第三章 第二节 第一课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1创新导学案课件PPT（人教版2019，不定项版）

第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第二节　水的电离和溶液的pH 第一课时　水的电离　溶液的酸碱性与pH 学习目标　1.了解水的电离平衡及其影响因素。2.掌握水的离子积Kw及影响因素和应用。3.知道溶液的酸碱性与pH的关系，能正确测定溶液的pH。4.会进行简单的pH的计算。 学习理解 01 探究应用 02 目录 CONTENTS 微专题 03 总结提升 04 课时作业 05 学习理解 H3O＋＋OH－ H＋＋OH－ 浓度之积 离子积 c(H＋)·c(OH－) 1×10－14 学习理解 目录 6 温度 吸 温度 增大 增大 稀的电解质 学习理解 目录 7 ＝ ＝ < > > < 学习理解 目录 8 －lg c(H＋) 酸 中 碱 学习理解 目录 9 1 0.2或0.3 学习理解 目录 10 × × √ × × 学习理解 目录 11 探究应用 材料一　科学家利用太空望远镜首次探测到木卫二喷出的羽状物是水蒸气，水是最宝贵的资源之一。若在木卫二上某地，水的离子积常数Kw＝1.0×10－12。在地球上，25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14；35 ℃时，水的离子积Kw＝2.1×10－14。 材料二　甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后，c(H＋)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H＋)增大，H＋与OH－中和，平衡右移。 探究应用 目录 13 提示 [问题探究]　1．根据材料一，分析木卫二中纯水的pH是多少？该地的温度是否高于25 ℃，为什么？ 2．材料二中，你认为哪种说法正确？并说明原因。 3．材料二中，水的电离平衡移动后，溶液中c(H＋)·c(OH－)是增大还是减小？由水电离出的c(H＋)增大还是减小？ 提示：木卫二中纯水的pH为6。Kw(木卫二)>1.0×10－14，故该地的温度高于25 ℃。 提示：甲正确。加入H2SO4，c(H＋)增大，抑制水的电离，水的电离平衡左移。 提示：溶液中c(H＋)·c(OH－)＝Kw ，为常数，温度不变，Kw不变。加入H2SO4后抑制水的电离，由水电离出的c(H＋)减小。 探究应用 目录 14 知识点一　外界条件对水的电离平衡和Kw的影响 1．水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律。改变c(OH－)或c(H＋)只能改变水的电离程度，不能改变Kw；改变温度，Kw和水的电离程度都改变。具体情况如下表所示： 条件改变 对水电离平衡的影响 水电离平衡移动的方向 电离程度 c(H＋) c(OH－) Kw 升高温度 促进 正向移动 增大 增大 增大 增大 增大H＋的浓度(加酸) 抑制 逆向移动 减小 增大 减小 不变 增大OH－的浓度(加碱) 抑制 逆向移动 减小 减小 增大 不变 加入活泼金属，如Na (恢复到原来温度) 促进 正向移动 增大 减小 增大 不变 探究应用 目录 15 2．不同温度下水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化曲线 (1)A、C、B三点溶液均为中性，温度依次升高，Kw依次增大。 (2)D点为酸性溶液，E点为碱性溶液，Kw＝10－14。 (3)AB直线的左上方均为碱性溶液，任意一点c(H＋)＜c(OH－)；AB直线的右下方均为酸性溶液，任意一点c(H＋)>c(OH－)。 探究应用 目录 16 探究应用 目录 17 答案 探究应用 目录 18 解析 探究应用 目录 19 2．某温度下，水的电离平衡曲线如图所示。 则此温度下纯水中的c(OH－)为________mol·L－1；若温度不变，滴入稀硫酸，使c(H＋)＝5×10－6 mol·L－1，则c(OH－)＝________mol·L－1，由水电离出的c水(H＋)＝________mol·L－1。 答案 2×10－7 8×10－9 8×10－9 探究应用 目录 20 知识点二　溶液酸碱性的判断 1．溶液酸碱性的判断 (1)任何情况下，均可根据溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小来判断溶液的酸碱性。只有在25 ℃时才能利用c(H＋)与1.0×10－7 mol·L－1(或pH与7)的相对大小来判断溶液的酸碱性。 (2)溶液中c(H＋)越小，c(OH－)越大，溶液的酸性越弱，碱性越强；c(H＋)越大，c(OH－)越小，溶液的酸性越强，碱性越弱。 探究应用 目录 21 (3)pH＝－lg c(H＋)，这里的c(H＋)指溶液中的氢离子浓度，而非水电离产生的氢离子浓度。 (4)在一定温度下，溶液中的c(H＋)与c(OH－)此增彼减，但Kw＝c(H＋)·c(OH－)始终不变。 2．pH试纸的使用方法 使用时把一小片pH试纸放在表面皿或点滴板上，用洁净干燥的玻璃棒直接蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对照可确定溶液的pH。 探究应用 目录 22 [注意]　(1)pH测定时，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。 (2)若溶液具有漂白性，则不能用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性，也不能用pH试纸测定其pH，如不能用pH试纸测定氯水的pH。 探究应用 目录 23 3．25 ℃的下列溶液中，碱性最强的是(　　) A．pH＝11的溶液 B．c(OH－)＝0.12 mol·L－1的溶液 C．1 L含有4 g NaOH的溶液 D．c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液 答案 解析　根据c(OH－)可直接比较溶液的碱性大小。