第41讲　水的电离和溶液的pH-2027年高考化学一轮复习课件

该高中化学高考复习课件聚焦“水的电离和溶液的pH”专题，依据新课标要求覆盖水的电离平衡、离子积常数、溶液酸碱性判断及pH计算等核心考点，对接高考评价体系分析命题特点，梳理必备知识与关键能力，归纳电离平衡曲线分析、pH计算等常考题型，体现备考针对性。 课件亮点在于高考真题集训与科学思维培养，如结合2024福建卷pH测量规范、2025重庆重水电离曲线题，通过辨析明理纠正“温度对Kw影响”等易错点，用混合溶液pH计算思维建模提升解题能力，帮助学生掌握答题技巧，教师可据此精准教学，助力高效备考。

第41讲　水的电离和溶液的pH 课标 指引 1.认识水的电离,了解水的离子积常数。 2.能进行溶液pH的简单计算,能正确测定溶液pH,能调控溶液的酸碱性。 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。 三年 高考 命题 分析 1.命题特点 基础性:命题注重对水的离子积(Kw)、pH计算公式及酸碱稀释规律的直接考查,强调对基本概念[如中性条件判断、pH与c(H+)换算]的准确理解。 综合性:试题常结合盐类水解、缓冲溶液或滴定曲线综合命题,要求通过Kw与Ka、Kb的关联分析复杂体系中pH的变化,体现多知识点交叉应用能力。 情境化:以实际情境为载体(如废水处理、生物体液pH调控),考查动态平衡的定量分析,突出图像(pH-V曲线)与计算结合的情境建模能力。 2.命题趋势:水的电离与溶液命题将更注重结合图像分析(如pH曲线)、多平衡体系综合计算及真实情境应用(如环境、生化问题)。 考点一　水的电离 必备知识•梳理 1.水的电离和水的离子积常数 H2O H++OH- c(H+)·c(OH-) 1×10-14 不变 增大 稀的电解质 2.影响水的电离平衡的因素 改变条件 移动方向 电离程度 c(OH-) c(H+) 加入酸   减小   增大 加入碱 逆向   增大   加水解 的盐 Na2CO3   增大   减小 NH4Cl 正向   减小   温度 升温   增大   增大 降温 逆向   减小   逆向 减小 减小 减小 正向 增大 增大 增大 正向 增大 减小 减小 教材链接 (1)(选择性必修1·P89复习与提高T1)下列物质溶于水时,电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是(　　) A.CH3COONa B.Na2SO4 C.NH4Cl D.H2SO4 (2)(选择性必修1·P78练习与应用T4)在常温下,实验测得0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH=9,则溶液中由水电离出来的c(OH-)=__________。  A 1.0×10-5 mol·L-1 解析:结合溶液中水的离子积常数计算水电离出的氢氧根离子的浓度,常温下,由水电离出来的c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1。 考题链接 (2025·重庆卷节选)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡:D2O D++OD-,c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。 (1)图中3个状态点对应的溶液呈中性的是_______。  (2)T1_______ (填“>”“=”或“<”)T2。  B > 解析:(1)重水中存在电离平衡D2O D++OD-,中性溶液中,c(D+)=c(OD-),只有B点符合,所以“A、B、C”三点中呈中性的是B点。 (2)水的电离为吸热过程,温度升高,电离程度增大,Kw增大,由图可知T1>T2。 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (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)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。(　　) √ √ × × √ 关键能力•提升 命题角度1　水的电离及电离平衡曲线 1.一定温度下,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,水中加入FeCl3固体可能引起由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 解析:升温促进水的电离,升温后溶液不能由碱性变为中性,A项错误;根据b点的c(H+)和c(OH-)可求出该温度下Kw=1.0×10-14,B项错误;水中加入FeCl3固体,Fe3+水解使溶液呈酸性,Kw不变,可引起由b向a的变化,C项正确;温度不变,则Kw不变,稀释后c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,而c到d点, OH-的浓度减小,H+的浓度不变,故稀释溶液不可能引起c向d的变化,D项错误。 命题角度2　由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算方法 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.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶(5×109)∶(5×108) C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109 A 解析:H2SO4与Ba(OH)2均抑制水的电离,Na2S与NH4NO3均促进水的电离。