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人教A版化学选择性必修一第11讲 水的电离 溶液的酸碱性与pH-讲义试卷【学生版】新高二化学暑假衔接(人教版)
展开1.认识水的电离平衡,了解水的离子积常数;能运用弱电解质的电离模型分析水的电离,发展应用模型解决问题的能力。
2.认识溶液的酸碱性与pH的关系,学会计算溶液的pH。
3.能正确测定溶液的pH,了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用。
1.影响水的电离因素和Kw的计算。
2.pH与溶液酸碱性的关系及pH的计算。
3.水的电离c(H+)或c(OH-)计算。
1.水的电离c(H+)或c(OH-)计算。
2.溶液pH的计算。
有人测量了经过28次蒸馏的水的电导值,结果不为零。
这证明纯水中存在能自由移动的离子,经分析知道它们是H+和OH-,是由水电离产生的。
一、水的电离
1.水的电离
①1 L纯水的物质的量是______,水的电离平衡常数表达式为K=____________。
②实验测得25℃时,1 L 水中发生电离的水只有1×10-7 ml,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 ml·L-1,K=__________________=____________。
2.水的离子积
3.影响水电离的因素
①某温度下,纯水中的c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,则此时溶液的c(OH-)为______ml·L-1;若温度不变,在纯水中滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 ml·L-1,则c(OH-) ______ml·L-1。
②25℃时,分析下列溶液的氢离子和氢氧根离子浓度
二、溶液的酸碱性与pH
1.溶液呈酸碱性的本质
溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小
①任何电解质溶液中,H+与OH-总是共存,但不能大量共存。
②水中加酸或碱均抑制水的电离,但由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等。
③溶液的酸、碱性主要在于c(H+)与c(OH-)的相对大小。
2.溶液酸碱性的一种表示——pH
(1)pH计算公式:pH=-lg_c(H+)。
(2)溶液的pH与c(H+)及酸碱性的关系
3.溶液酸碱性的测定方法
4.溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lgc(OH-)
②常温下:pH+pOH=14
①使用pH试纸测溶液的pH时,试纸不能用蒸馏水润湿,否则会把溶液进行稀释,记录数据时只能是______。
②若测具有漂白性的溶液(如氯水)的pH不能用pH试纸,改用______。
4.pH计算
已知常温下CH3COOH和NH3·H2O的电离平衡常数分别为Ka=1.8×10-5、Kb=1.8×10-5
5.酸碱稀释时pH变化的规律
三、水电离出的c(H+)与c(OH—)的计算
(1)对于酸溶液,通常溶液的c(H+) ______酸电离的c(H+),水电离出的c(OH—)(水)=c(H+)(水)= EQ \f(1.0×10-14,c(酸))。
(2)对于碱溶液,通常溶液的c(OH—) ______碱电离的c(OH—),水电离出的c(H+)(水)=c(OH—)(水)= EQ \f(1.0×10-14,c(碱))。
考点一:水的电离
例1.(2023·福建福州高二上学期期末)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.由水电离出的c(H+)=1×10-12 ml·L-1的溶液pH一定为12
D.将水加热,Kw增大,pH不变
考点二:水的离子积
例2.(2023·浙江杭州市高二上学期期中)水的电离平衡图像如图所示。已知pOH=
-lgc(OH-),下列说法正确的是
A.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
B.T1>T2
C.向b点溶液中加入少量NaOH,其组成由b点向d点移动
D.在T2温度下,pH=10的NaOH溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)=1.0×10-20
考点三:水的电离与离子共存联姻
例3.(2023·北京第四中学高二上学期期中)常温下,某溶液中由水电离产生的c(OH-)水=1×10-13 ml·L-1,下列一定能大量共存的离子组是
A.Na+、Fe2+、NO3-、Cl-B.K+、Na+、Cl-、HCO3-
C.K+、Na+、Cl-、NO3-D.CH3COO-、NHeq \\al(+,4)、SO42-、NO3-
考点四:水电离的c(H+)、c(OH-)计算
例4.(2023·辽宁鞍山市高二上学期第三次月考)常温下,0.005 ml·L-1的H2SO4溶液中由水电离出的OH-的物质的量浓度为
