第48讲 水的电离和溶液的pH-【优化探究】2025年高考化学一轮复习高考总复习配套课件（鲁科版2019 单选版）

第48讲 水的电离和溶液的pH 优化探究 大单元四 化学反应原理 第11章 物质在水溶液中的行为 考点1　水的电离与水的离子积常数 考点2　溶液的酸碱性与pH 课时作业48　水的电离和溶液的pH 考点1　水的电离与水的离子积常数 一、水的电离 1. 水的电离方程式为H2O＋H2O H3O＋＋OH－，可简写为 H2O H＋＋OH－。 2.25 ℃时，纯水中 c (H＋)＝ c (OH－)＝ ⁠。任何水溶 液中，由水电离出来的 c (H＋)与 c (OH－)都 ⁠。 1×1 mol·L－1　 相等　 掌握必备知识 筑牢应试根基 二、水的离子积常数 1. 水的离子积常数： K w＝ ⁠。 2. 影响因素：只与 有关，升高温度， K w ⁠。 3. 适用范围： K w不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。 4. K w揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要 不变， K w 也不变。 c (H＋)· c (OH－)　 温度　 增大　 温度　 三、影响水电离平衡的因素 　填写外界条件对H2O H＋＋OH－　Δ H ＞0的具体影响。 改变条件 平衡移 动方向 c 平(OH－) c 平(H＋) K w 水的电 离程度 通入HCl ⁠ 减小 增大 不变 ⁠ 加入NaOH 逆向 ⁠ ⁠ 不变 减小 逆向 减小 增大　 减小 改变条件 平衡移 动方向 c 平(OH－) c 平(H＋) K w 水的电 离程度 加入可水 解的盐 Na2CO3 ⁠ 增大 减小 ⁠ ⁠ NH4Cl 正向 ⁠ 增大 不变 ⁠ 温度 升温 正向 增大 ⁠ ⁠ 增大 温度 降温 逆向 减小 减小 减小 ⁠ 其他，如加入Na ⁠ ⁠ 减小 不变 增大 正向 不变　 增大 减小 增大 增大　 增大 减小 正向　 增大 规律总结：(1)升高温度，水的电离程度 ， K w ⁠。 (2)加入酸或碱，水的电离程度均 ， K w ⁠。 (3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度 ， K w ⁠。 增大　 增大　 减小　 不变　 增大　 不变　 [正误判断] (1)在水中加入稀H2SO4， c (H＋)浓度增大，H＋与OH－中和，使水的电离 平衡右移。 (　×　) (2)pH＝12的NaOH溶液中 c (OH－)＝1×10－2 mol·L－1，水电离出的 c (H＋)＝1×10－12 mol·L－1，所以此时水的离子积常数 K w＝1×10－24。 (　×　) (3)水的电离平衡移动符合勒·夏特列原理。 (　√　) (4)100 ℃的纯水中 c (H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。 (　×　) (5)向蒸馏水中加入金属钠，水的电离程度变小。 (　×　) × × √ × × (6)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相 同。 (　×　) (7)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。 (　√　) (8)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的 c (H＋)和 c (OH－)一定 相等。 (　√　) × √ √ 命题方式1　水的电离平衡移动 1.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－　Δ H ＞0，下列叙述 正确的是(　A　) A. 向水中加入氢氧化钠固体，平衡逆向移动， c (H＋)减小， c (OH－)增 大 B. 向水中加入少量硫酸氢钠固体， c (H＋)增大， K w增大 C. 向水中加入少量CH3COOH固体，平衡逆向移动， c (H＋)减小 D. 将水加热， K w增大， c (H＋)不变 A 提升关键能力 应对命题方式 向水中加入氢氧化钠固体，氢氧根离子浓度增大，平衡逆向移动，溶液中的氢离子浓度减小，故A项正确；硫酸氢钠是强电解质，加入硫酸氢钠固体后，溶液中的氢离子浓度增大，平衡逆向移动，温度不变，则 K w不变，故B项错误；加入少量CH3COOH固体，溶液中的氢离子浓度增大，平衡逆向移动，故C项错误；Δ H ＞0，则反应吸热，温度升高，平衡正向移动， K w增大，溶液中氢离子浓度增大，故D项错误。 2. 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(　C　) A. 升高温度，可能引起由c点向b点的变化 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点向a点的变化 D. 该温度下，稀释溶液可能引起由c点向d点的变化 C 升温促进水的电离， c (H＋)和 c (OH－)都增大，不可能引起由c点向b点的变化，A项错误；根据b点的 c (H＋)和 c (OH－)可求出 K w＝1.0×10－14，B项错误；加入FeCl3，Fe3＋发生水解，溶液呈酸性，可引起由b点向a点的变化，C项正确；温度不变，稀释后仍在该曲线上，不可能到达d点，D项错误。 　