化学·选修/化学反应原理(鲁科版)
第1节 水溶液
1．(双选题)在100 ℃时，水的离子积为1×10－12，若该温度下某溶液中的H＋浓度为1×10－7mol/L，则该溶液( )
A．呈碱性 B．呈酸性
C．呈中性 D．c(OH－)＝100c(H＋)
解析：100℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝10－6mol/L，c(H＋)＝1×10－7 mol/L，c(OH－)＝ mol/L＝10－5 mol/L，c(OH－)＝100c(H＋)，故选AD。
答案：AD
2．下列电离方程式正确的是( )
A．Al2(SO4)3??2Al3＋＋3SO
B．HS－＋H2O??H3O＋＋S2－
C．HI?? H＋＋I－
D．Ca(OH)2??Ca2＋＋2OH－
解析：Al2(SO4)3、HI、Ca(OH)2是强电解质，电离方程式书写时应用“===”连接，只有弱电解质的电离方程式书写用“??”，HS－的电离是H2S的二级电离，是不完全的。
答案：B
3．现有常温时pH＝1的某强酸溶液10 mL，下列操作能使溶液的pH变成2的是( )
A．加水稀释成100 mL
B．加入10 mL的水进行稀释
C．加入10 mL 0.01 mol·L－1的NaOH溶液
D．加入10 mL 0.01 mol·L－1的HCl溶液
解析：加水稀释为原溶液体积的10倍，强酸的pH正好增大1个单位。
答案：A
4．25 ℃的下列溶液中，碱性最强的是( )
A．pH＝11的溶液
B．[OH－]＝0.12 mol·L－1
C．1 L中含有4 g NaOH的溶液
D．[H＋]＝1×10－10 mol·L－1的溶液
解析：常温下，可以根据pH或[H＋]比较溶液的酸碱性，也同样可以根据[OH－]的大小来比较。在此为了计算方便，可以求出A、C、D三个选项中溶液的[OH－]依次为1×10－3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、1×10－4 mol·L－1，然后再与B选项相比，就会发现B中溶液的[OH－]最大，碱性最强。
答案：B
5．浓度为0.1 mol·L－1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：
(1)三种溶液中[H＋]依次为a mol·L－1，b mol·L－1，c mol·L－1，其大小顺序为____________。
解析：这三种酸中盐酸与硫酸为强酸，完全电离，故盐酸中[H＋]＝0.1 mol·L－1，硫酸中[H＋]＝0.2 mol·L－1，而醋酸是弱酸，存在电离平衡，故部分电离[H＋]＜0.1 mol·L－1。
答案：a＝＞c(b＞a＞c)
(2)等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH溶液反应，生成的盐的物质的量依次为n1 mol，n2 mol，n3 mol，它们的大小关系为____________。
解析：等体积的三种酸，其物质的量也相等，所以其生成盐的物质的量也相等。
答案：n1＝n2＝n3
(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V1 L、V2 L、V3 L，其大小关系为____________________。
解析：生成正盐是指与这些酸中的H＋完全反应，由于硫酸是二元酸，另外两种都是一元酸，所以在等体积的前提下，硫酸中的H＋的物质的量是另外两种酸的两倍，因此中和一定量的NaOH所需硫酸的体积都是另外两种酸体积的一半。
答案：V1＝2V2＝V3
(4)与锌反应时产生氢(气)的速率分别为v1、v2、v3，其大小关系是________。
解析：[H＋]越大，产生H2速率越快，由(1)知v2＞v1＞v3。
答案：v2＞v1＞v3
6．某温度(t℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13 mol2·L－2，则该温度(选填“大于”“小于”或“等于”)________25 ℃，其理由是______________。若将此温度下pH＝11的苛性钠溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合(混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比：
(1)若所得混合液为中性，则a∶b＝________；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是________________________________________________________________________。
(2)若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是__________________________________________。
解析：水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，某温度(T℃)时，水的离子积常数Kw＝1×10－13＞10－14，则该温度大于25 ℃，若将此温度(t℃)下，pH＝11的苛性钠溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c(OH－)＝10－13/10－11 mol/L＝0.01 mol/L，稀硫酸溶液中c(H＋)＝0.1 mol/L，则：
