鲁科版高考化学一轮复习第8章第41讲水与水溶液教学课时学案

这是一份鲁科版高考化学一轮复习第8章第41讲水与水溶液教学课时学案，共30页。

1.了解水的电离、水的离子积(KW)及应用。 2.了解溶液的酸、碱性及pH，了解pH的定义、测定和有关计算。 3.了解酸、碱中和滴定的原理，实验操作、数据处理和误差分析。
水的电离与水的离子积
1．水的电离
(1)水是一种极弱的电解质，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7ml·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。
2．水的离子积
3．外界条件对水的电离平衡的影响
酸性溶液中水的电离可能被促进也可能被抑制，若是酸溶液(电离出H＋)则抑制水的电离，若是水解呈酸性的盐溶液则促进水的电离。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)纯水的pH一定为7，呈中性。( )
(2)常温下，水的电离平衡常数与水的离子积相等且均等于1×10－14。( )
(3)水中加入酸，H＋与H2O电离出的OH－反应，促进水的电离。( )
(4)任何酸性盐溶液中，常温下c(H＋)H2O均大于1×10－7 ml/L。( )
(5)25 ℃，pH＝3的酸溶液与pH＝11的碱溶液中水的电离程度相同。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√
2．在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。
请回答：
(1)T________25(填“>”或“<”)。
(2)b、c点分别呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)d点对应的溶液中c(OH－)＝________，水电离出的c(OH－)H2O＝________。
(4)从a点到d点可采取的措施为____________________________________ __________________________________________________________________。
[答案] (1)> (2)酸、中 (3)1×10－5 ml·L－1 1×10－5 ml·L－1或1×10－7 ml·L－1 (4)在加热条件下加入碱性物质
c(H＋)H2O、c(OH－)H2O的有关计算
1．(1)25 ℃、0.01 ml/L的盐酸和NaHSO4溶液中c(H＋)H2O分别为________，________。
(2)25 ℃，pH＝10的氨水和Na2CO3溶液中c(OH－)H2O分别为________、________。
(3)KW＝1×10－12时，pH＝10的NaOH溶液和Na2CO3溶液中，水电离出的c(OH－)H2O分别为________和________。
(4)25 ℃，溶液中c(H＋)H2O＝1×10－10 ml·L－1的溶液的pH为________；溶液中c(H＋)H2O＝1×10－4 ml·L－1的溶液的pH为________。
(5)25 ℃，pH＝4的溶液中，c(H＋)H2O为________。
[答案] (1)1×10－12 ml/L 1×10－12 ml/L (2)1×10－10 ml/L 1×10－4 ml/L (3)1×10－10 ml/L 1×10－2 ml/L (4)4或10 4或10 (5)1×10－4 ml/L或1×10－10 ml/L
溶液中c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O的计算方法
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故c(H＋)H2O等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)。
酸式酸根以水解为主：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)。
水的电离曲线图像分析
2．(2022·厦门模拟)25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是( )
A．b到c点可以加NaOH溶液
B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH<7
D．c点溶液不可能是盐溶液
D [c点溶液中c(OH－)>c(H＋)呈碱性，可以是水解呈碱性的盐溶液，D错误。]
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的KW都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的KW不同，温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，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。
中和反应过程中c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的变化
3．常温下，向20.00 mL 0.1 ml·L－1HA溶液中滴入0.1 ml·L－1 NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lg c水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法中不正确的是( )
A．常温下，Ka(HA)约为10－5 ml·L－1
B．M、P两点溶液对应的pH＝7
C．b＝20.00
D．M点后溶液中均存在c(Na＋)＞c(A－)
