内容正文:
专题3
水溶液中的离子反应
第二单元 溶液的酸碱性
第1课时 溶液的酸碱性
课标要点
1. 认识溶液酸碱性的本质是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小关系,而不是单纯看PH。
2. 了解溶液酸碱性与水的电离平衡、离子积常数的内在联系,能利用Kw进行c(H+)、c(OH-)简单换算。
3. 知道 pH 的定义,掌握 pH 的简单计算,建立酸碱性与pH 之间的转化关系。
4. 能根据c(H+)与c(OH-)相对大小判断溶液酸碱性,发展证据推理与平衡思想
学习重难点
重点:
1. 溶液酸碱性的本质判断依据:c(H+)与c(OH-)的相对大小。
2. pH 的定义、表达式,强酸、强碱稀溶液 pH 基础计算。
3. 常温下溶液酸碱性与 pH 范围的对应关系。
难点:
1. 混合溶液中pH的计算。
2. 辨析酸溶液、酸性溶液,碱溶液、碱性溶液概念差异。
知识点 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性的判断标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的 ,其具体关系为:
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-) c(H+)
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1
2.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH= 。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系(25 ℃):
pH大小能反映出 ,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即 ≤pH≤ 。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
红色←5.0紫色8.0→蓝色
酚酞
无色←8.2粉红色10.0→红色
甲基橙
红色←3.1橙色4.4→黄色
(2)利用pH试纸测定,使用的正确操作为 。
(3)利用pH计测定,仪器pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
易错提醒
测溶液pH时的注意事项
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)有强氧化性和有颜色的物质,不能用pH试纸测定其pH,如新制氯水、NaClO、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
随学随练
1.常温下,下列溶液的pH大于7的是
A.0.1mol·L-1溶液 B.0.1mol·L-1 溶液
C.0.1mol·L-1 溶液 D.0.1mol·L-1 溶液
2.测得某品牌电解质水的pH为6.25,所采用的试剂和仪器合理的是
A.甲基红 B.精密pH试纸 C.甲基橙 D.pH计
3.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法中,错误的是
A.在温度不变时,水溶液中和不能同时增大
B.的溶液,可能呈酸性
C.某温度下,纯水中,其呈中性
D.将pH试纸直接伸入待测溶液中,测其pH
4.下列物质是重要的化工原料,用计测定其溶液的,小于7的是
A. B. C. D.
知识点 溶液pH的计算
1.单一溶液的pH计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃),c(H+)= mol·L-1;pH=
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
c(OH-)= mol·L-1;c(H+)= = mol·L-1;pH= 。
2.混合溶液pH的计算方法
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
c混(H+)= ,然后再求pH。
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
先计算c混(OH-)= ,再求c混(H+)= ,最后求pH。
(3)强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
a.恰好完全反应,溶液呈中性,pH= (25 ℃)。
b.酸过量:
先求c余(H+)= ,再求pH。
c.碱过量:
先求c余(OH-)= ,再求c(H+)= ,最后求pH。
3.溶液稀释时pH的变化图像
(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸
加水稀释至相同的倍数,醋酸的pH
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水
(2)相同体积、相同pH的盐酸和醋酸
加水稀释至相同的倍数,盐酸的pH
加水稀释至相同的pH,醋酸加入的水
易错提醒
1.弱酸、弱碱在稀释过程中既有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH的范围。
2.酸、碱无限稀释,pH无限接近于7,但不能超过7。
随学随练
5.常温下,等体积等pH的溶液和HCl溶液加水稀释,溶液pH随稀释倍数的变化如图。下列说法不正确的是
A.a点由水电离的浓度为
B.曲线Ⅱ表示溶液加水稀释的图像
C.c、b、d三点水的电离程度大小关系为:
D.c、d两点的溶液与NaOH反应,d点溶液消耗NaOH物质的量更多
6.计算25℃时下列溶液的pH。
(1)的溶液的pH=___________。
(2)的NaOH溶液的pH=___________。
(3)的溶液(的电离度α约为1%)的pH=___________。
7.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H+)=nc mol·L-1;
②pH=_______.
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
①c(OH-)=nc mol·L-1;
②c(H+)==mol·L-1;
③pH=_______。
拓展 溶液pH的计算
(1)强酸与弱碱或强碱与弱酸等体积混合
当pH酸+pH碱=14时,若是强酸与弱碱混合,则弱碱过量,pH > 7弱过量,显弱性
若是强碱与弱酸混合,则弱酸过量,pH < 7
(2)稀释后溶液pH的计算
①强酸:pH=a,加水稀释10n倍,则pH= a+n
②弱酸:pH=a,加水稀释10n倍,则a <pH< a+n 但都不突破7,无限稀释时等于或接近于7
③强碱:pH=b,加水稀释10n倍,则pH= b-n
④弱碱:pH=b,加水稀释10n倍,则 b-n <pH< b
活学活用
溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=_________mol·L-1,pH=-lg c(H+)=________。
(2)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+)=________________。
2.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,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=________________。
(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=________________________。
3.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H+)= ______;
②pH=_________。
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
①c(OH-)=____________;
②c(H+)= =mol·L-1;
③pH=__________。
4.常温下
(1)计算0.005mol·L-1稀硫酸的pH=______。
(2)计算0.005mol·L-1Ba(OH)2的pH=________。
(3)某温度下纯水的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)为________;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________,由水电离产生的c(H+)为________,此时温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)25 ℃。
5.稀释后溶液pH的变化规律
(1)对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即pH=________________。
(2)对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即pH=________________。
(3)对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是:________________(即对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化的程度大)。
(4)对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是:________________(即对于pH相同的强碱和弱碱稀释相同倍数,强碱pH变化的程度大)。
拓展 溶液的稀释与pH
1.酸碱溶液稀释时pH的变化图像
(1)pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
(2)c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
可以看出无论是c相等还是pH相等,加水稀释相同倍数pH变化大的都是强酸或强碱。
2.酸碱溶液稀释时pH的变化
酸(pH=a)
碱(pH=b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
pH<a+n
pH=a+n
pH>b-n
pH=b-n
无限稀释
pH趋向于7
活学活用
1.将等pH、等体积的CH3COOH和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。下列说法正确的是
已知:
A.导电能力:a<b<c
B.
C.未稀释的两种酸分别和足量的锌粒反应,相同条件下产生氢气的体积相等
D.c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量:c<d
2.室温下,将的氨水加水稀释至的过程中,下列说法正确的是
A.逐渐减小 B.氢元素的质量逐渐减小
C.保持不变 D.其的变化如图所示
3.MOH和ROH两种一元碱溶液分别加水稀释时的pH变化如图所示。下列叙述中不正确的是
A.在x点,MOH完全电离
B.ROH是一种强碱
C.在x点,c(M+)=c(R+)
D.稀释前,ROH溶液中c(OH-)是MOH溶液中c(OH-)的10倍
4.某温度下,和的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.曲线Ⅰ代表溶液
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中不相同
题型 溶液酸碱性
▌例1 在溶液中加入溶液时,所得到的溶液呈
A.弱酸性 B.强酸性 C.碱性 D.中性
解题贴士
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。
▌对点练1-1 生活中“无处不化学”。下列生活中的常见溶液呈中性的是
A.84消毒液 B.洁厕灵 C.葡萄糖饮品 D.苏打水
▌对点练1-2 下列有关叙述中正确的是
A.100℃时,纯水的pH=6,所以纯水此时显酸性
B.25℃时,pH=12的NaOH溶液,水电离出的
C.25℃时,1 mL pH=6的盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
D.25℃,用pH试纸测得某氯水(主要成分是盐酸和次氯酸)的pH为5
题型 溶液PH的计算
▌例2 下列叙述正确的是
A.95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
B.25℃时的醋酸溶液,稀释至10倍后
C.25℃时的盐酸与等体积水混合后
D.25℃时的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
解题贴士
1.强酸溶液和强碱溶液混合后计算pH,必须先判断出混合后溶液的酸碱性,然后计算混合后的OH-或H+浓度。
2.根据酸的浓度计算酸溶液的pH时,不必考虑温度,而根据碱的浓度计算碱溶液的pH时,需要根据离子积计算c(H+),因此一定要注意溶液的温度,只有室温时,Kw=1.0×10-14。
3.一定pH的强碱与强碱混合后求pH。在计算过程中易出现直接用H+浓度进行混合计算的错误。因为强碱溶液的混合是OH-混合,H+是随OH-浓度改变而改变的,不能直接用于混合碱的计算,H+浓度必须通过c(H+)=来求。
▌对点练2-1 已知某温度下纯水的pH=6.5。
(1)pH=7的溶液呈_______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(2)该温度下,0.1 mol·L-1的盐酸溶液的pH=_______。
(3)该温度下,0.005 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=_______。
(4)该温度下,将pH=12的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L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pH=2,则V1∶V2=_______。
▌对点练2-2 回答下列问题
(1)常温下某种饮品pH=4,其中c(H+)=_______ mol·L-1 ,c(OH-)=_______ mol·L-1 。
(2)0.05 mol·L-1 H2SO4 溶液的pH=_______。
(3)常温下pH=13的Ba(OH)2 溶液,c[Ba(OH)2]=_________ mol·L-1 。
题型 溶液的稀释及pH变化
▌例3 某温度下,相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示。下列判断正确的是
A.a点溶液的导电能力比b点溶液的强 B.b点的Kw值大于c点
C.与盐酸完全反应时,消耗盐酸体积Va>Vb D.a、c两点溶液中的c(H+)相等
解题贴士
酸、碱溶液稀释后的pH变化规律
(1)强酸或弱酸溶液的稀释问题
①对于pH=a的强酸溶液,每稀释10n倍,强酸的pH就增大n个单位,即pH=a+n;
②对于pH=a的弱酸溶液,由于稀释过程中,弱酸还会继续电离,故弱酸的pH范围是a<pH<a+n(其中a+n<7);
③酸溶液无限稀释,pH只能无限接近于7,不能大于7。如图Ⅰ所示。
(2)强碱或弱碱溶液的稀释问题
①对于pH=b的强碱溶液,每稀释10n倍,强碱的pH减小n个单位,即pH=b-n(其中b-n>7);
②对于pH=b的弱碱溶液,由于稀释过程中,弱碱还会继续电离,故弱碱的pH范围是b-n<pH<b(其中b-n>7);
③碱溶液无限稀释,pH只能无限接近于7,不能小于7。如图Ⅱ所示。
▌对点练3-1 常温下,分别取未知浓度的和两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的倍。两溶液稀释倍数的对数值与溶液的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.常温下,
C.中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多
D.物质的量浓度相同的溶液和溶液,前者阳离子浓度之和大于后者
▌对点练3-2 浓度均为0.1 mol/L、体积均为的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.酸性:
B.水电离的
C.中和NaOH的能力:
D.从a点到b点,减小
基础通关
1.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)生活中的下列物质呈酸性的是
A.苏打水 B.酱油 C.白酒 D.“84”消毒液
2.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)下列溶液室温下 pH 小于 7 的是
A.Na2CO3 溶液 B.CuSO4 溶液 C.KNO3 溶液 D.CH3COONa 溶液
3.(26-27高二上·吉林长春·阶段检测)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
4.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下将的硫酸和的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液的酸碱性为
A.酸性 B.中性 C.碱性 D.无法确定
5.(25-26高二上·江苏南通·期末)化学与生活密切相关。下列生活场景中的应用不符合化学原理的是
A.食物长时间储藏于冰箱,不发生腐败 B.滴注葡萄糖,为人体补充能量
C.使用护发素,调节头发的酸碱度 D.喷涂油漆,防护金属腐蚀
6.(25-26高二上·广东东莞·期末)常温下,某稀溶液。下列有关该溶液的说法正确的是
A.
