶液酸碱性。
4. 辨析易错点:
Kw只受温度影响;酸、碱抑制水的电离,可水解盐促进水的电离;区分 “溶液中的氢离子” 和 “水电离的氢离子”。
考情分析
在近几年高考试卷中,水的电离与pH计算是水溶液平衡基础考点,选择题、原理大题均会出现。具有以下命题特点:情境真实化:结合废水调节酸碱度、试剂稀释、盐溶液体系等真实化学情境。设问精细化:计算不同体系pH、判断水的电离程度大小、温度改变后Kw变化分析。陷阱隐蔽化:直接把溶液氢离子等同于水电离氢离子;忽略温度变化,默认Kw=1x10-14;酸碱无限稀释pH变化误区。
一、水的电离
1.水是极弱的电解质,其电离过程吸热(填“吸热”或“放热”)。水的电离平衡常数的表达式为K=。
2、外界条件对水的电离平衡的影响
(1)温度(升高温度,促进水的电离):水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向右移动,电离程度增大,c(H+)和c(OH―)同时增大,KW增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性
(2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离):向纯水中加入酸或NaHSO4、碱,由于酸(碱)电离产生的H+(OH―),使溶液中c(H+)或c(OH―)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小
(3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离):在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H+和OH―结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大
(4)加入活泼金属(促进水的电离):向纯水中加入金属钠,由于活泼金属能与水电离的H+直接作用,产生氢气,促进水的电离
H2OH++OH- ΔH>0
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
加入金属Na
右移
减小
增大
增大
不变
二、水的离子积
1.表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。
2.影响因素:一定温度时,Kw是个常数,Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大。25 ℃时,Kw=1×10-14,100 ℃时,Kw=1×10-12。
3.适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。不管是哪种溶液,由水电离出的c(H+)与c(OH-)一定相等。
3、水的离子积表达式的应用:在水溶液中,均存在水的电离平衡,因此在表达式中,c(H+)、c(OH―)表示整个溶液总物质的量浓度,KW=c(H+)溶液·c(OH-)溶液
(1)纯水中:KW=c(H+)水·c(OH-)水
(2)酸溶液中:KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水,由于c(H+)酸>>c(H+)水,故忽略水电离出的H+
即:KW=c(H+)酸·c(OH-)水,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算25℃,0.1mol/L的HCl中,c(H+)酸=0.1mol/L,c(H+)水=10-13mol/L,c(OH-)水=10-13mol/L,由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水=10-26mol/L
(3)碱溶液中:KW=c(H+)水·[c(OH-)碱+c(OH-)水],由于c(OH-)碱>>c(OH-)水,故忽略水电离出的OH-
即:KW=c(H+)水·c(OH-)碱,但由水电离出来的:c(H+)水=c(OH-)水
例:计算25℃,0.1mol/L的NaOH中,c(H+)水=10-13mol/L,c(OH-)碱=0.1mol/L,c(OH-)水=10-13mol/L,由水电离出的c(H+)水·c(OH-)水=10-26mol/L
【思维建模】计算水电离c(H+)水或c(OH-)水技法
1.溶质为酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离:c(H+)水=c(OH-)溶液=
2.溶质为碱的溶液:H+全部来源于水的电离,OH-来源于碱的电离和水的电离:c(OH-)水=c(H+)溶液=。
3.水解呈酸性的盐溶液:H+或OH-全部来源于水的电离c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)溶液。
4.水解呈碱性的盐溶液:H+或OH-全部来源于水的电离:c(OH-)水=c(H+)水=c(OH-)溶液。
三、溶液的pH
1.计算公式:pH=-lg c(H+)。
2.溶液的酸碱性与pH的关系(25 ℃):
3.pH的测定方法
(1)pH试纸法
①适用范围:0~14。
②测定操作:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
③常用的广范pH试纸只能读取1~14的整数。
④使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿
⑤pH试纸不能测漂白性的物质的pH(如:氯水、次氯酸盐、浓硝酸),pH试纸不能测脱水性的物质的pH(如:浓硫酸)
(2)pH计测定:可精确测定溶液的pH,可读取一位或两位小数。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
【易错提醒】
1.pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH=7的溶液才呈中性,当在100 ℃时,水的离子积常数为1×10-12,此时pH=6的溶液为中性溶液,pH>6时为碱性溶液,pH<6时为酸性溶液。
2.使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
四、溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):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pH的计算类型
(1)两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
速算规律: pH相差2个单位以上的强酸等体积混合,混合后的pH混==pH小+0.3
(2)两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再根据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
速算规律:pH相差2个单位以上的强碱等体积混合,混合后的pH混 = pH大-0.3
(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=。
五、强酸(碱)和弱酸(碱)稀释图像
1 、等体积、等浓度的盐酸、醋酸
分析:加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
分析:加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