A、C、D三项中溶液的c(OH－)依次为1×10－3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、1×10－4 mol·L－1，可知B项溶液中的c(OH－)最大，碱性最强。 解析 探究应用 目录 24 4．某同学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)该学生的操作是否正确？________(填“正确”或“不正确”)。如不正确，请分析是否一定有误差：____________________________________________。 (2)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是____________，原因是______________________________________________________ ___________________________________________________________。 (3)不能用广泛pH试纸测定新制氯水的pH，其原因是________________________ _______________________________，可以用________(填仪器名称)测定。 答案 不正确 不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差 盐酸的pH 在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使醋酸溶液中c(H＋)受到的影响比盐酸中的小，故误差较小 氯水具有漂白性，能漂白pH试纸，无法与标准比色卡对比 pH计 探究应用 目录 25 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 27 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 28 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 29 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 30 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 31 (2)溶液稀释pH­V图像 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 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 32 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 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 33 ③pH与稀释倍数的线性关系 ⅰ.HY为强酸、HX为弱酸； ⅱ.a、b两点的溶液中：c(X－)＝c(Y－)； ⅲ.水的电离程度：d＞c＞a＝b ⅰ.MOH为强碱、ROH为弱碱； ⅱ.c(ROH)＞c(MOH)； ⅲ.水的电离程度：a＞b 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 34 1．已知在100 ℃时，水的离子积常数Kw＝1×10－12，在该温度下下列说法正确的是(　　) A．0.05 mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝1 B．0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝11 C．0.005 mol·L－1的H2SO4溶液与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合后溶液的pH＝5，溶液显酸性 D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝11的NaOH溶液50 mL 答案 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 35 2. (2023·河池八校高二联考)某温度下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积变化的曲线如图所示，据图判断正确的是(　　) A．a点水的电离程度大于b点 B．Ⅱ为盐酸的pH变化曲线 C．b点、c点消耗等浓度氢氧化钠溶液的体积相同 D．a、b两点水的离子积常数不同 解析　a点溶液的酸性强，其中水的电离程度小于b点，A错误；盐酸是强酸，在水溶液中完全电离，加等量的水稀释，盐酸的pH变化程度大于醋酸溶液的pH变化程度，因此Ⅰ为盐酸的pH变化曲线，Ⅱ为醋酸的pH变化曲线，B错误；Ⅰ为盐酸的pH变化曲线，加水稀释，氢离子的物质的量不变，所以b点、c点消耗等浓度氢氧化钠溶液的体积相同，C正确；温度相同，水的离子积常数相同，D错误。 答案 解析 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 36 3. 常温下，pH＝11的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀 释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法 正确的是(　　) A．X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等 B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强 C．完全中和X、Y这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积相等 D．若9<a<11，则X、Y都是弱碱 答案 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 37 解析　根据题图，相同pH时，稀释相同倍数，X 的pH变化大于Y的，说明X的碱性强于Y的，则相同pH 时，X的浓度小于Y的浓度，A错误；稀释后，X的pH小 于Y的，说明Y中c(OH－)大于X中c(OH－)，稀释相同倍 数后，Y的碱性强于X的，B错误；相同pH时，X的浓度小于Y的浓度，即相同体积的两种溶液，消耗同浓度盐酸时Y消耗的盐酸多，C错误；如果X为强碱，稀释100倍，此时X的pH应为9，因此若9<a<11，则X、Y都是弱碱，D正确。 