高考化学讲与练 第8章 第2讲 水的电离和溶液的pH(含解析)新人教版.doc
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1、1 / 34【2019【2019 最新最新】精选高考化学讲与练精选高考化学讲与练 第第 8 8 章章 第第 2 2 讲讲 水的电离水的电离和溶液的和溶液的 pHpH(含解析)新人教版(含解析)新人教版李仕才考纲要求 1.了解水的电离、离子积常数(Kw)。2.了解溶液 pH 的含义及其测定方法,能进行 pH 的简单计算。考点一考点一 水的电离水的电离1水的电离水是极弱的电解质,水的电离方程式为 H2OH2O?H3OOH或H2O?HOH。2水的离子积常数Kwc(H)c(OH)。(1)室温下:Kw11014。(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw 增大。(3)适用范围:Kw 不仅适用于纯水,也
2、适用于稀的电解质水溶液。(4)Kw 揭示了在任何水溶液中均存在 H和 OH,只要温度不变,Kw 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,Kw 增大。(2)加入酸或碱,水的电离程度减小,Kw 不变。(3)加入可水解的盐(如 FeCl3、Na2CO3),水的电离程度增大,Kw 不变。2 / 34(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等()(2)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理()(3)100的纯水中 c(H)1106molL1,此时水呈酸性()(4)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4,Kw 不变()(5)NaCl 溶液和 CH3COONH4 溶液均显中性,两溶液中水的电离
3、程度相同()(6)室温下,0.1molL1 的 HCl 溶液与 0.1molL1 的 NaOH 溶液中水的电离程度相等()(7)任何水溶液中均存在 H和 OH,且水电离出的 c(H)和 c(OH)相等()填写外界条件对水电离平衡的具体影响体系变化条件 平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH)c(H)HCl逆不变减小减小增大NaOH逆不变减小增大减小Na2CO3正不变增大增大减小可水解的盐NH4Cl正不变增大减小增大升温正增大增大增大增大 温度 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题组一 影响水电离平衡的因素及结果判断125时,相同物质的量浓度的下列溶液:NaCl NaOH
4、H2SO4 (NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )ABCD答案 C解析 分别为碱、酸,抑制水的电离;中 NH 水解促进水的电离,3 / 34NaCl 不影响水的电离。225时,某溶液中由水电离产生的 c(H)和 c(OH)的乘积为11018,下列说法正确的是( )A该溶液的 pH 可能是 5B此溶液不存在C该溶液的 pH 一定是 9D该溶液的 pH 可能为 7答案 A解析 由题意可知该溶液中由水电离产生的 c(H)c(OH)1109 molL1,该溶液中水的电离受到抑制,可能是酸溶液,也可能是碱溶液。若为酸溶液,则 pH5;若为碱溶液,则 pH9,故A 项正确。4
5、 / 343(2018北京东区质检)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)KwBM 区域内任意点均有 c(H)c(OH)C图中 T1T2DXZ 线上任意点均有 pH7答案 D解析 由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有 c(H)c(OH)Kw,A 项正确;由图中纵横轴的大小可知 M 区域内任意点均有 c(H)c(OH),B 项正确;温度越高,水的电离程度越大,电离出的 c(H)与c(OH)越大,所以 T2T1,C 项正确;XZ 线上任意点都有 c(H)c(OH),只有当 c(H)107 molL1 时,才有 pH7,D 项
6、错误。正确理解水的电离平衡曲线(1)曲线上的任意点的 Kw 都相同,即 c(H)c(OH)相同,温度相同。(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的 Kw 不同,温度不同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。题组二 水电离出的 c(H)或 c(OH)的定量计算4(2017韶关模拟)已知 NaHSO4 在水中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO。某温度下,向 c(H)1106molL1的蒸馏水中加入 NaHSO4 晶体,保持温度不变,测得溶液的 c(H)1102molL1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )A该温度高于 25B由水电
7、离出来的 H的浓度为 11010molL15 / 34C加入 NaHSO4 晶体抑制水的电离D取该溶液加水稀释 100 倍,溶液中的 c(OH)减小答案 D解析 A 项,Kw1106110611012,温度高于 25 ;B、C 项,NaHSO4 电离出的 H抑制 H2O 电离,c(OH)11010 molL1;D 项,加 H2O 稀释,c(H)减小,而 c(OH)增大。2H O(H )c5(2017市雅礼中学检测)25时,在等体积的pH0 的 H2SO4溶液、0.05molL1 的 Ba(OH)2 溶液、pH10 的 Na2S 溶液、pH5 的 NH4NO3 溶液中,发生电离的水的物质的量之比
8、是( )A1101010109B15(5109)(5108)C1201010109D110104109答案 A解析 H2SO4 与 Ba(OH)2 抑制水的电离,Na2S 与 NH4NO3 促进水的电离。25 时,pH0 的 H2SO4 溶液中:c(H2O)电离c(OH) molL11014 molL1;0.05 molL1 的 Ba(OH)2 溶液中:c(H2O)电离c(H) molL11013 molL1;pH10 的Na2S 溶液中:c(H2O)电离c(OH)104 molL1;pH5 的NH4NO3 的溶液中:c(H2O)电离c(H)105molL1。它们的物质的量比值为 101410
