第46讲 水的电离和溶液的pH(Word教师用书)-【正禾一本通】2025年高考化学高三一轮总复习高效讲义（鲁科版2019 单选版）

第46讲　水的电离和溶液的pH 【课程标准】　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，掌握溶液pH的计算及检测方法。 考点一　水的电离与水的离子积常数 1．水的电离 (1)水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－。 (2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。 2．水的离子积常数 (1)水的离子积常数：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。 (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，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。 (4)意义：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 (1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。 (2)加入酸或碱，水的电离程度均减小，Kw不变。 (3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。 [正误辨析] 1．温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等(　　) 2．100 ℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性(　　) 3．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同(　　) 4．室温下，0.1 mol·L－1的HCl溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相等(　　) 答案：1.×　2.×　3.×　4.√ (广东卷)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(　　) A．升高温度，可能引起由c向b的变化 B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13 C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化 D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化 答案：C 解析：由题图可知，a、b、c三点对应的平衡常数不变，该曲线上的点温度相等，升高温度，不能引起由c向b的变化，故A项错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，故B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，Fe3＋结合水电离出的OH－，促进水的电离平衡右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，可能引起由b向a的变化，故C项正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，但温度不变，Kw不变，则稀释溶液不能引起由c向d的变化，故D项错误。 归纳总结 正确理解水的电离平衡曲线 1．曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。 2．曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。 3．实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。　　 学生用书↓第256页 (2023·湖南卷，改编)常温下，用浓度为0.0200 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol·L－1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η[η＝]的变化曲线如图所示。 (1)d点对应的溶液中溶质为 。 (2)a、b、c三点对应的溶液中，水的电离程度由大到小的顺序为 。 答案：(1)NaCl、CH3COONa和NaOH　(2)c＞b＞a 解析：由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时CH3COOH反应掉一半，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。 考向一　正确理解水的电离平衡曲线 1．水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。 (1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系： 。 (2)在水中加少量酸，可实现A点向 点移动。 (3)ABE形成的区域中的点都呈现 性。 (4)若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，cH2O(H＋)＝ mol·L－1。 答案：(1)B＞C＞A＝D＝E　(2)D　(3)碱　 (4)1×10－10　　　 考向二　从定性、定量两个角度理解水电离出的c水(H＋)或c水(OH－) 2．(1)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中： ①NaCl　②NaOH　③H2SO4　④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小的顺序是 。 (2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中，水的电离程度 ；常温下，pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液中，水的电离程度 。(均填“前者大”、“后者大”或“相同”) 答案：(1)④>①>②>③　(2)相同　相同 3．计算cH2O(H＋)或cH2O(OH－)。 (1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，cH2O(H＋)＝ 。 (2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，cH2O(H＋)＝ 。 (3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，cH2O(OH－)＝ 。 (4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，cH2O(H＋)＝ 。 (5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，cH2O(OH－)＝ 。 答案： (1)1×10－12 mol·L－1　 (2)1×10－10 mol·L－1　(3)1×10－10 mol·L－1 (4)1×10－4 mol·L－1　 (5)1×10－4 mol·L－1 归纳总结 25 ℃时，由水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)的5种类型的计算方法 1．中性溶液：c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－7 mol/L 2．酸的溶液：H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水，故有c水(OH－)＝c水(H＋)＝c溶液(OH－)。 3．碱的溶液：OH－来源于碱电离和水电离，而H＋只来源于水，故有c水(H＋)＝c水(OH－)＝c溶液(H＋)。 4．水解呈酸性的盐溶液：c水(H＋)＝c溶液(H＋)。 5．水解呈碱性的盐溶液：c水(OH－)＝c溶液(OH－)。 　　 学生用书↓第257页 考点二　溶液的酸碱性与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＋)<c(OH－)，常温下，pH>7。 2．溶液的pH及其测量方法 (1)计算公式：pH＝－lg c(H＋)。 (2)25 ℃时，pH与溶液中的c(H＋)的关系： (3)适用范围：25 ℃时，0～14。 (4)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(也叫酸度计)测量法：可较精确测定溶液的pH。 (5)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH ①pOH＝－lg c(OH－)； ②常温下：pH＋pOH＝14。 [正误辨析] 1．任何温度下，利用H＋和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性(　　) 2．某溶液的c(H＋)>10－7mol·L－1，则该溶液呈酸性(　　) 3．pH减小，溶液的酸性一定增强(　　) 4．100 ℃时，Kw＝1.0×10－12，0.01 mol·L－1盐酸的pH＝2，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝10(　　) 5．用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4(　　) 答案：1.√　2.×　3.×　4.√　5.× 按要求计算下列各题(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)： (1)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，混合溶液的pH＝ 。 (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 。 (3)常温下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的HCl溶液Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则＝ 。 答案：(1)10　(2)1∶4　(3)10 解析：(1)pH＝3的硝酸溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，pH＝12的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝10－2 mol·L－1，二者以体积比为9∶1混合，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，混合溶液中c(OH－)＝＝1×10－4 mol·L－1，则混合后c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，故pH＝10。(2)设氢氧化钡溶液的体积为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]＝5×10－3V1 mol，＝1×10－3 mol·L－1，则V1∶V2＝1∶4。(3)pH＝a的NaOH溶液中c(OH－)＝10a－14 mol·L－1，pH＝b的HCl溶液中c(H＋)＝10－b mol·L－1，根据中和反应H＋＋OH－===H2O，知c(OH－)·Va＝c(H＋)·Vb，＝＝＝1014－(a＋b)，a＋b＝13，则＝10。 归纳总结 混合溶液pH的计算思维模型 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 学生用书↓第258页 (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。　　 (2022·湖南卷，节选)一种脱除和利用水煤气中CO2方法的示意图如下： 某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO)∶c(HCO)＝1∶2，则该溶液的pH＝ (该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。 答案：10 解析： 某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(CO)∶c(HCO)＝1∶2，由Ka2＝可知，c(H＋)＝×Ka2＝2×5.0×10－11 mol·L－1＝1.0×10－10 mol·L－1，则该溶液的pH＝10。 考向一　溶液酸、碱性的判断 1．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(　　) 答案：(1)中性　(2)碱性　(3)酸性　(4)中性 (5)酸性　(6)碱性　(7)酸性　(8)碱性 考向二　走出溶液稀释时pH的判断误区 2．(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL，pH＝ ；加水稀释到100 mL，pH 7。 (2)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 。 答案：(1)6　接近　(2)1∶10 解析：(2)稀释前c(SO)＝ mol·L－1，稀释后c(SO)＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1；稀释后c(H＋)接近10－7mol·L－1，所以＝＝。 归纳总结 稀释酸、碱溶液时pH变化规律 酸(pH＝a) 碱(pH＝b) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 ＜a＋n a＋n ＞b－n b－n 无限稀释 pH趋向于7 考向三　pH概念的拓展应用 3．某温度下，水中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。pOH＝－lg c(OH－)。下列说法不正确的是(　　) A．b点温度高于25 ℃ B．在水中通入氨气，由水电离出的c(H＋)减小 C．仅升高温度，可从b点变为a点 D．b点所处温度下，0.1 mol·L－1KOH溶液的pH＝13 答案：D 解析：由题图可知，b点对应的pOH＝pH＝6.5，则有c(H＋)＝c(OH－)＝10－6.5mol·L－1，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－6.5×10－6.5＝1×10－13>Kw(25 ℃)，故b点温度高于25 ℃，A正确；在水中通入氨气，c(OH－)增大，抑制了水的电离，则由水电离出的c(H＋)减小，B正确；升高温度，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、c(OH－)均增大，则pH、pOH均减小，且二者相等，故升高温度，可从b点变为a点，C正确；b点对应的Kw＝1×10－13，0.1 mol·L－1KOH溶液中c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，则溶液的pH＝12，D错误。 考向四　多角度计算溶液的pH 4．计算下列溶液的pH或浓度(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)： (1)0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，求该溶液的pH(已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5)。 学生用书↓第259页 (2)常温下，0.1 mol·L－1NH3·H2O溶液，求该溶液的pH(已知NH3·H2O的电离度α＝1%)。 (3)pH＝2的盐酸与等体积的水混合，求该溶液的pH。 (4)常温下，将0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L－1硫酸溶液等体积混合，求该溶液的pH。(5)常温下，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，求原溶液的浓度。 答案：(1)2.9　(2)11　(3)2.3　(4)2.0　 (5)0.05 mol·L－1 解析：(1)　 　CH3COOHCH3COO－＋H＋ c(起始)/ (mol·L－1) 0.1 0 0 c(电离)/ (mol·L－1) c(H＋) c(H＋) c(H＋) c(平衡)/ (mol·L－1) 0.1－c(H＋) c(H＋) c(H＋) 则Ka＝＝1.8×10－5，解得c(H＋)≈1.3×10－3mol·L－1，所以pH＝－lg c(H＋)＝－lg (1.3×10－3)≈2.9。 (2)　　 　　NH3·H2OOH－　＋ NH c(起始)/ (mol·L－1) 0.1 0 0 c(电离)/ (mol·L－1) 0.1×1% 0.1×1% 0.1×1% 则c(OH－)＝0.1×1% mol·L－1＝10－3mol·L－1，c(H＋)＝10－11 mol·L－1，所以pH＝11。 (3)c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg＝2＋lg 2≈2.3。 (4)c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2.0。 (5)＝0.01 mol·L－1，解得c＝0.05 mol·L－1。 我国人均水资源占有量居世界121位，被列为世界13个贫水国家之一，而水污染进一步使局面恶化，严重影响我们的日常生活及工业生产。 污水治理总体方法： 1．减少和消除污染源。杜绝工业废水、城市污水的任意排放。 2．全面规划、合理布局。将行业废水或相关废水集中处理，减少污染源。 3．废水资源化再循环利用。 污水处理具体方法： (1)物理方法如混凝法。 (2)化学方法如氧化法、沉淀法。 (3)物理化学法如吸附法、离子交换法、膜分离法。 (4)微生物法。 1．离子反应方向 某厂废水经测pH＝4.5，含Cd2＋浓度超标10倍，为使废水达到排放标准，加入熟石灰调节pH至11.0使Cd2＋沉淀。写出相关反应的离子方程式： 答案：Ca(OH)2＋Cd2＋===Ca2＋＋Cd(OH)2↓ 2．化学平衡方向、沉淀溶解平衡方向 某工业废水中含有Cr2O、CrO严重超出排放标准，可用还原沉淀法处理： CrOCr2OCr3＋Cr(OH)3↓，其中第①步存在平衡：2CrO(黄色)＋2H＋Cr2O(橙色)＋H2O (1)能说明①转化反应达到平衡状态的是 (填字母)。 a．Cr2O、CrO浓度相同 b．溶液颜色不变 c．2v(Cr2O)＝v(CrO) d．pH不变 (2)已知Ksp[Cr(OH)3]＝10－32，要使Cr3＋完全沉淀，溶液的pH应调至 。 答案：(1)bd　(2)≥5 3．胶体方向 明矾可用于净水，去除水中的悬浮物、色素。 (1)其净水原理为 (用离子方程式表示)。 学生用书↓第260页 (2)明矾净水的适宜pH范围为5～8，如果pH过高或pH过低，去污效果较差，理由是 。 答案：(1)Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋ (2)Al(OH)3为两性氢氧化物，溶于酸或碱 4．热效应方向 水体中N、P含量过高会导致水华，严重破坏水质。水体中的NH可在微生物的条件下经两步反应转化为NO然后除去。两步反应的能量变化如图： 1 mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式为 。 