第53講 水的電離和溶液的pH【精講精研+拓展延伸】高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講(新教材新高考)

第53講水電離和溶液的PH2024高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí)高頻考點(diǎn)精講1.了解水的電離、離子積常數(shù)(Kw)。2.了解溶液pH的含義及其測定方法，能進(jìn)行pH的簡單計(jì)算。復(fù)習(xí)目標(biāo)水的電離與水的離子積常數(shù)考點(diǎn)一1.水的電離和水的離子積常數(shù)c(H＋)·c(OH－)1×10－14不變增大稀的電解質(zhì)必備知識2.填寫外界條件對水的電離平衡的具體影響改變條件平衡移動方向Kw水的電離程度c(OH－)c(H＋)HCl____________________________NaOH____________________________Na2CO3____________________________NaHSO4____________________________加熱____________________________逆逆正逆正不變不變不變不變增大減小減小增大減小增大減小增大增大減小增大增大減小減小增大增大3.計(jì)算

(H＋)或

(OH－)(1)室溫下，0.01mol·L－1的鹽酸中，

(H＋)＝________________。(2)室溫下，pH＝4的亞硫酸溶液中，

(H＋)＝________________。(3)室溫下，pH＝10的KOH溶液中，

(OH－)＝_________________。(4)室溫下，pH＝4的NH4Cl溶液中，

(H＋)＝________________。(5)室溫下，pH＝10的CH3COONa溶液中，

(OH－)＝________________。1×10－12mol·L－11×10－10mol·L－11×10－10mol·L－11×10－4mol·L－11×10－4mol·L－11.任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水電離出的c(H＋)和c(OH－)相等(

)2.將水加熱，Kw和c(H＋)均增大(

)3.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均顯中性，兩溶液中水的電離程度相同(

)4.溫度一定時(shí)，在純水中通入少量SO2，水的電離平衡不移動，Kw不變(

)√√××易錯(cuò)辨析1.某溫度下，向c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1。下列對該溶液的敘述不正確的是A.該溫度高于25℃B.由水電離出來的H＋的濃度為1.0×10－10mol·L－1C.加入NaHSO4晶體抑制水的電離D.取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH－)減小√專項(xiàng)突破該溫度下蒸餾水中的c(H＋)大于25℃時(shí)純水中的c(H＋)，水的電離為吸熱過程，A項(xiàng)正確；NaHSO4電離出的H＋抑制了水的電離，C項(xiàng)正確；加水稀釋時(shí)，溶液中c(H＋)減小，而Kw不變，故c(OH－)增大，D項(xiàng)錯(cuò)誤。解析2.常溫時(shí)，純水中由水電離出的c(H＋)＝amol·L－1，pH＝1的鹽酸中由水電離出的c(H＋)＝bmol·L－1，0.1mol·L－1的鹽酸與0.1mol·L－1的氨水等體積混合后，由水電離出的c(H＋)＝cmol·L－1，則a、b、c的關(guān)系正確的是A.a>b＝c B.c>a>bC.c>b>a D.b>c>a√鹽酸抑制水的電離，所以b<a；0.1mol·L－1的鹽酸與0.1mol·L－1的氨水等體積混合后，生成氯化銨溶液，銨根離子水解促進(jìn)水的電離，則c>a，故B正確。解析3.(2022·廈門模擬)25℃時(shí)，水溶液中c(H＋)與c(OH－)的變化關(guān)系如圖所示，下列判斷錯(cuò)誤的是A.ac曲線上的任意一點(diǎn)都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14B.bd線段上任意一點(diǎn)對應(yīng)的溶液都呈中性C.d點(diǎn)對應(yīng)溶液的溫度高于25℃，pH＜7D.c點(diǎn)溶液不可能是鹽溶液√ac曲線上的任意一點(diǎn)，由于溫度相同，所以水的離子積常數(shù)相同，根據(jù)b點(diǎn)可知，c(H＋)·c(OH－)＝10－14，A項(xiàng)正確；bd線段上任意一點(diǎn)都滿足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B項(xiàng)正確；d點(diǎn)時(shí)，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol·L－1＞1×10－7mol·L－1，溶液的pH＝6，水的電離為吸熱過程，所以d點(diǎn)溫度高于25℃，C項(xiàng)正確；在c點(diǎn)c(H＋)＝1×10－8mol·L－1，c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，溶液顯堿性，而醋酸鈉溶液顯堿性，所以c點(diǎn)可能為醋酸鈉溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。解析4.水的電離平衡曲線如圖所示，回答下列問題。(1)圖中A、B、C、D、E五點(diǎn)Kw間的關(guān)系：__________________。(2)在水中加少量酸，可實(shí)現(xiàn)A點(diǎn)向____點(diǎn)移動。(3)ABE形成的區(qū)域中的點(diǎn)都呈現(xiàn)______性。(4)若在B點(diǎn)溫度下，pH＝2的硫酸溶液中，

