本资料来自于资源最齐全的21世纪教育网www.21cnjy.com
水的电离和溶液的酸碱性
一、水的电离和水的离子积
1.水的电离和电离平衡:水是一种 电解质,它能微弱地电离,生成 和 离子,电离方程式为 ,ΔH<0。在一定温度下,纯水电离生成的c(H+)=c(OH-),实验测得在25°C时,c(H+)=c(OH-)= 。
2.影响水的电离平衡的因素:
实例 H2O OH-+H+
条件改变 平衡移动方向 电离程度变化 溶液中离子总浓度变化 H2O电离出C(H+)变化 Kw变化
升高温度
加HCl
加NaOH
加CH3COONa
加NH4Cl
3.水的离子积:在一定温度下,水中或 中c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数,用Kw表示,称为水的离子积常数,温度不同,Kw不同,在25°C时,Kw= ;当温度升高时,Kw将 。在常温下,c(H+)=0.01mol/L的强酸溶液与c(OH-)=0.01mol/L的强碱溶液中,Kw= 。
二、溶液的酸碱性和PH值
1. 溶液酸性、中性或碱性的判断依据是:看 和 的相对大小.
在任意温度的溶液中:若c(H+)>c(OH-)
c(H+)=c(OH-)
c(OH-)>c(H+)
2. 溶液的pH值:氢离子浓度的负对数。pH= ;同理pOH=
[特别提醒]:在标准温度(25℃)和压力下,pH=7的水溶液(如:纯水)为中性,水的离子积常数为1×10-14,且c(H+)和c(OH-)都是1×10-7mol/L。pH愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。 通常pH是一个介于0和14之间的数,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,pH=6为中性溶液。
三、pH值计算的基本规律
1. 两种强酸溶液混和,先求c(H+),再求pH。
C(H+)=
两种强酸溶液等体积混和,且原溶液pH值相差≥2时,把稀溶液(pH较大的)当作水来处理,混和液的pH值=小pH+0.3。
2.两种强碱溶液混和,先求c(OH-),再通过 求c(H+),最后求pH值.
C(OH-)=
两种强碱溶液等体积混和,且原溶液pH值相差≥2时,把稀溶液(pH值较小的)当作水来处理,混和液的pH=大pH-0.3。
3.强酸和强碱混和,先确定过量离子的浓度:
若H+过量 c(H+)=(c(H+)酸V酸-c(OH_)碱V碱)/(V酸+V碱)
若碱过量 c(OH-)=(c(OH-)碱V碱 -c(H+)酸V酸)/(V碱+V酸)
当酸过量时,必须以剩余的氢离子浓度来计算溶液的 PH 值;当碱过量时,必须以剩余的氢氧根离子浓度来计算溶液的POH值,再求pH值。
4. 有关酸、碱溶液的稀释
强酸溶液每稀释10倍,pH增大一个单位,弱酸溶液每稀释10倍,pH增大不到一个单位;强碱溶液每稀释10倍,pH减小一个单位。弱碱溶液每稀释10倍,pH减小不到一个单位。
[特别提醒]:混和后溶液呈酸性时,一定用c(H+)计算pH;呈碱性时,一定用c(OH-)计算pH值。
四、五、酸碱中和滴定
1. 仪器和试剂
量筒——(可以用,一般不用,因为不精确
量取液体
滴定管 精确
铁架台(滴定管夹)、锥形瓶、标准液和待测液、指示剂
2. 操作步骤:①检查滴定管是否漏水(操作方法) ②蒸馏水洗涤 ③标准液或待测液润洗滴定管 ④装液和赶气泡调零 ⑤滴定 ⑥读数
3. 指示剂选用:①变色要灵敏,变色范围要小,且变色范围尽量与所生成盐的溶液酸碱性一致。(因此中和滴定一般选用酚酞、甲基橙,而不用石蕊试液。)②强酸滴定强碱一般用甲基橙,但用酚酞也可以。③用酸滴定Na3CO3溶液,酚酞作指示剂,终点产物为NaHCO3和NaCl,而用甲基橙作指示剂终点产物为NaCl、H2O、CO2
练习:用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液(酚酞作指示剂)。下列情况会使测定结果偏高的是 。
①酸式滴定管用水洗后便装盐酸进行滴定;
②碱式滴定管用水洗后便用来量取待测液;
③锥形瓶用蒸馏水洗涤后,又用待测液润洗;
④滴定过快成细流,将碱液溅到锥形瓶壁而又未摇匀洗下;
⑤盐酸在的滴定时溅出锥形瓶外;
⑥滴加盐酸,颜色不足半分钟即变色;
⑦滴定前,酸式滴定管有气泡,滴定后消失;
⑧纪录起始体积时,仰视读数,终点时俯视读数。
常用指示剂及变色范围
4、测定溶液PH值方法:
精确方法:PH计法
常用方法:PH试纸法
。不能先用水湿润PH试纸的原因是 。
讨论:有一学生在实验室测某溶液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。
(1)该学生的操作是 (填“正确的”或“错误的”)理由是 。
(2)如不正确请说明理由,同时分析是否一定有误差?答
(3)若按此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的PH,误差较大的是 ,原因是
_______________________________________________________________________________________________ 21世纪教育网
课堂练习
1、向纯水中加入少量的KHSO4固体(温度不变),则溶液的( )
A、pH值升高 B、[H+]和[OH-]的乘积增大
C、酸性增强 D、OH-离子浓度减小
2、室温下,把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+,其浓度接近于
A. 1×10-4 mol/L B. 1×10-8 mol/L
C. 1×10-11 mol/L D. 1×10-10 mol/L
3、pH=13的强碱溶液和pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=11,则强碱溶液和强酸溶液的体积之比为( )
A. 11:1 B. 9:1 C. 1:11 D. 1:9
4、室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离生成的c(OH-)为( )
A.1.0×10-7 mol·L-1 B.1.0×10-6 mol·L-1
C.1.0×10-2 mol·L-1 D.1.0×10-12 mol·L-1
5、25℃时,pH = 11的NaOH溶液和NaCN溶液,水的电离程度大小的比较正确的是 ( )
