选修4练习水的电离和溶液的酸碱性
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3-2-1水的电离溶液的酸碱性与pH一、选择题(每小题有1个或2个选项符合题意)1.下列物质溶于水时,会使水的电离平衡逆向移动的是() A.NaCl B.NaOHC.盐酸D.葡萄糖【解析】向水中加入NaOH或盐酸,会增大溶液中的c(OH-)或c(H+),从而使水的电离平衡:H2O H++OH-,向左移动。
【答案】BC2.在厨房里对水进行下列操作,能促进水的电离的是()A.加入少量酒精B.加入少量食醋C.把水放入冰箱中使其降温至1℃D.把水加热至沸腾【解析】A项加入少量酒精,因为酒精是非电解质,不能电离出离子,因此水的电离不受影响,不合题意;B项加入食醋,其中含CH3COOH,CH3COOH电离出H+,抑制H2O的电离,不合题意;C项把水放入冰箱中使其降温,因电离是吸热的,故降温抑制水的电离,不合题意;D项对水加热,升温促进水的电离,正确。
【答案】 D3.常温下,0.1mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的OH-的物质的量浓度为()A.0.1mol·L-1B.1×10-13mol·L-1C.1.0×10-7mol·L-1D.无法确定【解析】NaOH为强碱,在水溶液中完全电离为Na+和OH-,水电离出的OH-很少,可以忽略不计,所以0.1mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol·L-1,则由水电离出的OH-的物质的量浓度=c(H+)=K Wc(OH-)=1.0×10-140.1 mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1。
【答案】 B4.(2011·青州高二月考)纯水在80℃时的pH()A.等于7 B.大于7C.小于7 D.无法确定【解析】升温,水的电离程度增加,H2O电离出的c(H+)增加,pH应小于7。
【答案】 C5.下列说法正确的是()A.6mol·L-1的H2SO4溶液中存在OH-B.因为水的离子积常数的表达式是K W=c(H+)·c(OH-),所以K W随溶液中的c(H+)和c(OH-)的变化而变化C.水的电离方程式是:H2O===H++OH-D.K W=1.0×10-14适用于任何温度、任何溶液【解析】溶液中存在H2O H++OH-,必然存在OH-,A 正确。
第2节水的电离和溶液的酸碱性——pH的计算及应用一、选择题1.某酸溶液的pH=1,此酸溶液中H+的物质的量浓度A.为0.1 mol/LB.一定大于0.1 mol/LC.若为强酸一定等于0.1 mol/L,若为弱酸一定大于0.1 mol/LD.若为强酸一定小于或等于0.1 mol/L,若为弱酸一定大于0.1 mol/L【答案】A2.下列说法中正确的是A.pH=3的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合,pH=4B.室温下,pH=9的碱性溶液中,存在H+C.中性溶液中必然有c(H+)= c(OH-)=1×10-7mol/LD.在0.1 mol/L HCl溶液中加人适量的蒸馏水,溶液中各种离子的物质的量浓度均减小【答案】B3.室温时,下列溶液混合后,pH>7的是A.0.1 mol/L的盐酸和pH=13的氢氧化钡溶液等体积混合B.0.1 mol/L的NaOH溶液和pH=1的盐酸等体积混合C.pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合D.pH=1的醋酸溶液和0.1 mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合【答案】C4.对于常温下pH为1的硝酸,下列叙述正确的是A.将1 mL该溶液稀释至100 mL后,pH等于3B.向该溶液中加入等体积、pH为12的氢氧化钡溶液,恰好完全中和C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为1013D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍【答案】A5.实验室用标准盐酸滴定某NaOH溶液,用甲基橙作指示剂。
下列操作中可能导致测定结果偏低的是A.酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2~3次B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失C.滴定前平视读数,滴定后俯视读数D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次【答案】CSO 。
某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4 6.已知NaHSO4在水中的电离方程式为:NaHSO4Na++ H++24晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2。
3.2《水的电离和溶液的酸碱性》学案(新人教版选修4)(第一课时)复习目标1、使学生了解水的电离和水的离子积,2、了解溶液的酸碱性与pH 的关系,3、学会计算酸碱的pH 值以及氢离子浓度和pH 值的互算,4、掌握pH 相同的强酸与弱酸的几个规律,5、了解指示剂的变色范围,学会用pH 试纸测定溶液的pH 值 一、水的电离与溶液的PH 值 1.水的电离 H 2O + H 2OH 3O + + OH —简写为:H 2OH + + OH—实验测定:25℃纯水中 C(H +)=C(OH -)=1710-⨯mol/L100℃ C(H +)=C(OH -) = 1610-⨯ mol/L2.水的离子积常数 k w = C(H +)·C(OH -常温下: k w = 3.影响Kw 大小的因素是:注意:任何物质的水溶液中,在常温时,K W = ,K W 与溶液的酸碱性无关,只与: 有关。
