用c(H+)、c(OH-)的相对大小来判断溶液酸碱性,则不受温度影响。
例3 下列溶液一定显酸性的是( )
A.溶液中c(OH-)>c(H+)
B.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液
C.溶液中c(H+)=10-6mol·L-1
D.常温时,溶液中由水电离的c(H+)=10-9mol·L-1
答案 B
解析 判断溶液酸碱性的关键是看c(H+)和c(OH-)的相对大小,若c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;而pH<7或c(H+)>10-7mol·L-1溶液呈酸性,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。
B项中可使紫色石蕊溶液变红,则该溶液为酸性;D项中水电离的c(H+)<10-7mol·L-1,说明向水中加入了抑制水电离的酸或者是碱,溶液的酸碱性不能确定。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
例4 李同学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)该学生的操作是________(填“正确的”或“错误的”),其理由是_____________
________________________________________________________________________。
(2)如不正确,请分析是否一定有误差:
________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)错误的 用湿润的pH试纸来测定溶液的pH,相当于将溶液稀释了,测出的不是原溶液的pH,若溶液不显中性,就会产生误差
(2)不一定有误差,当溶液为中性时则不产生误差
(3)盐酸的pH 因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H+,使醋酸溶液中c(H+)受到的影响比盐酸溶液中的小,故误差较小
解析 用蒸馏水润湿pH试纸的操作是错误的,会使测定的溶液被稀释。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法溶液酸碱性的实验测定
1.纯水在25℃和80℃时,c(H+)前后大小关系及酸碱性分别是( )
A.大于 弱酸性B.等于 都显中性
C.小于 弱酸性D.小于 都显中性
答案 D
解析 Kw随温度升高而增大,纯水中c(H+)也随温度升高而增大,但仍等于c(OH-),显中性。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
2.向纯水中加入少量NaHSO4固体,在温度不变时,溶液中( )
A.c(H+)/c(OH-)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
答案 A
解析 水存在电离平衡:
H2OH++OH-,加入NaHSO4固体,c(H+)增大,c(OH-)减小,c(H+)·c(OH-)不变,c(H+)/c(OH-)增大。
考点 水的电离
题点 条件改变对水的电离平衡的影响
3.常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-11mol·L-1,该溶液可能是( )
①二氧化硫的水溶液 ②氯化钠水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A.①④B.①②C.②③D.③④
答案 A
解析 某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-11mol·L-1,说明溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性。
①SO2+H2OH2SO3,H2SO3HSO
+H+,HSO
SO
+H+,溶液呈酸性;④NaOH===Na++OH-,溶液呈碱性。
考点 水的电离
题点 条件改变对水的电离平衡的影响
4.用pH试纸测定溶液酸碱性的正确操作是( )
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.将一小条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.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照
答案 A
解析 pH试纸的使用方法:
把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,随即(30s内)用标准比色卡与之对照,确定溶液的pH。
pH试纸不能用水润湿,若用水润湿会使溶液变稀,使测定结果可能产生误差。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的实验测定
5.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,水的电离被促进的是______(填序号,下同),水的电离被抑制的是________,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)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。
答案
(1)① ②③④ ② ③④
(2)酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-)
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-)。
考点 水的电离
题点 水的电离平衡的综合
[对点训练]
题组一 水的电离平衡及影响因素
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
答案 C
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-的浓度变小,反之亦然。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
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
答案 D
解析 由题中条件可以看出,温度升高时,Kw增大。
25℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1;35℃时,c(H+)=c(OH-)≈1.45×10-7mol·L-1。
温度升高,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方向移动,故水的电离为吸热过程。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
3.(2017·西安铁一中)与纯水的电离相似,液氨中也存在微弱的电离:
2NH3NH
+NH
。
据此判断,以下叙述错误的是( )
A.液氨中含有NH3、NH
、NH
等粒子
B.一定温度下,液氨中c(NH
)·c(NH
)是定值
C.液氨中电离达到平衡时c(NH3)=c(NH
)=c(NH
)
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NH
)=c(NH
)
答案 C
解析 液氨中存在电离平衡,所以液氨中含有NH3、NH
、NH
等粒子,A项正确;液氨中c(NH
)与c(NH
)的乘积只与温度有关,与溶液的浓度无关,所以只要温度一定,液氨中c(NH
)与c(NH
)的乘积为定值,B项正确;液氨的电离是微弱的,所以液氨中电离达到平衡时,c(NH
)=c(NH
)<c(NH3),C项错误;只要不加入其他物质,液氨电离出的NH
和NH
的物质的量就相等,因为溶液的体积一定,所以c(NH
)=c(NH
),D项正确。
考点 水的电离
题点 条件改变对水的电离平衡的影响
4.下列曲线中,可以描述0.1mol·L-1乙酸(甲,Ka=1.8×10-5)和0.1mol·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的关系正确的( )
