文档文本内容
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备战2026 年高考化学【一轮·夯基提能】精讲精练复习讲义
第45 讲 水的电离、溶液的酸碱性和pH(讲义)
讲义
夯基·知识精讲
【知识点1】水的电离与水的离子积常数(KW)+5 道例题
【知识点2】影响水电离平衡的因素+5 道例题
【知识点3】水电离出的c(H+)水或c(OH-)水的相关计算+5 道例题
【知识点4】溶液的酸碱性和pH+5 道例题
【知识点5】溶液pH 的计算方法+5 道例题
练习
提能·课后精练
选择题:
15
题
非选择题:
5
题
建议时长:
75
分钟
实际时长: 分钟
【知识点1】水的电离与水的离子积常数(KW)
1.水的电离方程式
(1)水是极弱的电解质,能发生微弱的电离,其电离方程式为H2O+H2O
H3O++OH-,可简写为
H2O
H++OH-,水的电离常数K 电离=。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1,任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都
相等。
2.水的离子积常数(KW)
当水的电离达到电离平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数Kw,Kw
揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-。
(1)室温25 ℃下:Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14;100 ℃时,KW=1×10-12。
(2)影响因素:Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,升高温度,Kw增大,水的电离是吸热过程。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(4)水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-),其实质是水溶液中的H+和OH-浓度的乘积,不一定是水电离出
的H+和OH-浓度的乘积。
3.水的电离平衡曲线
【说明】
①同一曲线上任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同,如Kw(A)=Kw(D)。
②曲线外任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同,如Kw(A)<Kw(C)<Kw(B)。
③实现同一曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变溶液的酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转
化必须改变温度。
【例1】某温度时测得纯水的[H+]=2.4×10-7mol·L-1,则纯水的[OH-]为
A.1.0×10-7mol·L-1
B.2.4×10-7mol·L-1
1
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C.
mol·L-1
D.无法确定
【答案】B
【详解】由水的电离平衡
可知,纯水中电离出的
和
相等,A、C、D 错误;
故选B。
【例2】常温下,某水溶液中由水电离出的
,该溶液可能是
NaOH
①
溶液 ②乙醇溶液 ③NaCl 溶液 ④HCl 溶液
A.①④
B.②③
C.①②
D.③④
【答案】A
【详解】常温下,水的电离平衡浓度为
,如果某溶液中由水电离出来的
,说明水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性。②乙醇溶液和③NaCl 溶液为中性溶
液,不符合题意,①NaOH 溶液和④HCl 溶液分别为碱溶液和酸溶液,符合题意,故选A。
【例3】
时,水的电离达到平衡:
,下列序数不正确的是
A.将水加热,
增大,
减小
B.在蒸馏水中滴加浓
不变,
增大
C.向水中加入少量硫酸氢钠固体,
增大
D.向水中滴入少量
溶液,平衡逆向移动,
降低
【答案】B
【详解】A.水的电离是吸热反应,将水加热,
增大,电离平衡正向移动,c(H+)增大,
减小,A 正
确;
B.在蒸馏水中滴加浓
,浓硫酸稀释放热使得Kw 增大,
增大,B 错误;
C.向水中加入少量硫酸氢钠固体,硫酸氢钠是强酸的酸式盐,完全电离产生氢离子,溶液由水的中性转
化为酸性,
增大,C 正确;
D.向水中滴入少量
溶液,由“同离子效应”可推知平衡逆向移动,
降低,D 正确;
故选B。
【例4】下列有关图像分析和说法正确的是
A.图甲表示合成氨反应在恒温恒容下进行的速率—时间图,Ⅰ、Ⅱ两过程到达平衡时,平衡常数:
KⅠ<KⅡ
B.图乙表示
,在恒温恒容条件下,按
投入NO 和CO 的
2
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混合气体建立平衡的过程,当CO 与NO 的转化率之比为
时,说明反应已达到平衡
C.图丙表示
在不同温度下平衡时的
体积分数—压强图,则气体密度:A 点
点
D.图丁表示不同温度下水溶液中
与
的关系,a 点和d 点
,溶液都呈中性
【答案】C
【详解】A.平衡常数K 仅与温度有关,合成氨反应在恒温恒容下进行,温度不变则K 不变,故KⅠ=KⅡ,A
错误;
B.反应中NO 和CO 的化学计量数之比为1:1,投料比为1:2,则反应消耗的NO 和CO 的量为1:1,CO 与
NO 的转化率之比恒为1:2,故当CO 与NO 的转化率之比为
时,不能说明反应已达到平衡,B 错误;
C.图丙A 点到C 点,压强增大,容器体积减小,而气体总质量始终不变,混合气体的密度逐渐增大,根
据密度ρ=
可知,气体密度:A 点<C 点,C 正确;
D.a 点温度为25℃,pH=7 时水溶液中c(H⁺)=c(OH⁻),溶液为中性,d 点对应温度高于25℃,Kw=10-12,
pH=7 时溶液中c(H⁺)=10-7 mol/L,c(OH⁻)=10-5 mol/L,则c(H⁺)<c(OH⁻),溶液呈碱性,D 错误;
故选C。
【例5】已知在25 ℃和T ℃时,水的电离平衡曲线如图所示:
(1)由图可知,则该温度T (填“>”“<”或“=”)25 ℃。
(2)图中四点
间的大小关系: (用A、B、C、D 表示)。
(3)在新制氯水中加入少量
固体,水的电离平衡 移动(填“向左”“向右”或“不”)。
(4)T ℃时,将
的
溶液与
的
溶液混合,若所得混合溶液的
(忽略溶液混合时
的体积变化),则
溶液与
溶液的体积比为 。
(5)25℃时,
,
溶液的
约等于 (已知
)。将浓度相等的HF
与NaF 溶液等体积混合,判断溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
【答案】(1)> (2)
或
(3)向右 (4)1:9 (5)1.7 酸性
【详解】(1)由图中
的曲线B 点的
,由于水的电离吸热,25 ℃时
,升高温度水的电离平衡正向移动,
增大
,故
大于25 ℃。
(2)B 点的
,A、C、D 均为25 ℃时水的电离平衡曲线上的点,均为
(只与温度有关),故
或
。
(3)在新制氯水中加入少量NaCl 固体,溶液中
增大,使得
平衡逆向移
动,氢离子浓度减小,对水的电离抑制减弱,则水的电离
平衡向右移动。
(4)T ℃时,
,
的
溶液
,
的
3
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溶液
,若所得混合溶液的
,即
混合溶液显
碱性,则有
,解得
。
(5)25℃时,
,
溶液为弱酸溶液,有
,
、
,根据
,解得
,
则
;浓度相等的HF 与NaF 溶液等体积混合,存在
(
)、
(
),
说明HF 电离程度大于
水解程度,所以浓度相等的HF 与NaF 溶液等体积混
合,溶液呈酸性。
【知识点2】影响水电离平衡的因素
1.填写外界条件对H2O
H++OH- ΔH>0 的具体影响
体系变化
条件
移动方向
Kw
电离程度
c(OH-)
c(H+)
pH
溶液的酸碱性
HCl
不变
减小
减小
增大
减小
酸性
NaOH
不变
减小
增大
减小
增大
碱性
NaHSO4
不变
减小
减小
增大
减小
酸性
可水解
的盐
Na2CO3
不变
增大
增大
减小
增大
碱性
NH4Cl
不变
增大
减小
增大
减小
酸性
温度
升温
增大
增大
增大
增大
减小
中性
降温
减小
减小
减小
减小
增大
中性
其他:如加入Na
不变
增大
增大
减小
增大
碱性
(1)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离):向纯水中加入酸(强酸或弱酸)、碱(强碱或弱碱)、强
酸的酸式盐(NaHSO4)或以电离为主的多元弱酸的酸式盐(NaHSO3),由于酸(碱)电离产生的H+(OH-),使溶
