c(H+)<1×10-7mol·L-1
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)
4.溶液酸碱性的表示方法
(1)当c(H+)或c(OH-)大于1mol·L-1时,通常用c(H+)或c(OH-)直接表示。
(2)当c(H+)或c(OH-)小于或等于1mol·L-1时,通常用pH表示。
[特别提醒] c(H+)=1×10-7mol·L-1或pH=7的溶液不一定呈中性,只有在室温下,上述关系才成立。
1.某溶液的pH=6,则该溶液一定显酸性吗?
同样,某溶液的pH=7,则该溶液一定显中性吗?
提示:
pH=6的溶液不一定显酸性,如100℃时蒸馏水的pH=6,但呈中性;pH=7的溶液不一定显中性,如100℃时,pH=7的溶液呈碱性。
2.pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润?
若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响?
提示:
使用pH试纸不能用蒸馏水湿润,湿润后相当于稀释了溶液。
若是酸性溶液,则湿润后测得pH偏大;若为碱性溶液,则湿润后测得pH偏小;若为中性溶液,则无影响。
1.溶液酸碱性的判断依据
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颜色范围为:
(2)pH试纸法
①种类
a.广泛pH试纸:
其pH范围是1~14(最常用)。
b.精密pH试纸:
其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。
c.专用pH试纸:
用于酸性、中性和碱性溶液的专用pH试纸。
②使用方法:
把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即确定溶液的pH。
(3)pH计法
精确测定溶液的pH时使用pH计,测量时可以从pH计上直接读出溶液的pH。
1.下列说法正确的是( )
A.pH=7的溶液一定显中性
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-)=1×10-6mol·L-1的溶液一定呈碱性
解析:
选C 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1×10-8mol·L-1,可能溶液中c(OH-)=1×10-8mol·L-1,c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c(H+)=1×10-8mol·L-1,c(OH-)=1×10-6mol·L-1,溶液呈碱性。
2.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.pH>7的溶液
解析:
选B 判断溶液酸碱性的关键看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,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。
而B项中可使紫色石蕊溶液变红的溶液一定显酸性。
1.单一溶液pH的计算
(1)计算方法
酸:
c(酸)
c(H+)―→pH
碱:
c(碱)
c(OH-)
c(H+)―→pH
(2)强酸和强碱溶液pH的计算(室温条件下)
①强酸溶液,如HnA,设浓度为cmol·L-1,则c(H+)=ncmol·L-1,pH=-lg(nc)。
②强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为cmol·L-1,则c(OH-)=ncmol·L-1,则c(H+)=
,pH=14+lg(nc)。
2.计算混合溶液pH的基本思路
3.酸碱溶液稀释时pH的计算
(1)强酸溶液:
pH=a,加水稀释10n倍,则pH=a+n。
强碱溶液:
pH=b,加水稀释10n倍,则pH=b-n。
(2)弱酸溶液:
pH=a,加水稀释10n倍,则a<pH<a+n。
弱碱溶液:
pH=b,加水稀释10n倍,则b-n<pH<b。
(3)酸碱溶液无限稀释,pH只能接近于7,酸溶液的pH不可能大于7,碱溶液的pH不可能小于7。
1.室温下,将0.1mol·L-1的盐酸和0.06mol·L-1的Ba(OH)2溶液以等体积混合后,该混合溶液的pH是( )
A.1.7 B.12.3
C.12D.2
解析:
选C 酸碱反应时碱过量,则c(OH-)=
=0.01mol·L-1,c(H+)=
=10-12mol·L-1,pH=-lgc(H+)=12。
2.pH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示,则下列说法正确的是( )
①A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
②稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强
③a=5时,A是强酸,B是弱酸
④若A、B都是弱酸,则5>a>2
A.①②B.②③
C.③④D.①④
解析:
选C pH=2的A、B两种酸稀释1000倍后,A溶液的c(H+)小于B溶液的c(H+),即稀释后B溶液的酸性强,说明两种酸的电离能力不同,且A的电离能力比B的电离能力强,因此pH相同的A、B两种酸溶液的物质的量浓度肯定不同,①、②错误;强酸稀释1000倍,其溶液的pH应从2上升到5,③正确;如果A、B为弱酸,则稀释1000倍时,溶液pH的增大值小于3,④正确。
3.
