高三化学复习 水的电离和溶液的PH.pdf

第二节 水的电离和溶液的 PH 考点透析 考试说明对本节的考点有三个知识点的要求 理解水的电离的特点 理解 PH 的概念及意义 了解酸碱指示剂 石蕊 酚酞 甲基橙 2000 年考察了水的电离 本年度上海高考和全国春季高考都考察了 PH 的计算 20001 年考察 PH 的计算 指示 剂的变色点 酚酞 2002 年考察了酸度的概念 实质是对溶液酸碱性的理解 2002 年上海也考察了 PH 可见关于水的 电离度的理解即 PH 的意义是我们这届的学习重点 基础演基础演练练热身热身 基础回顾 1 纯水是一种极弱的电鲜质 它能微弱的电离出 H 和 OH 在 25 时 水电离出的 H 和 OH 浓度的乘积为 1 10 14 该乘积叫做 水的离子积 2 当 H OH 溶液显酸性 H c OH 溶液显酸性 外加碱 c OH 增大 平衡左移 c H 减小 c H c H 或 H c OH 溶液显现碱性或酸性 可见酸 碱抑制了水的电离平衡 能发生水解的盐促进了水的电离 由以上可知 在水溶液中 H 与 OH 永远共同存在 酸性溶液只是 c H c OH 碱性溶 液只是 c OH c H 2 溶液的 PH 值 当 c H 1moL L 1时 PH 将为负值 如 cH 2mol L 1 PH lg2 0 3 当 c H 1mol L 1时 PH 将大于 14 如 c OH 2moL L 1 时 c H 10 14 2 5 10 15moL L 1 PH lg5 10 15 14 3 此时再用 PH 表示就违背了我们使用方便的初衷 此时我们就直接用 c H 或 c OH 表示溶液酸碱性 问题 4 酸碱指示剂和 PH 试纸 测定溶液的酸碱性 一般有酸碱指示剂 PH 试纸 PH 计 1 酸碱指示剂一般是有机弱酸或有机弱碱 只能粗略判定溶液酸碱性 几种指示剂的变色范围 指示剂 PH 变色范围 酸 色 中间色 碱 色 甲基橙 3 1 4 4 红色 PH4 4 甲基红 4 4 6 6 红色 PH6 2 石 蕊 5 0 8 0 红色 PH8 0 酚 酞 8 2 10 0 无色 PH10 0 其中以甲基橙的变色最灵敏 石蕊变色不灵敏 2 PH 试纸可方便测定出溶液的 PH 具体操作方法是 用玻璃棒取溶液直接滴在 PH 试纸中部 将试纸颜色与标准比色 卡相对比 从而确定溶液的 PH 注意 玻璃棒要洁净 干燥 试纸不能湿润 应在半分钟内观察 时间过长 试纸颜色有所变化 3 PH 计是最准确的测定溶液 PH 值的方法 经典例题经典例题导导悟 悟 例 1 常温下 某溶液中水电离出的 C OH 1 10 13mol L 1 对该溶液的叙述正确的是 A 溶液一定显酸性 B 溶液一定显碱性 C 溶液一定显中性 D 溶液可能是 pH 13 的溶液 解析 根据水的离子积原理 溶液中水电离出 C OH 1 10 13mol L 1 是由于在水中加入了酸或加入了碱 抑制了水的 电离 如水中加碱 C OH 1 10 13mol L 1 溶液的 PH 13 答案 D 例 2 下列溶液肯定是酸性的是 A 含 H 的溶液 B 能使酚酞显无色的溶液 C pH 7 的溶液 D C OH C H 的溶液 解析 考察溶液呈现出酸碱性的实质 溶液呈现出酸性或碱性 不是 由于 H 等多少或 PH 7 而是 H 与 OH 相比较 谁占优势就显现谁的性质 答案 D 例 3 在 80 时 纯水 PH 7 其原因是 答案 温度升高 水的电离程度增大 H 增大 大于 10 7 mol L PH 7 例 4 在 25 时某溶液中由水电离出的 C H 10 12 mol L 该溶液的 PH 值可能为 A 12 B 7 C 6 D 2 解析 水电离的 C H 10 7 mol L 水的电离受到抑制 可能是加入酸 也可能加入了碱 加入酸时 PH 2 加入碱时 PH 12 答案 A D 高考名题回放 例 1 2001 广东 河南 6 若 pH 3 的酸溶液和 pH 11 的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性 其原因可能是 A 生成了一种强酸弱碱盐 B 弱酸溶液和强碱溶液反应 C 弱酸溶液和弱碱溶液反应 D 一元强酸溶液和一元强碱溶液反应 解析 H OH 酸 碱溶液混合后显酸性有两种可能 一种是弱碱与强反应酸过量显酸性 另一种是生成了弱碱强酸盐 水鲜显酸性 但这种情况不成立 