液中c(H+)或c(OH-)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小。
(2)加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离,如FeCl3、Na2CO3):在纯水中加入含有弱
酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H+和OH-结合生成难电离物,使水的电离平衡右
移,水的电离程度增大。
(3)温度(升高温度,促进水的电离):水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向右移动,电
离程度增大,c(H+)和c(OH-)同时增大,KW增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性。温
度一定时,Kw为定值,水溶液中c(H+)、c(OH-)一个减小,另一个必增大。
(4)加入活泼金属(促进水的电离):向纯水中加入金属钠,由于活泼金属能与水电离的H+直接作用,
产生氢气,促进水的电离。
2.抑制或促进水电离的方法
抑制水电离的方法:
(1)外加酸或碱。
(2)加入强酸的酸式盐固体(如NaHSO4)。
(3)通入酸性气体(如CO2、SO2)或碱性气体(如NH3)。
促进水电离的方法:
(1)升温。
(2)加入活泼金属(如Na、K 等)。
(3)加入强酸弱碱盐或强碱弱酸盐。
4
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(4)降温。
【例1】已知醋酸的
,磷酸的
,
,
。下列四种溶液:
①0.1 mol/L 醋酸 ②0.1 mol/L 磷酸 ③0.1 mol/L 硫酸 ④0.1 mol/L 盐酸。水的电离程度从大到小
排序为
A.③④①②
B.③④②①
C.②③④①
D.①②④③
【答案】D
【详解】酸溶液中水的电离程度受溶液中抑制,
浓度越高,抑制越强,水电离程度越小。相同条件下,
酸的电离平衡常数越大,其酸性越强,多元弱酸的酸性决定于一级电离。
硫酸(③):二元强酸,
浓度为0.2 mol/L,抑制最强,水电离程度最小。
盐酸(④):强酸,
浓度为0.1 mol/L,抑制次强。
磷酸(②):中强酸(
),
≈0.0233 mol/L,抑制较弱。
醋酸(①):弱酸(
),
≈0.00134 mol/L,抑制最弱,水电离程度最大(均为0.1 mol·L-1
溶液中磷酸的c(H+)>醋酸中的,均且小于0.1 mol/L)。
综上,水电离程度排序为:①>②>④>③,对应选项D。
【例2】常温下,下列各组粒子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.澄清透明溶液:
、
、
、
B.由水电离出
为
的溶液:
、
、
、
C.使甲基橙变红色的溶液:
、
、
、
D.
的溶液中:
、
、
、
【答案】A
【详解】A.
、
、
、
相互之间不反应,澄清透明溶液中能共存,故选A;
B.由水电离出
为
的溶液,水电离受到抑制,溶液可能为强酸或强碱性;若酸性,
与
发生氧化还原反应;若碱性,
与OH-反应,故不选B;
C.甲基橙变红说明溶液为酸性,
与H+反应生成Al3+,
与H+生成H2SiO3沉淀,故不选
C;
D.由
得c(H+)=0.1 mol/L,溶液呈酸性,
与H+反应生成CO2和H2O,故不选
D;
选A。
【例3】25°C 时,纯水中存在电离平衡:
已知反应速率
和
为常数,只与温度有关)。
时刻,适当升高温度,反应
速率
、
随时间变化图像正确的是
5
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A.
B.
C.
D.
【答案】C
【详解】升温时
增大,
立即增大至新恒定值(水平直线);
,
升温使
增大且平衡正向移动导致
逐渐增大,故
先突增(
增大)后逐渐增大至与
相等,故答案选C。
【例4】某温度下,向
的蒸馏水中加入
晶体,保持温度不变,测得溶液中
。下列对该溶液的叙述不正确的是
A.该温度高于
B.由水电离出来的
的浓度为
C.加入
晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100 倍,溶液中的
增大
【答案】B
【详解】A.该温度下蒸馏水的
,说明水的离子积为
,25℃时Kw=
,因此温度高于25℃,A 正确;
B.溶液中总
,其中水电离的
浓度等于
浓度,即
,因此水电离的
浓度为
,B 错误;
C.
电离产生
,抑制水的电离,C 正确;
D.稀释后,
减小,但温度不变,
恒定,因此
会增大,D 正确;
故选B。
【例5】常温下,在
溶液中滴加pH=1 的盐酸,溶液中
与盐酸体
积(V)之间的关系如图所示,下列说法错误的是
6
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A.
是弱碱,
B.G 点:
C.水的电离程度:G 点>Q 点
D.F 点溶液中:
【答案】B
【详解】由图像可知,在加盐酸之前,0.1mol/L MOH 溶液中
,
,
,所以c(OH-)=10-3mol/L,MOH 为弱碱。
A.由分析可知,MOH 部分电离为弱碱;
,A 正确;
B.G 点AG=0,溶液呈中性,此时溶质为MOH 和MCl 的混合物(MCl 水解呈酸性,需MOH 过量才能使
溶液呈中性)。物料守恒中M 元素总量为0.001mol,Cl⁻来自HCl,若V=10mL 时n(HCl)=0.001mol,完全
反应生成MCl 应呈酸性(AG<0),与G 点中性矛盾,故G 点HCl 不足,c(Cl⁻)<c(M⁺)+c(MOH),B 错
误;
C.G 点为中性溶液(MOH 和MCl 混合),MCl 水解促进水电离,MOH 抑制水电离,总体水电离程度以
受促进为主;Q 点为过量盐酸(pH=1,20mL 时c(H⁺)≈0.033mol/L),强酸抑制水电离,故水电离程度G
点>Q 点,C 正确;
D.F 点V=5mL,HCl 不足,溶质为等物质的量MOH 和MCl,AG>0 呈碱性,电荷守恒:c(M⁺)
+c(H⁺)=c(Cl⁻)+c(OH⁻),因c(OH⁻)>c(H⁺),则c(M⁺)>c(Cl⁻),D 正确;
故选B。
【知识点3】水电离出的c(H+)水或c(OH-)水的相关计算
任何水溶液中水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的。常温下,纯水中的c(H+)=c(OH-)=10-7
mol·L-1,而酸、碱的介入能抑制水的电离,使得水电离出的c(H+)=c(OH-)<10-7 mol·L-1。
1、当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)(25 ℃)
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:
溶液(25 ℃)
pH=2 的盐酸
pH=13 的NaOH 溶液
c(H+)/(mol·L-1)
10-2
10-13
c(OH-)/(mol·L-1)
10-12
10-1
水电离出来的c(H+)或c(OH-)/(mol·L-
1)
10-12
10-13
(1)酸的溶液——OH-全部来自水的电离
实例:pH=2 的盐酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,则c(OH-)==1×10-12 mol·L-1,即水电离出的c(H+)
=c(OH-)=10-12 mol·L-1。
(2)碱的溶液——H+全部来自水的电离
实例:pH=12 的NaOH 溶液中c(H+)=1×10-12 mol·L-1,即水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L
-1。
(3)中性溶液:c(OH-)=c(H+)=10-7 mol·L-1。
2、当促进水的电离时(如盐的水解)(25 ℃)
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:
溶液(25 ℃)
pH=5 的NH4Cl 溶液
pH=10 的Na2CO3溶液
7
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c(H+)/(mol·L-1)
10-5
10-10
c(OH-)/(mol·L-1)
10-9
10-4
水电离出来的c(H+)或c(OH-)/(mol·L-
1)
10-5
10-4
可水解的盐促进水的电离,水电离的c(H+)或c(OH-)均大于10-7 mol·L-1。若给出的c(H+)>10-7
mol·L-1,即为水电离的c(H+);若给出的c(H+)<10-7 mol·L-1,就用10-14除以这个浓度即得水电离的
c(H+)。
(1)水解呈酸性的盐溶液——H+全部来自水的电离:c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)
