【重点·方法·点拨】第45讲 水的电离和溶液的酸碱性-2025年高考化学大一轮复习卓越讲义

第45讲 水的电离和溶液的酸碱性 01了解水的电离、离子积常数(Kw)。 02了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。 考点一：水的电离与水的离子积常数 重点·夯基易错 1．水的电离和水的离子积常数 2．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响 改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋) HCl 逆 不变 减小 减小 增大 NaOH 逆 不变 减小 增大 减小 Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小 NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大 加热 正 增大 增大 增大 增大 3．溶液中或cH2O(OH－)的计算及应用(以室温为例) (1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即＝＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即＝＝c(H＋)。 (2)水解的盐促进水的电离，故等于显性离子的浓度。 (3)酸式盐溶液 酸式酸根以电离为主：＝＝c(OH－)。 酸式酸根以水解为主：＝＝c(OH－)。 1．任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋)和c(OH－)相等(　　) 2.将水加热，Kw和c(H＋)均增大(　　) 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．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(　　) 5．水的离子积即水的电离平衡常数。(　 　) 6．在表达式KW＝c(H＋)·c(OH－)中c(H＋)、c(OH－)一定是水电离出的。(　 　) 7．水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。(　 　) 8．升高温度，水电离平衡右移，H＋浓度增大，呈酸性。(　 　) 9．25 ℃时，加水稀释醋酸溶液，c(H＋)、c(OH－)都减小，KW减小。(　 　) 10．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变。(　 　) 【答案】　1.√　2.√　3.×　4.×5．×　6．×　7．√　8．×　9．×　10．×　 方法·规律总结 (1)水的离子积常数KW＝c(H＋)·c(OH－)，不仅适用于纯水，也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。 (2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－存在，只是相对含量不同而已。 (3)在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。在KW的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H＋)、c(OH－)。 (4)水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，c(H＋)和c(OH－)都增大，故KW增大，但溶液仍呈中性；对于KW，若未注明温度，一般认为在常温下，即25 ℃。 （5）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。 点拨·能力培养 1．某温度下，向c(H＋)＝1.0×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1.0×10－2 mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是(　　) A．该温度高于25 ℃ B．由水电离出来的H＋的浓度为1.0×10－10 mol·L－1 C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离 D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH－)减小 【答案】　D 【解析】　该温度下蒸馏水中的c(H＋)大于25 ℃时纯水中的c(H＋)，水的电离为吸热过程，A项正确；此温度下Kw＝1.0×10－12 mol2·L－2，故该NaHSO4溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝1.0×10－10 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中的c(OH－)相等，B项正确；NaHSO4电离出的H＋抑制了水的电离，C项正确；加水稀释时，溶液中c(H＋)减小，而Kw不变，故c(OH－)增大，D项错误。 2．常温时，纯水中由水电离出的c(H＋)＝a mol·L－1，pH＝1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝b mol·L－1，0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合后，由水电离出的c(H＋)＝c mol·L－1，则a、b、c的关系正确的是(　　) A．a>b＝c B．c>a>b C．c>b>a D．b>c>a 【答案】　B 【解析】　盐酸抑制水的电离，所以b<a；0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合后，生成氯化铵溶液，铵根离子水解促进水的电离，则c>a，故B正确。 真题·明考向 1．（2024·贵州·高考真题）硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。 已知：①时，硼酸显酸性的原理 ②。 下列说法正确的是 A．硼砂稀溶液中 B．硼酸水溶液中的主要来自水的电离 C．25℃时，硼酸水溶液的 D．等浓度等体积的和溶液混合后，溶液显酸性 【答案】B 【解析】 A．水解生成等物质的量浓度的和，硼酸遇水转换，根据物料守恒，，A错误； B．根据已知，硼酸遇水转换，其中的H+是由水提供的，B正确； C．25℃时， ，，，因，，C错误； D．的电离平衡常数为，的水解平衡常数，水解程度大于电离程度，显碱性，D错误； 故选B。 2．（2023·重庆·高考真题）溶解度随温度变化的曲线如图所示，关于各点对应的溶液，下列说法正确的是    A．