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第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性
必备知识
正误判断
一、水的电离
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,电离方程式为 ,
简写为 。?
必备知识
正误判断
2.水的离子积常数
(1)定义
当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数,记作KW。
(2)表达式
KW= ,25
℃时,KW=1.0×10-14。?
(3)影响因素
水的离子积KW只受温度的影响,温度升高,KW 。?
(4)适用范围
KW不仅适用于纯水,还可适用于 。?
c(H+)·c(OH-)
增大
稀的电解质水溶液
必备知识
正误判断
【微思考1】酸性溶液中是否存在OH-?碱性溶液中是否存在H+?试解释原因。
提示:酸性溶液中存在OH-,碱性溶液中存在H+。因这些溶液中都存在弱电解质水的电离。
必备知识
正误判断
二、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性取决于溶液中 。?
(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈 性。?
(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈 性。?
(3)c(H+)
2.溶液的pH
(1)表达式:pH= 。?
(2)意义:pH越大,溶液碱性越 ;pH越小,溶液酸性越 。?
(3)适用范围:1×10-14
mol·L-1≤c(H+)≤1
mol·L-1的溶液。
酸
c(H+)和c(OH-)的相对大小
中
碱
-lgc(H+)
强
强
必备知识
正误判断
3.常温下溶液的酸碱性与pH的关系
(1)pH 7,溶液呈酸性。?
(2)pH 7,溶液呈中性。?
(3)pH 7,溶液呈碱性。?
4.溶液pH的测量
(1)pH试纸
①测量原理:pH试纸对不同pH的溶液能显示不同的颜色,可迅速测定溶液的pH。
②pH试纸种类:
a.广泛pH试纸——pH范围是1~14或0~10,可以识别的pH差约为1。
b.精密pH试纸——pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差。
c.专用pH试纸。
<
=
>
必备知识
正误判断
【微思考2】回顾初中所学pH试纸的使用方法,试回答如何用pH试纸测定溶液的pH?
提示:把小片pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。
必备知识
正误判断
(2)pH计
又叫酸度计,可用于精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
5.溶液酸碱性与pH的应用
(1)人体体液都有一定的pH。
(2)环保领域,酸性或碱性废水的处理常利用中和反应。
(3)农业生产中,各种农作物的生长对土壤的pH范围有一定的要求。
(4)酸碱中和滴定实验中,溶液pH的变化是判断滴定终点的依据。
必备知识
正误判断
(1)在蒸馏水中滴加浓硫酸,KW不变。
( )
(2)25
℃与60
℃时,水的pH相等。
( )
(3)25
℃时NH4Cl溶液的KW大于100
℃时NaCl溶液的KW。
( )
(4)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。
( )
(5)室温下,0.1
mol·L-1的HCl溶液与0.1
mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同。
( )
(6)向水中加入少量硫酸氢钠固体,促进了水的电离,c(H+)增大,KW不变。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
水的电离及水的离子积
问题探究
1.加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,对吗?
2.试分析酸性溶液中c(H+)、c(OH-)的来源及KW的计算方法。
答案:不对;稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,但因为KW=c(H+)·c(OH-)不变,所以c(OH-)增大。
答案:c(H+)来源于酸电离和水电离,且c(H+)酸?c(H+)水;c(OH-)来源于水的电离,且电离程度很小;KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水≈c(H+)酸·c(OH-)水。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.水的离子积常数
(2)水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-)。
(3)KW及影响因素:
①25
℃时:KW=1.0×10-14。
②水的电离是吸热的可逆过程,故温度升高,KW增大。
③水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)和c(OH-)的变化无关。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.水的电离平衡移动
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例125
℃时,水的电离达到平衡:H2O
H++OH- ΔH>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-)减小
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钠,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:B
解析:向水中加入稀氨水,OH-浓度增大,水的电离平衡逆向移动,A项错误;硫酸氢钠是强酸酸式盐,向水中加入少量固体硫酸氢钠,其在水溶液中完全电离:
c(H+)增大,由于KW只与温度有关,所以KW不变,B项正确;向水中加入少量固体钠,由于金属钠非常活泼,可与水电离出的H+直接发生置换反应,产生H2,故促进了水的电离,使平衡正向移动,C项错误;将水加热,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍数增大,D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
在分析水的电离平衡的移动方向时,要充分利用在化学平衡中所学习的平衡移动原理。需注意:
(1)向水中加入酸或碱,使c(H+)或c(OH-)增大,则抑制水的电离,如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。
(2)向水中加入某种物质,若该物质与H+或OH-发生反应而使c(H+)或c(OH-)减小,则促进水的电离。如向水中加入钠等活泼金属可促进水的电离。
(3)KW只受温度的影响。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1下列叙述正确的是( )
A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7
mol·L-1,则该温度一定高于25
℃
B.25
℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水
C.25
℃时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小
D.25
℃时,0.1
mol·L-1的盐酸与0.1
mol·L-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同
答案:A
解析:某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7
mol·L-1,水的离子积为4×10-14,比25
℃时的水的离子积大,因为水的电离吸热,则该温度必然高于25
℃;25
℃时,任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
溶液的酸碱性
问题探究
1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性?
2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10
mol·L-1,该溶液呈什么性?
3.某溶液中c(H+)=10-6
mol·L-1,该溶液一定呈酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
答案:室温下,将酸溶液无限稀释,其pH无限接近7但不会等于7,溶液呈酸性。
答案:可能呈酸性也可能呈碱性。
答案:因为温度不确定,故不能确定溶液的酸碱性。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
判断溶液酸碱性的标准
(1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)(2)用pH判断溶液酸碱性时,要注意的条件是温度,不能简单地认为pH=7的溶液一定呈中性,如100
℃时,纯水的pH<7,所以使用pH判断溶液酸碱性时需注明温度。
(3)用酸碱指示剂判断溶液酸碱性时,要注意指示剂的变色范围。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2(双选)下列关于溶液酸碱性的说法正确的是
( )
A.常温下,pH=7的溶液呈中性
B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7
mol·L-1
C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性
D.在100
℃时,纯水的pH<7,因此呈酸性
答案:AC
解析:25
℃时,中性溶液pH=7,A项正确;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7
mol·L-1,所以B项错误,C项正确;100
℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是呈中性,所以D项错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2下列溶液一定呈中性的是( )
A.使石蕊溶液呈紫色的溶液
B.c(H+)=c(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
答案:B
解析:等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性或中性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故D错误。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
典例3常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )
A.1.0×10-7
mol·L-1
B.1.0×10-6
mol·L-1
C.1.0×10-3
mol·L-1
D.1.0×10-12
mol·L-1
答案:D
解析:由水电离出的c(H+)=10-pH
mol·L-1=1.0×10-12
mol·L-1,由水电离出的c(OH-)等于由水电离出的c(H+),所以,由水电离出的c(OH-)也等于1.0×10-12
mol·L-1。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(1)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)时注意以下几点:
①因为H2O
H++OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。
②酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。
(2)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)的方法:
①计算酸溶液中水电离出的c(H+)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(H+)再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(OH-),然后根据水电离出的c(H+)=c(OH-),确定由水电离出的c(H+)。
②计算碱溶液中水电离出的c(OH-)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(OH-),再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(H+),然后根据水电离出的c(OH-)=c(H+),确定由水电离出的c(OH-)。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练3常温下,在pH=2的某酸溶液中,由水电离出的c(H+)为( )
A.1.0×10-7
mol·L-1
B.1.0×10-6
mol·L-1
C.1.0×10-3
mol·L-1
D.1.0×10-12
mol·L-1
答案:D
解析:溶液中的c(H+)=10-pH
mol·L-1=1.0×10-2
mol·L-1,根据KW=c(H+)·c(OH-),得出水电离的c(OH-)=1.0×10-12
mol·L-1。因为由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),所以,由水电离出的c(H+)也等于1.0×10-12
mol·L-1。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.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KW=c(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电离是同一个物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
解析:水的离子积常数KW=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和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KW=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,KW就是不变的常数。溶液中H+的浓度变大,则OH-的浓度会变小,反之亦然。
答案:C
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.常温时,向水中加入少量NaOH溶液,水的电离改变和溶液中KW的变化正确的是( )
A.被促进 不变
B.被促进 变小
C.被抑制 不变
D.被抑制 变小
答案:C
解析:NaOH溶于水电离出OH-,抑制了水的电离。水的离子积常数只与温度有关,所以KW不变。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.下列说法正确的是( )
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中的c(H+)
和c(OH-)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7
mol·L-1,其呈酸性
答案:C
解析:在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-;pH=0的溶液中c(H+)=1.0
mol·L-1,并不是酸性最强的溶液;温度一定时,KW=c(H+)·c(OH-)是一个定值,故c(H+)和c(OH-)不能同时增大;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7
mol·L-1,则此时c(OH-)=
;温度不变,向水中滴入盐酸使c(H+)=5.0
mol·L-1,则溶液中c(OH-)= 。?
