高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 水的电离和溶液的酸碱性精品ppt课件

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第3章 水溶液中的离子平衡3.2.2 溶液的酸碱性与pH一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）1．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是A．pH＝7的溶液呈中性B．中性溶液中一定有：c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1C．c(H＋)＝c(OH－)的溶液呈中性D．在100°C时，纯水的pH＜7，因此显酸性【答案】C【解析】在100°C时，纯水的pH＝6，呈中性，该温度下pH＝7时溶液呈碱性，温度未知，不能根据pH大小判断溶液酸碱性，A项错误；常温下中性溶液中c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，温度未知，中性溶液中不一定有c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，B项错误；c(H＋)＝c(OH－)的溶液呈中性，与溶液温度高低无关，C项正确；在100°C时，纯水的pH＝6，呈中性，D项错误。答案为C。【点睛】温度未知，不能根据pH大小判断溶液酸碱性，也不能根据氢离子或氢氧根浓度来判断溶液酸碱性，只能根据c(H＋)、c(OH－)相对大小来判断。2．下列溶液中肯定为酸性的是A．含的溶液 B．的溶液C．的溶液 D．能和NaOH发生反应的溶液【答案】C【解析】溶液呈酸碱性的实质是c(H＋)与c(OH－)的相对大小，不能只看pH，一定温度下pH=6的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。另外，要注意区分溶液组成和性质的关系，酸性溶液不一定是酸溶液，碱性溶液不一定是碱溶液。水溶液中存在水的电离，一定含有氢离子，与溶液酸碱性无关，A项错误；如100℃时，水的离子积常数是10-12，当pH=6时溶液呈中性，B项错误；c（OH-）＜c（H+）的溶液一定呈酸性，C项正确；能和NaOH发生反应的溶液不一定呈酸性，比如碳酸氢钠溶液呈碱性，碳酸氢根却可以和氢氧根反应生成水和碳酸根，D项错误。答案选C。3．关于水的电离，下列叙述中，正确的是（   ）A．升高温度，水的平衡向正反应方向移动，Kw增大，c(OH-)增大，pH增大B．向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)增大C．向水中加入氨水，水的平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(OH-)降低D．向水中加入少量固体醋酸钠，平衡向逆反应方向移动，Kw不变，c(H+)降低【答案】B【解析】水的电离为吸热反应，升高温度，水的平衡向正反应方向移动，Kw增大，c(OH-)增大，c(H+)增大，pH值减小，A项错误；向水中加入少量硫酸，使溶液中c(H+)增大，水的平衡向逆反应方向移动，Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，B项正确；向水中加入氨水，氨水电离生成OH-，c(OH-)升高，水的平衡向逆反应方向移动，Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，C项错误；向水中加入少量固体醋酸钠，醋酸钠电离生成CH3COO-，CH3COO-结合H+生成醋酸分子，c(H+)降低，平衡向正反应方向移动，Kw不变，D项错误。答案选B。4．对于常温下pH=1的硝酸溶液，有关叙述：①该溶液1mL稀释至100mL后，pH=3②向该溶液中加入等体积、pH=13的氢氧化钡溶液恰好完全中和③该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比值为1×10﹣12④向该溶液中加入等体积、等浓度的氨水，所得溶液pH=7其中正确的是A．①② B．①③ C．②④ D．③④【答案】A【解析】pH=1的硝酸溶液c(H+)=0.1mol/L；①c=n/V=eq \f(0.1mol/L×0.001L,0.1L)=0.001mol/L，pH=3，①正确；②pH=13的溶液c(OH-)=0.1mol/L，等体积混合恰好完全中和，②正确；③硝酸电离出的c(H+)=0.1mol/L，由Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14可知，水电离出的c(H+)=10-13mol/L，该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比值为1012，③错误；④氨水为弱电解质，不能完全电离，生成强酸弱碱盐，反应后溶液呈酸性，④错误。