B.
C.、、、在该溶液中能大量共存
D.该溶液可能让甲基橙试液变红
7.(24-25高二上·山东泰安·期末)下列数据表述正确的是
A.用量筒量取稀盐酸
B.用托盘天平称量
C.用广泛试纸测得溶液的为
D.用滴定管量取碱溶液
8.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)下列溶液中,酸性最强的是
A.pH=1的溶液 B.pH=3的溶液
C.pH=5的溶液 D.pH=7的溶液
9.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)下列溶液中,能使酚酞试液变红的是
A.盐酸 B.硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液
10.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,下列溶液的pH最小的是
A.0.01 mol·L-1 NaOH溶液
B.0.01 mol·L-1 HCl溶液
C.0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液
D.0.01 mol·L-1 NaCl溶液
11.(25-26高二上·天津·阶段检测)常温时,下列溶液中c(H+)=1×10-2 mol·L-1的是
A.pH=2的醋酸 B.0.01 mol/L H2SO4
C.pH=12的NaOH溶液 D.0.01 mol·L-1氨水
12.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)化学与生活、生产密切相关,下列说法正确的是
A.血浆中存在的缓冲体系,缓冲作用可以促使体系pH出现大幅度变化
B.将海水中的钢闸门与外加直流电源的正极相连,使其受到保护
C.室温下,若某酱油的pH=5,则该酱油中的为
D.“天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将热能转化为电能
13.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)某温度下水的离子积,在此温度,溶液的pH是
A.13 B.11 C.12 D.14
14.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液 B.的溶液
C.的溶液 D.加入酚酞后不变色的溶液
15.(25-26高二上·山东青岛·期中)用试纸测定某一溶液的时,规范的操作是
A.将试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将0.01mol/L的HClO溶液倒在试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在玻璃片上试纸的中部,跟标准比色卡比较
D.在试管内放少量溶液,煮沸,把试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
素养提升
1.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)室温下,欲配制0.1mol·L-1AlCl3溶液并测其pH。下列说法正确的是
A.该溶液pH>7
B.实验室配制AlCl3溶液时,常常要加适量浓盐酸
C.若加水稀释,溶液pH减小
D.测pH时,将AlCl3溶液滴在润湿的pH试纸于表面皿上,然后与标准比色卡比较
2.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)常温时,下列溶液中c(H+)=1×10-2mol·L-1的是
A.0.01mol·L-1氨水 B.0.01mol·L-1H2SO4
C.pH=12的NaOH溶液 D.pH=2的醋酸
3.(26-27高二上·山东菏泽·阶段检测)下列说法不正确的有几项
①的盐酸中
②将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小溶液显酸性
③pH<7的溶液不一定呈酸性
④常温下1mLpH=8的NaOH溶液加水至100 mL,pH为6
⑤某温度,溶液中水电离的,则该溶液的pH可能是11或3
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
4.(26-27高二上·山东烟台·阶段检测)下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
5.(26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测)常温下,将一定量的稀盐酸滴入溶液中,溶液中含元素的微粒存在如下平衡:,四种微粒的物质的量分数随的变化如图。下列说法正确的是
A.常温下,溶液的
B.曲线Ⅰ代表的变化曲线
C.点的
D.的平衡常数
6.(25-26高二上·湖南长沙·期中)常温下,分别取未知浓度的NaOH溶液和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液的pH变化如图所示。下列叙述正确的是
A.P线代表HA的稀释图像且HA为强酸
B.水的电离程度:Z=X>Y
C.将Z点溶液稀释1000倍,所得溶液pH=6
D.保持温度不变,向HA溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,增大
7.(25-26高二上·湖南长沙·期中)今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是
①
②
③
④
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.①、② 中分别加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的均减小
B.分别加入水稀释倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
C.①④两溶液等体积混合,所得溶液中c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.④与 ②溶液混合后,若混合后溶液,则
8.(26-27高二上·广西柳州·阶段检测)1887年,瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了酸碱电离理论。该理论立论于水溶液中电解质的解离。校本作业册封面人物即为阿仑尼乌斯。
现有:①熔融的;②稀硫酸;③氨水;④冰醋酸;⑤铜;⑥;⑦;⑧。
(1)以上物质中属于弱电解质的是___________(填编号)。
(2)写出的电离方程式:___________。
(3)可以证明醋酸是弱酸的事实是___________(不定项)。
A.相同浓度的醋酸溶液与稀硫酸相比,导电能力弱
B.醋酸溶液中存在醋酸分子
C.等体积等的醋酸溶液和稀盐酸分别与足量的反应,醋酸消耗的碱更多
D.足量的醋酸溶液能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳气体
(4)某醋酸溶液中,溶质分子与其电离出的离子总数之比为49.5∶1,则该醋酸的电离度为__________(单选)。
A.1.98% B.0.99% C.1.00% D.1.01%
(5)时,将的两种一元酸溶液、各,分别加水稀释到,其与溶液体积的关系如图所示:
①下列说法错误的是_________(单选)。
A.A可能是强酸 B.A可能是弱酸 C.B可能是强酸 D.B一定是弱酸
②a的取值范围为_________,说明理由:_________。
③若向稀释前的两种酸溶液中加入足量的锌,向稀释后的两种酸溶液中加入足量的锌,对比开始两种酸产生氢气的速率,下列结论正确的是_________(单选)。
A.稀释前A=B,稀释后A<B B.稀释前A=B,稀释后A>B
C.稀释前A>B,稀释后A>B D.稀释前A<B,稀释后A<B
④时,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中,且溶液呈中性,用含的代数式表示的电离常数_________。
9.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)回答下列问题。
已知lg 2 = 0.3 lg 3 = 0.5 lg 5 = 0.7
(1)0.005 mol/L的溶液,pH = ________。
(2)溶液的电离度为α = 1%,pH = ________。
(3)已知的电离常数,0.1 mol/L的溶液pH = ________。
(4)常温下,将pH = 5的盐酸与pH = 9的NaOH溶液以体积比11∶9混合,pH = ________。
(5)将pH = 3的HCl与pH = 3的等体积混合,pH = ________。
(6)常温下,pH = a和pH = b的两种NaOH溶液,已知b = a+2,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于________。
10.(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)等的四种溶液a.、b.、c.NaClO、d.物质的量浓度由大到小的排列顺序是_______(用编号填写)
(2)向溶液中加入同浓度的溶液至中性,所需溶液体积_______20 mL(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温下,溶液加水稀释过程中,下列表达式中数据变大的是_______。
A. B.
C. D.
(4)25℃时,的溶液与的溶液混合,若所得混合溶液的,则溶液与溶液的体积比为_______。
(5)25℃时,将,体积均为的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释至,pH随加水量的变化如图所示。曲线1是_______(填盐酸或醋酸),a、c两点溶液的导电能力强弱关系为_______c(填“>”“<”或“=”)。
迁移创新
11.(26-27高二上·山东日照·阶段检测)某温度下的溶液中,,x与y的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)该温度___________(填“大于”“小于”),图中b点溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)该温度下,若溶液中由水电离出的,则该溶液的___________。
(3)该温度下,的溶液和的盐酸等体积混合后,溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(4)该温度下,将的溶液与的溶液混合(混合体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则___________。
(5)除了用pH外,科学家还建议用酸度(AG)来表示溶液的酸碱性:。则该温度下,盐酸的酸度___________。
12.(25-26高二上·广东·期末)在常温下,有下列4种溶液,请按要求回答下列问题:
编号
①
②
③
④
溶液
氨水
氢氧化钾溶液
醋酸
盐酸
pH
11
11
3
3
(1)分别取以上溶液1 mL稀释至10 mL,四种溶液pH由大到小排序为:________(填溶液编号)。另取①、④等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小排序为:________。
(2)已知在、温度下水的电离平衡曲线如图所示:
①温度时,若盐酸中,则________。
②温度下将的稀硫酸与的KOH溶液等体积混合后,溶液的_______。
(3)①已知25℃,HF的。亚硫酸电离常数为、,改变亚硫酸溶液的pH,其平衡体系中含硫元素微粒物质的量分数与pH的关系如图,_______。
②将通入氨水中,当降至时,溶液中的_______。
③将少量通入溶液发生反应的离子方程式为________。
13.(25-26高二上·辽宁朝阳·阶段检测)25℃和T℃时水的电离平衡曲线分别如图中Ⅰ、Ⅱ所示。回答下列问题:
(1)T_______(填“>”或“<”)25,理由是_______。
(2)25℃时,0.05 mol·L-1的硫酸溶液pH=_______,此时由水电离出的c(H+)为_______mol·L-1。
(3)T℃时,pH=2的HCl溶液和pH=11的NaOH溶液恰好中和,则HCl溶液与NaOH溶液的体积比为_______。
(4)T℃时,测得0.1mol·L-1的HA溶液中c平(OH-)=1.0×10-8mol·L-1,则c平(H+)=_______。写出HA的电离方程式:_______。
14.(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)有以下物质:①铁片;②固体;③HCN;④乙醇;⑤干冰;⑥熔融;⑦固体;⑧冰醋酸⑨稀;⑩;
(1)上述物质中属于强电解质的是___________(填序号,下同),能直接导电的是___________。
(2)写出②在水中的电离方程式___________。
(3)常温下,的⑧溶液中由水电离出的___________。
(4)在t℃下,水的离子积常数,则___________25℃(填“>”“<”或“=”),做出此判断的理由是___________,在此温度下将的⑥溶液与的⑨溶液混合(设混合后溶液体积为原两溶液之和),所得混合溶液,则___________。
15.(25-26高二上·河北承德·期中)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:
(1)图中五点Kw间的关系为___________。
(2)若从A点到D点,可采用的措施是___________。
a.升高温度 b.加入少量的盐酸 c.加入少量NaOH(s)
(3)C点对应的温度下,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为___________。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6 mol·L-1,该溶液中c(OH-)=___________mol·L-1.