A.0.01 ml·L-1B.1.0×10-12 ml·L-1
C.2.0×10-12 ml·L-1D.无法确定
考点五:pH计算
例5.(2023·江西赣州高二上学期期中)常温下,将0.2 ml·L-1 NaOH溶液与0.09 ml·L-1 H2SO4溶液等体积混合(忽略溶液体积变化)进行反应,恢复室温后溶液的pH为
A.2B.5C.9D.12
1.(2023·广西桂林市高二上学期期末)往纯水中进行下列操作,能使水的电离平衡向正反应方向移动的是
A.通入HCl气体B.加入NaClO固体
C.降低温度D.加入NaOH固体
2.(2023·山东菏泽高二上学期期中)向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件,能促进水的电离,并能使溶液中c(OH-)>c(H+)的是
A.NaHSO4固体B.将水加热煮沸
C.NaClO固体D.氨气
3.(2022·江苏徐州市高二下学期期中)水的离子积常数随着温度的变化关系如下表:
下列说法正确的是
A.25℃时,0.01 ml·L-1 NaOH溶液中,Kw(H2O)=1.0×10-12
B.水的电离度α(50℃)<α(75℃)
C.100℃时某溶液的c(OH-)=1.0×10-7 ml·L-1,该溶液呈中性
D.纯水中c(H+)的大小与温度无关
4.(2023·北京昌平区高二上学期期末)25℃时,水中存在电离平衡:H2OH++OH- ΔH>0。下列说法不正确的是
A.升高温度,Kw增大,平衡正向移动
B.向水中通入HCl气体,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入NaOH固体,平衡逆向移动,c(OH-)降低
D.向水中加入Na2CO3固体,c(H+)减少,促进水的电离
5.(2023·北京东城区高二上学期期末)不同温度下,水的离子积常数如下所示。
下列说法不正确的是
A.水的电离为吸热过程
B.25℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7 ml·L-1
C.90℃,0.1 ml·L-1 NaCl溶液的pH<7,呈中性
D.pH=5的稀盐酸溶液中c(OH-)一定为10-9 ml·L-1
6.(2023·北京延庆区高二上学期期末)常温时,下列溶液中,c(H+)=10-2 ml·L-1的是
A.0.1 ml·L-1 H2SO4B.pH=12的NaOH溶液
C.pH=2的醋酸D.0.01 ml·L-1氨水
7.(2023·北京海淀区高二上学期期末)室温时,关于1 mL 1.0×10-2 ml·L-1盐酸的说法不正确的是
A.此溶液的pH=2
B.此溶液中,由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1
C.将此溶液加水稀释到100 mL,所得溶液pH=4
D.将此溶液与9 mL 1.0×10-3 ml·L-1NaOH溶液混合,所得溶液pH=3
8.(2023·广东广州市高二上学期期中)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是
A.该温度下,通入HCl可能引起由b向a的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.向平衡体系中加入水,平衡正向移动,c(OH-)增大
D.升高温度,可能引起由c向b的变化
1.(2023·北京清华附中高二上学期期末)下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是
A.加热B.通入少量HCl气体
C.滴入少量NaOH溶液D.加入少量CuSO4固体
2.(2023·北京昌平区高二上学期期末)一定温度下,0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中存在如下电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,对于该溶液,下列说法正确的是
A.加入水时,所有微粒浓度均减小相同倍数,平衡不移动
B.加入少量CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,电离平衡常数K变大
C.由水电离出的c(H+):0.1 ml·L-1醋酸溶液<0.1 ml·L-1盐酸溶液
D.等浓度等体积的盐酸和醋酸溶液分别与NaOH恰好完全反应时,消耗等物质的量NaOH
3.(2023·辽宁凌源市高二上学期11月月考)常温下,某一元强酸HX溶液与某一元强碱MOH溶液按2∶5的体积比混合后,测得溶液中c(M+)=c(X—),则混合前,该强酸的pH与强碱的pH之和约为(已知:不考虑溶液混合时体积和温度的变化,lg2≈0.3)
A.13.3B.13.6C.13.9D.14.2
4.(2023·辽宁凌源市高二上学期11月月考)常温下,将浓度为0.1 ml·L-1的HCOOH溶液加水稀释至0.01 ml·L-1的过程中,下列各量始终保持增大的是
A. EQ \f(c(H+),c(HCOOH))B.Kw