9、131041051101010109,故 A正确。水电离的 c(H)或 c(OH)的计算技巧(25时)(1)中性溶液:c(H)c(OH)1.0107molL1。6 / 34(2)酸或碱抑制水的电离,水电离出的 c(H)c(OH)107 molL1,当溶液中的 c(H)107 molL1 时就是水电离出的c(H);当溶液中的 c(H)107 molL1 时,就用 1014 除以这个浓度即得到水电离的 c(H)。(3)可水解的盐促进水的电离,水电离的 c(H)或 c(OH)均大于 107 molL1。若给出的 c(H)107 molL1,即为水电离的 c(H);若给出的 c(H)107 molL1
10、,就用 1014 除以这个浓度即得水电离的 c(H)。考点二考点二 溶液的酸碱性和溶液的酸碱性和 pHpH1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。(1)酸性溶液:c(H)c(OH),常温下,pH7。7 / 342pH 及其测量(1)计算公式:pHlgc(H)。(2)测量方法pH 试纸法用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的 pH。pH 计测量法。(3)溶液的酸碱性与 pH 的关系常温下:3溶液 pH 的计算(1)单一溶液的 pH 计算强酸溶液:如 HnA,设浓度为 cmolL1,
11、c(H)ncmolL1,pHlgc(H)lg (nc)。强碱溶液(25):如 B(OH)n,设浓度为 cmolL1,c(H)molL1,pHlgc(H)14lg (nc)。(2)混合溶液 pH 的计算类型两种强酸混合:直接求出 c(H)混,再据此求 pH。c(H)混。两种强碱混合:先求出 c(OH)混,再据 Kw 求出 c(H)混,最后求pH。c(OH)混。强酸、强碱混合: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(H)混或 c(OH)混。溶液酸碱性及 pH 概念选项判断(1)任何温度下,利用 H和 OH浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性()8 / 34(2)某溶
12、液的 c(H)107molL1,则该溶液呈酸性()(3)某溶液的 pH7,该溶液一定显中性()(4)100时 Kw1.01012,0.01molL1 盐酸的pH2,0.01molL1 的 NaOH 溶液的 pH10()(5)用蒸馏水润湿的 pH 试纸测溶液的 pH,一定会使结果偏低()(6)用广范 pH 试纸测得某溶液的 pH 为 3.4()(7)用 pH 计测得某溶液的 pH 为 7.45()(8)一定温度下,pHa 的氨水,稀释 10 倍后,其 pHb,则ab1()1常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性” “碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的 HCl 和 NaOH 溶液等
13、体积混合( )(2)相同浓度的 CH3COOH 和 NaOH 溶液等体积混合( )(3)相同浓度的 NH3H2O 和 HCl 溶液等体积混合( )(4)pH2 的 HCl 和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合( )(5)pH3 的 HCl 和 pH10 的 NaOH 溶液等体积混合( )(6)pH3 的 HCl 和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合( )(7)pH2 的 CH3COOH 和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合( )(8)pH2 的 HCl 和 pH12 的 NH3H2O 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
14、 (7)酸性 (8)碱性21mLpH9 的 NaOH 溶液,加水稀释到 10mL,pH;加水稀释到100mL,pH7。答案 8 接近1稀释规律9 / 34酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的 pH 变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性。2酸碱混合规律(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液“谁强显谁性,同强显中性” 。(2)25时,pH 之和等于 14 时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。即谁弱谁过量,显谁性。(3)强酸、强碱等体积混合(25时)pH 之和等于 14 呈中性;pH 之和小于 14 呈酸性;pH 之和大于 1
15、4呈碱性。题组一 有关 pH 的简单计算1计算下列溶液的 pH 或浓度(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):(1)0.1molL1 的 CH3COOH 溶液(已知 CH3COOH 的电离常数Ka1.8105)。(2)0.1molL1NH3H2O 溶液(NH3H2O 的电离度 1%,电离度100%)。(3)pH2 的盐酸与等体积的水混合。(4)常温下,将 0.1molL1 氢氧化钠溶液与 0.06molL1 硫酸溶液等体积混合。(5)取浓度相同的 NaOH 和 HCl 溶液,以 32 体积比相混合,所得溶液的 pH 等于 12,求原溶液的浓度。答案 (1)2.9 (2)11 (3)2.3 (4)