反思归纳：外界条件对水电离的影响 命题方式2　水电离出的 c (H＋)或 c (OH－)的计算 3. (1)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：①NaCl　②NaOH　③ H2SO4　④(NH4)2SO4，其中水的电离程度由大到小的顺序为 ⁠ (填序号)。 (2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸的溶液中，水的电离程度 ⁠ (填“前者大”“后者大”或“相同”，下同)；常温下，pH＝5的 NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液中，水的电离程度 ⁠。 ④＞①＞②＞③ 相 同　 相同　 命题方式3　计算水电离出的 c (H＋)水或 c (OH－)水 4. 常温下，计算下列溶液中水电离出的 c (H＋)或 c (OH－)。 (1)pH＝2的H2SO4溶液： c (H＋)水＝ ， c (OH－)水＝ ⁠。 (2)pH＝10的NaOH溶液： c (H＋)水＝ ， c (OH－)水＝ ⁠。 (3)pH＝2的NH4Cl溶液： c (H＋)水＝ ， c (OH－)水 ⁠。 10－12 mol·L－1　 10－12 mol·L－1　 10－10 mol·L－1　 10－10 mol·L－1　 10－2 mol·L－1　 10－2 mol·L－1　 (4)pH＝10的Na2CO3溶液： c (OH－)水＝ ， c (H＋)水 ⁠。 (5)pH＝9的某碱性溶液(书写解题过程) 答案：若该溶液为碱溶液，则 c (H＋)水＝10－9 mol·L－1， c (OH－)水＝ c (H＋)水＝10－9 mol·L－1，若该溶液为正盐溶液，则 c (OH－)水＝ ＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1， c (H＋)水＝ c (OH－)水＝1×10－5 mol·L－1。 10－4 mol·L－1　 10－4 mol·L－1　 反思归纳：25 ℃时，由水电离出的 c (H＋)或 c (OH－)的5种溶液类型的 计算方法 (1)中性溶液： c (H＋)＝ c (OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1。 (2)酸的溶液：H＋来源于酸的电离和水的电离，而OH－只来源于水的电 离，故有 c (OH－)＝ c (H＋)＝ 。 (3)碱的溶液：OH－来源于碱的电离和水的电离，而H＋只来源于水的电 离，故有 c (H＋)＝ c (OH－)＝ c (H＋)溶液。 (4)水解呈酸性的盐溶液： c (H＋)＝ c (H＋)溶液。 (5)水解呈碱性的盐溶液： c (OH－)＝ c (OH－)溶液。 考点2　溶液的酸碱性与pH 一、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。 溶液的酸碱性 c (H＋)与 c (OH－)比较 常温下 c (H＋)大小 pH 酸性溶液 c (H＋) c (OH－) c (H＋) 1.0× 10－7 mol·L－1 ⁠7 中性溶液 c (H＋) c (OH－) c (H＋) 1.0× 10－7 mol·L－1 ⁠7 碱性溶液 c (H＋) c (OH－) c (H＋) 1.0× 10－7 mol·L－1 ⁠7 ＞　 ＞　 ＜　 ＝　 ＝　 ＝　 ＜　 ＜　 ＞　 掌握必备知识 筑牢应试根基 二、pH及其测量方法 1. 关系：pH＝ ⁠。 2.25 ℃时，pH与溶液中的 c (H＋)的关系： 3. 适用范围： ⁠。 －lg c (H＋)　 25 ℃时，数值范围0～14　 (1)pH试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净干燥的 ⁠ 或 上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，变色后与 ⁠ 对照，即可确定溶液的pH。 (2)pH计(又叫 )测量法：可较精密测量溶液的pH。 特别提醒：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。pH试纸不能测定具有漂白 性物质溶液的pH，如氯水、“84”消毒液的pH不能用pH试纸测定，需 要用pH计测定。 玻璃片　 表面皿　 标 准比色卡　 酸度计　 4. 测量方法 5. 计算方法 (1)单一溶液pH的计算： ①强酸溶液：直接求 c (H＋)，然后计算溶液pH。如H n A溶液，设浓度为 c mol·L－1， c (H＋)＝ nc mol·L－1，pH＝－lg c (H＋)＝－lg nc 。 ②强碱溶液：先求 c (OH－)，再求 c (H＋)，然后计算溶液pH。如B(OH) n 溶液，设浓度为 c mol·L－1， c (H＋)＝ mol·L－1， pH＝－lg c (H＋)＝14＋lg nc 。 (2)混合溶液pH的计算： 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 K w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，再求出溶液中H＋或OH－的 浓度，最后求pH。 c 混(H＋)或 c 混(OH－)＝ 。 (3)强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性： ①若pH酸＋pH碱＝14，则酸碱浓度相等， V 酸∶ V 碱＝1∶1。 ②若pH酸＋pH碱＞14，则碱浓度大， V 酸∶ V 碱＝1 ∶1。 ③若pH酸＋pH碱＜14，则酸浓度大， V 酸∶ V 碱＝1∶1 。 (4)酸碱溶液稀释时pH的变化 酸(pH＝ a ) 碱(pH＝ b ) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10 n 倍 a ＜pH＜ a ＋ n pH＝ a ＋ n b ＞pH＞ b － n pH＝ b － n 无限稀释 pH趋向于7(25 ℃) [正误判断] (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＋)＞10－7 mol·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， K w＝1.0×10－12，0.01 mol·L－1的盐酸的 pH＝2，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝10。 (　√　) (5)因溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度是相互影响的，所以碱性溶液 求pH时必须先求氢氧根离子浓度。 (　√　) √ × × √ √ (6)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低。 (　×　) (7)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。 (　×　) (8)用pH计测得某溶液的pH为7.45。 (　√　) × × √ 命题方式1　溶液的酸碱性判断 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。(　中性　) (2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。(　碱性　) (3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。(　酸性　) (4)pH＝2的H2SO4和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(　中性　) (5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。(　酸性　) 中性 碱性 酸性 中性 酸性 提升关键能力 应对命题方式 (6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(　碱性　) (7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(　酸性　) (8)pH＝2的H2SO4和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。(　碱性　) 碱性 酸性 碱性 命题方式2　pH的计算 2. 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溶液的pH＝ (已知CH3COOH的电离常 数 K a＝1.8×10－5)。 2.9　 则 K a＝ ＝1.8×10－5，解得 c (H＋)≈1.3×10－3 mol·L－1， 所以pH＝－lg c (H＋)＝－lg(1.3×10－3)≈2.9。 　　　　　CH3COOH CH3COO－＋H＋ c (初始) 0.1 mol·L－1 0 0 c (电离) c (H＋) c (H＋) c (H＋) c (平衡) 0.1 mol·L－1－ c (H＋) c (H＋) c (H＋) (2)0.1 mol·L－1NH3·H2O溶液的pH＝ (NH3·H2O的电离度α＝1％， 电离度＝ ×100％)。 11　 NH3·H2O OH－ ＋ N c (初始) 0.1 mol·L－1 0 0 c (电离) 0.1 mol·L－1×1％ 0.1 mol·L－1×1％ 0.1 mol·L－1×1％ 则 c (OH－)＝0.1 mol·L－1×1％＝10－3mol·L－1， c (H＋)＝10－11mol·L－1， 所以pH＝11。 (3)pH＝2的盐酸与等体积的水混合后的pH＝ ⁠。 c (H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg ＝2＋lg 2≈2.3。 (4)常温下，将0.1 mol·L－1的氢氧化钠溶液与0.06 mol·L－1的硫酸溶液等 体积混合后的pH＝ ⁠。 c (H＋)＝ ＝0.01 mol·L－1，pH＝－lg 0.01＝2。 