解析 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 38 4．求室温下，下列溶液的pH(已知：lg 2≈0.3)： (1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 mol·L－1。 ①此溶液的pH为________。 ②用水稀释到原来体积的100倍，pH为______。 ③再继续稀释104倍，pH________。 (2)pH＝3的盐酸与pH＝5的硫酸等体积混合(设混合后溶液体积的变化忽略不计，下同)，pH约为________。 (3)pH＝10和pH＝12的两种NaOH溶液等体积混合，pH约为________。 (4)pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等体积混合，pH约为________。 答案 2 4 接近7 3.3 11.7 11.7 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 39 解析 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 40 5．某温度时，水的离子积常数Kw＝1×10－12。 (1)将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的盐酸等体积混合(设混合后溶液体积的变化忽略不计，下同)，混合后溶液的pH＝________。 (2)将此温度下pH＝11的NaOH溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合，若所得的混合溶液呈中性，则a∶b＝__________。 答案 6 1∶1 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 41 溶液pH计算的思维模板 微专题 溶液pH的计算(25 ℃时) 目录 42 总结提升 自我反思：﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍ 本课总结 总结提升 目录 44 1．下列有关水的离子积常数Kw的说法正确的是(　　) A．稀的酸、碱溶液中Kw是水电离出的H＋和OH－浓度之积 B．酸、碱可抑制水的电离，使Kw减小 C．不同溶液同一温度下的Kw不同 D．随着温度的升高，Kw逐渐增大 答案 随堂提升 总结提升 目录 45 2．下列说法正确的是(　　) A．pH＝7的溶液一定显中性 B．常温下由水电离出的c(OH－)为1×10－8 mol·L－1的溶液一定呈酸性 C．c(H＋)<c(OH－)的溶液一定显碱性 D．c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1的溶液一定呈碱性 答案 总结提升 目录 46 3．25 ℃时，将0.1 mol·L－1的HCl溶液和0.06 mol·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合后(忽略混合后的体积变化)，该混合液的pH是(　　) A．1.7 B．12.3 C．12 D．2 答案 总结提升 目录 47 4．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL， 稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。分别滴加 NaOH溶液(c＝0.1 mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液 的体积为Vx、Vy，则(　　) A．x为弱酸，Vx<Vy B．x为强酸，Vx>Vy C．y为弱酸，Vx<Vy D．y为强酸，Vx>Vy 解析　由题图可知x稀释10倍，pH变化1个单位，故x为强酸，而y稀释10倍，pH变化小于1个单位，故y为弱酸；pH都为2的x、y，前者浓度为0.01 mol·L－1，而后者浓度大于0.01 mol·L－1，故中和至pH＝7时，后者消耗碱的体积大，故C正确。 答案 解析 总结提升 目录 48 5．(2023·张掖高台一中高二期中)已知室温时，0.1 mol·L－1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，回答下列问题： (1)HA的电离常数K＝________，升高温度时，K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (2)加入一定量蒸馏水，上述平衡向_____(填“左”或“右”)移动，n(H＋)______(填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)加入少量0.5 mol·L－1盐酸，上述平衡向_______ (填“左”或“右”)移动， c(H＋)________(填“增大”“减小”或“不变”)。 (4)HA电离出的H＋对于H2O H＋＋OH－平衡起到了________(填“抑制”或 “促进”)作用。 (5)由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的________倍。 答案 1×10－9 增大 右 增大 左 增大 抑制 104 总结提升 目录 49 解析 总结提升 目录 50 课时作业 目录 本组内选择题只有一个选项符合题意。 1．下表为家庭中一些常见物质的pH： 蚊子、蜂、蚂蚁等昆虫叮咬人时，会向人体注入一种叫蚁酸(具有酸的性质)的物质，使皮肤红肿、痛痒，要消除这种症状，可在叮咬处涂抹下列哪些家庭中的常见物(　　) A．牙膏或肥皂水 B．食盐水 C．火碱溶液 D．食醋 答案 [学习·理解] 物质 食醋 牙膏 食盐水 肥皂水 火碱溶液 pH 3 9 7 10 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 52 2．