25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)= mol·L-1=10-14 mol·L-1; 0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中:c(H2O)电离=c(H+)= mol·L-1=10-13 mol·L-1; pH=10的Na2S溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)=10-4 mol·L-1;pH=5的NH4NO3溶液中:c(H2O)电离=c(H+)=10-5 mol·L-1,则其物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,故A正确。 考点二　溶液的酸碱性与pH 必备知识•梳理 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。 (1)酸性溶液:c(H+)_____c(OH-),常温下,pH_____7。  (2)中性溶液:c(H+)_____c(OH-),常温下,pH_____7。  (3)碱性溶液:c(H+)_____c(OH-),常温下,pH_____7。  > < = = < > 2.pH及其测量方法 (1)计算公式:pH=__________。  (2)25 ℃时,pH与溶液中的c(H+)的关系: (3)①pH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__________对照,即可确定溶液的pH。  ②pH计(也叫__________)测量法:可较精确测定溶液的pH。  -lg c(H+) 酸性 碱性 玻璃片 表面皿 标准比色卡 酸度计 考题链接 (2024·福建卷节选)按下列操作顺序测定溶液pH,不规范的是________ (填字母)。  a.用镊子夹取湿润的pH试纸 b.将pH试纸置于干燥洁净的玻璃片上 c.用滴管吸取少量待测液,滴在pH试纸中央 d.观察试纸颜色变化,并与标准比色卡比较 ac 3.pH的简单计算 (1)常温下,0.05 mol·L-1的硫酸溶液的pH=__________。  (2)常温下,0.001 mol·L-1的氢氧化钾溶液的pH=__________。  (3)pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到体积为原来的500倍,则稀释后c(S)与c(H+)的比值为__________。  1 1 辨析明理 判断正误:对的打“√”,错的打“×”。 (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,Kw=1.0×10-12,0.01 mol·L-1盐酸的pH=2,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=10。(　　) (5)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。(　　) √ × × √ × 关键能力•提升 命题角度1　判断混合溶液的酸碱性 1.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“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=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合:__________。  (7)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合:__________。  中性 碱性 酸性 中性 酸性 酸性 碱性 命题角度2　溶液pH的计算 2.计算25 ℃时下列溶液的pH。 (1)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=__________。  (2)0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)的pH=__________。  (3)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=__________。  (4)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=__________。  11 11 9.7 2 解析:(1)c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-11 mol·L-1,溶液的pH=11。(2)c(OH-)=0.1×1% mol·L-1=10-3 mol·L-1,c(H+)=10-11 mol·L-1,溶液的pH=-lg c(H+)=11。(3)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,溶液的pH≈9.7。(4)混合后c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,则pH=2。 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)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)向一定体积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=__________。  