(4)E点对应的温度下,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为___________。
(5)B点对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1:V2=___________。
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专题3
水溶液中的离子反应
第二单元 溶液的酸碱性
第1课时 溶液的酸碱性
课标要点
1. 认识溶液酸碱性的本质是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小关系,而不是单纯看PH。
2. 了解溶液酸碱性与水的电离平衡、离子积常数的内在联系,能利用Kw进行c(H+)、c(OH-)简单换算。
3. 知道 pH 的定义,掌握 pH 的简单计算,建立酸碱性与pH 之间的转化关系。
4. 能根据c(H+)与c(OH-)相对大小判断溶液酸碱性,发展证据推理与平衡思想
学习重难点
重点:
1. 溶液酸碱性的本质判断依据:c(H+)与c(OH-)的相对大小。
2. pH 的定义、表达式,强酸、强碱稀溶液 pH 基础计算。
3. 常温下溶液酸碱性与 pH 范围的对应关系。
难点:
1. 混合溶液中pH的计算。
2. 辨析酸溶液、酸性溶液,碱溶液、碱性溶液概念差异。
知识点 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性的判断标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,其具体关系为:
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1
2.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=-lgc(H+)。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系(25 ℃):
pH大小能反映出溶液中c(H+)大小,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即0≤pH≤14。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
红色←5.0紫色8.0→蓝色
酚酞
无色←8.2粉红色10.0→红色
甲基橙
红色←3.1橙色4.4→黄色
(2)利用pH试纸测定,使用的正确操作为将pH试纸放在玻璃片上,用玻璃棒或滴管蘸取少量溶液,滴在试纸的中央,然后迅速与标准比色卡对照。
(3)利用pH计测定,仪器pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
易错提醒
测溶液pH时的注意事项
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)有强氧化性和有颜色的物质,不能用pH试纸测定其pH,如新制氯水、NaClO、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
随学随练
1.常温下,下列溶液的pH大于7的是
A.0.1mol·L-1溶液 B.0.1mol·L-1 溶液
C.0.1mol·L-1 溶液 D.0.1mol·L-1 溶液
【答案】B
【详解】A.0.1 为强酸溶液,完全电离出 使溶液呈酸性,常温下 ,A错误;
B.0.1 为强碱溶液,完全电离出 使溶液呈碱性,常温下 ,B正确;
C.0.1 为强酸强碱盐,不发生水解,溶液呈中性,常温下 ,C错误;
D.0.1 为弱酸溶液,部分电离出 使溶液呈酸性,常温下 ,D错误;
故选B。
2.测得某品牌电解质水的pH为6.25,所采用的试剂和仪器合理的是
A.甲基红 B.精密pH试纸 C.甲基橙 D.pH计
【答案】D
【详解】A.甲基红的变色范围是4.4~6.2,仅能通过颜色变化判断溶液的酸碱性范围,不能确定溶液具体的pH,A不符合题意;
B.精密 pH 试纸虽能区分较小的 pH 区间,但测量精度通常为 0.1~0.2,无法得到如 6.25 这样精确到 0.01 的数值,B不符合题意;
C.甲基橙的变色范围是3.1~4.4,不能确定溶液具体的pH,C不符合题意;
D.pH 计是电子仪器,可精确测定溶液的 pH 值,精度可达 0.01,D符合题意;
故选D。
3.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法中,错误的是
A.在温度不变时,水溶液中和不能同时增大
B.的溶液,可能呈酸性
C.某温度下,纯水中,其呈中性
D.将pH试纸直接伸入待测溶液中,测其pH
【答案】D
【详解】A.温度不变时,水的离子积KW恒定,H⁺和OH⁻浓度的乘积不变,因此两者不能同时增大,故A正确;
B.pH<7的溶液是否呈酸性需结合温度判断。若在常温下,pH<7为酸性;若温度升高(如100℃时中性溶液pH≈6),此时pH<7仍可能为中性。但选项表述为“可能呈酸性”,存在合理情况,故B正确;
C.纯水中H⁺和OH⁻浓度始终相等,无论数值如何,溶液均呈中性。若H⁺浓度为2×10-7 mol/L,则OH⁻浓度也为2×10-7mol/L,溶液为中性,故C正确;
D.pH试纸直接浸入待测液会污染溶液,正确操作是用干燥洁净的玻璃棒蘸取少量待测液点在pH试纸中部,测其pH,故D错误;
故选D。
4.下列物质是重要的化工原料,用计测定其溶液的,小于7的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.属于强酸弱碱盐,溶于水时发生水解反应使溶液中,溶液呈酸性,,A符合题意;
B.是强碱,溶于水完全电离出,溶液呈强碱性,,B不符合题意;
C.属于强碱弱酸盐,溶于水时发生水解反应使溶液中,溶液呈碱性,,C不符合题意;
D.溶于水生成弱碱,电离产生使溶液呈碱性,,D不符合题意;
故选A。
知识点 溶液pH的计算
1.单一溶液的pH计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃),c(H+)=nc mol·L-1;pH=-lg nc
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
c(OH-)=nc mol·L-1;c(H+)== mol·L-1;pH=14+lg nc。
2.混合溶液pH的计算方法
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
c混(H+)=,然后再求pH。
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
先计算c混(OH-)=,再求c混(H+)=,最后求pH。
(3)强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
a.恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)。
b.酸过量:
先求c余(H+)=,再求pH。
c.碱过量:
先求c余(OH-)=,再求c(H+)=,最后求pH。
3.溶液稀释时pH的变化图像
(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸
加水稀释至相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸和醋酸
加水稀释至相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释至相同的pH,醋酸加入的水多
易错提醒
1.弱酸、弱碱在稀释过程中既有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH的范围。
2.酸、碱无限稀释,pH无限接近于7,但不能超过7。
随学随练
5.常温下,等体积等pH的溶液和HCl溶液加水稀释,溶液pH随稀释倍数的变化如图。下列说法不正确的是
A.a点由水电离的浓度为
B.曲线Ⅱ表示溶液加水稀释的图像
C.c、b、d三点水的电离程度大小关系为:
D.c、d两点的溶液与NaOH反应,d点溶液消耗NaOH物质的量更多
【答案】C
【详解】A.a点溶液,溶液中浓度为,酸溶液中水电离的浓度等于溶液中浓度,常温下,故,A正确;
B.是强酸完全电离,是弱酸部分电离,稀释时弱酸会继续电离出,上升更慢,故曲线Ⅱ表示溶液的稀释图像,B正确;
C.酸溶液中浓度越大,对水的电离抑制作用越强,水的电离程度越小,c、d两点相同,浓度相同,水的电离程度相等;b点小于c点,浓度更大,水的电离程度更小,故水的电离程度为,C错误;
D.初始等体积等时,浓度远大于,总物质的量,稀释过程中酸的总物质的量不变,故d点(醋酸溶液)消耗物质的量更多,D正确;
故选C。
6.计算25℃时下列溶液的pH。
(1)的溶液的pH=___________。
(2)的NaOH溶液的pH=___________。
(3)的溶液(的电离度α约为1%)的pH=___________。
【答案】(1)2
(2)11
(3)11
【分析】25℃时,酸性溶液先由氢离子浓度求pH;碱性溶液先由氢氧根离子浓度求pOH,再根据pH+pOH=14求pH。强电解质按完全电离计算离子浓度,弱电解质由初始浓度与电离度的乘积求已电离离子的浓度。
【详解】(1)硫酸是强酸,按高中阶段模型完全电离,1 mol硫酸生成2 mol氢离子,其电离关系为,所以。因此;
(2)NaOH是强碱,完全电离,其电离关系为,所以。由此,再由pH+pOH=14,得pH=11;
(3)一水合氨为弱电解质,其电离关系为。电离度α为1%,即0.01,所以。由此,再由pH+pOH=14,得pH=11。
7.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H+)=nc mol·L-1;
②pH=_______.
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
①c(OH-)=nc mol·L-1;
②c(H+)==mol·L-1;
③pH=_______。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液中 (25 ℃),c(H+)=nc mol·L-1,pH=;
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液中 (25 ℃),c(OH-)=nc mol·L-1,c(H+)==mol·L-1,pH=。
拓展 溶液pH的计算
(1)强酸与弱碱或强碱与弱酸等体积混合
当pH酸+pH碱=14时,若是强酸与弱碱混合,则弱碱过量,pH > 7弱过量,显弱性
若是强碱与弱酸混合,则弱酸过量,pH < 7
(2)稀释后溶液pH的计算
①强酸:pH=a,加水稀释10n倍,则pH= a+n
②弱酸:pH=a,加水稀释10n倍,则a <pH< a+n 但都不突破7,无限稀释时等于或接近于7
③强碱:pH=b,加水稀释10n倍,则pH= b-n
④弱碱:pH=b,加水稀释10n倍,则 b-n <pH< b
活学活用
溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=_________mol·L-1,pH=-lg c(H+)=________。
(2)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+)=________________。
2.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,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=________________。
(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=________________________。
【答案】1. 2.
