10物质在水溶液中的行为水溶液.docx

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10物质在水溶液中的行为水溶液

专题：

物质在水溶液中行为

第1节水溶液

一、水的电离

1．水的电离及其电离方程式：

纯水具有导电性说明，纯水中存在，经分析知道它们是和。

水的电离方程式为：

或，△H0（填“>”“=”或“<”）。

2．水的离子积常数：

水的电离是一个过程，在一定条件下可以达到电离平衡，平衡常数为：

K＝由上式可得：

K[H2O]＝[H+][OH－]。

在一定温度下，K与[H2O]都是常数，其乘积也必然是常数，因此[H+][OH－]也是常数，即：

Kw＝。

式中的Kw称为，简称。

Kw反映了水中和的关系。

3．水的离子积的影响因素：

注意：

水的离子积的大小只与温度有关。

温度升高，Kw（填“增大”“减小”或“不变”）

温度降低，Kw（填“增大”“减小”或“不变”）

二、电解质在水溶液中的存在形态

【知识回顾】

电离的概念：

。

电解质的概念：

。

【学习新知】

1.溶液的导电性实验及分析：

现象：

连接溶液的灯泡较亮；连接溶液的灯泡较暗，说明溶液的导电能力比溶液导电能力强。

结论：

。

2.强电解质与弱电解质：

（1）概念：

强电解质：

。

弱电解质：

。

溶剂化作用：

。

（2）常见的强电解质和弱电解质：

①强电解质：

。

②弱电解质：

。

（3）电离方程式的书写：

书写下列电解质的电离方程式：

HCl、NaCl

CH3COOH、NH3·H2O

例题1．从化学平衡角度分析影响水电离平衡的因素有哪些？

（1）升高温度，水的电离程度，Kw。

（2）加入酸或碱，水的电离程度，Kw。

例题2.导电能力跟哪些因素有关？

电解质一定导电吗？

强电解质溶液一定比弱电解质溶液导电能力强吗？

例题3.多元弱酸和多元弱碱的电离方程式怎样书写？

总结书写电离方程式时注意的问题。

练习题：

1．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（　　）

A．水的离子积常数表达式是Kw＝[H＋][OH－]，所以Kw随着[H＋]和[OH－]变化而变化

B．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K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是两个没有任何关系的物理量

2．向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（　　）

A．[H＋][OH－]乘积不变B．[H＋]增加

C．[OH－]降低D．水电离出的[H＋]增加

3．下列叙述正确的是（　　）

A．碳酸钙难溶于水，放入水中溶液不导电，且碳酸钙在960℃时分解，不存在熔融状态导电的性质，故CaCO3是非电解质

B．SO3溶于水后得到的水溶液导电，所以SO3是电解质

C．BaSO4在水中的溶解度很小，但溶解部分全部电离，所以BaSO4是强电解质

D．离子化合物都是强电解质，共价化合物都是弱电解质

4．下列叙述中，能证明某物质是弱电解质的是（　　）

A．熔融时不导电B．不是离子化合物，而是共价化合物

C．水溶液的导电能力很差D．溶液中已电离出的离子和未电离的分子共存

5．把0.05molNaOH固体分别加到100mL下列液体中，溶液导电能力变化最小的是（　　）

A．自来水B．0.5mol·L－1盐酸

C．0.5mol·L－1CH3COOH溶液D．0.5mol·L－1KCl溶液

6．

（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：

2NH3

NH

＋NH

。

据此判断以下叙述中错误的是

A．液氨中含有NH3、NH

、NH

等微粒

B．一定温度下，液氨中[NH

][NH

]是一个常数

C．液氨的电离达到平衡时[NH3]＝[NH

]＝[NH

]

D．只要不加入其他物质，液氨中[NH

]＝[NH

]

（2）完成下列反应方程式：

①在液氨中投入一小块金属钠，放出气体：

________________________________。

②类似于“H＋＋OH－===H2O”的反应：

____________________________。

三、溶液的酸碱性与pH

1.溶液的酸碱性与溶液中[H+]和[OH－]的关系。

酸性：

[H+][OH－]中性：

[H+][OH－]碱性：

[H+][OH－]