?
答案:2.0×10-7
mol·L-1 8.0×10-15
mol·L-1
解析:纯水中c(H+)始终等于c(OH-),所以c(OH-)=2.0×10-7
mol·L-1。此温度下,KW=c(H+)·c(OH-)=4.0×10-14。向水中滴加盐酸,KW不变,第三章水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.将纯水加热至较高温度,下列叙述中正确的是( )
A.水的离子积变大,呈酸性
B.水的离子积不变,呈中性
C.水的离子积变小,呈碱性
D.水的离子积变大,呈中性
答案D
2.水的电离过程为H2OH++OH-,在25
℃时,水的离子积KW=1.0×10-14;在35
℃时,水的离子积KW=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )
A.c(H+)随着温度的升高而降低
B.35
℃时,c(H+)>c(OH-)
C.35
℃时的水比25
℃时的水电离程度小
D.水的电离是吸热过程
解析由题中条件可以看出,温度升高时KW增大。25
℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7
mol·L-1;35
℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)≈1.45×10-7
mol·L-1。温度升高,纯水中c(H+)和c(OH-)都增大,且始终相等,水的电离程度也增大,因温度升高平衡向正反应方向移动,故水的电离为吸热过程。
答案D
3.一定温度下,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是( )
A.能与金属Al反应放出H2的溶液
B.加酚酞后显无色的溶液
C.pH=6.5的某溶液
D.c(H+)>c(OH-)的任意水溶液
解析与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,A项错误;加入酚酞后显无色的溶液可能呈中性或弱碱性或酸性,B项错误;pH=6.5的溶液也可能呈中性或碱性,C项错误。
答案D
4.关于pH的测定,下列说法正确的是( )
A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B.用广泛pH试纸测得某盐酸的pH=2.3
C.利用酸碱指示剂可以测溶液的pH
D.pH计是精确测定溶液pH的仪器
解析pH试纸在使用之前不能用蒸馏水润湿,如果用蒸馏水润湿了,则会对所测溶液进行稀释,可能会造成误差,故A项说法错误;广泛pH试纸可以识别的pH差约为1,用广泛pH试纸测得的pH是整数,故B项错误;酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性,无法测其pH,故C项错误;pH计可以精确测定溶液的pH,故D项正确。
答案D
5.将pH试纸用蒸馏水润湿后测定某溶液的pH,测定结果
( )
A.一定偏高
B.一定偏低
C.可能无影响
D.无影响
解析pH试纸在使用前不能用蒸馏水润湿,否则会将待测液稀释,可能影响测定结果。若原溶液呈酸性,会使测得结果偏高;若原溶液呈碱性,会使测得结果偏低;若原溶液呈中性,则对测定结果无影响。
答案C
6.在相同温度下,0.01
mol·L-1的NaOH溶液和0.01
mol·L-1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1.0×10-12
mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01
mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
解析NaOH和HCl均抑制水的电离,且浓度相同时抑制程度相同。由于温度不确定,故不能确定KW的值。
答案A
7.向纯水中加入少量NaHSO4固体,在温度不变时,溶液中( )
A.增大
B.c(H+)减小
C.水中c(H+)与c(OH-)的乘积增大
D.c(OH-)增大
解析水中存在电离平衡:H2OH++OH-,加入NaHSO4固体,c(H+)增大,c(OH-)减小,c(H+)·c(OH-)不变,增大。
答案A
8.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-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)C.图中T1D.XZ线上任意点均有pH=7
解析A项正确,c(H+)·c(OH-)=KW为水的离子积表达式,它适用于纯水及稀的电解质水溶液;B项正确,XZ线上任意点都有c(H+)=c(OH-),M区域位于直线XZ的左上侧,则M区域内任意点均有c(H+)0,升高温度,平衡正向移动,KW增大,图中Z点KW(Z)=(10-6.5)2=10-13,X点KW(X)=(10-7)2=10-14,KW(Z)>KW(X),所以T1mol·L-1,而XZ线上只有X点c(H+)=c(OH-)=10-7
mol·L-1,也就是说XZ线上只有X点的pH=7。
答案D
9.现有下列物质:①100
℃纯水;②25
℃
0.1
mol·L-1
HCl溶液;③25
℃
0.1
mol·L-1
KOH溶液;④25
℃
0.1
mol·L-1
Ba(OH)2溶液。
(1)这些物质与25
℃纯水相比,能促进水的电离的是 (填序号,下同),能抑制水的电离的是 。除①外,水电离的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是 ,水电离的c(H+)等于溶液中c(H+)的是 。?
(2)从②和③溶液中水的电离程度相等,进而可推出的结论是:同一温度下, 时,水的电离度相等。?
解析水的电离过程吸热,升温,促进水的电离,酸或碱抑制水的电离。强酸溶液中,由于酸电离出的c(H+)远大于水电离出的c(H+),酸电离的c(H+)可看成溶液中的c(H+);强碱溶液中,由于碱电离的c(OH-)远大于水电离的c(OH-),碱电离的c(OH-)可看成溶液中的c(OH-)。
答案(1)① ②③④ ② ③④
(2)酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-)
提升能力跨越等级
1.(双选)下列叙述正确的是( )
A.在常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
B.c(H+)=1.0×10-7
mol·L-1的溶液不一定是中性溶液
C.0.2
mol·L-1
CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱性的强弱
解析KW=c(H+)·c(OH-),且KW只与温度有关,所以常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液中,其KW=1.0×10-14,A项正确;在温度不确定时,中性溶液中的c(H+)不一定等于1.0×10-7
mol·L-1,B项正确;0.2
mol·L-1
CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以0.2
mol·L-1
CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍,C项错误;当c(H+)或c(OH-)大于1
mol·L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1
mol·L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示,D项错误。
答案AB
2.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1
mol·L-1的盐酸 ②0.1
mol·L-1的盐酸
③0.01
mol·L-1的NaOH
A.1∶10∶100
B.0∶1∶12
C.14∶13∶12
D.14∶13∶2
解析①1
mol·L-1盐酸中c(H+)=1
mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14
mol·L-1。②0.1
mol·L-1盐酸中c(H+)=0.1
mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13
mol·L-1,③0.01
mol·L-1
NaOH溶液中,c(OH-)=0.01
mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-12
mol·L-1,则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。
答案A
3.为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lg[]。下列叙述中正确的是( )
①任何温度下,纯水的AG等于0 ②溶液的AG越小,酸性越强 ③25
℃时,0.1
mol·L-1盐酸的AG=12 ④25
℃时,某溶液的AG=-10,其pH=10
A.①③
B.②④
C.①②
D.③④
解析任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH-),故AG=0;溶液酸性越强,H+浓度越大,OH-浓度越小,AG越大;0.1
mol·L-1盐酸中,c(OH-)=10-13
mol·L-1,AG=12;lg[]=-10,c(OH-)=1010c(H+),
由c(H+)·c(OH-)=10-14得,c(H+)=10-12
mol·L-1,pH=12。
答案A
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
( )
A.pH=1的溶液中:Fe2+、N、S、Na+
B.由水电离的c(H+)=1×10-14
mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HC
C.=1012的溶液中:N、Al3+、N、Cl-
D.c(Fe3+)=0.1
mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、S、SCN-
解析A项中Fe2+、N、H+会发生氧化还原反应,错误;B项,由水电离的c(H+)=1×10-14
mol·L-1的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,HC既能与H+反应,又能与OH-反应,错误;=1012的溶液为强酸性溶液,该组离子可以大量共存;D项,Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,不能大量共存,错误。
答案C
5.某温度下,向一定体积0.1
mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]与pH的变化关系如图所示,则( )
A.M点所示溶液导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
解析温度一定时,将c(H+)·c(OH-)=KW两边取负对数,得pH+pOH=-lgKW=常数。向醋酸溶液中逐滴加入NaOH溶液的过程中,pH增大,pOH减小。图中M点加入少量NaOH溶液,混合液呈酸性(溶质为CH3COOH和少量CH3COONa);Q点pH=pOH,溶液呈中性(溶质为CH3COONa和少量CH3COOH);N点加入较多NaOH溶液,混合液呈碱性(溶质为CH3COONa和NaOH)。可见,M点溶液中离子浓度比Q点小,导电能力比Q点弱,A错。混合液中各离子浓度一定符合电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),N点pH>pOH、c(H+)c(CH3COO-),B错。M点pOH等于N点pH,得M点c(H+)等于N点c(OH-),两者对水的电离平衡的抑制程度相同,C对。Q点溶液呈中性,溶质为CH3COONa和少量CH3COOH,故消耗NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积,D错。
答案C
6.(双选)在25
℃某稀溶液中,由水电离产生的c(H+)=10-13
mol·L-1。下列有关该溶液的叙述正确的是
( )
A.该溶液可能呈酸性
B.该溶液一定呈碱性
C.该溶液的pH一定为1
D.该溶液的pH可能为13
解析根据水的离子积常数,可知由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-13
mol·L-1,这是由于在水中加酸或碱,抑制了水的电离。若水中加酸,溶液呈酸性,则溶液中OH-只来自水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)总=10-13
mol·L-1,由KW=c(H+)总·c(OH-)总得:c(H+)总=
mol·L-1=10-1
mol·L-1,pH=1;若水中加碱,溶液呈碱性,则溶液中H+只来自水的电离,c(H+)总=c(H+)水=10-13
mol·L-1,pH=13。
答案AD
7.有一学生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。
(1)该学生的操作 (填“正确”或“错误”),其理由是 ;?