点等于点 B．点大于点 C．点降温过程中有2个平衡发生移动 D．点 【答案】B 【解析】A．温度升高，水的电离程度增大，则点小于点，A错误； B．升高温度促进铵根离子的电离，且N点铵根离子浓度更大，水解生成氢离子浓度更大，N点酸性更强，故点大于点，B正确； C．点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的溶解平衡3个平衡发生移动，C错误； D．点为硫酸铵的不饱和溶液，由电荷守恒可知，，D错误； 故选B。 3．（2023·湖南·高考真题）常温下，用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是    A．约为 B．点a： C．点b： D．水的电离程度： 【答案】D 【分析】NaOH溶液和HCl、CH3COOH混酸反应时，先与强酸反应，然后再与弱酸反应，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NaOH溶液反应掉一半的CH3COOH，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，据此解答。 【解析】A．由分析可知，a点时溶质成分为NaCl和CH3COOH，c(CH3COOH)=0.0100mol/L，c(H+)=10-3.38mol/L，==10-4.76，故A正确； B．a点溶液为等浓度的NaCl和CH3COOH混合溶液，存在物料守恒关系c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)，故B正确； C．点b溶液中含有NaCl及等浓度的CH3COOH和 CH3COONa，由于pH<7，溶液显酸性，说明CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度，则c(CH3COOH)<c(CH3COO-)，故C正确； D．c点溶液中CH3COO-水解促进水的电离，d点碱过量，会抑制水的电离，则水的电离程度c>d，故D错误； 答案选D。 考点二：溶液的酸碱性与pH 重点·夯基易错 1．溶液的酸碱性　pH概念 (1)pH计算公式：pH＝－lg c(H＋)。 (2)溶液呈酸碱性的本质：溶液的酸碱性取决于c(H＋)和c(OH－)的相对大小 溶液的酸碱性 c(H＋)与c(OH－)比较 常温下溶液pH 酸性溶液 c(H＋)＞c(OH－) ＜7 中性溶液 c(H＋)＝c(OH－) ＝7 碱性溶液 c(H＋)＜c(OH－) ＞7 2.pH的测定 (1)酸碱指示剂法 该法只能测其pH的大致范围，常见指示剂变色范围如下表： 指示剂 变色范围的pH 石蕊 ＜5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 甲基橙 ＜3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 ＜8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色 (2)pH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。 (3)pH计测定 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．pH＜7的溶液一定显酸性(　　) 3．c(H＋)＝的溶液一定显中性(　　) 4．常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性(　　) 5．用pH试纸测得某氯水的pH为5(　　) 6．用湿润的pH试纸测定盐酸和醋酸溶液的pH，醋酸溶液的误差更大(　　) 【答案】　1.√　2.×　3.√　4.×　5.×　6.× 方法·规律总结 酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律 (1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性，同强显中性”。 (2)室温下c酸(H＋)＝c碱(OH－)，即pH之和等于14时，一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量，谁弱显谁性”。 (3)已知强酸和强碱的pH，等体积混合(25 ℃时)： ①pH之和等于14，呈中性； ②pH之和小于14，呈酸性； ③pH之和大于14，呈碱性。 （4）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pHc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。 点拨·能力培养 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 2．常温下，下列关于溶液稀释的说法正确的是(　　) A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5 B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1 C．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13 D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6 【答案】　C 【解析】　A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3<pH<5；B项，pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，则溶液的pH＝6，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1；C项，1 L 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时，c(OH－)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，pH＝13；D项，NaOH溶液是强碱溶液，无论怎么稀释，都不为酸性，pH在常温下只能无限接近于7。 真题·明考向 1．（2023·天津·高考真题）下列方法(试剂)中，无法鉴别和两种物质的是 A．焰色试验 B．试纸 C．稀氨水 D． 【答案】C 【解析】A．钠元素、钡元素的焰色不同，可以用焰色试验鉴别碳酸钠和氯化钡，A不符合； B．Na2CO3溶液显碱性，BaCl2溶液显中性，故可以用pH试纸检验Na2CO3和BaCl2，B不符合； C．Na2CO3溶液和BaCl2溶液与氨水都不反应，都无现象，C符合； D．