A. 相等 B. 前者比后者大10倍
C. 后者是前者的1011倍 D. 后者是前者的108倍
6、下列说法中正确的是( )
A.溶液成中性就是pH=7
B.溶液成中性指的是C()=C()
C.酸和碱恰好完全反应时,溶液一定成中性
D.盐溶液一定成中性
7. 下列物质溶于水时,会使水的电离平衡逆向移动的是( )
A. NaCl B.NaOH C.HCl D.乙醇
8 常温下,在0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中,水的离子积是( )
A.1×10-14 B.1×10-13.
C.1.32×10-14 D.1.32×10-15.
9.下列物质加入水中,使水的电离程度增大,且所得溶液显酸性的是( )
A.CH3COOH B.Al2(SO4)3
C.NaOH D.Na2CO3
10.(09年海南化学·6)已知室温时,0.1mo1/L某一
元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述错误的
是:
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
11. (09年上海化学·20)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lmL稀释至100mL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。
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
12. (09年四川理综·12)关于浓度均为0.1 mol/L的
三种溶液:①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液,下列说
法不正确的是
A.c(NH4+):③>①
B.水电离出的c(H+):②>①
C.①和②等体积混合后的溶液:c(H+)=c(OH-)+c(NH3·H2O)
D.①和③等体积混合后的溶液:c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
13. (09年重庆理综·10)物质的量浓度相同的下列溶液,pH由大到小排列正确的是 ( )
A.Ba(OH)2、 Na2SO3、FeCl3、KCl
B.Na2SiO3、Na2SO3、KNO3、NH4Cl
C.NH3·H2O、H3PO4、Na2SO4、H2SO4
D.NaHCO3、C6H5COOH、C2H5OH、HCl
14.(2007年高考理综天津卷·11)25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O+;H>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.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
15. 将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是 A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性
B.水的离子积不变、pH不变,呈中性
C.水的离子积变小、pH变大,呈碱性
D.水的离子积变大、pH变小,呈中性
16. (08年上海化学·11)常温下,某溶液中由水电离
的c(H+)=1×10-13 mol·L-1,该溶液可能是( )
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
17. 25℃时,往纯水中通入氯化氢气体,当溶液的pH=2时,由水电离出的c(H+)水是 ( )
A.10-2mol/L B.10-7mol/L C.10-12mol/L D.10-14mol/L
18. 在PH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶
液中,由水产生的OH-的浓度分别为a mol/L和
bmol/L 则a和b 的关系是
A. a>b B. a=10-4b C. b=10-4a D. a=b
19.(1)有两瓶pH都等于2的无色溶液:一瓶是强酸,一瓶是弱酸。为了对它们作出鉴别,某学生只用蒸馏水和pH试纸,便得出结论,试简述其方法和结论:__________________________________________
____________________________________________________________________________。
(2)试设计一个简单的实验证明,在醋酸溶液中存在着CH3COOHCH3COO- + H+ 的电离平衡。(要求写出简要操作、现象及实验能说明的问题)
_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
20.有甲、乙两份等体积的浓度均为0.1mol·L-1的氨水,pH为11。
(1)甲用蒸馏水稀释100倍,则NH3·H2O的电离平衡向__________ (填“促进”或“抑制”)电离的方向移动,溶液的pH将为_______ (填序号)。
A.9~11之间 B.11
C.12~13之间 D.13
(2)乙用0.1mol·L-1的氯化铵溶液稀释100倍。稀释后的乙溶液与稀释后的甲溶液比较,pH______(填“甲大”、“乙大”或“相等”),其原因是____________________________________________
___________________________________________________________________________。
21. (08年北京宣务期末)现有下列电解质溶液:
① Na 2CO3 ② NaHCO3 ③ -ONa ④CH3COONH4 ⑤NH4HCO3
(1)在这五种电解质溶液中,既能与盐酸又能与烧碱溶液反应的是(填写序号):
(2)已知酸性H2CO3 > -OH > HCO3- 。常温下,物质的量浓度相同的① 、②、 ③溶液pH大小顺序为(填写序号): > >
(3)写出⑤与足量NaOH溶液混合加热反应的离子方程式
(4)已知常温下CH3COONH4 溶液呈中性,根据这一事实推测⑤溶液的pH 7(填>、=或<)理由是:
22、 水的电离平衡如右图所示.