(2)该操作是否一定有误差???? ;?
(3)若用此方法分别测定c(OH-)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH,误差较大的是 ,原因是 ?? ;?
(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂,你能否区分0.1
mol·L-1
H2SO4溶液和0.01
mol·L-1
H2SO4溶液? ,简述操作过程: ??? 。?
试剂:A.紫色石蕊溶液 B.酚酞溶液 C.甲基橙溶液 D.蒸馏水 E.氯化钡溶液 F.pH试纸
解析(1)用pH试纸测量溶液pH时,pH试纸不能润湿,否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性,稀释必然会造成误差,若溶液呈中性,则不会造成误差。(3)NH3·H2O是弱电解质,加水稀释时,促进它的电离,故对OH-浓度相等的氢氧化钠溶液和氨水来说,加水稀释相同倍数,氨水的pH减小的程度小些,误差小些。(4)分别测定这两种H2SO4溶液的pH,pH较小的是浓度较大的H2SO4溶液,pH较大的是浓度较小的H2SO4溶液。
答案(1)错误 该学生测得的pH是溶液稀释后的pH
(2)该学生操作错误,但不一定产生误差。因为原溶液不呈中性时,稀释后溶液pH发生了变化,会造成误差;但若是中性溶液,稀释不会产生误差
(3)氢氧化钠溶液 稀释过程中,NH3·H2O继续电离出OH-,减弱了因稀释导致OH-浓度减小的程度,所以测得氢氧化钠溶液误差较大
(4)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上,将其显示的颜色与标准比色卡对照,pH较大的是0.01
mol·L-1
H2SO4溶液
8.已知在25
℃和100
℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示:
(1)表示25
℃时的曲线应为 (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)100
℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸溶液的pH与强碱溶液的pH之间应满足的关系是 。
?
(4)在曲线B对应的温度下,pH=2的HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析原因:???
。
?
解析(2)25
℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,即酸、碱恰好完全中和,n(OH-)=n(H+),则V(NaOH溶液)×10-5
mol·L-1=V(H2SO4溶液)×10-4
mol·L-1,得V(NaOH溶液)∶V(H2SO4溶液)=10∶1。
(3)100
℃时,水的离子积为1×10-12,即c(H+)·c(OH-)=1×10-12。100
℃时,两溶液混合后呈中性,则100×10-a=1×10b-12,即a+b=14。
答案(1)A 水的电离是吸热过程,温度降低时,电离程度减小,c(H+)·c(OH-)减小
(2)10∶1
(3)a+b=14
(4)曲线B对应的温度是100
℃,此时水的离子积为1×10-12,HA若为强酸,混合后溶液pH应为6,现pH=5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA,可继续电离出H+
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(1)某温度(t
℃)时,水的KW=1×10-12,则该温度 (填“>”“<”或“=”)25
℃,其理由是 。?
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7
mol·L-1的溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)=
mol·L-1。?
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 (填“向左”“向右”或“不”,下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡 移动。?
(4)25
℃时,0.1
mol·L-1下列物质的溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是 (填序号)。?
①HCl ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka=1.7×10-5)
④NH3·H2O(Kb=1.7×10-5) ⑤NaOH
⑥Ba(OH)2
(5)25
℃时,pH=4的盐酸中水的电离程度 pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。?
(6)下列曲线中,可以描述0.1
mol·L-1乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和0.1
mol·L-1氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)的水溶液中,水电离出的c(H+)与加入水体积V的关系的是 (填字母)。?
解析(1)升高温度,KW增大,现KW=1×10-12>1×10-14,因此温度大于25
℃。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7
mol·L-1的溶液中c(OH-)=
mol·L-1=1×10-5
mol·L-1,因为c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为1×10-7
mol·L-1。
(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体,平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO向左移动,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。
(4)25
℃时,0.1
mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1
mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等,同理,0.1
mol·L-1H2SO4溶液和0.1
mol·L-1
Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1
mol·L-1
CH3COOH溶液和0.1
mol·L-1氨水中水的电离程度相等;酸溶液中c(H+)越大,或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥。
(5)25
℃时,pH=4的盐酸中,由水电离出的c(H+)=
mol·L-1=10-10
mol·L-1,pH=10的Ba(OH)2溶液中,由水电离出的c(H+)=10-10
mol·L-1。
(6)乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka,所以0.1
mol·L-1乙酸溶液中的c(H+)小于0.1
mol·L-1氯乙酸溶液中的c(H+),故0.1
mol·L-1乙酸溶液中水的电离程度更大,加水稀释,两种酸溶液中的c(H+)减小,水的电离程度均增大,故选c。
答案(1)> 升温促进水的电离,KW增大
(2)碱性 1×10-7
(3)向右 向右
(4)③=④>①=⑤>②=⑥
(5)等于 (6)c(共35张PPT)
第3课时 酸碱中和滴定
知识铺垫
必备知识
正误判断
1.氢氧化钠溶液与稀盐酸混合时发生反应的离子方程式为 ,该反应的反应类型为复分解反应中的 反应。?
2.紫色石蕊溶液遇酸(或酸性溶液)变为 色,遇碱(或碱性溶液)变为 色;无色酚酞溶液遇酸(或酸性溶液) ,遇碱(或碱性溶液)变为 色。?
3.OH-+H+=H2O是否只能代表强酸与强碱之间的反应?试用实例说明。
OH-+H+=H2O
中和
红
蓝
不变色
红
提示:不是,OH-+H+=H2O还可代表某些盐如NaHSO4与碱如NaOH间的反应。
知识铺垫
必备知识
正误判断
一、酸碱中和滴定的原理
1.定义
依据 ,用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。?
2.原理
(1)实质: (填离子方程式)。?
(2)原理:中和反应中酸提供的H+与碱提供的OH-的物质的量相等。即c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱。
【微思考1】酸、碱恰好完全中和时,所用酸和碱的物质的量是否一定相等?
中和反应
H++OH-=H2O
提示:不一定。若酸和碱的元数相同,则所用酸和碱的物质的量相等,否则不相等。
知识铺垫
必备知识
正误判断
二、酸碱中和滴定的基础知识
1.仪器及使用
酸式滴定管
碱式滴定管
铁架台
烧杯
锥形瓶
知识铺垫
必备知识
正误判断
(2)滴定管的使用:
①检查仪器:使用前先检查滴定管活塞
。?
②润洗仪器:在加入反应液之前,洁净的滴定管要用所要盛装的溶液润洗 次。?
③加入反应液:分别将反应液加入到相应滴定管中,使液面位于滴定管刻度 处。?
④调节起始读数:在滴定管下放一烧杯,调节活塞,使滴定管尖嘴部分 ,并使液面处于 ,准确读取数值并记录。?
是否漏水
2~3
“0”以上2~3
mL
充满反应液
“0”刻度
知识铺垫
必备知识
正误判断
2.试剂
酸碱中和滴定所用试剂为 、 和指示剂,酸碱中和滴定中通常用 或 作指示剂。?
3.常见酸碱指示剂的变色范围
【微思考2】酸碱中和滴定实验中,为何一般不用紫色石蕊作指示剂?
