1、第二节水的电离和溶液的pH第1课时水的电离溶液的酸碱性课后篇素养形成必备知识基础练1.将纯水加热至较高温度,下列叙述中正确的是()A.水的离子积变大,呈酸性B.水的离子积不变,呈中性C.水的离子积变小,呈碱性D.水的离子积变大,呈中性答案D2.水的电离过程为H2OH+OH-,在25 时,水的离子积KW=1.010-14;在35 时,水的离子积KW=2.110-14。则下列叙述正确的是()A.c(H+)随着温度的升高而降低B.35 时,c(H+)c(OH-)C.35 时的水比25 时的水电离程度小D.水的电离是吸热过程答案D解析由题中条件可以看出,温度升高时KW增大。25时,纯水中c(H+)=c
2、(OH-)=110-7molL-1;35时,纯水中c(H+)=c(OH-)1.4510-7molL-1。温度升高,纯水中c(H+)和c(OH-)都增大,且始终相等,水的电离程度也增大,因温度升高平衡向正反应方向移动,故水的电离为吸热过程。3.一定温度下,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是()A.能与金属Al反应放出H2的溶液B.加酚酞后显无色的溶液C.pH=6.5的某溶液D.c(H+)c(OH-)的任意水溶液答案D解析与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,A项错误;加入酚酞后显无色的溶液可能呈中性或弱碱性或酸性,B项错误;pH=6.5的溶液也可能呈中性或碱性,C项错误。4.关
3、于pH的测定,下列说法正确的是()A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿B.用广泛pH试纸测得某盐酸的pH=2.3C.利用酸碱指示剂可以测溶液的pHD.pH计是精确测定溶液pH的仪器答案D解析pH试纸在使用之前不能用蒸馏水润湿,如果用蒸馏水润湿了,则会对所测溶液进行稀释,可能会造成误差,故A项说法错误;广泛pH试纸可以识别的pH差约为1,用广泛pH试纸测得的pH是整数,故B项错误;酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性,无法测其pH,故C项错误;pH计可以精确测定溶液的pH,故D项正确。5.将pH试纸用蒸馏水润湿后测定某溶液的pH,测定结果()A.一定偏高B.一定偏低C.可能无影响D.无影响答案C解析p
4、H试纸在使用前不能用蒸馏水润湿,否则会将待测液稀释,可能影响测定结果。若原溶液呈酸性,会使测得结果偏高;若原溶液呈碱性,会使测得结果偏低;若原溶液呈中性,则对测定结果无影响。6.在相同温度下,0.01 molL-1的NaOH溶液和0.01 molL-1的盐酸相比,下列说法正确的是()A.由水电离出的c(H+)相等B.由水电离出的c(H+)都是1.010-12 molL-1C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 molL-1D.两者都促进了水的电离答案A解析NaOH和HCl均抑制水的电离,且浓度相同时抑制程度相同。由于温度不确定,故不能确定KW的值。7.向纯水中加入少量NaHSO4固体,在温度
5、不变时,溶液中()A.c(H+)c(OH-)增大B.c(H+)减小C.水中c(H+)与c(OH-)的乘积增大D.c(OH-)增大答案A解析水中存在电离平衡:H2OH+OH-,加入NaHSO4固体,c(H+)增大,c(OH-)减小,c(H+)c(OH-)不变,c(H+)c(OH-)增大。8.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T1T2D.XZ线上任意点均有pH=7答案D解析A项正确,c(H+)c(OH-)=KW为水的离子积表达式,它适用于纯水及稀的电解质水溶液;B项
6、正确,XZ线上任意点都有c(H+)=c(OH-),M区域位于直线XZ的左上侧,则M区域内任意点均有c(H+)0,升高温度,平衡正向移动,KW增大,图中Z点KW(Z)=(10-6.5)2=10-13,X点KW(X)=(10-7)2=10-14,KW(Z)KW(X),所以T1”“水的电离是吸热过程,升高温度可促进水的电离,水的离子积常数随温度的升高而增大(2)AB(3)1.010-6 molL-1解析(1)由于水的电离是吸热过程,题中温度下的KW=1.010-12,大于25时的KW=1.010-14,说明此温度高于25。(2)通入适量SO2气体,SO2与H2O反应生成H2SO3,H2SO3电离出H
7、+抑制水的电离,A符合题意;加入适量Ba(OH)2溶液,Ba(OH)2电离出的OH-抑制水的电离,B符合题意;升温促进水的电离,C不符合题意;加入一小块Na,Na与水电离出的H+反应,降低了c(H+),促进了水的电离,D不符合题意;故选AB。(3)纯水中c(H+)=c(OH-),此温度下KW=c(H+)c(OH-)=1.010-12,所以c(H+)=KWmolL-1=1.010-12molL-1=1.010-6molL-1。关键能力提升练10.(双选)下列叙述正确的是()A.在常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液中,c(H+)c(OH-)=1.010-14B.c(H+)=1.010-
8、7 molL-1的溶液不一定是中性溶液C.0.2 molL-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 molL-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱性的强弱答案AB解析KW=c(H+)c(OH-),且KW只与温度有关,所以常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液中,其KW=1.010-14,A项正确;在温度不确定时,中性溶液中的c(H+)不一定等于1.010-7molL-1,B项正确;0.2molL-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1molL-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以0.2molL-1C
