2022高考化学一轮复习(步步高)第八章 第38讲 水的电离和溶液的pH课件
展开1.了解水的电离、离子积常数(Kw)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
考点一 水的电离与水的离子积常数
考点二 溶液的酸碱性和pH
微专题21 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.水的电离(1)水是极弱的电解质,其电离过程_____(填“吸热”或“放热”)。水的电离平衡常数的表达式为_________________。(2)影响水的电离平衡的因素①温度:温度升高,水的电离平衡向___方向移动,c(H+)和c(OH-)均_____(填“增大”“减小”或“不变”)。②加酸或碱会_____(填“促进”或“抑制”)水的电离。③加能水解的盐,可与水电离出的____或______结合,使水的电离平衡_____移动。
2.水的离子积(1)表达式:Kw=______________。(2)影响因素:一定温度时,Kw是个常数,Kw只与_____有关,_____越高,Kw越___。25 ℃时,Kw=_________,100 ℃时,Kw=1×10-12。(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于___、___、___的稀溶液。
c(H+)·c(OH-)
(1)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变( )错因:__________________________________________。(2)温度一定时,在纯水中通入少量SO2,水的电离平衡不移动,Kw不变( )错因:__________________________________________。(3)室温下,0.1 ml·L-1的HCl溶液与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等( )错因:________________________________________________________。
浓硫酸滴入水中放热,溶液温度升高,Kw变大
二氧化硫与水反应生成的亚硫酸抑制水的电离
(4)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )错因:_________________________________________________________________。
CH3COONH4溶液中的醋酸根离子和铵根离子均能水解,促进水的电离
1.填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
逆 不变 减小 减小 增大
逆 不变 减小 增大 减小
正 不变 增大 增大 减小
正 不变 增大 减小 增大
正 增大 增大 增大 增大
逆 减小 减小 减小 减小
2.如何计算水电离的c(H+)或c(OH-)(1)任何情况下水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的。(2)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的数值是水电离出来的。具体见下表:
1.0×10-2 1.0×10-12 1.0×10-12
1.0×10-13 1.0×10-1 1.0×10-13
(3)当促进水的电离时(如盐的水解)在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的数值是水电离出来的。具体见下表:
1.0×10-5 1.0×10-9 1.0×10-5
1.0×10-10 1.0×10-4 1.0×10-4
理清溶液中的H+或OH-的来源是正确计算水电离c(H+)水或c(OH-)水的关键(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。
题组一 影响水电离平衡的因素及结果判断1.常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=a ml·L-1,pH=1的盐酸中由水电离出的c(H+)=b ml·L-1,0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的氨水等体积混合后,由水电离出的c(H+)=c ml·L-1,则a、b、c的关系正确的是A.a>b=c B.c>a>bC.c>b>a D.b>c>a
解析 常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=a ml·L-1,pH=1的盐酸中由水电离出的c(H+)=b ml·L-1,盐酸抑制水的电离,所以ba,故a、b、c的大小关系是c>a>b,B正确。
2.如图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>T1B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=CD.C点可能是显酸性的盐溶液
解析 水的电离吸热,升高温度促进电离,则水中c(H+)、c(OH-)及离子积常数均增大,根据图知,离子积常数:T3>T2>T1,所以温度:T3>T2>T1,故A正确;水的离子积常数只与温度有关,温度越高,离子积常数越大,同一曲线是相同温度,根据图知,温度高低点顺序是B
题组二 计算电解质溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)3.(2020·长沙市雅礼中学检测)25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 ml·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109
解析 H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)= ml·L-1=10-14 ml·L-1;0.05 ml·L-1的Ba(OH)2溶液中:c(H2O)电离=c(H+)= ml·L-1=10-13 ml·L-1;pH=10的Na2S溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)=10-4 ml·L-1;pH=5的NH4NO3的溶液中:c(H2O)电离=c(H+)=10-5ml·L-1。它们的物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,故A正确。
4.下表是不同温度下水的离子积数据:试回答下列问题:(1)若25<t1<t2,则Kw (填“>”“<”或“=”)1×10-14,做出此判断的理由是 _______________________________________________________________________________________________。