Na2CO3溶液与Na2SO4溶液不反应，BaCl2溶液与Na2SO4反应生成白色沉淀硫酸钡， D不符合； 故答案为：C。 2．（2022·重庆·高考真题）下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是 A．装置甲气体干燥 B．装置乙固液分离 C．装置丙Cl2制备 D．装置丁pH测试 【答案】A 【解析】A．由图可知，装置甲可用于干燥反应生成的氢气，故A正确； B．由图可知，装置乙固液分离的过滤操作中缺少玻璃棒引流，故B错误； C．二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气，由图可知，装置丙中缺少酒精灯加热，不能用于制备氯气，故C错误； D．测定溶液pH时，应将溶液滴在pH试纸中央，不能插入溶液中，则装置丁不能用于pH测试，故D错误； 故选A。 3．（2022·全国·高考真题）常温下，一元酸的。在某体系中，与离子不能穿过隔膜，未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。    设溶液中，当达到平衡时，下列叙述正确的是 A．溶液Ⅰ中 B．溶液Ⅱ中的HA的电离度为 C．溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等 D．溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为 【答案】B 【解析】A．常温下溶液I的pH=7.0，则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L，c(H+)＜c(OH-)＋c(A-)，A错误； B．常温下溶液II的pH=1.0，溶液中c(H+)=0.1mol/L，Ka==1.0×10-3，c总(HA)=c(HA)+c(A-)，则=1.0×10-3，解得=，B正确； C．根据题意，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液I和II中的c(HA)相等，C错误； D．常温下溶液I的pH=7.0，溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L，Ka==1.0×10-3，c总(HA)=c(HA)+c(A-)，=1.0×10-3，溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA)，溶液II的pH=1.0，溶液II中c(H+)=0.1mol/L，Ka==1.0×10-3，c总(HA)=c(HA)+c(A-)，=1.0×10-3，溶液II中c总(HA)=1.01c(HA)，未电离的HA可自由穿过隔膜，故溶液I和II中的c(HA)相等，溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104，D错误； 答案选B。 4．（2022·浙江·高考真题）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是 A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1) B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化 C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH D．pH计工作时，电能转化为化学能 【答案】C 【解析】A． 如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极为负极、负极发生氧化反应而不是还原反应，A错误； B．已知：pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则玻璃膜内外氢离子浓度的差异会引起电动势的变化，B错误； C．pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059，则分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH，C正确； D． pH计工作时，利用原电池原理，则化学能转化为电能，D错误； 答案选C。 演练·提能力 1．（2024·贵州·模拟预测）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．使酚酞变红色的溶液：K+、Fe3+、、Cl- B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中：K+、Na+、、 C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、Na+、、 D．=1×10-13mol/L的溶液中：、Cu2+、Cl-、 【答案】D 【解析】A．酚酞变红色的溶液，此溶液显碱性，氢氧根离子和铁离子生成氢氧化铁沉淀，A不符合题意； B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液可能为酸性或碱性，酸性溶液中、碳酸根离子均会和氢离子反应，不能大量共存，B不符合题意； C．与Al能放出氢气的，容易可能显酸性也可能显碱性，若是碱性，则Fe2+和OH-不共存，若酸性，在酸性条件下硝酸根离子具有强氧化性，会氧化亚铁离子，不能大量共存，C不符合题意； D．=1×10-13mol/L的溶液显酸性，酸性溶液中、Cu2+、Cl-、相互不反应，能大量共存，D符合题意； 故选D。 2．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）实验室模拟制NaHCO3，将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl)，实验现象及数据如图1，含碳粒子在水溶液中的物质的量(数(δ)与pH关系如图2。 下列说法正确的是 A．0min，溶液中 B．0~60min，发生的主要反应为： C．0~60min，水的电离程度一直增大 D．0~100min，n(Na+)、n(Cl-)均保持不变 【答案】B 【解析】A．0min，溶液是饱和氨盐水，溶质为NH3、NaCl，溶液显碱性，溶液中存在电荷守恒：c(Na+)++c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)，则，故A错误； B．0∼60min,反应生成少量白色沉淀为碳酸氢钠晶体，发生的主要反应的离子方程式为：，故B正确； C．0min时溶液是饱和氨盐水，溶质为NH3、NaCl，60min时，随着通入二氧化碳反应消耗一水合氨，水的电离程度增大，水的电离程度：0min＞60min，故C错误； D．