B [向HA溶液中加入NaOH溶液，－lg c水(H＋)先减小至N点再变大，说明c水(H＋)先增大，再减小。N点时c水(H＋)最大，说明恰好完全反应。M点为HA与NaA的混合物，为中性，pH＝7，N点时恰好完全反应，pH＞7，P点为NaA与NaOH的混合溶液，呈碱性，pH＞7，B错误。]
酸、碱反应中水的电离程度(α水)变化
(以氨水中滴加盐酸为例)
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1( α水：ad>e,b点：盐酸不足，中性,c点：恰好反应，酸性,d点：盐酸过量，酸性))
溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
(1)酸性溶液：c(H＋)＞c(OH－)，常温下，pH＜7。
(2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。
(3)碱性溶液：c(H＋)＜c(OH－)，常温下，pH＞7。
2．溶液的pH
(1)定义式：pH＝－lg_c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
pH一般表示c(H＋)≤1 ml·L－1的酸性溶液或c(OH－)≤1 ml·L－1的碱性溶液的酸碱度。
(3)测量方法
①pH试纸法
a．使用方法：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
b．注意事项：ⅰ)pH试纸不能伸入待测液中测pH。
ⅱ)用广泛pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，读数不会出现小数。
ⅲ)pH试纸不能湿润，若湿润相当于对待测溶液稀释，所测pH可能有误差。
②pH计法：又称酸度计测量法，可精密测量pH。
(4)基本计算
①强酸溶液：如HnA，设浓度为c ml·L－1，c(H＋)＝nc ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg(nc)。
②强碱溶液(25 ℃)：如B(OH)n，设浓度为c ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(10－14,nc) ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg(nc)。
③弱酸弱碱溶液：可以根据电离度或电离常数计算。如0.1 ml/L HA(Ka＝1×10－7 ml·L－1)溶液中：c(H＋)＝eq \r(1×10－8) ml·L－1＝1×10－4 ml·L－1，pH＝4。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)任何碱性溶液的c(OH－)>1×10－7 ml·L－1，pH>7。( )
(2)100 ℃时，KW＝1.0×10－12,0.01 ml·L－1盐酸的pH＝2,0.01 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝10。( )
(3)用湿润的pH试纸测某酸溶液的pH，结果偏小。( )
(4)用pH试纸可以测量氯水的pH。( )
(5)用广泛pH试纸测定某溶液的pH＝3.4。( )
[答案] (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
2．(1)在t1 ℃时，测得纯水中的c(H＋)＝2.4×10－7 ml·L－1，则c(OH－)为______。该温度下，测得某H2SO4溶液中c(SOeq \\al(2－,4))＝5×10－6 ml·L－1，该溶液中c(OH－)＝________ ml·L－1，pH＝________。
(2)25 ℃，0.005 ml/L的Ba(OH)2溶液的pH＝________，pH＝13的Ba(OH)2溶液的c(OH－)＝________ ml/L。
(3)t ℃，Kb(NH3·H2O)＝1×10－5 ml·L－1,0.1 ml/L氨水的pOH＝________。
[答案] (1)2.4×10－7 ml·L－1 5.76×10－9 5 (2)12 0.1 (3)3
溶液酸碱性的判断
1．(1)25 ℃，eq \f(KW,cH＋)＝10－12的溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”，下同)；
(2)25 ℃，c(OH－)＝1×10－9 ml/L的溶液呈________性；
(3)t ℃，KW＝1×10－12 ml2·L－2，pH＝6的溶液呈________性。
[答案] (1)酸 (2)酸 (3)中
2．用“酸性”“碱性”“中性”或“不确定”填空。
(1)①相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，相同浓度NH3·H2O和HCl溶液等体积混合________。
(2)①25 ℃时，pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，pH＝2的H2SO4溶液和pH＝12的氨水等体积混合________。
(3)25 ℃，pH＝2的HA溶液与pH＝12的BOH溶液等体积混合________。
(4)①25 ℃时，pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合________。
②25 ℃时，0.2 ml·L－1的氨水与0.1 ml·L－1的盐酸等体积混合________。
[答案] (1)①中性 ②酸性 (2)①酸性 ②碱性
(3)不确定 (4)①碱性 ②碱性
酸碱混合溶液酸碱性判断
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液性质——“谁强显谁性，同强显中性”。