下列说法正确的是(　　) A．水是极弱的电解质，能微弱电离出H＋，故严格来说纯水有微弱的酸性 B．纯水中c(H＋)·c(OH－)＝Kw，Kw是常数，不随任何条件改变 C．25 ℃时，纯水中c(H＋)·c(OH－)＝10－14，稀酸和稀碱溶液中Kw＝ c(H＋)·c(OH－)≠10－14 D．水的电离吸热，故升高温度，平衡向电离方向移动，Kw增大 答案 解析　纯水电离出等量的H＋和OH－，故纯水呈中性，A错误；水的离子积常数只与温度有关，随着温度的升高而增大，B错误；25 ℃时，无论是纯水中还是稀酸和稀碱溶液中，都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14，C错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 53 3．用pH试纸测定某无色溶液的pH，正确的是(　　) A．将pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化并与标准比色卡对照 B．用广泛pH试纸测得该无色溶液的pH为3.1 C．用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色变化并与标准比色卡对照 D．用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在湿润的pH试纸上，测量的pH结果一定偏低 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 54 解析　用pH试纸测定溶液的pH时，不能将pH试纸放入溶液中或将溶液倒在pH试纸上，正确的操作方法是用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色变化并与标准比色卡对照，C正确，A错误；广泛pH试纸的读数不会出现小数，只能读到整数，B错误；pH试纸提前润湿，则相当于将待测液稀释，这样测酸性溶液时，pH偏高，测碱性溶液时，pH偏低，均会造成误差，但在测中性溶液时，pH不变，不产生误差，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 55 4．25 ℃时，某溶液中由水电离产生的c(H＋)和c(OH－)的乘积为1×10－18，则下列说法正确的是(　　) A．该溶液的pH一定为9 B．该溶液的pH可能为5 C．该溶液的pH可能为7 D．不会有这样的溶液 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 56 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 57 5．下列溶液一定呈酸性的是(　　) A．c(H＋)＝10－6 mol/L的溶液 B．pH<7的溶液 C．c(H＋)>c(OH－)的溶液 D．滴加酚酞显无色的溶液 答案 解析　 A项，未指明溶液的温度，则c(H＋)＝10－6 mol/L的溶液也可能显中性，错误；B项，未指明溶液的温度，则pH<7的溶液也可能显中性，错误；C项，无论溶液的温度高低，c(H＋)>c(OH－)的溶液一定呈酸性，正确；D项，中性或碱性很弱的溶液(常温下pH<8)滴加酚酞也显无色，错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 58 答案 解析　向水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，但c(OH－)增大，A错误；向水中加入稀盐酸，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)增大，C错误；将水加热，水的电离平衡正向移动，水电离出的c(H＋)和c(OH－)均增大，Kw增大，pH减小，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 59 7．常温下，a mol·L－1醋酸溶液的pH＝m，下列能使溶液pH＝m＋1的措施是(　　) A．将溶液稀释到原体积的10倍 B．加入适量的醋酸钠固体 C．加入等体积2a mol·L－1盐酸 D．升高溶液的温度 答案 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 60 答案 [应用·实践] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 61 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 62 10．25 ℃时，重水(D2O)的离子积常数为1.6×10－15，也可用pH一样的定义来规定其酸碱度：pD＝－lg c(D＋)，下列有关pD的叙述不正确的是(　　) A．纯D2O的pD<7 B．1 L 0.01 mol·L－1的NaOD溶液，其pD＝12 C．1 L 0.01 mol·L－1 DCl的重水溶液，pD＝2 D．在100 mL 0.25 mol·L－1 DCl的重水溶液中，加入50 mL 0.2 mol·L－1 NaOD的重水溶液，反应后溶液的pD＝1 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 63 解析　重水的离子积常数为1.6×10－15，因此重水中c(D＋)＝4×10－8 mol·L－1，对应的pD≈7.4，A错误；在0.01 mol·L－1 NaOD溶液中，c(OD－)＝0.01 mol·L－1，根据重水的离子积常数，可推知c(D＋)＝1.6×10－13 mol·L－1，pD不等于12，B错误；1 L 0.01 mol·L－1 DCl的重水溶液，c(D＋)＝0.01 mol·L－1，因此pD＝2，C正确；根据中和反应量的关系，100 mL 0.25 mol·L－1 DCl和50 mL 0.2 mol·L－1 NaOD中和后溶液中c(D＋)＝0.1 mol·L－1，因此对应溶液的pD＝1，D正确。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 64 11．不同温度下，水的电离平衡曲线如图所示。