2016高考化学一轮复习限时训练8-2水的电离和溶液的酸碱性.doc
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回夺市安然阳光实验学校第2讲水的电离和溶液的酸碱性[考纲要求] 1.了解水的电离、离子积常数以及影响水电离平衡的因素。
2.了解溶液的酸碱性与pH的关系。
3.能进行pH的简单计算。
4.了解测定溶液pH的方法(强酸、强碱)。
考点一水的电离1.水的电离水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2O H3O++OH-或H2O H++OH-。
2.水的离子积常数K w=c(H+)·c(OH-)。
(1)室温下:K w=1×10-14。
(2)影响因素;只与温度有关,升高温度,K w 增大。
(3)适用范围:K w不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(4)K w揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,K w不变。
3.影响水电离平衡的因素(1)升高温度,水的电离程度增大,K w增大。
(2)加入酸或碱,水的电离程度减小,K w不变。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度增大,K w不变。
4.外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向K w水的电离程度c(OH-)c(H+)酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl 正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他:如加入Na 正不变增大增大减小深度思考1.在pH=2的盐酸溶液中由水电离出来的c(H+)与c(OH-)之间的关系是什么?答案外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候由水电离出的c(H +)和c(OH-)总是相等的。
2.甲同学认为,在水中加入H2SO4,水的电离平衡向左移动,解释是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。
乙同学认为,加入H2SO4后,水的电离平衡向右移动,解释为加入H2SO4后,c(H+)浓度增大,H+与OH-中和,平衡右移。
你认为哪种说法正确?并说明原因。
水的电离平衡移动后,溶液中c(H+)·c(OH-)是增大还是减小?答案甲正确,温度不变,K w是常数,加入H2SO4,c(H+)增大,c(H+)·c(OH-)>K w,平衡左移。
水的电离及溶液的酸碱性【例题精讲】例1.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl溶液②NaOH溶液③H2SO4溶液④(NH4)2SO4溶液其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是 ( ) A.④>③>②>① B.②>③>①>④C.④>①>②>③D.③>②>①>④解析①NaCl对水的电离无影响;NaOH和H2SO4抑制水的电离,且抑制程度:NaOH<H2SO4,即水的电离程度:②>③;④(NH4)2SO4中NH4+水解,促进水的电离。
故选C。
例2.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol·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∶5×108C.1∶20∶2010∶109D.1∶10∶104∶109解析25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)=10-14mol·L-1;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,根据K W=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,可知由水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中由水电离出的c(H+)=10-4mol·L-1;pH=5的NH4NO3溶液中由水电离出的c(H+)=10-5mol·L-1,故等体积题给溶液中发生电离的水的物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109。
【课后巩固】一、选择题(共9题)1..室温下,在pH=11的某溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )①1.0×10-7mol/L ②1.0×10-6mol/L ③1.0×10-3mol/L④1.0×10-11mol/LA.③B.④C.①或③D.③或④2.下列操作中,能使水的电离平衡向右移动且使液体呈酸性的是( )A.向水中加入NaHSO4B.向水中加入CuSO4C.向水中加入Na2CO3D.将水加热到100 ℃,使pH=63.用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是( )A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂C.溶液呈酸性,可选用甲基橙或酚酞指示剂D.溶液呈碱性,可选用酚酞作指示剂4.已知pOH=-lgc(OH-)。