标准液
待测液
甲基橙
酚酞
红
蓝
橙
红
提示:石蕊的颜色变化不明显,会使滴定误差变大。
知识铺垫
必备知识
正误判断
4.实验数据的处理(以用标准盐酸滴定NaOH溶液为例)
重复实验2~3次,根据c(NaOH)= ,计算出每一次实验中待测NaOH溶液的浓度c(NaOH),然后求其平均值即可。?
知识铺垫
必备知识
正误判断
(1)任何酸、碱反应的离子方程式都可写作H++OH-=H2O。
( )
(2)对滴定管内的溶液读数时,仰视使读数偏小。
( )
(3)酸式滴定管用于量取酸性溶液,碱式滴定管用于量取碱性溶液。
( )
(4)酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差。
( )
答案:(1)× (2)× (3)√ (4)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
酸碱中和滴定实验的关键及重要操作
问题探究
1.中和滴定原理是酸的物质的量与碱的物质的量相等时,二者恰好反应,对吗?
2.酸式滴定管和碱式滴定管能交换使用吗?
答案:不对;酸、碱完全反应时,n(H+)=n(OH-),但酸与碱的物质的量不一定相等,因为酸有一元酸、多元酸之分,碱也有一元碱和多元碱之分。
答案:不能交换使用,因为酸式滴定管有磨砂的玻璃活塞,容易被碱液腐蚀;碱式滴定管有橡胶管,容易被酸性溶液腐蚀。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.某一50.00
mL的酸式滴定管目前的读数是25.00
mL,若将溶液全部放完,则放出溶液的体积是25.00
mL吗?
答案:不是;要大于25.00
mL,因为酸式滴定管最大刻度线下有一定的空间,所以放出溶液的体积大于25.00
mL。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
(1)中和滴定通过溶液颜色变化来判定终点,主要用来测定消耗
(2)“二管二洗”——酸式滴定管、碱式滴定管先用蒸馏水洗,再用待盛液润洗;“一瓶一洗”——锥形瓶只用蒸馏水洗。
(3)在中和滴定实验中,已知浓度的标准溶液是放在锥形瓶中还是滴定管中是人为规定的,只要指示剂和滴定管能够和实验要求相符合(指示剂变色范围在终点pH突变范围之内,滴定管不过大或过小)即可。当然,一般情况下,待测液和指示剂放在锥形瓶中,标准溶液放在滴定管中。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1阅读下列实验内容,根据题目要求回答问题。
某学生为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00
mL待测硫酸溶液配制100
mL稀硫酸;以0.14
mol·L-1的NaOH溶液滴定上述稀硫酸25.00
mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00
mL。
(1)该学生用0.14
mol·L-1NaOH标准溶液滴定稀硫酸的实验操作如下:
A.用酸式滴定管取稀硫酸25.00
mL,注入锥形瓶中,加入指示剂
B.用待测液润洗酸式滴定管
C.用蒸馏水洗干净滴定管
D.取碱式滴定管用标准NaOH溶液润洗后,将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上2~3
mL处,再把碱式滴定管固定好,调节液面至“0”刻度
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
E.检查滴定管是否漏水
F.另取锥形瓶,再重复操作一次
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度
①滴定操作的正确顺序是 (用序号填写);?
②该滴定操作中应选用的指示剂是 ;?
③在G操作中判断滴定终点的方法是 。?
(2)如有1
mol·L-1和0.1
mol·L-1的NaOH溶液,应用
mol·L-1的NaOH溶液,原因是 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)ECDBAGF ②酚酞 ③滴入半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪色
(2)0.1 溶液浓度越稀,误差就越小
解析:(1)①中和滴定实验的步骤为检漏→洗涤→润洗→加液→滴定,故顺序为ECDBAGF;②指示剂可以使用酚酞;③达到滴定终点时,滴入半滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色(或粉红色),且半分钟不褪色。(2)进行滴定时,所用标准溶液浓度越稀,误差就越小,故选用0.1
mol·L-1氢氧化钠溶液。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1用物质的量浓度为a
mol·L-1的标准NaOH溶液去滴定V
mL盐酸,请填写下列空白:
(1)碱式滴定管用蒸馏水洗净后,接下来应该进行的操作是 。?
(2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入 (填“甲”或“乙”)中。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(3)如图是碱式滴定管中液面在滴定前后的读数,c(HCl)=
mol·L-1。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(4)取20.00
mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
①滴定达到终点的标志是 。?
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 (保留两位有效数字)。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)用标准NaOH溶液润洗
(2)乙
(4)①当滴入半滴标准液,溶液由无色恰好变成浅红色,且半分钟内不褪色 ②0.11
mol·L-1
解析:滴定管用蒸馏水洗净后应用待装液润洗。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
酸碱中和滴定误差分析
问题探究
1.滴定管在用蒸馏水洗净后,若不用标准液润洗,将会对滴定结果有何影响?
2.盛放待测液的锥形瓶在加待测液之前未干燥,将会对滴定结果有何影响?
答案:使滴定结果偏大。
答案:无影响。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
1.误差分析的依据(以一元酸、碱溶液的滴定为例)
液时,c标准、V待测均为定值,c待测的大小由V标准的大小决定。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.常见的误差分析
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2下列实验操作不会引起误差的是( )
A.酸碱中和滴定时,用待测液润洗锥形瓶
B.酸碱中和滴定时,用蒸馏水冲洗干净的滴定管直接盛装标准溶液
C.用NaOH标准溶液测定未知浓度的盐酸时,选用酚酞做指示剂,实验时不小心多加了几滴指示剂
D.用标准盐酸测定未知浓度NaOH溶液,结束实验时,酸式滴定管尖嘴部分有气泡,开始实验时无气泡
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:C
解析:A项,锥形瓶一定不要用待测液润洗,否则使待测液的体积偏大,消耗标准液的体积偏大,从而使所测浓度偏大。B项,用蒸馏水冲洗干净的滴定管无论是盛装标准溶液,还是量取待测溶液,都必须用待装溶液润洗2~3次,否则会使待装溶液比原来溶液的浓度偏小,影响结果。C项,在滴定过程中,指示剂多加了几滴,一般不影响实验结果。D项,开始实验时酸式滴定管中无气泡,结束实验时有气泡,会导致所读取的V(盐酸)偏小,依据V(盐酸)·c(HCl)=V(NaOH溶液)·c(NaOH),所测的c(NaOH)偏小。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
俯视或仰视所产生的误差分析
在进行误差分析时,要特别注意俯视(视线偏高)及仰视(视线偏低)的含义,并注意区分俯视、仰视对量筒、滴定管产生误差的不同(如图)。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2用标准NaOH溶液滴定待测盐酸的下列操作中,会使测定结果偏高的是( )
A.碱式滴定管用蒸馏水洗净后,未经标准液润洗就注入标准NaOH溶液
B.用酸式滴定管取待测液时,尖嘴部分有气泡,使用过程中变无
C.锥形瓶中有少量蒸馏水
D.滴定前,读碱液体积时,仰视读数
答案:A
解析:C(NaOH)标准·V(NaOH溶液)标准=c(HCl)待测·V(HCl溶液)待测,A项未润洗,会使V(NaOH溶液)增大,使c(HCl)偏高;B项气泡体积充当了盐酸的体积,会使消耗V(NaOH溶液)偏少,c(HCl)偏低;锥形瓶中有少量水对测定结果无影响;D项滴定前仰视,会使V(NaOH)偏小,使测得c(HCl)偏低。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.(双选)下列有关叙述中正确的是( )
A.滴定管下端连有乳胶管的为碱式滴定管
B.滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后必须要烘干
C.滴定前,应先排出滴定管尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中眼睛应注视滴定管内液面的变化
答案:AC
解析:B项,滴定前,锥形瓶洗净后无须干燥;D项,滴定过程中眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色变化。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.(双选)用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,所选用的滴定管如图甲、乙所示,从下表中选出正确选项( )
答案:CD
解析:甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,且碱式滴定管不能盛放酸液,故A项不正确;酸式滴定管不能盛放碱液,故B项不正确。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.用标准NaOH溶液滴定盐酸时,若配制标准溶液称取的NaOH固体中含有下列杂质时,会引起滴定结果偏低的是( )
A.NaCl
B.Na2O
C.Na2CO3
D.NaHCO3
答案:B
解析:若含NaCl,因NaCl不会消耗盐酸,所配NaOH浓度偏小,滴定同体积的盐酸消耗的标准溶液要多,导致结果偏高。B、C、D项中物质均与盐酸反应,每消耗1
mol
HCl,需要31
g
Na2O,或53
g
Na2CO3,或84
g
NaHCO3,或40
g
NaOH。如果NaOH固体内含Na2O,则配得的标准溶液实际耗酸能力强于纯NaOH溶液,只需较少的标准溶液就可把同样多的酸中和,导致结果偏低。如果含Na2CO3或NaHCO3,则标准溶液的耗酸能力降低,消耗标准溶液体积增大,会使结果偏高。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
4.某同学欲用已知物质的量浓度为0.100
0
mol·L-1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择酚酞作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 。直到因加入半滴盐酸,溶液的颜色由 色变为 色,半分钟不恢复原色,立即停止滴定。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是 (填序号)。?