(1)若所得混合液为中性，则有0.01a＝0.1b，a∶b＝10∶1，混合溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒得c(Na＋)＞c(SO)，该溶液为盐溶液，硫酸根离子浓度大于氢离子浓度，所以离子浓度大小顺序是：c(Na＋)＞c(SO)＞c(H＋)＝c(OH－)。
(2)若所得混合液的pH＝2，则有＝0.01，a∶b＝9∶2，溶液呈酸性，所以c(H＋)＞c(OH－)，溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L，硫酸根离子浓度为 mol/L＝0.009 mol/L，所以氢离子浓度大于硫酸根离子浓度，根据物料守恒知，c(SO)＞(Na＋)，氢氧根离子浓度最小，所以离子浓度大小顺序是c(H＋)＞c(SO)＞c(Na＋)＞c(OH－)。
答案：大于 Kw随温度的升高而增大
(1)10∶1 [Na＋]＞[SO]>[H＋]＝[OH－]
(2)9∶2 [H＋]>[SO]>[Na＋]>[OH－]
1．(双选题)对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是( )
A．该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3
B．向该溶液中加入等体积、pH为13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＋)之比值为10－12
D．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
解析：硝酸为强电解质，完全电离，稀释100倍，pH增大2，故A项正确；pH＝a的强酸与pH＝b的强碱中和反应时，若a＋b＝14，则溶液呈中性，故B正确；硝酸电离出的c(H＋)为0.1 mol/L，与水电离出的c(H＋)为10－13 mol/L，二者之比应为1012，故C项错；pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)为10－11 mol/L，故比值应为1∶100，D项错。
答案：AB
2．90 ℃时，水的离子积Kw＝3.8×10－13，该温度时纯水的pH( )
A．等于7 B．小于7
C．大于7 D．无法确定
解析：25 ℃时，在纯水中[H＋]＝[OH－]＝1×10－7 mol·L－1，pH＝7，Kw＝[H＋][OH－]＝1×10－14；当温度升高时，纯水的电离度增大，[H＋]＝[OH－]>1×10－7 mol·L－1，pH<7，Kw＝[H＋][OH－]>1×10－14。中性溶液的pH不一定等于7，pH＝7的溶液不一定是中性溶液，在任何条件下，中性溶液一定有关系[H＋]＝[OH－]。
答案：B
3．能影响水的电离平衡，并使溶液中的[H＋]>[OH－]的操作是( )
A．向水中投入一小块金属钠
B．将水加热煮沸
C．向水中通入二氧化碳气体
D．向水中加食盐晶体
解析：[H＋]>[OH－]说明溶液呈酸性，从各选项看，C项通入CO2在水中为碳酸，呈酸性。
答案：C
4．(双选题)下列各物质中，属于强电解质的是( )
A．CaO B． Ba(OH)2
C．NH3·H2O D．CH3COOH
解析：A项中的CaO是金属氧化物，在熔融状态下完全电离，所以它是强电解质。B项中的Ba(OH)2是一种可溶性强碱，属于强电解质。C项中的NH3·H2O和D项中的CH3COOH分别是弱碱和弱酸，都属于弱电解质。
答案：AB
5．常温下，下列四种溶液：①pH＝0的盐酸；②0.1 mol·L－1的盐酸；③0.01 mol·L－1的NaOH溶液；④pH＝11的NaOH溶液中，由水电离生成的H＋的物质的量浓度之比为( )
A．1∶10∶100∶1000
B．0∶1∶12∶11
C．14∶13∶12∶11
D．14∶13∶2∶1
解析：在盐酸中，由水电离产生的[H＋]等于溶液中的[OH－]：①[H＋]＝[OH－]＝1×10－14 mol·L－1；②[H＋]＝[OH－]＝1×10－13 mol·L－1；在NaOH溶液中，由水电离产生的[H＋]等于溶液中的[H＋]；③[H＋]＝1×10－12 mol·L－1；④[H＋]＝1×10－11 mol·L－1。因此，四种溶液中水电离出的H＋的浓度的比为：10－14∶10－13∶10－12∶10－11＝1∶10∶100∶1000。
答案：A
6．(双选题)在25 ℃的温度下，取pH均等于2的盐酸和醋酸溶液各100 mL，先分别加水稀释至2倍体积，再分别加入0.03 g锌粉。锌与酸反应生成盐和氢气。下列说法中正确的是( )
A．醋酸与锌反应放出氢气多
B．盐酸和醋酸分别与锌反应放出的氢气一样多
C．醋酸与锌反应速率大
D．盐酸和醋酸分别与锌反应的速率一样大
解析：n(HCl)＝0.01 mol·L－1×0.1 L＝0.001 mol，n(CH3COOH)>0.001 mol,0.03 g Zn的n(Zn)＝<0.0005 mol，即酸与其反应，酸过量。醋酸、盐酸的pH相同时，醋酸与Zn反应快。所以答案为BC。
答案：BC
7．向100 mL pH＝1的H2SO4溶液中，滴加0.01 mol·L－1的NaOH溶液，当所得混合液的pH为2时，加入NaOH溶液的体积是( )
A．10 mL B．90 mL
C．100 mL D．450 mL
解析：设加入NaOH溶液的体积为x，则＝10－2
解得x＝0.45 L＝450 mL。
答案：D