C.c(HCOOH)D. EQ \f(Ka,c(OH-))
5.(2023·广东揭阳市揭东区高二上学期期末)常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-11 ml·L-1的溶液中:Mg2+、NHeq \\al(+,4)、SO42-、HCO3-
B.在含大量Fe3+的溶液中:NHeq \\al(+,4)、Na+、Cl-、SCN-
C.与Al反应能放出H2的溶液中:NHeq \\al(+,4)、Al3+、CO32-、NO3-
D.在eq \f(c(H+),c(OH-))=10-8的溶液中:Na+、K+、AlO2-、CO32-
6.2023·河北保定市高二上学期期中)设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.25℃时,1 L pH=3的H2SO3溶液中,H+的数目为0.001NA
B.0.1 ml·L-1的NH4NO3溶液中含有NHeq \\al(+,4)、NH3、NH3•H2O的总数目为0.1NA
C.25℃时,pH=13的NaOH溶液中,水电离出的OH-的数目为10-11NA
D.99°C时,1 L pH=7的NaOH溶液中,OH-的数目为10-7NA
7.2023·新疆生产建设兵团部分名校高二上学期期中)T℃时,水的离子积常数Kw=1.0×10-13,该温度下,V1 mL pH=12的NaOH稀溶液与V2 mL pH=2的稀盐酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计),恢复到T℃,测得混合溶液的pH=3,则V1∶V2的值为
A.9∶101B.99∶101C.1∶100D.1∶10
8.(2022·湖南益阳市高二上学期期末)下列说法正确的是
A.常温下,当水电离出的c(H+)为1.0×10-13 ml·L-1时,此溶液的pH可能为1
B.将1 mL pH=5的盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH为8
C.实验室可用pH试纸测定“84”消毒液的pH
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
9.(2023·山东潍坊高二上学期期中)探究水的行为有重要意义。下列说法错误的是
A.将水加热,Kw增大,pH减小,但仍呈中性
B.向水中加入少量金属钠,水的电离平衡正向移动,c(OH-)增大
C.向0.01 ml·L-1醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的c(H+)将减小
D.相同温度下,pH相同的NaOH溶液和氨水溶液中水的电离程度相同
10.(2023·广东广州市高二上学期期中改编)按要求填空:
(1)下列物质中,属于电解质的是_______,属于强电解质的是_______,属于弱电解质的是_______(填序号)。
①H2SO4;②盐酸;③硫酸钡;④乙醇;⑤铜;⑥H2S;⑦蔗糖;⑧氨气;⑨NH4HSO3
(2)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:
①图中A、B、C、D、E五点的Kw间的大小关系是_________________。(用A、B、C、D、E表示)
②若从A点到D点,可采用的措施是_______。
a.升温b.加入少量的盐酸c.加入少量的NaOH固体
③点B对应温度条件下,某溶液pH=7,此时,溶液呈_______(酸性、碱性、中性)。
④25 ℃时,若pH=a的100体积某强酸溶液与pH=b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前该a+b=_______。
电解质强弱
水一种______的电解质
电离方程式
________________________,简写为__________________
电离热效应
电离是______过程
表达式
Kw =c(H+)·c(OH-)
影响因素
只是______的函数,温度不变,Kw不变,温度升高,Kw______
25℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14(定值)
适应范围
Kw不仅适用于纯水,也适用酸、碱、盐的稀溶液
意义
Kw提示了在____________中均存在H+、OH-,只要温度不变,Kw不变
条件改变
平衡移动
溶液中的
水电离的
溶液的酸碱性
Kw
c(H+)
c(OH-)
c(H+)
c(OH-)
促进水的电离
升高温度
______
______
______
______
______
______
______
加钠
______
______
______
______
______
______
______
电解NaCl
______
______
______
______
______
______
______
电解CuSO4
______
______
______
______
______
______
______
加NH4Cl
______
______
______
______
______
______
______
加Na2CO3