2.3　 2　 (5)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2的体积比相混合，所得溶液 的pH等于12，则原溶液的浓度为 ⁠。 假设原溶液浓度为 c ，则 ＝0.01 mol·L－1， c ＝0.05 mol·L－1。 0.05 mol·L－1　 3. 在某温度时，测得0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH为11。 (1)该温度下水的离子积常数 K w＝ ⁠。 由题意可知，溶液中 c (H＋)＝10－11 mol·L－1， c (OH－)＝0.01 mol·L－1， 故 K w＝ c (H＋)· c (OH－)＝10－13。 10－13　 (2)在此温度下，将pH＝ a 的NaOH溶液 V 1 L与pH＝ b 的硫酸溶液 V 2 L混合。 ①若所得混合液为中性，且 a ＝12， b ＝2，则 V 1∶ V 2＝ ⁠。 根据中和反应：H＋＋OH－ H2O可知， c (H＋)· V 2＝ c (OH－)· V 1，则 10－2· V 2＝ · V 1，所以， V 1∶ V 2＝1∶10。 1∶10　 ②若所得混合液为中性，且 a ＋ b ＝12，则 V 1∶ V 2＝ ⁠。 根据中和反应：H＋＋OH－ H2O可知， c (H＋)· V 2＝ c (OH－)· V 1，则 10－ b · V 2＝ · V 1，所以， V 1∶ V 2＝1013－( a ＋ b )∶1＝10∶1。 10∶1　 命题方式3　溶液稀释　pH的判断与计算 4. (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 。 等浓度的盐酸和醋酸溶液稀释过程的图像如图甲所示。分别加水稀释10倍后，二者的浓度仍相同，由于HCl是强电解质， CH3COOH是弱电解质，HCl的电离程度大于 CH3COOH的电离程度，因此盐酸中的氢离子浓度 大于醋酸溶液中的氢离子浓度，因此有 m ＜ n 。 m ＜n (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 ⁠。 由图甲可知，若二者稀释相同的倍数，则盐酸的pH小于醋酸溶液的 pH，若要二者的pH相等，则盐酸稀释的倍数应大于醋酸溶液稀释的倍 数，故有 m ＞ n 。 m ＞ n 　 (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 ⁠。 由于醋酸溶液中存在电离平衡，在稀释过程中CH3COOH会继续电离出 H＋，其稀释过程中的图像如图乙所示。若稀释后溶液的pH都变成3(画 一条平行于 x 轴的水平线)，易得 m ＜ n 。 m ＜ n 　 (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 ⁠。 与(3)相似画一个稀释图像即可，然后根据图像易得 m ＞ n 。 m ＞ n 　 5. (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500倍，则稀释后 c (S )与 c (H＋)的 比值为 ⁠。 稀释前 c (S )＝ mol·L－1，稀释后 c (S )＝ ＝10－8 mol·L－1；稀释后 c (H＋)接近10－7mol·L－1， 所以 ≈ ＝ 。 6　 接近　 1∶10　 反思归纳：稀释酸碱溶液时pH的变化规律 酸(pH＝ a ) 碱(pH＝ b ) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10 n 倍 ＜ a ＋ n ＝ a ＋ n ＞ b － n ＝ b － n 无限稀释 pH趋向于7 命题方式4　水的电离平衡曲线分析应用 6. 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(　AD　) 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－1的KOH溶液的pH＝13 D 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， K w＝ c (H＋)· c (OH－)＝10－6.5×10－6.5＝1×10－13＞ K w(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，故仅升高温度， 可从b点变为a点，C正确；b点对应的 K w＝1×10－13，0.1 mol·L－1的KOH溶液中 c (H＋)＝1×10－12 mol·L－1，则溶液的pH＝12，D错误。 7. 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五点间 K w的关系： ⁠。 (2)在水中加入少量酸，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， (H＋)＝ ⁠ mol·L－1。 B＞C＞A＝D＝E　 D　 碱　 1×10－10　 特别提醒：(1)曲线上的任意点的 K w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 K w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。 