提问:当温度升高时,K w 如何变化?(电离过程是吸热过程)1000C 时,K w = c (H +)·c (OH —)=1×10-12影响因素:温度越高,Kw 越大,水的电离程度越大。
对于中性水,尽管Kw 、电离度增大,但仍是中性水,[H +]=[OH -].(注:温度升高时K w 增大,所以说K w 时要强调温度。
)例1:某温度下,纯水中的c (H +)=2.0×10-7mol/L ,则此时溶液中c (OH -)为 ;若温度不变,滴入稀硫酸使c (H +)=5.0×10-6mol/L ,则c (OH -)为 。
〖针对性训练〗1.某温度时,测得纯水中的C(H +)=2.4×10-7mol/L ,则C(OH -)为( )A .2.4×10-7mol/L B .0.1×10-7mol/L C .714104.2100.1--⨯⨯ mol/L D .C(OH -)无法确定2.水的电离过程为H 2O H ++OH -,不同温度下其离子积常数为k w (25℃)=1.0×10-14,k w (35℃)=2.1×10-14。
易错点一:水的电离【易错题典例】25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线ac所示,下列判断错)误的是(B.b、d线段上任意一点对应的溶液都呈中性C.d点对应溶液的温度高于25℃,pH<7D.CH3COONa溶液不可能位于c点D【答案】【解题指导】水解平衡同样可以利用平衡移动原理解释,影响水的电离平衡的因素可归纳如下:易错点二:离子积常数【易错题典例】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.图中四点K W间的关系:A=D<C<BB.若从A点到C点,可采用温度不变在水中加少量CH3COONa固体C.若从A点到D点,可采用温度不变在水中加少量酸D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性【答案】B【错因分析】考查水的电离平衡移动问题,结合图象判断并分析溶液在不同温度下的Kw,做题时注意根据图象比较c (H+)和c(OH-)的大小,易错点包括:①K w=c(H+)•c(OH-),式中c(H+)和c(OH-)均指的是溶液中的c(H+)、c(OH-).例如,常温下,pH=2的盐酸溶液中,c(H+)=10-2mol/L,则溶液中c(OH-)=10-12mol/L(也就是由水电离出的c(OH-)),由水电离的c(H+)=10-12mol/L=c(OH-)=10-12mol/L;②要区分由水电离出的c(H+)、c(OH-)和溶液中c(H+)、c(OH-):a、酸性溶液中,溶液中的c(H+)不等于由水电离出的c(H+),但溶液中的c(OH-)等于由水电离出的c(OH-);b、碱性溶液中,溶液中的c(OH-)不等于由水电离出的c(OH-),但溶液中的c(H+)等于由水电离出的c(H+);c、任何溶液中由水电离的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
③水的离子积不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐稀溶液。
【解题指导】明确离子积常数的定义及影响因素是解答此类题的关键;离子积常数的影响因素①K w只受温度影响,水的电离吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,K w增大,25℃时K w=1×10-14,100℃时K w约为1×10-12;②水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他稀溶液.不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液,只要温度不变,K w就不变;特别提醒]:水的离子积不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第2课时酸碱中和滴定1.准确量取25.00 mL的KMnO4溶液,可选用的仪器为() A.500 mL量筒B.10 mL移液管C.50 mL酸式滴定管D.50 mL碱式滴定管解析:准确量取25.00 mL溶液应用滴定管或移液管,因KMnO4能腐蚀碱式滴定管的橡胶管,故应用50 mL酸式滴定管。
答案:C2.下列某种仪器中盛有一定量的高锰酸钾溶液,甲同学平视读数为n mL,乙同学仰视读数为x mL,丙同学俯视读数为y mL。
若x>n>y,则该仪器是()A.酸式滴定管B.量筒C.容量瓶D.碱式滴定管解析:仰视读数时数值偏大,俯视读数时数值偏小,即小刻度在上,大刻度在下,因此该仪器是滴定管。
又因为盛放的高锰酸钾溶液具有氧化性,故应是酸式滴定管。
答案:A3.下列有关滴定操作的顺序正确的是()①检查滴定管是否漏水②用蒸馏水洗涤玻璃仪器③用标准溶液润洗盛标准溶液的滴定管,用待测液润洗盛待测液的滴定管④装标准溶液和待测液并调整液面(记录初读数)⑤取一定体积的待测液于锥形瓶中⑥滴定操作A.①③②④⑤⑥B.①②③④⑤⑥C.②③①④⑤⑥D.④⑤①②③⑥解析:中和滴定按照检漏、洗涤、润洗、装液、取待测液、滴定等顺序操作,则操作顺序为:①②③④⑤⑥。
答案:B4.用标准盐酸溶液滴定待测浓度的碱溶液时,下列操作中会引起碱溶液浓度的测定值偏大的是()A.锥形瓶中的溶液在滴定过程中溅出B.滴定管装液后尖嘴部位有气泡,滴定后气泡消失C.指示剂变色15 s后又恢复为原来的颜色便停止滴定D.锥形瓶用蒸馏水冲洗后未用待测液润洗解析:根据c(B)=c(A)·V(A)V(B)判断,A项中,V(B)的实际量减少,导致V(A)减少,测定值偏小;B项使液体充满气泡,导致V(A)增大,测定值偏大;C项未到滴定终点,偏小;D项,不影响测定结果。
