2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專題3.2.1 水的電離和溶液的酸堿性試題 新人教版選修4.doc

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第1課時(shí) 水的電離和溶液的酸堿性 酸酸甜甜的西紅柿，是很多人喜歡吃的。它既可以當(dāng)水果吃，也可以烹調(diào)。除可以吃外，我們還可以利用它來做試驗(yàn)，把銅片和鋁片插在西紅柿里，連接一個(gè)小燈泡或一個(gè)靈敏電流計(jì)。你就會發(fā)現(xiàn)燈泡亮，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這說明西紅柿能導(dǎo)電。那西紅柿為什么能導(dǎo)電呢？這是因?yàn)槲骷t柿的汁液本身就是電解質(zhì)溶液，這些汁液是酸性的還是堿性的？學(xué)完本節(jié)后，我們就知道如何測定溶液的酸堿性了！ 一、水的電離 1．水的微弱電離 水的分子結(jié)構(gòu)示意圖 （1）水是一種極弱的電解質(zhì)。 （2）水分子電離過程示意圖： （3）水的電離平衡常數(shù)為K電離=___________________。 2．水的離子積常數(shù) （1）表達(dá)式：Kw =__________。 （2）影響因素：水的離子積KW只受溫度的影響，溫度升高， Kw ___________。在室溫(25℃)時(shí)，KW =________。 （3）適用范圍：Kw不僅適用于________，也適用于_______________________。 提醒：Kw只受溫度的影響，不受溶液酸、堿性的影響，溫度不變，Kw不變。 二、溶液的酸堿性與pH 1．判斷溶液酸堿性的依據(jù) _________和_________的相對大小。 2．溶液的酸堿性與pH的關(guān)系 pH=________，pH越小，溶液的酸性越________，堿性越________，pH的適用范圍是________。 3．溶液pH的測定方法 溶液pH的測定方法有________法、________法、pH計(jì)法。 一、（3） 2．（1）c(H+)c(OH?) （2）增大 1.010?14 （3）純水 稀的電解質(zhì)水溶液 二、1．c(H+) c(OH?) 2．（1）–lgc(H+) 強(qiáng) 弱 c(H+)和c(OH?)都比較小的稀溶液（＜1 mol/L） 3．廣泛pH試紙 精密pH試紙 一、水電離平衡的影響因素 水的電離：H2OH＋＋OH－　ΔH>0 條件變化 移動方向 c(H＋) c(OH－) KW 電離程度 影響 升高溫度 右移 增大 增大 增大 增大 促進(jìn) 加酸 左移 增大 減小 不變 減小 抑制 加堿 左移 減小 增大 不變 減小 抑制 加活潑金 屬如Na 右移 減小 增大 不變 增大 促進(jìn) 已知水在25 ℃和100 ℃時(shí)，電離平衡曲線如圖所示： （1）25 ℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為________(填“A”或“B”)，請說明理由___________________________。 （2）將A點(diǎn)變?yōu)锽點(diǎn)，采取的措施是______________________________________。 （3）C點(diǎn)c(H＋)＝________，D點(diǎn)c(OH－)＝________。 【解析】（1）水的電離是吸熱過程，當(dāng)溫度升高時(shí)，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，水中c(H＋)、c(OH?)都增大，結(jié)合圖像中A、B曲線變化情況及c(H＋)、c(OH－)可以判斷25 ℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為A。 （2）A點(diǎn)KW＝10－14，B點(diǎn)KW＝10－12，故由A點(diǎn)變?yōu)锽點(diǎn)須進(jìn)行升溫。 （3）c(H＋)＝＝ molL－1＝10－8 molL－1。 c(OH－)＝＝ molL－1＝10－8 molL－1。 【答案】（1）A　水的電離是吸熱過程，溫度低時(shí)，電離程度小，c(H＋)、c(OH－)小 （2）升高溫度至100 ℃ （3）10－8 molL－1　10－8 molL－1 二、溶液的酸堿性 1．溶液的酸堿性 2．溶液酸堿性與pH的關(guān)系 （1）定義：pH=?lgc(H+)。 （2）pH與溶液中c(H+)的關(guān)系 ①25 ℃，純水的pH=7，溶液呈中性；pH<7的溶液呈酸性；pH>7的溶液呈堿性。 ②pH表示溶液的酸堿性及其強(qiáng)弱：25 ℃時(shí)，pH（<7）越小，溶液的酸性越強(qiáng)；pH（>7）越大，溶液的堿性越強(qiáng)。 （3）pH的適用范圍 常溫下，當(dāng)溶液的酸堿性用pH表示時(shí)，一般情況下，110?14 molL?1＜c(H＋)＜1 molL?1，即14＞pH＞0。pH=0的溶液中并非無H+，而是c(H＋)=1 molL?1；pH=14的溶液中并非無OH?，而是c(OH?)= 1 molL?1。當(dāng)c(H＋)＞1 molL?1時(shí)，一般不用pH表示溶液的酸堿性，用c(H＋)或c(OH?)直接表示溶液的酸堿性更方便。 下列關(guān)于溶液酸堿性的說法中正確的是 A．pH=7的溶液顯中性 B．中性溶液中，c(H+)一定是1.010?7molL?1 C．c(H+)= c(OH?)的溶液顯中性 D．在100C時(shí)，純水的pH<7，因此顯酸性 【解析】常溫下pH=7的溶液呈中性，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在中性溶液中c(H+)和c(OH?)一定相等，但并不一定是1. 010?7 molL?1，所以B項(xiàng)錯(cuò)誤，C項(xiàng)正確；100C的純水中，雖然pH＜7，但c(H+)=c(OH?)，仍呈中性，所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。 