下 列说法正确的是(　　) A．图中对应点的温度关系为b>c>a B．纯水仅升高温度，可从a点变到c点 C．水的离子积常数Kw数值大小关系为b＞c＞d D．在b点对应温度下，0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合，充分反应后，所得溶液的pH＝7 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 65 解析　水的电离吸热，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值大小关系为b＞c＞a＝d，温度关系为b＞c＞a＝d，A、C正确；a点和c点的c(OH－)相等，若纯水仅升高温度，c(OH－)与c(H＋)都增大，B错误；b点的Kw＝1×10－12，0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，pH＝6，D错误。 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 66 12．常温下，浓度均为1 mol·L－1的HX溶液、HY溶液，分别加水稀释后溶液的pH随浓度的变化如图所示，下列叙述正确的是(　　) A．HX是强酸，溶液每稀释至原体积的10倍，pH 始终增大1 B．常温下HY的电离常数约为1.0×10－4 C．溶液中水的电离程度：a点大于b点 D．消耗同浓度NaOH溶液的体积：a点大于b点 答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 67 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 68 答案 E＝A＝D<C<B b 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 69 答案 弱 D ②>③>① 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 70 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 71 答案 1 10a＋b－14 > 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 72 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 73 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 74 答案 [创新·提高] 10－13 弱 NaA、HA 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 75 答案 向右 向右 ③＝④>①＝⑤>②＝⑥ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 76 答案 等于 c 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 77 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 78 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 79 解析 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 课时作业 15 目录 80 　　　　　　　　　　　　　 R 1．水的电离 (1)水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，其电离方程式为2H2Oeq \x(\s\up1(01))_______________，可简写为H2Oeq \x(\s\up1(02))___________。 (2)水的离子积常数 ①概念及表达式 当水的电离达到平衡时，H＋与OH－的eq \x(\s\up1(03))___________是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的eq \x(\s\up1(04))_________，用Kw表示，即Kw＝eq \x(\s\up1(05))_________________。25 ℃时，Kw＝eq \x(\s\up1(06))___________。 ②影响因素 与化学平衡常数一样，Kw只与eq \x(\s\up1(07))________有关。因为水的电离是eq \x(\s\up1(08))____热过程，所以随着eq \x(\s\up1(09))______的升高，水的电离程度eq \x(\s\up1(10))______，Kweq \x(\s\up1(11))________。 2．溶液的酸碱性与pH Kw不仅适用于纯水，也适用于eq \x(\s\up1(01))________________溶液。 (1)溶液酸碱性的判断 c(H＋)与c(OH－) 相对大小 c(H＋)/mol·L－1的范围(25 ℃) 中性溶液 c(OH－)eq \x(\s\up1(02))____ c(H＋) c(H＋)eq \x(\s\up1(03))____1.0×10－7 酸性溶液 c(OH－)eq \x(\s\up1(04))____c(H＋) c(H＋)eq \x(\s\up1(05))____1.0×10－7 碱性溶液 c(OH－)eq \x(\s\up1(06))____c(H＋) c(H＋)eq \x(\s\up1(07))____1.0×10－7 (2)溶液的酸碱性与pH的关系 ①pH的定义： pH＝eq \x(\s\up1(08))_________________________。 ②c(H＋)(mol·L－1)、pH与溶液酸碱性的关系(常温下) (3)溶液pH的测定方法 ①pH试纸 常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。用广泛pH试纸测定溶液的pH都为整数，可识别的pH差约为eq \x(\s\up1(12))_______；精密pH试纸的pH范围较窄，可以判别eq \x(\s\up1(13))____________的pH差。 ②pH计 pH计又叫酸度计，它是一种精确测量溶液pH的仪器。 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)100 ℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。(　　) (2)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变。(　　) (3)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。(　　) (4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低。(　　) (5)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。(　　) 3．水电离出的H＋或OH－浓度计算 (1)纯水或中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝eq \r(Kw)。 (2)酸溶液中H＋来源于酸的电离和水的电离，而OH－只来源于水的电离，故水电离的H＋浓度等于溶液中OH－的浓度。即c水(H＋)＝c(OH－)＝eq \f(Kw,c(H＋))≪c(H＋)。 (3)碱溶液中OH－来源于碱的电离和水的电离，而H＋只来源于水的电离，故水电离的OH－浓度等于溶液中H＋的浓度。即c水(OH－)＝c(H＋)＝eq \f(Kw,c(OH－))≪c(OH－)。 1．(2023·鞍山鞍钢高级中学高二月考)向纯水中加入少量KHSO4固体，在温度不变时，溶液中(　　) A．c(OH－)增大 B．c(H＋)减小 C．水中c(H＋)与c(OH－)的乘积增大 D.eq \f(c(H＋),c(OH－))增大 解析　KHSO4是强酸的酸式盐，在水溶液中电离出H＋、SOeq \o\al(2－,4)和K＋；温度不变，水的离子积常数不变，c(H＋)增大，c(OH－)减小，A、B、C错误；由上述分析可知c(H＋)增大，c(OH－)减小，故eq \f(c(H＋),c(OH－))增大，D正确。 1．单一溶液pH的计算 溶液类型 相关计算 强酸(HnA) 溶液 设HnA的浓度为c mol·L－1，则c(H＋)＝nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg (nc) 强碱[B(OH)n]溶液 常温下，设B(OH)n的浓度为c mol·L－1，则c(OH－)＝nc mol·L－1，c(H＋)＝eq \f(Kw,c(OH－))＝eq \f(1.0×10－14,nc)mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg (nc) 2．强酸、强碱混合后溶液pH的计算 溶液类型 相关计算 两种强酸混合(忽略两溶液混合后的体积变化，下同) eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(强酸①：c1(H＋),强酸②：c2(H＋)))⇒c(H＋)＝eq \f(c1(H＋)V1＋c2(H＋)V2,V1＋V2)⇒pH 巧记：若pH之差≥2的两种强酸等体积混合，pH＝pH小＋0.3 两种强碱混合 eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(强碱①：c1(OH－),强碱②：c2(OH－)))⇒c(OH－)＝eq \f(c1(OH－)V1＋c2(OH－)V2,V1＋V2) c(H＋)＝eq \f(Kw,c(OH－))⇒pH 巧记：若pH之差≥2的两种强碱等体积混合，pH＝pH大－0.3 酸碱混合 恰好完全反应呈中性 pH＝7 酸过量 eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(强酸：c1(H＋),强碱：c2(OH－)))⇒c(H＋)＝eq \f(c1(H＋)V1－c2(OH－)V2,V1＋V2)⇒pH 碱过量 eq \b\lc\ \rc\}(\a\vs4\al\co1(强酸：c1(H＋),强碱：c2(OH－)))⇒c(OH－)＝eq \f(c2(OH－)V2－c1(H＋)V1,V1＋V2) c(H＋)＝eq \f(Kw,c(OH－))⇒pH 3．溶液稀释时pH的图像与计算 (1)酸或碱稀释后溶液pH的计算 类型 稀释10n倍 无限稀释 强酸 c(H＋)减小为原来的eq \f(1,10n)，pH增大n个单位，pH＝pH原＋n<7 此时要考虑水的电离，pH只能接近7(略小于7) 弱酸 c(H＋)减小的程度比强酸的小，pH增大不到n个单位，pH<pH原＋n<7 强碱 c(OH－)减小为原来的eq \f(1,10n)，pH减小n个单位，即pH＝pH原－n>7 此时要考虑水的电离，pH只能接近7(略大于7) 弱碱 c(OH－)减小的程度比强碱的小，pH减小不到n个单位，pH>pH原－n>7 解析　(4)NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1；HCl溶液中c(H＋)＝10－4 mol·L－1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH－)＝eq \f(10－2－10－4,2) mol·L－1≈5×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝eq \f(10－14,5×10－3)＝2×10－12 mol·L－1，pH＝12－lg 2≈11.7。 解析　(1)室温时，0.1 mol·L－1的某一元酸HA在水中有0.01%发生电离，HA的电离平衡常数K＝eq \f(c(H＋)·c(A－),c(HA))＝eq \f((0.1×0.01%)×(0.1×0.01%),0.1－0.1×0.01%)≈eq \f(0.1×0.01%×0.1×0.01%,0.1)＝1×10－9。 (5)由HA电离出的c(H＋)＝1×10－5，得水电离出的c(H＋)＝eq \f(1×10－14,1×10－5)＝1×10－9，则HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的104倍。 