例:pH==5 的NH4Cl 溶液中,由水电离出的 c(H+)水=10-5 mol·L-1,因部分OH-与部分NH 结合使溶
液中c(OH-)=10-9 mol·L-1。
(2)水解呈碱性的盐溶液——OH-全部来自水的电离:c(OH-)水=c(H+)水=c(OH-)
例:pH=12 的Na2CO3溶液中,由水电离出的 c(OH-)水=10-2 mol·L-1,因部分H+与部分CO 结合使
溶液中c(H+)=10-12 mol·L-1。
【例1】设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.1mol 乙醇分子中采取
杂化的原子数为
B.标准状况下,22.4L
和
混合气体中氧原子数为
C.1mol
与足量
反应,转移电子数为
D.常温下,1L
的醋酸溶液中由水电离出的
数目为
【答案】B
【详解】A.乙醇分子中,两个碳原子为sp3杂化,氧原子也为sp3杂化,共3 个sp3杂化原子,1mol 乙醇对
应3NA个sp3杂化原子,A 正确;
B.标准状况下,NO2为液态,无法与CO2形成混合气体,因此22.4L 混合气体的物质的量并非1mol,氧
原子数无法达到2NA,B 错误;
C.Na2O2与SO2反应生成硫酸钠,方程式为Na2O2+SO2=Na2SO4,其中Na2O2中O 原子从-1 价还原为-2 价,
1mol Na2O2转移2mol 电子,转移电子数为2NA,C 正确;
D.pH=3 的醋酸溶液中,
,水电离的H+浓度等于OH⁻浓度,因此1L 溶液中由水
电离出的
数目为10-11NA,D 正确;
故选B。
【例2】
为阿伏加德罗常数的值。25℃时,以
溶液
为例,下列说法错误的
是
A.溶液中
和HCN 的总数为
B.在1 个
中孤电子对数为1 对
C.由
电离出的
数目为
D.25℃时,
【答案】B
【详解】A.根据物料守恒,CN⁻和HCN 的总物质的量等于初始NaCN 的物质的量0.1mol,总数为0.1
,A 正确;
B.CN⁻的价电子数为10,形成三键用去6 个电子,剩余4 个电子形成两对孤电子对,B 错误;
C.溶液pH=11,OH-浓度为10-3mol/L,NaCN 属于强碱弱酸盐,水电离出的OH-浓度等于10-3mol/L,数目
为10-3
,C 正确;
8
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D.存在水解平衡,
,
,D 正确;
故选B。
【例3】某温度下,纯水中
,则该温度下的
,若温度不变,
的
溶液中,
,由水电离出的
。
【答案】
2
【详解】某温度下,纯水中
,说明
,则该温度下的
,若温度不变,
的
溶液中
,
2,由水电离出的
。
【例4】常温下,按要求完成关于溶液稀释的问题。
(1)将
的
溶液加水稀释为
。
(2)
的
溶液加水稀释100 倍,溶液中由水电离产生的
。
(3)体积相同、
均为3 的盐酸和醋酸溶液,加入水稀释至
和
,测得稀释后溶液的
均为5,则
a (填“>”“<”或“=”)b。
(4)
的硫酸稀释10000 倍后,
。
【答案】(1)13 (2)
(3)< (4)
【详解】(1)
,
,故
。
(2)
的
溶液中氢离子浓度为:
,稀释后
,
。
(3)若将盐酸和醋酸同等程度地稀释到体积都为
,则盐酸的
比醋酸的
小。若要稀释到两
溶液的
相等,则醋酸应该继续加水稀释,则有
。
(4)
的
中,
,稀释后:
,故
。
【例5】已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸
HCN
电离常数(25℃)
,
(1)将少量
通入
溶液中反应的离子方程式为 。
9
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(2)室温下,某浓度
溶液
,则溶液中水电离出的
离子浓度为
。
【答案】(1)CN-+CO2+H2O=HCN+
(2)10-5
【详解】(1)Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),则将少量
通入
溶液中反应生成HCN 和
NaHCO3,反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+
;
(2)室温下,某浓度
溶液
,则c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=10-5mol/L,CN-的水解促进水的电
离,则溶液中水电离出的
离子浓度为10-5
。
【知识点4】溶液的酸碱性和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,在任何温度下都可以根据c(H+)与c(OH-)的
相对大小来判断溶液的酸碱性。
溶液的酸碱
性
c(H+)与c(OH-)比
较
常温下溶液pH
c(H+)/mol·L-1的范围(25
℃)
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
<7
c(H+)>1.0×10-7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
=7
c(H+)=1.0×10-7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
>7
c(H+)<1.0×10-7
2.pH 的定义
(1)pH
①定义:c(H+)的负对数,pH=-lg c(H+)。
②意义:pH 越大,溶液的碱性越强,pH 越小,溶液的酸性越强。
③适用范围:pH 的取值范围为0~14(常温下),1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1的溶液。当c(H+)或
c(OH-)大于1 mol·L-1时,通常用c(H+)或c(OH-)直接表示。
(2)溶液的酸碱性与pH 的关系(常温下)
酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质。涉及pH 时要注意温度,例如,一定温度下pH=6 的溶液
可能显中性,也可能显酸性。
3.pH 的测量方法
(1)酸碱指示剂法:该法只能测其pH 的大致范围,常见指示剂变色范围如下表:
指示剂
变色范围的pH
石蕊
<5.0 红色
5.0~8.0 紫色
>8.0 蓝色
甲基橙
<3.1 红色
3.1~4.4 橙色
>4.4 黄色
酚酞
<8.2 无色
8.2~10.0 浅红色
>10.0 红色
(2)广泛pH 试纸法:粗略测量溶液的pH,只取整数,适用范围0~14。
把小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH 试纸上,试纸变色后,与标准比色卡
对比即可确定溶液的pH。
(3)精密pH 试纸:pH 范围较窄,可以判别0.2 或0.3 的pH 差。
pH 试纸使用的注意事项
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a.不能直接将pH 试纸浸入待测溶液中,否则会导致溶液受到污染。
b.测溶液的酸碱度时,不能先用蒸馏水将pH 试纸润湿,再向试纸上滴加待测液。如果润
湿,可能会带来误差,如果是测定气体的酸碱性,则需要把pH 试纸先润湿,再测定。
c.不能用pH 试纸测具有漂白性、强氧化性试剂(如:氯水、次氯酸盐、浓硝酸)的pH,不能
测脱水性的物质的pH(如:浓硫酸)。
(3)pH 计测定:通过仪器来精确测定溶液的pH,可读取一位或两位小数。
【例1】下列关于溶液酸碱性的说法中,正确的是
A.
的溶液一定显酸性
B.
的溶液一定显中性
C.
的溶液一定显中性
D.不能使酚酞试液变红的溶液一定显酸性
【答案】C
【详解】A.常温下,溶液中c(H+)<10-7mol/L 是酸性溶液,即常温下
的溶液一定显酸
性,非常温下就不一定是酸性溶液,A 错误;
B.常温下,
的溶液一定显中性,非常温下
的溶液可能是酸性也可能是碱性,B 错误;
C.任何温度下,
的溶液一定显中性,C 正确;
D.常温下,酚酞的变色范围是8.0-10.0,故不能使酚酞试液变红的溶液不一定显酸性,D 错误;
答案为:C。
【例2】下列实验方案、操作都正确且能达到实验目的的是
A.测定
溶
液的浓度
B.用pH 试纸测定
醋酸钠溶液的pH
C.除去乙酸乙酯中
的乙酸
D.制备
胶
体
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.NaOH 溶液应用碱式滴定管盛装,A 错误;
B.用pH 试纸测定醋酸钠溶液的pH 时,pH 试纸不能伸入溶液中,B 错误;
C.NaOH 溶液会使乙酸乙酯水解,不能用NaOH 溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,C 错误;
D.制备
胶体的方法是:向沸水中加入饱和
溶液,继续加热至溶液呈红褐色,D 正确;
故选D。
【例3】下列操作或实验数据记录正确的是
A.中和热测定选择强酸和强碱的稀溶液反应
B.
