高中化學反應及其能量變化的知識點(2)
高中化學反應及其能量變化的知識點
高中化學關于水的電離和溶液的酸堿性的介紹
(一)水的電離
1. 水的電離
2. 水的電離程度
3. 電離平衡常數
4. 水的離子積
5. 需注意的
6. 影響水的電離平衡的因素
(二)溶液的酸堿性與pH
1. Kw在電解質溶液中的存在
2. 溶液的酸堿性與c(H )、c(OH-)的關系
3. 溶液的酸、堿性與pH的關系
4. 溶液酸堿性的表示方法
5. pH的測量
(三)pH的應用
1. 醫療上
2. 生活上
3. 環保領域中
4. 農業生產中
5. 科學實驗和工業生產中
(四)酸堿質子理論
A. 溶液pH的計算方法
B. 實驗測定酸堿滴定曲線
1. 實驗
2. 酸堿指示劑在中和滴定中的應用
【典型例題
[例1] 將pH=4的酸溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH可能是( )
A. 等于7 B. 大于7 C. 小于7 D. 無法確定
解析：考慮弱電解質電離的特點和pH的計算。
[例2] 今有HA、H2B、H3C三種弱酸，根據強酸制弱酸的反應規律，它們之間發生下列反應：HA HC2-(少量)=A- H2C-;H2B(少量) 2A-=B2- 2HA;
H2B(少量) H2C-=HB- H3C，回答下列問題：
(1)相同條件下，HA、H2B、H3C三種酸中，酸性最強的是____;
(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2-六種離子中，最容易結合質子(H )的是_____，最難結合質子的是_____;
(3)完成下列反應的離子方程式
① H3C OH-(過量)_______________;
② HA(過量) C3-________________。
解析：掌握酸堿質子理論。
[例3] 1體積pH=2.5的鹽酸與10體積某一元強堿溶液恰好完全反應，則該堿溶液的pH等于( )
A. 9.0 B. 9.5 C. 10.5 D. 11.0
解析：考查與pH有關的計算。
[例4] 有人曾建議用AG表示溶液的酸度，AG的定義為AG=lgc(H )/c(OH-)。下列表述正確的是( )
A. 在25℃時，若溶液呈中性，則pH=7，AG=1
B. 在25℃時，若溶液呈酸性，則pH<7，AG<0
C. 在25℃時，若溶液呈堿性，則pH>7，AG>0
D. 在25℃時，溶液的pH與AG的換算公式為AG=2(7-pH)
解析：考查對溶液酸堿性的認識和對定義的理解、運算。
[例5] pH=3的兩種一元酸HX和HY溶液，分別取50mL加入足量的鎂粉，充分反應后，收集到H2的體積分別為V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，則下列說法正確的是( )
A. HX可能是強酸
B. HY一定是強酸
C. HX的酸性強于HY的酸性
D. 反應開始時二者生成H2的速率相等
解析：考查對溶液中弱酸的濃度和離子濃度的區別。
[例6] 在25℃時，某稀溶液中由水電離產生的c(H )為10-13mol/L，下列有關溶液的敘述，正確的是( )
A. 該溶液一定呈酸性 B. 該溶液一定呈堿性
C. 該溶液的pH一定是1 D. 該溶液的pH可能約為13
解析：考查對水的離子積的理解和影響因素。
[例7] 下列溶液一定呈中性的是( )
A. pH=7的溶液
B. c(H )=c(OH-)的溶液
C. 由強酸、強堿等物質的量反應得到的溶液
D. 非電解質溶于水得到的溶液
答案：B
解析：考查溶液中性本質的分析。
[例8] 在25℃時，某溶液中由水電離出的c(H )=1×10-12mol/L，則該溶液的pH可能是( )
A. 12 B. 7 C. 6 D. 2
答案：AD
解析：掌握溶液pH計算的根本原則。
【模擬試題
1. 水是一種極弱的電解質，在室溫下，平均每n個分子只有1個分子發生電離，則n值是( )
A. 10-14 B. 55.6×107 C. 107 D. 55.6
2. 如果25℃時Kw=1×10-14，100℃時Kw=1×10-12，這說明( )
A. 100℃時水的電離常數較大