(2)25 ℃时，pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。即谁弱显谁性，同强显中性。
(3)酸、碱混合后生成的盐与剩余的酸或碱浓度相同时，可根据酸、碱的Ka或Kb确定酸碱性，若Ka或Kb>1×10－7(25 ℃时)，由剩余的酸或碱决定。
(4)两强等体积相混时(25 ℃时)
①若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH>7。
②若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH<7。
酸、碱混合液的pH计算
①两种强酸混合：直接求出c(H＋)混，再据此求pH。c(H＋)混＝eq \f(cH＋1V1＋cH＋2V2,V1＋V2)。
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＝eq \f(cOH－1V1＋cOH－2V2,V1＋V2)。
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＝eq \f(|cH＋酸V酸－cOH－碱V碱|,V酸＋V碱)。
[注意] 当n(H＋)与n(OH－)相差100倍或更大时，在加、减计算中可以忽略较小者。
3．(1)常温下，将0.1 ml·L－1氢氧化钠溶液与0.06 ml·L－1硫酸溶液等体积混合，混合液的pH为________。
(2)25 ℃时，pH＝3的硝酸和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合，混合液的pH为________。
(3)T ℃，纯水中pH＝6。该温度下，pH＝1的稀硫酸与0.15 ml·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合，混合液的pH为________。
[解析] (1)c(H＋)混＝eq \f(0.06×2－0.1,2) ml·L－1＝0.01 ml·L－1，pH＝2。
(2)c(OH－)混＝eq \f(0.01×1－0.001×9,10) ml·L－1＝1×10－4 ml·L－1，c(H＋)＝1×10－10 ml·L－1，pH＝10。
(3)c(OH－)混＝eq \f(0.15×2－0.1,2) ml·L－1＝0.1 ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(1×10－12,0.1) ml·L－1＝1×10－11 ml·L－1，pH＝11。
[答案] (1)2 (2)10 (3)11
4．(1)25 ℃时，在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是________。
(2)25 ℃时，100 mL pH＝a的稀硫酸与10 mL pH＝b的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a、b的关系为________。
(3)25 ℃时将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则eq \f(Va,Vb)＝________。
[解析] (1)设氢氧化钡溶液体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2＋)＝n(SOeq \\al(2－,4))，由Ba(OH)2＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝0.5×10－2 V1 ml，eq \f(0.5×10－2V1 ml,V1＋V2 L)＝1×10－3 ml·L－1，则V1∶V2＝1∶4。
(2)混合后溶液呈中性，则混合前稀硫酸中H＋的物质的量等于NaOH溶液中OH－的物质的量，则100×10－3×10－a＝10×10－3×10－14＋b，a＋b＝15。
(3)10－14＋aVa＝10－bVb
eq \f(Va,Vb)＝eq \f(10－b,10－14＋a)＝1014－a－b＝10。
[答案] (1)1∶4 (2)a＋b＝15 (3)10
酸碱混合呈中性的定量关系
25 ℃，pH＝a的强酸溶液与pH＝b的强碱溶液，按V1∶V2的体积比混合，混合液呈中性。 V1、V2与a、b的定量关系为eq \f(V1,V2)＝eq \f(10－14＋b,10－a)＝10－14＋a＋b。
pH与pOH的关系
5．某温度下，水中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。pOH＝－lg c(OH－)。下列说法不正确的是( )
A．b点温度高于25 ℃
B．在水中通入氨气，由水电离出的c(H＋)减小
C．仅升高温度，可从b点变为a点
D．b点所处温度下，0.1 ml·L－1 KOH溶液的pH＝13
D [由图可知，b点对应的pOH＝pH＝6.5，则有c(H＋)＝c(OH－)＝10－6.5 ml·L－1，KW＝c(H＋)·c(OH－)＝10－6.5×10－6.5 ml2·L－2＝1×10－13 ml2·L－2>KW(25 ℃)，故b点温度高于25 ℃，A正确；在水中通入氨气，c(OH－)增大，抑制了水的电离，则由水电离出的c(H＋)减小，B正确；升高温度，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、c(OH－)均增大，则pH、pOH均减小，且二者相等，故升高温度，可从b点变为a点，C正确；b点对应的KW＝1×10－13,0.1 ml·L－1 KOH溶液中c(H＋)＝1×10－12 ml·L－1，则溶液的pH＝12，D错误。]
(1)25 ℃，任何溶液的pH＋pOH＝14
(2)t ℃，任何溶液的pH＋pOH＝－lg KW
酸碱中和滴定
1．实验原理