2.溶液的酸碱性的表示方法－pH

（1）pH的定义：

用的负对数来表示溶液的酸碱性的强弱。

即：

pH＝。

（2）pH值与溶液酸碱性的关系（常温25℃时）

酸性：

pH中性：

pH碱性：

pH

（3）溶液pH的计算：

注意：

a）稀溶液中[H+]·[OH－]=，常温（25℃）下，[H+]·[OH－]=

b）酸溶液中的H+来自、OH－来自

碱溶液中的OH－来自、H+来自

【注意】有关Kw的两点理解

1．Kw不仅适用于纯水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。

不管哪种溶液均有[H＋]水＝[OH－]水

如酸性溶液中：

（[H＋]酸＋[H＋]水）×[OH－]水＝Kw

碱性溶液中：

（[OH－]碱＋[OH－]水）×[H＋]水＝Kw

2．水的离子积常数表示在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。

（4）溶液pH的测定方法

①pH试纸

a.使用方法：

把小片试纸放在上，用洁净干燥的蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部，观察变化稳定后的颜色，即可确定溶液的pH。

b.使用时的注意事项：

试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能会产生误差。

广泛pH试纸只能测出pH的整数值。

②pH计

pH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，pH计被广泛应用于环保、污水处理、科研、制药、发酵、化工、养殖、自来水等领域。

例题1.强酸、强碱溶液pH的计算：

强酸溶液的pH计算：

计算室温下0.01mol·L－1的HCl溶液的pH

强碱溶液的pH计算：

计算室温下0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH

例题2.强酸、强碱混合溶液pH的计算：

若pH为2和pH为4两盐酸等体积混合，则混合后pH＝；

若pH为8和pH为13两NaOH溶液等体积混合，则混合后pH＝；

若pH为13的一元强碱溶液和pH为2的一元强酸溶液以1∶9体积比混合，则混合后pH＝；

例题3.强酸、强碱溶液稀释后溶液pH的计算

把pH=10的Ba（OH）2溶液稀释10倍后溶液的pH=__________

把pH=6的盐酸稀释1000倍后溶液的pH=_______________

例题4.下列说法正确的是（　　）。

A．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变

B．25℃与60℃时，水的pH相等

C．25℃时NaCl溶液的Kw小于100℃稀硫酸的Kw

D．由水电离的[H＋]＝1×10－14mol·L－1的溶液中：

Ca2＋、K＋、Cl－、HCO

能大量共存

练习题：

1．将pH试纸用蒸馏水润湿后测定某溶液的pH，会使测定结果（　　）

A．一定偏高B．一定偏低C．可能无影响D．无影响

2．下列说法中正确的是（　　）

A．某溶液中[H＋]＝[OH－]＝10－8mol·L－1，该溶液呈中性

B．溶液中若[H＋]>10－7mol·L－1，则[H＋]>[OH－]，溶液显酸性

C．[H＋]越大，则pH越大，溶液的酸性越强

D．pH为0的溶液，其中只有H＋，无OH－

3．在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的是（　　）

①K＋、Cl－、NO

、S2－②K＋、Fe2＋、I－、SO

③Na＋、Cl－、NO

、SO

④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO

⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NO

A．①③B．③⑤C．③④D．②⑤

4.在T℃时，Ba（OH）2的稀溶液中[H＋]＝10－amol/L，[OH－]＝10－bmol/L，已知a＋b＝12。

向该溶液中逐滴加入pH＝4的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示：

序号

氢氧化钡溶液的体积/mL

盐酸的体积/mL

溶液的pH

①

22.00

0.00

8

②

22.00

18.00

c

③

22.00

22.00

d

假如溶液混合前后的体积变化可忽略不计，则下列说法不正确的是（　　）

A．a＝8B．b＝4C．c＝9D．d＝6

5．常温下，将pH＝1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都升高了1，则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为（　　）

A．11∶1B．10∶1C．6∶1D．5∶1

6．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∶1C．1∶11D．1∶9

7．常温下，下列四种溶液：

①pH＝0的盐酸　②0.1mol·L－1的盐酸　③0.01mol·L－1的NaOH溶液　④pH＝11的NaOH溶液，由水电离产生的H＋的物质的量浓度之比为________________________。