水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动,c(H+)增大,c(OH-)增大,Kw=c(H+)·c(OH-),Kw增大
解析 水是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大。
(2)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( )=5×10-6 ml·L-1,该溶液中c(OH-)= _______ ml·L-1。
2.4×10-7 ml·L-1
解析 水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,某温度下纯水中的c(H+)=2.4×10-7 ml·L-1,则此时纯水中的c(OH-)=2.4×10-7 ml·L-1,Kw=2.4×10-7×2.4×10-7=5.76×10-14。该温度下,某H2SO4溶液中c( )=5×10-6 ml·L-1,则溶液中氢离子浓度是1×10-5 ml·L-1,c(OH-)= ml·L-1=5.76×10-9 ml·L-1。
1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小
> > <
= = =
< < >
2.溶液的pH(1)计算公式:pH=___________。(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 或 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。(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
5.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 ml·L-1,c(H+)=nc ml·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c ml·L-1,c(H+)= ml·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=
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。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。
(1)pH=7的溶液一定呈中性( )错因:_________________________________________________。(2)用pH试纸测溶液的pH时,应先用蒸馏水润湿试纸( )错因:____________________________________。(3)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4( )错因:_______________________________。(4)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性( )错因:________________________________________________________。
水的电离受温度的影响,因而溶液的pH也与温度有关
用蒸馏水润湿试纸,相当于稀释待测液
广范pH试纸只能读取1~14的整数
常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合( )(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合( )(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合( )(4)pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合( )
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合( )(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合( )
酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。(2)室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。(3)已知强酸和强碱的pH,等体积混合(25 ℃时):①pH之和等于14,呈中性;②pH之和小于14,呈酸性;③pH之和大于14,呈碱性。
题组一 酸碱混合溶液酸碱性的判断1.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③D.V1 L ④与V2 L ①混合,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
解析 从平衡移动角度分析,CH3COONa电离出的CH3COO-与盐酸中的H+结合生成CH3COOH,会使醋酸中平衡CH3COOH CH3COO-+H+左移,两溶液中H+浓度均减小,所以pH均增大,A项正确;假设均是强酸强碱,则物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),B项正确;分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2O +OH-右移,使①pH>10,同理醋酸稀释后pH<4,C项正确;假设均是强酸强碱,混合后溶液呈中性,则V1=V2,但①氨水是弱碱,其浓度远远大于④盐酸,所以需要的①氨水少,即V1>V2,D项错误。
2.常温下,关于溶液稀释的下列说法正确的是A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)= 1×10-6 ml·L-1C.将1 L 0.1 ml·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
解析 A项,pH=3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,3
注:表中a+n<7,b-n>7。
题组二 有关pH的简单计算4.25 ℃时,某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,下列说法正确的是A.该溶液的pH一定是9B.该溶液的pH可能是5C.该溶液中水的离子积为1×10-18D.不会有这样的溶液
