主题11 第2讲 水的电离和溶液的酸碱性（课件PPT）-【新高考方案】2025年高考化学一轮总复习（通用版）

水的电离和溶液的酸碱性 第 二 讲 (基础落实课) 内容与目标 1．认识水的电离，了解水的离子积常数。 2．认识溶液的酸碱性及pH的方法，能进行溶液pH的简单计算。 3．能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。 CONTENTS 目录 1 逐点清（一） 水的电离 逐点清（二） 溶液的酸碱性　pH的测量及计算 考教衔接——由教材导向看命题趋向 课时跟踪检测(五十五) 2 3 4 水的电离 逐点清 （一） 再认再现·旧知新学 (2)水的离子积常数 增大 电解质溶液 c(H+)·c(OH-) 1×10-14 2．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响 项目 平衡移动 溶液中c(H＋) 溶液中c(OH－) pH 溶液的酸碱性 水的电离程度 升温 右移 增大 增大 减小 中性 增大 加酸 左移 _____ _____ _____ _____ _____ 增大 减小 减小 酸性 减小 加碱 左移 _____ _____ _____ _____ _____ Na2CO3 右移 _____ _____ _____ _____ _____ NH4Cl 右移 _____ _____ _____ _____ _____ 减小 增大 增大 碱性 减小 减小 增大 增大 碱性 增大 增大 减小 减小 酸性 增大 续表 3．计算水电离产生的c(H＋)或c(OH－) 常温下，任何溶液中由水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的。 (1)中性溶液 水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 mol·L－1。 边练边学·实践提能 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)加水稀释H2A溶液，水电离出的c(OH－)·c(H＋)保持不变( ) (2)任何水溶液的Kw＝1.0×10－14( ) (3)温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变( ) × × × (4)25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw( ) (5)水的电离平衡常数与水的离子积相等( ) × × √ 解析：向水中通入NH3，c(OH－)增大，平衡逆向移动，A正确； 向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，但温度不变，Kw不变，B正确； 将水加热，水的电离平衡正向移动，Kw变大，C正确； 升高温度，能促进水的电离，c(H＋)增大，pH减小，D错误。 3．(2024·厦门模拟)25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是(　 ) A．ac曲线上的任意一点都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14 B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性 C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7 D．c点溶液不可能是盐溶液 解析：由于温度相同，所以ac曲线上的任意一点水的离子积常数相同，根据b点可知，c(H＋)·c(OH－)＝10－14，A项正确； √ bd线段上任意一点都满足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确； d点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1＞1×10－7 mol·L－1，溶液的pH＝6，水的电离为吸热过程，所以d点温度高于25 ℃，C项正确； 在c点c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，溶液显碱性，c点可能为醋酸钠等强碱弱酸盐溶液，D项错误。 4．已知在25 ℃和T ℃时，水的电离平衡曲线如图所示： (1)由图可知，则该温度T________(填“>”“＜”或“＝”)25 ℃。 (2)图中四点Kw间的大小关系：__________(用A、B、C、D表示)。 (3)在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡________移动(填“向左”“向右”或“不”)。 答案：(1)>　(2)B>A＝C＝D或A＝C＝D<B (3)向右 5．某温度下，纯水中的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时c(OH－)＝__________。若温度不变，滴入稀H2SO4使c(H＋)＝5× 10－6 mol·L－1，则c(OH－)＝____________，由水电离出的c(H＋)为________________________。 溶液的酸碱性　pH的测量及计算 逐点清 （二） 再认再现·旧知新学 1．溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于c(H＋)与c(OH－)的相对大小 适用的 温度 25 ℃ 各种温度 项目 pH c(H＋)/ (mol·L－1) c(H＋)与c(OH－) 的相对大小 酸性 <7 >10－7 c(H＋)>c(OH－) 中性 ＝____ ＝______ c(H＋)____ c(OH－) 碱性 >____ <_______ c(H＋)____ c(OH－) 7 10－7 ＝ 7 10－7 < 续表 2．