0∼100min，n(Cl-)保持不变，n(Na+)减小，故D错误。 3．（2024·重庆·模拟预测）下列叙述正确的是 A．向蒸馏水中加入浓硫酸，KW不变 B．向稀氨水中加少量 NH4Cl固体， 将减小 C．向 CH₃COONa溶液中通入HCl气体至溶液呈中性， D．0.2mol/L H2S 溶液与0.2mol/L NaOH 溶液等体积混合，忽略溶液混合的体积变化： 【答案】D 【解析】A．向蒸馏水中加入浓硫酸，温度升高，KW增大，故A错误； B．向稀氨水中加少量 NH4Cl固体，增大，抑制的电离，使得减小，将增大，故B错误； C．根据电荷守恒得：，溶液呈中性，即，代入得：，物料守恒得：，即，故C错误； D．0.2mol/L H2S 溶液与0.2mol/L NaOH 溶液等体积混合，恰好生成0.1mol/LNaHS，可得物料守恒：，电荷守恒：，两式相加得，即，故D正确； 故选D。 4．（2024·黑龙江·三模）常温下，用浓度为的盐酸滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该温度下，约为 B．水的电离程度： C．点 D．点 【答案】C 【解析】A．当在x点时，氢氧化钠溶液恰好被盐酸反应，此时氨水的物质的量浓度为，则，A错误； B．x点溶质为氯化钠和，从x点到z点，氨水浓度不断降低，逐渐变为氯化铵，水的电离程度不断增大，即水的电离程度：，B错误； C．x点溶质氯化钠和氨水，且两者物质的量浓度之比为，溶液显碱性，其离子浓度，C正确； D．y点溶质为氯化钠、氯化铵、且三者物质的量浓度之比为，溶液显碱性，则氨水电离程度大于铵根水解程度，且,存在元素质量守恒：，故，D错误； 故选C。 5．（2024·浙江·二模）下列说法不正确的是 A．25℃时，pH=11的氨水稀释100倍，所得溶液 B．中和等物质的量浓度和等体积的氨水、NaOH溶液，所需盐酸的溶质的物质的量相同 C．相同温度下，pH相等的盐酸、溶液中，由水电离产生的相等 D．室温下，NaCl溶液和NaF溶液中，两者所含离子总数相等 【答案】D 【解析】A．一水合氨是弱电解质，微弱电离，25℃时，pH=11的氨水稀释100倍，所得溶液，A正确； B．等物质的量浓度和等体积的氨水、NaOH溶液中，溶质的物质的量相等，中和反应所需HCl的物质的量相同，B正确； C．相同温度下，pH相等的盐酸、溶液中，氢氧根浓度相等，则两溶液中由水电离产生的相等，C正确； D．室温下，NaCl溶液和NaF溶液中，因为溶液的体积不知，则离子总数不一定相等，D错误； 故选D。 6．（2024·河南驻马店·二模）20℃时，均为11的和溶液，随着温度的升高，溶液的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．相同温度下，电离常数： B．的变化是由于温度升高，水的电离程度增大 C．时，水的电离程度： D．等浓度的和的混合溶液中存在： 【答案】B 【分析】等pH的一元强碱和一元弱碱，升温时弱碱的电离受到促进，弱碱的c(OH-)更大、pH更大，由图可知，升高相同温度时AOH的 pH更大，所以AOH碱性更弱、碱性更强，而一元强碱开始升高温度时，pH几乎不变，所以也是弱碱。 【解析】A．碱性更强，相同温度下，电离常数：，故A错误； B．升温，、均正向移动，c(OH-)增大，图像显示pH减小，即增大，所以升温Kw的变化随温度升高更明显，因此的变化是由于温度升高，水的电离程度增大，故B正确； C．图像显示，时，溶液的pH更大，即碱性更强，对水的电离抑制程度更大，所以水的电离程度更小，即水的电离程度a＜b，故C错误； D．和均为强酸弱碱盐，都水解，溶液呈酸性，所以c(Cl-)最大，又AOH碱性更弱，所以等浓度的和的混合溶液中水解程度更大，因此，故D错误； 故答案为：B。 7．（2024·北京丰台·二模）25℃时，有浓度均为的4种溶液： ①盐酸    ②HF溶液    ③NaOH溶液    ④氨水 已知：25℃时，电离平衡常数， 下列说法不正确的是 A．溶液pH：③>④>②>① B．水电离出的浓度：①=③<②<④ C．②和④等体积混合后的溶液中： D．①和③混合后溶液(溶液体积变化忽略不计)，则 【答案】C 【解析】A．盐酸为强酸、HF为弱酸，NaOH是强碱，NH3·H2O是弱碱，因此等浓度的盐酸、HF溶液、NaOH溶液、氨水pH由大小为NaOH溶液、氨水、HF溶液、盐酸，故A正确； B．四种溶液中水的电离都受到抑制，＞，NaOH是强碱、盐酸是强酸，因此抑制程度由大到小为①=③＞②＞④，因此水电离出的氢离子浓度①=③<②<④，故B正确； C．②和④等体积混合后溶质为NH4F， ＞，则铵根离子水解程度大于氟离子，溶液中：，故C错误； D．盐酸和NaOH溶液混合后溶液，则，求得，故D正确； 故答案为：C。 8．（23-24高三下·上海浦东新·阶段练习）对水进行下列操作，能抑制水的电离的是 A．加入一小块Na B．加入适量Ba(OH)2溶液 C．升温至60℃ D．加入碳酸钠溶液 【答案】B 【解析】A．加入一小块Na与水电离出的氢离子反应生成氢气，促进了水的电离，A不合题意； B．加入适量Ba(OH)2溶液，电离出OH-，抑制水的电离， B符合题意； C．水的电离是吸热的过程，升温促进水的电离，C不合题意； D．碳酸钠是强碱弱酸盐，碳酸根离子发生水解，故加入碳酸钠溶液对水的电离起促进作用，D不合题意； 故答案为：B。 9．（24-25高三上·广东·开学考试）常温下，两种弱酸的电离平衡常数如表所示。下列说法正确的是 化学式 HF 电离平衡常数 A．中和等浓度等体积的和HF溶液所需等浓度的NaOH溶液的体积相等 B．等物质的量浓度的溶液和NaF溶液，后者pH较大 C．加水稀释溶液，其电离平衡常数将减小 D．溶液和NaF溶液反应的离子方程式为 【答案】A 【解析】A．中和反应与酸碱的物质的量有关，等浓度等体积的和HF溶液中酸的物质的量相等，所需等浓度的NaOH溶液的体积也相等，A项正确； B．酸性越弱，相应等物质的量浓度的酸根离子水解程度越大，由于酸性：，则水解程度：，所以溶液的pH：，B项错误； C．电离平衡常数只与温度有关，温度不变电离平衡常数不变，C项错误； D．电离平衡常数越大，酸性越强，因此酸性：，反应得到的是，不合理，D项错误； 故答案选A。 10.25 ℃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 mol2·L－2 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 【答案】　D 【解析】　ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积常数相同，根据b点可知，c(H＋)·c(OH－)＝10－14 mol2·L－2，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，而醋酸钠溶液显碱性，所以c点可能为醋酸钠溶液，D项错误。 