的
溶液和
的
溶液混合制得
胶体
C.用
试纸测得氯水的
为
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D.在试管中制备
时,将
溶液滴入
溶液中
【答案】A
【详解】A .中和热测定选择强酸和强碱的稀溶液反应,例如稀盐酸和稀氢氧化钠溶液,A 正确;
B .向煮沸的蒸馏水中逐滴加入5~6 滴饱和FeCl3溶液,继续煮沸至溶液呈红褐色,停止加热,可制得
Fe(OH)3胶体,
的
溶液和
的
溶液混合制得
沉淀,B 错误;
C .精密pH 试纸可以测到小数点后1 位,广泛
试纸只能读到整数值并且氯水具有漂白性无法用
试
纸测定,C 错误;
D.氢氧化亚铁易被氧化,制备时要隔绝氧气,在试管中制备
时,将盛
溶液胶头滴管伸入
溶液中再挤压胶头滴管,D 错误;
故选A。
【例4】已知
时二元酸
的
。下列说法正确的是
A.pH 值相同的
与NaHA 溶液,水的电离程度前者大于后者
B.
的
溶液的pH 约为3
C.向
溶液中加入NaOH 溶液至
,则
D.等浓度的
与NaHA 混合溶液中存在关系:
【答案】B
【详解】A.25℃,两个溶液
相同,两个溶液中
,两个溶液中的氢离子和氢氧根离子均来自
水的电离,故水的电离程度相同,A 错误;
B.因为
溶液中
,则有三段式如下:
的电离程度很小,
,可以得到
,
,B 正确;
C.该溶液中满足
,当溶液
时,
,
,C 错误;
D.等浓度的
混合溶液中Na 原子和A 原子个数比为
,溶液中钠元素只以钠离子形式存
在,而溶液中A 元素的存在形式有
三种,可以得到物料守恒为:
,D 错误;
故答案选B。
【例5】下列实验目的对应的实验方案设计、现象和结论都正确的是
选项
实验目的
实验方案设计
现象和结论
A
探究
与
HClO 酸性的相对强
弱
用pH 计测量
、
HClO 溶液的pH,比较溶液
HClO 溶液的pH 比
溶液大,则
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pH 大小
酸性比HClO 强
B
证明某盐溶液中含
有
用玻璃棒蘸取待测液,放在
酒精灯外焰处灼烧
观察到焰色呈黄色,证明试样
中含有
C
验证某固体是
还是
室温下,取少量固体于试管
中,插入温度计,加入几滴
水
温度降低,该固体是
D
证明某盐溶液中含
有
向试样中加入盐酸酸化,然
后滴加少量
溶液
产生白色沉淀,证明试样中含
有
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】C
【详解】A.没有明确乙酸溶液和次氯酸溶液的浓度是否相同,所以不能依据溶液pH 的大小比较弱酸的酸
性强弱,A 错误;
B.玻璃中含有钠离子,所以焰色试验不能用玻璃棒蘸取待测液放在酒精灯外焰处灼烧,B 错误;
C.碳酸钠固体溶于水的过程是放热过程,碳酸氢钠固体溶于水是吸热过程,所以室温下,取少量固体于
试管中,插入温度计,加入几滴水,温度降低说明该固体是碳酸氢钠,C 正确;
D.盐酸中含有的氯离子也能与硝酸银溶液反应生成氯化银白色沉淀,干扰盐溶液中Cl-的验证,所以不能
向盐溶液中加入盐酸酸化,D 错误;
故选C。
【知识点5】溶液pH 的计算方法
溶液pH 计算的一般思维模型
1、单一溶液的pH 计算(求碱溶液pH 时注意转换)
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg(nc)。
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+)=14+lg(nc)。
弱酸溶液和弱碱溶液的pH 计算,可以根据电离度(α)或电离常数(Ka/Kb)进行计算。
2、混合溶液pH 的计算类型(溶液体积变化忽略)
(1)两种强酸混合:先求出c 混(H+),再根据c 混(H+)求pH。
c 混(H+)=。
速算规律: pH 相差2 个单位以上的强酸等体积混合,混合后的pH 混==pH 小+0.3
(2)两种强碱混合:先求出c 混(OH-),再根据Kw求出c 混(H+),最后求pH。
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c 混(OH-)=。
速算规律:pH 相差2 个单位以上的强碱等体积混合,混合后的pH 混 = pH 大-0.3
3、强酸、强碱混合(溶液体积变化忽略)
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 混(H+)或c 混(OH-)=。
(1)恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)
(2)若酸过量[n(H+)>n(OH-)]:先求
v a
vb =10a+b−14>1
,再求pH
(3)若碱过量[n(OH-)>n(H+)]:先求
v a
v b =10a+b−14>1
,再求
,最后求pH
4、酸碱混合呈中性的定量关系(溶液体积变化忽略)
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==10-14+a+b。
【速判方法】
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱溶液的混合——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)常温下,等体积且pH 之和等于14 的一强一弱的酸与碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁
性”。
(3)常温下,强酸、强碱等体积混合:pH 之和等于14 呈中性,pH 之和小于14 呈酸性,pH 之和大于14
呈碱性。
5、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
25 ℃时,酸溶液稀释时,pH 增大,但无论稀释多大倍数,pH
无限接近于7,却不会大于7 或等于7。
【例1】溶液的酸碱性对人类的生产,生活有十分重要的影响。下列有关叙述中正确的是
A.100℃时纯水的
,所以纯水在100℃时显酸性
B.将
的盐酸稀释1000mL,所得溶液的pH 为9
C.
醋酸溶液与等体积水混合后
D.常温下,
的醋酸与
的氢氧化钠溶液等体积混合后
【答案】D
【详解】A.纯水在100℃时pH=6,但此时水的离子积Kw增大,
和OH-浓度相等,仍为中性,A 错
误;
B.盐酸为强酸,稀释时pH 趋近于7 但不会超过7,稀释1000 倍后pH≈7 而非9,B 错误;
C.0.2mol/L 醋酸稀释后浓度为0.1mol/L,但醋酸为弱酸,
浓度远小于0.1mol/L,pH>1,C 错误;
D.pH=3 的醋酸浓度远高于pH=11 的NaOH,反应后醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7,D 正确;
故选D。
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【例2】25℃下,在
溶液中滴入等浓度盐酸,溶液的pH、pOH 与
(盐酸)的关系如图所示。[注:
,
为水电离的
浓度]下列说法错误的是
A.
溶液的
B.