5.按要求计算下列溶液的pH(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):(1)0.1 ml·L-1的CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5)。
解析 CH3COOH CH3COO- + H+c(初始) 0.1 ml·L-1 0 0c(电离) c(H+) c(H+) c(H+)c(平衡) 0.1-c(H+) c(H+) c(H+)解得c(H+)≈1.3×10-3 ml·L-1,所以pH=-lg c(H+)=-lg (1.3×10-3)≈2.9。
(2)0.1 ml·L-1的氨水(NH3·H2O的电离度α=1%,电离度= ×100%)。
c(初始) 0.1 ml·L-1 0 0c(电离) 0.1×1%ml·L-1 0.1×1%ml·L-1 0.1×1%ml·L-1则c(OH-)=0.1×1% ml·L-1=10-3ml·L-1c(H+)=10-11 ml·L-1,所以pH=11。
(3)pH=2的盐酸与等体积的水混合。
(4)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。
解析 0.1 ml·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=0.1 ml·L-1,0.06 ml·L-1的硫酸溶液中c(H+)=0.06 ml·L-1×2=0.12 ml·L-1,二者等体积混合后溶液呈酸性,混合溶液中c(H+)= =0.01 ml·L-1,则pH=-lg 0.01=2。
(5)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。
解析 pH=3的硝酸溶液中c(H+)=10-3 ml·L-1,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)= ml·L-1=10-2 ml·L-1,二者以体积比9∶1混合,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,混合溶液中
故pH=-lg 10-10=10。
6.根据要求解答下列问题(常温条件下):(1)pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c( )与c(H+)的比值为 。
(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为 _______ 。
0.05 ml·L-1
(3)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 ___ 。
解析 设氢氧化钡溶液的体积为V1 L,硫酸氢钠溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n( ),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]=5×10-3V1 ml, =1×10-3 ml·L-1,则V1∶V2=1∶4。
(4)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 = _ 。
解析 pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 ml·L-1,pH=b的稀盐酸中c(H+)=10-b ml·L-1,根据中和反应H++OH-===H2O,知c(OH-)·
溶液pH计算的一般思维模型
1.(2012·新课标全国卷,11)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a ml·L-1的一元酸HA与b ml·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)=D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
解析 判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。A项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项中未说明温度为25 ℃,故混合溶液的pH=7时不一定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为c(H+)= ml·L-1,则c(OH-)= ml·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。
2.(2020·浙江7月选考,17)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-1B.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
解析 对于2.0×10-7 ml·L-1的盐酸中,水电离出的c(H+)相对来说不是很小,不能忽略,故该盐酸中c(H+)>2.0×10-7 ml·L-1,A错误;升高温度,水的电离程度增大,Kw增大,水电离出的c(H+)增大,则溶液的pH减小,由于KCl是强酸强碱盐,不水解,故其溶液仍呈中性,B正确;常温下,NaCN溶液呈碱性,说明CN-发生了水解,则HCN为弱电解质,C正确;常温下,pH为3的醋酸溶液中加入CH3COONa固体,c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,c(H+)减小,由于Kw不变,则溶液中c(OH-)增大,溶液pH增大,D正确。
3.(2015·广东理综,11)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是A.升高温度,可能引起由c向b的变化B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的 变化D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的 变化
解析 升高温度,水的电离平衡右移,c(H+)和c(OH-)均增大,Kw随之增大,而c和b对应的Kw相等,A项不正确;由图中数据可计算出该温度下水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,B项不正确;加入FeCl3后,Fe3+水解促进了水的电离,c(H+)增大,c(OH-)减小,但Kw不变,可引起由b向a的变化,C项正确。
4.[2019·浙江4月选考,30(3)①②]水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。①与常温常压的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因 ___________________________________________________________。②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的 倍。