11.计算或 (1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，＝____________________________________。 (2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，＝___________________________________。 (3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，＝_________________________________。 (4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，＝__________________________________。 (5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，＝___________________________。 【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 12．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 13．计算25 ℃时下列溶液的pH。 (1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝__________。 (2)0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝____________。 (3)0.1 mol·L－1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)的pH＝________。 (4)将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝__________。 (5)0.015 mol·L－1的硫酸与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝__________。 【答案】　(1)2　(2)11　(3)11　(4)9.7　(5)2 【解析】　(1)c(H2SO4)＝0.005 mol·L－1，c(H＋)＝2×c(H2SO4)＝0.01 mol·L－1，pH＝2。(2)c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1＝10－11 mol·L－1，pH＝11。 (3)c(OH－)＝0.1×1% mol·L－1＝10－3 mol·L－1，c(H＋)＝10－11mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝11。(4)两溶液等体积混合后，c(OH－)＝ mol·L－1＝×10－6 mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1≈2.0×10－10 mol·L－1，pH≈9.7。(5)混合后c(H＋)＝ mol·L－1＝0.01 mol·L－1，则pH＝2。 14．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)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。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第45讲 水的电离和溶液的酸碱性 01了解水的电离、离子积常数(Kw)。 02了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。 考点一：水的电离与水的离子积常数 重点·夯基易错 1．水的电离和水的离子积常数 2．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响 改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋) HCl NaOH Na2CO3 NaHSO4 加热 3．溶液中或cH2O(OH－)的计算及应用(以室温为例) (1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即＝＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即＝＝c(H＋)。 (2)水解的盐促进水的电离，故等于显性离子的浓度。 (3)酸式盐溶液 酸式酸根以电离为主：＝＝c(OH－)。 酸式酸根以水解为主：＝＝c(OH－)。 1．任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋)和c(OH－)相等(　　) 2.将水加热，Kw和c(H＋)均增大(　　) 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．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(　　) 5．水的离子积即水的电离平衡常数。(　 　) 6．在表达式KW＝c(H＋)·c(OH－)中c(H＋)、c(OH－)一定是水电离出的。(　 　) 7．水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。(　 　) 8．升高温度，水电离平衡右移，H＋浓度增大，呈酸性。(　 　) 9．25 ℃时，加水稀释醋酸溶液，c(H＋)、c(OH－)都减小，KW减小。(　 　) 10．在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变。(　 　) 方法·规律总结 (1)水的离子积常数KW＝c(H＋)·c(OH－)，不仅适用于纯水，也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。 (2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－存在，只是相对含量不同而已。 (3)在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。在KW的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H＋)、c(OH－)。 (4)水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，c(H＋)和c(OH－)都增大，故KW增大，但溶液仍呈中性；对于KW，若未注明温度，一般认为在常温下，即25 ℃。 （5）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。 点拨·能力培养 1．某温度下，向c(H＋)＝1.0×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1.0×10－2 mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是(　　) A．该温度高于25 ℃ B．由水电离出来的H＋的浓度为1.0×10－10 mol·L－1 C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离 D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH－)减小 2．常温时，纯水中由水电离出的c(H＋)＝a mol·L－1，pH＝1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝b mol·L－1，0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合后，由水电离出的c(H＋)＝c mol·L－1，则a、b、c的关系正确的是(　　) A．a>b＝c B．c>a>b C．c>b>a D．b>c>a 真题·明考向 1．（2024·贵州·高考真题）硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。 已知：①时，硼酸显酸性的原理 ②。 下列说法正确的是 A．硼砂稀溶液中 B．硼酸水溶液中的主要来自水的电离 C．25℃时，硼酸水溶液的 D．等浓度等体积的和溶液混合后，溶液显酸性 2．（2023·重庆·高考真题）溶解度随温度变化的曲线如图所示，关于各点对应的溶液，下列说法正确的是    A．点等于点 B．点大于点 C．点降温过程中有2个平衡发生移动 D．点 3．（2023·湖南·高考真题）常温下，用浓度为的标准溶液滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随()的变化曲线如图所示。下列说法错误的是    A．约为 B．点a： C．点b： D．水的电离程度： 考点二：溶液的酸碱性与pH 重点·夯基易错 1．溶液的酸碱性　pH概念 (1)pH计算公式：pH＝ 。 (2)溶液呈酸碱性的本质：溶液的酸碱性取决于c(H＋)和c(OH－)的相对大小 溶液的酸碱性 c(H＋)与c(OH－)比较 常温下溶液pH 酸性溶液 c(H＋) c(OH－) 7 中性溶液 c(H＋) c(OH－) 7 碱性溶液 c(H＋) c(OH－) 7 2.pH的测定 (1)酸碱指示剂法 该法只能测其pH的大致范围，常见指示剂变色范围如下表： 指示剂 变色范围的pH 石蕊 ＜5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 甲基橙 ＜3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色 酚酞 ＜8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色 (2)pH试纸法 用镊子夹取一小块试纸放在洁净的 或 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。 (3)pH计测定 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．pH＜7的溶液一定显酸性(　　) 3．c(H＋)＝的溶液一定显中性(　　) 4．常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性(　　) 5．用pH试纸测得某氯水的pH为5(　　) 6．用湿润的pH试纸测定盐酸和醋酸溶液的pH，醋酸溶液的误差更大(　　) 方法·规律总结 酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律 (1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性，同强显中性”。 (2)室温下c酸(H＋)＝c碱(OH－)，即pH之和等于14时，一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量，谁弱显谁性”。 (3)已知强酸和强碱的pH，等体积混合(25 ℃时)： ①pH之和等于14，呈中性； ②pH之和小于14，呈酸性； ③pH之和大于14，呈碱性。 （4）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pHc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。 点拨·能力培养 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(　　) 2．常温下，下列关于溶液稀释的说法正确的是(　　) A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5 B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1 C．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13 D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6 真题·明考向 1．（2023·天津·高考真题）下列方法(试剂)中，无法鉴别和两种物质的是 A．焰色试验 B．试纸 C．稀氨水 D． 2．（2022·重庆·高考真题）下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是 A．装置甲气体干燥 B．装置乙固液分离 C．装置丙Cl2制备 D．装置丁pH测试 3．（2022·全国·高考真题）常温下，一元酸的。在某体系中，与离子不能穿过隔膜，未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。    设溶液中，当达到平衡时，下列叙述正确的是 A．溶液Ⅰ中 B．溶液Ⅱ中的HA的电离度为 C．溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等 D．溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为 4．（2022·浙江·高考真题）pH计是一种采用原电池原理测量溶液pH的仪器。