第九章 第42讲 水的电离和溶液的pH（复习讲义）-【优学精研】2026年高考化学一轮总复习学用word

第42讲　水的电离和溶液的pH 课标要求 1.认识水的电离，了解水的离子积常数。 2.认识溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。 3.能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液pH。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.水的电离平衡 （1）水是极弱的电解质，能发生微弱的电离，其电离方程式为　　　　　　　　。 （2）25 ℃时，纯水中c（H＋）＝c（OH－）＝　　　　　　　　；任何水溶液中，由水电离出的c（H＋）与c（OH－）都相等。 2.水电离平衡的影响因素（用“促进”或“抑制”填空） （1）温度：水的电离是吸热的，升高温度能　　　水的电离，降低温度能　　　水的电离。 （2）酸、碱：加入酸或碱均能使水的电离平衡逆向移动，故能　　　　水的电离。 （3）能水解的盐（如CH3COONa） CH3COO－能与水电离出的H＋结合生成CH3COOH，故能　　　　水的电离。 3.水的离子积常数 【注意】 Kw＝c（H＋）·c（OH－）中的H＋和OH－不一定都是由水电离出来的，c（H＋）和c（OH－）而是指溶液中的c（H＋）和c（OH－）。 　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （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）25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw。（　　） （5）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不同。（　　） （6）某温度下，若纯水中c（H＋）＝2.0×10－7 mol·L－1，则此时c（OH－）＝5×10－8 mol·L－1。（　　） 一 水的电离及拓展应用 1.25 ℃时水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH＞0。下列叙述不正确的是（　　） A.将水加热，Kw增大，pH减小 B.向水中加入少量硫酸氢钠固体，增大 C.在蒸馏水中滴加浓硫酸，Kw不变，c（H＋）增大 D.向水中滴入少量NaOH溶液，平衡逆向移动，c（H＋）降低 2.计算室温下，下列溶液中水电离出的H＋或OH－浓度。 （1）0.01 mol·L－1的盐酸中，c水（H＋）＝　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 （2）pH＝4的亚硫酸溶液中，c水（H＋）＝　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 （3）pH＝10的KOH溶液中，c水（H＋）＝　　　　　　　　　　　　　　　　 　。 （4）pH＝4的NH4Cl溶液中，c水（H＋）＝　　　　　　　　　　　　　　　　　。 室温下溶液中c水（H＋）或c水（OH－）的计算及应用 　　（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）能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 酸式酸根离子以电离为主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。 酸式酸根离子以水解为主：c水（H＋）＝c水（OH－）＝c（OH－）。 二 水的电离平衡曲线分析 3.25 ℃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 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点溶液不可能是醋酸钠溶液 4.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五点对应的Kw之间的关系是　　　　　　　　 　。 （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。 考点二　溶液的酸碱性与pH 1.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。在常温下溶液的酸碱性与溶液中c（H＋）和c（OH－）有如下关系： 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）关系：pH＝　　　　。 （2）范围：0～14。 （3）pH的测量方法 ①酸碱指示剂法：该法只能测pH的大致范围，常见指示剂变色范围见下表： 指示剂 变色范围的pH 石蕊 ＜5红色 5～8紫色 ＞8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浅红色 ＞10红色 ②pH试纸法：把一小片pH试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对照即可确定溶液的pH。 ③pH计测量法。 （4）溶液酸碱性的另外一种表示——pOH ①pOH＝　　　　　； ②常温下：pH＋pOH＝　　。 　判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）常温下，溶液中的值越大，酸性越强。（　　） （2）c（H＋）＝ mol·L－1的溶液一定显中性。（　　） （3）常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性。