(1)若A点表示25℃时水的电离平衡状态,当升高温度至100℃时水的电离平衡状态为B点,则此时水的离子积为 .
(2)将100℃时pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为 .
(3)已知AnBm的离子积=c(Am+)n c(Bn-)m,若某温度下Ca(OH)2的溶解度为0.74g,其饱和溶液的密度为1g/mL,其离子积为 21世纪教育网
23.已知25℃时0.1mol·L-1醋酸溶液的pH约为3。向其中加入少量醋酸钠晶体, 待晶体溶解后发现溶液的pH增大。对上述现象有两种不同的解释: 甲同学认为醋酸钠水解呈碱性, 增大了[OH-], 因而溶液的pH增大; 乙同学认为醋酸钠溶于水电离出大量醋酸根离子, 抑制了醋酸的电离, 使[H+]减小, 因此溶液的pH增大。你认为上述两种解释中 (“甲”或“乙”)正确。
(1)为了验证上述哪种解释正确, 继续做如下实验: 向0.1mol·L-1的醋酸溶液中加入少量下列物质 (填写编号), 然后测定溶液的pH。
A.固体CH3COOK B.固体CH3COONH4
C.气体NH3 D.固体NaHCO3
(2)若 (填“甲”或“乙”)的解释正确, 溶液的pH应 (填“增大”、“减小”或“不变”)。(已知: 25℃时, 0.1mol·L-1氨水的电离度为1.3%, 0.1mol·L-1醋酸的电离度为1.3%)
24、常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
请回答:
实验编号 HA物质的量浓度(mol/L) NaOH物质的量浓度(mol/L) 混合溶液的pH
甲 0.2 0.2 pH=a
乙 cl 0.2 pH=7
丙 0.2 0.1 pH>7
丁 0.1 0.1 pH=9
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸
(2)不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,Cl是否一定等于0.2mol/L (选填“是”或“否”)。
混合溶液中离子浓度c(A-)与c(Na+)的大小关系是
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,HA是 酸(选填“强”或“弱”)。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)= mol/L。写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。
c(Na+)-c(A-)= mol/L
c(OH-)-c(HA)= mol/L
19.(1)等倍数(如1000倍)地稀释两种溶液,稀释过程中pH变化大的是强酸,pH变化小的是弱酸。
(2)在醋酸溶液中滴加石蕊试液,溶液变红色,证明醋酸能电离出H+;在上述溶液中加入少量的CH3COONH4晶体,振荡溶液,溶液颜色变浅,说明c(H+)变小,证明醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO- + H+的电离平衡。(注意:用CH3COONH4晶体而不用CH3COONa晶体,是因为CH3COONH4在溶液中呈中性,故选择之。)
20.(1)促进;A
(2)甲大,乙用NH4Cl稀释后c(NH4+)增大,使NH3·H2O的电离平衡向抑制电离的方向移动,又由于NH4Cl溶液中NH4+水解,使稀释后的乙溶液的c(H+)增大
21、(1)②、④、⑤
(2)①>③>②
(3)NH4+ + HCO3- + 2OH- = NH3↑+ CO32- + 2H2O
(4) > ;理由:因为CH3COONH4溶液呈中性,说明CH3COO-和NH4+水解程度相同;而H2CO3酸性弱于CH3COOH,HCO3-的水解程度大于CH3COO-,因此NH4HCO3溶液pH>7
22(1)1.0×10-12 (2)2:9 (3) 0.004
24、(1)a=7时,HA是强酸a>7时,HA是弱酸 (2分)
(2)否(或不一定) (1分) c (2分)
(3)弱 (1分) c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) (2分)
(4)l0-5 (2分) 10-5-10-9 (2分) 10-9 (2分)
21世纪教育网 -- 中国最大型、最专业的中小学教育资源门户网站。 版权所有@21世纪教育网