在水中的电离方程式可表示为:
C.图中c 点溶液与g 点溶液的
相等
D.h 点溶液:
【答案】C
【详解】A.由题干图示信息可知,V=0 时为0.1000mol·L-1CH3NH2·H2O 溶液,此时水的电离被抑制,水电
离的OH-浓度等于水电离的H+浓度,即caq(H⁺)=caq(OH⁻)。由pOHaq=11.8 可知caq(OH⁻)=10-11.8mol·L-1,则溶
液中c(H+)=caq(H+)=10-11.8mol·L-1,pH=-lg c(H+)=11.8,A 正确;
B.由A 分析可知,CH3NH2·H2O 为一元弱碱,在水中部分电离出
和OH-,电离方程式为
CH3NH2·H2O
+OH-,B 正确;
C.c 点对应V<20mL,此时溶液为CH3NH2·H2O 和CH3NH3Cl 的混合液,显碱性(pH>7),g 点对应
V>20mL,此时盐酸过量,溶液为HCl 和CH3NH3Cl 的混合液,显酸性(pH<7),二者pH 不相等,C 错误;
D.h 点盐酸过量较多,溶液中主要成分为HCl 和CH3NH3Cl,HCl 完全电离提供大量H+,
部分水
解但程度很小,故c(H+)最大,其次为c(
),OH-来自水的电离,浓度最小,即c(H⁺)>c(
)>c(OH⁻),D 正确;
故答案为:C。
【例3】常温下,
的
溶液与
的硫酸。
(1)若等体积混合后,溶液的
是多少? 。
(2)若按
的体积比混合后,溶液的
是多少? 。
(3)若按
的体积比混合后,溶液的
是多少? 。
【答案】
(1)
溶液中
,硫酸中
,故等体积两者恰好完全反应,则
(2)
,则
(3)
,则
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【详解】(1)常温下,pH=12 的
溶液中
,pH=2 的硫酸中
,等体积混合后,酸和碱的物质的量相等,两者恰好完全反应,则溶液呈中性,
pH=7;
(2)若二者以体积比9:11 混合,则硫酸过量,溶液呈酸性,混合溶液中
,则溶液的pH=3;
(3)若二者以体积比11:9 混合,则氢氧化钠过量,溶液呈碱性,混合溶液中
,则
。
【例4】回答下列问题。
(1)常温下,pH=5 的H2SO4溶液,加水稀释到体积为原来的500 倍,则稀释后c(SO
)与c(H+)的比值为
。
(2)25 ℃时,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 。
(3)计算25 ℃时下列溶液的pH:
0.1 mol·L
①
-1的CH3COOH 溶液(已知CH3COOH 的电离常数Ka=1.8×10-5),其pH= 。
0.1 mol·L
②
-1的氨水(NH3·H2O 的电离度α=1%),其pH= 。
pH=2
③
的盐酸与等体积的水混合,其pH= (已知lg 2≈0.3)。
④常温下,将0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1硫酸溶液等体积混合,其pH= 。
25 ℃
⑤
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,其pH= 。
【答案】(1)
(2)0.05 mol·L-1 (3)2.9 11 2.3 2 10
【详解】(1)H2SO4溶液的pH=5,
,则稀释前
,稀释后
,c(H+)稀释后接近水电离出的c(H+),约为
,所以
。
(2)由题意可知,所得溶液的pH 等于12,说明氢氧化钠溶液过量,设原溶液的浓度为cmol/L,则
,解得
。
(3)①
,假设达到电离平衡时c(H+)=xmol/L,则c(CH3COO-)=xmol/L,
c(CH3COOH)=( 0.1-x) mol/L,所以Ka=
=1.8×10-5,解得
,所以pH=-lgc(H+)=-lg
(1.3×10-3)≈2.9;
②一水合氨在溶液中存在电离平衡
,由于其电离度为1%,所以达到电离平衡时溶液
中c(OH-)=0.1mol/L×1%=10-3mol/L,c(H+)=
mol/L=10-11mol/L,所以pH=-lgc(H+)=11;
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pH=2
③
的盐酸与水等体积混合后,酸溶液中H+的浓度酸c(H+)=
mol/L,
=2+lg2≈2.3;
0.1 mol/L NaOH
④
溶液中c(OH-)=0.1 mol/L,0.06 mol/L 的硫酸溶液中c(H+)=0.06 mol/L×2=0.12 mol/L,所以
二者等体积混合后溶液呈酸性,混合溶液中
,则pH=-lg0.01=2;
pH=3
⑤
的硝酸溶液中c(H+)=10-3 mol/L,pH=12 的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2mol/L,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c(OH-)=
=1×10-4 mol/L,则混合后c(H+)=
=
mol·L-1=1×10-10 mol/L,则pH=-lg10-10=10。
【例5】现有下列物质:①熔融的
②稀硫酸 ③液氯 ④冰醋酸 ⑤铜 ⑥
⑦
⑧液氨 ⑨
⑩
固体
请按要求回答下列问题。
(1)以上物质中属于弱电解质的是 (填数字序号,下同),属于非电解质的是 。
(2)可以证明醋酸是弱酸的事实是 (填字母序号)。
a.醋酸和水能以任意比例混溶
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子
c.醋酸与
溶液反应放出
气体
d.
的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色
e.等体积等
的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多
(3)某温度时,某水溶液中的
,
,中
和
的关系如图所示:
Ⅰ.该温度下,若盐酸中
,则由水电离产生的
。
Ⅱ.该温度下,将
的
溶液
与
的
溶液
混合(忽略体积变化)。
①
溶液与Ba(OH)2溶液混合显中性的离子方程式为 。
②若所得混合溶液呈中性,且
,
,则
。
【答案】
(1)
④
⑧⑨
(2)be
(3)2×10
12
﹣
1:1
【详解】(1)①熔融的
能完全电离,属于强电解质;
②稀硫酸是混合物,混合物既不是电解质也不是非电解质;
③液氯是非金属单质,单质不是电解质也不是非电解质;
④冰醋酸在水溶液中部分电离,属于弱电解质;
⑤铜是金属单质,单质既不是电解质也不是非电解质;
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⑥溶于水的硫酸钡在溶液中完全电离,属于强电解质;
⑦硫酸氢钠在水溶液中能完全电离,属于强电解质;
⑧液氨在水溶液中自身不能电离,属于非电解质;
⑨二氧化硫在水溶液中自身不能电离,属于非电解质;
⑩氢氧化钙固体溶于水,在溶液中能完全电离,属于强电解质;
则属于弱电解质的是④,属于非电解质的是⑧⑨,故答案为:④;⑧⑨;
(2)a.醋酸和水能以任意比例混溶只能说明醋酸的溶解性,不能说明醋酸是弱酸,a 错误;
b.在醋酸水溶液中还含有未电离的醋酸分子说明醋酸在溶液中部分电离,醋酸属于弱酸,b 正确;
c.醋酸与碳酸钠溶液反应放出二氧化碳气体只能说明醋酸的酸性强于碳酸,不能说明醋酸是弱酸,c 错
误;
d.1mol/L 的醋酸水溶液能使紫色石蕊溶液变红色只能说明醋酸溶液呈酸性,但不能说明醋酸是弱酸,d 错
误;
e.等体积等pH 的醋酸和盐酸分别与足量氢氧化钠溶液充分反应,醋酸消耗的氢氧化钠更多说明醋酸的浓
度大于盐酸,即醋酸在溶液中部分电离,属于弱酸,e 正确;
故选be;
(3)Ⅰ.由图可知,该温度下,水的离子积常数
;水电离氢离子浓度总
是等于水电离的氢氧根离子浓度,由盐酸溶液中的氢离子浓度为5×10
4
﹣mol/L 可知,水电离出的氢离子浓
度为
=2×10
12
﹣mol/L,故答案为:2×10
12
﹣;
Ⅱ.①
溶液与Ba(OH)2溶液混合显中性,反应生成硫酸钠、硫酸钡、水,对应的离子方程式为
,故答案为:
;
②由题意可知,该温度下水的离子积常数Kw=1×10
15
﹣;a = 12 ,b=3 ,氢氧化钡溶液中氢氧根离子浓度为
,硫酸氢钠溶液中氢离子浓度都为
,由所得混合溶液呈中性可得:
,解得
,故答案为:1:1。
第45 讲 水的电离、溶液的酸碱性和pH (练习)
一、选择题:本题共15 小题,每小题3 分,共45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要
求.
