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-1-水的电离和溶液的酸碱性一、选择题1.下列溶液一定是碱性的是()A.pH=8的某电解质的溶液B.c(OH-)1×10-7mol·L-1C.溶液中含有OH-D.溶液中c(OH-)c(H+)【解析】选D。判断溶液是否显碱性,主要是比较溶液中的c(OH-)与c(H+)的大小,若c(OH-)c(H+),溶液则显碱性,D项正确。2.对于常温下pH=1的硝酸溶液,有下列相关叙述,其中正确的是()①该溶液1mL稀释至100mL后,pH=3②向该溶液中加入等体积、pH=13的氢氧化钡溶液恰好完全中和③该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)比值为1×10-12④向该溶液中加入等体积、等浓度的氨水,所得溶液pH=7A.①②B.①③C.②④D.③④【解析】选A。pH=1的硝酸溶液c(H+)=0.1mol·L-1,①c===0.001mol·L-1,pH=3,故①正确;②pH=13的溶液c(OH-)=0.1mol·L-1,等体积混合恰好完全中和,故②正确;③硝酸电离出的c(H+)=0.1mol·L-1,由Kw=c(H+)×c(OH-)=10-14可知,水电离出的c(H+)=10-13mol·L-1,该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为1012,故③错误;④反应生成强酸弱碱盐NH4NO3,N发生水解,使反应后溶液呈酸性,故④错误。3.如果25℃时,Kw=10-14,100℃时Kw=10-12,这说明()A.100℃时水的电离常数较大B.前者c(H+)较后者大C.水的电离过程是一个放热过程D.Kw和温度无直接关系-2-【解析】选A。100℃时Kw=10-12,25℃时Kw=10-14,则100℃时Kw较大,说明水的电离是吸热过程,温度升高Kw=c(H+)·c(OH-)增大,故100℃时水的电离常数较大,A项正确;100℃时水的电离程度大,c(H+)较25℃时的c(H+)大,B项错误;水的电离过程是吸热过程,C项错误;Kw受温度的影响,D项错误。4.(2019·宣城模拟)室温下,某溶液中水电离出的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.HCC.Na+D.N【解析】选B。由水电离的H+、OH-的浓度相等,所以c(H+)水=c(OH-)水==1×10-13mol·L-1,此溶液可能是pH=1的酸溶液,也可能是pH=13的碱溶液,所以HC一定不能大量共存。5.25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线ac所示,下列判断错误的是()A.ac曲线上的任意一点都有c(H+)·c(OH-)=10-14B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性C.d点对应溶液的温度高于25℃,pH7D.CH3COONa溶液不可能位于c点【解析】选D。ac曲线上的任意一点都有c(H+)·c(OH-)=10-14,A项正确;bd线段上任意一点都有c(H+)=c(OH-),因此溶液都呈中性,B项正确;d点c(H+)=c(OH-)=10-6,水的电离程度增大,因此温度高于25℃,pH=6,C项正确;c点c(H+)c(OH-),溶液呈碱性,可能为CH3COONa溶液,D项错误。6.298K时,向体积均为15.0mL,浓度均为1.00mol·L-1的氨水和NaHCO3溶液中分别滴加1.00mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示。下列有关叙述正确的是()-3-A.曲线a是NaHCO3溶液的滴定曲线B.当V(盐酸)=4.00mL时,c(HC)c(N)c(C)C.当V(盐酸)=15.00mL时,c(Na+)=c(N)D.两个滴定过程均可选择酚酞作指示剂【解析】选B。等浓度的氨水pH较大,故曲线a是氨水的滴定曲线,A项错误;氨水的电离和碳酸氢根离子的电离和水解都是微弱的,氨水的电离略大些,当V(盐酸)=4.00mL时,大概比例为c(HC)∶c(N)∶c(C)=11∶4∶4,但c(N)c(C),B项正确;当V(盐酸)=15.00mL时,两溶液体积增大一倍,与氨水反应得到氯化铵,铵根离子水解,c(N)0.5mol·L-1,c(Na+)=0.5mol·L-1,则c(Na+)c(N),C项错误;若选择酚酞作指示剂,滴定终点溶液变为无色时,溶液呈弱碱性,此时盐酸的用量不足,D项错误。二、非选择题7.(2019·莆田模拟)有一学生甲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。学生乙对学生甲的操作的评价为:操作错误,测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为:操作错误,但测定结果不一定有误差。(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是______________。(2)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________________________________。(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你________(填“能”或“不能”)区分0.1mol·L-1的硫酸和0.01mol·L-1的硫酸。若能,简述操作过程。________。-4-①紫色石蕊试液②酚酞试液③甲基橙试液④蒸馏水⑤BaCl2溶液⑥pH试纸【解析】pH试纸使用不能用蒸馏水润湿,若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同:若溶液为中性,则测得结果无误差;若为酸性,测得结果偏大;若为碱性,测得结果偏小。答案:(1)丙当溶液呈中性时,则不产生误差;否则将产生误差(2)盐酸在稀释过程中,醋酸继续电离产生H+,使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中c(H+)大,误差较小(3)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上,与标准比色卡比较其pH,pH较大的为0.01mol·L-1的硫酸8.