(1)概念：利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。
(2)原理(以强酸与强碱反应为例)
①反应实质：H＋＋OH－===H2O。
②定量关系：恰好中和时，n(H＋)＝n(OH－)，即c(H＋)V酸＝c(OH－)V碱。
(3)滴定曲线(pH曲线)
以0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L－1盐酸为例
2．滴定管的分类及使用
(1)滴定管分为酸式滴定管(含玻璃活塞)和碱式滴定管(由乳胶管、玻璃球组成的阀)。
(2)滴定管的构造和精确度
①构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。
②精确度：读数可估读到0.01 mL。
(3)滴定管的使用方法
3．酸碱指示剂的选择
(1)终点为中性时，选择酚酞或甲基橙。
(2)终点为酸性时，选择甲基橙。
(3)终点为碱性时，选择酚酞。
①酸式滴定管不能盛装碱性试剂，因为碱性物质易与玻璃中的SiO2反应，造成玻璃活塞无法打开。
②碱式滴定管不能盛装酸性、氧化性和有机试剂，因为酸性、氧化性试剂腐蚀橡胶，有机试剂溶解橡胶。
③酸碱中和滴定一般不选择石蕊溶液做指示剂，其理由是颜色变化不明显，不易确定终点。
4．实验操作
(1)滴定前的准备
①滴定管：检漏→洗涤→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录。
②锥形瓶：洗涤→装液→加指示剂(锥形瓶不润洗)。
(2)滴定
(3)滴定终点判断的答题模板
操作(当滴入最后半滴××标准溶液后)―→现象(溶液由××色变为××色)―→时间(且半分钟内不变色)。
(4)数据处理
为减少实验误差，滴定时，要求重复实验2～3次，求出所用标准溶液体积的平均值，然后再计算待测液的物质的量浓度。注意无效数据的取舍。
[示例] 某学生根据3次实验分别记录有关数据如下表：
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度。
[答案] eq \x\t(V)＝eq \f(26.11 mL＋26.09 mL,2)＝26.10 mL，
c(NaOH)＝eq \f(0.100 0 ml·L－1×26.10×10－3 L,25.00×10－3 L)＝0.104 4 ml·L－1。
5．滴定误差分析
依据原理c(标准)·V(标准)＝c(待测)·V(待测)，得c(待测)＝eq \f(c标准·V标准,V待测)，因为c(标准)与V(待测)已确定，所以只要分析出不正确操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。
(1)未用标准液润洗滴定管，导致V(标准)偏大，c(待测)偏大。
(2)用待测液润洗锥形瓶，导致V(标准)偏大，c(待测)偏大。
(3)滴定过程中锥形瓶内的待测溶液溅出，导致V(标准)偏小，c(待测)偏小。
(4)滴定前仰视，滴定后俯视，导致V(标准)偏小，c(待测)偏小。
(5)量取待测液时，锥形瓶中有少量水，导致V(标准)无影响，c(待测)无影响。
量筒与滴定管读数误差分析
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(俯视，视线偏高，读数偏大,仰视，视线偏低，读数偏小))
⇒eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(俯视，视线偏高，读数偏小,仰视，视线偏低，读数偏大))
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)酸碱中和滴定终点一定为中性。( )
(2)量取18.00 mL双氧水或KMnO4溶液应选用碱式滴定管。( )
(3)25 mL的滴定管，若溶液的凹液面最低点处于10.00 mL，则滴定管内液体体积为15 mL。( )
(4)标准NaOH溶液测定醋酸溶液的浓度可以选用甲基橙作指示剂。( )
(5)滴定管和锥形瓶在滴定前都应该用待装溶液润洗。( )
(6)锥形瓶洗净后必须干燥无水。( )
[答案] (1)× (2)× (3)× (4)× (5)× (6)×
2．某学生用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。请回答下列问题：
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视________________________，直到因加入半滴盐酸后，溶液由黄色变为橙色，并________为止。
(2)若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为________ mL，终点读数为________ mL，所用盐酸的体积为________ mL。
(3)酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失，所测NaOH溶液浓度________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[答案] (1)锥形瓶中溶液颜色变化 在半分钟内不恢复原色 (2)0.00 26.10 26.10 (3)偏大
1．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考题图，从下表中选出正确的指示剂和仪器( )
[答案] CD
2．现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸度(g/100 mL)。
已知：c(NaOH)＝0.100 0 ml/L
Ⅰ.实验步骤：
(1)量取10.00 mL食用白醋，在烧杯中用水稀释后转移到100 mL________(填仪器名称)中定容，摇匀即得待测白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中，向其中滴加2滴________作指示剂。