1.以下研究非物质文化遗产传统酿酒技艺的方法达不到目的的是
A.用感官评价法(例:尝、闻等)分析新酿原酒的风味特点
B.用气相色谱法测定发酵过程中发出酒香物质的成分
C.用pH 试纸测得酿酒窖池内发酵液的pH 为6.55
D.用淀粉-碘化钾试纸检测酿酒用水中是否还含有氯水
【答案】C
【详解】A.不同工艺生产的酒的风味不同,可用感官评价法(例:尝、闻等)分析新酿原酒的风味特点,A
正确;
B.气相色谱法可以测定物质中的有机物成分,可测定发酵过程中发出酒香物质的成分,B 正确;
C.普通pH 试纸的测量结果只能精确到整数或一位小数(如pH 为 6.5),无法达到两位小数,C 错误;
D.氯水中氯气可以氧化碘离子生成碘单质,使得淀粉变蓝色,故可用淀粉-碘化钾试纸检测酿酒用水中是
否还含有氯水,D 正确;
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故选C。
2.已知温度T 时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为amol•L-1的一元酸HA 与bmol•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=b
①
②混合溶液的pH=7 ③混合溶液中c(OH-)=10-7mol•L-1 ④混合溶液中,c(H+)=
mol•L-1 ⑤
混合溶液中,c(B+)=c(A-)
A.②③
B.④⑤
C.①④
D.②⑤
【答案】B
【详解】①因为酸、碱的强弱未知,不能依据a=b 判断,①错误;温度不能确定为25℃,溶液的pH=7,
c(OH-)=10-7mol·L-1,不能判断溶液呈中性,②③错误;④Kw=c(H+)·c(OH-),当c(H+)=
mol•L-1 时可
得:c(H+)=c(OH-),此时溶液一定呈中性,④正确;⑤根据电荷守恒:c(H+)+c(B+)=c(A-)+c(OH-),当c(B
+)=c(A-)时,一定存在c(H+)=c(OH-),即溶液一定呈中性,⑤正确;所以可判定该溶液呈中性的依据是
④⑤,故选B。
3.室温下水的电离达到平衡:
。下列叙述正确的是
A.向水中加入少量
固体,平衡向正反应方向移动,
变大
B.向水中加入少量盐酸,平衡向逆反应方向移动,
增大
C.向水中加入少量
固体,平衡向正反应方向移动
D.向水中加入少量
固体,平衡向正反应方向移动,
【答案】B
【详解】A.向水中加入少量
固体,铵根结合氢氧根生成一水合氨,氢氧根浓度减少,平衡向正反
应方向移动,
只与温度有关,温度不变时平衡常数不变,故A 错误;
B.向水中加入少量盐酸,
增大,平衡向逆反应方向移动, 故B 正确;
C.向水中加入少量
固体,氢氧根浓度增大,平衡向逆反应方向移动,故C 错误;
D.向水中加入少量
固体,没有改变氢离子和氢氧根离子浓度平衡不移动,
,故D
错误;
故选:B。
4.下列操作能促进水的电离且使溶液中
的是
A.将水加热煮沸
B.向水中加入Na2CO3固体
C.向水中通入氯化氢气体
D.向水中加入NH4Cl 固体
【答案】B
【详解】升高温度、加入能水解的盐会促进水的电离,使溶液中
,则溶液呈碱性;
A.升温促进电离,但H+和OH⁻浓度仍相等(中性),A 不符合题意;
B.
水解消耗H+生成OH⁻,促进水的电离,溶液显碱性,B 符合题意;
C.向水中通入氯化氢气体,H+浓度增加,抑制水的电离,溶液显酸性,C 不符合题意;
D.
水解生成H+,促进水的电离但溶液显酸性,D 不符合题意;
故选B。
5.下列实验对应的操作中正确的是
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A.用
和
浓盐酸制取
B.制备
胶体
C.测钠与水反应后
溶液的pH
D.配制溶液时的定
容操作
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【详解】A.高锰酸钾固体与浓盐酸常温下反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水,该反应是固液不加热的
反应,则题给装置能达到用高锰酸钾和浓盐酸制取氯气的实验目的,A 正确;
B.硫酸铁在溶液中水解生成氢氧化铁和硫酸,水解生成的硫酸不具有挥发性,所以将硫酸铁饱和溶液滴
入沸水中不能制得氢氧化铁胶体,B 错误;
C.测定溶液pH 时,应用玻璃棒蘸取待测液滴到试纸上,不能将试纸直接浸入溶液,C 错误;
D.定容时,当液面距离刻度线约1~2 cm 时,应改用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线, D 错误;
故选A。
6.已知液氨的性质与水相似。T ℃时,NH3+NH3
+
,
的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1。下
列说法错误的是
A.在此温度下液氨的离子积为1×10-30
B.在液氨中加入金属钠,可生成NaNH2
C.恒温下,在液氨中加入NH4Cl,可使液氨的电离平衡逆向移动
D.降低温度,可使液氨的电离平衡逆向移动,且c(
)<c(
)
【答案】D
【详解】A.由电离方程式可知,
与
的平衡浓度相等,都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积得
液氨的离子积K=c(
)·c(
)=1×10-30,A 项正确;
B.由钠与水反应可推知,2Na+2NH3=2NaNH2+H2↑,B 项正确;
C.加入NH4Cl 可使
的浓度增大,使液氨的电离平衡逆向移动,C 项正确;
D.因为电离是吸热过程,所以降低温度使NH3+NH3
+
平衡逆向移动,c(
)和c(
)同等
程度地减小,D 项错误;
答案选D。
7.下列关于溶液中离子平衡的说法正确的是
A.向水中加入酸或碱,水的离子积常数
会改变
B.常温下,
的醋酸溶液与
的氢氧化钠溶液等体积混合,溶液呈中性
C.向碳酸钠溶液中加入适量水,水解程度增大,溶液的碱性增强
D.向氨水中加入氯化铵固体,氨水的电离程度减小,溶液的pH 减小
【答案】D
【详解】A.水的离子积常数Kw仅与温度有关,加入酸或碱不会改变Kw,A 错误;
B.醋酸为弱酸,pH=3 时浓度远高于0.001mol/L,而NaOH 为强碱,pH=11 时浓度为0.001mol/L,等体积
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混合后醋酸过量较多,溶液呈酸性,B 错误;
C.稀释碳酸钠溶液时,水解程度增大,但溶液浓度降低,OH⁻浓度减小,碱性减弱,C 错误;
D.加入NH4Cl,溶液中铵根离子浓度增大,通过同离子效应抑制氨水电离,电离程度减小,OH⁻浓度减
小,pH 减小,D 正确;
故选D。
8.下列解释实验事实的方程式正确的是
A.
溶液滴加氨水产生白色胶状沉淀:
B.
时,测得纯水中
:
C.除去
中少量的
的方法是加入足量饱和的
溶液中充分搅拌、过滤、洗涤:
D.碳酸钠溶液滴入酚酞变红:
【答案】C
【详解】A.
溶液滴加氨水产生白色胶状沉淀的离子反应为
,故A 错误;
B.温度升高,离子积常数增大,故水电离为吸热过程,所以
,故B 错
误;
C.
沉淀中存在沉淀溶解平衡:
,加入饱和碳酸钠溶液,
浓
度增大,
,生成
沉淀,
减小,使
沉淀向溶解方向移
动,
转化为
,故C 正确;
D.碳酸钠溶液滴入酚酞变红,碳酸根离子水解溶液显碱性,水解分步进行,以第一步为主,
,故D 错误;
答案选C。
9.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.在明矾溶液中:
、Na+、
、
B.
的溶液中:
、
、
、
C.与Al 反应能放出
的溶液中:
、
、
、
D.水电离的
的溶液中:
、
、
、
【答案】B
【详解】A.明矾溶液中含Al3+会和
发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳,不能大量共存,A 错
误;
B.由
得
,溶液为强酸性,
、
、
、
、H+均不反应,可共
存,B 正确;
C.与Al 反应放H2的溶液可能为强酸性或强碱性,若为酸性,
在酸性下具有强氧化性,与Fe2+发生氧
化还原反应;若为碱性,Fe2+生成Fe(OH)2沉淀,C 错误;
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D.水电离的
,溶液可能为强酸性或强碱性,
与氢离子反应,
与氢
离子和氢氧根离子均反应,且
、
会反应生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,D 错误;
故选B。
10.25℃时,在一定体积pH=2 的NaHSO4溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的Ba(OH)2溶液,当溶液中
的硫酸根恰好完全沉淀时,溶液的pH=11,若反应后溶液的体积等于反应的两溶液的体积之和,则
NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为
A.1:9
B.9:1
C.1:2
D.1:4
【答案】A
【详解】pH=2 的NaHSO4溶液中c(H+)=10-2mol/L,设溶液体积为x,得到氢离子物质的量为x×10-2mol;两
者按物质的量之比为1:1 反应,则反应的氢氧化钡的物质的量为x×10-2mol,氢氧根离子的物质的量为:
2x×10-2mol;设氢氧化钡溶液体积为y,依据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液
pH=11,计算得到溶液中氢氧根离子浓度为10-3mol/L;所以得到:
;得到x:
y=1:9;
答案选A。
11.