文献资料：常温下，已知H3PO3溶液中含磷物质的浓度之和为 0.1 mol·L－1，溶液中各含磷物质的p c －pOH关系如图所示。图中p c 表示各含磷物质的浓度负对数(p c ＝－lg c )，pOH表示OH－的浓度负对数 [pOH＝－lg c (OH－)]； x 、 y 、 z 三点的坐标： x (7.3，1.3)， y (10.0，3.6)， z (12.6，1.3)。 阅读上述文献资料，判断下列说法中，正确的是(　D　) A. 曲线①表示p c (H3PO3)随pOH的变化 B. H3PO3的结构简式为 C. pH＝4的溶液中： c (H2P )＜0.1 mol·L－1－2 c (HP ) D. H3PO3＋HP 2H2P 的平衡常数 K ＞1.0×105 D 聚焦新情境 应对新信息 题图中含P物质有3种，说明H3PO3为二元弱酸。随着 c (OH－)逐渐增大，pOH减小，根据H3PO3＋OH－ H2P ＋H2O、 H2P ＋OH－ HP ＋H2O知， c (H3PO3)逐渐减小， c (H2P )先增大后减小， c (HP )逐渐增大，p c ＝－lg c ，则p c (H3PO3)逐渐增大，p c (H2P )先减小后增大，p c (HP )逐渐减小，故曲线① 表示p c (HP )随pOH的变化， 曲线③表示p c (H3PO3)随pOH的变化， 曲线②表示 c (H2P )随pOH的变化； 根据 x 点知， c (HP )＝ c (H2P )时，pOH＝7.3， c (OH－)＝10－7.3 mol·L－1， c (H＋)＝10－6.7 mol·L－1，则H3PO3的 K a2＝ ＝ c (H＋)＝10－6.7，根据 z 点知， c (H2P )＝ c (H3PO3)，pOH＝12.6， c (OH－)＝10－12.6 mol·L－1， c (H＋)＝10－1.4 mol·L－1，则H3PO3的 K a1＝ ＝ c (H＋)＝10－1.4。 曲线①表示p c (HP )随pOH的变化，故A错误； H3PO3为二元弱酸，其结构简式为 ，故B错误； pH＝4(即pOH＝10)，由题图可知，此时，p c (HP )＝p c (H3PO3)， 即 c (H3PO3)＝ c (HP )， 而 c (H3PO3)＋ c (H2P )＋ c (HP )＝0.1 mol·L－1， 故 c (H2P )＝0.1 mol·L－1－2 c (HP )，故C错误； ①H3PO3 H2P ＋H＋，②H2P HP ＋H＋， 由①－②可得H3PO3＋HP 2H2P ， 则平衡常数 K ＝ ＝ ＝105.3＞1.0×105，故D正确。 阅读点拨：阅读上述文献时，需要特别关注如下几点： 第一、关注题干中的温度信息：“常温下”。 第二、关注“0.1 mol·L－1”的含义：“H3PO3溶液中含磷物质的浓度之 和”，并进行实时解读：H3PO3溶液中含磷物质包括H3PO3、H2P 、 HP 。 第三、关注自变量和因变量的含义并进行实时解读：自变量(即 x 轴)为 pOH，pOH表示OH－的浓度负对数[pOH＝－lg c (OH－)]；因变量(即 y 轴)为p c ，p c 表示各含磷物质的浓度负对数(p c ＝－lg c )。 第四、关注图像中的几个关键信息：起点信息、变化特点、等点信息、 极点信息、特殊点信息[ x 、 y 、 z 三点的坐标： x (7.3，1.3)， y (10.0，3.6)， z (12.6，1.3)]。 1. (2020·浙江7月卷)下列说法不正确的是(　A　) A. 2.0×10－7 mol·L－1的盐酸中 c (H＋)＝2.0×10－7 mol·L－1 B. 将KCl溶液从常温加热至80 ℃，溶液的pH变小但仍保持中性 C. 常温下，NaCN溶液呈碱性，说明HCN是弱电解质 D. 常温下，pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体，溶液pH增大 A 探究真题 素养提升 对于2.0×10－7 mol·L－1的盐酸中，水电离出的 c (H＋)相对来说不是很 小，不能忽略，故该盐酸中 c (H＋)＞2.0×10－7 mol·L－1，A错误；升高 温度，水的电离程度增大， K w增大，水电离出的 c (H＋)增大，则溶液的pH减小，由于KCl是强酸强碱盐，不水解，故其溶液仍呈中性，B正 确；常温下，NaCN溶液呈碱性，说明CN－发生了水解，则HCN为弱电 解质，C正确；常温下，pH为3的醋酸溶液中加入CH3COONa固体， c (CH3COO－)增大，醋酸溶液的电离平衡逆向移动， c (H＋)减小，由于 K w不变，则溶液中 c (OH－)增大，溶液pH增大，D正确。 2. (2019·天津卷)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为 5.0×10－4和1.7×10－5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其 pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(　C　) A. 