8．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

9．重水（D2O）在25℃时，Kw＝10－12，定义pD＝－lg[c（D＋）]，pOD＝－lg[c（OD－）]，则下列说法正确的是（　　）

A．25℃时，纯重水中pD＝7

B．25℃时，0.1mol/LNaCl的重水溶液中pD＝pOD＝7

C．25℃时，1mol/L的DCl重水溶液pD＝0，pOD＝12

D．25℃时，0.01mol/L的NaOD溶液中pOD＝10

10．将pH＝8的NaOH与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中c（H＋）最接近于（　　）

A．（10－8＋10－10）B．（10－4＋10－6）C．（10－8＋10－10）D．2×10－10

11．室温下，某溶液中水电离出H＋和OH－的物质的量浓度乘积为1×10－26，该溶液中一定不能大量存在的是（　）

A．Cl－B．HCO

C．Na＋D．NO

12．（13·全国12）如又图表示溶液中[H＋]和[OH－]的关系，下列判断错误的是（　　）

A．两条曲线间任意点均有[H＋]×[OH－]＝Kw

B．M区域内任意点均有[H＋]＜[OH－]

C．图中T1＜T2

D．XZ线上任意点均有pH＝7

13．已知水在25℃和95℃时，其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________，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________。

（2）95℃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a与b之间应满足的关系是________________。

（3）曲线A所对应的温度下，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________α2（填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同），若将二者等体积混合，则混合溶液的pH________7，判断的理由是________。

（4）在曲线B所对应的温度下，将0.02mol·L－1的Ba（OH）2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH＝________。

14．某温度（t℃）时，测得0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的Kw＝________。

则该温度________（选填“大于”、“小于”或“等于”）25℃，其理由是__________________________。

此温度下，将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的H2SO4溶液VbL混合，通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比：

（1）若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。

（2）若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝________。

（3）若所得混合液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。

（4）若所得混合液为中性，则a∶b＝________；

此时溶液中各离子浓度的关系：

________________________________________。

（5）若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________；

此时溶液中各离子浓度的关系：

____________________。

第2节弱电解质的电离盐类的水解

一、弱电解质的电离平衡

1．电离平衡的概念：

弱电解质的电离平衡是指在一定条件下（温度、浓度），弱电解质电离成的速率和的速率相等的状态。

电离平衡的特点：

逆、等、动、定、变

2．电离平衡常数

弱酸的电离平衡常数，一般用Ka表示，弱碱用Kb表示。

请书写出CH3COOH的电离平衡常数表达式：

NH3·H2O的电离平衡常数表达式：

3．电离平衡常数意义

电离常数反映了弱电解质的电离程度的大小，K值越大，电离程度，酸（或碱）性。

如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：

H2SO3>H3PO4>HF>CH3COOH>H2CO3>H2S>HClO

4．弱电解质电离平衡的影响因素

①内因：

。

②外因：

a．温度：

升高温度，电离平衡向方向移动，电离程度，原因是电离过程。

b．浓度：

加水稀释，使弱电解质的浓度减小，电离平衡向的方向移动，电离程度。

c．同离子效应：

例如向CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，溶液中[CH3COO－]，CH3COOH的电离平衡向（填“左”或“右”）移动，电离程度，[H＋]，pH。

例题1．以0.1mol·L－1CH3COOH溶液为例：

探究外界条件对电离平衡影响，请完成表格：

实例（稀溶液）

CH3COOH

H＋＋CH3COO－　ΔH>0

改变条件

平衡移动方向

n（H＋）

[H＋]

[CH3COO－]