16、2.0(5)0.05molL1解析 (1)CH3COOH ? CH3COO Hc(初始) 0.1 molL10 0c(电离) c(H) c(H) c(H)10 / 34c(平衡) 0.1c(H) c(H) c(H)则 Ka1.8105解得 c(H)1.3103 molL1,所以 pHlg c(H)lg (1.3103)2.9。(2) NH3H2O ? OH NH 4c(初始) 0.1 molL10 0c(电离) 0.11%molL10.11%molL10.11%molL1则 c(OH)0.11% molL1103molL1c(H)1011 molL1,所以 pH11。(3)c(H)molL1p
17、Hlg2lg22.3。(4)c(H)0.01 molL1。(5)0.01 molL1,c0.05 molL1。2(1)pH5 的 H2SO4 溶液,加水稀释到 500 倍,则稀释后 c(SO)与c(H)的比值为。(2)常温下,在一定体积 pH12 的 Ba(OH)2 溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的 NaHSO4 溶液,当溶液中的 Ba2恰好完全沉淀时,溶液pH11。若反应后溶液的体积等于 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的体积之和,则 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的体积比是。答案 (1) (2)14解析 (1)稀释前 c(SO)molL1,稀释后 c(SO)molL
18、1108molL1,c(H)稀释后接近 107molL1,所以。(2)设氢氧化钡溶液体积为 V1L,硫酸氢钠溶液的体积为 V2L,依题意知,n(Ba2)n(SO),由 Ba(OH)2NaHSO4=BaSO4NaOHH2O 知,生11 / 34成的氢氧化钠的物质的量为 n(NaOH)nBa(OH)20.5102V1mol,1103molL1,则 V1V214。题组二 pH 概念的拓展应用3(2018南阳等六市联考)某温度下,向一定体积 0.1molL1 的氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,溶液中 pOHpOHlg c(OH)与 pH 的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是( )AM 点和 N 点溶液
19、中 H2O 的电离程度相同BQ 点溶液中,c(NH)c(NH3H2O)c(Cl)CM 点溶液的导电性小于 Q 点溶液的导电性DN 点溶液加水稀释,变小答案 B解析 由于 M 点碱过量,N 点酸过量,M 点溶液中氢氧根离子浓度与 N点溶液中氢离子浓度相同,对水的电离抑制能力相同,故两点水的电离程度相同,A 正确;Q 点时 pHpOH,说明溶液呈中性,根据电荷守恒:c(NH)c(H)c(Cl)c(OH),则 c(NH)c(Cl),B 错误;M 点溶液中主要溶质为一水合氨,为弱电解质,在溶液中部分电离,溶液中离子浓度较小,Q 点溶液中溶质主要为氯化铵,为强电解质,溶液中离子浓度较大,故 M 点溶液的
20、导电能力小于 Q 点,C 正确;N 点溶液加水稀释,Kb,温度不变,Kb 不变,加水稀释氢离子浓度减小,c(OH)增大,所以变小,故 D 正确。4(2017邯郸一中一模)若用 AG 表示溶液的酸度,AG 的定义为AGlg。室温下实验室中用 0.01molL1 的氢氧化钠溶液滴定20.00mL0.01molL1 醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是( )A室温下,醋酸的电离常数约为 105BA 点时加入氢氧化钠溶液的体积为 20.00mL12 / 34C若 B 点为 40mL,所得溶液中:c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)D从 A 到 B,水的电离程度逐渐变大答案 A解析 室温
21、下,醋酸的 AGlg7,即107,而水的离子积Kwc(H)c(OH)1014,两式联立可知:c(H)103.5 molL1,而在醋酸溶液中,c(CH3COO)c(H)103.5 molL1,故电离平衡常数 Ka105,故 A 正确;A 点的AGlg0,即1,即 c(H)c(OH),溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液 20.00 mL 时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,溶液显碱性,故 B 错误;当 B 点加入 NaOH 溶液 40 mL 时,所得溶液为等浓度的 CH3COONa 和 NaOH 的混合溶液,根据物料守恒可知,c(Na)2c(CH3COO)c(CH3COOH),故 C 错
22、误;A 点之后,当V(NaOH)20 mL 后,水的电离受到抑制,电离程度又会逐渐变小,D 项错误。考点三考点三 酸、碱中和滴定酸、碱中和滴定1实验原理利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸溶液滴定待测的 NaOH 溶液,待测的 NaOH 溶液的物质的量浓度为 c(NaOH)。酸碱中和滴定的关键:(1)准确测定标准液和待测液的体积;(2)准确判断滴定终点。13 / 342实验用品(1)仪器图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分
23、无刻度。精确度:读数可估计到 0.01mL。洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗。排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。使用注意事项:试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开3.实验操作以标准盐酸滴定待测 NaOH 溶液为例(1)滴定前的准备滴定管:查漏洗涤润洗装液调液面记录。锥形瓶:注碱液记体积加指示剂。(2)滴定(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。(4)数据处理按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c
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