【详解】1.(1) 强酸为强电解质,在水溶液中完全电离,1 mol 可电离出 mol ,因此;根据pH定义式,代入得。
(2) 强碱为强电解质,完全电离时1 mol 可电离出 mol ,故;25℃时水的离子积,因此;代入pH公式推导得。
2.(1) 两种强酸混合时,不发生反应,总物质的量为两种酸电离出的物质的量之和,混合后总体积近似为两溶液体积之和,因此为总物质的量除以总体积,即。
(2) 两种强碱混合时,不发生反应,总物质的量为两种碱电离出的物质的量之和,总体积近似为两溶液体积之和,优先计算可避免直接计算带来的误差,即。
(3) 强酸和强碱混合时发生中和反应,需先判断过量物质:若酸过量,剩余的物质的量为;若碱过量,剩余的物质的量为;除以混合后总体积即可得到过量离子的浓度,用绝对值可统一表达该计算式,即c(H+)混或c(OH-)混=。
3.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H+)= ______;
②pH=_________。
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
①c(OH-)=____________;
②c(H+)= =mol·L-1;
③pH=__________。
【答案】(1) nc mol·L-1 -lg nc
(2) nc mol·L-1 14+lg nc
【详解】(1)25℃下为强酸,完全电离,1 mol 可电离出,因此;根据pH定义;
(2)25℃下为强碱,完全电离,1 mol 可电离出,因此;25℃时水的离子积,将代入pH定义式,计算得。
4.常温下
(1)计算0.005mol·L-1稀硫酸的pH=______。
(2)计算0.005mol·L-1Ba(OH)2的pH=________。
(3)某温度下纯水的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)为________;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________,由水电离产生的c(H+)为________,此时温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)25 ℃。
【答案】(1)2
(2)12
(3) 高于
【详解】(1)常温下为二元强酸,完全电离,因此,根据,计算得。
(2)常温下为二元强碱,完全电离,因此;常温下水的离子积,则溶液中,计算得。
(3)纯水中始终满足,因此此时;该温度下,温度不变不变,滴入盐酸后;酸性溶液中,水电离的等于溶液中的,故水电离的;水的电离是吸热过程,升高温度电离程度增大、增大,该温度下(25℃时),因此温度高于25℃。
5.稀释后溶液pH的变化规律
(1)对于强酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH增大n个单位,即pH=________________。
(2)对于强碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH减小n个单位,即pH=________________。
(3)对于弱酸溶液(pH=a)每稀释10n倍,pH的范围是:________________(即对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化的程度大)。
(4)对于弱碱溶液(pH=b)每稀释10n倍,pH的范围是:________________(即对于pH相同的强碱和弱碱稀释相同倍数,强碱pH变化的程度大)。
【答案】(1)
(常温下)
(2)
(常温下)
(3)
(常温下)
(4)
(常温下)
【详解】(1)强酸完全电离,无电离平衡,稀释时总物质的量不变,浓度变为原来的,根据,pH增大个单位;常温下酸溶液稀释后仍为酸性,故最终pH小于7。
(2)强碱完全电离,无电离平衡,稀释时总物质的量不变,浓度变为原来的,pOH增大个单位,对应pH减小个单位;常温下碱溶液稀释后仍为碱性,故最终pH大于7。
(3)弱酸存在电离平衡,稀释使电离平衡正向移动,促进弱酸电离,总物质的量增加,浓度减小幅度小于强酸,因此pH增大幅度小于,介于和之间,稀释后仍为酸性。
(4)弱碱存在电离平衡,稀释使电离平衡正向移动,促进弱碱电离,总物质的量增加,浓度减小幅度小于强碱,因此pH减小幅度小于,介于和之间,稀释后仍为碱性。
拓展 溶液的稀释与pH
1.酸碱溶液稀释时pH的变化图像
(1)pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
(2)c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
可以看出无论是c相等还是pH相等,加水稀释相同倍数pH变化大的都是强酸或强碱。
2.酸碱溶液稀释时pH的变化
酸(pH=a)
碱(pH=b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
pH<a+n
pH=a+n
pH>b-n
pH=b-n
无限稀释
pH趋向于7
活学活用
1.将等pH、等体积的CH3COOH和HNO2溶液分别加水稀释,溶液pH随加水稀释倍数的变化如图所示。下列说法正确的是
已知:
A.导电能力:a<b<c
B.
C.未稀释的两种酸分别和足量的锌粒反应,相同条件下产生氢气的体积相等
D.c、d两点的溶液分别与NaOH恰好中和,消耗NaOH物质的量:c<d
【答案】D
【分析】pH相同的一元酸加水稀释相同的倍数,pH值变化较大的酸,其酸性较强,根据图知,的酸性较强。
【详解】A.溶液导电能力与离子浓度正相关,pH越大则越小,离子浓度越小,三点pH满足,故离子浓度,导电能力,A错误;
B.等pH的弱酸稀释,酸性越强,稀释相同倍数时pH变化越大,由图可知酸性更强,则,B错误;
C.等pH、等体积的弱酸,酸性越弱,酸的总物质的量越大,酸性更弱,总物质的量更大,与足量锌反应生成氢气体积更大,C错误;
D.恰好中和消耗的物质的量与酸的总物质的量成正比,原溶液中总物质的量大于,稀释后总物质的量关系不变,d点对应溶液,c点对应溶液,故消耗物质的量,D正确;
故选D。
2.室温下,将的氨水加水稀释至的过程中,下列说法正确的是
A.逐渐减小 B.氢元素的质量逐渐减小
C.保持不变 D.其的变化如图所示
【答案】C
【详解】A.加水稀释促进的电离,电离平衡正向移动,逐渐增大,A错误;
B.稀释过程中加入的水中含有氢元素,体系中氢元素的总质量逐渐增大,B错误;
C.电离平衡常数仅与温度有关,室温下温度不变,保持不变,C正确;
D.氨水为弱碱性溶液,稀释过程中逐渐减小,但室温下碱溶液的始终大于7,不会小于7,与图示不符,D错误;
故选C。
3.MOH和ROH两种一元碱溶液分别加水稀释时的pH变化如图所示。下列叙述中不正确的是
A.在x点,MOH完全电离
B.ROH是一种强碱
C.在x点,c(M+)=c(R+)
D.稀释前,ROH溶液中c(OH-)是MOH溶液中c(OH-)的10倍
【答案】A
【详解】A.MOH稀释100倍时pH仅下降1,说明MOH是弱碱,存在电离平衡,x点时MOH仍未完全电离,A错误;
B.ROH初始pH为13,稀释100倍pH变为11,pH下降值等于稀释倍数的常用对数值,说明ROH完全电离,是强碱,B正确;
C.x点两溶液pH相同,因此、均相等,根据电荷守恒,、,可得,C正确;
D.稀释前ROH溶液pH=13,,MOH溶液pH=12,,前者是后者的10倍,D正确;
故选A。
4.某温度下,和的电离常数分别为和。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.曲线Ⅰ代表溶液
B.溶液中水的电离程度:b点<c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中不相同
【答案】A
【详解】A.电离常数,故酸性更强;等pH的两种酸稀释相同倍数时,酸性越强pH升高幅度越大,因此曲线Ⅱ代表,曲线Ⅰ代表,A错误;
B.酸溶液中抑制水的电离,pH越小,越大,对水的电离抑制程度越大,水的电离程度越小;b点pH小于c点,故水的电离程度:b点<c点,B正确;
C.,为水的离子积常数,为酸的电离常数,二者均只与温度有关,温度不变则该值保持不变,C正确;
D.等pH、等体积的两种酸溶液,酸性越弱,酸的浓度越大,故,;恰好中和时,消耗的物质的量与酸的物质的量相等,因此对应溶液中更大,二者不相同,D正确;
故选A
题型 溶液酸碱性
▌例1 在溶液中加入溶液时,所得到的溶液呈
A.弱酸性 B.强酸性 C.碱性 D.中性
【答案】D
【详解】,,二者按物质的量之比1:1恰好完全中和,生成强酸强碱盐,溶液呈中性,D符合题意。
答案选D。
解题贴士
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。
▌对点练1-1 生活中“无处不化学”。下列生活中的常见溶液呈中性的是
A.84消毒液 B.洁厕灵 C.葡萄糖饮品 D.苏打水
【答案】C
【详解】A.84消毒液主要成分为,属于强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,A不符合题意;
B.洁厕灵主要成分为,属于强酸溶液,呈酸性,B不符合题意;
C.葡萄糖属于非电解质,在水溶液中不发生电离也不发生水解,因此葡萄糖饮品呈中性,C符合题意;
D.苏打水溶质为,属于强碱弱酸盐,水解使溶液呈碱性,D不符合题意;
故选C。
▌对点练1-2 下列有关叙述中正确的是
A.100℃时,纯水的pH=6,所以纯水此时显酸性
B.25℃时,pH=12的NaOH溶液,水电离出的
C.25℃时,1 mL pH=6的盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
D.25℃,用pH试纸测得某氯水(主要成分是盐酸和次氯酸)的pH为5
【答案】B
【详解】A.100℃时纯水中,溶液呈中性,A错误;
B.25℃时pH=12的溶液中,全部来自水的电离,水电离出的,且水电离的,故水电离出的,B正确;
C.酸溶液无论稀释多少倍都不可能呈碱性,pH=6的盐酸稀释1000倍后,水的电离占主导,溶液pH接近7且略小于7,不可能为9,C错误;