答案:B5.向盛有10 mL NaOH稀溶液的烧杯中逐滴滴加稀盐酸,并边加边振荡,下列图象中能体现溶液pH变化情况的是()解析:滴加盐酸之前,稀NaOH溶液pH>7,则A和B不正确。
课时跟踪检测(十三)水的电离和溶液的酸碱性1.下列说法正确的是()A.水的电离方程式:H2O===H++OH-B.pH=7的溶液一定是中性溶液C.升高温度,水的电离程度增大D.将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,c(OH-)也减小解析:选C A项,水的电离方程式为H2O H++OH-,错误;B项,若溶液的温度不是室温,则pH=7的溶液不一定是中性溶液,错误;C项,水是弱电解质,电离时吸收热量,所以升高温度,水的电离程度增大,正确;D项,将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,由于存在水的电离平衡,所以c(OH-)增大,错误。
2.关于水的离子积常数,下列说法不正确的是()A.蒸馏水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14B.纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14C.25 ℃时,任何以水为溶剂的稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14D.K W值随温度升高而增大解析:选A K W只与温度有关,升高温度,K W增大,25 ℃时,纯水和任何物质的水溶液中K W=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,A中未指明温度,关系式不一定成立。
3.下列叙述正确的是()A.95 ℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4C.0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后pH=1D.pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7解析:选C95 ℃的水尽管其pH<7,但因其电离出的c(H+)=c(OH-),故呈中性,A错;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液稀释至10倍时,促进其电离,故3<pH<4,B错;pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合时,醋酸过量,pH<7,D错。
4.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是()A.水的离子积变大,pH变小,呈酸性B.水的离子积不变,pH不变,呈中性C.水的离子积变小,pH变大,呈碱性D.水的离子积变大,pH变小,呈中性解析:选D升高温度,水的电离平衡右移,电离程度增大,c(H+)和c(OH-)同时增大,K W增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性。
5.用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是()A.用pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,跟标准比色卡比较B.将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较解析:选C用pH试纸测量溶液pH时,不得将试纸放入溶液中,以免污染溶液,不能将溶液直接倒在试纸上,以免浪费溶液。
6.把80 mL NaOH溶液加入到120 mL的盐酸中,所得溶液的pH为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度为()A.0.5 mol·L-1B.0.1 mol·L-1C.0.05 mol·L-1D.1 mol·L-1解析:选C设混合前NaOH和盐酸的物质的量浓度为c,NaOH与HCl以1∶1发生中和,故剩余40 mL盐酸,剩余这些盐酸n(HCl)=0.04 L×c=0.04c mol,因为溶液最后pH==2即c(H+)=0.01 mol·L-1所以反应后的剩余盐酸的浓度为0.01 mol·L-1即0.04c0.12+0.08 0.01,得c=0.05 mol·L-1。
7.下列说法正确的是()A.HCl溶液中无OH-B.NaOH溶液中无H+C.NaCl溶液中既无OH-,也无H+D.常温下,任何物质的稀溶液中都有H+和OH-,且K W=c(H+)·c(OH-)=10-14解析:选D在水溶液中存在H2O H++OH-,HCl溶液中含有OH-,NaOH溶液中也存在H+,NaCl溶液中H+、OH-都存在,A、B、C项错误,D项正确。
8.常温下,0.1 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的OH-的物质的量浓度为() A.0.1 mol·L-1B.1.0×10-13 mol·L-1C.1.0×10-7 mol·L-1D.无法确定解析:选B NaOH为强碱,在水溶液中完全电离为Na+和OH-,水电离出的OH-很少,所以0.1 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)≈0.1 mol·L-1,则由水电离出的OH-的物质的量浓度=c (H +)=K Wc (OH -)=1.0×10-14 0.1 =1.0×10-13 mol·L -1。