9、H3COOH溶液中的c(H+)小于0.1molL-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍,C项错误;当c(H+)或c(OH-)大于1molL-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1molL-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示,D项错误。11.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为()1 molL-1的盐酸0.1 molL-1的盐酸0.01 molL-1的NaOHA.110100B.0112C.141312D.14132答案A解析1molL-1盐酸中c(H+)=1molL-1,由水电离出的c(H+)
10、水=10-14molL-1。0.1molL-1盐酸中c(H+)=0.1molL-1,由水电离出的c(H+)水=10-13molL-1,0.01molL-1NaOH溶液中,c(OH-)=0.01molL-1,由水电离出的c(H+)水=10-12molL-1,则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10-1410-1310-12=110100。12.为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lgc(H+)c(OH-)。下列叙述中正确的是()任何温度下,纯水的AG等于0溶液的AG越小,酸性越强25 时,0.1 molL-1盐酸的AG=1225 时,某溶液的AG=-10,其pH
11、=10A.B.C.D.答案A解析任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH-),故AG=0;溶液酸性越强,H+浓度越大,OH-浓度越小,AG越大;0.1molL-1盐酸中,c(OH-)=10-13molL-1,AG=12;lgc(H+)c(OH-)=-10,c(OH-)=1010c(H+),由c(H+)c(OH-)=10-14得,c(H+)=10-12molL-1,pH=12。13.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+B.由水电离的c(H+)=110-14 molL-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-C.c(H+
12、)c(OH-)=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-D.c(Fe3+)=0.1 molL-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-答案C解析A项中Fe2+、NO3-、H+会发生氧化还原反应,错误;B项,由水电离的c(H+)=110-14molL-1的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,HCO3-既能与H+反应,又能与OH-反应,错误;c(H+)c(OH-)=1012的溶液为强酸性溶液,该组离子可以大量共存;D项,Fe3+3SCN-Fe(SCN)3,不能大量共存,错误。14.某温度下,向一定体积0.1 molL-1醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH
13、pOH=-lgc(OH-)与pH的变化关系如图所示,则()A.M点所示溶液导电能力强于Q点B.N点所示溶液中c(CH3COO-)c(Na+)C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积答案C解析温度一定时,将c(H+)c(OH-)=KW两边取负对数,得pH+pOH=-lgKW=常数。向醋酸溶液中逐滴加入NaOH溶液的过程中,pH增大,pOH减小。图中M点加入少量NaOH溶液,混合液呈酸性(溶质为CH3COOH和少量CH3COONa);Q点pH=pOH,溶液呈中性(溶质为CH3COONa和少量CH3COOH);N点加入较多NaOH溶液,混合液呈碱性(溶
14、质为CH3COONa和NaOH)。可见,M点溶液中离子浓度比Q点小,导电能力比Q点弱,A错。混合液中各离子浓度一定符合电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),N点pHpOH、c(H+)c(CH3COO-),B错。M点pOH等于N点pH,得M点c(H+)等于N点c(OH-),两者对水的电离平衡的抑制程度相同,C对。Q点溶液呈中性,溶质为CH3COONa和少量CH3COOH,故消耗NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积,D错。15.(双选)在25 某稀溶液中,由水电离产生的c(H+)=10-13 molL-1。下列有关该溶液的叙述正确的是()A.该溶液可能呈酸性B.该溶