(1)常温下,0.005mol·L-1的稀硫酸的pH=________。
(2)常温下,0.05mol·L-1的Ba(OH)2的pH=______。
(3)25℃时,将pH=6的盐酸与pH=10的NaOH溶液等体积混合,则混合溶液的pH=________。
解析:
(1)c(H+)=0.005mol·L-1×2=0.01mol·L-1,pH=-lg0.01=2。
(2)c(OH-)=0.05mol·L-1×2=0.1mol·L-1,c(H+)=
=10-13mol·L-1,pH=-lg10-13=13。
(3)c(H+)=1×10-6mol·L-1,
n(H+)=1×10-6Vmol,
n(OH-)=1×10-4Vmol,
n(OH-)>n(H+),故OH-有剩余;
剩余n(OH-)≈1×10-4Vmol,
c(OH-)=5×10-5mol·L-1,
c(H+)=2×10-10mol·L-1,
pH=-lg(2×10-10)=10-lg2=9.7。
答案:
(1)2
(2)13 (3)9.7
[方法技巧]
1.溶液pH计算的口诀
碱按碱、酸按酸,同强混合在中间,
异强混合看过量,无限稀释7为限。
2.酸、碱发生中和反应后溶液pH的判断技巧
(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合。
常温时
规律:
谁弱谁过量,谁弱显谁性。
原因:
酸和碱已电离出的H+与OH-恰好中和,谁弱谁的H+或OH-有储备(即物质过量),还能继续电离。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。
常温时
(3)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:
①若pH1+pH2=14,则V酸=V碱。
②若pH1+pH2≠14,则
=10pH1+pH2-14。
[三级训练·节节过关]
1.下列说法中,正确的是( )
①在任何条件下,纯水的pH都等于7 ②在任何条件下,纯水都呈中性 ③在95℃时,纯水的pH小于7 ④在95℃时,纯水中c(H+)小于10-7mol·L-1
A.①② B.②③
C.③④D.①④
解析:
选B 室温下,纯水的pH才等于7,①错误;任何条件下,纯水中c(H+)=c(OH-),呈中性,②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7,③正确,④错误。
2.将pH=2和pH=5的稀盐酸等体积混合,混合后溶液的pH约为( )
A.3.5B.3
C.7D.2.3
解析:
选D 混合后溶液中H+浓度为:
c(H+)=
=5.0×10-3mol·L-1
pH=-lgc(H+)=-lg(5.0×10-3)=3-lg5=2.3。
3.下列说法正确的是( )
A.c(H+)=
的溶液一定呈中性
B.将水加热,KW增大,pH不变,仍呈中性
C.向水中加入少量氢氧化钠固体,溶液的c(OH-)增大,平衡逆向移动,KW减小
D.向0.01mol·L-1醋酸溶液中加水,溶液中水电离产生的c(H+)将减小
解析:
选A A项,溶液中c(H+)=c(OH-)时为中性,c(H+)=
,说明c(H+)=c(OH-),则溶液为中性,正确;B项,加热促进水的电离,KW增大,氢离子浓度增大,则pH减小,溶液中c(H+)=c(OH-),仍呈中性,错误;C项,向水中加入少量氢氧化钠固体,溶液的c(OH-)增大,KW只与温度有关,温度不变,则KW不变,错误;D项,酸电离的氢离子能抑制水的电离,向0.01mol·L-1醋酸溶液中加水,酸电离的氢离子浓度减小,对水的抑制程度减小,则水电离的c(H+)增大,错误。
4.某温度下纯水的c(H+)=2×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)为________;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________,由水电离产生的c(H+)为________,此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25℃。
解析:
纯水电离出的c(H+)=c(OH-)=2×10-7mol·L-1,KW=4×10-14>1×10-14,此时温度高于25℃。
温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4mol·L-1,则溶液中c(OH-)为
=4×10-14/(5×10-4)=8×10-11(mol·L-1)=c(H+)水电离。
答案:
2×10-7mol·L-1 8×10-11mol·L-1
8×10-11mol·L-1 高于
1.下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式:
H2O===H++OH-
B.pH=7的溶液一定是中性溶液
C.升高温度,水的电离程度增大
D.将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,c(OH-)也减小
解析:
选C A项,水的电离方程式为H2OH++OH-,错误;B项,若溶液的温度不是室温,则pH=7的溶液不一定是中性溶液,错误;C项,水是弱电解质,电离时吸收热量,所以升高温度,水的电离程度增大,正确;D项,将稀醋酸加水稀释时,c(H+)减小,由于存在水的电离平衡,所以c(OH-)增大,错误。
2.关于水的离子积常数,下列说法不正确的是( )
A.蒸馏水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.纯水中,25℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25℃时,任何以水为溶剂的稀溶液中,
c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.KW值随温度升高而增大
解析:
选A KW只与温度有关,升高温度,KW增大,25℃时,纯水和任何物质的水溶液中KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,A中未指明温度,关系式不一定成立。
3.下列叙述正确的是( )
A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4
C.0.2mol·L-1的盐酸与等体积水混合后pH=1
D.pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
解析:
选C 95℃的水尽管其pH<7,但因其电离出的c(H+)=c(OH-),故呈中性,A错;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液稀释至10倍时,促进其电离,故3<pH<4,B错;pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合时,醋酸过量,pH<7,D错。
4.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:
选D 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。
