2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題05水的電離和溶液的ph

2020屆高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)專題05水的電離和溶液的ph專題目標:1．通過對水的電離、離子積、pH定義等重要知識和方法遷移應(yīng)用的練習(xí)，提高認知能力；2．靈活解答水的電離平穩(wěn)的相關(guān)咨詢題；3．把握混合溶液pH運算的方法，并能運用數(shù)學(xué)工具解決一些有關(guān)pH運算的綜合咨詢題4．培養(yǎng)學(xué)習(xí)過程中探究、總結(jié)的適應(yīng)。知識點一：水的電離【例1】〔1〕與純水的電離相似，液氨中也存在著柔弱的電離：2NH3NH4++NH2-據(jù)此判定以下表達中錯誤的選項是 〔〕 A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒B．一定溫度下液氨中C(NH4+)·C(NH2-)是一個常數(shù)C．液氨的電離達到平穩(wěn)時C(NH3)=C(NH4+)=C(NH2-)D．只要不加入其他物質(zhì)，液氨中C(NH4+)=C(NH2-)〔2〕完成以下反應(yīng)方程式①在液氨中投入一小塊金屬鈉，放出氣體————————————————————————————②NaNH2溶于水的反應(yīng)——————————————————————————————————③類似于〝H++OH—=H2O〞的反應(yīng)————————————————————————————解析：此題要求把握水自偶的實質(zhì)(水分子電離產(chǎn)生的H+與H2O結(jié)合形成H3O+)以及水的電離平穩(wěn),并能遷移應(yīng)用于關(guān)于NH3電離的認識：NH3分子電離產(chǎn)生H+和NH2—,H+與NH3結(jié)合生成NH4+，液氨電離產(chǎn)生等量的NH2—與NH4+，一定溫度下離子濃度乘積為一常數(shù)；NH4+類似于H+，NH2—類似于OH—。具備上述知識后，就可順利完成解題。答案：〔1〕C〔2〕①2Na+2NH3=H2↑+2NaNH2②NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑或NH2—+H2O=OH—+NH3↑③NH2—+NH4+=2NH3↑或NH4Cl+NaNH2=2NH3↑+NaCl練習(xí)：〔1〕純硫酸、乙醇中也存在柔弱的電離，寫出其電離方程式硫酸————————————————————————————————————————————乙醇—————————————————————————————————————————————〔2〕乙醇鈉中加水的反應(yīng)————————————————————————————————————————————乙醇鈉和NH4Cl的反應(yīng)——————————————————————————————————－知識點二：水的離子積【例2】某溫度下純水中C(H+)=2×10-7mol/L，那么現(xiàn)在溶液中的C(OH-)=___________。假設(shè)溫度不變，滴入稀鹽酸使C(H+)=5×10-6mol/L，那么現(xiàn)在溶液中的C(OH-)=___________。解析：由水電離產(chǎn)生的H+與OH-量始終相等，知純水中C(H+)=C(OH-)。依照純水中C(H+)與C(OH-)可求出此溫度下水的Kw的值，由Kw的性質(zhì)〔只與溫度有關(guān)，與離子濃度無關(guān)〕，假設(shè)溫度不變，稀鹽酸中Kw仍為此值，利用此值可求出鹽酸中的C(OH-)。答案：純水中C(OH-)=C(H+)=2×10-7mol/L Kw=C(H+)·C(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14 稀鹽酸中C(OH-)=Kw/C(H+)=(4×10-14)/(5×10-6)=8×10-9mol/L【例3】.難溶化合物的飽和溶液存在著溶解平穩(wěn)，例如：

AgCl(s)Ag++Cl—,Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42—,在一定溫度下，難溶化合物飽和溶液離子濃度的乘積為一常數(shù)，那個常數(shù)用Ksp表示。

：Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10

Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=1.9×10-12

現(xiàn)有0.001摩/升AgNO3溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的K2CrO4的混和溶液，試通過運算回答：