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
E.滴定过程中,锥形瓶的振荡过于激烈,使少量溶液溅出
(3)若第一次滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如下图所示。则起始读数为V1=
mL,终点读数V2=
mL。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(4)再结合下表数据,计算被测氢氧化钠溶液的物质的量浓度是
mol·L-1。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)锥形瓶内溶液颜色的变化 红 无
(2)DE (3)9.00 26.12 (4)0.171
1第三章水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第2课时 pH的计算
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.将10
mL
pH=1的CH3COOH溶液加水稀释至100
mL后,溶液的pH为( )
A.2
B.2C.1D.无法判断
解析弱酸、弱碱溶液在稀释过程中不仅有浓度的变化,还有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH的范围。
答案C
2.忽略溶液混合时体积的变化,下列叙述正确的是( )
A.95
℃时纯水的pH<7,说明加热可使水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释到体积为原溶液的10倍后pH=4
C.0.2
mol·L-1的盐酸与等体积水混合后,pH=1
D.25
℃与60
℃时,水的pH相等
解析温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;醋酸是弱酸,稀释到体积为原溶液的10倍,3℃)>pH(60
℃),D项错误。
答案C
3.下列各混合或稀释后的溶液中,pH最大的是( )
A.pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1
000倍
B.pH=11的氨水稀释到原体积的1
000倍
C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合
D.pH=5的盐酸稀释到原体积的1
000倍
解析pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1
000倍后,pH=8;pH=11的氨水稀释到原体积的1
000倍后,由于稀释促进NH3·H2O的电离,故11>pH>8;pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7;pH=5的盐酸稀释到原体积的1
000倍后,pH接近7但小于7。所以B项溶液的pH最大。
答案B
4.25
℃时,向V
mL
pH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH溶液10V
mL时,溶液中的Cl-和Na+的物质的量相等,则a+b的值是( )
A.13
B.14
C.15
D.不能确定
解析由HCl+NaOHNaCl+H2O知,当Cl-和Na+的物质的量相等时,HCl和NaOH完全反应,即盐酸中的n(H+)等于NaOH中的n(OH-),则10-a·V=10-14+b·10V,则a+b=13。
答案A
5.25
℃时,将某强酸溶液和某强碱溶液按1∶100的体积比混合后,溶液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的pH之和为( )
A.12
B.13
C.14
D.15
解析强酸溶液和强碱溶液按1∶100的体积比混合恰好呈中性,则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度的100倍,故pH和为12,选A。
答案A
6.对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是
( )
A.1
mL该溶液稀释至100
mL后,pH小于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+)的比值为10-12
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的100倍
解析pH为1的硝酸溶液稀释到体积为原来的100倍后,pH增大2个单位,A项错误。B项,pH(强酸)+pH(强碱)=14,等体积混合时完全中和,正确。pH为1的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-13
mol·L-1,C项中两者之比为=1012,不正确。pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-11
mol·L-1,=10-2,D项错误。
答案B
7.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于7的是( )
A.pH=3的硝酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液
B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
C.pH=3硫酸溶液跟pH=11的氢氧化钠溶液
D.pH=3的磷酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液
解析A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等,即pH强酸+pH强碱=14,恰好完全中和,所得混合液的pH=7;B项,pH强酸+pH弱碱=14,混合后碱过量,pH>7;D项,pH弱酸+pH强碱=14,混合后酸过量,pH<7。
答案B
8.(1)常温下,有pH为12的NaOH溶液10
mL,若将溶液分成两等份,其中一份加入水,另一份加入pH=10的NaOH溶液,最终均将其溶液的pH变为11,则加入水与NaOH溶液的体积比为 。?
(2)若向10
mL
pH为12的NaOH溶液中加入pH=2的任意一元酸HR溶液V
mL,最终也将溶液的pH变为11,则V的取值范围是 。(设溶液的体积可以直接相加;计算结果保留到小数点后一位)?
解析(1)设加入水的体积为V水,pH=10的氢氧化钠溶液的体积为V碱,由题意得:=10-3
mol·L-1,解得:V水=45
mL。
=
10-3
mol·L-1,解得V碱=50
mL,。
(2)若HR为强酸,由题意得:
=10-3
mol·L-1,解得:V=8.2
mL。
若HR为弱酸,弱酸在水中不能全部电离,故所需体积小于8.2
mL,综上得V≤8.2
mL。
答案(1)9∶10 (2)V≤8.2
mL
提升能力跨越等级
1.在25
℃时,关于下列溶液混合后所得混合溶液的pH的说法中正确的是( )
A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11
B.pH=5的盐酸稀释到体积为原溶液的1
000倍,溶液的pH=8
C.pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7
D.pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
解析A项,c(OH-)混合=
mol·L-1≈5.0×10-3
mol·L-1,c(H+)混合=
mol·L-1=2×10-12
mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg
2=11.7,A项不正确;B项,pH=5的盐酸稀释后溶液不会呈碱性,B项不正确;D项,NH3·H2O为弱电解质,则pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合后,溶液呈碱性,D项不正确。
答案C
2.(2019天津卷)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:
b点>c点
C.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
解析A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点答案C
3.pH=2的A、B两种酸溶液各1
mL,分别加水稀释到1
000
mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是
( )
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性强
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:5>a>2
解析由图像可以看出,稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的酸性强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误;由图知,稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A中c(H+)小于B中c(H+),此时A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱,B项错误;a=5时表明,1
mL
pH=2的A酸溶液稀释到1
000
mL,pH增加3,故A一定是强酸,1
mL
pH=2的B酸溶液稀释到1
000
mL,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释到1
000
mL后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有5>a>2,若A是强酸,则a=5,D项错误。
答案C
4.浓度均为0.10
mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
解析根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,溶液pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lg=2时,两溶液同时升高温度,由于ROH是弱碱,溶液中c(R+)增大,而c(M+)不变,则减小,错误。
答案D
5.(双选)室温时,将x
L
pH=a的稀NaOH溶液与y
L
pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是( )
A.若x=y,且a+b=14,则pH=7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
解析·10a+b-14。若a+b=14,x=y,则n(OH-)=n(H+),pH=7,A项正确;若a+b=13,10x=y,则·10a+b-14=,溶液呈酸性,pH<7,B项错误;若ax=by且a+b=13,则·10a+b-14=<1(a>b),故pH<7,C项错误;若x=10y,且a+b=14,则·10a+b-14=10,pH>7,D项正确。
答案AD
6.(双选)有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[]。下列表述正确的是( )
A.在25
℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=0
B.在25
℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.在25
℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.在25
℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)
解析若溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),=1,AG=0,A项正确;若溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),>1,AG>0,B项错误;若溶液呈碱性,c(H+)答案AD
7.25
℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va(1)a值可否等于3? (填“可”或“否”),其理由是 ;?
(2)a值可否等于5? (填“可”或“否”),其理由是 ;?
(3)a的取值范围是 。?
解析本题考查酸碱中和反应,溶液pH与数学思维方法结合能力。利用数学中反证法解题:
(1)若a=3,由a=0.5b,可推知b=6,溶液显酸性,与题意相悖,故a≠3。
(2)若a=5,酸溶液中c(H+)=10-5
mol·L-1,由a=0.5b,则b=10,碱溶液中c(OH-)=10-4
mol·L-1,10-5Va=10-4Vb,Va∶Vb=10>1,不符合题意,故a≠5。
(3)由a=0.5b,则b=2a>7,故a>;又因为=10(a+b-14)<1,所以a+b-14<0,而将b=2a代入后,有3a<14,a<,则a的取值范围为答案(1)否 若a=3,由a=0.5b,可推知b=6,溶液显酸性,与题干矛盾 (2)否 若a=5,酸溶液中c(H+)=10-5
mol·L-1,由a=0.5b,则b=10,碱溶液中c(OH-)=10-4
mol·L-1,10-5Va=10-4Vb,Va∶Vb=10>1,与题干矛盾 (3)8.(1)某温度(T
℃)时,测得0.01
mol·L-1
NaOH溶液的pH=11,则该温度下水的KW= 。?