【答案】C 三、溶液pH的測量方法 （1）pH試紙法 pH試紙 ①pH試紙的使用方法 取一片pH試紙，放在潔凈的表面皿或玻璃片上，用潔凈干燥的玻璃棒蘸取待測液點(diǎn)于試紙中央，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照讀出數(shù)值。 ②pH試紙的種類 常用的pH試紙有廣泛pH試紙(pH范圍為1～14或0～10，可識別的pH差值約為1)和精密pH試紙(pH范圍較窄，可識別的pH差值為0.2或0.3)。 操作注意事項(xiàng)： ①pH試紙不能伸入待測液中。 ②pH試紙不能事先潤濕（潤濕相當(dāng)于將溶液稀釋）。用pH試紙測定的是一個(gè)粗略結(jié)果。 ③用廣泛pH試紙測出溶液的pH是整數(shù)，而不會是3.1、5.2等小數(shù)。 （2）pH計(jì)法 常用pH計(jì)來精確測量溶液的pH，讀數(shù)時(shí)應(yīng)保留兩位小數(shù)。 pH計(jì) （3）常用酸堿指示劑及其變色范圍 指示劑 變色范圍 甲基橙 石蕊 酚酞 1．25 ℃時(shí)，水的電離達(dá)到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH＞0，下列敘述正確的是 A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(OH－)降低 B．向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H＋)增大，Kw不變 C．向水中加入少量固體醋酸鈉，平衡逆向移動，c(H＋)降低 D．將水加熱，Kw增大，pH不變 2．25 ℃時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaCl ②NaOH?、跦2SO4　④(NH4)2SO4，其中水的電離程度按由大到小順序排列的一組是 A．④>③>②>①　　　　　 B．②>③>①>④ C．④>①>②>③ D．③>②>①>④ 3．下列說法正確的是 A．強(qiáng)堿的水溶液中不存在H+ B．pH=0的溶液是酸性最強(qiáng)的溶液 C．在溫度不變時(shí)，水溶液中c(H+)和c(OH?)不能同時(shí)增大 D．某溫度下，純水中c(H+)= 210?7 mol L?1，其呈酸性 4．一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是 A．升高溫度，可能引起由c向b的變化 B．該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.010－13 C．該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化 D．該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化 5．已知NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋。某溫度下，向c(H＋)＝110－6 molL?1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的c(H＋)＝110－2 molL－1。下列對該溶液的敘述不正確的是 A．該溫度高于25 ℃ B．由水電離出來的H＋的濃度為110－10 molL－1 C．加入NaHSO4晶體抑制水的電離 D．取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH－)減小 6．現(xiàn)有常溫下的六份溶液： ①0.01 molL?1 CH3COOH溶液；②0.01 molL?1 HCl溶液；③pH=12的氨水；④pH=12的NaOH溶液； ⑤0.01 molL?1 HCl溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合所得溶液。 （1）其中水的電離程度最大的是________(填序號，下同)，水的電離程度相同的是________。 （2）若將②③混合后所得溶液的pH=7，則消耗溶液的體積：②________③(填”＞”“＜”或”=“)。 （3）將六份溶液同等稀釋10倍后，溶液的pH：①________②，③________④(填“＞”“＜”或“=”)。 （4）將①④混合，若有c(CH3COO?)＞c(H+)，則混合溶液可能呈________(填序號)。 A．酸性 B．堿性 C．中性 1．【答案】B 2．【答案】C 【解析】②、③為堿、酸抑制水電離；④中水解促進(jìn)水電離，①NaCl不影響水電離。 3．【答案】C 【解析】在酸性或堿性水溶液中均存在H+和OH?，所以A錯(cuò)；pH= 0的溶液中c(H+)=1.0 molL?1，并不是酸性最強(qiáng)的溶液，只是c(H+)>1.0 mmolL?1的溶液用pH表示酸性強(qiáng)弱不再方便，故B錯(cuò)；溫度一定時(shí)，KW=c(H+)c(H?)是一個(gè)定值，故二者不能同時(shí)增大，故C對；純水中，c(H+)=c(H?)，呈中性，所以D錯(cuò)誤。 4．【答案】C 【解析】A.由圖可知a、b、c三點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)不變，故a、b、c為等溫線，升溫，不能由c向b變化。B.由b點(diǎn)對應(yīng)c(H＋)與c(OH－)可知，Kw＝c(H＋)c(OH－)＝1.010－71.010－7＝1.010－14。C.FeCl3溶液水解顯酸性，溶液中c(H＋)增大，因一定溫度下水的離子積是常數(shù)，故溶液中c(OH－)減小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化。D.c點(diǎn)溶液呈堿性，稀釋時(shí)c(OH－)減小，同時(shí)c(H＋)應(yīng)增大，故稀釋溶液時(shí)不可能引起由c向d的變化。 5．【答案】D 【解析】A項(xiàng)，Kw＝110－6110－6＝110－12，溫度高于25 ℃；B、C項(xiàng)，NaHSO4電離出的H＋抑制H2O電離，c(H＋)H2O＝c(OH－)＝110－10 mol/L；D項(xiàng)，加H2O稀釋c(H＋)減小，而c(OH－)增大。 6．【答案】（1）⑤ ②③④ （2）＞ （3）＞ ＞ （4）ABC