(1)Cl-和CrO42-中哪種先沉淀?(2)當CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀時，溶液中的Cl-離子濃度是多少?CrO42-與Cl-能否達到有效的分離?(設(shè)當一種離子開始沉淀時，另一種離子濃度小于10-5mol/L時，那么認為能夠達到有效分離)解析：〔1〕當溶液中某物質(zhì)離子濃度的乘積大于Ksp時，會形成沉淀。幾種離子共同沉淀某種離子時，依照各離子積運算出所需的離子濃度越小越容易沉淀?！?〕由Ag2CrO4沉淀時所需Ag+濃度求出現(xiàn)在溶液中Cl—的濃度可判定是否達到有效分離。解答：〔1〕AgCl飽和所需Ag+濃度[Ag+]1=1.8×10-7摩/升

Ag2CrO4飽和所需Ag+濃度[Ag+]2==4.36×10-5摩/升

[Ag+]1<[Ag+]2，Cl-先沉淀。

〔2〕Ag2CrO4開始沉淀時[Cl-]==4.13×10-6<10-5，因此能有效地分離。知識點三：水的電離平穩(wěn)的移動【例4】：某溶液中由水電離出來的C(OH—)=10-12mol/L，那么該溶液中的溶質(zhì)不可能是〔〕A、HClB、NaOHC、NH4ClD、H2SO4解析：由水電離反應(yīng)式知：此溶液水電離產(chǎn)生的C(H+)=C(OH—)=10-12mol/L，假設(shè)溶液中的H+全部來自水的電離，那么此溶液顯堿性，是因溶有堿類物質(zhì)所致，假設(shè)溶液中的H+不僅為水電離所產(chǎn)生，那么此溶液顯酸性，為酸性物質(zhì)電離所致。NH4Cl不可能電離產(chǎn)生H+。解答：C以下兩題為上題的變式，分析一下變在何處？解題方法、思路與上題是否一樣？差異何在？〔1〕室溫下，在純水中加入某物質(zhì)后，測得溶液中由水電離產(chǎn)生的C(H+)=10-12mol/L，那么加入的物質(zhì)可能是〔假設(shè)常溫下碳酸、氫硫酸的第一步電離度為0.1%〕〔〕A、通入CO2B、通入H2SC、通入NH3D、加入NaHSO4〔2〕某溶液中水電離產(chǎn)生的C(H+)=10-3mol/L，,該溶液中溶質(zhì)可能是〔〕①Al2(SO4)3②NaOH③NH4Cl④NaHSO4A、①②B、①③C、②③D、①④【例5】能促進水的電離，并使溶液中C(H+)>C(OH—)的操作是〔〕〔1〕將水加熱煮沸〔2〕向水中投入一小塊金屬鈉〔3〕向水中通CO2〔4〕向水中通NH3〔5〕向水中加入明礬晶體〔6〕向水中加入NaHCO3固體〔7〕向水中加NaHSO4固體A、〔1〕〔3〕〔6〕〔7〕B、〔1〕〔3〕〔6〕C、〔5〕〔7〕D、〔5〕解析：此題要緊考查外界條件對水的電離平穩(wěn)的阻礙，請按如下思路完成此題的解：此題涉及到哪些條件對水的電離平穩(wěn)的阻礙？各自對水的電離平穩(wěn)如何阻礙？結(jié)果任何〔C(H+)與C(OH—)相對大小〕？歸納酸、堿、鹽對水的電離平穩(wěn)的阻礙。解答：D規(guī)律小結(jié)：酸、堿：抑制水的電離1.酸堿鹽對水的電離平穩(wěn)的阻礙電離后顯酸性的：抑制水的電離。如：HSO4—〔只電離〕、H2PO4—〔電離強于水解〕鹽：電離后水解的：促進水的電離電離后顯中性、不水解的：無阻礙2.分析酸堿對水的電離平穩(wěn)的阻礙結(jié)果與溶液性質(zhì)的關(guān)系得溶液性質(zhì)的實質(zhì)：溶液性質(zhì)C(H+)與C(OH—)的關(guān)系〔填>、<、=〕中性酸性堿性知識點四：pH的定義方法【例6】、以下溶液，一定呈中性的是〔〕A.由等體積、等物質(zhì)的量濃度的一元酸跟氫氧化鈉溶液混合后所形成的溶液B.[H+]=1×10-7mol·L-1的溶液C.pH=14-pOH的溶液D.pH=pOH的溶液〔2000年化學(xué)試測題〕解析：此題要求將教材中定義pH方法遷移應(yīng)用于表示pOH以及pH與pOH的關(guān)系，依照pH的定義方法，可定義pOH=―lgC(OH―)，將室溫下水的離子積的表達式C(H+)×C(OH—)=10―14兩邊取負對數(shù)，―lgC(H+)―lgC(OH―)=―lg10―14，整理得pH+pOH=14。應(yīng)用所得關(guān)系式分析可得答案。解答：D點評：pOH=―lgC(OH―)、pH+pOH=14兩個關(guān)系式及其應(yīng)用均不在教學(xué)大綱和考綱范疇內(nèi)，我們不一定要把握，但將教材中的知識、方法加以遷移應(yīng)用，進行探究發(fā)覺是教學(xué)大綱和考綱提出的能力要求。