溶液的pH 定义式 pH＝__________ 溶液的酸碱性与pH的关系 在室温下，存在以下关系： pH适用范围 pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H＋)和c(OH－)都较小的稀溶液(＜1 mol·L－1) －lgc(H＋) 3．pH的测定 (1)测定方法 用pH试纸 测定 使用方法 把一小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比，即可确定溶液的pH 注意事项 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值 用pH计测定 可精确测定溶液的pH (2)应用示例 有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。 ①该学生的操作_________(填“正确”或“错误”)，其理由是 ________________________________________________________。 ②蒸馏水溶液显________(填“中”“酸”或“碱”)性。 ③只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1 mol·L－1硫酸溶液和0.01 mol·L－1硫酸溶液？________，简述操作过程：_________________________________________________________。 试剂：A.紫色石蕊溶液 B．酚酞溶液　C．甲基橙溶液　D．蒸馏水　E．氯化钡溶液　F．pH试纸 答案：①错误　该学生测得的pH是稀释后溶液的pH　②中　 ③能　用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1硫酸溶液 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)25 ℃时，某溶液中水电离出的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，则该溶液的pH一定为13( ) (2)t ℃时，某溶液pH＝6，则该溶液一定为酸性( ) 微点澄清训练 × × (3)在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13 mol·L－1，该溶液一定呈碱性( ) (4)将纯水加热至较高温度，水的离子积常数变大，pH减小，呈酸性( ) × × √ (2)水蒸气和沸水的温度都是100 ℃，现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显__________色，溶液呈__________(填“酸”“碱”或“中”)性；若用pH计测定，则pH____________(填“>”“＝”或“<”)7，溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性。 答案：(1)A　(2)黄　中　<　中 边练边学·实践提能 √ 一、溶液酸碱性的判断 1．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是(　 ) A．pH＝7的溶液呈中性 B．中性溶液中一定有c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1 C．若水电离出的c(OH－)＝1.0×10－11 mol·L－1，则溶液可能呈酸性，也可能呈碱性 D．在100 ℃时，纯水的pH<7，因此显酸性 解析：温度未知，不能根据pH＝7判断溶液呈中性，A错误； 常温下中性溶液中c(H＋)＝ 1.0×10－7 mol·L－1，温度未知，中性溶液中不一定有c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，B错误； 由水电离出的c(OH－)＝1.0×10－11 mol·L－1的溶液中，水的电离受到了抑制，溶液可能显酸性，也可能显碱性，C正确； 在100 ℃时，纯水呈中性，D错误。 2．已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是(　 ) √ 解析：因为酸、碱的强弱未知，不能依据a＝b判断，①错误； 温度不能确定为25 ℃，溶液的pH＝7，c(OH－)＝10－7 mol·L－1不能判断溶液呈中性，②③错误； 二、溶液pH的计算 3．回答下列问题(常温条件下)。 (1)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______________________。 (2)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________。 思维建模 混合溶液中pH的计算方法 三、酸、碱的稀释问题 4．25 ℃时，pH＝a的两种碱溶液各10 mL，分别加水稀释到 1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法不正确的是(　 ) A．若a＝11，则NOH为强碱 B．两种碱的物质的量浓度肯定不等 C．均稀释100倍以后，MOH溶液中水的电离程度大于NOH溶液 D．