第二节 水的电离和溶液的酸碱性.docx
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第二节水的电离和溶液的酸碱性
第二节 水的电离和溶液的酸碱性
一、单项选择题
1.(2014·莱芜期末)t℃时,水的离子积为KW,该温度下将amol/L一元酸HA与bmol/L一元碱BOH等体积混合,若混合后溶液呈中性,下列说法一定正确的是(A)
A.混合溶液中,c(H+)=
B.混合溶液的pH=7
C.a=b
D.混合溶液中:
c(B+)=c(A-)+c(OH-)
解析:
pH=7表示中性溶液是在常温下,B项错误;未指明酸和碱的强弱,不能确定二者的体积关系,C项错误;根据电荷守恒,阳离子还有H+,D项错误。
2.(2014·北京海淀区期末)某种碳酸饮料中主要含柠檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸钠等成分,常温下测得其pH约为3.5,下列说法不正确的是(C)
A.柠檬酸的电离会抑制碳酸的电离
B.该碳酸饮料中水的电离受到抑制
C.常温下,该碳酸饮料中KW的值大于纯水中KW的值
D.打开瓶盖冒出大量气泡,是因为压强减小,降低了CO2的溶解度
解析:
柠檬酸电离出H+,抑制碳酸和水的电离,A、B项正确;水的离子积常数只与温度有关,C项错误;气体的溶解性随着压强的降低而减小,打开瓶盖,压强降低气体溶解度降低逸出CO2,D项正确。
3.(2014·深圳调研)水的电离平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是(B)
A.图中对应点的温度关系为a>b
B.水的电离常数K电离数值大小关系为b>d
C.温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D.在b点对应温度下,将pH=2的H2SO4与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液显酸性
解析:
a、b两点水的离子积分别为1×10-14、1×10-12,温度越高水的离子积越大,所以b点对应的温度较高,A项错误。
由于b点对应的温度高于d点,所以b点时水的电离常数大于d点,B项正确。
温度不变时,水的离子积不变,加入NaOH不可能使溶液从c点变到a点,因为这两点c(H+)不相等但c(OH-)相等,水的离子积不相等,故C项错误。
由于b点水的离子积为1×10-12,所以将pH=2的H2SO4与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,恰好完全反应,溶液显中性,D项错误。
4.下图是向100mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时溶液pH变化的图象,根据图象所得结论正确的是(A)
A.原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L-1
B.x为0.1mol的NaOH
C.原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1
D.x为1mol的NaOH
解析:
由图象起点pH=1,可知原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L-1,选项A正确,C错误;x为酸碱恰好中和点,此时n(HCl)=n(NaOH)=0.1mol·L-1×0.1L=0.01mol,故BD均错误。
5.(2014·合肥质检)常温下,15mL某待测物质的量浓度的盐酸,用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的滴定曲线如下图所示,则两种溶液的物质的量的浓度分别是(D)
A
B
C
D
c(HCl)/(mol·L-1)
0.12
0.06
0.05
0.1
c(NaOH)/(mol·L-1)
0.06
0.12
0.1
0.05
解析:
由图象起点pH=1,可知盐酸浓度为0.1mol/L,只有D选项符合题意。
6.室温下,在pH=11的某溶液中,由水电离的c(OH-)为(D)
①1.0×10-7mol·L-1 ②1.0×10-6mol·L-1 ③1.0×10-3mol·L-1 ④1.0×10-11mol·L-1
A.③B.④
C.①或③D.③或④
解析:
pH=11即c(OH-)=10-3mol·L-1是碱性溶液,碱性溶液有两种情况:
一是碱溶液,一是强碱弱酸盐的溶液。
解此题要注意一个关键问题,由水电离出的c(H+)始终等于由水电离出的c(OH-)。
若为碱溶液,由水电离出的c(OH-)=c(H+)=
=10-11mol·L-1;若为强碱弱酸盐的溶液,由水电离出的c(OH-)=10-3mol·L-1。
二、非选择题
7.现有常温下的六份溶液:
①0.01mol·L-1CH3COOH溶液; ②0.01mol·L-1HCl溶液; ③pH=12的氨水; ④pH=12的NaOH溶液; ⑤0.01mol·L-1CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液; ⑥0.01mol·L-1HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是________(填序号,下同),水的电离程度相同的是________;
(2)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:
②________③(填“>”、“<”或“=”);
(3)将六份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:
①________②,③________④,⑤________⑥(填“>”、“<”或“=”);
(4)将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合溶液可能呈________(填序号)。
A.酸性B.碱性C.中性
解析:
(1)酸和碱都会抑制水的电离,故只有⑥为NaCl溶液,对H2O的电离无抑制作用。
②③和④对水的电离抑制程度相同。
(2)因pH=12的氨水中c(NH3·H2O)>0.01mol·L-1,故②、③混合,欲使pH=7;则需②的体积>③的体积。
(3)稀释同样的倍数后,溶液的pH:
①>②;③>④;⑤>⑥。
(4)由电荷守恒知:
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),仅知道c(CH3COO-)>c(H+),无法比较c(H+)与c(OH-)的相对大小,也就无法判断混合液的酸碱性,故选A、B、C。
答案:
(1)⑥ ②③④
(2)> (3)> > >
(4)A、B、C
8.实验室常利用甲醛法测定(NH4)2SO4样品中氮的质量分数,其反应原理为:
4NH
+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+[滴定时,1mol(CH2)6N4H+与1molH+相当],然后用NaOH标准溶液滴定反应生成的酸。
