10.2 第44讲 水的电离和溶液的pH（教师用书word）-【金版新学案】2026年高考化学高三总复习大一轮复习（广东专版）

该高中化学高考复习讲义聚焦水的电离与溶液pH核心考点，按水的电离平衡（离子积、影响因素）到溶液酸碱性判断（pH计算、酸碱混合）的逻辑架构展开，通过考点梳理（微思考、正误判断）、方法指导（练后归纳）、真题训练（高考题解析）等环节，帮助学生构建知识网络，突破电离平衡分析、pH计算等难点，体现复习的系统性和针对性。 讲义突出科学思维与模型建构，如通过水电离平衡曲线分析温度对Kw的影响，归纳酸碱混合溶液酸碱性判断规律，培养学生证据推理能力。设置分层练习（基础计算、综合应用）和即时反馈，确保高效突破考点，为教师把控复习节奏、提升学生应考能力提供有力支撑。

第44讲　水的电离和溶液的pH 【复习目标】　1.了解水的电离和水的离子积常数(Kw)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。3.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。 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－，简写为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。 【微思考1】　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。你认为哪种说法正确？并说明原因。 提示：甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)＞Kw，平衡左移。 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。 【微思考2】　填写下列表格。 改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋) HCl NaOH Na2CO3 NH4Cl NaHSO4 加热 提示：逆　不变　减小　减小　增大　逆　不变　减小　增大　减小　正　不变　增大　增大　减小 正　不变　增大　减小　增大　逆　不变　减小　减小　增大　正　增大　增大　增大　增大 【正误判断】 1.升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)和Kw也增大(　　) 2.25 ℃时，向纯水中通入一定量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变(　　) 3.室温下，0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液和0.1 mol·L－1 NaHSO4溶液中水的电离程度、Kw均相同(　　) 4.25 ℃时，1.0 mol·L－1 NaOH溶液和1.0 mol·L－1盐酸中水的电离程度相等(　　) 5.室温下，CH3COONH4和Na2SO4溶液均呈中性，则两溶液中水的电离程度相同(　　) 6.在表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)中c(H＋)、c(OH－)一定是水电离出的(　　) 7.加水稀释醋酸溶液，溶液中所有离子浓度都减小(　　) 学生用书⬇第248页 8.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(　　) 9.温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等(　　) 10.将水加热，Kw增大，pH减小(　　) 11.已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等，现向10 mL浓度为0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中水的电离程度始终增大(　　) 答案：1.√　2.×　3.×　4.√　5.×　6.×　7.× 8.√　9.×　10.√　11.× 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，水电离出来的(H＋)＝　　　 mol·L－1。 答案：(1)B＞C＞A＝D＝E　(2)D　(3)碱(4)1×10－10 练后归纳 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。 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(H＋)或(OH－)。 (1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，(H＋)＝　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，(H＋)＝　　　　　　　　　　　　　　。 (3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，(OH－)＝　　　　　　　　　　　　　。 (4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，(H＋)＝　　　　　　　　　　　　　　。 (5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，(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 25 ℃时，计算c水(H＋)或c水(OH－)的思维方法 练后归纳 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249页 考点二　溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性 (1)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。 (2)填写空格： 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.溶液的pH及测定方法 (1)计算公式：pH＝－lg c(H＋)。 (2)25 ℃时，pH与溶液中的c(H＋)的关系： (3)范围：25 ℃时，0～14。 (4)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，用干净的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。 (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。 【微思考】　用湿润的pH试纸测溶液的pH，有什么误差？请分析。 提示：测定中性溶液，无误差，酸性溶液偏大，碱性溶液偏小。 【正误判断】 1.pH＜7的溶液一定呈酸性(　　) 2.25 ℃时，纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等(　　) 3.若溶液中c(H＋)＝c(OH－)，则溶液为中性(　　) 4.c(H＋)＝的溶液一定显中性(　　) 5.常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性(　　) 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(　　) 7.室温下，用pH试纸测得某NaClO溶液的pH＝9(　　) 8.用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4，用pH计测得某溶液的pH为7.45(　　) 答案：1.×　2.×　3.√　4.√　5.×　6.×　7.×　8.× 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 学生用书⬇第250页 练后归纳 溶液混合后酸碱性的判断方法 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.室温下，已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合) (1)若pH之和等于14，则混合后溶液显中性，pH＝7。 (2)若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH＞7。 (3)若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH＜7。 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(S)与c(H＋)的比值为　　　　。 答案：(1)6　接近　(2)1∶10 解析：(2)稀释前c(S)＝ mol·L－1，稀释后c(S)＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1；稀释后c(H＋)接近10－7 mol·L－1，所以＝＝。 练后归纳 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趋近于7 多角度计算溶液的pH 3.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)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)。 　　　　　 　　。 (2)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，求混合溶液的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，求混合溶液的pH。 　　　　　　 　。 (5)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比混合，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＋)≈1.3×10－3 mol·L－1，所以pH＝－lg c(H＋)＝－lg(1.3×10－3)≈2.9。 (2)　　　　　 NH3·H2O⥫⥬OH－ ＋　N 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＝10－3 mol·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。 混合溶液pH计算的规律 4.在某温度时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为11。 (1)该温度下水的离子积常数Kw＝　　　　。 (2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。 ①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝　　　　。 ②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝　　　　。 答案：(1)1×10－13　(2)①1∶10　②10∶1 解析：(1)由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－13。 (2)①根据中和反应：H＋＋OH－H2O c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，10－2·Vb＝10－13/10－12·Va，所以Va∶Vb＝10－2∶10－1＝1∶10。 ②根据中和反应：H＋＋OH－H2O c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va，10－b·Vb＝ 10－13/10－a·Va，所以Va/Vb＝10－b/10a－13＝1013－(a＋b)＝10，即Va∶Vb＝10∶1。 练后归纳 　　25 ℃，强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时，二者的体积与pH的关系 (1)若pH酸＋pH碱＝14，浓度相等，V酸∶V碱＝1∶1。 (2)若pH酸＋pH碱＞14，碱浓度大，V酸∶V碱＝10(pH酸＋pH碱－14)∶1。 (3)若pH酸＋pH碱＜14，酸浓度大，V酸∶V碱＝1∶10(14－pH酸－pH碱)。 学生用书⬇第251页 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 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： 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。 学生用书⬇第252页 4.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CH3COOHQ2222QCH3COO－＋H＋的电离平衡。 5.(2015·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。 6.(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(　　) 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 答案：C 解析：根据HNO2和CH3COOH的电离常数，可知酸性：HNO2＞CH3COOH，相同pH的两种酸溶液，稀释相同倍数时，较弱的酸的pH变化较小，故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液，A项错误；两种酸溶液中水的电离均受到抑制，b点溶液pH小于c点溶液pH，则b点对应酸电离出的c(H＋)大，对水的电离抑制程度大，故水的电离程度：b点＜c点，B项错误；溶液中＝＝，温度不变，Kw、Ka(HA)的值不变，C项正确；相同体积a点的两溶液中，pH相等则c(CH3COOH)＞c(HNO2)，故n(CH3COOH)＞n(HNO2)，因此与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)不同，D项错误。 7.(2023·湖南卷改编)常温下，用浓度为0.020 0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 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。 8.(2022·湖南卷节选)一种脱除并利用水煤气中CO2的方法示意图如下： 某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(C)∶c(HC)＝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(C)∶c(HC)＝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。 学科网（北京）股份有限公司 $