答案：NH(aq)＋2O2(g)===NO(aq)＋2H＋(aq)＋H2O(l)　ΔH＝－346 kJ·mol－1 1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较 (1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较 　　比较项目 酸 c(H＋) pH 中和碱的能力 与活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率 盐酸 大 小 相同 相同 大 醋酸溶液 小 大 小 (2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较 　　比较项目 酸 c(H＋) c(酸) 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的量 开始与金属反应的速率 盐酸 相同 小 小 少 相同 醋酸溶液 大 大 多 2.一元强酸(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 1．室温下，相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸溶液。 (1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图甲中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。 (2)加水稀释，在图乙中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。 答案： 2．室温下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液。 (1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图丙中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。 (2)加水稀释，在图丁中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。 答案： 学生用书↓第261页 3．25 ℃，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．MOH是一种弱碱 B．在x点：c(M＋)＝c(R＋) C．稀释前，c(MOH)＝10c(ROH) D．稀释前，MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：前者是后者的10倍 答案：B 解析：由题图可知，两溶液分别稀释100倍，MOH溶液的pH减小2，ROH溶液的pH减小1，则MOH是强碱，ROH是弱碱，A错误。x点两溶液的pH相等，则两溶液中c(H＋)、c(OH－)分别相等；据电荷守恒可得：c(M＋)＋c(H＋)＝c(OH－)、c(R＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，从而推知x点时c(M＋)＝c(R＋)，B正确。MOH是强碱，起始溶液的pH＝13，则有c(MOH)＝0.1 mol·L－1；ROH是弱碱，部分电离，起始溶液的pH＝12，则有c(ROH)>0.01 mol·L－1，从而可知稀释前，c(MOH)<10c(ROH)，C错误。稀释前，MOH溶液的pH＝13，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1；ROH溶液的pH＝12，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1，故稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：后者是前者的10倍，D错误。 4．下列事实能说明HNO2是弱电解质的是(　　) ①25 ℃时，NaNO2溶液的pH大于7 ②用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗 ③HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应 ④25 ℃时，0.1 mol·L－1HNO2溶液的pH＝2.1 A．①②③　　　　　　 B．②③④ C．①④ D．①②④ 答案：C 解析：25 ℃时，NaNO2溶液的pH大于7，说明NO发生了水解反应，则HNO2是弱电解质，①符合题意；用HNO2溶液做导电性实验，灯泡很暗，说明溶液中离子浓度较小，但由于未与等浓度盐酸等作比较，故不能判断HNO2是否为弱电解质，②不符合题意；HNO2溶液不与Na2SO4溶液反应，只能说明HNO2的酸性比H2SO4弱，但不能说明HNO2一定是弱酸，即不能说明HNO2是弱电解质，③不符合题意；25 ℃时，0.1 mol·L－1HNO2溶液的pH＝2.1，则溶液中c(H＋)＝10－2.1mol·L－1<0.1 mol·L－1，说明HNO2部分电离，则HNO2是弱电解质，④符合题意。 归纳总结 判断弱电解质的三个角度 角度一：弱电解质的定义，即弱电解质不能完全电离。 角度二：弱电解质溶液中存在电离平衡，条件改变，平衡移动。 角度三：弱酸(碱)形成的盐类能水解。　　 5．(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 。 (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 。 答案：(1)10∶1　(2)a＋b＝14 6．在一定温度下，有a.盐酸　b．硫酸　c．醋酸三种酸： (1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是 (用字母表示，下同)。 (2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。 (3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是 。 (4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。 (5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为 ，反应所需时间的长短关系是 。 (6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是 。 答案：(1)b>a>c　(2)b>a＝c　(3)c>a>b(或c>a＝2b)　(4)c>a＝b　(5)a＝b＝c　a＝b>c　(6)c>a＝b 解析：解答本题要注意以下三点：①HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。②CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。③醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋的电离平衡。 课时测评46　水的电离和溶液的pH (时间：45分钟　满分：100分) (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) (选择题1－12题，每题6分，第13题16分，第14题12分，共100分) 1．已知：25 ℃时，Kw＝1.0×10－14；35 ℃时，Kw＝2.1×10－14。下列有关水的电离的叙述正确的是(　　) A．c(H＋)随温度的升高而减小 B．水的电离属于吸热过程 C．向蒸馏水中加入NaOH溶液，Kw增大 D．35 ℃时，水中c(H＋)>c(OH－) 答案：B 解析：水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)，升高温度，Kw增大，说明升高温度，水的电离程度增大，水电离产生的c(H＋)、c(OH－)均增大，A错误，B正确；Kw仅与温度有关，向蒸馏水中加入NaOH溶液，c(OH－)增大，由于温度不变，则Kw不变，C错误；任何温度下水都呈中性，则35 ℃时，水中c(H＋)＝c(OH－)，D错误。 2．下列溶液一定呈中性的是(　　) A．pH＝7的溶液 B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液 C．由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液 D．非电解质溶于水得到的溶液 答案：B 解析：pH＝7的溶液不一定是在常温下，故水的离子积不一定是Kw＝1×10－14，如100 ℃时，水的离子积常数是10－12，pH＝6时溶液呈中性，当pH＝7时溶液呈碱性，A错误；氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小是判断溶液酸碱性的依据，所以c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定呈中性，B正确；由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液不一定呈中性，如等物质的量NaOH与H2SO4反应生成NaHSO4，溶液呈酸性，C错误；三氧化硫是非电解质，但它溶于水后生成硫酸，硫酸溶液呈酸性，D错误。 3．常温下，设1 L pH＝6的AlCl3溶液中由水电离出的H＋的物质的量为n1 mol；1 L pH＝6的盐酸中由水电离出的H＋的物质的量为n2 mol，则为(　　) A．0.01　　　 B．1　　　 C．10　　　 D．100 答案：D 解析：AlCl3溶液中Al3＋发生水解而使溶液呈酸性，AlCl3的水解促进了水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，则有n1＝1×10－6mol·L－1×1 L＝1×10－6mol。常温下，pH＝6的盐酸中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，而HCl电离抑制水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－8mol·L－1，则有n2＝1×10－8mol·L－1×1 L＝1×10－8mol，故有＝＝100。 4．某温度下，水的离子积常数Kw＝1×10－12。该温度下，将pH＝4的H2SO4溶液与pH＝9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为(　　) A．1∶10 B．9∶1 C．1∶9 D．99∶21 答案：B 解析：设稀硫酸的体积为a，NaOH溶液的体积为b，则10－3b－10－4a＝10－5(a＋b)，a∶b＝9∶1。 5．根据酸碱质子理论，给出质子(H＋)的物质是酸，给出质子的能力越强，酸性越强。已知：N2H＋NH3===NH＋N2H4，N2H4＋CH3COOH===N2H＋CH3COO－，下列酸性强弱顺序正确的是(　　) A．N2H＞N2H4＞NH B．N2H＞CH3COOH＞NH C．NH3＞N2H4＞CH3COO－ D．CH3COOH＞N2H＞NH 答案：D 解析：根据复分解反应的规律，强酸能制得弱酸，根据酸碱质子理论，给出质子(H＋)的物质是酸，则反应N2H4＋CH3COOH===N2H＋CH3COO－中，酸性：CH3COOH＞N2H，反应N2H＋NH3===NH＋N2H4中，酸性：N2H＞NH，故酸性：CH3COOH＞N2H＞NH。 6．下列事实中，能说明MOH是弱碱的是(　　) A．0.1 mol·L－1MOH溶液可以使酚酞溶液变红 B．常温下，0.1 mol·L－1MOH溶液中c(OH－)<0.1 mol·L－1 C．MOH溶液的导电能力比NaOH溶液弱 D．等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸恰好完全反应 答案：B 解析：0.1 mol·L－1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红，说明MOH能电离出氢氧根离子，但不能说明MOH是弱碱，A错误；常温下，0.1 mol·L－1 MOH溶液中，c(OH－)<0.1 mol·L－1，说明MOH没有完全电离，则MOH为弱碱，B正确；等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸混合，无论MOH是强碱还是弱碱，都恰好完全反应，D错误。 7．在T ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10－b mol/L，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示： 序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH ① 20.00 0.00 8 ② 20.00 20.00 6 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为(　　) A．3 B．4 C．5 D．6 答案：B 解析：据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14，通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－4 mol/L。