【步步高 学案导学设计】2021-2021学年高中化学 第三章 第二节 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性课时作业 新人教版选修4.doc

第二节水的电离和溶液的酸碱性 第1课时水的电离和溶液的酸碱性目标要求1.理解水的离子积常数，理解酸、碱对水的电离平衡的影响。2.了解pH的概念，理解溶液的c(H)、pH与溶液酸碱性的关系。一、水的电离1水的电离实验证明，水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，在一定条件下可以达到电离平衡，其电离方程式为H2OH2OH3OOH，简写成H2OHOH。其浓度平衡常数表达式为K。25时，纯水中c(H)c(OH)1×107 mol·L1。2水的离子积(1)定义：水中c(H)·c(OH)乘积为一常数，记作：KWc(H)·c(OH)。(2)影响因素：温度，温度升高，KW增大。(3)25时，KWc(H)·c(OH)1×1014。注意：KW不仅适用于纯水，也适用于酸性或碱性的稀溶液；KW只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；酸溶液中可以忽略由水电离出来的c(H)，碱溶液中可以忽略由水电离出来的c(OH)。二、溶液的酸碱性与pH1pHlgc(H)，反过来c(H)10pH。2溶液中c(H)与c(OH)的大小关系及溶液的pH：注意：溶液的酸性越强，pH越小；溶液的碱性越强，pH越大。pH一般适用于表示c(H)或c(OH)小于等于1 mol·L1的溶液。知识点一水的电离1在某温度时，测得纯水中的c(H)2.0×107 mol·L1，则c(OH)为()A2.0×107 mol·L1 B0.1×107 mol·L1C1.0×1014/2.0×107 mol·L1 D无法确定答案A解析根据水的电离方程式H2OHOH可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的c(H)c(OH)。而该温度下的纯水中c(H)2.0×107 mol·L1>1.0×107 mol·L1，则所处温度高于25，但水电离的c(H)c(OH)2.0×107 mol·L1，故答案为A。2室温下，把1 mL 0.1 mol·L1的H2SO4加水稀释成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H，其浓度接近于()A1×104 mol·L1 B1×108 mol·L1C1×1011 mol·L1 D1×1010 mol·L1答案D解析温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子的方法。稀释后c(H)(1×103 L×0.1 mol·L1)/2 L1×104 mol·L1c(OH)1×1014/1×1041×1010 mol·L13能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H)>c(OH)的措施是()A向纯水中投入一小块金属钠 B将水加热煮沸C向水中通入SO2 D向水中加入NaCl答案C解析A项，水与Na反应，使溶液中的c(H)<c(OH)；B项，水加热煮沸，促进水的电离，但溶液中的c(H)c(OH)；C项，向水中通入SO2，SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3电离出H而抑制水的电离，使溶液中c(H)>c(OH)；D项对水的电离平衡没影响。知识点二水的离子积常数4下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是()A因为水的离子积常数的表达式是KWc(H)c(OH)，所以KW随溶液中c(H)和c(OH)的变化而变化B水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是同一物理量C水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化D水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量答案C解析水的离子积常数KWK·c(H2O)，一定温度下K和c(H2O)都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数，水的离子积常数的表达式是KWc(H)·c(OH)，但是只要温度一定，KW就是不变的常数，溶液中c(H)变大，c(OH)则变小，反之亦然。525时，水的电离达到平衡：H2OHOHH>0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，KW不变C向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变答案B解析本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c(H)、c(OH)或KW的变化。向水中加入稀氨水，c(OH)增大，平衡逆向移动，c(H)减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4=NaHSO，c(H)增大，但KW不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH)减小，c(H)增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H)、c(OH)均增大，KW增大，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。知识点三溶液的酸碱性6下列说法正确的是()ApH<7的溶液一定是酸溶液B同温下，pH5的溶液和pH3的溶液相比，前者c(OH)是后者的100倍C室温下，每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离D在1 mol·L1的氨水中，改变外界条件使c(NH)增大，则溶液的pH一定增大答案B解析A溶液显酸碱性的本质为c(H)与c(OH)的相对大小，当c(H)>c(OH)时溶液才呈酸性。例如：在100时，KW1×1012，此时pH6时为中性，小于7，由于c(H)c(OH)仍呈中性，所以不能用pH7作为判断溶液酸碱性的标准，当然室温下可以；B.pH5，c(OH)1×109 mol·L1，pH3，c(OH)1×1011 mol·L1，前者c(OH)是后者的100倍，故B正确；C.室温时，每升水有1×107 mol水分子发生电离，即55.6 mol水分子中只有1×107 mol水分子电离，1×107个水分子中只有个水分子电离，故C错；D.氨水中存在NH3·H2ONHOH平衡，当加NH4Cl晶体时，c(NH)增大，平衡向左移动，c(OH)减小，pH减小，故D错。7对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是()A加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B使温度都升高20后，两溶液的pH均不变C加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小D加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多答案A解析解答本题时要注意以下两点：(1)醋酸和盐酸pH相同时，醋酸浓度比盐酸大；(2)稀释时两溶液pH均增大，加热pH均减小。