若两者均为弱碱，则a<11，且NOH碱性强于MOH √ 解析：若a＝11，pH＝11的强碱稀释100倍，pH会减小2，变为9，由图可知，NOH在稀释100倍后pH变为了9，则NOH为强碱，A正确； 由图可知，碱性越弱，稀释后pH变化越小，MOH碱性比NOH更弱，起始时两者pH相等，则两种碱的物质的量浓度一定不相等，B正确； 均稀释100倍以后，MOH溶液pH大于NOH溶液，MOH溶液碱性更强，对水电离的抑制作用更强，则均稀释100倍以后，MOH溶液中水的电离程度小于NOH溶液，C错误； 强碱稀释100倍后得到的溶液pH＝9，稀释前溶液pH＝11，若两者均为弱碱，稀释后得到的溶液pH＝9，稀释前溶液pH＜11，则a<11，碱性越弱，稀释后pH变化越小，则NOH碱性强于MOH，D正确。 5．有pH＝2的X、Y、Z三种酸的溶液各1 mL，分别向其中加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的变化关系如图所示，下列说法正确的是(　 ) A．X的酸性强于Y B．X、Y、Z均为弱酸 C．稀释前的浓度大小为c(Y)<c(X) D．稀释后的浓度关系：c(Y)＝c(X) √ 解析：pH＝2的X、Y的溶液各1 mL，加水稀释到1 000 mL，都稀释1 000倍，X的pH变化大，则X的酸性强于Y，A正确； pH＝2的X溶液1 mL，加水稀释到1 000 mL，稀释1 000倍，pH由2变为5，则X为强酸，而Y、Z溶液的pH＜5，所以Y、Z为弱酸，B不正确； X为强酸、Y为弱酸，X、Y的pH都为2，则稀释前的浓度大小为c(Y)>c(X)，稀释后的浓度关系：c(Y)＞c(X)，C、D不正确。 归纳拓展　 一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较 (1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸 加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多 (2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸 加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多 考教衔接——由教材导向看命题趋向 |教|材|导|向| (人教版选1P67“科学•技术•社会”栏目) |发|掘|训|练| 解析：由平衡知，当少量酸进入人体血液时，平衡正向移动，放出CO2；当少量碱进入人体血液时，平衡逆向移动， 通过肾脏调节，血液pH变化不大，A正确； 碳酸氢根离子会电离出少量的碳酸根离子，B正确； 答案：ABD 3．[变式升维训练]常温下，不同pH下磷酸盐中含磷的各物种的分布系数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的百分比)与pH的关系如图所示(图中三个交点处的分布系数均为0.5，且对应的pH分别为2.12、7.20和12.36)。 课时跟踪检测（五十五） A级——强基训练 1．下列溶液一定显酸性的是(　 ) A．c(H＋)>c(OH－)的溶液 B．含H＋的溶液 C．pH<7的溶液 D．加酚酞显无色的溶液 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 √ 6 7 8 9 10 11 12 13 1 2 3 4 5 解析：A项，c(H＋)>c(OH－)的溶液，则一定是酸性溶液； B项，酸、碱、盐溶液中都含H＋和OH－，含H＋的溶液不一定显酸性； C项，温度未知，pH<7的溶液不一定为酸性溶液； D项，加酚酞显无色的溶液，说明pH＜8.2，但不一定是酸性溶液。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 4．25 ℃时，下列溶液的pH＝12的是(　 ) A．0.002 mol·L－1HCl溶液 B．0.005 mol·L－1 Ba(OH)2溶液 C．0.001 mol·L－1KOH溶液 D．0.01 mol·L－1HF溶液 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 5．下列叙述正确的是(　 ) A．95 ℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性 B．常温下，pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合后pH＝7 C．常温下，pH＝4的番茄汁中c(H＋)是pH＝6的牛奶中c(H＋)的100倍 D．常温下，pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 7．现有室温下浓度均为1×10－3 mol·L－1的几种溶液：①盐酸、②硫酸、③醋酸、④氨水、⑤NaOH溶液。回答下列问题： (1)上述5种溶液中，水电离出的c(H＋)最小的是________。 (2)向相同体积的①、②、③溶液中分别加入相同的且足量的锌粒，反应的初始速率由快到慢的顺序为______________，最终产生H2总量的关系为________________________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (5)t ℃时，水的离子积为1×10－12，将pH＝11的NaOH溶液V1 L与pH＝1的稀硫酸 V2 L混合(假设混合后溶液的体积为原两溶液的体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2 ＝ ________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：(1)酸碱对水的电离起抑制作用，氢离子和氢氧根离子浓度越大对水的电离抑制程度越大，5种溶液中硫酸是二元强酸，氢离子浓度最大，所以对水的抑制程度最大，所以水电离出的c(H＋)最小。 (2)向相同体积相同浓度的①盐酸、②硫酸、③醋酸溶液中分别加入相同且足量的锌粒，浓度均为1×10－3 mol·L－1溶质物质的量相同，溶液中氢离子浓度为②>①>③，则产生氢气的速率快慢为②>①>③；生成氢气的量与酸能够提供氢离子的物质的量有关，三种溶液中：②中生成氢气的量最大，①、③生成的氢气相等，所以生成氢气总量关系为②>①＝③。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (3)氨水中的溶质是弱碱存在电离平衡，溶液pH⑤>④；溶液加热至相同温度后，④溶液电离促进，氢氧根离子浓度增大，但不能完全电离；⑤溶液中离子积增大，氢氧根离子浓度不变；氢氧根离子浓度⑤>④，则pH④<⑤。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 B级——对标高考 8．(2024年1月·贵州高考适应性演练)在25 ℃时，对10.0 mL浓度均为0.1 mol·L－1盐酸和醋酸的混合溶液进行如下操作。下列说法正确的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液，溶液中为氯化钠和醋酸混合物，显酸性，所得溶液pH<7，B错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 加入15.0 mL NaOH溶液，若所得溶液pH<7，说明溶液显酸性，即酸有剩余，酸对水的电离抑制，故水电离的c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，C正确； 9．如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　 ) 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw B．M区域内(边界除外)任意点均有c(H＋)＜c(OH－) C．温度：T1＜T2 D．XZ线段上任意点均有pH＝7 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 10．已知常温时HClO的Ka＝3.0×10－8，HF的Ka＝3.5×10－4，现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释，pH随溶液体积的变化如图所示，下列叙述正确的是(　 )   1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A．曲线Ⅱ为氢氟酸稀释时pH变化曲线 B．取a点的两种酸溶液，中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗氢氟酸的体积较小 C．b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小 √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：A项，酸性越强，加水稀释时溶液pH变化越大，HF酸性强于HClO，加水稀释时HF的pH变化大，所以曲线Ⅰ代表HF稀释时pH变化曲线，错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 C项，b点比c点pH大，c(H＋)小，H＋对水电离的抑制作用小，水的电离程度大，错误； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 11．在常温下，有关下列4种溶液的叙述中错误的是(　 ) 编号 ① ② ③ ④ 溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸 pH 11 11 3 3 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 A．在溶液①、②中分别加入适量的氯化铵晶体后，两种溶液的pH均减小 B．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH：①>②>④>③ √ 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 解析：氯化铵溶于水后电离出铵根可以抑制氨水的电离使氢氧根浓度减小，铵根还可以结合NaOH溶液中的氢氧根使其氢氧根浓度减小，则溶液①、②中加入氯化铵晶体后，溶液的pH都会减小，A正确； 一水合氨稀释过程中还有继续电离出氢氧根，所以稀释10倍其pH的变化小于1，则稀释后pH：①>②；同理醋酸稀释10倍其pH的变化也小于1，则pH：③<④，四种溶液的pH：①>②>④>③，B正确； 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 12．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示： (1)25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为__________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (2)95 ℃时，若100体积pH＝a的某强酸溶液与1体积pH＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是__________。 (3)曲线A所对应的温度下pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1________α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 (4)曲线B对应的温度下，将0.02 mol·L－1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后，混合溶液的pH＝________。 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 酸 HClO4 H2SO4 HCl HNO3 Ka 1.6 ×10－5 6.3 ×10－9 1.6 ×10－9 4.2 ×10－10 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2 3 4 1．认识水的电离及水的离子积常数 (1)水的电离 水的电离方程式为____________________________或简写为H2OH＋＋OH－。 (2)酸的溶液——OH－全部来自水的电离 如：pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，则c(OH－)＝＝10－12 mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 mol·L－1。 (3)碱的溶液——H＋全部来自水的电离 如：pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，则c(H＋)＝＝10－12 mol·L－1，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。 (4)水解呈酸性的盐溶液——H＋全部来自水的电离 如：pH＝5的NH4Cl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，因部分OH－与部分NH结合使c(OH－)＝10－9 mol·L－1。 (5)水解呈碱性的盐溶液——OH－全部来自水的电离 如：pH＝12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH－)＝10－2 mol·L－1。因部分H＋与部分CO结合使c(H＋)＝10－12 mol·L－1。 2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－。下列叙述错误的是(　 ) A．向水中通入氨气，平衡逆向移动，c(OH－)增大 B．向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不变 C．将水加热，平衡正向移动，Kw变大 D．升高温度，平衡正向移动，c(H＋)增大，pH不变 解析：纯水中，c(H＋)一定与c(OH－)相等，存在H2OH＋＋OH－，所以c(OH－)＝2×10－7 mol·L－1。温度不变，Kw＝2×10－7×2×10－7＝4×10－14不变，当c(H＋)＝5×10－6 mol·L－1时，c(OH－)＝ mol·L－1＝8×10－9 mol·L－1。由H2OH＋＋OH－知，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝8×10－9 mol·L－1。 答案：2×10－7 mol·L－1　8×10－9 mol·L－1　8×10－9 mol·L－1 (5)c(H＋)＝的溶液一定显中性( ) 2．水是最宝贵的资源之一。100 ℃水的离子积常数Kw＝1.0×10－12。 (1)已知水中存在如下平衡：H2O＋H2OH3O＋＋OH－　ΔH>0，现欲使平衡向左移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是________(填字母)。 A．向水中加入NaHSO4 B．向水中加入NaCl C．加热水至100 ℃ D．在水中加入KOH ①a＝b　②混合溶液的pH＝7　③混合溶液中c(OH－)＝10－7 mol·L－1　④混合溶液中，c(H＋)＝ mol·L－1　⑤混合溶液中，c(B＋)＝c(A－) A．②③　 B．④⑤　　C．①④　　D．②⑤ Kw＝c(H＋)·c(OH－)，当c(H＋)＝c(OH－)＝ mol·L－1时，溶液一定呈中性，④正确； 根据电荷守恒c(H＋)＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，当c(B＋)＝c(A－)时，c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，⑤正确。 (3)将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则＝__________。 解析：(1)c(OH－)＝10－2 mol·L－1＝，c＝5×10－2 mol·L－1。 (2)设氢氧化钡溶液体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2＋)＝n(SO)，由Ba(OH)2＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝0.5×10－2V1 mol，＝1×10－3 mol·L－1，则V1∶V2＝1∶4。 (3)10－14＋aVa＝10－bVb，＝＝1014－(a＋b)＝10。 答案：(1)0.05 mol·L－1　 (2)1∶4　 (3)10 (1)两种强酸混合：直接求出c混(H＋)，再据此求pH。 