因为如此情况下应是碱过量而显碱性 答案 B 例 2 2001 上海 20 为更好地表示溶液的酸碱性 科学学提出了酸度 AG 的概念 AG lg C H C OH 则下 列叙述正确的是 A 中性溶液的 AG 0 B 酸性溶液的 AGC OH AG 0 C D 常温下 把 C H C OH 分别代入 AG 表达式可确定 C AG 12 D AG 12 答案 A D 例 3 2001 全国 18 将 pH 1 的盐酸平均分成 2 份 1 份加适量水 另 1 份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量 NaOH 溶液后 pH 都升高了 1 则加入的水与 NaOH 溶液的体积比为 A 9 B 10 C 11 D 12 解析 pH 1 的盐酸加水 PH 值变为 2 体积增大 10 倍 加入水是酸体积的 9 倍 加碱体积设为 X 有 0 1V 0 1X V X 0 01mol L X 9 11 V 则 9V 9 11 V 11 1 答案 C 例 4 2002 上海 13 在相同温度时 100mL 0 1mol L 1的醋酸溶液与 10 mL 1mol L 1的醋酸溶液相比较 下列数值前 者大于后者的是 A 中和时所需 NaOH 的量 B 电离程度 C H 的物质的量 D CH 3COOH 的物质的量 解析 相同温度时 100mL 0 1mol L 1的醋酸溶液与 10 mL 1mol L 1的醋酸溶液所含 CH 3COOH 的物质的量相等 中和时所需 NaOH 的量也相等 溶液越稀 电离程度越大 含 H 的物质的量越多 因此 B C 两项符合题意 答案 B C 名师预测 我们通常所提及的溶液体系 都是水溶液 由于的电离特点产生了水溶液中的一些反应规律 能否把这一问题的理解迁移到 其他新的溶液体系中去 将能体现一个考生处理新问题的能力 例 实验表明 液态时 纯硫酸的电离能力强于硝酸 纯硫酸的导电性也显著强于纯水 又知液态纯酸都像水那样进行自身 电离 H 20 H20 H30 OH 而建立平衡 且在一定温度下都有各自的离子积常数 据此回答 1 纯硫酸在液态时自身电离的方程式是 2 25 时 液态纯硫酸的离子积常数 K H2SO4 比 lx10 14 填 大 小 或 相等 3 在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中 存在的阴离子主要是 这是因为混合酸中不仅存在硫酸 和硝酸各自电离的两个电离平衡 而且还因硫酸的酸度大于硝酸 在此条件下 混酸中必然发生 写离子方程式 反应 解析 虽然情景是新的 但只要理解了水的电离特点不难作出判定 由于纯硫酸的电离能力强于硝酸 在液态混酸中主要是 硫酸电离 答案 1 H2SO4 H2SO4H3SO4 HSO4 2 大 3 HSO4 H 2SO4 HNO3 HSO4 H 2NO3 潜能提升训潜能提升训练 练 一 单项选择题 1 下列液体 pH 7 的是 A 人体血液 B 蔗糖溶液 C 橙汁 C 胃液 答案 A 2 下列说法正确的是 A HCL 溶液中无 OH B 氢氧化钠溶液中无 H C NaCl 溶液中既无 OH 也无 OH D 常温下 任何物质的水溶液中都有 H 和 OH 且 Kw 10 14 答案 D 3 下列溶液一定是碱性的是 A 溶液中 COH CH B 溶液中含有 OH 离子 C 滴加甲基橙后溶液显红色 D 滴加甲基橙后溶液显黄色 解析 选项 A 的叙述无疑是正确的 由于水电离产生 OH 离子 即 H 2O H OH 可见选项 B 的叙述不正确 溶液中 存在 OH 离子并不是呈碱性的充分条件 溶液中滴加甲橙显红色 表明其 pH 3 1 呈酸性 选项 C 也不正确 使甲基橙 显黄色的溶液只表明其 pH 4 4 却不一定显碱性 答案 A 4 与纯水的电离相似 液氨中存在着微弱的电离 2NH3 NH4 NH 2 据此判断以下叙述中错误的是 A 液氨中含有 NH3 NH4 NH 2 等粒子 B 一定温度下液氨中 C NH 4 C NH 2 是一个常数 C 液氨的电离达到平衡时 C NH3 C NH4 C NH 2 D 只要不加入其他物质 液氨中 C NH 4 C NH 2 解析 液氨中 NH3的电离与纯水中水的电离相似 只要很好的做好知识迁移便可判定出 C 错误 答案 C 5 将 pH 5 的 H2SO4加水稀释 1000 倍 溶液中 A pH 8 B pH 7C C