(2019·咸阳模拟)中学化学实验中,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25℃时,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH7,试纸变红色;若pH7,试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH,需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。(1)已知水中存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH-ΔH0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是________(填字母)。A.向水中加入NaHSO4B.向水中加入Cu(NO3)2C.加热水至100℃[其中c(H+)=1×10-6mol·L-1]D.在水中加入(NH4)2SO4(2)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显________色,溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”);若用pH计测定,则pH________7(填“”“”或“=”),溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。【解析】(1)A加入NaHSO4后,c(H+)增大,水电离平衡逆移;B中加入Cu(NO3)2,溶液消耗OH-,平衡正移,溶液呈酸性;C中平衡正移,但溶液依然为中性;D中加入(NH4)2SO4,消耗OH-,平衡正移且呈酸性。(2)沸水仍呈中性,故用pH试纸测定应呈本来颜色;若用pH计测定,应小于7。答案:(1)B、D(2)淡黄中中9.下表是不同温度下水的离子积常数:温度/℃25t1t2水的离子积常数1×10-14a1×10-12试回答以下问题:-5-(1)若25t1t2,则a________1×10-14(填“”“”或“=”),做此判断的理由是__________________________________________。(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(S)=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=________。(3)t2℃时,将pH=11的苛性钠溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=________。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是________。【解析】(1)25t1t2,温度升高,促进水的电离,c(H+)=c(OH-)1×10-7mol·L-1,所以Kw1×10-14。(2)Na2SO4溶液中c(Na+)=2×5×10-4mol·L-1=1×10-3mol·L-1,稀释10倍后,c(Na+)=1×10-4mol·L-1,此时溶液为中性,c(OH-)=1×10-7mol·L-1,所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4mol·L-1∶10-7mol·L-1=1000。(3)根据酸、碱中和原理及pH计算式:=10-2mol·L-1,解得V1∶V2=9∶11,根据Na2SO4的化学组成及反应后溶液呈酸性,推知该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)c(S)c(H+)c(OH-)。答案:(1)温度升高,水的电离程度增大,所以水的离子积增大(2)1000(3)9∶11c(Na+)c(S)c(H+)c(OH-)【加固训练】请回答下列问題:(1)纯水在T℃时,pH=6,该温度下1mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。(2)某一元弱酸溶液(A)与二元强酸(B)的pH相等。若将两溶液稀释相同的倍数后,pH(A)________pH(B)(填“”“=”或“”);现用上述稀释溶液中和等浓度等体积的NaOH溶液,则需稀释溶液的体积V(A)________V(B)(填“”“=”或“”)。(3)已知:二元酸H2R的电离方程式是H2RH++HR-,HR-R2-+H+,-6-①若0.1mol·L-1NaHR溶液的c(H+)=amol·L-1,则0.1mol·L-1H2R溶液中c(H+)________(0.1+a)mol·L-1(填“”“”或“=”),理由是______________________________。②NaHR溶液呈________性,理由是________________________________。③某温度下,向10mL、0.1mol·L-1NaHR溶液中加入0.1mol·L-1KOH溶液VmL至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是________(填写字母)。A.溶液pH=7B.水的离子积Kw=c2(OH-)C.V=10D.c(K+)c(Na+)【解析】(1)纯水在T℃时,pH=6,即c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1,可知Kw=10-12,1mol·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)取决于溶液中的c(H+),即c水电离(OH-)=c(H+)=10-12mol·L-1。(2)强酸每稀释10n倍,pH就增大n个单位,弱酸每稀释10n倍,pH增大不到n个单位,所以两溶液稀释相同的倍数后,pH(A)pH(B);一元弱酸溶液(A)与二元强酸(B)的pH相等,说明弱酸的浓度远大于强酸的浓度,A中氢离子的物质的量远大于B中氢离子的物质的量,所以用上述稀释溶液中和等浓度等体积的NaOH溶液,则需稀释溶液的体积V(A)V(B)。(3)①由二元酸H2R的电离方程式是H2RH++HR-,HR-R2-+H+,可知,0.1mol·L-1NaHR溶液中只存在HR-的电离,c(H+)=amol·L-1,而0.1mol·L-1H2R溶液中存在两步电离,第一步电离出的H+对HR-的电离产生了抑制作用,所以c(H+)(0.1+a)mol·L-1;②二元酸H2R的第一步电离方程式是H2RH++HR-,HR-只电离不水解,溶液呈酸性;③A.由于温度不知道,故中性时溶液pH不能确定,选项A错误;B.中性c(OH-)=c(H+),Kw=c(OH-)·c(H+)=c2(OH-),选项B正确;C.HR-与OH-恰好反应时生成R2-,溶液呈碱性,已知溶液为中性,说明NaHR溶液有剩余,故V10,选项C错误;D.根据C选项判断,NaHR过量,所以c(K+)c(Na+),选项D正确。答案:(1)10-