15、液一定呈碱性C.该溶液的pH一定为1D.该溶液的pH可能为13答案AD解析根据水的离子积常数,可知由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-13molL-1,这是由于在水中加酸或碱,抑制了水的电离。若水中加酸,溶液呈酸性,则溶液中OH-只来自水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)总=10-13molL-1,由KW=c(H+)总c(OH-)总得:c(H+)总=10-1410-13molL-1=10-1molL-1,pH=1;若水中加碱,溶液呈碱性,则溶液中H+只来自水的电离,c(H+)总=c(H+)水=10-13molL-1,pH=13。16.有一学生在实验室测某溶液的pH,实验
16、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 molL-1 H2SO4溶液和0.01 molL-1 H2SO4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试纸答案(1)错误该学生测得的pH是溶液稀释后的pH(2)该学生操作错误,但不一定产生误差。因为原溶液不呈中性时,稀释后溶液pH发
17、生了变化,会造成误差;但若是中性溶液,稀释不会产生误差(3)氢氧化钠溶液稀释过程中,NH3H2O继续电离出OH-,减弱了因稀释导致OH-浓度减小的程度,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,将其显示的颜色与标准比色卡对照,pH较大的是0.01 molL-1 H2SO4溶液解析(1)用pH试纸测量溶液pH时,pH试纸不能润湿,否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性,稀释必然会造成误差,若溶液呈中性,则不会造成误差。(3)NH3H2O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溶液和氨水来说,加水稀释相同倍数,氨水的pH减小
18、的程度小些,误差小些。(4)分别测定这两种H2SO4溶液的pH,pH较小的是浓度较大的H2SO4溶液,pH较大的是浓度较小的H2SO4溶液。17.已知在25 和100 时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示:(1)表示25 时的曲线应为(填“A”或“B”),请说明理由:。(2)25 时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为。(3)100 时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸溶液的pH与强碱溶液的pH之间应满足的关系是。(4)在曲线B对应
19、的温度下,pH=2的HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析原因:。答案(1)A水的电离是吸热过程,温度降低时,电离程度减小,c(H+)c(OH-)减小(2)101(3)a+b=14(4)曲线B对应的温度是100 ,此时水的离子积为110-12,HA若为强酸,混合后溶液pH应为6,现pH=5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA,可继续电离出H+解析(2)25时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,即酸、碱恰好完全中和,n(OH-)=n(H+),则V(NaOH溶液)10-5molL-1=V(H2SO4溶液)10-4molL-1,得V(N
20、aOH溶液)V(H2SO4溶液)=101。(3)100时,水的离子积为110-12,即c(H+)c(OH-)=110-12。100时,两溶液混合后呈中性,则10010-a=110b-12,即a+b=14。学科素养拔高练18.(1)某温度(T)时,水的KW=110-12,则该温度(填“”“升温促进水的电离,KW增大(2)碱性110-7(3)向右向右(4)=(5)等于(6)c解析(1)升高温度,KW增大,现KW=110-12110-14,因此温度大于25。(2)该温度下,c(H+)=110-7molL-1的溶液中c(OH-)=110-12110-7molL-1=110-5molL-1,因为c(OH
21、-)c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为110-7molL-1。(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体,平衡Cl2+H2OH+Cl-+HClO向左移动,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。(4)25时,0.1molL-1的盐酸中c(H+)与0.1molL-1NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等,同理,0.1molL-1H2SO4溶液和0.1molL-1Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1molL-1CH3COOH溶液和0.1molL-1氨水中水的电离程度相等;酸溶液中c(H+)越大,或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为=。(5)25时,pH=4的盐酸中,由水电离出的c(H+)=10-1410-4molL-1=10-10molL-1,pH=10的Ba(OH)2溶液中,由水电离出的c(H+)=10-10molL-1。(6)乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka,所以0.1molL-1乙酸溶液中的c(H+)小于0.1molL-1氯乙酸溶液中的c(H+),故0.1molL-1乙酸溶液中水的电离程度更大,加水稀释,两种酸溶液中的c(H+)减小,水的电离程度均增大,故选c。