(3)滴定终点的现象是________________________________________________。
Ⅱ.数据记录：
Ⅲ.数据处理：
某同学在处理数据时计算得：
平均消耗的NaOH溶液的体积V＝(15.95＋15.00＋15.05＋14.95)×eq \f(1,4) mL＝15.24 mL。
(4)指出他的计算的不合理之处：_____________________________________。
该白醋的总酸度为多少g/100 mL？写出计算步骤。
___________________________________________________________________。
Ⅳ.误差分析：
(5)下列说法中测定结果偏小的为___________________(填序号)。
①用甲基橙作指示剂
②滴定过程摇动锥形瓶时溶液溅出
③锥形瓶用待测液润洗
④锥形瓶不干燥，有少量水
⑤配制0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液时，称量的NaOH固体中有Na2O
⑥滴定前仰视，滴定后俯视读数
[答案] (1)容量瓶 (2)酚酞溶液 (3)当滴加最后半滴NaOH溶液后，溶液由无色恰好变为浅红色，并在半分钟内不变色 (4)第一组数据与后三组数据相差较大，属于异常值，应舍去
eq \x\t(V)＝(15.00 mL＋15.05 mL＋14.95 mL)×eq \f(1,3)＝15.00 mL，n(CH3COOH)＝15.00×10－3 L×0.100 0 ml·L－1＝1.500×10－3 ml，则100 mL该白醋中CH3COOH的质量为eq \f(1.500×10－3×60,10×\f(20,100))×100 g＝4.5 g，总酸度为4.5 g/100 mL
(5)①②⑤⑥
1．(2020·浙江7月选考，T17)下列说法不正确的是( )
A．2.0×10－7 ml·L－1的盐酸中c(H＋)＝2.0×10－7 ml·L－1
B．将KCl溶液从常温加热至80 ℃，溶液的pH变小但仍保持中性
C．常温下，NaCN溶液呈碱性，说明HCN是弱电解质
D．常温下，pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液pH增大
A [2.0×10－7 ml·L－1的盐酸中H2O也电离出H＋，故c(H＋)>2.0×10－7 ml·L－1，A错误。]
2．(2022·广东选择性考试，改编)(1)某小组研究25 ℃下HAc电离平衡的影响因素时假设稀释HAc溶液或改变Ac－浓度，HAc电离会发生移动，通过实验发现：随着eq \f(nNaAc,nHAc)的增加，c(H＋)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉：一定条件下，按eq \f(nNaAc,nHAc)＝1配制的溶液中，c(H＋)的值等于HAc的Ka。
对比数据发现，实验中pH＝4.65与资料数据Ka＝10－4.76存在一定差异；推测可能由物质浓度准确程度不够引起，故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取20.00 mL HAc溶液，加入2滴酚酞溶液，用0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定至终点，消耗体积为22.08 mL，则该HAc溶液的浓度为________ml·L－1。画出上述过程的滴定曲线示意图并标注V(NaOH)＝11.04 mL的点和滴定终点。
②用上述HAc溶液和0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液，配制等物质的量的HAc与NaAc混合溶液，测定pH，结果与资料数据相符。
(2)小组进一步提出：如果只有浓度均约为0.1 ml·L－1的HAc和NaOH溶液，如何准确测定HAc的Ka？小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
[实验总结] 得到的结果与资料数据相符，方案可行。
[解析] (1)①滴定过程中发生反应：HAc＋NaOH===NaAc＋H2O，由反应方程式可知，滴定至终点时，n(HAc)＝n(NaOH)，因此22.08 mL×0.1 ml/L＝20.00 mL×c(HAc)，解得c(HAc)＝0.110 4 ml/L。②滴定过程中，当V(NaOH)＝11.04 mL时，n(NaAc)＝n(HAc)，溶液的pH＝4.76，当V(NaOH)＝22.08 mL时，达到滴定终点，溶液中溶质为NaAc溶液，Ac－发生水解，溶液呈弱碱性，当NaOH溶液过量较多时，c(NaOH)无限接近0.1 ml/L，溶液pH接近13。(2)向20.00 mL的HAc溶液中加入V1 mL NaOH溶液达到滴定终点，滴定终点的溶液中溶质为NaAc，当eq \f(nNaAc,nHAc)＝1时，溶液中c(H＋)的值等于HAc的Ka，因此可再向溶液中加入20.00 mL HAc溶液，使溶液中n(NaAc)＝n(HAc)。
[答案] (1)0.110 4
(2)向滴定后的混合液中加入20 mL HAc溶液
3．(2021·湖南选择性考试，T15节选)Na2CO3产品中NaHCO3含量测定
①称取产品2.500 g，用蒸馏水溶解，定容于250 mL容量瓶中；
②移取25.00 mL上述溶液于锥形瓶，加入2滴指示剂M，用0.100 0 ml·L－1盐酸标准溶液滴定，溶液由红色变至近无色(第一滴定终点)，消耗盐酸V1 mL；
③在上述锥形瓶中再加入2滴指示剂N，继续用0.100 0 ml·L－1盐酸标准溶液滴定至终点(第二滴定终点)，又消耗盐酸V2 mL；
④平行测定三次，V1平均值为22.45，V2平均值为23.51。