(H＋)＝________mol·L－1。B＞C＞A＝D＝ED堿1×10－10正確理解水的電離平衡曲線(1)曲線上的任意點(diǎn)的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，溫度相同。(2)曲線外的任意點(diǎn)與曲線上任意點(diǎn)的Kw不同，溫度不同。(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度相同，改變酸堿性；實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變溫度。溶液的酸堿性與pH考點(diǎn)二1.溶液的酸堿性溶液呈酸堿性的本質(zhì)：溶液的酸堿性取決于c(H＋)和c(OH－)的相對大小溶液的酸堿性c(H＋)與c(OH－)比較常溫下溶液pH酸性溶液c(H＋)_____c(OH－)____7中性溶液c(H＋)_____

c(OH－)____7堿性溶液c(H＋)_____

c(OH－)____7＞＝＜＜＝＞必備知識2.溶液的pH及測定方法(1)關(guān)系：pH＝___________。(2)范圍：0～14。(3)測定方法：用鑷子夾取一小塊試紙放在潔凈的_______或________上，用玻璃棒蘸取待測液點(diǎn)在試紙的中央，變色后與___________對照。(4)溶液酸堿性的另外一種表示——pOH①pOH＝____________；②常溫下：pH＋pOH＝____。－lgc(H＋)玻璃片表面皿標(biāo)準(zhǔn)比色卡－lgc(OH－)141.任何溫度下，利用H＋和OH－濃度的相對大小均可判斷溶液的酸堿性(

)2.pH＜7的溶液一定顯酸性(

)3.c(H＋)＝

的溶液一定顯中性(

)4.常溫下能使甲基橙顯黃色的溶液一定顯堿性(

)5.用pH試紙測得某氯水的pH為5(

)6.用濕潤的pH試紙測定鹽酸和醋酸溶液的pH，醋酸溶液的誤差更大(

)√×√×××易錯(cuò)辨析一、酸堿溶液混合后酸堿性的判斷1.常溫下，兩種溶液混合后酸堿性的判斷(在括號中填“酸性”“堿性”或“中性”)。(1)相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合(