c混(H＋)＝。 (2)两种强碱混合：先求出c混(OH－)，再根据Kw求出c混(H＋)，最后求pH。 c混(OH－)＝。 (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。 ①若酸过量：c混(H＋)＝ ②若碱过量：c混(OH－)＝ 最后根据pH＝－lg c(H＋)，求pH。 血液的酸碱平衡 为了维持正常的生理活动，人体各种体液的pH都要保持在一定的范围。例如，血液的正常pH范围是7.35～7.45。血浆中H2CO3/HCO缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。H2CO3/HCO的缓冲作用可用下列平衡表示： H＋(aq)＋HCO(aq)H2CO3(aq)CO2(g)＋H2O(l) 启示：学科知识对接STSE问题，体现新高考日益强化的应用性考法。 1．[原创命题]判断下列说法正确的是__________。 A．当体系中增加少量强酸或强碱时，由于H2CO3/HCO浓度较大且可以调节，可防止体系的pH出现较大幅度的变化 B．该体系中一定存在CO C．当大量酸进入到缓冲体系时，体系中将变小 D．若某温度下H2CO3的一级电离常数Ka1＝1.0×10－6，则当血液中c(HCO)∶c(H2CO3)＝10∶1时，人体可能已经发生酸中毒 当大量酸进入到缓冲体系时，平衡正向移动，c(HCO)减小，Ka1＝，＝比值增大，C错误； HCO 当血液中c(HCO)∶c(H2CO3)＝10∶1时，Ka1＝＝10c(H＋)＝1.0×10－6，c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1，此时pH＝7，不在正常范围内，人体可能已经发生酸中毒，D正确。 2．[原创命题]人体血液里的pH随c(HCO)∶c(H2CO3)变化关系如下表所示。 c(HCO)∶c(H2CO3) 1.0 17.8 22.4 pH 6.10 7.35 7.45 (1)正常人体血液中，HCO的水解程度______(填“大于”“小于”或“等于”，下同)电离程度。pH＝7.00的血液中，c(HCO)________(填“大于”“小于”或“等于”)c(H2CO3)。 (2)若人体血液的pH＝7.4[c(H＋)＝4.0×10－8 mol·L－1]时，HCO和H2CO3浓度比值约为20∶1，则该条件下H2CO3的Ka1＝________。 解析：(1)人体血液pH保持在7.35～7.45之间，这说明HCO的水解程度大于电离程度。由表中得到：c(H2CO3)＝c(HCO)时溶液pH＝6.10，为使溶液pH＝7，应该多加入一些碳酸氢根，所以pH＝7.00的血液中c(H2CO3)＜c(HCO)。 (2)该条件下H2CO3的Ka1＝＝20×4.0×10－8＝8.0×10－7。 答案：(1)大于　大于　(2)8.0×10－7 (1)H3PO4第二步电离方程式H2POHPO＋H＋的电离常数为Ka2，则pKa2＝__________(pKa2＝－lg Ka2)。 (2)人体血液中存在NaH2PO4­Na2HPO4的混合液。 ①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0～10.0)，将NaOH溶液逐滴加入到H3PO4溶液中，当溶液由无色变为浅红色时停止滴加，此时主要反应的离子方程式为_______________________________________。 解析：(1)H3PO4第二步电离方程式H2POHPO＋H＋的电离常数为Ka2＝，当c(HPO)＝c(H2PO)时，对应pH＝7.20，即Ka2＝＝c(H＋)＝10－7.20 mol·L－1，则pKa2＝－lg Ka2＝7.20； ②Na2HPO4溶液显碱性，向其中加入足量的CaCl2溶液，生成Ca3(PO4)2沉淀，且溶液显酸性，该反应的平衡常数为_______。 (2)①由图可知，pH由8至10，H2PO在减少，HPO在增加，pH＝10时，溶液中主要存在的是HPO，则发生的反应为OH－＋H2PO===HPO＋H2O；②Na2HPO4与CaCl2反应生成Ca3(PO4)2的离子方程式为Ⅰ.2HPO＋3Ca2＋===Ca3(PO4)2 ＋2H＋　K1； Ⅱ.HPOPO＋H＋K2＝Ka3＝10－12.36； Ⅲ.Ca3(PO4)23Ca2＋＋2POK3＝Ksp[Ca3(PO4)2]＝10－29； 由Ⅰ＝2×Ⅱ－Ⅲ知，K1＝＝＝＝104.28。 答案：(1)7.20 (2)①OH－＋H2PO===HPO＋H2O　②104.28 2．关于水的说法，下列错误的是(　 ) A．水的电离方程式为2H2OH3O＋＋OH－ B．纯水的pH可能为6 C．25 ℃时水中通入少量HCl，恢复至25 ℃，Kw减小 D．水的电离过程ΔH>0 解析：水是弱电解质，电离方程式为2H2OH3O＋＋OH－，A正确； 水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积增大，纯水的pH可能为6，B正确；Kw只受温度影响，温度不变，Kw不变，C错误； 水的电离过程吸热，ΔH>0，D正确。 3．关于H2OH＋＋OH－　Kw＝c(H＋)c(OH－)，下列说法正确的是(　 ) A．向纯水中通入HCl(g)，水的电离被抑制，Kw减小 B．纯水中c(H＋)为10－7 mol·L－1 C．若某溶液中，c(H＋)＝，则该溶液一定是中性的 D．