第31讲 电离平衡 溶液的pH(学用讲义)-【优学精研】2027年高考化学一轮总复习学用Word(提升版)
2026-10-14
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习学案系统覆盖电离平衡、电离常数、溶液pH三大核心考点,按“平衡建立-影响因素-常数计算-酸碱性判断”逻辑构建知识网络,通过填空式梳理、情境化应用问题引导学生自主关联弱电解质电离与水的电离,形成层次分明的认知体系。
特色在于诊断性考向设计与科学思维培养,如弱电解质判断、导电图像分析等分层题目帮助学生自主诊断薄弱点,电离常数计算模型、pH思维模型等方法指导提升解题能力。真题演练与易错辨析结合,助力学生自主反思,教师可依托考向数据实施精准教学,有效培养学生证据推理与模型认知素养。
内容正文:
第31讲 电离平衡 溶液的pH
1.知道弱电解质在水溶液中存在电离平衡,能动态分析电离平衡的移动。
2.理解电离常数、离子积常数的含义,并能进行相关计算。
3.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1 弱电解质的电离平衡
1.电离平衡含义
在一定条件下(如浓度、温度等),当 电离成离子的速率和 的速率相等时,达到电离平衡状态。
2.电离平衡的建立与特征
(1)开始时,v(电离) ,而v(结合)为 。
(2)平衡的建立过程中,v(电离) v(结合)。
(3)当v(电离)=v(结合)时,电离过程达到平衡状态。
3.影响电离平衡的因素
(1)内因:弱电解质本身的性质。
(2)外因——外界条件对电离平衡的影响
温度
温度升高,电离平衡 移动,电离程度
浓度
稀释溶液,电离平衡 移动,电离程度
同离子效应
加入与弱电解质具有相同离子的强电解质,电离平衡 移动,电离程度
化学反应
加入能与弱电解质电离出的离子反应的物质,电离平衡 移动,电离程度
【理解应用】
①H2S溶于水的电离方程式为 。
②向H2S溶液中加入少量CuSO4溶液时,电离平衡向 移动,c(H+) ,c(S2-) 。
③向H2S溶液中加入NaOH固体时,电离平衡向 移动,c(H+) ,c(S2-) 。
④若要增大H2S溶液中c(S2-),最好加入 (答案合理即可)。
考向1 弱电解质的电离平衡
1.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
2.下列说法正确的是( )
A.常温下,0.1 mol·L-1 H3PO4溶液pH约为3.1:H3PO43H++P
B.相同浓度的:①氨水、②NaOH溶液、③Ba(OH)2溶液中,c(H+):②>①>③
C.25 ℃时,向等体积等浓度的氢氟酸(Ka=6.4×10-4)和盐酸中分别加入足量的锌粉充分反应,氢氟酸中产生的氢气体积更大
D.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入1~2滴石蕊溶液,溶液变红色,再向其中加入少量CH3COONa固体,溶液红色变浅,说明CH3COOH是弱电解质
考向2 弱电解质溶液导电图像分析
3.(2026·陕西西安模拟)一定温度下,将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中,溶液的导电能力变化如图所示。下列有关a、b、c三点的说法中正确的是( )
A.醋酸的电离程度由大到小的顺序:b>c>a
B.溶液的pH由大到小的顺序:a>c>b
C.用湿润的pH试纸测量醋酸溶液的pH,测量结果均偏大
D.溶液中的数值不变
4.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
考点2 电离常数和电离度
1.电离常数
(1)概念
在一定条件下,当弱电解质的电离达到平衡时,溶液中弱电解质电离所生成的各种离子浓度的乘积,与溶液中未电离分子的浓度之比是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,用K(弱酸用Ka,弱碱用Kb)表示。
(2)表达式
类别
表达式
一元弱酸HA
根据HAH++A-,可表示为Ka=
一元弱碱BOH
根据BOHB++OH-,可表示为Kb=
多元弱酸
如H2CO3,Ka1= ;Ka2=
(3)特点
【理解应用】
部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸
HCOOH
H2S
H2CO3
HClO
电离平
衡常数
(25 ℃)
Ka=
1.77×10-4
Ka1=
1.1×10-7
Ka2=
1.3×10-13
Ka1=
4.5×10-7
Ka2=
4.7×10-11
Ka=
4.0×10-8
按要求回答下列问题:
①HCOOH、H2S、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 。
②相同浓度的HCOO-、HS-、S2-、HC、C、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为 。
2.电离度
3.电离常数(K电离)与电离度(α)的关系——以一元弱酸HA为例
25 ℃,c mol·L-1的弱酸HA,设电离度为α
HA H+ + A-
起始浓度/
(mol·L-1) c酸 0 0
变化浓度/
(mol·L-1) c酸·α c酸·α c酸·α
平衡浓度/
(mol·L-1) c酸-c酸·α c酸·α c酸·α
电离平衡常数Ka==,由于α很小,可认为1-α≈1
则Ka=c酸·α2,α=(越稀越电离)
则:c(H+)=c酸·α=
易错辨析
(1)H2CO3的电离平衡常数表达式:Ka=。( )
(2)电离常数大的酸溶液中的c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大。( )
(3)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大。( )
(4)相同温度下,向1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小。( )
考向1 电离常数的理解与应用
1.(2026·福建福州模拟)对比观察下表数据,从中获得的有关结论不正确的是( )
25 ℃时酸的Ka
不同温度下CH3COOH的Ka
HNO2
5.6×10-4
0 ℃
1.66×10-5
HClO
4.0×10-8
10 ℃
1.73×10-5
HCN
6.2×10-10
25 ℃
1.75×10-5
A.电离常数Ka与温度有关,但Ka随温度的变化不大
B.根据25 ℃下的电离常数,可判断酸性:HNO2>CH3COOH>HClO>HCN
C.推测常温下可发生反应:NaClO+HCNNaCN+HClO
D.常温下,0.1 mol·L-1的HCN溶液中c(H+)=×10-6 mol·L-1
2.(2026·河南商丘模拟)二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程,某温度下,其电离常数Ka1=2.5×10-4、Ka2=2×10-8。下列说法错误的是( )