D.氯水中含有的具有漂白性,会漂白pH试纸,无法用pH试纸测定氯水的pH,D错误;
故选B。
题型 溶液PH的计算
▌例2 下列叙述正确的是
A.95℃纯水的,说明加热可导致水呈酸性
B.25℃时的醋酸溶液,稀释至10倍后
C.25℃时的盐酸与等体积水混合后
D.25℃时的醋酸溶液与的氢氧化钠溶液等体积混合后
【答案】C
【详解】A.95℃纯水中,呈中性,pH<7是升温促进水的电离、增大导致,A错误;
B.醋酸为弱电解质,稀释至10倍时电离平衡正向移动,物质的量增大,稀释后溶液,pH<4,B错误;
C.的盐酸与等体积水混合后,,pH=1,C正确;
D.pH=3的醋酸溶液中醋酸浓度远大于,pH=11的氢氧化钠溶液中,等体积混合后醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7,D错误;
故选C。
解题贴士
1.强酸溶液和强碱溶液混合后计算pH,必须先判断出混合后溶液的酸碱性,然后计算混合后的OH-或H+浓度。
2.根据酸的浓度计算酸溶液的pH时,不必考虑温度,而根据碱的浓度计算碱溶液的pH时,需要根据离子积计算c(H+),因此一定要注意溶液的温度,只有室温时,Kw=1.0×10-14。
3.一定pH的强碱与强碱混合后求pH。在计算过程中易出现直接用H+浓度进行混合计算的错误。因为强碱溶液的混合是OH-混合,H+是随OH-浓度改变而改变的,不能直接用于混合碱的计算,H+浓度必须通过c(H+)=来求。
▌对点练2-1 已知某温度下纯水的pH=6.5。
(1)pH=7的溶液呈_______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)。
(2)该温度下,0.1 mol·L-1的盐酸溶液的pH=_______。
(3)该温度下,0.005 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=_______。
(4)该温度下,将pH=12的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L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pH=2,则V1∶V2=_______。
【答案】(1)
碱性
(2)
1
(3)
11
(4)
【分析】某温度下纯水的,则,。
【详解】(1)该温度下中性溶液,的溶液中,计算得,,因此溶液呈碱性;
(2)为强酸完全电离,溶液中,根据定义得;
(3)为强碱完全电离,溶液中,计算得,因此;
(4)的溶液中,的稀硫酸中;混合后,即混合后,说明酸过量,根据,可得,化简得:,,,解得。
▌对点练2-2 回答下列问题
(1)常温下某种饮品pH=4,其中c(H+)=_______ mol·L-1 ,c(OH-)=_______ mol·L-1 。
(2)0.05 mol·L-1 H2SO4 溶液的pH=_______。
(3)常温下pH=13的Ba(OH)2 溶液,c[Ba(OH)2]=_________ mol·L-1 。
【答案】(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据的定义式,常温下时,;常温下水的离子积常数,因此。
(2)为二元强酸,在水溶液中完全电离,因此,代入定义式得。
(3)常温下,则,;1个可电离出2个,因此。
题型 溶液的稀释及pH变化
▌例3 某温度下,相同体积、相同pH的氨水和氢氧化钠溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示。下列判断正确的是
A.a点溶液的导电能力比b点溶液的强 B.b点的Kw值大于c点
C.与盐酸完全反应时,消耗盐酸体积Va>Vb D.a、c两点溶液中的c(H+)相等
【答案】D
【详解】A.溶液导电能力与离子总浓度成正比,相同稀释体积下,a点pH小于b点,说明a点离子浓度小于b点,故a点导电能力比b点弱,A错误;
B.只与温度有关,该题反应温度不变,故b点和c点相等,B错误;
C.初始等pH、等体积的氨水和NaOH溶液,氨水为弱电解质,其溶质总物质的量远大于NaOH,稀释不改变溶质总物质的量,故氨水消耗盐酸体积更大,即,C错误;
D.a、c两点pH相同,根据,可知两点相等,D正确;
故选D。
解题贴士
酸、碱溶液稀释后的pH变化规律
(1)强酸或弱酸溶液的稀释问题
①对于pH=a的强酸溶液,每稀释10n倍,强酸的pH就增大n个单位,即pH=a+n;
②对于pH=a的弱酸溶液,由于稀释过程中,弱酸还会继续电离,故弱酸的pH范围是a<pH<a+n(其中a+n<7);
③酸溶液无限稀释,pH只能无限接近于7,不能大于7。如图Ⅰ所示。
(2)强碱或弱碱溶液的稀释问题
①对于pH=b的强碱溶液,每稀释10n倍,强碱的pH减小n个单位,即pH=b-n(其中b-n>7);
②对于pH=b的弱碱溶液,由于稀释过程中,弱碱还会继续电离,故弱碱的pH范围是b-n<pH<b(其中b-n>7);
③碱溶液无限稀释,pH只能无限接近于7,不能小于7。如图Ⅱ所示。
▌对点练3-1 常温下,分别取未知浓度的和两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的倍。两溶液稀释倍数的对数值与溶液的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.常温下,
C.中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多
D.物质的量浓度相同的溶液和溶液,前者阳离子浓度之和大于后者
【答案】C
【详解】A.pH大小排序为,pH越大,碱对水的电离的抑制作用越强,水的电离程度越小,故水的电离程度,A错误;
B.由图像得出,稀释相同倍数时,的变化大,说明的碱性比的碱性强,电离程度大,电离程度大的就大,即常温下,,B错误;
C.由图像可知,溶液的大于溶液的,又因大于,说明中的的浓度大;所以中和等体积、两点溶液,后者消耗的物质的量多,C正确;
D.因,同浓度时,碱性强的电离程度大,溶液中的阳离子浓度之和就大,所以物质的量浓度相同的溶液和溶液,溶液中阳离子浓度之和小于溶液的,D错误;
故选C。
▌对点练3-2 浓度均为0.1 mol/L、体积均为的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随的变化关系如图所示。下列叙述正确的是
A.酸性:
B.水电离的
C.中和NaOH的能力:
D.从a点到b点,减小
【答案】C
【详解】A.初始浓度均为0.1 mol/L时,的,说明完全电离为强酸,的为弱酸,酸性,A错误;
B.酸溶液中水电离出的等于溶液中的,点,,点,,故水电离的:,B错误;
C.中和的能力由酸的总物质的量决定,、初始浓度、体积均相等,总物质的量相同,稀释不改变酸的总物质的量,故中和能力,C正确;
D.的电离常数,故,从到点减小,温度不变不变,该比值增大,D错误;
故选C。
基础通关
1.(26-27高二上·黑龙江大庆·阶段检测)生活中的下列物质呈酸性的是
A.苏打水 B.酱油 C.白酒 D.“84”消毒液
【答案】B
【详解】A.苏打是Na2CO3的俗称,苏打水溶质为Na2CO3,水解使溶液呈碱性,A不合题意;
B.酱油发酵过程中产生乳酸、乙酸等有机酸,pH约为4~5,呈酸性,B符合题意;
C.白酒主要成分为乙醇和水,乙醇为非电解质,溶液呈中性,C不合题意;
D.“84”消毒液有效成分为NaClO,ClO-水解使溶液呈碱性,D不合题意;
故答案为:B。
2.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)下列溶液室温下 pH 小于 7 的是
A.Na2CO3 溶液 B.CuSO4 溶液 C.KNO3 溶液 D.CH3COONa 溶液
【答案】B
【详解】A.属于强碱弱酸盐,水解产生,溶液呈碱性,室温下,A不符合题意;
B.属于强酸弱碱盐,水解产生,溶液呈酸性,室温下,B符合题意;
C.属于强酸强碱盐,离子不发生水解,溶液呈中性,室温下,C不符合题意;
D.属于强碱弱酸盐,水解产生,溶液呈碱性,室温下,D不符合题意;
故选B。
3.(26-27高二上·吉林长春·阶段检测)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.血浆的为7.35~7.45,大于7显碱性,乳汁范围为6.6~7.6,可能呈酸性、中性或碱性,二者并非均显酸性,A错误;
B.大于7时数值越大碱性越强,胰液(7.5~8.0)大于胆汁(7.1~7.3),故胰液比胆汁碱性强,B错误;
C.将试纸直接放入口腔待测液中会污染唾液,且试纸所含化学物质可能对人体造成伤害,正确操作为:用玻璃棒蘸取少量唾液滴在干燥试纸上,并与标准比色卡对比,C错误;
D.苏打水中的可与胃酸的主要成分发生反应,消耗过多胃酸,故饮用苏打水可以缓解胃酸过多症状,D正确;
故选D。
4.(26-27高二上·北京西城·阶段检测)常温下将的硫酸和的氢氧化钠溶液等体积混合,混合溶液的酸碱性为
A.酸性 B.中性 C.碱性 D.无法确定
【答案】B
【详解】常温下,的硫酸中;的溶液中,等体积混合时,酸提供的总物质的量和碱提供的总物质的量恰好完全中和,生成强酸强碱盐(硫酸钠),因此混合溶液呈中性,故选B。
5.(25-26高二上·江苏南通·期末)化学与生活密切相关。下列生活场景中的应用不符合化学原理的是
A.食物长时间储藏于冰箱,不发生腐败 B.滴注葡萄糖,为人体补充能量
C.使用护发素,调节头发的酸碱度 D.喷涂油漆,防护金属腐蚀
【答案】A
【详解】A.降低温度仅能减慢食物腐败相关化学反应的速率,不能使反应完全停止,食物长时间在冰箱储藏依然会缓慢发生腐败,A错误;
B.葡萄糖是人体的主要供能物质,在体内氧化可释放能量,滴注葡萄糖可为人体补充能量,B正确;
C.洗发水通常呈弱碱性,护发素通常呈弱酸性,使用护发素可以调节头发的酸碱度,减少发质损伤,C正确;
D.喷涂油漆可在金属表面形成隔绝层,避免金属与氧气、水等接触,能够防护金属腐蚀,D正确;
故答案选A。
6.(25-26高二上·广东东莞·期末)常温下,某稀溶液。下列有关该溶液的说法正确的是
A.
B.