此題作為全國高考化學(xué)測試題具有重要的指導(dǎo)意義，值得大伙兒認真去領(lǐng)會，在隨后的2001年上海高考題以及2002年全國理科綜合高考題中又顯現(xiàn)了類似的題目。為更好地表示溶液的酸堿性，科學(xué)家提出了酸度〔AG〕的概念，AG＝，那么以下表達正確的選項是A中性溶液的AG＝0B酸性溶液的AG＜0C常溫下0.lmol/L氫氧化鈉溶液的AG＝12D常溫下0.lmol/L鹽酸溶液的AG＝12(2001年上海)有人曾建議用AG表示溶液的酸度〔acidityarede〕，AG的定義為AG＝lg〔[H＋]/[OH－]〕。以下表述正確的選項是A在25℃B在25℃C在25℃D在25℃時，溶液的pH與AG的換算公式為AG＝2(7－pH)(2002理科綜合知識點五：溶液pH的運算【例7】室溫下將n體積pH=10和m體積pH=13兩種NaOH溶液混合得pH=12的NaOH溶液，那么n：m=——————————————解析：此題是關(guān)于兩種不反應(yīng)的溶液混合后溶液pH值的運算，依照混合前后溶質(zhì)(NaOH)量守恒，列式求解解答：pH=10C(H+)=10-10mol/LC(OH—)=10-4mol/LpH=13C(H+)=10-13mol/LC(OH—)=10-1mol/LpH=12C(H+)=10-12mol/LC(OH—)=10-2mol/L10-4·n+10-1·m=(n+m)×10-2n：m=100：11規(guī)律：有關(guān)混合溶液的pH運算，題設(shè)條件可千變?nèi)f化，正向、逆向思維，數(shù)字與字母交替顯現(xiàn)，但基此題型只有兩種：〔1〕混合后不反應(yīng)，〔2〕混合后反應(yīng)。關(guān)于溶液的稀釋，可將水作為濃度為0的溶液，仍屬混合后不反應(yīng)一類，這一類混合溶液的pH應(yīng)介于兩種溶液的pH之間，因而酸、堿溶液不管加多少水稀釋，其最終pH均不可能等于純水的pH〔即常溫不可能為7〕?；旌先芤簆H的運算方法也專門簡單，即設(shè)法求出混合溶液的C(H+)，假設(shè)是溶液顯堿性，那么必須先求出溶液的C(OH—)，然后再換算為C(H+)或按OH—量守恒列式求解。算一算：此題假設(shè)按照H+守恒求解，是什么結(jié)果？【例8】25oC，假設(shè)10體積的某強堿溶液與1體積的某強酸溶液混合后，溶液呈中性，那么混合之前，該堿的pH與強酸的pH之間該滿足的關(guān)系是_______________________分析：由題意知，此題為酸、堿混合后完全中和，依照中和反應(yīng)的實質(zhì)可知，酸中n(H+)與堿中n(OH-)相等，故有C(H+)酸V酸==C(OH-)堿V堿，由此關(guān)系列式可求得結(jié)果。解答：設(shè)酸的pH為a，C(H+)酸=10-a，堿的pH為b，C(OH-)堿=10-14/10-b=10-(14-b)因為混合后溶液呈中性，因此C(H+)酸V酸==C(OH-)堿V堿10-a×V=10-(14-b)×10V=10-(13-b)×V10-a=10-(13-b)兩邊取負對數(shù)：-lg10-a=-lg10-(13-b)，a=13-b a+b=13即酸的pH與堿的pH之和為13點評：上面解法盡管可順利地得出此題的解，但題中的酸堿體積比能夠任意變換，那么每一變換都得重新求解，這就啟發(fā)我們能否找出酸、堿pH與兩者體積比之間的關(guān)系呢？同時假設(shè)混合后不顯中性其關(guān)系又會如何樣呢？將上面的解改為：C(H+)酸V酸==C(OH-)堿V堿10-a×V酸=10-(14-b)×V堿10-a·10-b=10-14·〔V堿/V酸〕兩邊取負對數(shù)得：a+b=14―lg〔V堿/V酸〕假設(shè)混合后溶液顯酸性————————————————————————：假設(shè)混合后溶液顯堿性—————————————————————————：同學(xué)們在學(xué)習(xí)中要善于總結(jié)、積存，把自己積存的體會、成果用于指導(dǎo)自己的學(xué)習(xí)。例如把握了上述關(guān)系后，解以下題目就專門輕松。在20℃時，有PH值為x〔x6〕的鹽酸和PH值為y〔y8〕的NaOH溶液，取Vx升該鹽酸同該NaOH溶液中和，需Vy升NaOH溶液