（　　） （4）用pH试纸测得某氯水的pH为5。（　　） （5）用广泛pH试纸测得醋酸溶液的pH为3.4。（　　） （6）用pH计测得某溶液的pH为7.45。（　　） （7）一定温度下，pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH＝a－1。（　　） （8）常温下，0.05 mol·L－1 Ba（OH）2溶液的pH＝13。（　　） 一 酸、碱溶液混合后溶液酸碱性的判断 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HCl溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（　　） （5）pH＝3的HCl溶液和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。（　　） （6）pH＝3的HCl溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（　　） （7）pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。（　　） （8）pH＝2的HCl溶液和pH＝12的氨水等体积混合。（　　） 二 溶液混合后pH的计算 2.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的硝酸溶液和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体积比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＝　　　　　。 酸、碱溶液混合时pH的计算 　　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。 三 酸、碱溶液的稀释图像 3.某温度下，Ka（HA）＝5.0×10－4，Ka（HB）＝1.6×10－5。现有体积均为V0的pH＝a的两种酸溶液，加水稀释至体积为V，两种溶液的pH随lg 的变化如图所示。下列叙述不正确的是（　　） A.曲线Ⅱ代表HA B.a点时，两溶液中水的电离程度相同 C.由c点到d点，溶液中增大（X代表A或B） D.分别取b点、c点溶液与等浓度的NaOH溶液中和，恰好中和时消耗NaOH溶液的体积：b点更多 4.25 ℃，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，下列叙述不正确的是（　　） A.MOH是一种弱碱 B.在x点，c（M＋）＝c（R＋） C.稀释前，c（ROH）＝10c（MOH） 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 酸、碱溶液稀释后pH与稀释倍数的线性关系 lg＝0，代表未稀释；lg＝1，代表稀释10倍 ①HY为强酸、HX为弱酸 ②a、b两点的溶液中：c（X－）＝c（Y－） ③水的电离程度：d＞c＞a＝b ①MOH为强碱、ROH为弱碱 ②lg＝0时，c（ROH）＞c（MOH） ③水的电离程度：a＞b 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）（2024·吉林高考）使用pH试纸测定KClO溶液的pH。（　　） （2）（2024·北京高考）依据一元弱酸的Ka，可推断它们同温度、同浓度稀溶液的pH大小。（　　） （3）（2024·贵州高考）已知：①25 ℃时，硼酸[B（OH）3]显酸性的原理：B（OH）3＋2H2OH3O＋＋[B（OH）4]－　Ka＝5.8×10－10；②lg≈0.38。硼酸水溶液中的H＋主要来自水的电离。（　　） （4）（2023·重庆高考）20 ℃时饱和（NH4）2SO4溶液和50 ℃时饱和（NH4）2SO4溶液的Kw相等。（　　） 2.下列判断正确的是（　　） A.（2022·浙江6月选考）将浓度均为0.1 mol·L－1的C6H5ONa和NaOH溶液加热，两种溶液的pH均变大 B.（北京高考）随温度升高，纯水中c（H＋）＞c（OH－） C.（浙江1月选考）pH＞7的溶液一定呈碱性 D.（浙江1月选考）相同温度下，pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中，c（OH－）相等 3.（经典高考）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 4.（天津高考5题）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 5.（浙江6月选考19题）某同学拟用pH计测定溶液pH以探究某酸HR是否为弱电解质。下列说法正确的是（　　） A.25 ℃时，若测得0.01 mol·L－1 NaR溶液pH＝7，则HR是弱酸 B.25 ℃时，若测得0.01 mol·L－1HR溶液pH＞2且pH＜7，则HR是弱酸 C.25 ℃时，若测得HR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得pH＝b，b－a＜1，则HR是弱酸 D.25 ℃时，若测得NaR溶液pH＝a，取该溶液10.0 mL，升温至50 ℃，测得pH＝b，a＞b，则HR是弱酸 提示：完成课后作业　第九章　第42讲 7 / 7 学科网（北京）股份有限公司 $ 第42讲　水的电离和溶液的pH 【考点·全面突破】 考点一 必备知识夯实 1.（1）H2OH＋＋OH－　（2）1×10－7 mol·L－1　2.