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水的电离和溶液的pH
2020-06-21 | 阅:  转:  |  分享 
  
水的电离和溶液的pH

考点一水的电离与水的离子积常数

1.水的电离

水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2O((H3O++OH-或H2O((H++OH-。

2.水的离子积常数

Kw=c(H+)·c(OH-)。

(1)室温下:Kw=1×10-14。

(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw增大。

(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。

(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw不变。

3.影响水电离平衡的因素

填写外界条件对水电离平衡的具体影响

体系变化

条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH-) c(H+) HCl NaOH 可水解的盐 Na2CO3 NH4Cl 温度 升温 降温 其他:如加入Na



25℃,pH=3的某溶液中,H2O电离出的H+浓度为多少?



1.25℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl②NaOH③H2SO4④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是()

A.④>③>②>①B.②>③>①>④C.④>①>②>③D.③>②>①>④

2.25℃时,某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,下列说法正确的是()

A.该溶液的pH可能是5B.此溶液不存在

C.该溶液的pH一定是9D.该溶液的pH可能为7

3.(2018·北京东城区质检)如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是()

A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw

B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)

C.图中T1<T2

D.XZ线上任意点均有pH=7

4.(2018·韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4Na++H++SO。某温度下,向c(H+)=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是()

A.该温度高于25℃B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10mol·L-1

C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小

5.25℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是()

A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)

C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109

6.常温下,向20mL0.1mol·L-1氨水溶液中滴加盐酸,溶液中由水电离出的c(H+)随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是()

A.b、d两点为恰好完全反应点

B.c点溶液中,c(NH)=c(Cl-)

C.a、b之间的任意一点:c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-)

D.常温下,0.1mol·L-1氨水的电离常数K约为1×10-5

7.(2018·石家庄一模)常温下,向20.00mL0.1mol·L-1HA溶液中滴入0.1mol·L-1NaOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[-lgc水(H+)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法中不正确的是()

A.常温下,Ka(HA)约为10-5

B.M、P两点溶液对应的pH=7

C.b=20.00

D.M点后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)

考点二溶液的酸碱性和pH

1.溶液的酸碱性

溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。

(1)酸性溶液:c(H+)>c(OH-),常温下,pH<7。

(2)中性溶液:c(H+)=c(OH-),常温下,pH=7。

(3)碱性溶液:c(H+)7。

2.pH及其测量

(1)计算公式:pH=-lgc(H+)。

(2)测量方法

①pH试纸法

用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。

②pH计测量法

(3)溶液的酸碱性与pH的关系

常温下:



3.溶液pH的计算

(1)单一溶液的pH计算

强酸溶液:如HnA,设浓度为cmol·L-1,c(H+)=ncmol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(nc)。

强碱溶液(25℃):如B(OH)n,设浓度为cmol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH=-lgc(H+)=14+lg(nc)。

(2)混合溶液pH的计算类型

①两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。。

②两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。



1.1mLpH=9的NaOH溶液,加水稀释到10mL,pH=___________;加水稀释到100mL,pH________7。

2.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。

(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合()

(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合()

(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合()

(4)pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合()

(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合()

(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合()

(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合()

(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合()

8接近(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)碱性(7)酸性(8)碱性



1.按要求计算下列溶液的pH(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):

(1)0.1mol·L-1的CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5)。

(2)0.1mol·L-1的NH3·H2O(NH3·H2O的电离度α=1%(3)pH=2的盐酸与等体积的水混合。

(4)常温下,将0.1mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06mol·L-1硫酸溶液等体积混合。

(5)25℃时,pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合。

2.根据要求解答下列问题(常温条件下):

(1)pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO)与c(H+)的比值为_____。

(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为______________________________________________________________。

(3)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是________。

(4)将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的稀盐酸VbL混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则=______。

3.(2018·南阳等六市联考)某温度下,向一定体积0.1mol·L-1的氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]与pH的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是()

A.M点和N点溶液中H2O的电离程度相同

B.Q点溶液中,c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)

C.M点溶液的导电性小于Q点溶液的导电性

D.N点溶液加水稀释,变小(1)-lg(1.3×10-3)≈2.9(2)11(3)2.3(4)2(5)10(1)(2)0.05mol·L-1(3)1∶4(4)103.B







考点三酸碱中和滴定

1.实验原理

利用酸碱中和反应,用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测的NaOH溶液,待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)=。

酸碱中和滴定的关键:

(1)准确测定标准液和待测液的体积;

(2)准确判断滴定终点。

2.实验用品

(1)仪器

图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。



(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。

(3)滴定管

①构造:“0”刻度线在上方,尖嘴部分无刻度。

②精确度:读数可精确到0.01mL。

③洗涤:先用蒸馏水洗涤,再用待装液润洗。

④排泡:酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。

⑤使用注意事项:

试剂性质 滴定管 原因 酸性、氧化性 酸式滴定管 氧化性物质易腐蚀橡胶管 碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃,致使玻璃活塞无法打开

3.实验操作

以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例

(1)滴定前的准备

①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。

②锥形瓶:注碱液→记体积→加指示剂。

(2)滴定



(3)终点判断

等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。

(4)数据处理

按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c(NaOH)=计算。

4.常用酸碱指示剂及变色范围

指示剂 变色范围的pH 石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色 甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色