8下列溶液一定显酸性的是()A溶液中c(OH)>c(H)B滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液C溶液中c(H)106 mol·L1DpH>7的溶液答案B解析判断溶液酸碱性的关键看c(H)和c(OH)的相对大小，若c(H)>c(OH)，溶液呈酸性；而pH<7或c(H)<107 mol·L1，仅适用于常温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性；而B项中可使紫色石蕊试液变红，则该溶液为酸性。练基础落实1下列粒子能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是()ACH3COOH BH CNH D.答案C解析A项，CH3COOH电离出H，使水的电离平衡左移；B项，OH能使水的电离平衡左移；C项，NH会水解，使水的电离平衡右移；D项，Cl不影响水的电离平衡。2关于水的离子积常数，下列说法不正确的是()A100水中，c(H)·c(OH)1×1014B纯水中，25时，c(H)·c(OH)1×1014C25时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H)·c(OH)1×1014DKW值随温度升高而增大答案A解析KW只与温度有关，升高温度，KW增大，25时，纯水和任何物质的水溶液中KWc(H)·c(OH)1×1014。3常温下，某溶液中由水电离的c(H)1×1013 mol·L1，该溶液可能是()二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液A B C D答案A解析由水电离的c(H)1×1013 mol·L1<1×107 mol·L1，即该溶液中的溶质抑制了水的电离，因此要么加碱抑制，要么加酸抑制，故正确。4在相同温度下，0.01 mol·L1 NaOH溶液和0.01 mol·L1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1.0×1012 mol·L1C由水电离出的c(OH)都是0.01 mol·L1D两者都促进了水的电离答案A解析若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25)，则在0.01 mol·L1的NaOH溶液中，由水电离的c(H) mol·L1。在0.01 mol·L1的HCl溶液中，由水电离出的c(H)c(OH)水电离 mol·L1。练方法技巧5已知液氨的性质与水相似，25时，NH3NH3NHNH，NH的平衡浓度为1×1015 mol·L1，则下列说法中正确的是()A在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大B在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小C在此温度下液氨的离子积为1×1017D在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2答案D解析本题考查对水的离子积的理解与迁移能力。由水的离子积可知，其大小只与温度有关。由钠与水反应可推知，2Na2NH3=2NaNH2H2，Kc(NH)·c(NH)1×1030。本题是一道信息题，关键是看懂信息。6 t 时，水的离子积为KW，该温度下将a mol·L1的一元酸HA与b mol·L1的一元碱BOH等体积混合，要使混合液呈中性，必要的条件是()A混合液中c(H)B混合液的pH7CabD混合液中c(B)c(A)c(OH)答案A解析要保证溶液呈中性，只要保证c(H)c(OH)即可，因为KWc(H)·c(OH)c2(H)，则c(H)，A正确；据pH与7的关系判断溶液的酸碱性，其条件是25，B错误；ab时，HA与BOH恰好完全反应，但溶液不一定呈中性，C错误；D项一定不正确，因电荷守恒等式为c(H)c(B)c(A)c(OH)。7 pH3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50 mL加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，则下列说法正确的是()AHX可能是强酸BHY一定是强酸CHX的酸性强于HY的酸性D反应开始时二者生成H2的速率相等答案D解析解答该题应注意以下三点：(1)强酸完全电离，弱酸部分电离。(2)酸性相同的溶液，弱酸的浓度大，等体积时，其物质的量多。(3)产生H2的速率取决于c(H)的大小。本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意，Mg粉足量，酸不足，应根据酸的物质的量来计算H2的体积，由V(HX)>V(HY)，知pH相等时，HX的物质的量浓度比HY的大，即HX是比HY弱的弱酸，而无法判断HY是强酸还是弱酸，故A、B、C错误；D项，反应开始时的速率取决于c(H)，因为开始时c(H)相等，故D项正确。练综合拓展8乙醇、液氨、水都可以发生自偶电离，如H2OH2OH3OOH，NH3NH3NHNH，则下列叙述正确的是()A乙醇的自偶电离方程式为2CH3CH2OHCH3CH2OHCH3CH2OB乙醇的电离方程式为CH3CH2OH=CH3CH2OHC若液氨的离子积常数为1.0×1028，则液氨浓度为1.0×1014 mol·L1D若可用与pH相当的定义来规定pOH、pNH2等，则乙醇中与pH相当的为lgc(CH3CH2OH)答案A解析类比水的自偶电离知A项正确；B项中电离方程式用“”号；C项中液氨的离子积常数为1.0×1028，则c(NH)与c(NH)的浓度为1.0×1014 mol·L1，而非液氨的浓度，错误；类比pH的定义知乙醇中与pH相当的为lgc(CH3CH2OH)，D错误。9有一学生甲在实验室测某溶液的pH，实验时，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。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。(1)你支持_(填“乙”或“丙”)同学的观点，原因是_。(2)若用此法分别测定c(H)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是_，原因是_。(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你_(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L1的硫酸和0.01 mol·L1的硫酸。若能，简述操作过程。_紫色石蕊试液酚酞试液甲基橙试液 蒸馏水 BaCl2溶液 pH试纸答案(1)丙当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差(2)盐酸在稀释过程中，醋酸继续电离产生H，使得溶液中c(H)较盐酸溶液中c(H)大，误差较小(3)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 mol·L1的硫酸解析本题考查pH试纸的使用，pH试纸使用不能用蒸馏水润湿，若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同：若溶液为中性，则测得结果无误差；若为酸性，测得结果偏大；若为碱性，测得结果偏小。5