5.用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是( )
A.用pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,跟标准比色卡比较
B.将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较
C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较
D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较
解析:
选C 用pH试纸测量溶液pH时,不得将试纸放入溶液中,以免污染溶液,不能将溶液直接倒在试纸上,以免浪费溶液。
6.把80mLNaOH溶液加入到120mL的盐酸中,所得溶液的pH为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度为( )
A.0.5mol·L-1 B.0.1mol·L-1
C.0.05mol·L-1D.1mol·L-1
解析:
选C 设混合前NaOH和盐酸的物质的量浓度为c,NaOH与HCl以1∶1发生中和,故剩余40mL盐酸,剩余这些盐酸n(HCl)=0.04L×c=0.04cmol,因为溶液最后pH=2即c(H+)=0.01mol·L-1所以反应后的剩余盐酸的浓度为0.01mol·L-1即
=0.01,得c=0.05mol·L-1。
7.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,任何物质的稀溶液中都有H+和OH-,且KW=c(H+)·c(OH-)=10-14
解析:
选D 在水溶液中存在H2OH++OH-,HCl溶液中含有OH-,NaOH溶液中也存在H+,NaCl溶液中H+、OH-都存在,A、B、C项错误,D项正确。
8.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·L-1
C.1.0×10-7mol·L-1D.无法确定
解析:
选B 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,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+)=
=
=1.0×10-13mol·L-1。
9.计算25℃时下列溶液的pH:
(1)1mLpH=2的H2SO4加水稀释至100mL,pH=________。
(2)0.001mol·L-1的盐酸,pH=________。
(3)0.01mol·L-1的NaOH溶液,pH=________。
(4)0.015mol·L-1的硫酸与0.01mol·L-1的NaOH等体积混合,混合溶液的pH=________。
解析:
(1)强酸稀释100倍,pH变化2个单位,即稀释后溶液的pH=4。
(2)c(H+)=10-3mol·L-1,pH=3。
(3)c(OH-)=0.01mol·L-1,c(H+)=
=10-12(mol·L-1),pH=-lg10-12=12。
(4)酸碱发生中和反应时,酸过量,则c(H+)=
=0.01mol·L-1,pH=-lg0.01=2。
答案:
(1)4
(2)3 (3)12 (4)2
10.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃
25
t1
t2
水的离子积
1×10-14
a
1×10-12
试回答下列问题:
(1)若25”“<”或“=”)1×10-14,作出此判断的理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)在t1时,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7mol·L-1,则c(OH-)为__________。
该温度下,测得某H2SO4溶液中c(SO
)=5×10-6mol·L-1,该溶液中c(OH-)=________mol·L-1。
解析:
(1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离时吸热。
所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大。
(2)依据纯水存在电离平衡,水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,某温度下纯水中的c(H+)=2.4×10-7mol·L-1,则此时溶液中的c(OH-)=2.4×10-7mol·L-1,KW=c(H+)·c(OH-)=2.4×10-7×2.4×10-7=5.76×10-14,该温度下,某H2SO4溶液中c(SO
)=5×10-6mol·L-1,则溶液中氢离子浓度c(H+)=2c(SO
)=1×10-5mol·L-1,c(OH-)=5.76×10-14÷10-5=5.76×10-9mol·L-1。
答案:
(1)> 温度升高,水的电离程度增大,离子积增大
(2)2.4×10-7mol·L-1 5.76×10-9
1.关于溶液的酸碱性的说法正确的是( )
A.c(H+)很小的溶液一定呈碱性
B.pH=7的溶液一定呈中性
C.c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性
D.不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性
解析:
选C A项,c(H+)很小的溶液可能呈碱性、中性、酸性,错误;B项,室温下pH=7的溶液呈中性,但在其他温度下pH=7的溶液不一定呈中性,错误;C项,c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性,正确;D项,酚酞的变色范围是8.2~10,不能使酚酞溶液变红的溶液pH<8.2,溶液也可能呈酸性、中性、碱性,错误。
2.25℃时,水中存在电离平衡:
H2OH++OH-。
下列关于水的说法,不正确的是( )
A.水的电离是吸热过程
B.向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,KW不变
C.含H+的溶液显酸性,含OH-的溶液显碱性
D.水是极弱的电解质,在50℃时水的pH小于7
解析:
选C A项,电解质的电离都是吸热过程,正确;B项,KW=c(H+)×c(OH-),只与温度有关,正确;C项,应该根据溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小判断溶液的酸碱性,错误;D项,水的电离是吸热过程,常温下水的pH等于7,升温到50℃,c(H+)增大,pH减小,正确。
3.在相同温度下,0.01mol·L-1NaOH溶液和0.01mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
解析:
选A 若该温度下水的离子积常数为KW(不一定是25℃),则在0.01mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离的c(H+)=
=
mol·L-1,在0.01mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离=
mol·L-1。
4.pH相同