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水的电离和溶液的酸碱性

作者:佚名    文章来源:学科网    点击数:    更新时间:2018/11/3
一. 本周教学内容:水的电离和溶液的酸碱性
    二. 重点、难点:
    1. 本节的重点是水的离子积,氢离子浓度、pH与溶液酸碱性的关系
    2. 本节的难点是水的离子积,有关溶液pH的简单计算
    三. 具体内容:
    (一)水的电离
    1. 水的电离
    2. 水的电离程度
    3. 电离平衡常数
    4. 水的离子积
    5. 需注意的
    6. 影响水的电离平衡的因素
    (二)溶液的酸碱性与pH
    1. Kw在电解质溶液中的存在
    2. 溶液的酸碱性与c(H )、c(OH-)的关系
    3. 溶液的酸、碱性与pH的关系
    4. 溶液酸碱性的表示方法
    5. pH的测量
    (三)pH的应用
    1. 医疗上
    2. 生活上
    3. 环保领域中
    4. 农业生产中
    5. 科学实验和工业生产中
    (四)酸碱质子理论
    A. 溶液pH的计算方法
    B. 实验测定酸碱滴定曲线
    1. 实验
    2. 酸碱指示剂在中和滴定中的应用
    【典型例题
    [例1] 将pH=4的酸溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH可能是( )
    A. 等于7 B. 大于7 C. 小于7 D. 无法确定
    解析:考虑弱电解质电离的特点和pH的计算。
    [例2] 今有HA、H2B、H3C三种弱酸,根据强酸制弱酸的反应规律,它们之间发生下列反应:HA HC2-(少量)=A- H2C-;H2B(少量) 2A-=B2- 2HA;
    H2B(少量) H2C-=HB- H3C,回答下列问题:
    (1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中,酸性最强的是____;
    (2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六种离子中,最容易结合质子(H )的是_____,最难结合质子的是_____;
    (3)完成下列反应的离子方程式
    ① H3C OH-(过量)_______________;
    ② HA(过量) C3-________________。
    解析:掌握酸碱质子理论。
    [例3] 1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH等于( )
    A. 9.0 B. 9.5 C. 10.5 D. 11.0
    解析:考查与pH有关的计算。
    [例4] 有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lgc(H )/c(OH-)。下列表述正确的是( )
    A. 在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
    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:考查对溶液酸碱性的认识和对定义的理解、运算。
    [例5] pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( )
    A. HX可能是强酸
    B. HY一定是强酸
    C. HX的酸性强于HY的酸性
    D. 反应开始时二者生成H2的速率相等
    解析:考查对溶液中弱酸的浓度和离子浓度的区别。
    [例6] 在25℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(H )为10-13mol/L,下列有关溶液的叙述,正确的是( )
    A. 该溶液一定呈酸性 B. 该溶液一定呈碱性
    C. 该溶液的pH一定是1 D. 该溶液的pH可能约为13
    解析:考查对水的离子积的理解和影响因素。
    [例7] 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
    答案:B
    解析:考查溶液中性本质的分析。
    [例8] 在25℃时,某溶液中由水电离出的c(H )=1×10-12mol/L,则该溶液的pH可能是( )
    A. 12 B. 7 C. 6 D. 2
    答案:AD
    解析:掌握溶液pH计算的根本原则。
    【模拟试题
    1. 水是一种极弱的电解质,在室温下,平均每n个分子只有1个分子发生电离,则n值是( )
