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Kw
升温
______
增大
加酸
左移
减小
不变
加碱
【提示】 右移 增大 减小
(3)升高温度,水的平衡常数如何变化?
【提示】 升高温度,水的平衡常数增大。
[认知升华]
水的电离
1.水极难电离,通常只有极少量的水分子发生电离;
由水分子电离出的
H+和OH-数目相等;
水的电离是可逆的吸热反应。
2.影响水的电离平衡的因素
水的电离:
条件变化
KW
电离程度
影响
升高温度
右移
促进
抑制
加活泼金
属如Na
3.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
KW表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度,但是一般情况下有:
(1)酸溶液中KW=c(H+)酸·
c(OH-)水(忽略水电离出的H+的浓度),即c(H+)水=c(OH-)水=KW/c(H+)酸。
(2)碱溶液中KW=c(H+)水·
c(OH-)碱(忽略水电离出的OH-的浓度),即c(H+)水=KW/c(OH-)碱。
(3)纯水中,水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定相等,即c(H+)=
c(OH-)=
[题组·
冲关]
题组1 影响水的电离平衡的因素
1.25℃时,水的电离达到平衡:
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CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
【解析】 本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。
解答时要先分析水的电离平衡的移动方向,再讨论c(H+)、c(OH-)或KW的变化。
向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(H+)减小,A项不正确;
向水中加入少量固体NaHSO4:
NaHSO4===Na++H++SO
,c(H+)增大,但KW不变,B项正确;
向水中加入少量CH3COOH后,使水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,c(H+)增大,C项不正确;
将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)均增大,KW增大,c(H+)增大,但仍呈中性,D项不正确。
【答案】 B
2.已知水在25℃和100℃时,电离平衡曲线如图所示:
(1)25℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说明理由____
________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)将A点变为B点,采取的措施是_________________________________
______________________________________________________________。
(3)C点c(H+)=________,D点c(OH-)=________。
【解析】
(1)水的电离是吸热过程,当温度升高时,促进水的电离,水的离子积增大,水中c(H+)、c(OH-)都增大,结合图像中A、B曲线变化情况及
c(H+)、c(OH-)可以判断25℃时水的电离平衡曲线应为A。
(2)A点KW=10-14,B点KW=10-12,故由A点变为B点须进行升温。
(3)c(H+)=
=
mol·
L-1
=10-8mol·
L-1。
L-1=10-8mol·
【答案】
(1)A 水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,c(H+)、c(OH-)小
(2)升高温度至100℃ (3)10-8mol·
L-1 10-8mol·
题组2 水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
3.常温下,0.1mol·
L-1的NaOH溶液中由水电离出的OH-的物质的量浓度为( )
A.0.1mol·
L-1 B.1.0×
10-13mol·
C.1.0×
10-7mol·
L-1D.1.0×
10-6mol·
【解析】 NaOH为强碱,在水溶液中完全电离为Na+和OH-,水电离出的OH-很少,可以忽略不计,所以0.1mol·
L-1的NaOH溶液中c(OH-)=
0.1mol·
L-1,则由水电离出的OH-的物质的量浓度=c(H+)=
=1.0×
4.25℃时,下列四种溶液中,由水电离生成的氢离子浓度之比是( )
①1mol·
L-1的盐酸 ②0.1mol·
L-1的盐酸 ③0.01mol·
L-1的NaOH溶液 ④1mol·
L-1的NaOH溶液
A.1∶10∶100∶1B.1∶10-1∶10-12∶10-14
C.14∶13∶12∶14D.14∶13∶2∶1
【解析】 25℃时,KW=1×
酸溶液中由水电离出的c(H+)等于该溶液中由水电离出的c(OH-),所以①c(H+)=1mol·
L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于10-14mol·
L-1;
②c(H+)=0.1mol·
L-1,则由水电离出的c(H+)=10-13mol·
碱溶液中由水电离出的c(H+)等于
该溶液中的c(H+),所以,③c(OH-)=0.01mol·
L-1,由水电离出的c(H+)=10-12mol·
L-1,④由水电离出的c(H+)=10-14mol·
即四种溶液中由水电离出的c(H+)之比为10-14∶10-13∶10-12∶10-14=1∶10∶100∶1。
【答案】 A
5.25℃时,在等体积的①0.5mol·
L-1的H2SO4溶液中
②0.05mol·
L-1Ba(OH)2溶液中 ③1mol·
L-1NaCl溶液中 ④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是( )【导学号:
29910034】
A.1∶10∶107∶107B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2D.107∶106∶2×
107∶2
【解析】 25℃时,0.5mol·
L-1H2SO4溶液中c(H+)=1mol·
L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14mol·
L-1,0.05mol·
L-1Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1mol·
L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13mol·
L-1,NaCl和纯水中由水电离出的c(H+)水均为10-7mol·
则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即电离水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。
溶液的酸碱性与pH
教材整理1 溶液的酸碱性
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
c(H+)与c(OH-)的关系
c(H+)的范围(25℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×
10-7
酸性溶液
c(OH-)<
c(H+)>
1.0×
碱性溶液
c(OH-)>
c(H+)<
2.溶液的酸碱性与pH
(1)pH
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
教材整理2 溶液酸碱性的测定方法
1.酸碱指示剂法
该法只能测其酸碱性,即pH的大致范围,不能测出具体数值,常见的酸碱指示剂的变色范围(pH):
2.pH试纸法
(1)种类
①广范pH试纸:
其pH范围是1~14(最常用)。
②精密pH试纸:
其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。
③专用pH试纸:
用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
(2)使用方法:
把小块pH试纸放在玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央,试纸变色后,与标准比色卡比较来确定溶液的pH。
(3)pH计测定法。
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+浓度来测定溶液的pH。
(1)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,甲同学使用pH试纸测定,请推测pH试纸呈什么颜色,溶液的酸碱性如何?
【提示】 试纸呈淡黄色,沸水呈中性。
(2)同样测定100℃沸水的pH及酸碱性,乙同学选择了pH计,请分析pH计的读数等于7吗?
水溶液还呈中性吗?
【提示】 由于沸水电离程度增大,溶液中c(H+)增大,所以测定的pH<
7,但由于c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
(3)由2的实验结果分析pH<
7的溶液一定是酸性溶液吗?
那么pH等于大于7的溶液一定分别是中性溶液和碱性溶液吗?
【提示】 不一定。
只有在常温下才能满足。
当在100℃的时候,水的离子积为1.0×
10-12,此时中性溶液的pH为6,pH<
6的为酸性溶液,pH>
6的为碱性溶液。
(4)丙同学测定溶液pH时先将pH试纸润湿后再进行测定。
分析这样测定的pH会有怎样的误差?
【提示】 可能变大,可能变小,也可能不变。
因为用水润湿以后再测定溶液的酸碱性时就相当于稀释溶液,当溶液为酸性时,酸性减弱,pH变大;
当溶液为碱性时,碱性减弱,pH变小;
当溶液呈中性时,用水润湿,没有影响,所以pH不变。
1.溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)、pH的关系
任意温度
常温(25℃)
溶液酸
碱性
c(H+)与c(OH-)的相
对大小
c(H+)与c(OH-)的相对大小
pH
c(OH-)c(H+)>
10-7mol/L
小于7
酸性
c(OH-)c(H+)<
大于7
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L
等于7
中性
2.25℃时,溶液酸碱性与c(H+)、pH的关系
溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的酸性越弱,碱性越强,pH越大。
3.溶液酸碱性的判断依据
[题组·
题组1 溶液酸碱性的判断
1.下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7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
【解析】 A项,只有在25℃下pH=7的溶液才呈中性,如100℃时,纯水中有:
c(H+)=c(OH-)=1.0×
10-6mol/L,此时pH=6为中性,pH=7为碱性,故A项错误;
B项,c(H+)=c(OH-)的溶液,一定为中性,故B项正确;
C项,如果酸、碱不是相同元数的酸、碱,如H2SO4和NaOH等物质的量混合,酸过量显酸性,故C项错误;
D项,如非电解质SO2溶于水得到H2SO3,显酸性,故D项错误。
2.下列说法正确的是( )【导学号:
29910035】
A.pH=6的溶液一定显酸性
B.常温下由水电离的c(OH-)为1×
10-8mol·
L-1的溶液一定呈酸性
C.c(H+)<
c(OH-)的溶液一定显碱性
D.c(OH-)=1×
L-1的溶液一定呈碱性
【解析】 溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小,利用pH或
c(H+)判断时应注意温度。
常温下由水电离的c(OH-)为1×
L-1,可能溶液中c(OH-)=1×
L-1,c(H+)=1×
L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c(H+)=1×
L-1,c(OH-)=1×
L-1,溶液呈碱性。
【答案】 C
3.313K时,水的KW=3.0×
10-14,则在313K时,c(H+)=10-7mol·
L-1的溶液( )
A.呈酸性 B.呈中性
C.呈碱性D.无法判断
【解析】 根据溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小判断。
由KW=c(H+)·
c(OH-)可得:
L-1=3.0×
L-1,
c(OH-),溶液显碱性。
题组2 溶液pH的测定
4.用pH试纸测定溶液的pH,正确操作是( )
A.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照
B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上,再与标准比色卡对照
C.将一小块试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照
D.将一小块试纸先用蒸馏水润湿后,再在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照
【解析】 A项,正确;
B项,pH试纸不能预先用蒸馏水润湿,否则测酸溶液的pH时将会使所测pH偏大,测碱溶液的pH时将会使所测pH偏小,而对中性溶液不影响;
C项,不能将pH试纸浸入到溶液中去测溶液的pH;
D项明显不对。
5.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0.1mol·
L-1硫酸溶液和0.01mol·
L-1硫酸溶液?