B. 前者c(H )較后者大
C. 水的電離過程是一個吸熱過程
D. Kw和溫度無直接關系
3. 用濕潤的pH試紙測定溶液的pH，不變的是( )
A. HCl溶液 B. NaOH溶液 C. Na2SO4溶液 D. 氨水
4. 將0.1mol/L醋酸溶液加水稀釋，下列說法正確的是( )
A. 溶液中c(H )和c(OH-)都減小
B. 溶液中c(H )增大
C. 醋酸電離平衡向左移動
D. 溶液的pH增大
5. 用pH均為2的鹽酸和醋酸溶液，分別中和等體積、等物質的量濃度的氫氧化鈉溶液，當氫氧化鈉恰好完全中和時，消耗鹽酸和醋酸溶液的體積分別為V1和V2，則V1和V2的關系正確的是( )
A. V1>V2 B. V1
6. 在313K時，水的Kw=3.8×10-14，若在313K時，c(H )=1.0×10-7mol/L的溶液( )
A. 呈酸性 B. 呈中性 C. 呈堿性 D. 無法判斷
7. 水的電離過程為H2O
H OH-，在不同溫度下其平衡常數為：K(25℃)=1.0×
10-14，K(35℃)=2.1×10-14，則下列敘述正確的是( )
A. c(H )隨溫度的升高而降低
B. 在35℃時，c(H )>c(OH-)
C. 水的電離度α(25℃)>α(35℃)
D. 水的電離是吸熱的
8. 準確量取25.00mL KMnO4溶液，可選用的儀器是( )
A. 50mL量筒 B. 10mL量筒
C. 50mL酸式滴定管 D. 50mL堿式滴定管
9. pH=13的強堿溶液與pH=2的強酸溶液混合，所得混合液的pH=11，則強堿與強酸的體積比是( )
A. 11:1 B. 9:1 C. 1:11 D. 1:9
10. 下列說法正確的是( )
A. HCl溶液中無OH-
B. NaOH溶液中無H+
C. NaCl溶液中既無OH-也無H+
D. 常溫下，任何物質的水溶液中都有H+和OH-，且Kw=c(H )?c(OH-)=10-14
11. 進行中和滴定時，事先不應該用所盛溶液潤洗的儀器是(已用蒸餾水洗過)( )
A. 酸式滴定管 B. 堿式滴定管 C. 錐形瓶 D. 量筒
12. 中和相同體積、相同pH的
、NaOH和NH3?H2O三種稀溶液，所用相同濃度鹽酸的體積分別為V1、V2和V3，則( )
A. V3>V1=V2 B. V3>V2>V1
C. V1>V2>V3 D. V3
【試題答案
1. B 2. AC 3. C 4. D 5. A 6. C 7. D 8. C 9. D 10. D
11. CD 12. A
【試題解析
1. 根據每55.6mol水中有1×10-7mol水電離，而分子個數比與物質的量成正比，所以列比例計算即可。
2. 溫度較高，Kw較大，所以選A;Kw較大，即水的離子積較大，說明電離平衡正向移動，升高溫度平衡向吸熱方向移動，說明正向為吸熱方向。
3. 濕潤的pH試紙，相當于溶液被稀釋，使得酸性和堿性存在誤差，但是C是中性溶液，不受影響
4. 弱電解質溶液存在著電離平衡，加水稀釋，平衡發生移動，c(H )減小，而c(OH-)增大，pH增大，平衡右移。
5. 因為鹽酸是強酸，全部電離，醋酸是弱酸，部分電離，所以全部的氫離子(包括沒有電離的)醋酸中多，所以所需體積少。
6. 根據水的離子積的公式，計算出c(OH-)=3.8×10-7mol/L，比氫離子濃度大，因此顯堿性。
7. 升高溫度，K增大，說明氫離子和氫氧根離子的濃度都增加，但是是同等程度增加，所以離子濃度仍一樣，但電離程度增加，平衡正向移動，說明正向是吸熱反應。
8. 由于量的體積精確度為0.01mL，故應選用滴定管，而KMnO4是強氧化劑易腐蝕堿式滴定管的橡皮管，所以選C。
9. 混合前，堿中c(OH-)=0.1mol/L，酸中c(H )=0.01mol/L，因為算得溶液中OH-剩余，為10-3mol/L，其等于氫氧根離子的物質的量?D酸中氫離子的物質的量，再÷溶液體積(V1 V2)。
11. 錐形瓶里的待測液，物質的量一定，如潤洗則多;量筒是粗量儀器，沒有必要潤洗。
12. 因為一水合氨是弱電解質，還有一部分分子未電離，所以所需的酸多。
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