8．下列物质中：(1)能导电的是________；(2)属于电解质的是________；(3)属于非电解质的是________；(4)属于强电解质的是________；(5)属于弱电解质的是________。
A．NaOH溶液 B．Cu
C．液态HCl D．液态CH3COOH
E．蔗糖溶液 F．液氨
G．氨水 H．CuSO4晶体
I．石墨 J．无水乙醇
解析：能导电的有NaOH溶液和氨水，还有铜和石墨；电解质和非电解质都必须为化合物，故液态HCl、液态CH3COOH、CuSO4晶体都为电解质，其中液态HCl、CuSO4晶体为强电解质，液态CH3COOH为弱电解质；而无水乙醇是非电解质。
答案：(1)A、B、G、I (2)C、D、H
(3)F、J (4)C、H
(5)D
9．试回答下列问题(温度均为25℃时)：
(1)0.01 mol/L的稀盐酸pH＝________，其中由水电离出的c(H＋)水＝________mol/L；
解析：pH＝－lg(c(H＋)＝－lg(0.01)＝2，由c(H＋)×c(OH－)＝10－14可知：c(OH－)＝10－14/0.01 mol/L＝1×10－12 mol/L；
答案：2 1×10－12
(2)1 mL pH＝12的NaOH溶液，加水稀释至100 mL，稀释后的溶液中c(H＋)/c(OH－)＝________；
解析：1 mL pH＝12的NaOH溶液，加水稀释至100 mL，稀释后的溶液中c(OH－)＝1×10－10 mol/L，c(H＋)＝1×10－4 mol/L则：c(H＋)/c(OH－)＝1×10－6；
答案：1×10－6
(3)pH＝13的Ba(OH)2溶液a L与pH＝3的H2SO4溶液b L 混合．若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________。
解析：pH＝13的Ba(OH)2溶液a L与pH＝3的H2SO4溶液b L混合。若所得混合溶液呈中性，则有n(H＋)＝n(OH－)，即：0.1 mol/L×2×a L＝0.001 mol/L×2×b L，则a∶b＝1∶100。
答案：1∶100
10．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如下图所示：
(1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(选填“a”或“b”)，请说明理由
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
(3)95 ℃时，若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是________。
解析：本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。
(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性。因此结合图像中a、b曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断，25℃时水的电离平衡曲线应为a，理由为水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离程度增大。
(2)25℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH－)＝n(H＋)，则V(NaOH)·10－5mol·L－1＝V(H2SO4)·10－4mol·L－1，得V(NaOH)：V(H2SO4)＝10：1。
(3)要注意是95℃时，水的离子积为10－12mol2·L－2，即[H＋]·[OH－]＝10－12，即：等体积强酸强碱反应至中性时pH(酸)＋pH(碱)＝12。根据95℃时混合后溶液呈中性，pH2＝b的某强碱溶液中[OH－]＝10b－12；有100×10－a＝1×10b－12，即：10－a＋2＝10b－12，所以，有以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。
答案：(1)a 水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，[H＋][OH－]小
(2)10：1
(3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14
课件62张PPT。第3章 物质在水溶液中的行为
第1节 水溶液 栏目链接1.了解水的电离和水的离子积。
2.了解溶液的酸碱性和pH的关系。
3.掌握溶液中[H＋]、[OH－]与pH的简单计算。
4.了解强弱电解质的概念，掌握电解质在水溶液中的存在形态。
栏目链接 栏目链接一、 水的电离
1．水的电离
水是一种电解质。电离方程式为：H2O＋H2O??____________，也可简写为：H2O??____________。
2．水的离子积常数
(1)水的电离常数：K＝________。
(2)水的离子积常数：KW＝______________。
栏目链接H3O＋＋OH－H＋＋OH－[H＋][OH－](3)一定温度时，KW是个常数，KW只与________有关，________越高，KW越________。25 ℃时，KW＝__________mol2·L－2；100 ℃时，KW＝5.5×10－13 mol2·L－2。
栏目链接温度温度大1×10－14 1．25 ℃时，纯水的离子积KW＝1.0×10－14，那么25 ℃时酸、碱、盐溶液中KW是多少？
思 考
应 用 栏目链接3．影响水的电离的因素