基础课时2 水的电离和溶液的酸碱性(时间:45分钟)一、选择题(每小题仅有一个选项符合题意)1.下列叙述正确的是()。
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)·c(OH-)=1×10-14 B.c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱解析K W=c(H+)·c(OH-),且K W只与温度有关,所以,在常温下,纯水、酸性、碱性或中性稀溶液中均有K W=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol·L-1;0.2 mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H +)小于0.1 mol·L-1 CHCOOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-13时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
答案 A2.下列溶液显酸性的是()。
①pH<7的溶液②c(H+)=c(OH-)的溶液③c(H+)=1×10-6mol·L-1的溶液④c(H+)>c(OH-)的溶液⑤0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液⑥NaHCO3溶液A.①③④⑤⑥B.②④⑤⑥C.⑤⑥D.④⑤解析题目没有说明温度,所以①③对应的溶液不一定是酸性溶液;②中溶液肯定显中性;④中c(H+)>c(OH-)的溶液肯定显酸性;⑤中NH4Cl水解,溶液呈酸性;⑥中NaHCO3水解,溶液显碱性。
答案 D3.下列物质能促进水的电离的是()。
A.小苏打B.醋酸C.乙醇D.氯化钠解析A项,小苏打中HCO-3水解促进水的电离,正确;B项,弱酸电离抑制水的电离,错误;C项,非电解质对水的电离没有影响,错误;D项,强酸强碱盐不发生水解,对水的电离没有影响,错误。
答案 A4.25 ℃时纯水的电离度为α1,pH=2的醋酸溶液中水的电离度为α2,pH=12的氢氧化钠溶液中水的电离度为α3。
若将上述醋酸与氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液中水的电离度为α4。
下列关系式中正确的是()。
A.α2=α3<α4<α1B.α3=α2<α1<α4C.α2<α3<α1<α4D.α1<α2<α3<α4解析水为极弱的电解质,存在电离平衡,酸、碱抑制水的电离,而加入能消耗H+或OH-的物质能促进水的电离,等浓度的H+和OH-对水的抑制作用相同,所以α2=α3<α1;而醋酸与NaOH等体积混合后,所得溶液为醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈酸性,对水的电离起抑制作用,但较原醋酸对水的电离的抑制程度弱,所以α2=α3<α4<α1,A 项正确。
答案 A5.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考如图所示仪器从下表中选出正确选项()。
解析酸式滴定管不能盛放碱液,而碱式滴定管不能盛放酸液,指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙,不能选用石蕊,另外还要注意在酸碱中和滴定中,无论是标准溶液滴定待测溶液,还是待测溶液滴定标准液,只要操作正确,都能得到正确的结果。
答案 D6.室温下,取100 mL某酸溶液,测得其pH等于1,下列叙述正确的是()。
A.该溶液中的c(H+)≥0.1 mol·L-1B.把该溶液稀释成1 L后,pH≥2C.把该溶液稀释成1 L后,pH<2D.完全中和此溶液需0.1 mol·L-1 NaOH的体积≥100 mL解析pH等于1的酸溶液中,c(H+)=0.1 mol·L-1,A项错误。
把该溶液稀释成1 L后,若酸为强酸,则pH=2;若酸为弱酸,则pH<2,故稀释后pH≤2,B、C项错误。
若酸为强酸,则完全中和此溶液需0.1 mol·L-1的NaOH溶液100 mL;若酸为弱酸,则所需NaOH溶液的体积大于100 mL,D项正确。
答案 D二、不定项选择题(每小题有1~2个选项符合题意)7.用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是()。
A.配制标准溶液的固体KOH中混有NaOH杂质B.滴定到终点读数时,俯视滴定管的刻度,其他操作正确C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用待测液润洗D.滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液解析A项将会使标准碱液的c(OH-)偏大,滴定时耗用的KOH溶液体积偏小,导致结果偏低,故正确;滴定终点时俯视读数,将使读取碱液的体积偏小,测定结果偏低,B 项正确;用待测液润洗锥形瓶将使测定结果偏高,C项错误;尖嘴处悬挂溶液将使读取的标准液体积偏大,测定结果偏高,D项错误。