由②可知，加入20.00 mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和，则c(H＋)＝＝1×10－4 mol/L，则c＝4。 8.已知：pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)。常温下，向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液，所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是(　　) A．盐酸与NaOH溶液的浓度相等 B．B点和D点水的电离程度相同 C．将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，该图曲线不变 D．升高温度，滴定过程中pOH＋pH>14 答案：B 解析：由题图可知，未滴加NaOH溶液时盐酸的pH＝0，则c(H＋)＝1 mol·L－1，即c(HCl)＝1 mol·L－1，最终pH＝14，则c(OH－)＝1 mol·L－1，由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液，相当于对原NaOH溶液进行稀释，故c(NaOH)>1 mol·L－1，A项错误；B点、D点水的电离均受到抑制，且由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－10 mol·L－1，B项正确；若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，由于NH3·H2O为弱碱，而饱和氨水的pH约为12，故最终所得溶液pH不可能为14，C项错误；升高温度，水的离子积Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)>10－14，pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)，故pOH＋pH<14，D项错误。 9．若用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AG＝lg 。室温下实验室中用0.01 mol·L－1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L－1醋酸，滴定过程如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．室温下，醋酸的电离常数约为10－5 B．A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL C．若B点为40.00 mL，所得溶液中：c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH) D．从A到B，水的电离程度逐渐变大 答案：A 解析：室温下，醋酸的AG＝lg＝7，即＝107，而Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14，两式联立解得c(H＋)＝10－3.5，而醋酸溶液中，c(CH3COO－)≈c(H＋)，故Ka＝＝10－5，故A正确；A点的AG＝0，即＝1，c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性，而当加入NaOH溶液20.00 mL时，恰好中和，得CH3COONa溶液，溶液显碱性，故B错误；当B点加入40.00 mL NaOH溶液时，所得为等浓度的CH3COONa和NaOH混合溶液，加入酸的物质的量是碱物质的量的一半，根据元素质量守恒得c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，故C错误；A点溶质为CH3COONa和CH3COOH，B点溶质为CH3COONa和NaOH，NaOH与醋酸溶液恰好完全中和前，水的电离度增大，恰好中和后，水的电离度逐渐减小，所以从A到B，水的电离程度先增大后减小，故D错误。 10．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 A.将溶液①、④等体积混合，所得溶液中离子浓度的大小关系：c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋) B．分别加水稀释10倍，四种溶液的pH：①>②>④>③ C．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均增大 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(忽略溶液混合时体积的变化) 答案：C 解析：常温下，pH为11的氨水中氢氧根离子浓度与pH为3的盐酸溶液中氢离子浓度相等，由于氨水中存在电离平衡，氨水的浓度大于盐酸的浓度，氨水和盐酸等体积混合时，氨水过量得到氨水和氯化铵的混合溶液，溶液呈碱性，则溶液中离子浓度的大小关系为c(NH)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)，故A正确；弱碱和弱酸溶液中存在电离平衡，pH相等的强碱和弱碱稀释相同倍数时，弱碱溶液的pH变化小，同理弱酸的pH变化小，则pH为11的氨水和氢氧化钠溶液稀释相同倍数后，氨水的pH大于氢氧化钠溶液的pH，pH为3的醋酸和盐酸溶液稀释相同倍数后，醋酸的pH小于盐酸的pH，所以稀释相同倍数后四种溶液pH的大小顺序为①>②>④>③，故B正确；氨水中存在电离平衡，加入氯化铵固体后，溶液中铵根离子浓度增大，电离平衡向左移动，溶液中氢氧根离子浓度减小，pH减小，向氢氧化钠溶液中加入氯化铵固体后，铵根离子与氢氧根离子反应生成一水合氨，溶液中氢氧根离子浓度减小，pH减小，故C错误；由a L pH＝3的盐酸与b L pH＝11的氢氧化钠溶液混合后溶液pH＝4可得＝10－4 mol/L，解得a∶b＝11∶9，故D正确。 11.常温下，向20 mL 0.1 mol·L－1氨水溶液中滴加盐酸，溶液中由水电离出的c水(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，0.1 mol·L－1氨水的电离常数K约为1×10－5 答案：D 解析：向氨水中逐滴加入盐酸，水的电离程度由小逐渐变大，后又逐渐减小；b点表示过量氨水的电离程度与NH的水解程度相互“抵消”；随着NH的水解占优势，c点NH的水解程度达到最大，也是恰好反应点；再继续加入盐酸，盐酸过量抑制水的电离。