〔1〕假設(shè)x+y=14時，那么=

〔2〕假設(shè)x+y=13時，那么=

〔3〕假設(shè)x+y>14時，那么=〔表達式〕，且VxVy〔填<、>或=〕

隨堂作業(yè)一選擇題1.水是一種極弱的電解質(zhì),在室溫下平均每n個水分子只有一個水分子能電離，那么n是〔〕A.1×10-4 B.55.6×107 C.1×107 D.6.02×102．將1mol·L-1H2SO4溶液100mL與質(zhì)量分數(shù)為10%的NaOH溶液50g混合平均后，滴入甲基橙指示劑，現(xiàn)在溶液的顏色是〔〕A．淺紫色B．黃色C．紅色D．無色3.pH定義為pH=-lg｛c(H＋)｝，pOH定義為pOH=-lg｛c(OH-)｝，Kw表示25℃時水的離子積常數(shù)，那么弱酸性溶液中的c(H＋)可表示為A、Kw/pOHmol/LB、10pOH-14mol/LC、1014-pOHmol/LD、10-pOHmol/L4．能使水的電離平穩(wěn)正向移動，而且所得溶液呈酸性的是〔〕A．將水加熱到100℃時，水的pH=6BC．向水中滴加少量NaHCO3D．向水中加入少量明礬晶體5.常溫下某溶液中水電離出的C(H+)=1×10-13mol/L，那么以下講法中正確的選項是〔〕A．該溶液一定呈酸性 B．該溶液一定呈堿性C．該溶液中一定有C(OH-)=0.1mol/L D．該溶液的pH值為1或136．25℃時，在水電離出的C(H+)=1×10-5摩/升的溶液中，一定能大量共存的是()