C.、、、在该溶液中能大量共存
D.该溶液可能让甲基橙试液变红
【答案】B
【详解】A.常温下水的离子积为定值,不随溶液酸碱性发生变化,A错误;
B.常温下的溶液呈碱性,本质特征为,B正确;
C.与、与均会生成难溶沉淀,且碱性溶液中大量的会与、反应生成氢氧化物沉淀,不能大量共存,C错误;
D.时甲基橙显红色,时甲基橙显黄色,则时甲基橙显黄色,不可能变红,D错误;
故选B。
7.(24-25高二上·山东泰安·期末)下列数据表述正确的是
A.用量筒量取稀盐酸
B.用托盘天平称量
C.用广泛试纸测得溶液的为
D.用滴定管量取碱溶液
【答案】D
【详解】A.量筒的精确度为,仅能保留1位小数,无法量取稀盐酸,A错误;
B.托盘天平的精确度为,仅能保留1位小数,无法称量,B错误;
C.广泛试纸的测量结果只能为整数,无法得到的数值,C错误;
D.滴定管的精确度为,可保留2位小数,能够量取碱溶液,D正确;
故答案选D。
8.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)下列溶液中,酸性最强的是
A.pH=1的溶液 B.pH=3的溶液
C.pH=5的溶液 D.pH=7的溶液
【答案】A
【详解】溶液酸性强弱与氢离子浓度正相关,根据,越小,越大,酸性越强,是四个选项中最小的,对应溶液酸性最强,故选A。
9.(25-26高二上·湖南邵阳·期末)下列溶液中,能使酚酞试液变红的是
A.盐酸 B.硫酸 C.氢氧化钠溶液 D.氯化钠溶液
【答案】C
【详解】A.盐酸属于酸性溶液,酚酞遇酸性溶液不变色,无法使酚酞变红,A错误;
B.硫酸属于酸性溶液,酚酞遇酸性溶液不变色,无法使酚酞变红,B错误;
C.氢氧化钠溶液为碱性溶液,酚酞遇碱性溶液会变为红色,C正确;
D.氯化钠溶液呈中性,酚酞在中性溶液中不变色,无法使酚酞变红,D错误;
故选C。
10.(25-26高二上·云南曲靖·期末)常温下,下列溶液的pH最小的是
A.0.01 mol·L-1 NaOH溶液
B.0.01 mol·L-1 HCl溶液
C.0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液
D.0.01 mol·L-1 NaCl溶液
【答案】B
【详解】A.0.01 为强碱溶液,完全电离出使溶液呈碱性,常温下;
B.0.01 为强酸溶液,完全电离出,,常温下;
C.0.01 为弱酸,仅部分电离出,,常温下 ,比0.01溶液大;
D.0.01 溶液呈中性,常温下;
综上,0.01 mol·L-1 HCl溶液的pH最小,故选B。
11.(25-26高二上·天津·阶段检测)常温时,下列溶液中c(H+)=1×10-2 mol·L-1的是
A.pH=2的醋酸 B.0.01 mol/L H2SO4
C.pH=12的NaOH溶液 D.0.01 mol·L-1氨水
【答案】A
【详解】A.根据计算,的醋酸中,A符合题意;
B.是二元强酸,完全电离,中,B不符合题意;
C.的溶液呈碱性,,C不符合题意;
D.氨水是弱碱,溶液呈碱性,,D不符合题意;
故选A。
12.(25-26高二上·陕西榆林·阶段检测)化学与生活、生产密切相关,下列说法正确的是
A.血浆中存在的缓冲体系,缓冲作用可以促使体系pH出现大幅度变化
B.将海水中的钢闸门与外加直流电源的正极相连,使其受到保护
C.室温下,若某酱油的pH=5,则该酱油中的为
D.“天舟五号”飞船搭载的燃料电池放电时主要将热能转化为电能
【答案】C
【详解】A.血浆中的缓冲体系能抑制pH的大幅变化,使pH保持相对稳定,A错误;
B.采用外加电流阴极保护法时,应将钢闸门与直流电源负极相连,使其作阴极而受到保护,B错误;
C.由,pH=5时,,C正确;
D.燃料电池放电时主要将化学能转化为电能,D错误;
故选C。
13.(25-26高二上·上海嘉定·阶段检测)某温度下水的离子积,在此温度,溶液的pH是
A.13 B.11 C.12 D.14
【答案】A
【详解】的为强电解质,完全电离得,结合该温度下,计算得,,故选A。
14.(25-26高二上·广东佛山·阶段检测)下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液 B.的溶液
C.的溶液 D.加入酚酞后不变色的溶液
【答案】C
【详解】A.温度会改变水的电离程度,仅25℃时的溶液呈中性,若温度升高,中性溶液,此时的溶液为碱性,A错误;
B.仅与温度有关,25℃时酸性、碱性、中性稀水溶液的均为,无法据此判断溶液酸碱性,B错误;
C.溶液酸碱性的本质判据是和的相对大小,的溶液一定呈中性,C正确;
D.酚酞的变色范围为时显红色,的溶液加入酚酞都不变色,可能为酸性、中性或弱碱性,D错误;
故选C。
15.(25-26高二上·山东青岛·期中)用试纸测定某一溶液的时,规范的操作是
A.将试纸放入溶液中观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将0.01mol/L的HClO溶液倒在试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在玻璃片上试纸的中部,跟标准比色卡比较
D.在试管内放少量溶液,煮沸,把试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
【答案】C
【详解】A.将试纸直接放入待测溶液中会污染试剂,操作不规范,A错误;
B.将溶液直接倒在试纸上的操作不符合规范,且具有强氧化性,会漂白试纸,无法通过该方法测定其,B错误;
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在放置于玻璃片上的试纸中部,待颜色稳定后与标准比色卡比较,符合测定的规范操作,C正确;
D.煮沸溶液可能改变待测液的性质,且将试纸放在试管口无法测定常温下原溶液的,操作错误,D错误;
故答案选C。
素养提升
1.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)室温下,欲配制0.1mol·L-1AlCl3溶液并测其pH。下列说法正确的是
A.该溶液pH>7
B.实验室配制AlCl3溶液时,常常要加适量浓盐酸
C.若加水稀释,溶液pH减小
D.测pH时,将AlCl3溶液滴在润湿的pH试纸于表面皿上,然后与标准比色卡比较
【答案】B
【详解】A.为强酸弱碱盐,发生水解,溶液显酸性,,A错误;
B.加入适量浓盐酸可增大浓度,使上述水解平衡逆向移动,抑制水解,避免配制时出现浑浊,B正确;
C.加水稀释时,虽然水解程度增大,但溶液体积增大的影响占主导,浓度降低,溶液酸性减弱,增大,C错误;
D.测定时试纸不能预先润湿,否则会稀释待测溶液,导致测定结果偏大,操作错误,D错误;
故选B。
2.(26-27高二上·天津河西·阶段检测)常温时,下列溶液中c(H+)=1×10-2mol·L-1的是
A.0.01mol·L-1氨水 B.0.01mol·L-1H2SO4
C.pH=12的NaOH溶液 D.pH=2的醋酸
【答案】D
【详解】A.是弱碱,氨水溶液呈碱性,常温下,不可能为,A错误;
B.是二元强酸,完全电离后,B错误;
C.常温下的溶液中,,C错误;
D.的醋酸溶液中,,D正确;
故选D。
3.(26-27高二上·山东菏泽·阶段检测)下列说法不正确的有几项
①的盐酸中
②将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小溶液显酸性
③pH<7的溶液不一定呈酸性
④常温下1mLpH=8的NaOH溶液加水至100 mL,pH为6
⑤某温度,溶液中水电离的,则该溶液的pH可能是11或3
A.1项 B.2项 C.3项 D.4项
【答案】D
【详解】①极稀盐酸中水的电离不可忽略,盐酸电离的为,加上水电离的,总,①错误;
②为强酸强碱盐,任何温度下,加热促进水的电离,增大、减小,但溶液仍为中性,②错误;
③未限定温度时,pH<7的溶液不一定呈酸性,比如100℃时纯水pH=6,此时pH=6的溶液为中性,pH<7也可能是中性甚至碱性,故的溶液不一定呈酸性,③正确;
④常温下碱溶液无论如何稀释,只会无限接近7,不可能小于7,稀释后,不会为6,④错误;
⑤该温度下,水电离的说明水的电离被抑制:若为碱溶液,溶液中全部来自水电离,,;若为酸溶液,溶液中全部来自水电离,,,,不可能为3,⑤错误;
综上,不正确的共4项,故选D。
4.(26-27高二上·山东烟台·阶段检测)下列说法正确的是
①相同温度下,相等的盐酸、溶液中,相等
②某温度下,纯水中,其呈中性
③常温下的硝酸溶液中硝酸电离出的与水电离出的之比值为
④相同条件下,中和和体积均相等的氨水、溶液,所需的物质的量相同
⑤用广泛pH试纸测得新制氯水溶液的pH值是3
⑥将的盐酸稀释一倍后,变为2.3(已知)
⑦相同且相同体积的①盐酸、②硫酸、③醋酸中,分别加入足量锌,相同状况下产生的:③>①=②
⑧室温,将的盐酸稀释到,所得溶液的为9
A.①②③⑥⑦ B.②⑤⑦ C.①②③⑤ D.①④⑦
【答案】A
【详解】①相同温度下为定值,pH相等则相等,,故两溶液中相等,①正确;
②纯水中始终满足,无论数值多少均呈中性,②正确;
③常温下pH=1的硝酸电离出,溶液中,是由水电离出的,则水电离出的,则硝酸电离出的与水电离出的之比值为,③正确;
④pH、体积均相等的氨水和NaOH溶液相比,氨水的总浓度远大于NaOH溶液,则中和时氨水消耗HCl更多,所需HCl物质的量不相等,④错误;
⑤新制氯水具有漂白性,可漂白广泛pH试纸,无法测得其pH为3,⑤错误;
⑥pH=2的盐酸中,稀释一倍后,,⑥正确;
⑦相同和体积的强酸(盐酸、硫酸)可电离的总物质的量相等,醋酸是弱酸,溶液中还存在大量未电离的溶质,最终能提供的更多,故产氢量③>①=②,⑦正确;
⑧的盐酸中,加水稀释到时,溶液中的应包含盐酸和水电离的浓度之和,该数值接近,所得溶液的接近7,但一定小于7,不可能为9显碱性,⑧错误;
综上所述①②③⑥⑦均正确,④⑤⑧均错误;
故答案选A。
5.(26-27高二上·湖南邵阳·阶段检测)常温下,将一定量的稀盐酸滴入溶液中,溶液中含元素的微粒存在如下平衡:,四种微粒的物质的量分数随的变化如图。下列说法正确的是
A.常温下,溶液的
B.曲线Ⅰ代表的变化曲线
C.点的
D.的平衡常数
【答案】C
【分析】横坐标中溶液pOH越大,溶液中氢氧根离子浓度越小,的物质的量分数越小,的物质的量分数越大,由图可知,曲线Ⅰ代表的变化、曲线Ⅱ代表的变化、曲线Ⅲ代表的变化、曲线Ⅳ代表的变化。
【详解】A.根据微粒物质的量分数随pOH的变化图,H2X溶液为曲线Ⅲ的顶部,对应的,即溶液呈碱性,A错误;
B.由分析可知,曲线I代表X2-的变化,B错误;
C.的平衡常数,由图可知点中,则,同理可知的平衡常数,的平衡常数,,点,则,,,,C正确;
D.根据C选项,的平衡常数,D错误;
故选C。
6.(25-26高二上·湖南长沙·期中)常温下,分别取未知浓度的NaOH溶液和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液的pH变化如图所示。下列叙述正确的是
A.P线代表HA的稀释图像且HA为强酸
B.水的电离程度:Z=X>Y
C.将Z点溶液稀释1000倍,所得溶液pH=6
D.保持温度不变,向HA溶液中加入少量NaOH固体,HA的电离平衡正向移动,增大
【答案】B
【详解】A.P线随着稀释倍数的增大,pH上升,因此P线为HA,在P线上,当时,即稀释了100倍时,对应的pH在4到5之间,大概估计为4.4,当时,即稀释了1000倍时,对应的pH为5,得出稀释10倍,变化的pH小于1,说明在稀释过程中HA应电离出,使得下降速度减慢,pH上升速度减慢(若为强酸稀释,pH应为5.4),故HA为弱酸,A错误;
B.X点为酸溶液中水电离,故有,Z点为碱溶液中水电离(氢离子全部来源于水),故有,Y点为碱溶液中水电离,故有,故水的电离程度:Z=X>Y,B正确;
C.Z点为NaOH溶液,pH为9,稀释1000倍(增加3),碱性减弱,pH变小,但无限稀释时只能接近中性(pH=7),但不可能变为酸性(pH<7),故C错误;
D.加入NaOH可中和氢离子,促使HA电离平衡正向移动,但电离常数只与温度有关,温度不变,不变,故D错误;
故答案为B。
7.(25-26高二上·湖南长沙·期中)今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是
①
②
③
④
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.①、② 中分别加入适量的氯化铵晶体后,两溶液的均减小
B.分别加入水稀释倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
C.①④两溶液等体积混合,所得溶液中c(Cl-)=c(NH)>c(OH-)=c(H+)
D.④与 ②溶液混合后,若混合后溶液,则
【答案】C
【详解】A.氨水、氢氧化钠都呈碱性,氯化铵电离出的铵根离子与OH-结合形成弱电解质NH3·H2O,减小,故A正确;
B.弱电解质溶液中存在电离平衡,酸或碱加水稀释相同的倍数,弱电解质的pH变化小于强电解质,所以四种溶液的pH:①>②>④>③,故B正确;
C.、两溶液等体积混合,溶液中氨水过量,溶质为氯化铵和一水合氨,溶液显碱性,氨水的电离大于铵根离子的水解,则,故C错误;
D.盐酸是强酸,氢氧化钠是强碱,结合题中信息,两者浓度相同,若混合后溶液,则恰好完全反应,则,故D正确。
故选C.
8.(26-27高二上·广西柳州·阶段检测)1887年,瑞典化学家阿仑尼乌斯提出了酸碱电离理论。该理论立论于水溶液中电解质的解离。校本作业册封面人物即为阿仑尼乌斯。
现有:①熔融的;②稀硫酸;③氨水;④冰醋酸;⑤铜;⑥;⑦;⑧。
(1)以上物质中属于弱电解质的是___________(填编号)。
(2)写出的电离方程式:___________。
(3)可以证明醋酸是弱酸的事实是___________(不定项)。
A.相同浓度的醋酸溶液与稀硫酸相比,导电能力弱
B.醋酸溶液中存在醋酸分子
C.等体积等的醋酸溶液和稀盐酸分别与足量的反应,醋酸消耗的碱更多
D.足量的醋酸溶液能与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳气体
(4)某醋酸溶液中,溶质分子与其电离出的离子总数之比为49.5∶1,则该醋酸的电离度为__________(单选)。
A.1.98% B.0.99% C.1.00% D.1.01%
(5)时,将的两种一元酸溶液、各,分别加水稀释到,其与溶液体积的关系如图所示:
①下列说法错误的是_________(单选)。
A.A可能是强酸 B.A可能是弱酸 C.B可能是强酸 D.B一定是弱酸
②a的取值范围为_________,说明理由:_________。
③若向稀释前的两种酸溶液中加入足量的锌,向稀释后的两种酸溶液中加入足量的锌,对比开始两种酸产生氢气的速率,下列结论正确的是_________(单选)。
A.稀释前A=B,稀释后A<B B.稀释前A=B,稀释后A>B
C.稀释前A>B,稀释后A>B D.稀释前A<B,稀释后A<B
④时,将的氨水与的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中,且溶液呈中性,用含的代数式表示的电离常数_________。
【答案】(1)④
(2)
(3)BC
(4)C
(5) C 若A为强酸,完全电离,稀释1000倍后;若A为弱酸,稀释促进电离,浓度减小幅度小于1000倍,稀释后;且酸稀释后增大,故。 A
【分析】①熔融的NaCl:属于盐,是强电解质,在熔融状态下完全电离。
②稀硫酸:是的水溶液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质。
③氨水:是的水溶液,属于混合物,既不是电解质也不是非电解质。
④冰醋酸:纯醋酸,属于弱酸,在水溶液中只能部分电离,是弱电解质。
⑤铜:是金属单质,既不是电解质也不是非电解质。
⑥BaSO4:属于盐,尽管在水中溶解度极小,但溶解的部分完全电离,属于强电解质。
⑦NaHCO3:属于盐,在水溶液中完全电离,是强电解质。
⑧SO2:自身不能电离出自由移动的离子,属于非电解质。
【详解】(1)弱电解质是在水溶液中部分电离的电解质。①熔融的、⑥、⑦是强电解质;④冰醋酸是弱酸,属于弱电解质;⑧是非电解质;②稀硫酸、③氨水是混合物,⑤铜是单质,既不是电解质也不是非电解质。
(2)是强电解质,在水溶液中完全电离出钠离子和碳酸氢根离子,其电离方程式为。
(3)A.醋酸是一元酸,硫酸是二元酸,相同浓度下即使醋酸是强酸,其离子浓度也小于硫酸,导电能力弱,不能证明醋酸是弱酸;
B.溶液中存在未电离的醋酸分子,说明醋酸部分电离,是弱电解质,正确;
C.等体积等的醋酸和盐酸,醋酸消耗的更多,说明醋酸浓度远大于盐酸,即醋酸只有部分电离,正确;
D.只能证明醋酸酸性强于碳酸,不能证明其为弱酸;
故选BC。
(4)设醋酸初始分子数为,电离度为。电离出的离子总数为,未电离的分子数为。由题意知,解得,故选C。
(5)① 稀释1000倍,强酸的增大3,弱酸的增大不到3。图中A的变化较大,可能为强酸也可能为较强的弱酸;B的变化较小,一定是弱酸,不可能是强酸。故选C。
② 酸稀释后增大,故;若A为强酸,完全电离,稀释1000倍后;若A为弱酸,稀释促进电离,额外释放出,导致浓度减小幅度小于1000倍,稀释后。因此。
③ 反应速率与成正比。稀释前两酸均为2,相等,起始速率A=B;稀释后A的大于B,即A的小于B,起始速率A<B。故选A。
④ 等体积混合后,溶液体积加倍,浓度减半。。溶液呈中性,则。由电荷守恒可知,。由物料守恒知,混合后未电离的。则。
9.(26-27高二上·辽宁沈阳·阶段检测)回答下列问题。
已知lg 2 = 0.3 lg 3 = 0.5 lg 5 = 0.7
(1)0.005 mol/L的溶液,pH = ________。
(2)溶液的电离度为α = 1%,pH = ________。
(3)已知的电离常数,0.1 mol/L的溶液pH = ________。
(4)常温下,将pH = 5的盐酸与pH = 9的NaOH溶液以体积比11∶9混合,pH = ________。
(5)将pH = 3的HCl与pH = 3的等体积混合,pH = ________。
(6)常温下,pH = a和pH = b的两种NaOH溶液,已知b = a+2,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于________。
【答案】(1)2
(2)11
(3)3
(4)6
(5)3
(6)a+1.7(或b−0.3)
【详解】(1)硫酸是二元强酸,电离方程式为。因此,,故;
(2)氨水中存在电离平衡,每电离1 mol 产生1 mol 。忽略水电离产生的,由电离度可得。常温下,由水的离子积可得,故;
(3)醋酸存在电离平衡,其电离常数表达式为。设平衡时氢离子浓度为,忽略水的电离,则平衡时,。按浓度的数值代入电离常数表达式,得。醋酸电离程度较小,近似取,得。由此求得电离度约为,上述近似合理。因此,故;
(4)pH = 5的盐酸中,。常温下,pH = 9的NaOH溶液中,。两溶液混合时发生反应,氢离子与氢氧根离子按物质的量之比1∶1反应。设两溶液的体积分别为和,其中。由于盐酸的体积较大,反应后盐酸过量;按混合前后体积相加并忽略水的电离,剩余氢离子的浓度为,故;
(5)HCl和均为强酸,两溶液的pH均为3,说明混合前两溶液中的氢离子浓度均为。混合时不发生中和反应,等体积混合后,氢离子浓度为,故;
(6)常温下,由水的离子积可知,的NaOH溶液中,;的NaOH溶液中,。由可得,即前者的氢氧根离子浓度为后者的。等体积混合后,氢氧根离子浓度为。因此,,故。
10.(25-26高二上·浙江宁波·期中)已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示,回答下列问题:
化学式
HClO
电离平衡常数
(1)等的四种溶液a.、b.、c.NaClO、d.物质的量浓度由大到小的排列顺序是_______(用编号填写)