导电能力

Ka

pH

α

加水稀释

加入少量冰醋酸

通HCl（g）（恢复至室温）

加NaOH（s）（恢复至室温）

加NaAc（s）（恢复至室温）

加入镁粉（恢复至室温）

升高温度

变式：

已知醋酸达到电离平衡后，改变某条件电离平衡向正反应方向移动，则下列说法正确的是（　　）

A．醋酸的电离程度一定变大B．溶液的导电能力一定变强

C．溶液的pH一定减小D．发生电离的醋酸分子增多

例题2．下列事实能说明醋酸是弱电解质的是________。

①醋酸与水能以任意比互溶；②醋酸溶液能导电；

③醋酸稀溶液中存在醋酸分子；

④常温下，0.1mol·L－1醋酸的pH比0.1mol·L－1盐酸的pH大；

⑤醋酸能和碳酸钙反应放出CO2；

⑥常温下，测得0.1mol·L－1醋酸溶液的pH＝4；

⑦pH＝a的溶液的物质的量浓度等于pH＝a＋1的溶液的物质的量浓度的10倍；

变式：

下列事实能说明醋酸是弱酸的是（　　）

①当温度低于16.6℃时醋酸可凝结成冰一样晶体

②浓度相等醋酸与盐酸中分别加入镁粉，醋酸放出的氢气的起始速率慢

③等体积等物质的量浓度的硫酸比醋酸消耗氢氧化钠多

④0.1mol/L的醋酸的pH值约为4.8

⑤pH等于4且等体积的醋酸和盐酸，与等浓度NaOH溶液充分反应时，醋酸液消耗碱液多

A．②④⑤B．②④C．②③④D．②③

例题3．强酸、弱酸的比较与判断

①相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较：

比较项目

c（H+）

c（酸）

中和碱多少

与较活泼金属产生H2的量

与金属反应的起始速率

一元强酸

一元弱酸

②相同物质量浓度、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较：

比较项目

c（H+）

pH

中和碱多少

与较活泼金属产生H2的量

与金属反应的起始速率

一元强酸

一元弱酸

例题4．

（1）有物质的量浓度相同的三种酸：

a、盐酸b、硫酸c、醋酸，pH由小到大是：

。

取等体积分别加入足量的Mg粉，产生H2由多到少的是：

；同时加入足量的Mg，开始反应时速率_______________；体积相同时分别与同种NaOH溶液反应至恰好中和，消耗NaOH溶液的体积大小关系为：

。

（2）有pH相同的三种酸：

a、盐酸b、硫酸c、醋酸，物质的量浓度由大到小是：

。

取等体积分别加入足量的Mg粉产生H2由多到少的是：

；同时加入足量的Mg，开始反应时速率_____________，反应开始后的反应速率_________________。

体积相同时分别与同种NaOH溶液反应至恰好中和，消耗NaOH溶液的体积大小关系为：

。

例题5．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。

分别滴加NaOH溶液（c＝0.1mol·L－1）至恰好中和，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则（）

A．x为弱酸，Vx

B．x为强酸，Vx>Vy

C．y为弱酸，Vx

D．y为强酸，Vx>Vy

例题6．在一定温度下，向冰醋酸中加水稀释，溶液导电能力变化情况如图所示，回答下列问题。

（1）“O”点时液体不能导电，说明醋酸中________离子键（填“含有”或“不含”）。

（2）a、b、c三点醋酸电离程度由大到小的顺序为________；a、b、c三点对应的溶液中[H＋]最大的是________。

（3）将等体积的a、b、c三点所对应的溶液用1mol·L－1氢氧化钠溶液中和，消耗氢氧化钠溶液体积由大到小的顺序为________________。

（4）要使c点溶液中[CH3COO－]增大而[H＋]减小，可采取的两种措施是____________________________。

（5）若实验测得c点处溶液中[CH3COOH]＝0.1mol·L－1，[CH3COO－]＝0.001mol·L－1，则该条件下CH3COOH的电离常数Ka＝________。

练习题：

1．改变下列条件，能使CH3COOH的电离平衡常数增大的是（　　）

A．加入冰醋酸B．加入少量NaOH溶液

C．加水稀释D．升高温度

2．将1mol冰醋酸加入到一定量的蒸馏水中最终得到1L溶液。

下列各项中，表示已达到电离平衡状态的是（　　）

A．醋酸的浓度达到1mol·L－1B．H＋的浓度达到0.5mol·L－1

C．醋酸的浓度、醋酸根离子的浓度、H＋的浓度均为0.5mol·L－1

D．醋酸分子电离成离子的速率和离子重新结合成醋酸分子的速率相等

3．对某弱酸稀溶液加热时，下列叙述错误的是（　　）

A．弱酸的电离度增大B．弱酸分子的浓度减小

C．溶液的c（OH－）增大D．溶液的导电性增强

4．欲使醋酸溶液中CH3COO－浓度增大，且不放出气体，可向醋酸中加入少量固体（　　）

A．NaClB．NaHCO3C．CH3COOKD．Mg

5．用水稀释0.1mol·L－1的CH3COOH溶液，其中随水的量增加而增大的是（　　）

①[H＋]　②n（H＋）　③

④

　⑤[OH－]　⑥[CH3COO－]