10 1∶4 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,混合后溶液呈碱性,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+NaHSO4══BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量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),由于a+b=13,则=10。 (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: 混合后溶液中的c(H+)= ②若碱过量: 混合后溶液中的c(OH-)=,c(H+)= 最后根据pH=-lg c(H+),求pH。 命题角度3　稀释酸、碱溶液时pH的变化规律 4.某温度下,将pH和体积均相同的盐酸和CH3COOH溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是(　　) A.稀释前溶液的浓度:c(HCl)<c(CH3COOH) B.溶液中水的电离程度:b点<c点 C.从b点到d点,溶液中c(H+)·c(OH-)逐渐增大 D.在d点和e点均存在:c(H+)>c(酸根阴离子) C 解析:稀释前两溶液的pH相等,由于醋酸是部分电离,则溶液的浓度: c(HCl)<c(CH3COOH),A正确;b点pH小于c点pH,说明c点酸性弱,抑制水的电离程度小,水的电离程度大,故溶液中水的电离程度:b点<c点,B正确;从b点到d点,由于溶液的温度不变,则溶液中c(H+)·c(OH-)(即Kw)不变,C错误;在d点和e点均存在电荷守恒即c(H+)=c(酸根阴离子)+c(OH-),故存在:c(H+)>c (酸根阴离子),D正确。 能力提升 题组1　前沿模拟演练 1.(2025·山东青岛检测)25 ℃时,用0.100 mol·L-1盐酸滴定100 mL等浓度的MOH溶液,混合溶液的pH及pOH水[pOH水=-lgc水(OH-),c水(OH-)为水电离出的OH-的浓度]与滴入盐酸体积的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.25 ℃时,MOH电离常数的数量级为10-4 B.点①溶液中:c(MOH)>c(Cl-)>c(M+) C.点②溶液呈酸性,c(M+)=104c(MOH) D.点③溶液呈中性,c(Cl-)=c(M+) C 解析:在滴定过程中,随着滴入盐酸体积的增加,混合溶液的pH一直减小,水电离的c水(OH-)先增大后减小,pOH水先减小后增大,则图中曲线Ⅰ代表混合溶液pH的变化,曲线Ⅱ代表混合溶液pOH水的变化。0.100 mol·L-1MOH溶液中水电离出的c水(OH-)=10-11.1 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=10-2.9 mol·L-1,据此得Kb==10-4.8,数量级为10-5,A错误;点①溶液中溶质可视为物质的量相等的MOH和MCl,溶液的pH大于7,即MOH的电离程度大于MCl的水解程度,则c(M+)>c(Cl-)>c(MOH),B错误;点②溶液对应的pH=5.2,呈酸性,=104,C正确;点③溶液中溶质可视为MCl和HCl,溶液呈酸性,c(Cl-)>c(M+),D错误。 题组2　高考真题集训 2.(2022·湖北卷)根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,给出质子的能力越强,酸性越强。 已知:N2+NH3══N+N2H4,N2H4+CH3COOH══N2+CH3COO-,下列酸性强弱顺序正确的是(　　) A.N2>N2H4>N B.N2>CH3COOH>N C.NH3>N2H4>CH3COO- D.CH3COOH>N2>N D 解析:根据复分解反应的规律,强酸能制得弱酸,根据酸碱质子理论,给出质子(H+)的物质是酸,则反应N2H4+CH3COOH══N2+CH3COO-中,酸性: CH3COOH>N2,反应N2+NH3══N+N2H4中,酸性:N2>N,故酸性:CH3COOH>N2>N。 3.(1)(2022·湖南卷节选)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=4.6×10-7,=5.0×10-11)。  10 解析:已知H2CO3的=5.0×10-11, 又知c(C)∶c(HC)=1∶2,则有c(H+)=1.0×10-10,故该溶液的pH=10。 (2)(2023·山东卷节选)含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-(常温下,Ka=10-9.24);B(OH)3与NaOH溶液反应可制备硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O。常温下,在0.10 mol·L-1硼砂溶液中,[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-,该水解反应的离子方程式为______________________________________,该溶液的pH=__________。  [B4O5(OH)4]2-+5H2O 2B(OH)3+2[B(OH)4]- 9.24 解析:依据信息“[B4O5(OH)4]2-水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和[B(OH)4]-”,可写出水解反应的离子方程式为[B4O5(OH)4]2-+5H2O 2B(OH)3+2[B(OH)4]-;已知B(OH)3+H2O H++[B(OH)4]-的平衡常数Ka==10-9.24,在硼砂溶液中B(OH)3和[B(OH)4]-浓度相等,故Ka=c(H+),可得c(H+)=10-9.24 mol·L-1,则该溶液的pH=9.24。 $