(2)向溶液中加入同浓度的溶液至中性,所需溶液体积_______20 mL(填“>”“<”或“=”)。
(3)常温下,溶液加水稀释过程中,下列表达式中数据变大的是_______。
A. B.
C. D.
(4)25℃时,的溶液与的溶液混合,若所得混合溶液的,则溶液与溶液的体积比为_______。
(5)25℃时,将,体积均为的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释至,pH随加水量的变化如图所示。曲线1是_______(填盐酸或醋酸),a、c两点溶液的导电能力强弱关系为_______c(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)a>d>c>b
(2)<
(3)B
(4)1:10
(5) 盐酸 >
【详解】(1)电离平衡常数越大,酸性越强,其对应的酸根离子水解程度越弱,相同pH时盐的物质的量浓度越大;酸的酸性:>>HClO>,则酸根离子水解程度:>>>,所以等pH的四种溶液物质的量浓度由大到小的顺序是:a>d>c>b。
(2)与NaOH恰好完全反应生成,是强碱弱酸盐,溶液呈碱性;若要使溶液呈中性,需过量,所以所需NaOH溶液体积<20 mL。
(3)A.加水稀释,电离程度增大,但溶液体积增大的幅度更大,减小,A不符合题意;
B.,加水稀释,减小,不变,所以该比值变大,B符合题意;
C.,只与温度有关,温度不变,不变,故不变,C不符合题意;
D.,只与温度有关,温度不变,不变,故不变,D不符合题意;
故答案选B。
(4)的溶液中,的溶液中,混合后溶液的,即,设溶液体积为L,溶液体积为L,则有,所以。
(5)盐酸是强酸,稀释时pH变化大,醋酸是弱酸,稀释时电离平衡正向移动,pH变化小,所以曲线1是盐酸;溶液导电能力与离子浓度有关,a点离子浓度大于c点,所以导电能力a>c。
迁移创新
11.(26-27高二上·山东日照·阶段检测)某温度下的溶液中,,x与y的关系如图所示。
回答下列问题:
(1)该温度___________(填“大于”“小于”),图中b点溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)该温度下,若溶液中由水电离出的,则该溶液的___________。
(3)该温度下,的溶液和的盐酸等体积混合后,溶液呈___________(填“酸”“碱”或“中”)性。
(4)该温度下,将的溶液与的溶液混合(混合体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的,则___________。
(5)除了用pH外,科学家还建议用酸度(AG)来表示溶液的酸碱性:。则该温度下,盐酸的酸度___________。
【答案】(1)
小于
碱
(2)
6或9
(3)
酸
(4)
(5)
11
【详解】(1)由图象可知,直线上任意一点均满足,即,故该温度下水的离子积常数 。 时 ,且水的电离是吸热过程,温度越低 越小,所以该温度小于。图中 b 点时 ,,即 ,,由于 ,故溶液呈碱性。
(2)该温度下 ,由水电离出的 ,说明水的电离受到抑制,该溶液可能为酸溶液或碱溶液。若为酸溶液,溶液中的全部由水电离产生,则,此时溶液中 ,;若为碱溶液,溶液中的全部由水电离产生,则溶液中 ,;故该溶液的为6或9。
(3)该温度下 , 的 溶液中 , 的盐酸中 。两者等体积混合时,的物质的量大于的物质的量,酸过量,因此混合溶液呈酸性。
(4)该温度下 ,的溶液中 ,的 溶液中。混合后溶液 ,即混合溶液中 ,说明酸过量。根据列式:化简得:,解得 ,即 。
(5)该温度下 ,盐酸中,则,根据酸度公式计算:。
12.(25-26高二上·广东·期末)在常温下,有下列4种溶液,请按要求回答下列问题:
编号
①
②
③
④
溶液
氨水
氢氧化钾溶液
醋酸
盐酸
pH
11
11
3
3
(1)分别取以上溶液1 mL稀释至10 mL,四种溶液pH由大到小排序为:________(填溶液编号)。另取①、④等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小排序为:________。
(2)已知在、温度下水的电离平衡曲线如图所示:
①温度时,若盐酸中,则________。
②温度下将的稀硫酸与的KOH溶液等体积混合后,溶液的_______。
(3)①已知25℃,HF的。亚硫酸电离常数为、,改变亚硫酸溶液的pH,其平衡体系中含硫元素微粒物质的量分数与pH的关系如图,_______。
②将通入氨水中,当降至时,溶液中的_______。
③将少量通入溶液发生反应的离子方程式为________。
【答案】(1) ①②④③
(2) 6
(3)
【详解】(1)稀释规律:弱电解质稀释会促进电离,pH变化小于强电解质。氢氧化钾为强碱,的氢氧化钾溶液,,稀释10倍后溶液体积增大10倍,,,即;为弱碱,稀释相同倍数pH值变化程度更小,即氨水稀释10倍后;为强酸,的盐酸中,稀释10倍后溶液体积增大10倍,,即;醋酸为弱酸,稀释相同倍数pH值变化程度更小,即醋酸溶液稀释10倍后;故四种溶液pH由大到小排序为:。
的氨水中,而的盐酸中,所以等体积混合后溶液的溶质为等量的和,溶液呈碱性,;结合电荷守恒,得,所以离子浓度:。
(2)①温度时,,当时,。
②温度时,,的稀硫酸;的溶液,;和反应,所以硫酸和溶液等体积混合后刚好完全反应,生成强酸强碱盐,溶液呈中性,,。
(3)①交点处相等即浓度相等:时,故;时,故,。
②,则,由,得。
③酸性顺序:,根据强酸制弱酸,少量反应生成和,离子方程式为。
13.(25-26高二上·辽宁朝阳·阶段检测)25℃和T℃时水的电离平衡曲线分别如图中Ⅰ、Ⅱ所示。回答下列问题:
(1)T_______(填“>”或“<”)25,理由是_______。
(2)25℃时,0.05 mol·L-1的硫酸溶液pH=_______,此时由水电离出的c(H+)为_______mol·L-1。
(3)T℃时,pH=2的HCl溶液和pH=11的NaOH溶液恰好中和,则HCl溶液与NaOH溶液的体积比为_______。
(4)T℃时,测得0.1mol·L-1的HA溶液中c平(OH-)=1.0×10-8mol·L-1,则c平(H+)=_______。写出HA的电离方程式:_______。
【答案】(1) > B点水的离子积大于A点水的离子积,水的电离是吸热反应,温度升高,离子积常数增大(合理即可)
(2) 1 1×10-13
(3)10:1
(4) 1.0×10-4mol·L-1 HAH++A-
【详解】(1)由图像可知,B点水的离子积大于A点水的离子积,水的电离是吸热反应,温度升高,离子积常数增大,则T>25。
(2)25℃时,0.05 mol·L-1的硫酸溶液c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=1;此时由水电离出的c(H+)=由水电离出的c(OH-)=。
(3)T℃时,水的离子积常数,pH=2的HCl溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=,二者恰好完全反应,则0.01 mol·L-1×V(HCl)= 0.1 mol·L-1×V(NaOH),则V(HCl): V(NaOH)=10:1。
(4)T℃时,测得0.1 mol·L-1的HA溶液中c平(OH-)=1.0×10-8mol·L-1,则c平(H+)=;c平(H+)<0.1 mol·L-1,说明HA是弱酸,部分电离,电离方程式为HAH++A-。
14.(25-26高二上·陕西渭南·阶段检测)有以下物质:①铁片;②固体;③HCN;④乙醇;⑤干冰;⑥熔融;⑦固体;⑧冰醋酸⑨稀;⑩;
(1)上述物质中属于强电解质的是___________(填序号,下同),能直接导电的是___________。
(2)写出②在水中的电离方程式___________。
(3)常温下,的⑧溶液中由水电离出的___________。
(4)在t℃下,水的离子积常数,则___________25℃(填“>”“<”或“=”),做出此判断的理由是___________,在此温度下将的⑥溶液与的⑨溶液混合(设混合后溶液体积为原两溶液之和),所得混合溶液,则___________。
【答案】(1) ②⑥⑦ ①⑥⑨
(2)
(3)
(4) > 水的电离吸热,温度升高,增大 2:9
【详解】(1)①铁片是单质,既不是电解质也不是非电解质,含自由电子,能导电;②固体在水溶液中能完全电离,属于强电解质,但固体中的离子不能自由移动,不能导电;③HCN、⑧冰醋酸属于弱酸,即弱电解质,不能导电;④乙醇、⑤干冰、⑩属于非电解质,且不能导电;⑥熔融能完全电离,属于强电解质,且能够导电;⑦属于强电解质,但在固态时离子不能自由移动,因此不能导电;⑨稀属于混合物,既不是电解质也不是非电解质,含自由移动的离子,能导电,则上述物质中属于强电解质的是②⑥⑦,能直接导电的是①⑥⑨;
(2)在水中完全电离出Na+、H+和,电离方程式:;
(3)常温下,pH=2时,溶液中,则,因此;
(4)水的电离是吸热反应,温度升高,电离程度增大,增大,t℃时=1×10−12>1×10−14,故t>25℃;
氢氧化钠溶液中,则,稀硫酸中,则,所得混合溶液,t℃时的溶液呈碱性,,则,。
15.(25-26高二上·河北承德·期中)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:
(1)图中五点Kw间的关系为___________。
(2)若从A点到D点,可采用的措施是___________。
a.升高温度 b.加入少量的盐酸 c.加入少量NaOH(s)
(3)C点对应的温度下,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为___________。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6 mol·L-1,该溶液中c(OH-)=___________mol·L-1.
(4)E点对应的温度下,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为___________。
(5)B点对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1:V2=___________。
【答案】(1)B>C>A=D=E
(2)b
(3) 2.4×10-7 mol·L-1 5.76×10-9
(4)10 : 1
(5)9 : 11
【详解】(1)水的电离是一个吸热过程,温度越高电离程度越大,Kw越大。温度A=D=E<C<B,则图中五点Kw间的关系为B>C>A=D=E。
(2)A点和D点的温度相同,但D点的c(H+)比A点大。
a.A点和D点的温度相同,升高温度不能实现从A点到D点的转化,a不符合题意;
b.加入少量的盐酸,可增大溶液中的c(H+),而溶液的温度不变,所以可实现从A点到D点的转化,b符合题意;
c.加入少量NaOH(s),增大溶液中的c(OH-),不能实现从A点到D点的转化,c不符合题意;
故选b。
(3)纯水中,水电离产生的c(H+)和c(OH-)相等。C点对应的温度下,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为2.4×10-7 mol·L-1。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6 mol·L-1,则由H2SO4电离产生的c(H+)=2×5×10-6 mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,水的离子积常数KW= c(H+)∙c(OH-)=(2.4×10-7)2=5.76×10-14,该溶液中c(OH-)≈=mol·L-1=5.76×10-9 mol·L-1.。
(4)E点对应的温度下,KW=1×10-14,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,则V(NaOH)×10-5=V(H2SO4)×10-4,NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为10-4:10-5=10 : 1。
(5)B点对应温度下,KW=1×10-12,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则,V1:V2=9 : 11。
【点睛】酸碱溶液混合时,若溶液呈酸性,则计算混合溶液中的c(H+)时,应将酸电离产生的n(H+)减去碱电离产生的n(OH-),再除以溶液的总体积。
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