水的电离为吸热过程,升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大)
解析 加热促进水的电离,Kw增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;加入NaOH固体,c(OH-)增大,C项错误;加入NH4Cl固体, 水解促进水的电离,但c(OH-)减小,D项错误。
1.25 ℃时,水中存在电离平衡:H2O H++OH- ΔH>0。下列叙述正确的是A.将水加热,Kw增大,pH不变B.向水中加入少量NaHSO4固体,c(H+)增大,Kw不变C.向水中加入少量NaOH固体,平衡逆向移动,c(OH-)减小D.向水中加入少量NH4Cl固体,平衡正向移动,c(OH-)增大
2.(2020·唐山一模)其他条件不变,升高温度,下列数据不一定增大的是A.可逆反应的化学平衡常数KB.电离常数KC.水的离子积常数KwD.弱电解质的电离度α
解析 A项,若正反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,化学平衡常数减小;若正反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大;B项,电离是吸热过程,升温能够促进电离,电离常数K增大;C项,水的电离是吸热过程,升高温度电离程度增大,水的离子积一定增大;D项,电离是吸热过程,升温促进弱电解质的电离,电离度增大。
3.已知:pOH=-lgc(OH-),在常温下溶液中的pH+pOH=14,又已知正常人(人的体温高于室温)的血液pH=7.3,则正常人血液的pOHA.大于6.7 B.小于6.7C.等于6.7 D.无法判断
解析 升高温度,促进水电离,则水的离子积常数大于10-14,pH+pOH<14。
4.已知在100 ℃下,水的离子积Kw=1×10-12,下列说法正确的是 ml·L-1的H2SO4溶液pH= ml·L-1的NaOH溶液pH= ml·L-1的H2SO4溶液与0.01 ml·L-1的NaOH溶液等体积混合, 混合后溶液pH为6,溶液显酸性D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL
解析 A项,c(H+)=0.05 ml·L-1×2=0.1 ml·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg 0.1=1,正确;B项,c(OH-)=10-3 ml·L-1,则100 ℃时,c(H+)=·L-1=10-9 ml·L-1,pH=9,错误;C项,c(H+)=2×0.005 ml·L-1=0.01 ml·L-1,c(OH-)=0.01 ml·L-1,等体积混合后溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=10-6 ml·L-1,pH=6,错误;
5.(2019·成都质检)常温下,下列溶液的pH最大的是 ml·L-1氨水与水等体积混合后的溶液B.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的溶液 ml·L-1盐酸与0.02 ml·L-1氨水等体积混合后的溶液 ml·L-1盐酸与0.03 ml·L-1氨水等体积混合后的溶液
解析 D项混合后得到0.01 ml·L-1氨水和0.005 ml·L-1 NH4Cl的混合溶液,相当于往A项溶液中加入NH4Cl,因而D的pH比A的小。
6.(2020·浙江十校联盟联考)室温下,下列说法正确的是A.将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释100倍,pH变为b和c, 则a、b、c的大小关系是a>b>cB.KNO3溶液和CH3COONH4溶液pH均为7,但两溶液中水的电离程度不 相同C.5.0×10-3ml·L-1KHA溶液的pH=3.75,该溶液中c(A2-)
7.常温下,0.1 ml·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=a+1的措施是A.将溶液稀释到原体积的10倍B.加入适量的醋酸钠固体C.加入等体积的0.2 ml·L-1盐酸D.提高溶液的温度
解析 醋酸是弱酸,电离方程式是CH3COOH H++CH3COO-,故稀释10倍,pH≠a+1,A项错误;加入适量的醋酸钠固体,抑制醋酸的电离,使其pH增大,可以使其pH由a变成a+1,B项正确;加入等体积的0.2 ml·L-1盐酸,虽然抑制了醋酸的电离,但增大了c(H+),溶液的pH减小,C项错误;提高溶液的温度,促进了醋酸的电离,c(H+)增大,溶液的pH减小,D项错误。
8.常温下,下列叙述不正确的是A.c(H+)>c(OH-)的溶液一定显酸性B.pH=3的弱酸溶液与pH=11的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性C.pH=5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,稀释后c( )与c(H+)之比约 为1∶10D.中和10 mL 0.1 ml·L-1醋酸与100 mL 0.01 ml·L-1醋酸所需NaOH的物 质的量不同
解析 B项,pH=3的弱酸溶液与pH=11的强碱溶液等体积混合,弱酸浓度大,有大量酸剩余,反应后溶液显酸性,正确;C项,pH=5的硫酸溶液稀释到原来的500倍,则溶液接近于中性,c(H+)≈10-7 ml·L-1,c(H+)≈1∶10,正确;D项,两份醋酸的物质的量相同,则所需NaOH的物质的量相同,错误。
9.(2019·安徽阜阳三中调研)25 ℃时,重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,也可用pH一样的定义来规定其酸碱度:pD=-lg c(D+),下列有关pD的叙述,正确的是①中性D2O的pD=7 ②在1 L D2O中,溶解0.01 ml NaOD,其pD=12 ③1 L 0.01 ml·L-1的DCl的重水溶液,pD=2 ④在100 mL 0.25 ml·L-1 DCl的重水溶液中,加入50 mL 0.2 ml·L-1 NaOD的重水溶液,反应后溶液的pD=1A.①② B.③④C.①③④ D.①②③④
解析 由于重水的离子积常数为1.6×10-15,因此重水中c(D+)=4×10-8 ml·L-1,对应的pD≈7.4,故①错误;在0.01 ml·L-1 NaOD的重水溶液中,c(OD-)=0.01 ml·L-1,根据重水离子积常数,可推知c(D+)=1.6×10-13 ml·L-1,pD不等于12,故②错误;在0.01 ml·L-1 DCl的重水溶液中,c(D+)=0.01 ml·L-1,因此pD=2,故③正确;根据中和反应量的关系,100 mL 0.25 ml·L-1 DCl的重水溶液和50 mL 0.2 ml·L-1 NaOD的重水溶液中和后溶液中过量的DCl的浓度为0.1 ml·L-1,因此对应溶液的pD=1,故④正确。
