内容正文:
水的电离和溶液的pH
1.认识水是一种极弱的电解质,能用化学用语正确表示水的电离平衡。2.结合离子积常数,能从电离平衡的角度分析溶液的性质,如酸碱性等。能调控溶液的酸碱性。3.能正确测定溶液pH,能进行溶液pH的简单计算。4.结合真实实例,能分析和说明溶液pH的调控在工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等方面的重要作用。
复习目标
考点一 水的电离及离子积常数
水的电离与水的离子积常数
(1)下列说法正确的是 。
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
③NaCl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室温下,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等
⑥在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变
小题过基础
①②⑤
考点一 水的电离及离子积常数
知识梳理
(2)某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。则
①该温度 (填“高于”“低于”或“等于”)室温(25 ℃),该温度下纯水中c(H+)=
mol·L-1。
②若温度不变, 滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,水电离的c水(H+)= mol·L-1。
高于
2×10-7
8.0×10-9
8.0×10-9
考点一 水的电离及离子积常数
知识梳理
(3)在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。请回答下列问题:
①曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为 ,曲线Ⅰ所代表的温度 (填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是
。
②曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)为 mol·L-1。
1×10-12
高于
曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小,由于水的电离是吸热过程,温度
越高,水的离子积越大,故曲线Ⅱ代表的温度低
10-10
考点一 水的电离及离子积常数
知识梳理
(1)水的电离和水的离子积常数
名师点核心
考点一 水的电离及离子积常数
知识梳理
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度 Kw
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变
加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变
加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变
考点一 水的电离及离子积常数
知识梳理
1.(2024·嘉兴八校联盟联考)某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaOH固体,保持温度不变,测得溶液中c(OH-)=1×10-3 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OH-的浓度为1×10-11 mol·L-1
C.加入NaOH固体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(H+)增大
B
考点一 水的电离及离子积常数
知能通关
2.计算并填空。
(1)室温下,0.01 mol·L-1的盐酸中,c水(H+)= 。
(2)室温下,pH=4的亚硫酸溶液中,c水(H+)= 。
(3)室温下,pH=10的KOH溶液中,c水(OH-)= 。
(4)室温下,pH=4的NH4Cl溶液中,c水(H+)= 。
(5)室温下,pH=10的CH3COONa溶液中,c水(OH-)= 。
1×10-12 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
考点一 水的电离及离子积常数
知能通关
溶液中c水(H+)或c水(OH-)的计算(以室温下为例)
(1)酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-),碱溶液中求c(H+),即c水(OH-)=c水(H+)=c(H+)。
(2)水解的盐促进水的电离,故c水(H+)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水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。
酸式酸根以水解为主:c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)。
考点一 水的电离及离子积常数
知能通关
3.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,c水(H+)= mol·L-1。
B>C>A=D=E
D
碱
1×10-10
考点一 水的电离及离子积常数
知能通关
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。
考点一 水的电离及离子积常数
知能通关
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
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
>
<
=
=
<
>
考点二 溶液的酸碱性与pH
知识梳理
2.溶液的pH及测定方法
常温时,Kw(H2O)=1×10-14,90 ℃ Kw(H2O)=1×10-12。
(1)常温时,水的pH= ,此时水呈 性(中、酸、碱)。
(2)90 ℃水的pH= ,此时水呈 性,原因是 。
(3)常温时,0.05 mol·L-1稀硫酸,c(H+)= mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1
pH= ,c水(H+)= mol·L-1
c水(OH-)= mol·L-1
若升温至90 ℃,则pH= ,c水(H+)= mol·L-1。
小题过基础
7
中
6
中
c(H+)=c(OH-)
0.1
10-13
1
10-13
10-13
1
10-11
考点二 溶液的酸碱性与pH
知识梳理
(4)常温时,某pH=5的稀硫酸中= ,若稀释1 000倍后,则= 。
(5)常温时,pH=10的NaOH溶液,c水(H+)= mol·L-1,升温至90 ℃,
pH= ,水的电离程度比原来增大了 倍。
2
20
10-10
8
100
考点二 溶液的酸碱性与pH
知识梳理
(1)关系:pH=-lg c(H+)。
(2)范围:0~14。
(3)测定方法: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。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg c(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
名师点核心
考点二 溶液的酸碱性与pH
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1.(2024·杭州模拟)pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液中c(H+)比B酸溶液中c(H+)大
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:5>a>2
C
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
2.(2024·日照模拟)浓度均为0.1 mol·L-1、体积均为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积为V,pH随lg 的变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.HX、HY都是弱酸,且HX的酸性比HY的弱
B.常温下,由水电离出的c(H+)·c(OH-):a>b
C.相同温度下,电离常数Ka(HX):a>b
D.lg =3,若同时微热两种溶液(不考虑HX、HY和H2O的
挥发),则增大
D
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
常温下,酸或碱溶液稀释pH变化规律
(1)酸或碱溶液无限稀释,pH只能无限接近7,但不能越过7。
(2)强酸溶液每稀释10倍,pH上升1个单位,强碱溶液每稀释10倍,pH下降一个单位。
(3)弱酸或弱碱溶液稀释10倍,pH变化小于1个单位。
(4)稀释过程中pH变化曲线斜率较大者为较强的酸(或碱)。
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
3.常温下,以下两种溶液混合后,呈酸性的有 ,呈碱性的有 。
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
④pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合
⑤pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合
⑥pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合
⑦pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合
⑧pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合
③⑤⑦
②⑥⑧
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
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。
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
4.在25 ℃时,关于下列溶液混合后溶液pH的说法中不正确的是 。
A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11
B.pH=5的盐酸稀释1 000倍,溶液的pH=8
C.pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7
D.pH=12的NH3·H2O溶液与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
ABD
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
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)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= 。
10
1∶4
10
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
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-)=。
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
(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。
考点二 溶液的酸碱性与pH
知能通关
体验真题 感悟高考
1.(广东卷)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,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
C
体验真题 感悟高考
29
2.(全国卷)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,则原溶液的浓度为( )
A.0.01 mol·L-1 B.0.017 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1
C
体验真题 感悟高考
3.(浙江卷)下列说法不正确的是( )
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
体验真题 感悟高考
(2)外界条件对水的电离平衡的影响
下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响如表所示:
$$