A．①②③　　　　B．②③⑤C．④⑤D．④⑤⑥

6．化合物HIn在水溶液中因存在下列平衡，故可用作酸碱指示剂。

HIn（aq）

H＋（aq）＋In－（aq）

红色　　　　　　　蓝色

有浓度为0.02mol·L－1的下列溶液：

①HCl溶液　②石灰水　③NaCl溶液　④NaHSO4溶液　⑤氨水。

其中能使指示剂显红色的是（　　）

A．①②⑤B．②⑤C．①④D．②③⑤

7．已知下面三个数据：

6.8×10－4mol·L－1、4.6×10－4mol·L－1、6.2×10－10mol·L－1分别是下列有关的三种酸在25℃时的电离常数，若已知下列反应可以发生：

NaCN＋HNO2===HCN＋NaNO2；NaCN＋HF===HCN＋NaF；NaNO2＋HF===HNO2＋NaF。

由此可判断下列叙述不正确的是（　　）

A．K（HF）＝6.8×10－4mol·L－1B．K（HNO2）＝6.2×10－10mol·L－1

C．根据两个反应即可得出结论D．K（HCN）

8．（2009年山东卷）某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如图所示。

判断正确的是（　　）

A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线

B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强

C．a点KW的数值比c点KW的数值大

D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度

9．有四种物质的量浓度相等且都由一价阳离子A＋和B＋及一价阴离子X－和Y－组成的盐溶液。

据测定常温下AX和BY溶液的pH＝7，AY溶液的pH＞7，BX溶液的pH＜7，由此判断不水解的盐是（　　）

A．BXB．AXC．AYD．BY

※10．将6gCH3COOH溶于水制成1L溶液，此溶液的物质的量浓度为_________________，经测定溶液中含CH3COO－为1.4×10－3mol·L－1，此温度下醋酸的电离常数：

Ka＝____________________，温度升高Ka将________（填“变大”、“不变”或“变小”）。

证明醋酸是弱酸的十种方法：

一、醋酸是弱电解质，不完全电离。

（1）配制0.1mol/L的醋酸溶液，测定该溶液的pH。

现象测出的pH＞1。

原理醋酸在水溶液中只有部分电离，所以0.1mol/L的醋酸溶液中的H+浓度小于0.1mol/L,溶液的pH＞1。

（2）配制相同浓度的盐酸和醋酸，分别测定两溶液的pH。

现象，盐酸溶液的pH小，醋酸溶液的pH大。

原理pH与溶液中H+浓度大小有关。

盐酸是强电解质，在溶液中完全电离，醋酸是弱电解质，在溶液中只有部分电离，溶液中：

c（H+）＜c（CH3COOH）。

由此可见，当两溶液浓度相等时，盐酸溶液中氢离子浓度大于醋酸溶液的氢离子浓度，所以盐酸溶液的pH小。

（3）取相同浓度的盐酸和醋酸相同体积，加入烧杯中，看其导电能力。

现象：

盐酸＞醋酸。

原理电解质溶液的导电能力与溶液中自由移动的离子的浓度有关。

因为盐酸和醋酸都是一元酸，盐酸中电流强度大于醋酸中的电流强度，说明盐酸中离子浓度大，醋酸中离子浓度小，而盐酸是强电解质，所以醋酸是弱电解质。

（4）向浓度相同的盐酸和醋酸溶液，加入完全相同的同种锌片。

现象，开始两溶液与反应产生氢气的速率：

盐酸＞醋酸。

原理锌与酸溶液反应生成氢气的速率与溶液中的H+浓度大