答案选A。5．常温下，一元碱MOH的电离常数。在某体系中，、不能透过分子选择隔膜，MOH分子能自由通过分子选择隔膜，如图所示。已知：平衡时，下列叙述正确的是A．溶液1中存在：B．溶液1中c(MOH)大于溶液2中c(MOH)C．溶液2中MOH的电离度为D．溶液1、溶液2中(MOH)之比为【答案】C【解析】由题可知，溶液1中MOH溶液添加了酸。溶液1中pH=7，，A项错误；MOH可以透过分子选择隔膜，达到平衡时，MOH浓度相等，B项错误；溶液2中，整理可得，C项正确；溶液1中，，；溶液2中，，，平衡时MOH浓度相等，，D项错误。答案为C。6．已知90℃时，Kw =1.0×10－12,在90℃将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合，若所得溶液pH=7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为A．1：9 B．9：1 C．10：1 D．1：10【答案】A【解析】设氢氧化钠的体积为V1，稀硫酸的体积为V2，NaOH的浓度为c(OH－)=10-3mol/L，硫酸中c(H＋)=10-4mol/L，混合后溶液的pH=7，溶液呈碱性，溶液中c(OH－)=10-5mol/L，（10-3V1-10-4V2）÷（V1+V2）=10-5，解得V1：V2=1：9，答案选A。7．常温下，关于溶液稀释的说法正确的是A．将1L0.1mol•L-1的Ba(OH)2溶液加水到体积为2L，pH=13B．pH=3的醋酸溶液加水稀释到原浓度的，pH=5C．pH=4的H2SO4溶液加水稀释到原浓度的，溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6mol•L-1D．pH=8的NaOH溶液加水稀释到原浓度的，其pH=6【答案】A【解析】c(OH-)=0.2mol·L-1，稀释1倍后c(OH-)=0.1mol·L-1，c(H+)==10-13mol·L-1，pH=-lgc(H+)=13，A项正确；醋酸是弱酸，pH=3的醋酸中c(H+)=10-3mol/L，稀释100倍后，由于溶液中有大量未电离的醋酸分子在稀释时发生电离，故醋酸溶液的pH＜5，B项错误；硫酸是强酸，pH=4的醋酸中c(H+)=10-4mol/L，稀释100倍后，H2SO4溶液的c(H+)=10-6mol/L，故pH=6，水电离的c(H+)水=c(OH-)水==10-8mol·L-1，C项错误；常温下，pH=8的NaOH溶液稀释100倍后，仍是碱性溶液，pH不可能小于7，D项错误。答案选A。8．pH=1的两种溶液A、B各1mL，分别加水稀释到1000mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积（V）的关系如图示，下列说法正确的是①若 a＜4，则A、B都是弱酸②稀释后，A酸溶液的c（H+ ）比B酸溶液c（H+ ）大③若a=4，则A是强酸，B是弱酸 ④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等．A．①④ B．②③ C．①② D．②④【答案】C【解析】pH=1的两种溶液A、B各1mL，分别加水稀释到1000mL，分别加水稀释到1000mL，若是强酸，则B的pH应等于4，若 a＜4，则A、B都是弱酸，①正确、③错误；稀释后，由图可知，A溶液的pH小于B溶液的pH，故A酸溶液的c（H+ ）比B酸溶液c（H+ ）大，②正确；由于A、B酸的强弱不同，电离程度不同，等pH值时两溶液的物质的量浓度不相等，④错误。答案选C。9．25℃时，有甲、乙两瓶溶液，其pH分别为m、n，且(m、n均为小于14的正整数)，则下列叙述正确的是A．B．若甲溶液呈碱性，则乙溶液可能呈碱性，且C．若乙溶液呈酸性，则甲溶液必定呈酸性，且D．若甲溶液呈酸性，则乙溶液必定呈酸性，且【答案】D【解析】甲溶液pH=m，则c(H+)甲＝10-mmol/L，乙溶液pH=n，则c(H+)乙＝10-nmol/L，而m=2n，所以c(H+)甲＝c2(H+)乙，A项错误；若甲溶液呈碱性，则7＜m＜14，结合m=2n可知，3.5＜n＜7，所以乙只能为酸性，B项错误；若乙溶液呈酸性，则0＜n＜7，结合m=2n可知，0＜m＜14，则甲溶液可能为呈碱性，不一定为酸性，C项错误；若甲溶液呈酸性，则m＜7，结合m=2n可知：n＜3.5，说明乙溶液呈酸性，甲的酸性比乙弱，所以c(OH-)甲>c(OH-)乙，D项正确。答案选D。10．如图为不同温度下水的电离平衡曲线，已知pOH=−lgc(OH−)，下列说法正确的是A．T1和T2的关系是：T1>T2B．KW的关系是：B>C>A=D=EC．A点到D点：加入少量酸可实现D．