2、相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
分析:加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
分析:加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
3 、pH与稀释倍数的线性关系
分析:(1)HY为强酸,HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X-)=c(Y-)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
分析:(1)MOH为强碱,ROH为弱碱
(2)起始时,c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
【易错提醒】
误区一:不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
误区二:不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到体积为原来的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a<pH<a+n
碱
强碱
pH=b
pH=b-n
弱碱
b-n<pH<b
误区三:不能正确掌握混合溶液的定性规律
pH=n(n<7)的强酸和pH=14-n的强碱溶液等体积混合,pH=7;pH=n(n<7)的醋酸 和pH=14-n的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液pH<7;pH=n(n<7)的盐酸和pH =14-n的氨水溶液等体积混合,混合溶液pH>7。
题型01 水的电离平衡图像
【典例1】(26-27高二上·江西宜春·阶段检测)已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是
A.各点对应的水的离子积:
B.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7
C.向d点纯水中通入少量NaHSO4,其组成由d点沿cde曲线向c点移动
D.加热f点纯水,其组成由f点沿fO直线向O方向迁移
【对练1】(26-27高二上·河南濮阳·阶段检测)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系:E<A<D
B.图中三点对应离子积关系:B>C>A
C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加少量NaOH固体
D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性
【对练2】 (25-26高二上·贵州黔西南·期中)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是
A.t 小于常温25℃
B.Kw大小关系: B>C>D>A
C.向A点溶液中通HNO3,A点溶液将逐渐向D靠近
D.升高温度,D点溶液可以转变为B点溶液
题型02 水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
【典例1】(25-26高二上·湖北·期中)下列关于水的电离说法错误的是
A.升高温度,增大
B.水的电离方程式为:
C.25℃时,的中,由水电离出的
D.某温度下纯水显酸性
【对练1】(26-27高二上·北京东城·阶段检测)已知在室温时纯水中存在电离平衡,下列叙述正确的是
A.向水中加入少量NaCl,由水电离出的
B.升高温度,水的电离程度增大,增大,,溶液显酸性
C.向水中通入HCl气体,平衡逆向移动,水的电离受到抑制,降低
D.向水中加入大量水,水浓度增大促进水的电离
【对练2】 (26-27高二上·浙江嘉兴·阶段检测)常温下,某HAc溶液的pH=4,下列说法正确的是
A.c(HAc)=10-4 mol·L-1
B.由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)=10-4 mol·L-1
D.加入一定量NaOH(s),溶液呈碱性
题型03 溶液pH的计算
【典例1】(26-27高二上·黑龙江哈尔滨·阶段检测)常温下,下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是
A.将的稀盐酸与的溶液混合,若所得溶液呈中性且,则
B.等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合,所得溶液
C.将的溶液稀释为,所得溶液
D.与的溶液等体积混合,所得溶液
【对练1】(25-26高二上·广东·期中)下列说法正确的是
A.25℃时,在的盐酸和醋酸溶液中,由水电离出的浓度不相等
B.25℃时,的某橙汁中的是的某西瓜汁中的的100倍
C.25℃时,和的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
D.25℃时,和的盐酸等体积混合后(忽略体积变化),溶液的
【对练2】 (24-25高二上·江西景德镇·期中)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
题型04 强酸(碱)和弱酸(碱)稀释图像
【典例1】(25-26高二上·河北石家庄·期中)常温下,分别加蒸馏水稀释0.1 mol·L-1盐酸、0.1 mol·L-1醋酸,使它们的浓度 mol·L-1时,溶液pH与n关系如图。下列叙述正确的是
已知:弱电解质电离度×100%;lg1.3≈0.1。
A.L1代表盐酸的pH与n的关系
B.稀释相同倍数时醋酸溶液pH变化较快
C.Ka(CH3COOH)的数量级为10-4
D.常温下,0.1 mol·L-1醋酸的电离程度(α)约为1.3%
【典例2】(25-26高二上·广东·期中)不同温度下,纯水的随温度的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.由图可知,
B.温度升高,纯水的pH会下降而导致纯水呈酸性
C.60℃时,将pH=8的NaOH溶液稀释100倍,稀释后溶液pH=6
D.80℃时,pH=3的稀硫酸中
【对练2】 (24-25高二上·湖北荆州·阶段检测)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
一、单选题
1.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)关于水的电离 H2O⇌H++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是
A.升高温度,水的离子积 Kw减小
B.向水中加入少量 NaOH 固体,水的电离程度增大
C.向水中通入 HCl,c(H+) 增大,Kw不变
D.将水加热至 100℃,pH=7,呈中性
2.(26-27高二上·陕西汉中·阶段检测)如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.向C点的溶液中通入HCl气体可由C点移动到E点
D.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
3.(25-26高二上·四川眉山·阶段检测)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.d点对应的溶液中可以大量存在:、、、
B.b点对应的溶液中可以大量存在:、、、
C.c点对应的溶液中可以大量存在:、、、
D.