9.计算25 ℃时下列溶液的pH :(1)1 mL pH =2的H 2SO 4加水稀释至100 mL ,pH =________。
(2)0.001 mol·L-1的盐酸,pH =________。
(3)0.01 mol·L -1的NaOH 溶液,pH =________。
(4)0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L -1的NaOH 等体积混合,混合溶液的pH =________。
解析:(1)强酸稀释100倍,pH 变化2个单位,即稀释后溶液的pH =4。
(2)c (H +)=10-3 mol·L -1,pH =3。
(3)c (OH -)=0.01 mol·L -1,c (H +)=10-1410-2=10-12 (mol·L -1),pH = -lg 10-12=12。
(4)酸碱发生中和反应时,酸过量,则c (H +)=0.015×2V -0.01V 2V = 0.01 mol·L -1,pH =-lg 0.01=2。
答案:(1)4 (2)3 (3)12 (4)210.下表是不同温度下水的离子积数据:(1)若25<t 1<t 2,则a ________(填“>”“<”或“=”)1×10-14,作出此判断的理由是 ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
(2)在t 1时,测得纯水中的c (H +)=2.4×10-7 mol·L -1,则c (OH -)为__________。
该温度下,测得某H 2SO 4溶液中c (SO 2-4)=5×10-6 mol·L -1,该溶液中c (OH -)=________ mol·L -1。
解析:(1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离时吸热。
所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大。
(2)依据纯水存在电离平衡,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,某温度下纯水中的c (H +)=2.4×10-7 mol·L -1,则此时溶液中的c (OH -)=2.4×10-7 mol·L -1,K W =c (H +)·c (OH -)=2.4×10-7×2.4×10-7=5.76×10-14,该温度下,某H 2SO 4溶液中c (SO 2-4)=5×10-6mol·L-1,则溶液中氢离子浓度c(H+)=2c(SO2-4)=1×10-5mol·L-1,c(OH-)=5.76×10-14÷10-5=5.76×10-9 mol·L-1。
答案:(1)>温度升高,水的电离程度增大,离子积增大(2)2.4×10-7mol·L-1 5.76×10-91.关于溶液的酸碱性的说法正确的是()A.c(H+)很小的溶液一定呈碱性B.pH=7的溶液一定呈中性C.c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性D.不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性解析:选C A项,c(H+)很小的溶液可能呈碱性、中性、酸性,错误;B项,室温下pH=7的溶液呈中性,但在其他温度下pH=7的溶液不一定呈中性,错误;C项,c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性,正确;D项,酚酞的变色范围是8.2~10,不能使酚酞溶液变红的溶液pH<8.2,溶液也可能呈酸性、中性、碱性,错误。
2.25 ℃时,水中存在电离平衡:H2O H++OH-。
下列关于水的说法,不正确的是()A.水的电离是吸热过程B.向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,K W不变C.含H+的溶液显酸性,含OH-的溶液显碱性D.水是极弱的电解质,在50 ℃时水的pH小于7解析:选C A项,电解质的电离都是吸热过程,正确;B项,K W=c(H+)×c(OH-),只与温度有关,正确;C项,应该根据溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小判断溶液的酸碱性,错误;D项,水的电离是吸热过程,常温下水的pH等于7,升温到50 ℃,c(H+)增大,pH减小,正确。
3.在相同温度下,0.01 mol·L-1 NaOH溶液和0.01 mol·L-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1.0×10-12 mol·L-1C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol·L-1D.两者都促进了水的电离解析:选A若该温度下水的离子积常数为K W(不一定是25 ℃),则在0.01 mol·L-1的NaOH 溶液中,由水电离的c (H +)=K W c (OH -)=K W 0.01mol·L -1,在0.01 mol·L -1的HCl 溶液中,由水电离出的c (H +)=c (OH -)水电离=K W 0.01mol·L -1。
4.pH 相同的醋酸溶液和盐酸,分别用蒸馏水稀释到原来体积的m 倍和n 倍,稀释后两溶液的pH 仍相同,则m 和n 的关系是( )A .m <nB .m =nC .m >nD .不能确定解析:选C 醋酸溶液在稀释过程中继续电离出H +以削弱c (H +)的减小,稀释后pH 仍然相同,则醋酸溶液稀释倍数大。