T2时：pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性【答案】C【解析】水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，根据图片知，Kw中A＞B，则T1＜T2，A项错误；相同温度下，水的离子积常数相同，温度越高，水的离子积常数越大，根据图片知，离子积常数A=E=D＞C＞B，B项错误；A点到D点是等温线，离子积常数不变，溶液的碱性减弱、酸性增强，所以A点到D点：加入少量酸可实现，C项正确；水的离子积常数未知，无法计算NaOH中氢氧根离子浓度，等体积混合，酸中氢离子、碱中氢氧根离子物质的量不一定相等，溶液酸碱性无法判断，如果是常温下，pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体枳混合，溶液呈中性，D项错误。答案选C。二、非选择题（共5小题）11．计算题(1)某溶液中由水电离出的c(H+)=10-12 mol·L-1，则该溶液的pH为_______。(2)某温度下，纯水中c(H+)=5.0×10-7 mol·L-1，则该温度下的KW=_______，若温度不变，0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中，c(H+)=_______，由水电离出的c(H+)=_______。(3)将pH=1的盐酸稀释1000倍后，pH为_______。(4)将pH=1的CH3COOH溶液稀释1000倍后，pH的范围_______。(5)25℃时，将0.1mol·L-1 NaOH溶液与0.06mol·L-1的H2SO4溶液等体积混合，(忽略混合后体积的变化)，求所得溶液的pH为_______。(6)将pH=5的H2SO4稀释1000倍后，c(H+)：c(SO)约为_______。【答案】(1)2或者12(2) 2.5×10-13     0.01mol/L     2.5×10-11mol/L(3)4(4)1＜pH＜4(5)2(6)20:1【解析】（1）某溶液中由水电离出的c(H+)=10-12 mol·L-1则可能是强酸溶液，则此溶液中c(OH-)aq=c(OH-)水=c(H+)水=10-12 mol·L-1，c(H+)aq==10-2mol/L，或者是强碱溶液，则此溶液中c(H+)aq= c(H+)水=10-12 mol·L-1，则该溶液的pH为2或者12；（2）某温度下，纯水中c(H+)=5.0×10-7 mol·L-1，则该温度下的KW=c(H+)c(OH-)=5.0×10-7×5.0×10-7=2.5×10-13，若温度不变，0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中，c(H+)=0.005mol/L×2=0.01mol/L，由水电离出的c(H+)==2.5×10-11mol/L；（3）根据强酸强碱有限稀释的规律即强酸、强碱每稀释10倍，其pH值向7靠近1个单位可知，将pH=1的盐酸稀释1000倍后，pH为4；（4）由于CH3OOH是弱酸，稀释过程中能促进其电离，故将pH=1的CH3COOH溶液稀释1000倍后，pH的范围1＜pH＜4；（5）25℃时，由反应2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O可知，将0.1mol·L-1 NaOH溶液与0.06mol·L-1的H2SO4溶液等体积混合，硫酸过量，充分反应后溶液中的c(H+)==0.01mol/L，则所得溶液的pH为2；（6）将pH=5的H2SO4稀释1000倍后，此时c(H+)≈10-7mol/L，而c(SO)==5×10-9mol/L，则c(H+)：c(SO)约为10-7：5×10-9=20:1。12．计算25℃时下列溶液的pH：（1）pH=2的盐酸加水稀释100倍，pH=____。（2）0.001mol/L的盐酸，pH=___。（3）0.01mol/L的NaOH溶液，pH=____。（4）0.015mol/L的硫酸与0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH=___。（5）pH=2的盐酸和pH=12氢氧化钠等体积混合后溶液的pH=___【答案】（1）4 （2）3 （3）12 （4）2 （5）7 【解析】25℃时：Kw=c(OH-)×c(H+)=10-14，结合pH=- lgc(H+)计算。【详解】（1）pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2mol/L，加水稀释100倍，溶液中c(H+)=10-4mol/L，pH=4；（2）0.001mol/L的盐酸溶液中c(H+)=10-3mol/L，pH=3；（3）0.01mol/L的NaOH溶液c(OH-)=10-2mol/L，根据Kw=c(OH-)×c(H+)=10-14得溶液中c(H+)=10-12mol/L，pH=12；（4）0.015mol/L的硫酸与0.01mol/L的NaOH溶液等体积混合，设溶液的体积均为1L，所得混合溶液中的c(H+)=(0.015mol/L×1L×2-0.01mol/L×1L)÷2L=10-2mol/L，pH=2；（5）pH=2的盐酸溶液中c(H+)=10-2mol/L，pH=12氢氧化钠中c(OH-)=10-2mol/L，等体积混合后溶液呈中性，pH=7。