解析　25 ℃时，纯水中由水电离产生的c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，该溶液中由水电离产生的c(H＋)·c(OH－)＝1×10－18<1×10－14，说明该溶液中的溶质抑制了水的电离，则该溶液可能是酸溶液或碱溶液。①若为酸溶液，由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝eq \r(1×10－18) mol·L－1＝1×10－9 mol·L－1，溶液中的c(H＋)＝eq \f(1×10－14,1×10－9) mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，故溶液的pH＝5；②若为碱溶液，溶液中的H＋全部由水电离产生，故溶液中的c(H＋)＝eq \r(1×10－18) mol·L－1＝1×10－9 mol·L－1，故溶液的pH＝9，故选B。 6．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　) A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)减小 B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变 C．向水中加入少量稀盐酸，平衡逆向移动，c(H＋)减小 D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变 解析　醋酸是弱酸，电离方程式是CH3COOHH＋＋CH3COO－，稀释10倍，pH增加不到一个单位，A错误；加入适量的醋酸钠固体，抑制醋酸的电离，c(H＋)减小，溶液pH增大，可以使其pH由m变成m＋1，B正确；加入等体积2a mol·L－1盐酸，虽抑制醋酸的电离，但c(H＋)增大，溶液的pH减小，C错误；升高溶液的温度，促进了醋酸的电离，c(H＋)增大，溶液的pH减小，D错误。 本组内选择题有一个或两个选项符合题意。 8．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　) A．pH＝1的溶液中：Fe2＋、NOeq \o\al(－,3)、SOeq \o\al(2－,4)、Na＋ B．由水电离的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCOeq \o\al(－,3) C.eq \f(c（H＋）,c（OH－）)＝1012的溶液中：NHeq \o\al(＋,4)、Al3＋、NOeq \o\al(－,3)、Cl－ D．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SOeq \o\al(2－,4)、SCN－ 9．下列说法正确的是(　　) A．25 ℃时，在pH＝4的盐酸和醋酸溶液中，由水电离出的H＋浓度不相等 B．25 ℃时，pH＝3和pH＝5的盐酸等体积混合后(忽略体积变化)，溶液的pH＝4 C．25 ℃时，pH＝9和pH＝11的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化)，溶液的pH＝10 D．25 ℃时，pH＝3.6的某橙汁中的c(H＋)是pH＝5.6的某西瓜汁中的c(H＋)的100倍 解析　题图中1 mol·L－1的HX溶液pH＝0说明为强酸， 加水稀释溶液，溶液pH最终无限接近于7，溶液每稀释至原 体积的10倍，pH增大不一定是1，A错误；1 mol·L－1 HY 溶液的pH＝2，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，Ka＝eq \f(c（H＋）·c（Y－）,c（HY）)＝eq \f(10－2×10－2,1－0.01)≈1.0× 10－4，B正确；HX为强酸，HY为弱酸，加水稀释相同倍数，a点HX溶液中氢离子浓度大于b点HY溶液中氢离子浓度，溶液中水的电离程度：a点小于b点，C错误；由于两种酸溶液的体积关系未知，故a点和b点所消耗的同浓度的氢氧化钠溶液的体积无法比较，D错误。 13．按要求填写下列问题： (1)某些共价化合物(如H2O、NH3、N2O4等)在液态时会发生微弱的电离，如2H2OH3O＋＋OH－，则液态NH3的电离方程式为______________________________。 (2)已知水溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示，试回答下列问题： 图中五点对应的Kw的关系是__________________。 若从A点到D点，可采用的措施是______(填序号)。 a．升温 b．加入少量的盐酸 c．加入少量的NH3·H2O 2NH3NHeq \o\al(＋,4)＋NHeq \o\al(－,2) (3)25 ℃时，0.1 mol·L－1的HA溶液中eq \f(c（H＋）,c（OH－）)＝1010。 请回答下列问题： ①HA是______(填“强”或“弱”)电解质。 ②在加水稀释HA溶液的过程中，随着水量的增加而增大的是_______(填序号)。 A．c(HA) B.eq \f(c（H＋）·c（A－）,c（HA）) C．c(H＋)与c(OH－)的乘积 D．c(OH－) (4)现有浓度均为0.1 mol·L－1的溶液：①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠，三种溶液中由水电离出的H＋浓度由大到小的顺序是____________(用序号表示)。 解析　(3)①25 ℃时，0.1 mol·L－1的HA溶液中eq \f(c（H＋）,c（OH－）)＝1010，因c(H＋)·c(OH－)＝ 10－14，则溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1<0.1 mol·L－1，说明HA在水溶液里部分电离，则HA为弱电解质。②HA是弱电解质，加水稀释促进HA电离，但HA电离增大的程度小于溶液体积增大的程度，所以c(H＋)、c(HA)、c(A－)都减小，A错误；温度不变，HA的电离常数不变，则eq \f(c（H＋）·c（A－）,c（HA）)不变，B错误；温度不变，水的离子积不变，则c(H＋)与c(OH－)的乘积不变，C错误；温度不变，则水的离子积不变，加水稀释，c(H＋)减小，则c(OH－)增大，D正确。 (4)酸中电离出的氢离子或碱中电离出的氢氧根离子浓度越大，对水的电离抑制程度越大。硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，氢氧化钠是一元强碱，因此同浓度的这三种溶液中由水电离出的H＋浓度由大到小的顺序是②>③>①。 14．在25 ℃时，有pH＝a的盐酸和pH＝b的NaOH溶液，取Va L盐酸与NaOH溶液完全中和，需Vb L NaOH溶液，问： (1)若a＋b＝14，则eq \f(Va,Vb)＝________(填数字)。 (2)若a＋b＝13，则eq \f(Va,Vb)＝________(填数字)。 (3)若a＋b>14，则eq \f(Va,Vb)＝________(填表达式)，且Va______Vb(填“>”“<”或“＝”)。 (4)若a＋b＝15，则eq \f(Va,Vb)＝__________(填数字)。 eq \f(1,10) 解析　依题意有： pH＝a的盐酸c(HCl)＝c(H＋)＝10－a mol·L－1， pH＝b的NaOH溶液c(H＋)＝10－b mol·L－1， c(NaOH)＝eq \f(Kw,c(H＋))＝eq \f(1×10－14,10－b) mol·L－1＝10b－14 mol·L－1。 完全中和应满足c(HCl)·Va＝c(NaOH)·Vb，故eq \f(Va,Vb)＝eq \f(c(NaOH),c(HCl))＝eq \f(10b－14 mol·L－1,10－a mol·L－1) ＝10a＋b－14。 (1)若a＋b＝14，则eq \f(Va,Vb)＝1014－14＝100＝1。 (2)若a＋b＝13，则eq \f(Va,Vb)＝1013－14＝10－1＝eq \f(1,10)。 (3)若a＋b>14，则eq \f(Va,Vb)＝10a＋b－14，Va>Vb。 (4)若a＋b＝15，则eq \f(Va,Vb)＝1015－14＝10。 15．已知t ℃时，0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝11，0.1 mol·L－1的HA溶液中eq \f(c（H＋）,c（OH－）)＝109。请回答下列问题： (1)该温度下，水的离子积Kw＝________，HA是_______(填“强”或“弱”)酸。 (2)该温度下，将pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液等体积混合后，所得溶液的溶质主要为______________________。 (3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡____________移动。 (4)25 ℃时，0.1 mol·L－1下列物质的溶液，水电离出的c(H＋)由大到小的关系是____________________(填序号)。 ①HCl　②H2SO4　③CH3COOH(Ka＝1.7×10－5)　④NH3·H2O(Kb＝1.7×10－5) ⑤NaOH　⑥Ba(OH)2 (5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度________pH＝10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。 (6)下列曲线中，可以描述0.1 mol·L－1乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和0.1 mol·L－1氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)的水溶液中，水电离出的c(H＋)与加入水体积V的关系的是________(填字母)。 解析　(1)0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝11，即c(H＋)＝10－11 mol·L－1，则Kw＝0.01×10－11＝10－13。0.1 mol·L－1的HA溶液中eq \f(c（H＋）,c（OH－）)＝109，则c(H＋)＝ 10－2 mol·L－1，故HA为弱酸。 (2)pH之和为13的NaOH溶液和HA溶液中，前者OH－的浓度等于后者H＋的浓度，则二者等体积混合反应后，HA过量，所得溶液为NaA和HA的混合溶液。 (3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。 (4)25 ℃时，0.1 mol·L－1的盐酸中c(H＋)与0.1 mol·L－1 NaOH溶液中c(OH－)相等，故两溶液中水的电离程度相等；同理，0.1 mol·L－1 H2SO4溶液和0.1 mol · L－1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等；0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液和0.1 mol· L－1氨水中水的电离程度相等；酸溶液中c(H＋)越大或碱溶液中c(OH－)越大，水电离出的c(H＋)就越小，故6种溶液中水电离出的c(H＋)由大到小的关系为③＝④>①＝⑤>②＝⑥。 (5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中，由水电离出的c(H＋)＝eq \f(10－14,10－4) mol·L－1＝10－10 mol·L－1，pH＝10的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1。 (6)乙酸的Ka小于氯乙酸的Ka，所以0.1 mol·L－1乙酸溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1氯乙酸溶液中的c(H＋)，故0.1 mol·L－1乙酸溶液中水的电离程度更大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H＋)减小，水的电离程度均增大，故选c。 $$