)(2)相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合(

)(3)相同濃度的NH3·H2O和HCl溶液等體積混合(

)(4)pH＝2的H2SO4和pH＝12的NaOH溶液等體積混合(

)(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等體積混合(

)(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等體積混合(

)(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等體積混合(

)(8)pH＝2的H2SO4和pH＝12的NH3·H2O等體積混合(

)中性堿性酸性中性酸性堿性酸性堿性專項(xiàng)突破酸堿溶液混合后酸堿性的判斷規(guī)律(1)等濃度等體積的一元酸與一元堿混合的溶液——“誰強(qiáng)顯誰性，同強(qiáng)顯中性”。(2)室溫下c酸(H＋)＝c堿(OH－)，即pH之和等于14時(shí)，一強(qiáng)一弱等體積混合——“誰弱誰過量，誰弱顯誰性”。(3)已知強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的pH，等體積混合(25℃時(shí))：①pH之和等于14，呈中性；②pH之和小于14，呈酸性；③pH之和大于14，呈堿性。二、溶液pH的計(jì)算2.常溫下，下列關(guān)于溶液稀釋的說法正確的是A.pH＝3的醋酸溶液稀釋100倍，pH＝5B.pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1C.將1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀釋為2L，pH＝13D.pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍，其pH＝6√A項(xiàng)，pH＝3的醋酸溶液在稀釋過程中電離平衡正向移動，稀釋100倍時(shí)，3<pH<5；B項(xiàng)，pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，則溶液的pH＝6，由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－8mol·L－1；D項(xiàng)，NaOH溶液是強(qiáng)堿溶液，無論怎么稀釋，都不為酸性，pH在常溫下只能無限接近于7。解析3.計(jì)算25℃時(shí)下列溶液的pH。(1)0.005mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝_____。2c(H2SO4)＝0.005mol·L－1，c(H＋)＝2×c(H2SO4)＝0.01mol·L－1，pH＝2。(2)0.001mol·L－1的NaOH溶液的pH＝_____。11解析解析(3)0.1mol·L－1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的電離度α約為1%)的pH＝_____。11c(OH－)＝0.1×1%mol·L－1＝10－3mol·L－1，c(H＋)＝10－11mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝11。(4)將pH＝8的NaOH溶液與pH＝10的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH＝_____。9.7解析解析(5)0.015mol·L－1的硫酸與0.01mol·L－1的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH＝_____。2解析4.按要求計(jì)算下列各題(常溫下，忽略溶液混合時(shí)體積的變化)：(1)25℃時(shí)，pH＝3的硝酸和pH＝12的氫氧化鋇溶液按照體積比為9∶1混合，混合溶液的pH＝______。10解析(2)在一定體積pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液，當(dāng)溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀時(shí)，溶液pH＝11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積之和，則Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積比是________。1∶4解析10解析混合溶液pH的計(jì)算思維模型(3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合：先判斷哪種物質(zhì)過量，再由下式求出溶液中H＋或OH－的濃度①若酸過量：一元強(qiáng)酸(堿)與一元弱酸(堿)的比較1.以體積相同，0.1mol·L－1鹽酸、醋酸稀釋過程中pH變化圖像為例(1)在下圖中描繪出醋酸稀釋過程中pH變化趨勢曲線。

答案

(2)分析說明稀釋前溶液pH稀釋至相同體積稀釋到相同的pH醋酸溶液的pH較_____醋酸的pH仍較____，稀釋過程中，鹽酸的pH變化較____鹽酸加入的水較_____大大大多2.以體積相同，pH＝11的NaOH溶液、氨水稀釋過程中pH變化圖像為例分析說明稀釋前溶液的濃度氨水____NaOH稀釋至相同體積pH：氨水____NaOH，pH變化幅度較大者是_______稀釋到相同的pH氨水加水的體積較____＞＞NaOH大

＝0，代表未稀釋；

＝1，代表稀釋10倍3.pH與稀釋倍數(shù)的線性關(guān)系①HY為_____酸、HX為_____酸②a、b兩點(diǎn)的溶液中：c(X－)_____c(Y－)③水的電離程度：d____c_____a_____b①M(fèi)OH為_____堿、ROH為_____堿②

＝0時(shí)，c(ROH)_____c(MOH)③水的電離程度：a_____b強(qiáng)弱＝＞＞＝強(qiáng)弱＞＞小

大

相同

相同

大

小

總結(jié)小

小

少

大

大

多

相同

醋酸

鹽酸

鹽酸

醋酸

1.25℃時(shí)，相同pH的兩種一元弱酸HA與HB溶液分別加水稀釋，溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。下列說法正確的是A.同濃度的NaA與NaB溶液中，c(A－)小于c(B－)B.a點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性大于b點(diǎn)溶液C.a點(diǎn)的c(HA)大于b點(diǎn)的c(HB)D.HA的酸性強(qiáng)于HB√由于稀釋過程中HA的pH變化較大，故HA的酸性強(qiáng)于HB，D項(xiàng)正確；酸的酸性越強(qiáng)，對應(yīng)的鹽的水解程度越小，故NaB的水解程度大，同濃度的NaA與NaB溶液中c(B－)小于c(A－)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；b點(diǎn)溶液的pH小于a點(diǎn)溶液的pH，說明b點(diǎn)溶液中c(H＋)較大、c(B－)較大，故溶液導(dǎo)電性較強(qiáng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；HA酸性強(qiáng)于HB，則相同pH的溶液，c(HA)＜c(HB)，稀釋相同倍數(shù)時(shí)，a點(diǎn)的c(HA)小于b點(diǎn)的c(HB)，C項(xiàng)錯(cuò)誤。解析A.HX、HY都是弱酸，且HX的酸性比HY的弱B.常溫下，由水電離出的c(H＋)·c(OH－)：a＜bC.相同溫度下，電離常數(shù)Ka(HX)：a＞b√酸抑制水電離，酸中氫離子濃度越小，其抑制水電離的程度越小，根據(jù)圖知，b點(diǎn)溶液中氫離子濃度小于a點(diǎn)，則水電離程度a＜b，所以由水電離出的c(H＋)·c(OH－)：a＜b，B正確；酸的電離平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以相同溫度下，電離常數(shù)Ka(HX)：a＝b，C錯(cuò)誤；解析3.25℃，兩種一元堿MOH和ROH的溶液分別加水稀釋，溶液pH的變化如圖所示，下列敘述不正確的是A.MOH是一種弱堿B.在x點(diǎn)，c(M＋)＝c(R＋)C.稀釋前，c(ROH)＝10c(MOH)D.稀釋前MOH溶液和ROH溶液中由水電離出的