13．氨水是氨气的水溶液，主要用作化肥。现有25℃时0.1 mol/L的氨水，请回答以下问题：(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体，此时溶液中的c(NH4+)_________，溶液的pH_________(填“增大”“减小”“不变”)。(2)若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好中和，写出反应的离子方程式：____________；所得溶液的pH_________7(填“>”、“<”或“=”)，用离子方程式表示其原因________。(3)若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则所得溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺是_______(4)实验室可用向浓氨水中加入CaO的方法制取氨气，从氨水中存在的平衡入手分析产生NH3的原因：__________【答案】(1)增大 减小 (2)NH3·H2O+H+=NH4++H2O ＜ NH4++H2ONH3·H2O+H+ (3)c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-) (4)NH3(g)+H2O(l)NH3·H2O(aq)NH4+(aq)+ OH-(aq)，加入CaO后温度升高，OH-浓度增大，平衡逆向移动，NH3逸出 【解析】(1)硫酸铵电离出NH4+而导致溶液中c(NH4+)增大，结合一水合氨电离平衡分析溶液中c(OH-)，再根据水的离子积常数及pH与溶液中c(H+)关系分析判断；(2)根据酸、碱发生中和反应的物质的量关系，结合电解质强弱书写离子方程式，产生的盐(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，利用盐的水解规律，结合溶液中c(OH-)、c(H+)关系分析；(3)pH=1的硫酸中c(H+)=0.1 mol/L，二者等体积混合，恰好完全反应生成硫酸氢铵，结合盐的电离、铵根离子水解可知导致溶液呈酸性，分析比较溶液中离子浓度关系；(4)根据CaO与水反应，消耗溶剂，反应放出热量，从温度、物质的浓度改变分析平衡移动。【详解】(1)氨水是氨气的水溶液，存在电离平衡：NH3·H2ONH4++H+，向氨水中加入(NH4)2SO4，盐电离产生NH4+，使溶液中c(NH4+)增大，对电离平衡起抑制作用，导致NH3·H2O电离程度减小，最终达到平衡时溶液中c(OH-)减小，由于温度不变，Kw不变，所以溶液中c(H+)增大，由于pH=-lgc(H+)，所以溶液pH减小；(2)向氨水中加入硫酸，二者发生中和反应产生(NH4)2SO4和水，反应的离子方程式为：NH3·H2O+H+=NH4++H2O；由于(NH4)2SO4是强酸弱碱盐，在溶液中NH4+发生水解反应：NH4++H2ONH3·H2O+H+，破坏了水的电离平衡，最终达到平衡时溶液中c(H+)>c(OH-)溶液显酸性，所以溶液的pH<7；(3)若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水与硫酸的体积比为1：1，则二者恰好发生反应产生NH4HSO4，盐在溶液中发生电离作用：NH4HSO4=NH4++H++SO42-，在溶液中NH4+发生水解反应：NH4++H2ONH3·H2O+H+，使c(NH4+)减小，小于c(SO42-)；c(H+)增大，大于c(SO42-)；根据水的离子积常数不变，可知c(OH-)减小，而c(SO42-)不变，盐电离作用远大于水电离作用，所以c(NH4+)>c(OH-)；故溶液中各种离子浓度关系为：c(H+)>c(SO42-)>c(NH4+)>c(OH-)；(4)氨水中存在平衡：NH3(g)+H2O(l)NH3·H2ONH4++H+，向其中加入CaO，会发生反应：CaO+H2O=Ca(OH)2，消耗溶剂水，使平衡逆向移动，CaO与水的反应是放热反应，会使溶液温度升高，加快NH3·H2O分解放出NH3；且Ca(OH)2是强碱，电离产生OH-，使溶液中c(OH-)增大，也会使平衡逆向移动，导致NH3逸出。【点睛】本题考查了氨水的电离平衡的影响因素及盐的水解规律的应用。在弱电解质溶液中存在电离平衡，主要以电解质分子存在，也受温度、浓度、溶液酸碱性影响；盐的水解规律是：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性，盐的水溶液中存在的水解平衡同样受外界条件影响，决定性因素是物质构成本身，化学平衡移动原理适用于任何平衡体系中的平衡，外界条件只能减弱这种改变，不能抵消这种变化趋势。