如图所示，以玻璃电极(在特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl溶液，并插入Ag—AgCl电极)和另一Ag—AgCl电极插入待测溶液中组成电池，pH与电池的电动势E存在关系：pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是 A．如果玻璃薄膜球内电极的电势低，则该电极反应式为：AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1) B．玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化 C．分别测定含已知pH的标准溶液和未知溶液的电池的电动势，可得出未知溶液的pH D．pH计工作时，电能转化为化学能 演练·提能力 1．（2024·贵州·模拟预测）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．使酚酞变红色的溶液：K+、Fe3+、、Cl- B．水电离的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中：K+、Na+、、 C．与Al反应能放出H2的溶液中：Fe2+、Na+、、 D．=1×10-13mol/L的溶液中：、Cu2+、Cl-、 2．（2024·辽宁沈阳·模拟预测）实验室模拟制NaHCO3，将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl)，实验现象及数据如图1，含碳粒子在水溶液中的物质的量(数(δ)与pH关系如图2。 下列说法正确的是 A．0min，溶液中 B．0~60min，发生的主要反应为： C．0~60min，水的电离程度一直增大 D．0~100min，n(Na+)、n(Cl-)均保持不变 3．（2024·重庆·模拟预测）下列叙述正确的是 A．向蒸馏水中加入浓硫酸，KW不变 B．向稀氨水中加少量 NH4Cl固体， 将减小 C．向 CH₃COONa溶液中通入HCl气体至溶液呈中性， D．0.2mol/L H2S 溶液与0.2mol/L NaOH 溶液等体积混合，忽略溶液混合的体积变化： 4．（2024·黑龙江·三模）常温下，用浓度为的盐酸滴定浓度均为的和的混合溶液，滴定过程中溶液的随的变化曲线如图所示，下列说法正确的是 A．该温度下，约为 B．水的电离程度： C．点 D．点 5．（2024·浙江·二模）下列说法不正确的是 A．25℃时，pH=11的氨水稀释100倍，所得溶液 B．中和等物质的量浓度和等体积的氨水、NaOH溶液，所需盐酸的溶质的物质的量相同 C．相同温度下，pH相等的盐酸、溶液中，由水电离产生的相等 D．室温下，NaCl溶液和NaF溶液中，两者所含离子总数相等 6．（2024·河南驻马店·二模）20℃时，均为11的和溶液，随着温度的升高，溶液的变化如图所示。 下列说法正确的是 A．相同温度下，电离常数： B．的变化是由于温度升高，水的电离程度增大 C．时，水的电离程度： D．等浓度的和的混合溶液中存在： 7．（2024·北京丰台·二模）25℃时，有浓度均为的4种溶液： ①盐酸    ②HF溶液    ③NaOH溶液    ④氨水 已知：25℃时，电离平衡常数， 下列说法不正确的是 A．溶液pH：③>④>②>① B．水电离出的浓度：①=③<②<④ C．②和④等体积混合后的溶液中： D．①和③混合后溶液(溶液体积变化忽略不计)，则 8．（23-24高三下·上海浦东新·阶段练习）对水进行下列操作，能抑制水的电离的是 A．加入一小块Na B．加入适量Ba(OH)2溶液 C．升温至60℃ D．加入碳酸钠溶液 9．（24-25高三上·广东·开学考试）常温下，两种弱酸的电离平衡常数如表所示。下列说法正确的是 化学式 HF 电离平衡常数 A．中和等浓度等体积的和HF溶液所需等浓度的NaOH溶液的体积相等 B．等物质的量浓度的溶液和NaF溶液，后者pH较大 C．加水稀释溶液，其电离平衡常数将减小 D．溶液和NaF溶液反应的离子方程式为 10.25 ℃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 mol2·L－2 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 11.计算或 (1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，＝____________________________________。 (2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，＝___________________________________。 (3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，＝_________________________________。 (4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，＝__________________________________。 (5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，＝___________________________。 12．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。 13．计算25 ℃时下列溶液的pH。 (1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝__________。 (2)0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝____________。 (3)0.1 mol·L－1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)的pH＝________。 (4)将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝__________。 (5)0.015 mol·L－1的硫酸与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝__________。 14．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)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＝__________。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$