表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.pH 为12 的
溶液中含有
的数目为
B.含
的浓硫酸与足量铜反应,生成的
分子数为
C.4.6g 由
和
组成的混合气体中含有的原子总数为
D.2.3g Na 与
完全反应,反应中转移的电子数介于
和
之间
【答案】C
【详解】A.溶液体积未知,无法计算,A 项错误;
B.随着反应进行,浓硫酸变稀,稀硫酸不与Cu 反应,硫酸不能完全转化,生成的
分子数小于
,B 项错误;
C. NO2和N2O4的平均组成为 NO2,4.6g NO2和N2O4组成的混合气体中相当于含有0.1mol NO2,含有
0.3mol 原子,则原子总数为0.3 NA,C 项正确;
D.2.3gNa 的物质的量为0.1mol,与
完全反应,钠由0 价升高到+1 价,反应中转移的电子数为
,
D 项错误;
故选C。
12.水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合
常数。下列说法正确的是
A.纯水中
时
大于
时
,则水的电离放热
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B.曲线上任意点的溶液均呈中性,且一定是纯水
C.温度T:
;水的离子积常数
:D 点>C 点
D.B 点时,将pH=2 的稀硫酸与pH=11 的NaoH 溶液等体积混合后,溶液显碱性
【答案】D
【详解】水的电离是吸热,温度升高,水的离子积常数增大,由图可知
。
A.从图中可知,纯水中
:
,但水的电离是吸热,故A 错误;
B.曲线上的点只有
时,才呈中性,即使呈中性,也不一定是纯水,因为强酸强碱溶液等也
呈中性,故B 错误;
C.升高温度促进水电离,则水中
、
及离子积常数增大,根据图知,
曲线上离子积常数大
于
,所以
。而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,根据题图知,温度高低点顺序是B>C>A=D,所以水的离子积常数
应C 点>D 点,故C 错误;
D .B 点时,
,pH=2 的硫酸中
,pH=11 的NaOH 溶液中
,等
体积混合时碱有剩余,溶液呈碱性,故D 正确。
故选D。
13.某温度下,将
溶液中加水稀释至
。下列说法错误的是
A.稀释过程中,水的电离程度减小
B.稀释过程中,
变大
C.
的
溶液中,
D.
的
溶液中,
【答案】C
【详解】A.硫化钠是强碱弱酸盐,水解显碱性,且水解促进水的电离,稀释后盐的浓度减小,对水的电
离促进减小,则水的电离程度减小,A 正确;
B.稀释过程,硫化钠的浓度减小,溶液碱性减弱,
减小,水解常数不变,
=
变
大,B 正确;
C.由
水解方程式
、
知,
,C 错
误;
D.由物料守恒知,
溶液中,
,D 正确;
故答案选C。
14.常温下,用pH=13 的NaOH 溶液滴定
溶液,滴定曲线如图所示。下列说法错误
的是
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A.
约为
B.
溶液中,
的电离程度大于其水解程度
C.从a 点到b 点,水的电离程度逐渐增大
D.b 点:
【答案】D
【详解】由图可知,0.1mol/L 磷酸溶液的pH 为2,则磷酸的一级电离常数Ka1≈
=1.0×10-3,a 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸二氢钠,溶液呈酸性说明磷酸二氢根离子在溶
液中的电离程度大于水解程度,抑制水的电离,b 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸氢钠,溶
液呈碱性说明磷酸氢根离子在溶液中的电离程度小于水解程度,促进水的电离。
A.由分析可知,磷酸的一级电离常数Ka1≈1.0×10-3,与1.1×10-3接近,故A 正确;
B.由分析可知,a 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸二氢钠,溶液呈酸性说明磷酸二氢根离子
在溶液中的电离程度大于水解程度,故B 正确;
C.由分析可知,a 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸二氢钠,溶液呈酸性说明磷酸二氢根离子
在溶液中的电离程度大于水解程度,抑制水的电离,b 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸氢
钠,溶液呈碱性说明磷酸氢根离子在溶液中的电离程度小于水解程度,促进水的电离,则从a 点到b 点,
水的电离程度逐渐增大,故C 正确;
D.由分析可知,b 点氢氧化钠溶液和磷酸溶液恰好反应生成磷酸氢钠,溶液中存在物料守恒关系
,故D 错误;
故选D。
15.常温下用0.02mol/LNaOH 溶液滴定20.00mL 浓度均为
和
的混合溶液。滴定过程
中溶液的pH 随
的变化曲线如图所示(不考虑气体逸出)。下列说法正确的是
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A.水的电离程度:
B.滴定过程中,
C.
的电离常数约为
D.b 点
【答案】A
【详解】A.由分析可知,a 点溶质为等物质的量的NaCl 和
,b 点溶质为
和
,c 点溶质为NaCl 和
,
水解对水的电离起促进作用,
电离出的OH 对水的电离
起抑制作用,故水的电离程度:
,A 正确;
B.根据物料守恒可知,滴定过程中,
,B 错误;
C.由分析可知,a 点溶液中溶质为NaCl 和
,此时溶液中
,
,则
,
,
,
的电离常数约为
,C 错误;
D.由分析可知,
点溶质为
和
,且NaCl 的浓度是
和
的两倍,
和
的浓度相等,此时溶液显碱性,即
的电离大于
的水解,故离子浓度关系
为:
,D 错误;
故选A。
二、非选择题:本题共5 小题,共55 分。
16.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(填“酸性”“碱性”或“中性”).