（1）促进　抑制　（2）抑制　（3）促进　3.c（H＋）·c（OH－）　1×10－14　增大 易错辨析 （1）√　（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）× 关键能力突破 1.C　水的电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，c（H＋）增大，pH减小，A正确；向水中加入少量硫酸氢钠固体，c（H＋）增大，平衡逆向移动，增大，B正确；在蒸馏水中滴加浓硫酸，c（H＋）增大，温度升高，Kw增大，C错误；向水中滴入少量NaOH溶液，c（OH－）增大，平衡逆向移动，c（H＋）降低，D正确。 2.（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 3.D　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点对应的坐标可知，c（H＋）·c（OH－）＝10－14，A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点溶液可能为醋酸钠溶液，D错误。 4.（1）B＞C＞A＝E＝D　（2）D　（3）碱　（4）1×10－10 考点二 必备知识夯实 1.＞　＜　＝　＝　＜　＞ 2.（1）－lg c（H＋）　（4）①－lg c（OH－）　②14 易错辨析 （1）√　（2）√　（3）×　（4）×　（5）×　（6）√　（7）×　（8）√ 关键能力突破 1.（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.（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（S），由Ba（OH）2＋NaHSO4BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n（NaOH）＝n[Ba（OH）2]＝5×10－3 V1 mol，则有＝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的稀盐酸中c（H＋）＝10－b mol·L－1，根据所得溶液呈中性，知c（OH－）·Va＝c（H＋）·Vb，＝＝＝1014－（a＋b），a＋b＝13，则＝10。 3.C　A.Ka（HA）＝5.0×10－4＞Ka（HB）＝1.6×10－5，酸性：HA＞HB，pH相同的弱酸加水稀释时，酸性较强的酸溶液pH变化较大，根据变化图可知，曲线Ⅱ代表HA溶液，正确；B.a点时，溶液的pH相同，酸对水的电离抑制程度相同，两溶液中水的电离程度相同，正确；C.由c点到d点，弱酸的电离常数和水的电离常数都不变，＝＝，即保持不变，错误；D.HB酸性较弱，pH相同的HA和HB，HB的物质的量大，加水稀释至b点和c点时，两种酸的物质的量不变，故与氢氧化钠溶液恰好中和时消耗NaOH溶液的体积HB多即b点更多，正确。 4.C　A项，由图像可知MOH溶液稀释10倍时，pH变化量小于1，故MOH为弱碱；B项，在x点，c（OH－）＝c（M＋）＋c（H＋）＝c（R＋）＋c（H＋），x点时MOH和ROH溶液中c（H＋）相等，故c（M＋）＝c（R＋）；C项，MOH为弱碱，由题图可知，ROH为强碱，则稀释前c（ROH）＜10c（MOH）；D项，稀释前MOH溶液中由水电离出的c（OH－）＝10－12 mol·L－1，ROH溶液中由水电离出的c（OH－）＝10－13 mol·L－1，故由水电离出的c（OH－）：前者是后者的10倍。 【真题·体验品悟】 1.（1）×　（2）√　（3）√　（4）× 2.D　A错误，NaOH是强碱，完全电离，加热时c（OH－）变化不大，但Kw增大，c（H＋）＝增大，故pH减小；B错误，无论是否升温，纯水均呈中性，c（H＋）＝c（OH－）；C错误，降低温度时，水的电离程度减小，纯水的pH＞7，呈中性；D正确，pH相同说明c（H＋）相同，相同温度下Kw相同，Kw＝c（H＋）·c（OH－），故c（OH－）也相同。 3.C　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，A项错误；b点c（H＋）＝c（OH－）＝1.0×10－7 mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，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，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，D项错误。 4.C　由Ka（HNO2）＞Ka（CH3COOH）可知，酸性：HNO2＞CH3COOH。A错误，pH相同的两种酸溶液稀释相同倍数时，酸性强的酸pH变化大，所以曲线Ⅱ代表HNO2溶液；B错误，b、c两点相比，b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；C正确，从c点到d点，＝＝，Kw和Ka是两个常数，只要温度不变，比值也不变；D错误，相同体积a点的两溶液中，由于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。 5.B　25 ℃时，若测得0.01 mol·L－1 NaR溶液pH＝7，可知NaR为强酸强碱盐，则HR为强酸，A错误；25 ℃时，若测得0.01 mol·L－1HR溶液pH＞2且pH＜7，可知溶液中c（H＋）＜0.01 mol·L－1，所以HR未完全电离，HR为弱酸，B正确；假设HR为强酸，取pH＝6的该溶液10.0 mL，加蒸馏水稀释至100.0 mL，测得此时溶液pH＜7，C错误；假设HR为强酸，则NaR为强酸强碱盐，溶液呈中性，升温至50 ℃，促进水的电离，水的离子积常数增大，pH减小，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $