第九章 第42讲 水的电离和溶液的pH讲义 (教师版)

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第九章 第42讲 水的电离和溶液的pH讲义 (教师版)

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第42讲 水的电离和溶液的pH
1.了解水的电离、离子积常数(Kw)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
考点一 水的电离
1.水的电离方程式
水是极弱的电解质,其电离方程式为H2O+H2O H3O++OH-,可简写为H2O H++OH-。
2.水的离子积常数
3.外界条件对水电离平衡的影响
改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH-) c(H+)
HCl 逆移 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆移 不变 减小 增大 减小
Na2CO3 正移 不变 增大 增大 减小
NaHSO4 逆移 不变 减小 减小 增大
加热 正移 增大 增大 增大 增大
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)水的离子积即水的电离平衡常数。( × )
(2)在表达式Kw=c(H+)·c(OH-)中c(H+)、c(OH-)一定是水电离出的。( × )
(3)将水加热,Kw和c(H+)均增大。( √ )
(4)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw。( √ )
(5)向0.1 mol·L-1的醋酸中逐滴滴加NaOH溶液,水的电离程度逐渐增大。( × )
题组一 水的电离及影响因素
1.一定温度下,水存在H2O H++OH- ΔH>0的平衡,下列叙述一定正确的是( B )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+) 降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7 mol·L-1,Kw不变
解析:A项,Kw应不变;C项,平衡应正向移动;D项,由于没有指明温度,c(H+)不一定等于10-7 mol·L-1。
2.计算下列溶液中水电离出的c水(H+)或c水(OH-)。
(1)常温下,0.01 mol·L-1的盐酸中,c水(H+)=1×10-12 mol·L-1。
(2)常温下,pH=4的亚硫酸溶液中,c水(H+)=1×10-10 mol·L-1。
(3)常温下,pH=10的KOH溶液中,c水(OH-)=1×10-10 mol·L-1。
(4)常温下,pH=4的NH4Cl溶液中,c水(H+)=1×10-4 mol·L-1。
(5)常温下,pH=10的CH3COONa溶液中,c水(OH-)=1×10-4 mol·L-1。
溶液中c水(H+)或c水(OH-)的计算方法
(1)酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c水(H+),即c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-),碱溶液中求c水(H+),即c水(H+)=c水(OH-)=c(H+)。
(2)水解的盐促进水的电离,故c水(H+)等于显性离子的浓度。
酸性:c水(H+)=c水(OH-)=c(H+)
碱性:c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主:c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。
酸式酸根以水解为主:c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。
题组二 水的电离平衡曲线分析
3.如图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是( D )
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.C点可能是显酸性的盐溶液
解析:水的电离是吸热过程,升高温度促进水电离,则水中c(H+)、c(OH-)及离子积常数增大,根据题图知,温度:T3>T2>T1,A正确;B、D、E三点溶液的氢离子浓度相等,则pH相等,B正确;温度高低顺序是A=B=CD>A=B=C,C正确;C点时,Kw=1×10-14,c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,溶液的pH=8,显碱性,D错误。
4.如图为不同温度下水的电离平衡曲线,已知pOH=-lg c(OH-),下列说法正确的是( A )
A.T1和T2的关系:T1>T2
B.A点到D点:加入少量碱可实现
C.Kw的关系:B>C>A=D=E
D.T1时,pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性
解析:水的电离是吸热反应,升高温度促进水的电离,则水的离子积常数增大,根据pH+pOH=pKw,由题图可知,离子积常数:A点>B点,则T1>T2,A正确;A点到D点是等温线,离子积常数不变,溶液的碱性减弱、酸性增强,所以A点到D点:加入少量酸可实现,B错误;相同温度下,水的离子积常数相同,温度越高,水的离子积常数越大,根据题图知,离子积常数:A=E=D>C>B,C错误;根据B点的数据可知,温度为T1时Kw>1×10-14,则pH=2的硫酸中的氢离子浓度小于pH=12的NaOH溶液中的氢氧根离子浓度,则等体积混合时,溶液显碱性,D错误。
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH-)比较 常温下溶液pH
酸性溶液 c(H+)>c(OH-) <7
中性溶液 c(H+)=c(OH-) =7
碱性溶液 c(H+)7
2.溶液的pH
(1)计算公式:pH=-lg c(H+)。
(2)测量方法
①pH试纸法
用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。
②pH计测量法
(3)溶液的酸碱性与pH的关系
常温下:
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg c(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性。( × )
(2)c(H+)=的溶液一定显中性。( √ )