10.甲、乙、丙、丁四位同学通过计算得出室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离出的c(OH-)分别为甲:1.0×10-7 ml·L-1;乙:1.0×10-6 ml·L-1;丙:1.0×10-2 ml·L-1;丁:1.0×10-12 ml·L-1。其中你认为可能正确的数据是A.甲、乙 B.乙、丙C.丙、丁 D.乙、丁
解析 如果该溶液是一种强碱(如NaOH)溶液,则该溶液的OH-首先来自碱(NaOH)的电离,水的电离被抑制,c(H+)=1×10-12 ml·L-1,H+都来自水的电离,水电离出相同物质的量的OH-,所以丁正确;如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液,则该溶液呈碱性是由于盐中弱酸根的水解,水解时,弱酸根离子与水反应生成弱酸和OH-,使溶液中c(OH-)>c(H+),溶液中的OH-由水电离所得,所以丙也正确。
11.在一定条件下,相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中由水电离出来的c(H+)分别是1.0×10-a ml·L-1和1.0×10-b ml·L-1,在此温度下,则下列说法正确的是A.a
12.(2019·浙江高三月考)25 ℃时,甲、乙两烧杯分别盛有5 mL pH=1的盐酸和硫酸,下列描述中不正确的是A.物质的量浓度:c甲=2c乙B.水电离出的OH-浓度:c(OH-)甲=c(OH-)乙C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲=乙D.将甲、乙烧杯中溶液混合后(不考虑体积变化),所得溶液的pH>1
解析 盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,其pH相等说明氢离子浓度相等。盐酸和硫酸溶液中氢离子浓度相等时,盐酸浓度为硫酸浓度的2倍,即c甲=2c乙,故A正确;pH相等说明氢离子浓度相等,则氢氧根离子浓度也相等,故B正确;若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,都生成不能水解的强酸强碱盐,即所得溶液的pH都为7,故C正确;甲、乙烧杯中溶液混合时,若不考虑体积变化,氢离子浓度不变,故D错误。
13.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示,下列说法不正确的是A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液 至a点,此时c(Na+)=c(CH3COO-)B.25 ℃时,加入CH3COONa可能引起由b 向a的变化,升温可能引起由a向c的变化C.T ℃时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液显中性D.b点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、 、I-
解析 A项,向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点,因为a点溶液呈中性,根据电荷守恒规律,所以c(Na+)=c(CH3COO-),正确;B项,CH3COONa属于强碱弱酸盐,会发生水解,使得c(OH-)增大,可能引起由b向a的变化,升温溶液中的c(OH-)和c(H+)同时同等程度地增大,所以可能引起由a向c的变化,正确;C项,由图像知T ℃时Kw=10-12,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后,溶液显中性,正确;
14.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=KwB.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)C.图中T1<T2D.XZ线上任意点均有pH=7
解析 由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw,A项正确;由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-),B项正确;温度越高,水的电离程度越大,电离出的c(H+)与c(OH-)越大,所以T2>T1,C项正确;XZ线上任意点都有c(H+)=c(OH-),只有当c(H+)=10-7 ml·L-1时,才有pH=7,D项错误。
15.25 ℃时,用0.10 ml·L-1的氨水滴定10.00 mL 0.05 ml·L-1H2A溶液,加入氨水的体积(V)与溶液中lg 的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是A.A点溶液的pH等于1B.由图中数据可知,H2A为弱酸C.B点水电离出的H+浓度为1.0×10-6 ml·L-1D.C点溶液中c( )>c(A2-)>c(OH-)>c(H+)
解析 A点:根据c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14,lg =12,计算得c(H+)=10-1ml·L-1,则pH=1,0.05 ml·L-1H2A完全电离,H2A为强酸,故A正确、B错误;B点酸碱恰好完全中和生成盐(NH4)2A,lg=2,计算得c(H+)=10-6ml·L-1,则水电离出的H+浓度为1.0×10-6ml·L-1,故C正确;C点为(NH4)2A与NH3·H2O的混合溶液,根据lg =-4,计算得c(H+)=10-9ml·L-1,则pH=9,呈碱性,考虑氨水的电离平衡,则溶液中c( )>c(A2-)>c(OH-)>c(H+),故D正确。
16.某温度下的水溶液中,c(H+)=10-x ml·L-1,c(OH-)=10-y ml·L-1。x与y的关系如图所示:(1)该温度下水的离子积为 ____ (填具体数值);该温度 __ (填“高于”“低于”或“等于”)常温。
解析 根据图像可知x=4时,y=8,所以该温度下水的离子积常数是10-4×10-8 =10-12>10-14,所以温度高于常温。
解析 0.01 ml·L-1 NaOH溶液中OH-的浓度是0.01 ml·L-1,所以氢离子的浓度为 ml·L-1=10-10 ml·L-1,因此pH=10。
(2)该温度下0.01 ml·L-1 NaOH溶液的pH为 。
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