曲线Ⅰ代表HNO2溶液 B. 溶液中水的电离程度：b点＞c点 C. 从c点到d点，溶液中 保持不变(其中 HA、A－分别代表相应的酸和酸根离子) D. 相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后，溶 液中 n (Na＋)相同 C 由 K a(HNO2)＞ K a(CH3COOH)可知，酸性：HNO2＞CH3COOH。pH相同的两种酸稀释相同倍数时，酸性强的酸pH变化大，所以曲线Ⅱ代表 HNO2溶液，A错误；b点酸性比c点酸性强，对水的电离抑制程度大，所以水的电离程度：c点＞b点，B错误；从c点到d点， ＝ ＝ ， K w和 K a是两个常数，只要温度不变，比值也不变，C正确；a点pH相同， 则CH3COOH的浓度大，恰好中和时消耗的 NaOH多，所以溶液中 n (Na＋)不同，D错误。 3. (2019·浙江4月卷，节选)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。 当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水 称为超临界水。 (1)与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其 原因： ⁠ ⁠。 (2)如果水的离子积 K w从1.0×10－14增大到1.0×10－10，则相应的电离度 是原来的 ⁠倍。 水的电离为吸热过程，升高温度有利于电离(压强对电离平衡 影响不大) 100　 课时作业48　水的电离和溶液的pH 一、选择题 1. 下列溶液一定呈中性的是(　B　) 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 B 2 3 4 5 6 1 pH＝7的溶液不一定是在常温下，故水的离子积不一定是 K w＝1×10－14，如100 ℃时，水的离子积是 K w＝1×10－12，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。 2 3 4 5 6 1 2. 25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1的 Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生 电离的水的物质的量之比是(　A　) A. 1∶10∶1010∶109 B. 1∶5∶(5×109)∶(5×108) C. 1∶20∶1010∶109 D. 1∶10∶104∶109 A 2 3 4 5 6 1 H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃ 时，pH＝0的H2SO4溶液中： c 电离(H2O)＝ c (OH－)＝ mol·L－1＝10－14 mol·L－1；同理可计算其余溶液中发生电离的水的浓度：②为10－13 mol·L－1， ③为10－4 mol·L－1，④为10－5 mol·L－1，等温等体积时，物质的量之比等于浓度之比，则物质的量之比为 10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。 2 3 4 5 6 1 3. 下列有关水的电离情况的说法正确的是(　D　) A. 25 ℃，pH＝12的烧碱溶液与pH＝12的纯碱溶液，水的电离程度相同 B. 其他条件不变，CH3COOH溶液在加水稀释的过程中， c (OH－)/ c (H＋)一定变小 C. 其他条件不变，稀释氢氧化钠溶液，水的电离程度减小 D. 其他条件不变，温度升高，水的电离程度增大， K w增大 D 2 3 4 5 6 1 强酸或强碱抑制水的电离，强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐促进 水的电离，NaOH是强碱，抑制水的电离，Na2CO3是强碱弱酸盐，促进 水的电离，所以两溶液中水的电离程度不同，A项错误；CH3COOH为 弱酸，其他条件不变，稀释CH3COOH溶液， c (H＋)减小， c (OH－)增 大，所以 c (OH－)/ c (H＋)增大，B项错误；NaOH抑制水的电离，其他条 件不变，稀释氢氧化钠溶液，其对水电离的抑制程度将降低，所以水的 电离程度增大，C项错误；温度升高，水的电离程度增大， c (OH－)和 c (H＋)增大，所以 K w增大，D项正确。 2 3 4 5 6 1 4. 常温下，向10 mL 0.1 mol·L－1的HA溶液中逐滴加入0.1 mol·L－1 的氨水，溶液的pH及导电能力变化趋势如图。下列说法正确的是 (　BC　) A. b点溶液中，水的电离程度最小 B. 溶液中的阴离子浓度总和关系是b＜c＜a C. 常温下，HA的电离平衡常数的数量级为10－5 D. d点溶液中： c (A－)＋ c (HA)＋ c (H＋)＝ c (NH3·H2O)＋ c (OH－) C 2 3 4 5 6 1 由题图可知，0.1 mol·L－1的HA溶液的pH为3，则HA为弱酸；a点HA溶 液与氨水部分发生反应，所得溶液为HA和NH4A的混合溶液；b点HA溶 液与氨水完全反应，所得溶液为NH4A溶液，c、d两点氨水过量，得到 NH4A和NH3·H2O的混合溶液。