(3)用湿润的pH试纸测稀碱液的pH,测定值偏大。( × )
(4)25 ℃,用pH试纸测氯水的pH为4。( × )
(5)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=a-1。( × )
题组一 溶液酸碱性的判断
1.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是( D )
A.温度一定时,溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液可能呈碱性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中,测其pH
解析:当c(H+)或c(OH-)小于1 mol·L-1时,使用pH表示其酸碱性更为方便,C正确;把pH试纸直接插入待测溶液中会污染待测溶液,D错误。
2.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合。(中性)
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。(碱性)
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。(酸性)
(4)pH=2的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合。(中性)
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合。(酸性)
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合。(碱性)
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合。(酸性)
(8)pH=2的HCl和pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合。(碱性)
酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)常温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)已知强酸和强碱的pH,等体积混合(25 ℃时):
①pH之和等于14,呈中性;
②pH之和小于14,呈酸性;
③pH之和大于14,呈碱性。
题组二 溶液pH的有关计算
3.常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是( C )
A.pH=3的醋酸稀释100倍,pH=5
B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
解析:A项,pH=3的醋酸在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,34.计算填空。
(1)25 ℃时,0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=2。
(2)25 ℃时,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH≈9.7。
(3)25 ℃时,pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合,混合溶液的pH=10。
(4)25 ℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是1∶4。
解析:(1)混合后c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,则pH=2。(2)由pH=8、pH=10可得两溶液等体积混合后,c(OH-)= mol·L-1=×10-6 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1≈2.0×10-10 mol·L-1,pH≈9.7。(3)pH=3的硝酸溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,二者以体积比9∶1混合,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,则混合后c(H+)== mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,故pH=10。(4)设氢氧化钡溶液的体积为V1 L,硫酸氢钠溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n(SO),由Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=×10-2 mol·L-1 ×V1 L=5×10-3V1 mol,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
混合溶液pH的计算思维模型
(1)两种强酸混合:直接求出c混(H+),再据此求pH。
c混(H+)=
(2)两种强碱混合:先求出c混(OH-),再根据Kw求出c混(H+),最后求pH。
c混(OH-)=
(3)强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度。
①若酸过量:
c混(H+)=
②若碱过量:
c混(OH-)=
最后根据pH=-lg c(H+),求pH。
1.(经典高考题)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( C )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
解析:由题图可知,a、b、c三点对应的平衡常数不变,该曲线上的点温度相等,升高温度,不能引起由c向b的变化,A错误;b点c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,故Kw=1.0×10-14,B错误;FeCl3为强酸弱碱盐,Fe3+结合水电离出的OH-,促进水的电离,平衡右移,c(H+)增大,c(OH-)减小,可能引起由b向a的变化,C正确;由c点到d点,水的离子积常数减小,但温度不变,Kw不变,则稀释溶液不能引起由c向d的变化,D错误。
2.(经典高考题)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( C )