滴定终点现象判断

(1)用amol·L-1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是________________________________________________________;若用甲基橙作指示剂,滴定终点的现象是______________________________________。

(2)用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用____________作指示剂,达到滴定终点的现象是________________________________。

(3)用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂______(填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是_______________________。

(4)用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为___________________,达到滴定终点时的现象是_________________。

滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色当滴入最后一滴标准液,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色淀粉溶液当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色

否当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色

Ti3++Fe3+Ti4++Fe2+当滴入最后一滴标准液,溶液变成红色,且半分钟内不褪色



1.实验室现有3种酸碱指示剂,其pH变色范围如下:

甲基橙:3.1~4.4石蕊:5.0~8.0酚酞:8.2~10.0

用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,恰好完全反应时,下列叙述中正确的是()

A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂

C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂

D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂

2.下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是()

提示:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO46K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S2NaI+S↓

选项 滴定管中的溶液 锥形瓶中的溶液 指示剂 滴定终点颜色变化 A NaOH溶液 CH3COOH溶液 酚酞 无色→浅红色 B HCl溶液 氨水 酚酞 浅红色→无色 C 酸性KMnO4溶液 K2SO3溶液 无 无色→浅紫红色 D 碘水 亚硫酸溶液 淀粉 无色→蓝色

3.某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行如下操作,正确的是()

A.用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中

B.称取4.0gNaOH放到1000mL容量瓶中,加水至刻度,配成1.00mol·L-1NaOH标准溶液

C.用NaOH溶液滴定白醋,使用酚酞作指示剂,溶液颜色恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色时,为滴定终点

D.滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化,防止滴定过量

4.中和滴定过程中,容易引起误差的主要是五个方面,请以“用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液”为例,用“偏高”“偏低”或“无影响”填空。

(1)仪器润洗

①酸式滴定管未润洗就装标准液滴定,则滴定结果_____________________________。

②锥形瓶用蒸馏水冲洗后,再用待测液润洗,使滴定结果________。

(2)存在气泡

①滴定前酸式滴定管尖嘴处有气泡未排出,滴定后气泡消失,使滴定结果_________。

②滴定管尖嘴部分滴定前无气泡,滴定终点有气泡,使滴定结果________。

(3)读数操作

①滴定前平视滴定管刻度线,滴定终点俯视刻度线,使滴定结果________。

②滴定前仰视滴定管刻度线,滴定终点俯视刻度线,使滴定结果________。

(4)指示剂选择:用盐酸滴定氨水,选用酚酞作指示剂,使滴定结果________。

(5)存在杂质

①用含NaCl杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度将______。

②用含Na2O杂质的NaOH配制成标准溶液来滴定盐酸,则测定的盐酸浓度________。

答案(1)①偏高②偏高(2)①偏高②偏低(3)①偏低②偏低(4)偏低(5)①偏高②偏低



1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”

(1)用标准HCl溶液滴定NaHCO3溶液来测定其浓度,选择酚酞为指示剂()

(2018·全国卷Ⅲ,10B)

(2)滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁()

(2016·海南,8C)

(3)用稀NaOH滴定盐酸,用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定()

(2015·广东理综,12C)

(4)中和滴定时,滴定管用所盛装的反应液润洗2~3次()

(2015·江苏,7B)

2.(2016·全国卷Ⅰ,12)298K时,在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是()

A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂

B.M点对应的盐酸体积为20.0mL

C.M点处的溶液中c(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)

D.N点处的溶液中pH<12

3.[2018·全国卷,27(4)]Na2S2O5可用作食品的抗氧化剂。在测定某葡萄酒中Na2S2O5残留量时,取50.00mL葡萄酒样品,用0.01000mol·L-1的碘标准液滴定至终点,消耗10.00mL。滴定反应的离子方程式为_________________________________________________,该样品中Na2S2O5的残留量为______g·L-1(以SO2计)。

4.[2018·全国卷,28(3)]测定三草酸合铁酸钾中铁的含量。

①称量mg样品于锥形瓶中,溶解后加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点。滴定终点的现象是_________________________________________________________。

②向上述溶液中加入过量粉至反应完全后,过滤、洗涤,将滤液及洗涤液全部收集到锥形瓶中。加稀H2SO4酸化,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液VmL。该晶体中铁的质量分数的表达式为____________________。

5.[2018·全国卷,26(2)改编]称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol?1),用100mL容量瓶配成样品溶液。取0.00950mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:Cr2O+6I-+14H+3I2+2Cr3++7H2O。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2OS4O+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液_________________,即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80mL,则样品纯度为___________%(保留1位小数)。

6.[2017·全国卷,26(5),改编]凯氏定氮法的原理是用浓硫酸在催化剂存在下将样品中有机氮转化为铵盐,铵盐经处理后,通过滴定测量,已知NH3+H3BO3NH3·H3BO3;NH3·H3BO3+HClNH4Cl+H3BO3,取某甘氨酸(C2H5NO2)样品m克进行测定,滴定锥形瓶中吸收液(含NH3·H3BO3和指示剂)时消耗浓度为cmol·L-1的盐酸VmL,则样品中氮的质量分数为________%,样品的纯度≤________%。









1.×√×√2.D3.S2O+2I2+3H2O2SO+4I-+6H+0.128①溶液变成粉红色且半分钟内不变色②×100%

5.蓝色褪去95.0





















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