某兴趣小组用甲醛法进行了如下实验:
步骤Ⅰ 称取样品1.500g
步骤Ⅱ 将样品溶解后,完全转移到250mL容量瓶中,定容,充分摇匀。
步骤Ⅲ 移取25.00mL样品溶液于250mL锥形瓶中,加入10mL20%的中性甲醛溶液,摇匀、静置5min后,加入1~2滴酚酞试液,用NaOH标准溶液滴定至终点。
按上述操作方法再重复2次。
(1)根据步骤Ⅲ填空:
①碱式滴定管用蒸馏水洗涤后,直接加入NaOH标准溶液进行滴定,则测得样品中氮的质量分数________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
②锥形瓶用蒸馏水洗涤后,水未倒尽,则滴定时用去NaOH标准溶液的体积________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
③滴定时边滴边摇动锥形瓶,眼睛应观察________。
A.滴定管内液面的变化
B.锥形瓶内溶液颜色的变化
④滴定达到终点时,酚酞指示剂由______色变成______色。
(2)滴定结果如下表所示:
滴定
次数
待测溶液
的体积/mL
标准溶液的体积
滴定前刻度/mL
滴定后刻度/mL
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
若NaOH标准溶液的浓度为0.1010mol·L-1,则该样品中氮的质量分数为________。
解析:
(1)在滴定过程中,应在边滴边摇动锥形瓶的同时,边注视锥形瓶内溶液颜色的变化。
当溶液颜色由无色变成浅红色并保持半分钟颜色不变时,表明已达到滴定终点。
由4NH
+6HCHO===3H++6H2O+(CH2)6N4H+,H++OH-===H2O及题给信息得:
NH
~OH-,即V(NH
)·c(NH
)=V(NaOH)·c(NaOH);碱式滴定管不用标准液润洗就直接加入标准液,使c(NaOH)降低,消耗NaOH溶液的体积增大,n(NH
)增大,结果偏高。
锥形瓶中水未倒净对结果没有影响。
(2)三次实验平均消耗NaOH溶液的体积为:
=20.00mL,25.00mL待测液中n(NH
)=n(OH-)=0.1010mol·L-1×0.02000L=2.020×10-3mol,样品中氮的质量分数为:
×100%≈18.85%。
答案:
(1)①偏高 ②无影响 ③B ④无 粉红(或浅红)
(2)18.85%
9.中学化学实验中,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。
在25℃时,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH<7,试纸变红色;若pH>7,试纸变蓝色。
而要精确测定溶液的pH,需用pH计。
pH计主要通过测定溶液中H+的浓度来测定溶液的pH。
已知100℃时,水的离子积常数KW=1×10-12。
(1)已知水中存在如下平衡:
H2O+H2OH3O++OH- ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4
B.向水中加入Cu(NO3)2
C.加热水至100℃
D.在水中加入(NH4)2SO4
(2)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显________色,呈______(填“酸”、“碱”或“中”)性;若用pH计测定,则pH______(填“>”、“=”或“<”)7,溶液呈______(填“酸”、“碱”或“中”)性。
(3)常温下,现用预先用水润湿的pH试纸测得某氨基酸溶液的pH等于8,则原溶液的pH______(填“>”、“=”或“<”)8。
解析:
(1)题中要求使水的电离平衡向右移动,即促进水的电离,常采用加热法或加入可水解的盐,现同时要求溶液呈酸性,因此只能加入强酸弱碱盐,即Cu(NO3)2或(NH4)2SO4符合题意,A项中虽是酸性,但平衡向左移动,C项中平衡虽向右移动,但溶液仍呈中性。
(2)100℃时水的pH=6,但溶液仍呈中性,因此pH试纸的颜色仍为淡黄色。
(3)pH=8证明氨基酸溶液呈碱性,预先用水润湿的pH试纸相当于对待测液进行了稀释。
答案:
(1)BD
(2)淡黄 中 < 中 (3)>
10.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积Kw
1×10-14
a
1×10-12
试回答下列问题:
(1)若25<t1<t2,则a________1×10-14(填“>”、“<”或“=”),作此判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO
)=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=________________________________________________________________________。
(3)在t2℃下pH=10的NaOH溶液中,水电离产生的OH-浓度为________________。
(4)t2℃,将pH=11的NaOH溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原来两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=________________________________________________________________________。
解析:
(1)升温,Kw变大。
(2)c(SO
)=5×10-4mol·L-1,则c(Na+)=2c(SO
)=1×10-3mol·L-1,稀释10倍,则c(Na+)=1×10-4mol·L-1。
25℃时Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7mol·L-1,稀释10倍后仍然为1×10-7mol·L-1,则c(Na+)∶c(OH-)=103∶1。
(3)pH=10的NaOH溶液c(H+)=10-10mol·L-1,NaOH溶液中c(H+)来自于水的电离,水电离出H+的同时也电离出等量的OH-。
(4)t2℃时,pH=2,说明溶液呈酸性,酸过量。
t2℃,pH=11的NaOH溶液,c(OH-)=0.1mol·L-1,设加入的NaOH溶液为V1L,加入的H2SO4溶液为V2L,混合后c(H+)=
=0.01(mol·L-1),9V2=11V1,
=
。
答案:
(1)> 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积增大
(2)1000∶1 (3)1×10-10mol·L-1 (4)9∶11
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- 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第二 电离 溶液 酸碱