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va
L与pH=b的H2SO4溶液Vb
L混合。
①若所得混合液为中性,且a=11,b=3,则Va∶Vb= 。?
②若所得混合液为中性,且Va∶Vb=10∶1,则a+b= 。?
③若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。?
解析(1)T
℃时,0.01
mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=10-2
mol·L-1,其pH=11,即c(H+)=10-11
mol·L-1,则水的离子积为10-13。
(2)①pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-2
mol·L-1,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3
mol·L-1,若混合后呈中性,则硫酸溶液体积为氢氧化钠溶液体积的10倍,即Va∶Vb=1∶10。
②若所得混合液呈中性,且Va∶Vb=10∶1,则硫酸溶液中c(H+)为氢氧化钠溶液中c(OH-)的10倍。即硫酸溶液中c(H+)=10-b
mol·L-1,氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-b-1
mol·L-1,其c(H+)=
mol·L-1=10-(12-b)
mol·L-1,则a=12-b,所以a+b=12。
③若混合液pH=10,即c(OH-)=10-3
mol·L-1,则c(OH-)=10-3
mol·L-1=
mol·L-1,得Va∶Vb=1∶9。
答案(1)10-13 (2)①1∶10 ②12 ③1∶9
贴近生活拓展创新
某温度(T
℃)下的溶液中,c(H+)=10-x
mol·L-1,c(OH-)=10-y
mol·L-1,x与y的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积KW= ,则T (填“>”“<”或“=”)25。?
(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:
实验
序号
Ba(OH)2溶液的
体积/
mL
盐酸的
体积/
mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则a= ,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=
mol·L-1。?
(3)在此温度下,将0.1
mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1
mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
甲
乙
丙
丁
0.1
mol·L-1
Ba(OH)2
溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1
mol·L-1
NaHSO4
溶液体积/mL
5
10
15
20
①按丁方式混合后,所得溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。?
②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式: 。?
③按甲方式混合后,所得溶液的pH为 。?
解析(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-x·10-y=10-(x+y),根据图示可知当x=12时,c(OH-)=1
mol·L-1,当y=12时,c(H+)=1
mol·L-1,故KW=1×10-12。根据温度越高,水的电离程度越大,KW也随之越大,可知T>25。
(2)此条件下,pH=6时,溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得,Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-4
mol·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3L×10-4
mol·L-1=22.00×10-3
L×10-a
mol·L-1,可得a=4,即pH=4。实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=10-7
mol·L-1。
(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+的物质的量相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时,反应前:n(Ba2+)=10-3
mol,n(OH-)=2×10-3
mol,n(H+)=n(S)=10-3
mol,实际反应的Ba2+、OH-、H+、S的物质的量均为10-3
mol,故反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)=
mol·L-1=0.1
mol·L-1,c(H+)=10-11
mol·L-1,pH=11。
答案(1)1×10-12 > (2)4 10-7
(3)①中 ②Ba2++OH-+H++SBaSO4↓+H2O ③11(共28张PPT)
第2课时 pH的计算
必备知识
正误判断
1.pH计算公式:pH= 。?
2.强酸和强碱溶液的pH计算:
(1)强酸溶液(以c
mol·L-1的HnA溶液为例)
c(H+)=
mol·L-1,pH=-lgc(H+)=
。?
(2)强碱溶液[以c
mol·L-1的B(OH)n溶液为例]
c(OH-)=
mol·L-1,c(H+)=
mol·L-1,
pH=-lgc(H+)= 。?
-lgc(H+)
nc
-lgnc
nc
必备知识
正误判断
【微思考】下列问题中的溶液都处于常温下。
(1)pH=3的某盐酸中,c(H+)为多少mol·L-1?由水电离产生的c(H+)又是多少
mol·L-1?
(2)0.05
mol·L-1
H2SO4溶液中,c(OH-)为多少mol·L-1?其pH等于多少?
(3)将0.4
g
NaOH固体溶于水,得到1
L溶液,c(OH-)为多少mol·L-1?pH为多少?
提示:(1)1.0×10-3 1.0×10-11
(2)1.0×10-13 1
(3)0.01 12
必备知识
正误判断
(1)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性。
( )
(2)用pH试纸测定氯水的pH为3。
( )
(3)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1。
( )
(4)25
℃时,某溶液中水电离出的c(H+)=10-13,则该溶液的pH一定为13。
( )
(5)室温下,pH=3的盐酸跟pH=11的氨水等体积混合后,pH一定大于7。
( )
(6)室温下,pH=3的磷酸跟pH=11的氢氧化钾溶液等体积混合后,pH一定大于7。
( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
溶液pH的计算
问题探究
pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
一、单一溶液pH的计算
1.强酸溶液,pH=-lgc(H+)。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
二、混合溶液pH的计算
1.强酸溶液与强酸溶液混合
强酸溶液与强酸溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后pH=pH小+0.3。
2.强碱溶液与强碱溶液混合
强碱溶液与强碱溶液等体积混合,若pH差值≥2,混合后的pH=pH大-0.3。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
3.强酸溶液与强碱溶液混合
常温下,若恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7;
常温下,酸、碱溶液等体积混合,且酸与碱溶液的pH之和为14:
若为强酸与强碱,则pH=7;
若为强酸与弱碱,则pH>7;
若为弱酸与强碱,则pH<7。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例1(1)常温下,某H2SO4溶液的浓度是0.005
mol·L-1,此溶液的pH为 。用水稀释到原来体积的100倍,pH为 。再继续稀释到溶液体积的104倍,pH 。?
(2)常温下,pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合后溶液的pH为 。?
(3)常温下,pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为 。?
(4)常温下,pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合后,溶液的pH为 。?
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:(1)2 4 接近7 (2)3.3
(3)11.7 (4)11.7
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合的pH速算技巧
当不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合时,若pH之差≥2,则混合后溶液的pH的计算有如下口诀:
强酸强酸等体掺,小值加上0.3;
强碱强碱等体掺,大值减去0.3。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练1常温下,将pH为8的NaOH溶液与pH为10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的氢离子浓度最接近于( )
A.2×10-10
mol·L-1
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:A
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
酸(或碱)溶液稀释后pH的计算及大小比较
问题探究
对于pH=a的强酸和弱酸溶液,均稀释到原溶液体积的10n倍(a+n<7),试写出稀释后溶液的pH或范围。
答案:稀释到原溶液体积的10n倍,强酸溶液的pH就增大n个单位,即稀释后强酸溶液的pH=a+n,弱酸溶液的pH范围:a任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
深化拓展
酸、碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示
(1)强酸、弱酸溶液的稀释:
(2)强碱、弱碱溶液的稀释:
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
素能应用
典例2常温下,pH=11的X、Y两种碱溶液各1
mL,分别稀释至100
mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C.分别完全中和X、Y这两种碱溶液时,消耗同浓度盐酸的体积:V(X)>V(Y)
D.若9任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
答案:D
解析:因为pH=11的X、Y两种碱溶液稀释到原溶液体积的100倍时,pH:Y>X,所以物质的量浓度:c(Y)>c(X),稀释后溶液碱性:Y>X,故A、B均错误;因为c(Y)>c(X)且V(Y)=V(X),故n(Y)>n(X),所以消耗同浓度的盐酸时,Y消耗得多,C错误;若9任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
(1)酸、碱溶液无限稀释。
pH只能无限接近于7,酸溶液pH不可能大于7,碱溶液pH不可能小于7。
(2)对于物质的量浓度相同的强酸溶液和弱酸溶液稀释到原溶液体积的相同倍数。
强酸溶液pH变化程度比弱酸溶液大(强碱和弱碱类似)。
弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范围。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
变式训练2将体积为10
mL、pH为3的乙酸溶液和盐酸分别加水稀释至a
mL和b
mL,测得稀释后pH均为5,则稀释后溶液的体积( )
A.a=b=100
mL
B.a>b
C.a=b=1
000
mL
D.a答案:B
解析:稀释后,弱酸溶液中n(H+)增加,强酸溶液中n(H+)不变,要使稀释后两溶液中c(H+)仍相同,则弱酸溶液中加入水的体积大于强酸的,即a>b。
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
1.pH=2的盐酸与pH=6的盐酸等体积混合后,溶液的pH约为( )
A.2
B.2.3
C.1.7
D.5.7
答案:B
任务一
任务二
素养脉络
随堂检测
2.将pH=2的盐酸平均分为2份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量氢氧化钠溶液后,pH都升高了1,则加入的水与氢氧化钠溶液的体积比为( )
A.9∶1
B.10∶1
C.11∶1
D.12∶1
答案:C
解析:设每份盐酸的体积为1
L,将pH=2的盐酸加水,pH升高1,说明加入水的体积为9
L;另一份加入与盐酸物质的量浓度相同的适量氢氧化钠溶液后,pH升高1,可设加入氢氧化钠溶液的体积为x,则0.01
mol·L-1×1
L-0.01
mol·L-1×x=0.001
mol·L-1×(1+x),解得
任务一
任务二
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3.(双选)下列叙述正确的是( )
B.pH=3的盐酸和醋酸溶液分别升高相同的温度,pH均不变
C.在等体积等pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入等质量的相同锌粒,若只有一种溶液中的锌粒有剩余,则该溶液一定是盐酸
D.两种氨水的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c2=10c1
任务一
任务二
素养脉络
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答案:AC
解析:A项,加水稀释时,n(NH3·H2O)减小,n(OH-)增大,所以
减小,正确;B项,盐酸升温,pH不变,但醋酸溶液升温,CH3COOH电离度增大,pH减小,错误;C项,等体积等pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸是弱酸,浓度更大,能与更多的锌粒反应,正确;D项,溶液越稀,电离程度越大,若电离程度相同时,c2=10c1,由于c1对应的NH3·H2O电离程度大,所以c2>10c1。
任务一
任务二
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4.25
℃,若10体积的某强碱溶液与1体积的某强酸溶液混合后,溶液呈中性,则混合之前,该强碱溶液的pH与强酸溶液的pH之间该满足的关系是 。?