(1)指示剂N为________，描述第二滴定终点前后颜色变化________________ __________________________________________________________________；
(2)产品中NaHCO3的质量分数为________(保留三位有效数字)；
(3)第一滴定终点时，某同学俯视读数，其他操作均正确，则NaHCO3质量分数的计算结果______(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
[解析] (1)本题中测定碳酸氢钠含量采用了双指示剂滴定法，第一滴定过程以酚酞为指示剂，Na2CO3转化为NaHCO3，第二滴定过程以甲基橙为指示剂，NaHCO3转化为NaCl、CO2和H2O，所以第二滴定终点前后溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。(2)由(1)的分析过程可知，25.00 mL待测液中所含NaHCO3的物质的量为0.100 0 ml·L－1×(V2－V1)×10－3 L，则2.500 g产品中所含NaHCO3的质量为84 g·ml－1×eq \f(250 mL,25.00 mL)×0.100 0 ml·L－1×(23.51－22.45)×10－3 L≈0.089 g，则产品中NaHCO3的质量分数＝eq \f(0.089 g,2.500 g)×100%＝3.56%。(3)第一滴定终点时，俯视读数，
导致测得的V1偏小，NaHCO3质量分数的计算结果偏大。
[答案] (1)甲基橙 溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色
(2)3.56% (3)偏大
人体内的液体由水及溶解在水中的无机盐、有机化合物一起构成，统称体液。保持体液容量、分布和组成的动态平衡，是保证细胞正常代谢、维持各种器官生理功能的必需条件。
已知人体体液中存在如下平衡：CO2＋H2OH2CO3H＋＋HCOeq \\al(－,3)，以维持体液pH的相对稳定。
请回答：
(1)当酸性物质进入体液后，上述平衡向________(填“左”或“右”)移动，维持了体液pH的相对稳定。
(2)若静脉滴注大量生理盐水时，体液pH________(填“变大”或“变小”，下同)。
(3)进行呼吸活动时，吸入CO2进入体液后，pH________。
[答案] (1)左 (2)变大 (3)变小
课时分层作业(四十一) 水与水溶液
一、选择题(每小题有一个或两个选项符合题目要求)
1．一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ ΔH>0的平衡，下列叙述一定正确的是( )
A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，KW减小
B．将水加热，KW增大，pH减小
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．向水中加入少量固体硫酸钠，c(H＋)＝10－7 ml·L－1，KW不变
[答案] B
2．下列说法中正确的是( )
A．25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW
B．常温下，pH均为5的醋酸和硫酸铝两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104
C．根据溶液的pH与酸碱性的关系推出，pH＝6.8的溶液一定显酸性
D．25 ℃，水电离出的c(H＋)H2O＝1×10－10 ml·L－1的溶液的pH一定为10
B [温度越高，KW越大，A错；pH＝6.8的溶液不一定为酸性，C错；c(H＋)H2O＝1×10－10 ml·L－1的溶液pH可能为4或10，D错。]
3．已知液氨的性质与水相似。T ℃时，NH3＋NH3NHeq \\al(＋,4)＋NHeq \\al(－,2)，NHeq \\al(＋,4)的平衡浓度为1×10－15 ml·L－1，则下列说法中正确的是( )
A．在此温度下液氨的离子积为1×10－17
B．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2
C．恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积减小
D．降温，可使液氨电离平衡逆向移动，且c(NHeq \\al(＋,4))B [由电离方程式知，NHeq \\al(＋,4)与NHeq \\al(－,2)的平衡浓度相等都为1×10－15 ml·L－1，根据水的离子积得液氨的离子积K＝c(NHeq \\al(－,2))·c(NHeq \\al(＋,4))＝1×10－30 ml2·L－2，故A错误；由钠与水反应可推知，2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，故B正确；虽然加入NH4Cl可使平衡向逆反应方向移动，NHeq \\al(＋,4)的浓度增大，但离子积的大小只与温度有关，与离子浓度无关，故C错误；因为电离是吸热反应，所以降温使NH3＋NH3NHeq \\al(＋,4)＋NHeq \\al(－,2)平衡逆向移动，c(NHeq \\al(＋,4))＝c(NHeq \\al(－,2))都减小，故D错误。]
4．水的电离常数如图两条曲线所示，曲线中的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是( )
A．图中温度T1>T2
B．图中五点KW间的关系：B>C>A＝D＝E
C．曲线a、b均代表纯水的电离情况
D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸溶液与pH＝12的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性