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:根据HNO2和CH3COOH的电离常数,可知酸性:HNO2>CH3COOH,相同pH的两种酸溶液,稀释相同倍数时,弱酸的pH变化较小,故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,A错误;两种酸溶液中水的电离受到抑制,b点溶液pH小于c点溶液pH,则b点对应酸电离出的c(H+)大,对水的电离抑制程度大,故水的电离程度:b点c(HNO2),故n(CH3COOH)>n(HNO2),因此与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)不同,D错误。
3.(2022·浙江1月选考)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是( B )
A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%
C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)
D.取pH=a的H2A溶液10 mL,加蒸馏水稀释至100 mL,则该溶液pH=a+1
解析:盐类的水解促进水的电离,Na2A比NaHA易水解,等浓度的溶液前者水的电离程度更大,A错误;设0.1 mol·L-1 H2A溶液在pH=3时H2A的电离度是α,则Ka1===1.3×10-7,解得α≈1.3×10-4,B正确;溶液pH=11时,c(H+)=10-11 mol·L-1,由Ka2==7.1×10-15,可得=7.1×10-4<1,c(A2-)课时作业42
(总分:60分)
一、选择题(每小题3分,共30分。每小题只有1个选项符合题意)
1.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( D )
A.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.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
D.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
解析:温度未知,不能根据pH大小判断溶液酸碱性,A错误;常温下中性溶液中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,温度未知,中性溶液中不一定有c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,B错误;在100 ℃时,纯水中存在c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6 mol·L-1,pH=6仍然呈中性,C错误。
2.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O H++OH-,下列叙述正确的是( C )
A.将纯水加热到95 ℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.向纯水中加入少量Na2CO3固体,c(OH-)增大,Kw不变,影响水的电离平衡
D.向纯水中加入盐酸,可抑制水的电离;加入醋酸,可促进水的电离
解析:水的电离是吸热过程,将水加热,促进水的电离,Kw增大,氢离子浓度增大,pH减小,但水仍呈中性,A错误;向水中加入稀氨水,稀氨水是弱碱溶液,抑制水的电离,平衡逆向移动,c(OH-)增大,温度不变,Kw不变,B错误;向水中加入少量碳酸钠固体,碳酸根离子水解结合水电离出的氢离子,c(H+)减小,c(OH-)增大,Kw不变,促进水电离,平衡正向移动,C正确;无论是强酸还是弱酸,均会抑制水的电离,D错误。
3.(2024·江西南昌联考)常温下,下列溶液中水的电离程度最大的是( C )
A.pH=0的硫酸
B.0.01 mol·L-1 NaOH溶液
C.pH=10的纯碱溶液
D.pH=5的氯化铵溶液
解析:pH=0的硫酸和0.01 mol·L-1 NaOH溶液均抑制水的电离,水的电离程度较小。pH=10的纯碱溶液中CO发生水解反应而促进水的电离,水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=1×10-4 mol·L-1;pH=5的氯化铵溶液中NH发生水解反应而促进水的电离,水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=1×10-5 mol·L-1,故pH=10的纯碱溶液中水的电离程度最大。
4.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( A )
A.1∶10∶1010∶109
B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C.1∶20∶1010∶109
D.1∶10∶104∶109
解析:H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c(H+)水电离=c(OH-)= mol·L-1=10-14 mol·L-1;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中:c(OH-)水电离=c(H+)= mol·L-1=10-13 mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中:c(H+)水电离=c(OH-)=10-4 mol·L-1;pH=5的NH4NO3的溶液中:c(OH-)水电离=c(H+)=10-5 mol·L-1。等体积时它们的物质的量之比等于物质的量浓度之比,为10-14 mol·L-1∶10-13 mol·L-1∶10-4 mol·L-1∶10-5 mol·L-1=1∶10∶1010∶109,故A正确。
5.(2024·广西三新学术联盟联考)某水溶液中不同温度下pH和pOH的关系如图所示[pOH=-lg c(OH-)]。下列说法不正确的是( B )
A.若a=7,则T1<25 ℃
B.e点溶液中通入NH3,可使e点迁移至d点
C.若b=6,则该温度下将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D.f、d两点的Kw比较,前者大