________________(填“能”或“否”),简述操作过程:
_______________
试剂:
a.紫色石蕊试液 b.酚酞试液 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,稀释必然会造成测量数据错误,若溶液呈中性,则对结果无影响。
(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和氨水溶液来说,加水稀释相同倍数,氨水的pH减小程度小些,误差小些。
(4)分别测定这两种硫酸溶液的pH,pH较小的是浓度较大的硫酸溶液,pH较大的是浓度较小的硫酸溶液。
【答案】
(1)错误 该学生测得的pH是稀释后溶液的pH
(2)该学生操作错误,但不一定产生误差。
因为原溶液不是中性时,稀释后溶液pH发生了变化,只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些;
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OH-浓度减小程度,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,其显示的颜色与标准比色卡对照,pH较大的是0.01mol·
L-1硫酸溶液
学业分层测评(十二)
(建议用时:
45分钟)
[学业达标]
1.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
【解析】 升高温度,水的电离平衡右移,电离程度增大,c(H+)和c(OH-)同时增大,KW增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性。
【答案】 D
2.下列说法中,正确的是( )
A.在任何条件下,纯水的pH都等于7
B.在任何条件下,纯水都呈中性
C.在95℃时,纯水的pH大于7
D.在95℃时,纯水中H+的物质的量浓度c(H+)小于10-7mol·
【解析】 室温下,纯水的pH才等于7,A错误;
任何条件下,纯水中
c(H+)=c(OH-),呈中性,B正确;
加热能促进水的电离,故95℃时纯水的
c(H+)大于10-7mol·
L-1,pH小于7,C错误,D错误。
3.下列溶液一定呈酸性的是( )
A.c(H+)=10-6mol·
L-1的溶液
B.pH<
7的溶液
C.c(H+)>
c(OH-)的溶液
D.滴加酚酞显无色的溶液
【解析】 酸性溶液是指c(H+)>
c(OH-)的溶液;
滴加酚酞显无色的溶液,有可能显酸性也有可能显弱碱性;
由于未指明温度,不能依据c(H+)=10-6
L-1或pH<
7来判断溶液的酸碱性。
4.下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>
c(OH-)的是( )
A.向纯水中投入少量Na2O2
B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2
D.向水中加入NaCl
【解析】 A生成NaOH,使c(OH-)>
c(H+);
B可促进水的电离,但c(H+)=c(OH-);
D对水的电离无影响;
C可与水反应生成H2CO3,抑制水的电离,但H2CO3H++HCO
,使c(H+)>
5.水是最宝贵的资源之一。
下列表述正确的是( )
A.4℃时,纯水的pH=7
B.温度升高,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子
D.向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,使水的离子积减小
【解析】 水的电离是吸热反应,常温下水的pH=7,故A错误;
水的电离是吸热过程,升温促进电离,氢离子和氢氧根离子浓度增大,故B错误;
水在常温下电离出氢离子和氢氧根离子浓度为10-7mol·
L-1,故C正确;
向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,但水的离子积只随温度变化,故D错误。
6.向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是( )
A.c(H+)·
c(OH-)不变
B.pH减小了
C.c(OH-)降低了
D.水电离出的c(H+)增加了
【解析】 水的电离逆向移动,水电离产生的H+、OH-浓度均减小,但溶液的酸性增强,pH减小,B、C正确,D错误;
因水的离子积常数只受温度影响,故A项正确。
7.25℃时,在0.01mol·
L-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是
( )
A.5×
L-1 B.0.02mol·
C.1×
L-1D.1×
10-12mol·
【解析】 H2SO4电离出的c(H+)=0.02mol·
L-1,由KW=1.0×
10-14可知c(OH-)=5×
L-1,OH-是由水电离产生的,则水电离产生的c(H+)=c(OH-)=5×
8.25℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c(OH-)=0.12mol·
C.1L中含有4gNaOH的溶液
D.c(H+)=1×
10-10mol·
【解析】 常温下,可以根据pH或c(H+)比较溶液的酸碱性,同样也可以根据c(OH-)的大小来比较。
A、C、D三个选项中溶液的c(OH-)依次为1×
10-3mol·
L-1、0.1mol·
L-1、1×
10-4mol·
L-1,所以B中溶液的c(OH-)最大,碱性最强。
9.下列溶液中,一定呈中性的是( )
A.由非电解质溶于水得到的溶液
B.c(H+)、c(OH-)均为5.0×
C.等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液
D.将0.1mol·
L-1烧碱溶液稀释100倍所得到的溶液
【解析】 二氧化碳溶于水显酸性,A项错误;
c(H+)、c(OH-)均为5.0×
L-1的溶液,是中性溶液,B项正确;
等物质的量的硫酸和氢氧化钠反应,得到的是酸性溶液,C项错误;
将0.1mol·
L-1烧碱溶液稀释100倍所得到的溶液,仍然显碱性,D项错误。
10.现有下列物质①100℃纯水;
②25℃0.1mol·
L-1HCl溶液;
③25℃0.1mol·
L-1KOH溶液;
④25℃0.1mol·
L-1Ba(OH)2溶液。
(1)这些物质与25℃纯水相比,能促进水电离的是________(填序号,下同),能抑制水的电离的是________,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
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