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2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專題3.2.2 pH的計(jì)算及應(yīng)用試題 新人教版選修4.doc

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2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第03章 水溶液中的離子平衡 專題3.2.2 pH的計(jì)算及應(yīng)用試題 新人教版選修4.doc

第2課時(shí) pH的計(jì)算及應(yīng)用 一、單一溶液pH的計(jì)算 1.計(jì)算方法 根據(jù)pH=_________計(jì)算。求pH的關(guān)鍵是求溶液中的_________。酸性溶液:先求_________ ,再求pH;堿性溶液:先求_________,再利用Kw= c(H+) c(OH?)計(jì)算出_______,再求pH。 2.強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液pH的計(jì)算(25C) (1)強(qiáng)酸溶液(以c mol/L的HmA溶液為例)。 c(H+)=_________mol/L,pH=?lgc(H+)=_________。 (2)強(qiáng)堿溶液[以c mol/L的B(OH)n溶液為例]。 c(OH?)=_________mol/L,c(H+)=_________mol/L,pH=?lgc(H+)=_________。 3.弱酸或弱堿溶液pH的計(jì)算(25 C) (1)弱酸:如一元弱酸HA,設(shè)濃度為c molL?1則c(H+)< c molL?1,pH>?lgc (2)弱堿:如一元弱堿BOH,設(shè)濃度為c molL?1,則c(OH?)< c mol L?1,c(H+)> molL?1,pH<14+lgc。 二、混合溶液pH的計(jì)算 1.兩強(qiáng)酸溶液混合 先計(jì)算c(H+)混=______________再求pH。 2.強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合 先計(jì)算c(OH+)混=________________,再求c(H+)混=,最后求pH。 3.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合 (1)若室溫下強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合恰好完全反應(yīng),則混合后溶液的pH=_____。 (2)若酸過量,直接求反應(yīng)后溶液中的c(H+)混,c(H+)混=___________________,再求pH。 (3)若堿過量,應(yīng)先求反應(yīng)后溶液中的c(OH?)混,再求c(H+)混,最后求pH。 三、酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律 酸堿溶液無限稀釋,pH都不可能大于7或小于7,只能________。 四、酸堿中和滴定 1.概念 利用__________,用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的實(shí)驗(yàn)方法。 2.原理 利用酸和堿反應(yīng)時(shí),c(H+)V酸=c(OH?)V堿 即c(H+)=__________________,或c(OH?)=__________________。 3.滴定過程中的pH變化及終點(diǎn)判斷 酸堿滴定過程中,溶液的pH發(fā)生了很大的變化。若用標(biāo)準(zhǔn)的強(qiáng)酸溶液滴定未知濃度的強(qiáng)堿溶液,則反應(yīng)開始時(shí)溶液的pH很_________(填“大”或“小”),隨著強(qiáng)酸的滴入,溶液的pH逐漸_________;當(dāng)二者恰好中和時(shí),溶液的pH_________7;當(dāng)酸過量一滴時(shí),溶液立即變?yōu)開______性。若用強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸則恰恰相反。 根據(jù)滴定過程中的pH變化及酸堿指示劑在酸性或堿性溶液中的顏色變化,只要選擇合適的指示劑(滴定終點(diǎn)盡可能與變色范圍一致),即可準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好進(jìn)行。在實(shí)驗(yàn)室里選用的指示劑一般為_________。 4.中和滴定的操作過程 (1)準(zhǔn)備過程:滴定管:_________→水洗→_________→注液→_________→調(diào)液面→_________。 錐形瓶:_________→裝液→_________。 除去堿式滴定管膠管中氣泡的方法 (2)滴定操作:移取待測溶液,加指示劑2?3滴,滴定,判斷終點(diǎn),讀數(shù),重復(fù)實(shí)驗(yàn),計(jì)算。 說明:操作時(shí)左手_________,右手__________,眼睛__________________。