答案 C
解析 乙酸Ka小于氯乙酸Ka,所以0.1mol·L-1乙酸溶液中的c(H+)小于0.1mol·L-1氯乙酸溶液中的c(H+),故由水电离出的c(H+)H2O乙酸溶液中的大,加水稀释,两种酸溶液中的c(H+)减小,水的电离程度增大,c(H+)H2O增大,故选C。
题组二 溶液的酸碱性与pH
5.下列溶液一定显酸性的是( )
A.含H+的溶液
B.c(OH-)C.pH<7的溶液
D.能与金属Al反应放出H2的溶液
答案 B
解析 溶液中的酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小;25℃时pH<7的溶液才是酸性溶液;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。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
6.(2017·云和县校级月考)下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )
A.pH=7的溶液是中性
B.中性溶液中一定存在:
c(H+)=1.0×10-7mol·L-1
C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性
D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
答案 C
解析 溶液的酸碱性取决于溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小。
利用pH值、c(H+)或c(OH-)具体数值判断时应该注意温度的影响。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
7.下列叙述正确的是( )
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
B.c(H+)=1.0×10-7mol·L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
答案 A
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;在温度不确定时,中性溶液中的c(H+)不一定等于1.0×10-7mol·L-1;0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1mol·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1mol·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。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
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·L-1的溶液
C.含有4gNaOH的1L溶液
D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的溶液
答案 B
解析 A项,c(OH-)=10-3mol·L-1;B项,c(OH-)=0.12mol·L-1;C项,c(OH-)=0.1mol·L-1;D项,c(OH-)=10-4mol·L-1。
考点 溶液的酸碱性与pH
题点 溶液酸碱性的判断方法
题组三 溶液中水电离的c(H+)或c(OH-)的计算及应用
9.25℃时,在0.01mol·L-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是( )
A.5×10-13mol·L-1
B.0.02mol·L-1
C.1×10-7mol·L-1
D.1×10-12mol·L-1
答案 A
解析 H2SO4电离出的c(H+)=0.02mol·L-1,由Kw=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13mol·L-1,OH-是由水电离产生的,则水电离产生的c(H+)=c(OH-)=5×10-13mol·L-1。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
10.常温下,c(OH-)最小的是( )
A.pH=0的溶液
B.0.05mol·L-1H2SO4
C.0.5mol·L-1HCl
D.0.05mol·L-1的Ba(OH)2
答案 A
解析 A项,c(OH-)=
mol·L-1=1×10-14mol·L-1;B项,c(H+)=0.1mol·L-1,则c(OH-)=
mol·L-1=1×10-13mol·L-1;C项,c(OH-)=
mol·L-1=2×10-14mol·L-1;D项,c(OH-)=0.1mol·L-1。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
11.下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是( )
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
A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3
答案 A
解析 ①中c(H+)=1mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14mol·L-1;
②中c(H+)=0.1mol·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1;
③中c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12mol·L-1;
④中c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1,同③所述由水电离出的c(H+)=1.0×10-11mol·L-1。
即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶100∶1000。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
12.室温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是( )
A.Al3+、Na+、NO
、Cl-B.K+、Na+、Cl-、NO
C.K+、Na+、Cl-、AlO
D.K+、NH
、SO
、NO
答案 B
解析 溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14mol·L-1,溶液的pH为0或14,溶液呈酸性或碱性。
A项,Al3+与OH-不能大量共存;C项,AlO
与H+不能大量共存;D项,NH
与OH-不能大量共存。
考点 水的电离
题点 水的离子积及其表达式
[综合强化]
13.
(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+)=1×10-7mol·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,pH=4的盐酸中水的电离程度________(填“大于”“小于”或“等于”)pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
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)等于
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,溶液中c(OH-)=
mol·L-1=1×10-5mol·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1×10-7mol·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。