答案:酸溶液的pH与碱溶液的pH之和为13
解析:由题意知,本题为酸、碱混合后完全中和,根据中和反应的实质可知,酸中n(H+)与碱中n(OH-)相等,故有c(H+)酸V(酸)=c(OH-)碱V(碱),由此关系列式可求得结果。
mol·L-1=10-(14-b)
mol·L-1。
因为混合后溶液呈中性,所以c(H+)酸V(酸)=c(OH-)碱V(碱),即
10-a×V=10-(14-b)×10V
10-a=10-(13-b)
解得a=13-b,a+b=13,即酸溶液的pH与碱溶液的pH之和为13。
任务一
任务二
素养脉络
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5.(1)现有pH=2的稀盐酸100
mL,要使它的pH=3,如果加入蒸馏水,需加水 mL;如果加入pH=4的稀盐酸,需加入此稀盐酸 mL(假定溶液体积有加和性,下同)。?
(2)将pH=8的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH= 。?
(3)将0.1
mol·L-1盐酸和0.06
mol·L-1氢氧化钡溶液等体积混合后,该混合溶液的pH= 。?
(4)25
℃时,pH=a的X体积的某强酸溶液与pH=b的Y体积的某强碱溶液混合后,溶液呈中性,已知a+b=15,则X∶Y= 。?
任务一
任务二
素养脉络
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答案:(1)900 1
000 (2)10.7 (3)12 (4)10∶1第三章水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第3课时 酸碱中和滴定
课后篇素养形成
夯实基础轻松达标
1.准确量取25.00
mL
KMnO4溶液,可选用的仪器是
( )
A.50
mL量筒
B.10
mL量筒
C.50
mL酸式滴定管
D.50
mL碱式滴定管
解析由于所取溶液体积的精确度为0.01
mL,故应选用滴定管,又因KMnO4等强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的乳胶管,故只能盛装在酸式滴定管中。
答案C
2.某同学在实验报告中记录了下列数据,其中正确的是
( )
A.用25
mL量筒量取12.36
mL盐酸
B.用pH试纸测出某溶液pH为3.5
C.用托盘天平称取8.75
g食盐
D.用酸式滴定管测出消耗盐酸的体积为15.60
mL
解析25
mL的量筒不能读数到小数点后2位;pH试纸可识别的pH差约为1;托盘天平仅可以读数到0.1
g。
答案D
3.下面是中学化学实验室中几种常见的玻璃仪器,在仪器上标明具体使用温度的是( )
A.圆底烧瓶
B.滴定管
C.烧杯
D.锥形瓶
解析精确度较高的量器都需要考虑温度的影响,所以都会标明具体的使用温度。
答案B
4.一支规格为a
mL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在m
mL处,当液面降到n
mL处时,下列判断正确的是( )
A.流出溶液的体积为(m-n)mL
B.流出溶液的体积为(n-m)mL
C.管内溶液体积等于(a-n)mL
D.管内溶液体积多于n
mL
解析滴定管的结构特点:“0”刻度在上,自上而下,刻度数值逐渐增大,故放出液体的体积为(n-m)mL。
答案B
5.用已知物质的量浓度的盐酸滴定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,下列操作中不正确的是( )
A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后,直接加入已知物质的量浓度的盐酸
B.锥形瓶用蒸馏水洗净后,直接加入一定体积的未知物质的量浓度的NaOH溶液
C.滴定时,左手控制活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛时刻注视着锥形瓶内颜色的变化
D.读数时,视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平
解析滴定管用蒸馏水洗净后,要用待装液润洗2~3次。
答案A
6.关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是( )
A.①可用于测溶液pH
B.②是用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液
C.③是滴定操作时手的操作
D.④中滴入半滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终点
解析A、B、C三项都正确;D项,④中滴入半滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,且半分钟内不恢复成原来的颜色,即达到滴定终点,错误。
答案D
7.下面是一段关于酸碱中和滴定实验操作的叙述:①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次 ②在一锥形瓶中加入25
mL待测NaOH溶液 ③加入几滴石蕊溶液作指示剂 ④取一支酸式滴定管,洗涤干净 ⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定 ⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶 ⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面下降,直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为( )
A.④⑥⑦
B.①⑤⑥⑦
C.③⑤⑦
D.①③⑤⑦
解析锥形瓶不用待测液润洗,①错;石蕊变色不明显,不易观察颜色,在酸碱中和滴定时一般不用石蕊作指示剂,③错;滴定管使用前要润洗,⑤错;滴定过程中,眼睛应始终观察锥形瓶中溶液颜色的变化,⑦错。
答案D
8.用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,若测定结果偏低,其原因可能是( )
A.配制标准溶液的固体KOH中混有NaOH杂质
B.滴定终点读数时,仰视滴定管的刻度,其他操作正确
C.盛装待测液的锥形瓶用蒸馏水洗过后再用待测液润洗
D.滴定到终点读数时,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴溶液
解析A项将会使标准碱液的c(OH-)偏大,滴定时耗用的V(OH-)偏小,导致结果偏低,故正确;终点时仰视读数,将使读取碱液的体积偏大,测定结果偏高,B项错误;用待测液润洗锥形瓶将使测定结果偏高,C项错;滴定终点时,滴定管尖嘴处悬挂溶液将使读取的标准液体积偏大,测定结果偏高,D项错。
答案A
提升能力跨越等级
1.两人用同一瓶盐酸滴定同一瓶NaOH溶液。甲将锥形瓶用NaOH待测液润洗后,使用水洗过的碱式滴定管取碱液于锥形瓶中;乙则用甲用过的滴定管取碱液于刚用蒸馏水洗过且存有蒸馏水的锥形瓶中。若其他操作及读数均正确,你的判断是( )
A.甲操作有错
B.乙操作有错
C.甲测定数值一定比乙小
D.乙实际测得值偏小
解析滴定管使用前需用待盛液润洗,而锥形瓶不应用碱液润洗。甲用过的滴定管对乙来说已润洗过。
答案A
2.酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH是否过量,判断它是否过量的方法是( )
A.加入5
mL盐酸进行滴定
B.再滴一滴待测盐酸
C.重新进行滴定
D.以上方法均不适用
解析判断是否过量的方法是再滴一滴待测盐酸,看颜色是否复原。
答案B
3.在25
℃时,用0.125
mol·L-1的标准盐酸滴定25.00
mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )
A.13
B.12
C.10
D.11
解析由图示可知,V(HCl溶液)=20.00
mL时,pH=7,HCl与NaOH恰好完全反应,由c(HCl)·V(HCl溶液)=c(NaOH)·V(NaOH溶液)知,c(NaOH)==0.1
mol·L-1。由KW=c(H+)·c(OH-)知,0.1
mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)=10-13
mol·L-1,即其pH=13。
答案A
4.如图为10
mL一定物质的量浓度的盐酸,用一定浓度的NaOH溶液滴定的图示,依据图示可推出HCl和NaOH的物质的量浓度( )
选项
A
B
C
D
HCl物质的量浓度/(mol·L-1)
0.12
0.04
0.03
0.09
NaOH物质的量浓度/(mol·L-1)
0.04
0.12
0.09
0.03
解析观察图知,当NaOH溶液用至30
mL时正好将盐酸中和,根据c酸V酸=c碱V碱,V酸∶V碱=10∶30=1∶3,则c酸∶c碱=3∶1,故B、C选项被排除;又由于加入NaOH溶液20
mL时,溶液pH已达到2,设HCl的浓度为3x,则NaOH的浓度为x。c(H+)=
mol·L-1=0.01
mol·L-1,x=c(NaOH)=0.03
mol·L-1,3c(NaOH)=0.09
mol·L-1,故选D。
答案D
5.(双选)用滴定法测定Na2CO3(含NaCl杂质)的质量分数,下列操作会引起测定值偏高的是( )
A.试样中加入酚酞作指示剂,用标准酸液进行滴定
B.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入标准酸液进行滴定
C.锥形瓶先用蒸馏水洗涤,再用待测液润洗后,最后注入待测溶液进行滴定
D.滴定管用蒸馏水洗涤后,直接注入待测液,取20.00
mL进行滴定
解析此实验过程中,待测值为c(Na2CO3),根据酸与Na2CO3的反应可知,c(Na2CO3)·V待测液=k·c酸·V酸(k为标准酸与Na2CO3反应时的化学计量数之比)。A项,加入酚酞,对实验数据无影响;B项,此操作使V酸数值偏大,故使c(Na2CO3)偏大,最终所得Na2CO3质量分数偏高;C项,用待测液润洗锥形瓶,导致V酸数值偏大,故使c(Na2CO3)偏大,最终所得Na2CO3质量分数偏高;D项,此操作使c(Na2CO3)数值偏小,最终使所得Na2CO3质量分数偏低。
答案BC
6.在中和滴定操作过程中,用标准液滴定待测液,有以下各项因操作不当而引起的实验误差,用“偏高”“偏低”或“无影响”等填空:
(1)滴定管用蒸馏水洗净后,未用已知浓度的标准溶液润洗,使滴定结果 。?