(1)相同浓度的
和
溶液等体积混合: 。
(2)相同浓度的
和
溶液等体积混合: 。
(3)相同浓度的
和
溶液等体积混合: 。
(4)
的
和
的
溶液等体积混合: 。
(5)
的
和
的
溶液等体积混合: 。
(6)
的
和
的
溶液等体积混合: 。
(7)
的
和
的
溶液等体积混合: 。
(8)
的
和
的
等体积混合: 。
【答案】(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
【详解】(1)相同浓度的
和
溶液等体积混合,二中恰好完全反应生成氯化钠和水,溶液为中
性;
(2)相同浓度的
和
溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成醋酸钠,因为醋酸根离子
水解,溶液为碱性;
(3)相同浓度的
和
溶液等体积混合,二者恰好完全反应生成氯化铵,因为铵根离子水解,
溶液显酸性;
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(4)
的
和
的
溶液等体积混合,硫酸中氢离子浓度为0.01mol/L ,氢氧化钠溶液
中氢氧根离子浓度也为0.01mol/L,二者恰好完全反应生成硫酸钠,溶液为中性;
(5)
的
和
的
溶液等体积混合,盐酸中氢离子浓度为0.001mol/L,氢氧化钠溶液
中氢氧根离子浓度为0.0001mol/L,二者混合后盐酸有剩余,溶液为酸性;
(6)
的
和
的
溶液等体积混合,盐酸中氢离子浓度为0.001mol/L,氢氧化钠溶液
中氢氧根离子浓度为0.01mol/L,二者混合后氢氧化钠有剩余,溶液为碱性;
(7)
的
和
的
溶液等体积混合,醋酸中氢离子浓度为0.01mol/L,但醋酸
浓度大于0.01mol/L,氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L,二者混合后醋酸有剩余,溶液为酸
性;
(8)
的
和
的
等体积混合,硫酸中氢离子浓度为0.01mol/L,氨水溶液中氢
氧根离子浓度为0.01mol/L,但一水合氨的浓度大于0.01mol/L,二者混合后一水合氨有剩余,溶液为碱
性;
17.25℃时,有0.10mol·L
的下列4 种溶液①氨水②盐酸③醋酸溶液④氢氧化钠溶液。
回答下列相关问题
(1)③中溶液的pH 1(填“>”、“<”或“=”),请用电离方程式解释 。
(2)②中溶液的
,则溶液由水电离出的
mol/L。②与④混合后
,则盐酸和氢
氧化钠体积比为 。
(3)向溶液①中加入等体积水稀释,稀释后溶液中的
比稀释前 (填“增大”“减小”或
“不变”),原因 。(用化学用语表示)
(4)25℃时,取20mL 溶液③,向其中逐滴滴入溶液④,过程中pH 随溶液④体积的变化如下图所示。下列
说法正确的是 。
a.点m 溶液中离子浓度关系:
b.点n 溶液中存在如下关系:
c.点p 溶液反应的离子方程式:
d.点p 溶液中,由水电离出的
是
mol L
⋅
【答案】
(1)>
(2)1
9/11
(3)大
(4)a、b、c
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【详解】(1)醋酸溶液为弱酸,不能完全电离,溶液中存在电离平衡:
,所
以
醋酸溶液的pH>1。
(2)①盐酸为强酸溶液,HCl 在溶液中完全电离,
的盐酸中
,溶液的
;
②外加酸碱抑制水的电离,盐酸溶液中水的电离被抑制,溶液由水电离出的
;
③设盐酸体积为
,氢氧化钠体积为
,盐酸与氢氧化钠溶液混合后pH=12,则混合后的
,则
,
,解得
,即盐酸和氢氧化钠体积比为9:
11。
(3)氨水溶液中存在电离平衡:
,向溶液氨水中加入等体积水稀释,平衡正向移
动,则
增大,
减小,由于
,所以稀释后
溶液中的
比稀释前增大。
(4)a.m 点为醋酸溶液,存在电荷守恒:
,所以点m 溶液中离子浓度关
系:
,a 项正确;
b.点n 溶液是醋酸和醋酸钠的混合溶液,存在电荷守恒:
,b 项
正确;
c.点p 溶液中醋酸和氢氧化钠正好完全反应,反应的离子方程式:
,
c 项正确;
d.点p 溶液中的溶质为醋酸钠,醋酸根水解会促进水的电离,由水电离出的
是
,d 项
错误;
故选abc。
18.如表是不同温度下水的离子积数据:
温度
25
水的离子积常数
试回答以下问题:
若
,则
填“
”、“
”或“
” ,作出此判断的理由是
。
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下,某
溶液中
,取该溶液
,加水稀释至
,则稀释后溶
液中
。
下,将
的苛性钠溶液
与
的稀硫酸
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
,则
。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序
是 。
分别向等体积、相同pH 的HCl 溶液和
溶液中加入足量的Zn 粉,反应刚开始时产生
的速
率:
填“
”、“
”或“
”下同,反应完全后,所得氢气的质量:
盐酸
醋酸。
【答案】
水的电离吸热,温度升高,平衡正向移动,Kw 增大;
;
【详解】
水是弱电解质,存在电离平衡,电离过程为吸热反应,所以温度升高,水的电离程度增大,离
子积增大,所以Kw>1×10-14,
故答案为:
;水的电离吸热,温度升高,平衡正向移动,Kw 增大;
时,某
溶液中c
,则溶液中钠离子浓度是
如果稀释
10 倍,则钠离子浓度是
但硫酸钠溶液是显中性的,c(OH-)=1×10-7mol/L,所以
:
:
,
故答案为:
;
若所得混合液的
,酸过量,
,解之得:
:
。假
设NaOH 溶液为9L,则硫酸溶液为11L,NaOH 的浓度为0.1mol/L,硫酸的浓度为0.05mol/L,
n(NaOH)=0.9mol,n(H2SO4)=0.55mol,所以n(Na+)>n(SO4
2-),两溶液混合后,Na+和SO4
2-的物质的量不变,
所以c(Na+)>c(SO4
2-),又由于溶液显酸性,所以c(H+)>c(OH-),所以溶液中离子浓度由大到小的排列顺序为
,
故答案为:
,
;
相同的不同酸中,氢离子浓度相同,所以反应刚开始时产生
的速率相等;醋酸中酸的浓度大于氢
离子浓度,盐酸中酸的浓度等于氢离子浓度,所以醋酸的浓度大于HCl 的浓度,所以所得氢气的质量:
盐酸
醋酸,
故答案为:
;
。
19.按要求计算下列各题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):
(1)
时,
的硝酸和
的氢氧化钡溶液按照体积比为
混合,混合溶液的
。
(2)在一定体积
的
溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的
溶液,当溶液中的Ba2+恰
好完全沉淀时,溶液
.若反应后溶液的体积等于
溶液与
溶液的体积之和,则
溶液与
溶液的体积比是 。
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(3)将
的
溶液
与
的稀盐酸
混合,若所得溶液呈中性,且
则
。
【答案】(1)10 (2)
(3)10
【详解】(1)
时,
的硝酸溶液中
,
的
溶液中
,二者以体积比
混合,
过量,溶液呈碱性,混合溶液中
,则混合后
,故
。
(2)
的
溶液的浓度为0.005mol/L,设氢氧化钡溶液的体积为
,硫酸氢钠溶液的体积
为
,
的物质的量的为0.005V1mol,依题意知,
,由
知,生成的氢氧化钠的物质的量为
,
,则
。
(3)
的
溶液中
,
的稀盐酸中
,根据中和
反应
,知
,
,
,则
。
20.按要求填写下列问题:
(1)某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时会发生微弱的电离,如2H2O
H
⇌
3O++OH-,则液态NH3
的电离方程式为 。
(2)已知水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示,试回答下列问题:
i.图中五点对应的Kw的关系是 。
ii.若从A 点到D 点,可采用的措施是 (填序号)。
a.升温 b.加入少量的盐酸 c.加入少量的NH3·H2O
(3)25℃时,0.1mol·L-1的HA 溶液中
=1010。
HA
①
是 (填“强”或“弱”)电解质。
②在加水稀释HA 溶液的过程中,随着水量的增加而增大的是 (填序号)。
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A.c(HA) B.
C.c(H+)与c(OH-)的乘积 D.c(OH-)
(4)现有浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠,三种溶液中由水电离出的H+浓度
由大到小的顺序是 (用序号表示)。
【答案】
(1)2NH3
+
(2)
b
(3)弱 D
(4)②>③>①
【详解】(1)根据水的电离方程式2H2O
H
⇌
3O++OH-,则液态NH3的电离方程式为:2NH3
+
。
(2)i. KW只与温度有关,水的电离吸热,温度越高水的电离程度越大,KW越大,图中五点对应的KW的
关系是
。
ii. a.A 点到D 点,温度不变,故不选a;
b.加入少量的盐酸,氢离子浓度增大,氢氧根离子浓度减小,温度不变,KW不变,故选b;
c.加入少量的NH3·H2O,氢氧根离子浓度增大,KW不变,氢离子浓度减小,故不选c;
选b。
(3)①25℃时,0.1mol·L-1的HA 溶液中
=1010,
,可知HA 是弱电解质。
A
②.加水稀释,c(HA) 减小,故不选A ;
B.HA 溶液加水稀释,Ka 只与温度有关,
不变,故不选B;
C.KW只与温度有关,加水稀释,
与
的乘积不变,故不选C;
D.HA 溶液呈酸性,加水稀释,KW不变,
减小,所以
增大,故选D;
选D。
(4)
①硫酸溶液中酸电离的氢离子浓度为0.2mol/L、
②醋酸溶液中酸电离的氢离子
浓度小于0.1mol/L、
③氢氧化钠溶液中碱电离的氢氧根离子浓度为0.1mol/L,酸、碱抑制水电
离,所以三种溶液中由水电离出的
浓度由大到小的顺序是②>③>①。
30