100 ℃时，0.1 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝13 解析：向纯水中通入HCl(g)，溶液中氢离子浓度变大，水的电离被抑制，但是Kw不变，A错误； B项，没有确定的温度，不能确定纯水中氢离子浓度；若某溶液中，c(H＋)＝，则该溶液氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，溶液一定是中性的，故C正确； 100 ℃时，0.1 mol·L－1的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为0.1 mol·L－1，由于Kw不是10－14，故氢离子浓度不是10－13 mol·L－1，pH不是13，D错误。 解析： A项，已知HCl是强酸，HCl===H＋＋Cl－，故0.002 mol·L－1HCl溶液中H＋浓度为0.002 mol·L－1，故pH＝－lg c(H＋)＝－lg 0.002＝3－lg 2； B项，已知Ba(OH)2是强碱，Ba(OH)2===Ba2＋＋2OH－，故0.005 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中OH－浓度为0.005 mol·L－1×2＝0.01 mol·L－1，则c(H＋)＝＝10－12 mol·L－1，故pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－12＝12； C项，已知KOH是强碱，KOH===K＋＋OH－，故0.001 mol·L－1 KOH溶液中OH－浓度为0.001 mol·L－1，则c(H＋)＝＝10－11 mol·L－1，故pH＝－lg c(H＋)＝－lg 10－11＝11； D项，已知HF是弱酸，虽然无法计算0.01 mol·L－1HF溶液的pH，但可以判断其pH＜7。 解析：水的电离过程吸热，升温到95 ℃时电离程度增大，使c(H＋)＞10－7 mol·L－1，溶液的pH＜7，但水电离出的c(H＋)＝c(OH－)，则水仍呈中性，A错误； 常温下，pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，pH＝12的氨水中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，故等体积混合时，HCl与已经电离的NH3·H2O恰好反应，但大部分NH3·H2O未电离，反应后NH3·H2O大量剩余，溶液显碱性，即pH>7，B错误； 常温下，pH＝4的番茄汁中c(H＋)＝10－4 mol·L－1，pH＝6的牛奶中c(H＋)＝10－6 mol·L－1，则pH＝4的番茄汁中c(H＋)是pH＝6的牛奶中c(H＋)的100倍，C正确； NaOH溶液是碱溶液，无论怎么稀释，pH在常温下不可能成为6，只能无限接近于7，D错误。 6．下列关于溶液酸碱性说法不正确的是(　 ) A．某温度下，Kw＝1×10－12，则pH＝7，溶液呈碱性 B．25 ℃， 1 L pH＝5的氯化铵溶液，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，由水电离出的n(OH－)＝10－5 mol C．某温度下，Va L 0.01 mol·L－1 pH＝11的NaOH溶液，与Vb L pH＝1的H2SO4溶液混合呈中性，则Va∶Vb＝1∶1 D．100 ℃时纯水的pH＝6，呈中性 解析：某温度下，Kw＝1×10－12，则纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝ ＝1×10－6 mol·L－1，此时水的pH为6，溶液pH为7说明该溶液呈碱性，A正确； 氯化铵为强酸弱碱盐，溶液呈酸性，由于铵根离子可以结合水电离出的OH－，水电离出的H＋和OH－浓度相同，则pH＝5的氯化铵溶液，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，由水电离出的n(OH－)＝10－5 mol，B正确； 要使混合溶液呈中性，则NaOH和H2SO4恰好完全反应生成Na2SO4和H2O，则存在碱中n(OH－)等于酸中n(H＋)，所以0.01Va＝0.1Vb，Va∶Vb＝10∶1，C错误； 100 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)，呈中性，D正确。 (3)若将等体积的④、⑤溶液加热至相同温度后，溶液的pH大小关系为④________⑤。 (4)在25 ℃ 时，某Na2SO4溶液中c(SO) ＝ 5×10－4 mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－) ＝____________。 (4)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中钠离子浓度是1×10－3 mol·L－1，稀释10倍，则钠离子浓度是1×10－4 mol·L－1。但硫酸钠溶液是显中性的，所以c(Na＋)∶c(OH－)＝10－4∶10－7＝1 000∶1。 (5)t ℃下水的离子积常数是1×10－12，所以在该温度下，pH＝11的NaOH溶液中OH－的浓度是0.1 mol·L－1，硫酸中氢离子的浓度也是0.1 mol·L－1，所得混合溶液的pH＝2，说明稀硫酸过量，所以有＝0.01，解得V1∶V2＝9∶11。 答案：(1)②　(2)②①③　②>①＝③　(3) < (4)1 000∶1　(5)9∶11 A．加入少量CH3COONa固体，溶液中eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)将减小 B．加入10.0 mL相同浓度的NaOH溶液，所得溶液pH>7 C．加入15.0 mL NaOH溶液，若所得溶液pH<7，则水电离的c(H＋)<1×10－7 mol·L－1 D．