C [曲线a、b中的A、B点呈中性，代表纯水电离，C错误。]
5．25 ℃时，向20.00 mL 0.1 ml·L－1二元弱酸H2X溶液中滴入0.1 ml·L－1 NaOH溶液，溶液中由水电离出的c水(OH－)的负对数[－lg c水(OH－)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法不正确的是( )
A．M点溶液中：c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)
B．水的电离程度：P>N>Q>M
C．N、Q两点溶液pH均等于7
D．溶液中eq \f(cX2－,cHX－)：MBC [纵坐标数值越小，水的电离程度越大，M点时二者恰好完全反应生成强碱弱酸盐NaHX，M点水电离出的c(OH－)<10－7 ml·L－1，则水的电离受到抑制，说明HX－的电离程度大于其水解程度且其电离和水解程度都较小，则c(HX－)>c(X2－)，所以存在c(Na＋)>c(HX－)>c(X2－)，A正确；M点水的电离受到抑制，N、Q点不影响水电离，P点溶液促进水的电离，则水的电离程度：P>N＝Q>M，B错误；N点溶液呈中性，Q点溶液呈碱性，则N点溶液pH＝7、Q点溶液pH>7，C错误；eq \f(cX2－,cHX－)＝eq \f(Ka2,cH＋)，温度不变电离平衡常数不变，则溶液中c(H＋)越小，eq \f(cX2－,cHX－)越大，c(H＋)：M>N>P>Q，所以溶液中eq \f(cX2－,cHX－)：M6．在T ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a ml·L－1，c(OH－)＝10－b ml·L－1，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为( )
A．1 B．4
C．5 D．6
B [据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12 ml2·L－2，而不是1×10－14 ml2·L－2。通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝10－4 ml·L－1。 由②可知，加入20 mL盐酸后溶液的pH＝6, 此时恰好完全中和。 则c(H＋)＝eq \f(0.02 L×10－4 ml·L－1,0.02 L)＝1×10－4 ml·L－1，则c＝4。]
7．25 ℃时，体积为Va、pH＝a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，VaA．a可能等于1 B．a一定大于2
C．a一定小于2 D．a一定等于2
C [由b＝6a>7得：a>eq \f(7,6)；由混合后溶液的pH＝7得：n(H＋)＝n(OH－)，即：Va×10－a＝Vb×10b－14，得：eq \f(Va,Vb)＝10a＋b－14；由于Va8．下列有关滴定的说法正确的是( )
A．用25 mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.70 mL
B．用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸，配制标准溶液的固体KOH中有NaOH杂质，则结果偏低
C．用c1 ml·L－1酸性高锰酸钾溶液滴定V2 mL未知浓度的H2C2O4溶液，至滴定终点用去酸性高锰酸钾溶液体积为V1 mL，则H2C2O4溶液的浓度为eq \f(0.4c1V1,V2) ml·L－1
D．用未知浓度的盐酸滴定已知浓度的NaOH溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏低
AB [酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液，由化学方程式2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4===K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O可知，n(KMnO4)∶n(H2C2O4)＝2∶5，则H2C2O4溶液的浓度为eq \f(5c1V1,2V2) ml·L－1，故C错误；用未知浓度的盐酸滴定已知浓度的NaOH溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，使测得的盐酸溶液体积偏小，导致测定浓度偏高，故D错误。]
二、非选择题
9．现有常温下的六份溶液：
①0.01 ml·L－1 CH3COOH溶液；
②0.01 ml·L－1 HCl溶液；
③pH＝12的氨水；
④pH＝12的NaOH溶液；
⑤0.01 ml·L－1 CH3COOH溶液与pH＝12的氨水等体积混合后所得溶液；
⑥0.01 ml·L－1 HCl溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后所得溶液。
(1)⑤、⑥溶液分别呈________性、________性。
(2)其中水的电离程度最大的是________(填序号，下同)，水的电离程度相同的是________。
(3)若②③混合后所得溶液的pH＝7，则消耗溶液的体积：②________③(填“>”“<”或“＝”)。
(4)将六份溶液稀释相同的倍数后，溶液的pH：①____②，③________④，⑤________⑥(填“>”“<”或“＝”)。
(5)将①④混合，若有c(CH3COO－)>c(H＋)，则混合溶液可能呈________(填字母)。
A．酸性 B．碱性
C．中性