根据H2O(l)?? H＋(aq)＋OH－(aq) ΔH>0
(1)促进水的电离的因素有：______温度，加入活泼金属，加入某些盐(如Na2CO3、NH4Cl)；
(2)抑制水的电离的因素有：______温度，加入______或______。
栏目链接升高降低酸碱二、 电解质在水溶液中的存在形态
1．电解质与非电解质
(1)电解质是指在水溶液中或熔融状态下能导电的________；而无论是在水溶液中还是在熔融状态下________导电的________叫非电解质。
(2)电解质主要有________、________、________、碱性氧化物和水。 栏目链接化合物都不能化合物酸碱盐(3)电解质溶液的导电性强弱决定于溶液中自由移动的离子________的大小和离子所带电荷的多少，电解质溶液的导电性不同于金属的导电性。
栏目链接浓度①电解质导电必须是其本身电离出的离子导电，否则不属于电解质。如SO3的水溶液能导电，但SO3却是非电解质，因为导电的离子不是SO3电离产生的。
②电解质不一定导电，导电的物质不一定是电解质；非电解质不导电，但不导电的物质不一定是非电解质。如固态NaCl不导电，NaCl是电解质；Cu能导电，Cu却不是电解质。
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提示③“溶于水或熔融状态下能否导电”是判断化合物是否是电解质的依据，只要一种情况下能导电即为电解质。对于一些难溶物质BaSO4，由于其溶解度太小，很难测出溶液的导电性，但将其熔融时却能导电，所以BaSO4是电解质。
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提示2．强电解质与弱电解质
(1)强电解质是指在水溶液中或熔融状态下________电离的电解质，包括________、________和大多数盐类。书写强电解质的电离方程式时常用________。
(2)弱电解质是指在水溶液中或熔融状态下____________________电离的电解质，包括________、________和水都是弱电解质，由于弱电解质的水溶液中存在电离平衡，书写弱电解质的电离方程式时常用________。
栏目链接完全强酸强碱“===”部分(或不完全)弱酸弱碱“??”(3)强电解质在水溶液中全部以________的形态存在，而弱电解质在水溶液中电离的趋势很小，主要以________形态存在。
(4)电解质溶于水后形成的离子和分子并不是单独存在的，而是以“________”或“________”的形态存在。这种溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用称为____________。
栏目链接离子分子水合离子水合分子溶剂化作用温馨
提示 栏目链接温馨
提示 栏目链接三、 溶液的酸碱性与pH
相对大小＝＞越强＜越强 栏目链接 栏目链接温馨
提示阳离子温度－lg[H＋] 栏目链接 栏目链接＝1.0×10－7＝＞＜小＞2．某溶液中[H＋]为1×10－7 mol·L－1，此溶液一定呈中性吗？
思考
应用 答案：判断溶液酸碱性的标准是比较[H＋]与[OH－]的相对大小，而不是与1×107 mol·L－1相比较，若[H＋]与[OH－]不相等，则[H＋]为1×10－7 mol·L－1时溶液也不呈中性，如100 ℃时中性溶液中[H＋]约为1×10－6 mol·L－1。
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提示 栏目链接活学
活用 栏目链接活学
活用 栏目链接活学
活用 栏目链接活学
活用 栏目链接 栏目链接知识点1 水的电离及溶液的酸碱度
1．影响水电离平衡的因素 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接1．下列溶液一定呈中性的是( )
A．pH＝7的溶液
B．[H＋]＝[OH－]的溶液
C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
D．非电解质溶于水得到的溶液
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训练 栏目链接知识点2 溶液pH的计算(设温度为25 ℃) 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接 栏目链接温馨
提示 一定pH的强碱与强碱混合后pH的求算，在计算过程中，易出现直接用[H＋]进行混合计算的错误。 栏目链接 栏目链接 例2 (双选题)常温下，某溶液由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1，对该溶液叙述正确的是( )
A．溶液一定显酸性
B．溶液一定显碱性
C．溶液一定不显中性
D．溶液可能是pH＝13的溶液 栏目链接 栏目链接变 式
应 用 栏目链接变 式
应 用 栏目链接知识点3 电解质在水溶液中的存在状态1．溶液导电性的原因
(1)实验操作和现象。
实验：在四只烧杯中分别盛有等体积的0.5 mol·L－1的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液，按图所示装置连接仪器，接通电源，注意观察灯泡的亮度。
实验现象：盐酸、NaCl溶液的灯泡最亮，而氨水和CH3COOH溶液的灯泡发暗。
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