加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液，若忽略混合时的体积变化，此时溶液中：c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＝0.05 mol·L－1 解析：向盐酸和醋酸的混合溶液中加入少量CH3COONa固体，则c(CH3COO－)变大，平衡逆向移动，pH变大，c(H＋)变小，故eq \f(cCH3COO－,cCH3COOH)＝eq \f(KaCH3COOH,cH＋)变大，A错误； 加入20.0 mL相同浓度的NaOH溶液，根据物料守恒c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)＋c(Cl－)＝c(Na＋)＝0.1 mol·L－1×eq \f(2,3)≈0.067 mol·L－1，D错误。 解析：温度越高，水的电离程度越大，电离出的c(H＋)与c(OH－)越大，所以T2＞T1，C项正确； XZ线段上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，只有当c(H＋)＝10－7 mol·L－1时，才有pH＝7，D项错误。 D．从b点到d点，溶液中保持不变(HR代表HClO或HF) B项，pH相同的两种酸，越弱的酸其浓度越大，HClO酸性弱于HF，所以中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗HClO的体积较小，错误； D项，溶液中＝＝，平衡常数只随温度的改变而改变，所以从b点到d点，溶液中保持不变，正确。 C．将溶液①、④等体积混合，所得溶液中：c(Cl－)>c(NHeq \o\al(＋,4))>c(OH－)>c(H＋) D．将a L溶液④与b L溶液②混合后，若所得溶液的pH＝4，则a∶b＝11∶9 一水合氨为弱碱，所以pH＝11的氨水浓度远大于10－3 mol·L－1，而HCl为强酸，pH＝3的盐酸浓度为10－3 mol·L－1，二者等体积混合碱过量，所以c(NHeq \o\al(＋,4))>c(Cl－)，C错误； pH＝11的NaOH溶液和pH＝3的盐酸浓度均为10－3 mol·L－1，混合后pH＝4，所以酸过量，则eq \f(a L×10－3 mol·L－1－b L×10－3 mol·L－1,a＋bL)＝10－4 mol，解得a∶b＝11∶9，D正确。 解析：(1)25 ℃时，pH＝9的NaOH溶液，c(OH－)＝10－5 mol·L－1；pH＝4的H2SO4溶液，c(H＋)＝10－4 mol·L－1；若所得混合溶液的pH＝7，则c(OH－)·V(NaOH)＝c(H＋)·V(H2SO4)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH)∶V(H2SO4)＝c(H＋)∶c(OH－)＝10∶1。 (2)温度越高，水的离子积常数越大，水中c(H＋)越大，则曲线B代表95 ℃时水的电离平衡曲线；95 ℃时，水的离子积常数Kw＝10－12，混合后溶液呈中性，c(OH－)·V(NaOH)＝c(H＋)·V(H2SO4)， 1×10b－12mol·L－1＝100×10－a mol·L－1，则a＋b＝14。 (3)曲线A所对应的温度是25 ℃，pH＝2的HCl溶液，c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(OH－)＝10－12 mol·L－1；pH＝11的某BOH溶液中，c水(H＋)＝10－11 mol·L－1；水电离产生的H＋的浓度越大，水的电离程度就越大，则α1<α2。 (4)设溶液的体积均为1 L，则混合溶液中c(OH－)＝＝ 0.01 mol·L－1，由于该温度下水的离子积常数Kw＝10－12，所以c(H＋)＝10－10 mol·L－1，所得混合液的pH＝10。 答案：(1)10∶1　(2)a＋b＝14　(3)小于　(4)10 13．溶剂在液态下能自发发生电离，产生溶剂阳离子与溶剂阴离子的现象，称为自耦电离，如液态水的自耦电离方程式为 2H2OH3O＋＋OH－。在冰醋酸、液氨等许多物质中都存在类似的自耦电离。 (1)高氯酸、硫酸、盐酸和硝酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。表中是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数： 试写出冰醋酸自耦电离的方程式： ______________________；将纯硝酸和纯硫酸混合，可以得到硝基正离子NO，请写出该反应的方程式：________________________________________________。 (2)如果将溶剂换成液氨，________ (填“能”或“不能”)区别以上四种酸酸性的强弱，试写出液氨中NH4Cl与NaNH2反应的离子方程式____________________________________。 解析：(1)根据水的自耦电离原理，冰醋酸自耦电离的方程式为2CH3COOHCH3COOH＋CH3COO－；在冰醋酸中，硫酸的电离常数大于硝酸的电离常数，硫酸酸性强于硝酸，提供H＋，阴离子为HSO，所以将纯硝酸和纯硫酸混合，可以得到硝基正离子NO，该反应的方程式为HNO3＋H2SO4NO＋HSO＋H2O； (2)液氨发生自耦电离：2NH3NH＋NH，NH结合H＋生成NH3，不能区分四种酸酸性的强弱，类比水溶液中，H＋＋OH－===H2O，液氨中NH4Cl与NaNH2反应的离子方程式为NH＋NH===2NH3。 答案：(1)2CH3COOHCH3COOH＋CH3COO－　HNO3＋H2SO4NO＋HSO＋H2O (2)不能　NH＋NH===2NH3 $$