[解析] (1)⑤中氨水过量较多，呈碱性，⑥中恰好生成NaCl，呈中性。(2)酸和碱都会抑制水的电离，故只有⑥(NaCl溶液)对H2O的电离无抑制作用。②③④对水的电离抑制程度相同。
(3)因pH＝12的氨水中c(NH3·H2O)>0.01 ml·L－1，故②③混合，欲使pH＝7，则消耗溶液体积②>③。
(4)稀释相同的倍数后，溶液的pH：①>②；③>④；⑤>⑥。
(5)由电荷守恒知：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，仅知道c(CH3COO－)>c(H＋)，溶液酸碱性均有可能存在，故选ABC。
[答案] (1)碱 中 (2)⑥ ②③④ (3)> (4)> > > (5)ABC
10．(1)将pH＝1的盐酸平均分成两份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为________。
(2)T ℃时，纯水中c(H＋)＝1×10－6 ml·L－1。T ℃，100 mL pH＝a的稀硫酸与10 mL pH＝b的NaOH溶液混合，溶液呈中性，则a、b的关系为________。
[解析] (1)设每份盐酸的体积为V，加水pH变为2，则eq \f(10－1 V,V＋V水)＝10－2，V水＝9V；加NaOH溶液后pH＝2，则eq \f(10－1V－10－1VNaOH,V＋VNaOH)＝10－2，VNaOH＝eq \f(9,11)V。
则V水∶VNaOH＝9V∶eq \f(9,11)V＝11∶1。
(2)KW＝1×10－6×1×10－6 ml2·L－2＝1×10－12 ml2·L－2,100×10－a＝10×10－12＋b，即102－a＝10－11＋b，则a＋b＝13。
[答案] (1)11∶1 (2)a＋b＝13
11．过碳酸钠是一种多用途的新型漂白剂，化学式可表示为aNa2CO3·bH2O2，过碳酸钠溶于水分解成Na2CO3和H2O2。
测定某样品中过碳酸钠化学式的实验步骤如下(样品中杂质不参加反应)：
步骤Ⅰ：称取样品0.800 0 g于锥形瓶中，加水溶解，滴加甲基橙作指示剂，用0.200 0 ml·L－1 H2SO4溶液滴定至终点，消耗硫酸25.00 mL。
步骤Ⅱ：另称取样品0.800 0 g于锥形瓶中，加水溶解，加稀H2SO4酸化，用0.100 0 ml·L－1 KMnO4溶液滴定至终点(滴定过程中MnOeq \\al(－,4)被还原为Mn2＋)，消耗KMnO4溶液30.00 mL。
(1)步骤Ⅰ中，滴定终点的现象是________________________________________ _________________________________________________________________。
(2)步骤Ⅱ中，若样品溶于水酸化后放置一段时间，然后再进行滴定，则过碳酸钠化学式中a∶b的测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)通过计算确定该过碳酸钠的化学式(写出计算过程)：
_________________________________________________________________。
[解析] (1)步骤Ⅰ中，甲基橙作指示剂，达到滴定终点时，甲基橙由黄色变为橙色，且半分钟内不变色。(2)步骤Ⅱ中，样品溶于水过碳酸钠分解成Na2CO3和H2O2，酸化后放置一段时间过氧化氢会分解，过氧化氢的含量减少，再用KMnO4溶液进行滴定时，消耗KMnO4溶液的体积减少，导致测得的H2O2的量减少，即b偏小，则过碳酸钠化学式中a∶b的测定结果将偏大。
[答案] (1)溶液由黄色变为橙色，且半分钟内不变色 (2)偏大
(3)步骤Ⅰ中：Na2CO3＋H2SO4===Na2SO4＋CO2↑＋H2O
n(Na2CO3)＝n(H2SO4)＝0.200 0 ml·L－1×25.00×10－3 L＝5.000×10－3 ml
步骤Ⅱ中：2MnOeq \\al(－,4)＋5H2O2＋6H＋===2Mn2＋＋5O2↑＋8H2O
n(H2O2)＝eq \f(5,2)n(KMnO4)＝eq \f(5,2)×0.100 0 ml·L－1×30.00×10－3 L＝7.500×10－3 ml
a∶b＝n(Na2CO3)∶n(H2O2)＝5.000×10－3∶7.500×10－3＝2∶3
该过碳酸钠的化学式为2Na2CO3·3H2O2体系变化
条件
平衡移动方向
KW
水的电离程度
c(OH－)
c(H＋)
外加
酸碱
酸
逆
不变
减小
减小
增大
碱
逆
不变
减小
增大
减小
外加可水解的盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
其他：如加入Na
正
不变
增大
增大
减小
滴定
次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.100 0 ml·L－1盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
选项
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
石蕊
乙
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
甲基橙
甲
D
酸
碱
酚酞
乙
滴定次数
实验数据/mL
1
2
3
4
V(样品)
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)
15.95
15.00
15.05
14.95
Ⅰ
移取20.00 mL HAc溶液，用NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液V1 mL
Ⅱ
______________，测得溶液的pH为4.76
序号
NaOH溶液体积/mL
盐酸体积/mL
溶液pH
①
20.00
0.00
8
②
20.00
20.00
6