解析:由题干图示信息可知,b>a,则d点对应温度下的Kw(d)=c(H+)·c(OH-)=10-b×10-b=10-2b,f点对应温度下的Kw(f)=c(H+)·c(OH-)=10-a×10-a=10-2a,即Kw(d)<Kw(f)。由分析可知,若a=7,即f点对应温度为25 ℃,又知Kw(d)<Kw(f),则T1<25 ℃,A、D正确;已知NH3溶于水呈碱性,即e点溶液中通入NH3,则溶液中OH-浓度增大,H+浓度减小,则pOH减小,pH增大,不可使e点迁移至d点,B错误;若b=6,则该温度下Kw=10-12,则将pH=2的稀硫酸即c(H+)=10-2 mol·L-1,与pH=10的KOH溶液即c(OH-)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,等体积混合后H+和OH-完全中和,则溶液显中性,C正确。
6.(2024·九省联考贵州卷)在25 ℃时,对10.0 mL浓度均为0.1 mol·L-1盐酸和醋酸的混合溶液进行如下操作。下列说法正确的是( C )
A.加入少量CH3COONa固体,溶液中将减小
B.加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液,所得溶液pH>7
C.加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,则水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1
D.加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,若忽略混合时的体积变化,此时溶液中:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.05 mol·L-1
解析:向盐酸和醋酸的混合溶液中加入少量CH3COONa固体,溶液pH增大,c(H+)减小,CH3COOH的电离常数不变,故增大,A错误;加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液,溶液中溶质为氯化钠和CH3COOH,显酸性,所得溶液pH<7,B错误;加入15.0 mL NaOH溶液,若所得溶液pH<7,说明溶液显酸性,即酸有剩余,酸对水的电离抑制,故水电离的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,C正确;加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液,根据元素守恒c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(Cl-)=c(Na+)=0.1 mol·L-1×≈0.067 mol·L-1,D错误。
7.已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃),水的离子积Kw=1.0×10-12。下列说法中正确的是( A )
A.0.05 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=1
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL
解析:0.05 mol·L-1的H2SO4溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=1,A正确;0.001 mol·L-1的氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.001 mol·L-1,则c(H+)=10-9 mol·L-1,pH=9,B错误;0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合恰好完全反应生成硫酸钠,则溶液显中性,混合溶液的pH为6,C错误;pH=3的硫酸中n(H+)=1.0×10-3×0.05 mol,设完全中和硫酸需要pH=11的NaOH溶液的体积为V,则NaOH溶液中n(OH-)=0.1 mol·L-1×V=n(H+),可得V=0.5 mL,D错误。
8.(2024·山西晋中期末改编)“火星上‘找’到水的影子”被《科学》杂志评为10大科技突破之一。某温度下,重水(D2O)的离子积Kw=1.6×10-15,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg c(D+)。下列说法错误的是( A )
A.重水是极弱的电解质,将金属Na加入重水中,重水的电离程度减小
B.该温度下,重水的pD=8-2lg 2
C.该温度下,2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液中,加入100 mL 0.2 mol·L-1的NaOD重水溶液,充分反应后溶液的pD=1(忽略溶液体积的变化)
解析:重水是极弱的电解质,存在电离平衡D2O OD-+D+,Na与重水电离生成的D+反应生成D2,促进重水发生电离,从而使重水的电离程度增大,A错误;重水(D2O)的离子积Kw=1.6×10-15,则c(D+)=c(OD-)=4×10-8 mol·L-1,pD=-lg c(D+)=-lg (4×10-8)=8-2lg 2,B正确;2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液中c(D+)=0.01 mol·L-1,pD=-lg 0.01=2,C正确;100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液和100 mL 0.2 mol·L-1的NaOD重水溶液混合时,DCl过量,所以c(D+)==0.1 mol·L-1,pD=1,D正确。
9.已知:pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-)。常温下,向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液,所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是( B )
A.盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B.B点和D点水的电离程度相同
C.将滴加NaOH溶液改为滴加氨水,该图曲线不变
D.升高温度,滴定过程中pOH+pH>14