A.Al3+、NH4+、SO42-、Cl- B.Mg2+、K+、SO42-、HCO3-

C.K+、Na+、Cl-、SO42- D.Ba2+、Cl-、Na+、PO47.有①、②、③三瓶體積相等，濃度差不多上1mol/L的HCl溶液，將①加熱蒸發(fā)至體積減小一半，在②中加入CH3COONa固體(加入后溶液仍呈酸性)，③不作改變，然后以酚酞作指示劑，用溶液滴定上述三種溶液，消耗的NaOH溶液的體積是()A、①=③>②B、③>②>①C、①=②=③D、①<②=③8．NH4Cl溶于重水(D2O)生成一水合氨和水合離子的化學(xué)式為〔〕A、NH3·D2O和HD2O+B、NH3·HDO和D3O+C、NH2D·D2O和DH2O+D、NH2D·HDO和D3O+9.室溫時，pH=10的氨水和Na2CO3溶液中，水電離產(chǎn)生的C(H+)前者與后者之比〔〕A．1∶1B．10ˉ10∶10ˉ4C．10ˉ4∶10ˉ10D10ˉ10∶10ˉ10.25℃，向VmLpH=a的NaOH溶液中滴加pH=b的鹽酸10VmL時，溶液中Cl—的物質(zhì)的量恰好等于加入Na+的物質(zhì)的量，那么現(xiàn)在〔a+b〕的值為A、13B、14C、15D、無法判定11．在醫(yī)院中，為酸中毒病人輸液不應(yīng)采納〔〕A0.9％氯化鈉溶液B0.9％氯化銨溶液C1.25％碳酸氫鈉溶液D5％葡萄糖溶液 12.假設(shè)室溫時PH=a的氨水與PH=b的鹽酸等體積混和，恰好完全反應(yīng)，那么該氨水的電離度可表示為()A.10(a+b-12)% B.10(a+b-14)% C.10(12-a-b)% D.10(14-a-b)%13.把40毫升Ba(OH)2溶液加入到120毫升鹽酸中，所得的溶液的PH值為2。假如混和前Ba(OH)2和鹽酸兩種溶液PH值之和為14，那么鹽酸的物質(zhì)的量濃度接近于()A.0.015摩/升B.0.02摩/升C.0.03摩/升D.0.04摩/升14．NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4=Na++H++SO42—。某溫度下，向pH=6的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液pH為2，關(guān)于該溶液，以下表達不正確的選項是〔〕A、該溫度高于25B、水電離出來的c(H+)=1.0×10-10mol/LC、c(H+)=c(OH—)+C(SO42—)D、該溫度下加入等體積pH值為12的NaOH溶液可使反應(yīng)后的溶液恰好呈中性15．能表示人體大量喝水時，胃液的pH變化的是 〔〕pHpHpHpH 77770V(H2O)0V(H2O)0V(H2O)0V(H2O)ABCD16．4體積pH=9的Ca(OH)2溶液跟1體積pH=13的NaOH溶液混合后，溶液中氫離子濃度為 〔〕 A．5×10-13mol/L B．2×10-12mol/LC．1/5〔4×10-9+1×10-13〕mol/L D．1/5〔4×10-5+1×10-1〕mol/L17.a、b、c、d四種溶液PH值都小于7，四種溶液中[H+]和[OH-]之和由大到小的順序是b>a>d>c，那么這四種溶液PH值由大到小的順序是()

A.c>d>a>b B.b>a>d>c C.a>b>c>d D.無法確定18.有以下四種溶液：(1)HCl(2)AlCl3(3)NaOH(4)Na2CO3，此四種溶液中水的電離度分不為1、2、3、41=3，2=4且=106，那么四種溶液的PH值不可能是〔〕A、551010 B、441010C、35119 D、5391119．NaH是—種離子化合物，它跟水反應(yīng)的方程式為：NaH＋H2O→NaOH＋H2↑，它也能跟液氨、乙醇等發(fā)生類似的反應(yīng)，并都產(chǎn)生氫氣。以下有關(guān)NaH的表達錯誤的選項是〔〕A跟水反應(yīng)時，水作氧化劑BNaH中H－半徑比Li＋半徑小C跟液氨反應(yīng)時，有NaNH2生成D跟乙醇反應(yīng)時，NaH被氧化20、常溫下某溶液，水電離出的c(OH-)=1.0×10-4mol/L,該溶液中溶質(zhì)可能是()①Al2(SO4)3②NaOH③NH4Cl④NaHSO4A、①②B、①③C、②③D、①④二填空題21．測得某溶液的pH=6.5，且氫離子與氫氧根離子物質(zhì)的量相等，此溶液呈_____性。測定溫度______室溫〔填高于、低于或等于〕，其理由是。將此溫度下pH=11的NaOH溶液aL與pH=1的H2SO4溶液bL混合?！?〕假設(shè)所得混合液為中性，那么a︰b?！?〕假設(shè)所得混合液的pH=2，那么a︰b。ABAB10-610-710-710-6c(H+c(OH-)mol/L假設(shè)以A點表示25℃時水的電離平穩(wěn)的離子濃度，當溫度升高到100℃時，水的電離平穩(wěn)狀態(tài)移動到B點，那么現(xiàn)在水的離子積從________變化到_________。將pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=5的稀鹽酸混合，并保持100℃的恒溫，致使混合溶液的pH=7，那么Ba(OH)2和鹽酸的體積比為__________________。AnBm的離子積為[c(Am+)]n[c(Bn-)]m，假設(shè)某溫度下Ca(OH)2的溶解度為0.74g，設(shè)飽和溶液的