由分析可知， b点所得溶液为NH4A溶液，A－和铵根离子 均促进水的电离，则b点水的电离程度最大， 故A错误； 2 3 4 5 6 1 溶液导电能力与溶液中离子浓度有关，导电能力越强，溶液中离子浓度越大，由题图可知，溶液的导电能力：b＞c＞a，由电荷守恒： c (N )＋ c (H＋)＝ c (A－)＋ c (OH－)可知，阳离子总数等于阴离子总数，则溶液中的离子总数是阴离子总数的2倍，由溶液的导电能力与溶液中的阴离子总数成正比可知，溶液中的阴离子浓度总和关系是 b＞c＞a，故B错误；由题图可知， 0.1 mol·L－1的HA溶液的pH为3， 则HA的电离平衡常数为 ＝10－5， 电离平衡常数的数量级为10－5，故C正确； 2 3 4 5 6 1 d点加入20 mL 等浓度的氨水，所得溶液为等浓度的NH4A和NH3·H2O的混合溶液，溶液中存在元素质量守恒： 2 c (A－)＋2 c (HA)＝ c (NH3·H2O)＋ c (N )， 电荷守恒： c (N )＋ c (H＋)＝ c (A－)＋ c (OH－)， 整合两式可得： c (A－)＋2 c (HA)＋ c (H＋)＝ c (NH3·H2O)＋ c (OH－)， 故D错误。 2 3 4 5 6 1 二、非选择题 5. 表中是不同温度下水的离子积常数： 温度/℃ 25 T 1 T 2 水的离子积常数 1×10－14 K w 1×10－12 回答下列问题： (1)若25 ℃＜ T 1℃＜ T 2 ℃，则 K w (填“＞”“＜”或 “＝”)1×10－14，判断的理由是 ⁠ ⁠。 ＞　 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 3 4 5 6 1 水的电离是吸热过程，升高温度，能促进水的电离，使 K w增大， 故 K w＞1×10－14。 2 3 4 5 6 1 (2)25 ℃时，将pH＝13的氢氧化钠溶液 V 1 L与pH＝1的稀盐酸 V 2 L混合 [设混合后溶液的体积为( V 1＋ V 2)L]，所得混合溶液的pH＝2， 则 V 1∶ V 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 V 1∶ V 2＝9∶11。 9∶11　 2 3 4 5 6 1 (3)将等体积等物质的量浓度的醋酸溶液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＋) (填 “＞”“＜”或“＝”) c (CH3COO－)。 将等体积等物质的量浓度的醋酸溶液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－)。 碱性　 ＞　 2 3 4 5 6 1 (4)25 ℃时，pH＝3的醋酸溶液和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＋) (填“＞”“＜”或“＝”) c (CH3COO－)。 pH＝3的醋酸溶液和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－)。 酸性　 ＜　 2 3 4 5 6 1 6. 已知水在25 ℃和100 ℃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 ⁠。 10∶1　 2 3 4 5 6 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 3 4 5 6 1 (2)100 ℃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 ⁠。 a ＋ b ＝14 2 3 4 5 6 1 100 ℃时，水的离子积常数 K w＝1×10－12。100体积pH＝ a 的某强酸溶 液中 n (H＋)＝100×1 mol＝1 mol，1体积pH＝ b 的某强碱溶液 中 n (OH－)＝ mol＝10 b －12 mol。混合后溶液呈中性， 102－ a mol＝10 b －12 mol，2－ a ＝ b －12，所以 a ＋ b ＝14。 2 3 4 5 6 1 (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 (填“大于”“小 于”“等于”或“无法确定”)α2。 小于　 2 3 4 5 6 1 曲线A所对应的温度是25 ℃，pH＝2的HCl溶液， c 水(H＋)＝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。 2 3 4 5 6 1 (4)曲线B所对应的温度下，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＝ ⁠。 10　 2 3 4 5 6 1 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 K w＝10－12，所以 c (H＋)＝10－10 mol·L－1，所得 混合溶液的pH＝10。 2 3 4 5 6 1 $$