______
______
______
______
______
______
______
抑制水的电离
加入酸
______
______
______
______
______
______
______
加入碱
______
______
______
______
______
______
______
降低温度
______
______
______
______
______
______
______
纯水
0.1 ml·L-1 NaOH溶液
0.1 ml·L-1盐酸
c(H+)/ml·L-1
1×10-7
______
______
c(OH-)/ml·L-1
1×10-7
______
______
c(H+)、c(OH-)的相对大小
c(H+) ______c(OH-)
c(H+) ______c(OH-)
c(H+) ______c(OH-)
溶液的酸碱性
______
______
______
溶液的酸碱性
本质
25℃
c(H+)与c(OH-)比较
c(H+)
酸性溶液
c(H+) ______c(OH-)
______10-7 ml·L-1
中性溶液
c(H+) ______c(OH-)
______10-7 ml·L-1
碱性溶液
c(H+) ______c(OH-)
______10-7 ml·L-1
意义
pH越大,溶液的碱性______;pH越小,溶液的酸性______
溶液酸碱性与pH的关系(常温下)
pH<7,为______溶液;pH=7,为______溶液;pH>7,为______溶液
适用范围
1×10-14 ml·L-1______c(H+) ______1 ml·L-1
pH试纸测定
操作
使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于______的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒______试液点在试纸上,当试纸颜色变化______后迅速与标准比色卡对照,读出pH
类别
广泛pH试纸:其pH范围是______ (最常用),可以识别的pH差约为1
精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值
专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸
pH计测量
pH计也叫______,该仪器可精密测量溶液的pH。其量程为______
类型
类型
溶液中c(H+)
或c(OH-)
pH
说明
单一
溶液
一元强酸
0.1 ml·L-1 HCl
c(H+)=0.1 ml·L-1
______
pH=-lg(H+)
一元弱酸
0.1 ml·L-1 CH3COOH
c(H+)=eq \r(,0.1 Ka)
______
一元强碱
0.1 ml·L-1 NaOH
c(OH-)=0.1 ml·L-1
______
pH=-lg(H+)
一元弱碱
0.1 ml·L-1 NH3·H2O
c(OH-)=eq \r(,0.1Kb)
______
混合
溶液
两种一元强酸
0.1 ml·L-1 HCl、0.001 ml·L-1 HCl等体积混合
c(H+)=0.05 ml·L-1
______
先求混合后
溶液中的c(H+)
两种二元强酸
0.1 ml·L-1 H2SO4、0.001 ml·L-1等体积H2SO4混合
c(H+)=0.1 ml·L-1
______
两种一元强碱
0.1 ml·L-1 NaOH、0.001 ml·L-1 NaOH等体积混合
c(OH-)=0.05 ml·L-1
______
提示:先求溶液混合后的c(OH-),再利用c(H+)=eq \f(Kw,c溶液(OH-)),求pH
强酸、强碱中和(恰好反应)
10 mL pH=3的HCl与10 mL pH=11的NaOH混合
c(H+)=c(OH-)=10-7 ml·L-1
______
强酸、强碱中和(酸过量)
9 mL pH=3的HCl与1 mL pH=11的NaOH混合
c(H+)=8×10-4 ml·L-1
______
先求混合后溶液中的c(H+)
强酸、强碱中和(碱过量)
1 mL pH=3的HCl与9 mL pH=11的NaOH混合
c(OH-)=8×10-4 ml·L-1
______
提示:先求溶液混合后的c(OH-),再利用c(H+)=eq \f(Kw,c溶液(OH-))求pH
稀释前pH
稀释100倍后pH
无限稀释
HCl
2
pH______4
pH接近7,小于7
CH3COOH
2
pH______4
NaOH
12
pH______10
pH接近7,大于7
NH3·H2O
12
pH______10
温度/℃
25
50
75
100
Kw/×10-14
1.0
5.5
20.0
56.0
T/℃
0
10
20
25
40
50
90
100
Kw/10-14
0.1
0.3
0.7
1.0
2.9
5.3
37.1
54.5
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