OH 10 8mol L 1 D C H 10 8mol L 1 解析 通常我们在考虑溶液的酸碱性时 不考察水的电离 因为水电离出的 C H 太小 但是当酸的 C H C OH C 水的离子织 Kw 25 Kw 35 D 水的电离是一个吸热过程解析 Kw 35 Kw 25 说明 温度升高 水的电离程度增大 是一个吸热过程 答案 D 7 下列溶液里 由水电离生成的氢离子浓度之比 是 pH 0 的盐酸 0 1mol L 的盐酸 0 01mol L NaOH 溶液 pH 11 的 NaOH 溶液 A 1 10 100 1000 B 0 1 12 11 C 14 13 12 11 D 14 13 2 3 解析 酸溶液中的 OH 碱溶液中的 H 是由水电离出来的 且 C H C OH 因此根据 Kw C H C OH 求得 四种溶液 C H 分别为 10 14mol L 10 13mol L 10 12mol L 10 11mol L 答案 A 8 向 10mL pH 12 的 NaOH 溶液中加入 10 mL 某酸 再滴入几滴甲基橙 则溶液呈红色 这种酸可能是 A pH 2 的硫酸 B 0 01 mol L 1的甲酸 C pH 2 和醋酸 D 0 01 mol L 1的硝酸 解析 甲基橙显红色 说明溶液显酸性 NaOH 溶液中 C OH 0 01 mol L 1 A B D 三种溶液是一元酸恰好中和 A D 显中性 B 生成甲酸钠水解显碱性 C 中 C H 0 01 mol L 1 电离的 H 恰好中和 NaOH 溶液 还有未电离的醋酸 醋酸过 量发生电离显酸性 答案 C 9 在室温下等体积的酸和碱的溶液 混合后 pH 一定小于 7 的是 A pH 3 的硝酸跟 pH 11 的氢氧化钾溶液 B pH 3 的盐酸跟 pH 11 的氨水 C pH 3 的硫酸跟 pH 11 的氢氧化钠溶液 D pH 3 的醋酸跟 pH 11 的氢氧化钡溶液 解析 相同 pH 的等体积强酸和强碱 不论它们的元数 溶液混合 所得的混合液一定是中性 故此 A C 两个选项可 排除 对于 B 选项 由于氨水是弱电解质 其溶液的 pH 11 表明溶液的物质的量浓度远大于 10 3mol L 1 也即远大于 HCl 的物质的量浓度 因而混合后溶液呈碱性 即 pH 7 同理 pH 3 的醋酸溶液 其溶液的物质的量浓度也远大于 10 3mol L 1 因而与 pH 11 的等体积氢氧化钡溶液混合后 溶液中还剩余了未反应的醋酸 使溶液呈酸性 即 pH乙 12 的 pH 12 的 NaOH 溶液 100ml 要使它的 pH 11 a 如加入蒸馏水 应加 ml b 如加入 pH 10 的 NaOH 溶液 应加 ml C 如加入 0 010mol L 1盐酸 应加 ml 解析 C OH 变为原来的十分之一 a 体积成为原来的 10 倍 应加水 900 ml b 设加 NaOH 体积 V 有 10 4 mol L V 10 2mol L 0 1L V 0 1 L 10 3 mol L V 1L 1000ml C 设 加 盐 酸 体 积 X有 10 2mol L 0 1L 10 2mol L x 0 1 X L 10 3mol L x 0 0818L 81 8ml 答案 a 900 b 1000 C 81 8 13 有甲 乙两份等体积的浓度均为 0 1mol L 的氨水 pH 为 11 1 甲用蒸馏水稀释 100 倍 则 NH3 H2O 的电离平衡将向 填 促进 或 抑制 电离的方向移动 溶液的 pH 将为 填序号 A 9 B 10 C 11 D 13 2 乙用 0 1mol L 的氯化铵溶液稀释 100 倍 稀释后的乙溶液与稀释后的甲溶液相比较 pH 填 甲大 乙 大 相等 其原因是 解析 1 我们可假定稀释后平衡不移动 此时 PH 9 但稀释后向电离的方向移动 则溶液的 PH 9 但小于 11 选 B 2 乙用 0 1mol L 的氯化铵溶液稀释 100 倍 当不考虑 NH4 的影响时 甲 乙 PH 值相等 但 NH 4 抑制了氨水的电离 则 乙 PH 值小于甲 答案 1 促进 B 2 甲大 因为乙中 NH 4的存在抑制了氯水的电离平衡 14 今有浓度均为 0 1mol L 的醋酸 盐酸 硫酸和磷酸四种稀溶液 回答时用 或 连接 a b C d 1 设四种溶液的 PH 分别为 a b C d 则大小关系为 2 取等体积上述四种溶液 分别用 0 1mol LN