根据以上分析可知，b点氨水过量，d点盐酸过量，A项错误；c点溶质是NH4Cl，因NH水解，故c(NH)＜c(Cl－)，B项错误；a、b之间氨水电离占优势，c(Cl－)＜c(NH)，c(H＋)＜c(OH－)，C项错误；a点，溶液中c(NH)≈c(OH－)，c(NH3·H2O)＝0.1 mol·L－1－0.001 mol·L－1≈0.1 mol·L－1，则氨水的电离常数K＝＝ mol·L－1＝10－5 mol·L－1，D项正确。 12．保持25 ℃温度不变，分别稀释pH＝11的Ba(OH)2溶液和氨水，溶液pH的变化如图所示。已知：Kb(NH3·H2O)＝1.8×10－5 mol·L－1。下列说法错误的是(　　) A．曲线Ⅰ代表Ba(OH)2的稀释曲线 B．保持25 ℃不变，取A、B两点对应的溶液等体积混合后，pH＝9 C．由水电离产生的c(H＋): A点＝B点 D．曲线Ⅰ上任意点对应的溶液中，＝1.8×10－5 mol·L－1 答案：A 解析：Ba(OH)2溶液为强碱，氨水为弱碱，则稀释相同的倍数，强碱的pH变化较大，弱碱的pH变化较小，则曲线Ⅰ为氨水，曲线Ⅱ为Ba(OH)2，A项错误；温度不变，由题图可知A点和B点溶液的pH均为9，则两溶液等体积混合后溶液的pH不变，B项正确；温度相同时，A、B两点的pH相同均为9，则由水电离产生的c(H＋): A点＝B点，C项正确；曲线Ⅰ为氨水，其电离方程式为NH3·H2ONH＋OH－，水的电离方程式为H2OH＋＋OH－，溶液中电荷守恒可得c(NH)＋c(H＋)＝c(OH－)，Kb(NH3·H2O)＝＝＝＝1.8×10－5，D项正确。 13．(16分)如表是不同温度下水的离子积常数： 温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12 试回答以下问题： (1)若25 ℃<t1 ℃<t2 ℃，则Kw 1×10－14(填“>”、“<”或“＝”)，判断的理由是 。 (2)25 ℃下，将pH＝13的氢氧化钠溶液V1 L与pH＝1的稀盐酸V2 L混合[设混合后溶液的体积为(V1＋V2) L]，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝ 。 (3)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)，溶液中c(Na＋) c(CH3COO－)(填“>”、“<”或“＝”)。 (4)25 ℃时，pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈 (填“酸性”、“中性”或“碱性”)，溶液中c(Na＋) c(CH3COO－)(填“>”、“<”或“＝”)。 答案：(1)>　因为水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，水的离子积常数也增大　(2)9∶11　(3)碱性　>　(4)酸性　< 解析：(1)水的电离是吸热过程，升高温度，能促进水的电离，使Kw增大，故Kw>1×10－14。(2)混合溶液的pH＝2，说明酸过量，且混合溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1。pH＝13的氢氧化钠溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，pH＝1的稀盐酸中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则混合溶液中c(H＋)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，解得V1∶V2＝9∶11。(3)将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，二者恰好完全反应生成醋酸钠和水，由于醋酸钠是强碱弱酸盐，溶液呈碱性，即c(OH－)>c(H＋)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，故c(Na＋)>c(CH3COO－)。(4)pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合，由于醋酸是弱酸，在反应过程中会继续电离出H＋，故溶液呈酸性，即c(H＋)>c(OH－)，根据电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(CH3COO－)＋c(OH－)，故c(Na＋)<c(CH3COO－)。 14．(12分)(1)体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为 。 (2)体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为 。 (3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为 。 (4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成9，则m与n的关系为 。 答案：(1)m<n　(2)m>n　(3)m<n　(4)m>n 解析：(1)HCl是强电解质，在水溶液中完全电离，醋酸是弱电解质，部分电离，加水稀释促进醋酸电离，但是醋酸不能完全电离，所以体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液c(H＋)：盐酸＞醋酸，二者溶液的pH分别变成m和n，则m＜n；(2)浓度相同的盐酸和醋酸溶液中c(H＋)：盐酸＞醋酸，加水稀释促进醋酸电离，体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，如果稀释相同的倍数，则稀释后溶液中c(H＋)：盐酸＞醋酸，稀释后溶液的pH：盐酸＜醋酸，要使稀释后溶液的pH相等，则稀释后溶液中c(H＋)相等，则稀释倍数：盐酸＞醋酸，即m＞n；(3)pH相同的盐酸和醋酸，浓度：盐酸＜醋酸，加水稀释促进醋酸电离，体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，如果稀释相同的倍数，稀释后溶液中c(H＋)：盐酸＜醋酸，溶液的pH：盐酸＞醋酸，所以要使稀释后pH相等，则稀释倍数：盐酸＜醋酸：即m＜n；(4)pH＝13的氨水和NaOH溶液，浓度：氨水＞NaOH，加水稀释促进氨水电离，体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，如果稀释相同的倍数，则稀释后c(OH－)：氨水＞NaOH，溶液的pH：氨水＞NaOH，要使稀释后pH相等，则稀释倍数：氨水＞NaOH，所以m＞n。 学生用书↓第262页 学科网（北京）股份有限公司 $$