滴速:先_____后_____(填“快”或“慢”),當(dāng)接近終點(diǎn)時(shí),應(yīng)一滴一搖。 【答案】一、1.?lgc(H+) c(H+) c(H+) c(OH?) c(H+) 2.(1)mc ?lgmc (2)nc 14+lgnc 二、1. 2. 3.(1)7 (2) 三、接近7 四、1.中和反應(yīng) 2. 3.大 減小 = 酸 甲基橙或酚酞 4.(1)檢漏 潤洗 趕氣泡 初始讀數(shù) 水洗 滴指示劑 (2)握住活塞 搖動錐形瓶 注視錐形瓶中溶液顏色的變化 快 慢 一、溶液pH計(jì)算 1.溶液pH計(jì)算基本思路 2.酸堿混合有關(guān)規(guī)律 (1)一般情況下,若ΔpH(pH的差值)≥2的兩種強(qiáng)酸溶液等體積混合,pH=pH小+0.3;若ΔpH≥2的兩種強(qiáng)堿溶液等體積混合,pH=pH大?0.3(相當(dāng)于把pH小的酸溶液或pH大的堿溶液稀釋到了原來的2倍)。 (2)酸按酸,堿按堿,同強(qiáng)混合在之間;異強(qiáng)混合看過量。若是堿堿混合或者酸堿混合且堿過量,一定要先算c(OH?),再算c(H+)及pH,或先算c(OH?),再算pOH、pH。 3.溶液稀釋時(shí)酸堿性變化規(guī)律 (1)對于pH相同的強(qiáng)酸和弱酸(或強(qiáng)堿和弱堿)溶液稀釋相同的倍數(shù),強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液的pH變化幅度大。這是因?yàn)閺?qiáng)酸(或強(qiáng)堿)已完全電離,隨著加水稀釋,溶液中的H+(或OH?)的數(shù)目(水電離出的除外)不會增多,而弱酸(或弱堿)隨著加水稀釋,電離平衡向右移動,溶液中H+(或OH?)的數(shù)目還會增多。將pH相同的強(qiáng)酸和弱酸稀釋后pH仍相同,則弱酸中所加的水比強(qiáng)酸中的多。 (2)對于物質(zhì)的量濃度相同的強(qiáng)酸和弱酸(或強(qiáng)堿和弱堿),稀釋相同的倍數(shù),pH的變化幅度不同,強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)稀釋后pH的變化幅度大。 25 ℃ a molL-1一元酸HA與b molL-1 NaOH等體積混合后,pH為7,則下列關(guān)系一定正確的是 A.a(chǎn)=b B.a(chǎn)>b C.c(A-)=c(Na+) D.c(A-)<c(Na+) 【解析】題中隱含了一元酸可能是強(qiáng)酸,也可能是弱酸。若HA為強(qiáng)酸,a=b;若HA為弱酸,a>b,故A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。根據(jù)電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),pH為7,則c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(A?),C正確,D錯(cuò)誤。 【答案】C 二、酸堿中和滴定 1.常見滴定類型中指示劑的選擇 滴定種類 選用的指示劑 達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)顏色變化 指示劑用量 強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿 甲基橙 黃色→橙色 2~3滴 強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸 酚酞 無色→淺紅色 強(qiáng)酸滴定弱堿 甲基橙 黃色→橙色 強(qiáng)堿滴定弱酸 酚酞 無色→淺紅色 注意:石蕊不能用作中和滴定的指示劑。 2.實(shí)驗(yàn)操作 (1)實(shí)驗(yàn)裝置 (2)實(shí)驗(yàn)原理 酸堿滴定曲線是以酸堿中和滴定過程中滴加酸(或堿)的量為橫坐標(biāo),以溶液pH為縱坐標(biāo)繪出的一條溶液pH隨酸(或堿)的滴加量而變化的曲線。它描述了酸堿中和滴定過程中溶液pH的變化情況,其中酸堿滴定終點(diǎn)附近的pH突變情況(如上滴定曲線圖),對于酸堿滴定中如何選擇合適的酸堿指示劑具有重要意義。 (3)實(shí)驗(yàn)步驟 ①滴定前的準(zhǔn)備工作。滴定管:查漏→水洗→潤洗→裝液→趕氣泡→調(diào)液面→記錄初始讀數(shù);錐形瓶:水洗→裝液→滴加指示劑。②滴定。左手控制滴定管,右手不停搖動錐形瓶,眼睛注視錐形瓶內(nèi)溶液顏色的變化。酸堿中和滴定開始時(shí)和達(dá)到滴定終點(diǎn)之后,測試和記錄pH的間隔可稍大些,如每加入5~10 mL酸(或堿),測試和記錄一次;滴定終點(diǎn)附近,測試和記錄pH的間隔要小,每滴加一滴測一次。③數(shù)據(jù)處理。 滴定終點(diǎn)的判斷答題模板 當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏螛?biāo)準(zhǔn)溶液后,溶液由色變成色,或溶液色褪去,且半分鐘內(nèi)不變色。 (4)數(shù)據(jù)處理 按上述操作重復(fù)二至三次,求出用去標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積的平均值及待測堿液體積的平均值,根據(jù)c(NaOH)=計(jì)算。 1.下列有關(guān)實(shí)驗(yàn)操作中,合理的是 A.用托盤天平稱取11.05 g食鹽 B.用量筒量取12.40 mL鹽酸 C.用酸式滴定管量取20.20 mL某濃度的H2SO4溶液 D.用pH試紙測得某溶液的pH為4.2 2.25 ℃時(shí)的下列溶液中,堿性最強(qiáng)的是 A.pH=11的溶液 B.c(OH-)=0.12 mol/L的溶液 C.1 L含有4 g NaOH的溶液 D.c(H+)=110-10 mol/L的溶液 3.用0.1 mol/L NaOH溶液滴定0.1 mol/L鹽酸,如達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的體積約為0.05 mL),繼續(xù)加水至50 mL,所得溶液的pH是 A.4 B.7.2 C.10 D.11.3 4.下圖是向100 mL的鹽酸中逐漸加入NaOH溶液時(shí),溶液的pH變化圖像,根據(jù)如圖所得結(jié)論正確的是 A.原來鹽酸的物質(zhì)的量濃度為0.1 mol/L B.X為0.1 mol/L的NaOH溶液 C.原來鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol/L D.X為0.01 mol/L的NaOH溶液 5.用滴定法測定NaOH(含NaCl雜質(zhì))的質(zhì)量分?jǐn)?shù),下列操作會引起測定值偏高的是 A.試樣中加入酚酞作指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)酸液進(jìn)行滴定 B.錐形瓶用蒸餾水洗滌后,直接加入待測溶液進(jìn)行滴定 C.滴定管用蒸餾水洗滌后,直接注入標(biāo)準(zhǔn)酸液進(jìn)行滴定 D.滴定管用蒸餾水洗滌后,直接注入待測液,取20.00 mL進(jìn)行滴定 6.現(xiàn)有常溫下的四份溶液:①0.01 mol/L HCl;②0.01 mol/L CH3COOH;③pH=12 的氨水;④pH=12的NaOH溶液。 下列說法正確的是 A.②中由水電離出的c(H+)=110-12 mol/L B.將①、③混合,若有pH=7,則消耗溶液的體積:③>① C.將②、④等體積混合(體積變化忽略不計(jì)),則c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.01 mol/L D.將四份溶液均稀釋10倍后溶液pH:③>④,②>① 7.水的電離平衡曲線如下圖所示,下列說法不正確的是 A.圖中五點(diǎn)KW間的關(guān)系:B>C>A=D=E B.若從A點(diǎn)到D點(diǎn),可采用:溫度不變在水中加入少量的酸 C.若從A點(diǎn)到C點(diǎn),可采用:溫度不變在水中加入適量的NH4Cl固體 D.若處在B點(diǎn)時(shí),將pH=2的H2SO4溶液與pH=10的KOH溶液等體積混合后,溶液顯中性 8.一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制和酸堿中和滴定是中學(xué)化學(xué)中兩個(gè)典型的定量實(shí)驗(yàn)。某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中配制1 molL?1的稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,然后用其滴定某未知濃度的NaOH溶液。下列有關(guān)說法中正確的是__________。 A.實(shí)驗(yàn)中所用到的滴定管、容量瓶,在使用前均需要檢漏 B.如果實(shí)驗(yàn)中需用60 mL的稀硫酸標(biāo)準(zhǔn)溶液,配制時(shí)應(yīng)選用100 mL容量瓶 C.容量瓶中含有少量蒸餾水,會導(dǎo)致所配標(biāo)準(zhǔn)溶液的濃度偏小 D.酸式滴定管用蒸餾水洗滌后,即裝入標(biāo)準(zhǔn)濃度的稀硫酸,則測得的NaOH溶液的濃度將偏大 E.配制溶液時(shí),定容時(shí)俯視讀數(shù),則導(dǎo)致測得的NaOH溶液濃度偏大 F.中和滴定時(shí),若在最后一次讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù),則導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大 9.[2018北京卷]測定0.1 molL-1 Na2SO3溶液先升溫再降溫過程中的pH,數(shù)據(jù)如下。 時(shí)刻 ① ② ③ ④ 溫度/℃ 25 30 40 25 pH 9.66 9.52 9.37 9.25 實(shí)驗(yàn)過程中,?、佗軙r(shí)刻的溶液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液做對比實(shí)驗(yàn),④產(chǎn)生白色沉淀多。 下列說法不正確的是 A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:+H2O+OH? B.④的pH與①不同,是由于濃度減小造成的 C.①→③的過程中,溫度和濃度對水解平衡移動方向的影響一致 D.①與④的Kw值相等 10.[2017新課標(biāo)Ⅱ]改變0.1二元弱酸溶液的pH,溶液中的、、的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨pH的變化如圖所示[已知]。 下列敘述錯(cuò)誤的是 A.pH=1.2時(shí), B. C.pH=2.7時(shí), D.pH=4.2時(shí), 1.【答案】C 2.【答案】B 【解析】c(OH?)越大,溶液的堿性越強(qiáng)。A項(xiàng)中c(OH?)=1.010-3 mol/L,B項(xiàng)中c(OH?)=0.12 mol/L,C項(xiàng)中c(OH?)=0.1 mol/L,D項(xiàng)中為1.010-4 mol/L,故B項(xiàng)中溶液的堿性最強(qiáng)。 3.【答案】C 【解析】運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行中和反應(yīng)計(jì)算:c(OH-)==110-4 mol/L,pH=10。 4.【答案】A 【解析】原鹽酸的pH=1,則c(HCl)=0.1 mol/L,A項(xiàng)正確。滴定終點(diǎn)時(shí)加入的NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量為0.01 mol,但濃度與體積都無法計(jì)算。 5.【答案】C 【解析】A項(xiàng),用標(biāo)準(zhǔn)酸液滴定NaOH溶液,選用酚酞作指示劑對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響;B項(xiàng),錐形瓶用蒸餾水洗滌后,直接加入待測液進(jìn)行滴定,對實(shí)驗(yàn)結(jié)果無影響;C項(xiàng)中的操作會使V(HCl)偏大,所測NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高;D項(xiàng)中的操作會使V(HCl)偏小,所測NaOH的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏低。 6.【答案】D 【解析】由于CH3COOH為弱電解質(zhì),故0.01 mol/L CH3COOH溶液中的c(H+)≠110-2 mol/L,故由水電離出的c(H+)≠110-12 mol/L,A項(xiàng)錯(cuò)誤;因pH=12的氨水中氨水的濃度遠(yuǎn)大于0.01 mol/L,0.01 mol/L HCl與pH=12的氨水混合,當(dāng)pH=7時(shí),消耗溶液的體積:③<①,B項(xiàng)錯(cuò)誤;將②、④等體積混合,溶液的總體積增大,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)<0.01 mol/L,C項(xiàng)錯(cuò)誤。 7.【答案】C 【解析】B項(xiàng),加酸后,c(H+)變大,c(OH-)變小,但溫度不變,KW不變,正確;C項(xiàng),加入NH4Cl后,溫度不變,KW不變,錯(cuò)誤;D項(xiàng),溫度為T時(shí),KW=110-12,pH=2的H2SO4溶液,c(H+)=1.010-2 mol/L,pH=10的KOH溶液,c(OH-)=1.010-2 mol/L,等體積混合后,恰好完全反應(yīng),所以溶液應(yīng)該呈中性,正確。 7.【答案】ABD 9.【答案】C 【解析】A項(xiàng),Na2SO3屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,SO32-存在水解平衡:SO32-+H2OHSO3-+OH-、HSO3-+H2OH2SO3+OH-,A項(xiàng)正確;B項(xiàng),?、佗軙r(shí)刻的溶液,加入鹽酸酸化的BaCl2溶液做對比實(shí)驗(yàn),④產(chǎn)生白色沉淀多,說明實(shí)驗(yàn)過程中部分Na2SO3被氧化成Na2SO4,①與④溫度相同,④與①對比,SO32-濃度減小,溶液中c(OH-),④的pH小于①,即④的pH與①不同,是由于SO32-濃度減小造成的,B項(xiàng)正確;C項(xiàng),鹽類水解為吸熱過程,①→③的過程,升高溫度SO32-水解平衡正向移動,c(SO32-)減小,水解平衡逆向移動,溫度和濃度對水解平衡移動方向的影響相反,C項(xiàng)錯(cuò)誤;D項(xiàng),Kw只與溫度有關(guān),①與④溫度相同,Kw值相等;答案選C。 點(diǎn)睛:本題考查鹽類水解離子方程式的書寫、外界條件對鹽類水解平衡的影響、影響水的離子積的因素、SO32-的還原性。解題時(shí)注意從溫度和濃度兩個(gè)角度進(jìn)行分析。 10.【答案】D 【解析】A、根據(jù)圖像,pH=1.2時(shí),H2A和HA?相交,則有c(H2A)=c(HA?),故A說法正確;B、pH=4.2時(shí),c(A2?)=c(HA?),根據(jù)第二步電離HA?H++A2?,得出:K2(H2A)=c(H+)c(A2?)/c(HA?)= c(H+)=10?4.2,故B說法正確;C、根據(jù)圖像,pH=2.7時(shí),H2A和A2?相交,則有,故C說法正確;D、由圖知,pH=4.2時(shí),c(HA?)=c(A2?),H2A電離出一個(gè)HA?時(shí)釋放出一個(gè)H+,電離出一個(gè)A2?時(shí),釋放出2個(gè)H+,同時(shí)水也會電離出H+,因此c(H+)>c(HA?)=c(A2?),錯(cuò)誤。

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