答案AB8.室温下,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()。
A.0.01 mol·L-1B.0.017 mol·L-1C.0.05 mol·L-1D.0.50 mol·L-1解析混合溶液的pH=12,说明反应后NaOH过量,消耗NaOH的物质的量等于HCl的物质的量。
由题意可得:3c-2c3+2=0.01,c=0.05 mol·L-1。
答案 C9.常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(溶液体积变化忽略不计)。
下列说法中,不正确的是()。
A .HA 为一元强酸B .MOH 为一元弱碱C .N 点水的电离程度小于K 点水的电离程度D .若K 点对应溶液的pH =10,则有c (MOH)+c (OH -)-c (H +)=0.005 mol·L -1解析 由于起始pH =2,知0.01 mol·L -1HA 溶液中HA 完全电离,HA 为强酸,A 项正确;若MOH 是强碱,中和至pH =7时,需要V (MOH)=50 mL ,而实际消耗MOH 溶液的体积为51 mL ,故MOH 为一元弱碱,B 项正确;由于N 点pH =7,K 点MOH 过量,pH>7,MOH 抑制水的电离,C 项不正确;K 点是MA 和MOH 物质的量1∶1的混合溶液,溶液呈碱性,其电荷守恒、物料守恒式分别为c (M +)+c (H +)=c (A -)+c (OH -) 2c (A -)=c (M +)+c (MOH)=0.01 mol·L -1c (A -)=0.005 mol·L -1所以c (MOH)+c (OH -)-c (H +)=c (A -)=0.005 mol·L -1,D 正确。
答案 C10.某温度下,向pH =6的蒸馏水中加入NaHSO 4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH 为2,下列对该溶液的叙述不正确的是( )。
A .该温度高于25 ℃B .由水电离出来的H +的浓度是1.0×10-12mol·L -1C .加入NaHSO 4晶体抑制了水的电离D .2c (H +)=c (OH -)+c (SO 2-4)解析 A 项,蒸馏水的pH =6,说明c (H +)=c (OH -)=1×10-6mol·L -1,K W =1×10-12>1×10-14,说明温度高于25 ℃,故A 正确;B 项,水电离出来的氢离子的浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度:c (H +)水=c (OH -)溶液=K W c H +=1×10-120.01=1×10-10mol·L -1,故B 错误;C 项,NaHSO 4晶体溶于蒸馏水中能电离出氢离子,相当于一元强酸,抑制了水的电离,故C 正确;D 项,根据电荷守恒:c (Na +)+c (H +)=c (OH -)+2c (SO 2-4),根据物料守恒:c (Na +)=c (SO 2-4),可得c (H +)=c (OH -)+c (SO 2-4),故D 错误。
答案 BD 三、填空题11.已知醋酸是日常生活中常见的弱酸。
(1)用pH 试纸测定醋酸pH 的操作是_________。
(2)常温下在pH =5的醋酸稀溶液中,醋酸电离出的c (H +)的精确值是________mol·L -1。
(3)用0.100 0 mol·L -1 NaOH 溶液滴定20.00 mL 某浓度的CH 3COOH 溶液,部分操作如下:①取一支用蒸馏水洗净的碱式滴定管,加入标准氢氧化钠溶液,记录初始读数 ②用酸式滴定管放出一定量待测液,置于用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入2滴甲基橙 ③滴定时,边滴加边振荡,同时注视滴定管内液面的变化请选出上述实验过程中的错误之处________(填序号)。
上述实验与一定物质的量浓度溶液配制实验中用到的相同仪器是________。
解析 (1)pH 试纸不能润湿且只能读取整数值。
(2)在醋酸溶液中,H +来源于醋酸的电离和水的电离,其中c (H +)水=10-1410-5 mol·L -1=10-9mol·L -1,所以醋酸电离出的c (H +)的精确值为(10-5-10-9) mol·L -1。
答案 (1)用镊子夹取一小块pH 试纸放在干燥洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,观察颜色变化,与标准比色卡比对读数 (2)10-5-10-9 (3)①②③ 烧杯(或烧杯和胶头滴管)12.已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:(1)图中五点的K W 间的关系是_____________________。
(2)若从A 点到D 点,可采用的措施是________。
a .升温b .加入少量的盐酸c .加入少量的NH 4Cl(3)点E 对应的温度下,将pH =9的NaOH 溶液与pH =4的H 2SO 4溶液混合,若所得混合溶液的pH =7,则NaOH 溶液与H 2SO 4溶液的体积比为________。
(4)点B 对应的温度下,若100体积pH 1=a 的某强酸溶液与1体积pH 2=b 的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH 1与强碱的pH 2之间应满足的关系是________。