    A. 10-14 B. 55.6×107 C. 107 D. 55.6
    2. 如果25℃时Kw=1×10-14,100℃时Kw=1×10-12,这说明( )
    A. 100℃时水的电离常数较大
    B. 前者c(H )较后者大
    C. 水的电离过程是一个吸热过程
    D. Kw和温度无直接关系
    3. 用湿润的pH试纸测定溶液的pH,不变的是( )
    A. HCl溶液 B. NaOH溶液 C. Na2SO4溶液 D. 氨水
    4. 将0.1mol/L醋酸溶液加水稀释,下列说法正确的是( )
    A. 溶液中c(H )和c(OH-)都减小
    B. 溶液中c(H )增大
    C. 醋酸电离平衡向左移动
    D. 溶液的pH增大
    5. 用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为V1和V2,则V1和V2的关系正确的是( )
    A. V1>V2 B. V1<V2 C. V1=V2 D. V1≤V2
    6. 在313K时,水的Kw=3.8×10-14,若在313K时,c(H )=1.0×10-7mol/L的溶液( )
    A. 呈酸性 B. 呈中性 C. 呈碱性 D. 无法判断
    7. 水的电离过程为H2O  H OH-,在不同温度下其平衡常数为:K(25℃)=1.0×
    10-14,K(35℃)=2.1×10-14,则下列叙述正确的是( )
    A. c(H )随温度的升高而降低
    B. 在35℃时,c(H )>c(OH-)
    C. 水的电离度α(25℃)>α(35℃)
    D. 水的电离是吸热的
    8. 准确量取25.00mL KMnO4溶液,可选用的仪器是( )
    A. 50mL量筒 B. 10mL量筒
    C. 50mL酸式滴定管 D. 50mL碱式滴定管
    9. pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
    A. 11:1 B. 9:1 C. 1:11 D. 1:9
    10. 下列说法正确的是( )
    A. HCl溶液中无OH-
    B. NaOH溶液中无H+
    C. NaCl溶液中既无OH-也无H+
    D. 常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH-,且Kw=c(H )?c(OH-)=10-14
    11. 进行中和滴定时,事先不应该用所盛溶液润洗的仪器是(已用蒸馏水洗过)( )
    A. 酸式滴定管 B. 碱式滴定管 C. 锥形瓶 D. 量筒
    12. 中和相同体积、相同pH的  、NaOH和NH3?H2O三种稀溶液,所用相同浓度盐酸的体积分别为V1、V2和V3,则( )
    A. V3>V1=V2 B. V3>V2>V1
    C. V1>V2>V3 D. V3<V1=V2
    【试题答案
    1. B 2. AC 3. C 4. D 5. A 6. C 7. D 8. C 9. D 10. D
    11. CD 12. A
    【试题解析
    1. 根据每55.6mol水中有1×10-7mol水电离,而分子个数比与物质的量成正比,所以列比例计算即可。
    2. 温度较高,Kw较大,所以选A;Kw较大,即水的离子积较大,说明电离平衡正向移动,升高温度平衡向吸热方向移动,说明正向为吸热方向。
    3. 湿润的pH试纸,相当于溶液被稀释,使得酸性和碱性存在误差,但是C是中性溶液,不受影响
    4. 弱电解质溶液存在着电离平衡,加水稀释,平衡发生移动,c(H )减小,而c(OH-)增大,pH增大,平衡右移。
    5. 因为盐酸是强酸,全部电离,醋酸是弱酸,部分电离,所以全部的氢离子(包括没有电离的)醋酸中多,所以所需体积少。
    6. 根据水的离子积的公式,计算出c(OH-)=3.8×10-7mol/L,比氢离子浓度大,因此显碱性。
    7. 升高温度,K增大,说明氢离子和氢氧根离子的浓度都增加,但是是同等程度增加,所以离子浓度仍一样,但电离程度增加,平衡正向移动,说明正向是吸热反应。
    8. 由于量的体积精确度为0.01mL,故应选用滴定管,而KMnO4是强氧化剂易腐蚀碱式滴定管的橡皮管,所以选C。
    9. 混合前,碱中c(OH-)=0.1mol/L,酸中c(H )=0.01mol/L,因为算得溶液中OH-剩余,为10-3mol/L,其等于氢氧根离子的物质的量?D酸中氢离子的物质的量,再÷溶液体积(V1 V2)。
    11. 锥形瓶里的待测液,物质的量一定,如润洗则多;量筒是粗量仪器,没有必要润洗。
    12. 因为一水合氨是弱电解质,还有一部分分子未电离,所以所需的酸多。

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