c(OH－)前者是后者的10倍√A項(xiàng)，由圖像可知MOH溶液稀釋10倍時(shí)，pH變化量小于1，故MOH為弱堿；B項(xiàng)，在x點(diǎn)，c(OH－)＝c(M＋)＋c(H＋)＝c(R＋)＋c(H＋)，x點(diǎn)時(shí)MOH和ROH溶液中c(H＋)相等，故c(M＋)＝c(R＋)；C項(xiàng)，MOH為弱堿，由圖可知，ROH為強(qiáng)堿，則稀釋前c(ROH)＜10c(MOH)；D項(xiàng)，稀釋前MOH溶液中由水電離出的c(OH－)＝10－12mol·L－1；ROH溶液中由水電離出的c(OH－)＝10－13mol·L－1，故c(OH－)前者是后者的10倍。解析4.在兩個(gè)密閉的錐形瓶中，0.05g形狀相同的鎂條(過量)分別與2mL2mol·L－1的鹽酸和醋酸反應(yīng)，測得容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線如圖。下列說法正確的是A.①代表的是鹽酸與鎂條反應(yīng)時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的

變化曲線B.任意相同時(shí)間段內(nèi)，鹽酸與Mg反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率

均快于醋酸與Mg反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率C.反應(yīng)中醋酸的電離被促進(jìn)，兩種溶液最終產(chǎn)生的氫氣總量基本相等D.1mol·L－1NaOH溶液完全中和上述兩種酸溶液，鹽酸消耗NaOH溶液的體積更大√2mL2mol·L－1的鹽酸和醋酸，鹽酸中c(H＋)大，與鎂條反應(yīng)的速率快，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多，容器內(nèi)壓強(qiáng)大，反應(yīng)先結(jié)束，故②代表的是鹽酸與鎂條反應(yīng)時(shí)容器內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間的變化曲線，故A錯(cuò)誤；從圖像可以看出，100s后，醋酸與鎂的反應(yīng)速率更大，此時(shí)鹽酸與鎂已接近反應(yīng)結(jié)束，c(H＋)較小，反應(yīng)速率較小，故B錯(cuò)誤；由于鹽酸和醋酸的濃度和體積均相同，則二者物質(zhì)的量相同，故反應(yīng)結(jié)束時(shí)，產(chǎn)生的氫氣總量基本相等，用1mol·L－1NaOH溶液完全中和上述兩種酸溶液時(shí)，鹽酸與醋酸消耗NaOH溶液的體積相等，故C正確、D錯(cuò)誤。解析真題演練1.(2015·廣東理綜，11)一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是A.升高溫度，可能引起由c向b的變化B.該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.0×10－13C.該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化D.該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化√解析由圖可知，a、b、c三點(diǎn)對應(yīng)的平衡常數(shù)不變，該曲線上的點(diǎn)溫度相等，升高溫度，不能引起由c向b的變化，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；b點(diǎn)c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeCl3為強(qiáng)酸弱堿鹽，F(xiàn)e3＋結(jié)合水電離出的OH－，促進(jìn)水的電離平衡右移，c(H＋)增大，c(OH－)減小，可能引起由b向a的變化，故C項(xiàng)正確；由c點(diǎn)到d點(diǎn)，水的離子積常數(shù)減小，但溫度不變，Kw不變，則稀釋溶液不能引起由c向d的變化，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.(2020·浙江7月選考，17)下列說法不正確的是A.2.0×10－7mol·L－1的鹽酸中c(H＋)＝2.0×10－7mol·L－1B.將KCl溶液從常溫加熱至80℃，溶液的pH