解析:由题图可知,未滴加NaOH溶液时盐酸的pH=0,则c(H+)=1 mol·L-1,即c(HCl)=1 mol·L-1,最终pH=14,则c(OH-)=1 mol·L-1,由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液,相当于对原NaOH溶液进行稀释,故c(NaOH)>1 mol·L-1,A错误;B点、D点水的电离均受到抑制,且由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10 mol·L-1,B正确;若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水,由于NH3·H2O为弱碱,而常温下饱和氨水的pH约为12,故最终所得溶液pH不可能为14,C错误;升高温度,水的离子积Kw增大,即c(H+)·c(OH-)>10-14,pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-),故pOH+pH<14,D错误。
10.(2025·江苏南通高三期中)室温下,向100 mL饱和的H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况),发生反应:2H2S+SO2===3S↓+2H2O,测得溶液pH与通入SO2的关系如图所示(忽略溶液体积的变化),已知H2SO3的酸性比H2S的强。下列有关说法错误的是( C )
A.该温度下H2S的Ka1约为10-7.2
B.曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化
C.整个过程中,水的电离程度逐渐增大
D.a点之后,随SO2气体的通入的值保持不变
解析:a点SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,通入SO2 0.005 mol,则溶液中n(H2S)=0.01 mol,c(H2S)=0.1 mol·L-1,图中起点为0.1 mol·L-1 H2S溶液,电离出的c(H+)=10-4.1 mol·L-1,硫化氢电离程度较小,其第二电离程度更小,所以溶液中c(H+)≈c(HS-),c(H2S)≈0.1 mol·L-1,Ka1=≈=10-7.2,该温度下H2S的Ka1约为10-7.2,A正确;SO2易溶于水,当通入336 mL SO2气体时,相当于溶液中的c(H2SO3)=0.1 mol·L-1,因为H2SO3酸性强于H2S,所以此时溶液中对应的pH应小于4.1,即曲线y代表继续通入SO2气体后溶液pH的变化,B正确;由图可知,a点表示SO2气体通入112 mL即0.005 mol时pH=7,溶液呈中性,则SO2气体与H2S溶液恰好完全反应,a点之前为H2S过量,a点之后为SO2过量,溶液均为酸溶液,所以a点之前水的电离程度增大,a点最大,a点之后水的电离程度减小,C错误;溶液中=Ka1×Ka2,a点之后,随SO2气体的通入温度不变,Ka1、Ka2不变,则的值保持不变,D正确。
二、非选择题(共30分)
11.(16分)在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为1.0×10-12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大。
(2)下列说法正确的是ac(填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A=D
b.在T1温度下,向水中加入少量的NaOH可实现由A点向D点移动
c.AB线上任意点的溶液均呈中性
d.图中温度T1>T2
(3)①在T2温度下,浓度为1.0×10-4 mol·L-1的H2SO4溶液中由水电离的c(H+)=5×10-9mol·L-1。
②保持T2温度不变,将pH=2的NaHSO4溶液Va L与pH=11的KOH溶液Vb L混合后溶液pH=6(忽略混合时溶液体积变化),则Va∶Vb=10∶1。
③T1温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1<(填“>”“=”或“<”)α2。
解析:(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为c(H+)·c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=1.0×10-12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,即水的离子积增大。(2)Kw只和温度有关,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大,图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A=D,a正确;在T1温度下,向水中加入少量的NaOH,氢氧根离子浓度增大,而氢离子浓度减小,不可实现由A点向D点移动,b错误;AB线上任意点的溶液均符合c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,c正确;温度升高水的离子积增大,故图中温度:T112.(14分)某温度(T)下的溶液中,c(H+)=1.0×10-x mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-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为1.0×10-12,则该温度T>(填“>”“<”或“=”)25 ℃。
(2)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:
溶液 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,所得溶液显中(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O。
③按甲方式混合后,所得溶液的pH为11(混合时,忽略溶液体积的变化)。
解析:(1)Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-(x+y),根据题图可知,x+y=12,故Kw=1.0×10-12。根据温度越高,H2O的电离程度越大,Kw也越大可知,此时T>25 ℃。(2)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+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+)=1.0×10-11 mol·L-1,pH=11。

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