14．有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作_________(填“正确”或“错误”)，其理由是______________；(2)该操作是否一定有误差？_______________；(3)若用此方法分别测定c(OH－)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH，误差较大的是__________，原因是__________________；(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1 mol·L－1硫酸溶液和0.01 mol·L－1硫酸溶液？试剂：A紫色石蕊试液 B酚酞试液 C甲基橙溶液 D蒸馏水 E氯化钡溶液 F pH试纸________________，简述操作过程：_________________。【答案】(1)错误     相当于将原溶液稀释(2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；若是中性溶液，稀释不会产生误差(3)氢氧化钠溶液     稀释过程中，NH3·H2O继续电离出OH－，减弱了因稀释OH－浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大(4) 能     用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1硫酸溶液【解析】(1)用pH试纸测量溶液时，pH试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。(2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；若溶液呈酸性或碱性，稀释必然会造成测量数据错误，若溶液呈中性，则对结果无影响。(3)NH3·H2O是弱电解质，加水稀释时，促进它的电离，故对OH－浓度相等的氢氧化钠和氨水溶液来说，加水稀释相同倍数，氨水的pH减小程度小些，误差小些，原因为稀释过程中，NH3·H2O继续电离出OH－，减弱了因稀释OH－浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大。(4)分别测定这两种硫酸溶液的pH，pH较小的是浓度较大的硫酸溶液，pH较大的是浓度较小的硫酸溶液，用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1硫酸溶液。15．Ⅰ.有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作___(填“正确”或“错误”)，其理由是___________；(2)该操作是否一定有误差?______________________；(3)若用此方法分别测定c(OH-)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH，误差较大的是____，原因是___； (4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1mol·L-1硫酸溶液和0.01mol·L-1硫酸溶液？____，简述操作过程：____________________________。 试剂：A．紫色石蕊溶液　B．酚酞溶液　C．甲基橙溶液　D．蒸馏水　E.氯化钡溶液　F.pH试纸Ⅱ.pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积的关系如图所示。回答下列问题：(1)若a=5，则A为___酸，B为___酸(填“强”或“弱”)，若再稀释100倍，则A的pH___7(填“<”“>”或“=”)。 (2)若A、B都是弱酸，则a的范围是___。【答案】Ⅰ.(1)错误     该学生测得的pH是稀释后溶液的pH    (2)该学生操作错误,但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些，若是中性溶液,稀释不会产生误差     (3)氢氧化钠溶液     稀释过程中，NH3·H2O继续电离出OH-，减弱了因稀释OH-浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大     (4)能     用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01mol·L-1硫酸溶液     Ⅱ.(1)强     弱     <     (2)2

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