4.(24-25高二上·陕西渭南·期末)在水的电离平衡中,和的关系如图所示:
下列说法正确的是
A.图中温度
B.AB连线上任意点的溶液均显中性
C.B点溶液的,显酸性
D.图中A、B、D三点处的大小关系:
5.(25-26高二上·陕西榆林·期中)某温度下的水溶液中,,。与的关系如图所示,下列说法错误的是
A.该温度低于
B.该温度下水的离子积
C.该温度下溶液的
D.向点溶液中加入适量溶液,可实现点向点移动
6.(25-26高二上·广东广州·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。下列说法不正确的是
A.T>25℃
B.加入NaOH会抑制水的电离
C.c点对应溶液的pH=10
D.c点溶液中由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol/L
7.(25-26高二上·北京顺义·期中)在不同温度下,水溶液中c(H+) 与c(OH-)有如图所示关系。下列说法不正确的是
A.图中T>25
B.欲实现b 点 到c 点,可以升高温度
C.欲实现c 点到d点,可以加入NaOH固体
D.ac线上任一点对应的溶液中c(H+) 与c(OH-)相等
8.(25-26高二上·甘肃武威·期中)NaHA在水中的电离方程式为。某温度下,向的蒸馏水中加入NaHA晶体,保持温度不变,测得溶液中。下列对该溶液的叙述不正确的是
A.该温度高于25℃
B.由水电离出的浓度为
C.加入NaHA晶体抑制了水的电离
D.取该溶液加水稀释10倍,溶液中的增大
9.(25-26高二上·四川·期中)下列有关水及水溶液的说法正确的是
A.常温下,向水中加入少量,增大,水的电离平衡逆向移动,变小
B.常温下,的草酸与的氢氧化钾溶液中水的电离程度相同
C.时,的NaOH溶液中,
D.某温度下的离子积常数,此温度下将pH为4的HCl的水溶液稀释100倍,所得溶液pH为6
10.(25-26高二上·广东广州·期中)下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将1mL 盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为9
C.在常温下,当水电离出的为时,此溶液的pH可能为1或13
D.将的盐酸和醋酸各1mL分别稀释至100mL,所得醋酸的pH略大
11.(25-26高二上·重庆·期中)常温下,向一定体积的溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的溶液,当溶液中的恰好完全沉淀时,溶液。若反应后溶液的体积等于溶液和溶液体积之和,则溶液和溶液体积之比是
A.1:1 B.9:1 C.1:10 D.1:9
12.(25-26高二上·广东广州·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HBr溶液稀释1000倍,所得溶液
C.的NaOH溶液与的溶液按一定比例混合,所得溶液,则溶液与溶液的体积比为2:9
D.的氨水与的硫酸溶液等体积混合后溶液显酸性
13.(25-26高二上·河南·期中)t℃时,某NaOH稀溶液中,,已知a+b=13。在该温度下,将100 mL 0.1 稀与100 mL 0.4 NaOH溶液混合后(忽略溶液混合后的体积变化),溶液的pH为
A.12 B.13 C.1 D.2
二、解答题
14.(25-26高二上·北京·阶段检测)下表是不同温度下水的离子积数据:试回答下列问题:
温度/℃
25
水的离子积常数
(1)若,则________(填“>”、“<”或“=”),作出此判断的理由是________________。
(2)25℃下,某溶液中,(溶液为中性)取该溶液1 mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中________。
(3)下,将的氢氧化钠溶液与的稀硫酸混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则________。
15.(24-25高二上·河南郑州·阶段检测)回答下列问题
(1)甲醇既是基本有机原料,又可作为燃料用于替代矿物燃料。
以下是工业上合成甲醇的两个反应:
反应Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
反应Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
上述反应符合“原子经济”原则的是___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
(2)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH2
③H2O(g)=H2O(l) ΔH3
则反应CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)的ΔH=___________。
(3)水的离子积常数,是表示溶液中氢氧离子和H2O的比例关系的常数。它和温度的关系如表所示:
温度/℃
25
t1
水的离子积Kw
1×10-14
1×10-12
①t1℃时,水的离子积Kw=1×10-12,则t1___________(填“>”“=”或“<”)25,其判断依据是___________。
②25℃时,5.0×10-5mol/L的硫酸溶液,其pH=___________,其中由水电离产生的c(H+)=___________。
③25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4mol/L,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)=___________。
(4)在t1℃温度下,某溶液的pH=7,则该溶液___________(填字母)。
A.呈中性 B.呈碱性 C.呈酸性 D.c(OH-)=100c(H+)
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