(2)锥形瓶用蒸馏水洗净后,又用待测溶液润洗,使滴定结果 。?
(3)滴定管在滴定前尖嘴处有气泡,滴定过程中气泡消失,使滴定结果 。?
(4)滴定前平视,滴定终点俯视,使滴定结果 。?
(5)用NaOH溶液滴定盐酸(酚酞作指示剂),当加入半滴NaOH溶液时溶液呈浅红色,此时便停止滴定,可能使滴定结果 。?
(6)用含Na2O杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度 。?
(7)用含Na2CO3杂质的NaOH固体来配制已知浓度的标准溶液,用于滴定未知浓度的盐酸,使测得盐酸的浓度 。?
(8)洗涤锥形瓶时,误把稀食盐水当作蒸馏水,然后用锥形瓶装待测的盐酸,用NaOH标准溶液滴定时,对测得的结果 。?
解析酸碱中和滴定实验中误差分析的依据是c待=,若向待测溶液中滴加标准溶液,则由V标来分析实验误差。
(1)滴定管装液前未用标准溶液润洗,会使标准溶液被稀释,导致所耗V标偏大,使测定的c待偏高。
(2)锥形瓶装液前用待测溶液润洗,会使锥形瓶内待测的溶质增加,导致所耗V标偏大,使测定的c待偏高。
(3)气泡的体积计入了标准溶液,使结果偏高。
(4)滴定终点俯视读数,导致V标偏小,因而c待偏低。
(5)终点判断可能提前(应保持半分钟不褪色),会使结果偏低。
(6)用含Na2O的NaOH配制的NaOH标准溶液浓度偏高,因而所需滴入的标准溶液的体积偏小,测得结果偏低。
(7)中和相同体积的盐酸所需Na2CO3的质量比NaOH的质量大,故用含Na2CO3的NaOH配制标准溶液,会使V标偏大,结果偏高。
(8)用食盐水洗涤锥形瓶,对结果无影响。
答案(1)偏高 (2)偏高 (3)偏高 (4)偏低 (5)偏低 (6)偏低 (7)偏高 (8)无影响
7.用中和滴定法测定烧碱的纯度,若烧碱中不含有与酸反应的杂质,试根据实验回答:
(1)准确称取烧碱样品4.1
g,所用的主要仪器是 。?
(2)将样品配成250
mL的待测液,需要的仪器有 。?
(3)取10.00
mL待测液,用 量取并注入 中。?
(4)用0.201
0
mol·L-1标准盐酸滴定待测烧碱溶液,滴定时左手 ,右手 ,两眼注视 ,直到滴定终点。?
(5)根据下列数据,计算待测烧碱溶液的浓度: 。?
滴定次数
待测液
体积/mL
标准盐酸体积/mL
滴定前
读数/mL
滴定后读
数/mL
第一次
10.00
0.50
20.40
第二次
10.00
4.00
24.10
(6)根据上述数据,计算烧碱的纯度为 。?
(7)由于碱式滴定管调零时仰视读数,使计算出的烧碱溶液浓度与实际浓度比较( )
A.偏高
B.准确
C.偏低
D.可能偏高或偏低
解析(5)根据c(NaOH)·V(NaOH溶液)=c(HCl)·V(HCl溶液),将第一次实验数据代入,得c1(NaOH)=0.400
0
mol·L-1。同理得,c2(NaOH)=0.404
0
mol·L-1,则c(NaOH)==0.402
0
mol·L-1。
(6)样品中m(NaOH)=0.402
0
mol·L-1×0.250
L×40
g·mol-1=4.02
g,则烧碱的纯度为×100%=98%。
(7)由于调零时仰视读数,导致读取的碱液体积偏低,使得最后计算的浓度偏高。
答案(1)药匙、托盘天平、小烧杯
(2)小烧杯、玻璃棒、250
mL容量瓶、胶头滴管
(3)碱式滴定管(或移液管) 锥形瓶
(4)旋转酸式滴定管的玻璃活塞 摇动锥形瓶 锥形瓶中溶液颜色的变化
(5)0.402
0
mol·L-1 (6)98% (7)A
贴近生活拓展创新
现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有下列操作:
①向溶液中加入1~2滴指示剂。
②取20.00
mL标准溶液放入锥形瓶中。
③用氢氧化钠溶液滴定至终点。
④重复以上操作。
⑤用天平精确称取5.105
g邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为204.2)固体配制成250
mL标准溶液(测得pH约为4.2)。
⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。
(1)以上各步中,正确的操作顺序是 (填序号),上述②中使用的仪器除锥形瓶外,还需要 。?
(2)滴定并记录V(NaOH溶液)的初、终读数。数据记录如下表:
滴定次数
1
2
3
4
V(标准溶液)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH溶液)/
mL(初读数)
0.10
0.30
0.00
0.20
V(NaOH溶液)/
mL(终读数)
20.08
20.30
20.80
20.22
V(NaOH溶液)/
mL(消耗)
19.98
20.00
20.80
20.02
某同学在处理数据过程中取了4次滴定数据求得的NaOH溶液浓度的平均值。
他的计算合理吗? 。理由是 ?
。?
已知该实验用酚酞作指示剂,通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示,则a (填“>”“<”或“=”)20.02。
?
(3)步骤②中在调节起始读数时,滴定管的尖嘴部分必须充满溶液,如果滴定管内部有气泡,赶走气泡的操作是 。滴定前,用蒸馏水洗净碱式滴定管,然后加入待测定的氢氧化钠溶液,滴定,此操作使实验结果 (填“偏大”“偏小”或“不产生误差”)。
?
解析(1)因为邻苯二甲酸氢钾溶液显酸性,所以需用酸式滴定管(或移液管)移取。
(2)第3组实验所消耗的NaOH溶液的体积为20.80
mL,与其他三组数据相差太大,应舍弃不用;此题以酚酞作为指示剂,酚酞变色的范围是8.2~10.0,所以当pH=7时,还没有达到滴定终点,故a<20.02。
(3)c(NaOH)=
,若碱式滴定管未用NaOH待测液润洗,则消耗NaOH溶液的体积偏大,所测浓度偏低。
答案(1)⑤②①③④⑥ 酸式滴定管(或移液管)
(2)不合理 第3组数据明显偏大,不应采用 <
(3)快速放液 偏低