A.升高温度后,Ka1、Ka2均增大
B.向H2X溶液中加入少量KHX固体,c(H+)减小
C.该温度下0.1 mol·L-1的H2X溶液中c(H+)≈5×10-3 mol·L-1
D.向H2X溶液中加水稀释过程中,减小
电离常数的应用归纳
比较
举例
判断弱酸(或弱碱)酸性(或碱性)的相对强弱
Ka(HF)>Ka(HClO),
同浓度时的酸性:HF>HClO
判断酸与盐能否反应(强酸制弱酸)
Ka1(H2CO3)>Ka(HClO),NaClO+CO2+H2ONaHCO3+HClO
判断溶液中粒子浓度比值的变化
向NH4Cl溶液中加水稀释时,
的变化:分子分母同乘以c(OH-),可得,该比值只与温度有关,温度不变,比值不变
判断盐溶液的酸性(或碱性)强弱
Ka(HF)>Ka(CH3COOH);盐所对应的酸越弱,盐水解的程度越大,盐的碱性越强;同浓度时的碱性:NaF<CH3COONa
判断酸式盐电离程度和水解程度的相对大小
如H2CO3的Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11,由于Ka2<,NaHCO3的水解程度大于电离程度
考向2 电离常数或电离度的计算
3.25 ℃时,用0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的NaOH溶液,当滴加V mL CH3COOH溶液时,混合溶液的pH=7。已知CH3COOH的电离常数为Ka,忽略混合时引起的溶液体积的变化,下列关系式正确的是( )
A.Ka= B.V=
C.Ka= D.Ka=
4.回答下列问题:
(1)常温下,向a mol·L-1 CH3COONa溶液中滴加等体积的b mol·L-1盐酸使溶液呈中性(不考虑盐酸和醋酸的挥发),醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。
(2)常温下,将a mol·L-1醋酸溶液与b mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在2c(Ba2+)=c(CH3COO-),该混合溶液中醋酸的电离常数Ka= (用含a和b的代数式表示)。
(3)亚硫酸的电离常数为Ka1、Ka2,改变0.1 mol·L-1亚硫酸溶液的pH,其平衡体系中含硫元素微粒物质的量分数δ与pH的关系如图,= 。
考点3 水的电离 溶液的酸碱性
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质,其电离方程式为 或简写为H2OH++OH-。
(2)水的离子积常数
【教材挖掘】
〔人教选择性必修1〕不同温度下水的离子积常数
t/℃
0
10
20
25
40
50
90
100
Kw/10-14
0.115
0.296
0.687
1.01
2.87
5.31
37.1
54.5
某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)= ,该温度下水的离子积常数Kw= 。保持温度不变,向水中逐滴滴入盐酸,使c(H+)=5.0 mol·L-1,则此时溶液中c(OH-)= 。
(3)水的电离平衡的影响因素
项目
平衡
移动
溶液中
c(H+)
溶液中
c(OH-)
pH
溶液的
酸碱性
水的电
离程度
升高温度
右移
增大
增大
减小
中性
增大
加入
酸碱
加酸
左移
加碱
左移
加入
盐
Na2CO3
右移
NH4Cl
右移
(4)计算溶液中水电离的H+或OH-浓度
①当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是由水电离出来的。
②当促进水的电离时(如盐的水解)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是由水电离出来的。
【理解应用】
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。
③ABE形成的区域中的点都呈现 性。
④在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,c水(H+)= mol·L-1。
2.溶液的酸碱性与pH
(1)溶液酸碱性的本质
溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小。
(2)填写下表空格
适用的
温度
25 ℃
各种温度
项目
pH
c(H+)/
(mol·L-1)
c(H+)与c(OH-)
的相对大小
酸性
<
>
c(H+) c(OH-)
中性
=
=
c(H+) c(OH-)
碱性
>
<
c(H+) c(OH-)
(3)溶液的pH
定义式
pH=
溶液的酸碱性
与pH的关系
(常温下)
pH适用范围
pH的取值范围为0~14,即只适用于c(H+)和c(OH-)都较小的稀溶液(<1 mol·L-1)
(4)pH的测定
①pH试纸法
②pH计法:pH计又称酸度计,是一种用来精确测量溶液pH的仪器。测得的溶液pH可以是整数或小数。
③pH传感器法:pH传感器,是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的输出信号的传感器。可全量程测量溶液的酸碱度,自动绘制出溶液的pH曲线。
易错辨析
(1)c(H+)等于10-6 mol·L-1的溶液一定呈现酸性。( )
(2)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。( )
(3)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。( )
(4)可用pH试纸测定次氯酸钠溶液的pH。( )
考向1 水的电离及影响因素
1.水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A.(2026·河南开封模拟)温度升高,水的电离平衡正向移动,c(H+)增大,酸性增强
B.(2026·陕西西安模拟)向水中加入NaHSO4固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C.(2026·江苏徐州模拟)由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)时,溶液一定呈中性
D.(2026·山东青岛模拟)向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,使水的离子积减小
2.水在不同温度下的电离程度不同,pH与pOH的关系如图所示,已知pOH=-lg c(OH-)。下列说法正确的是( )
A.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(b)=Kw(d)
B.T1>T2
C.向b点溶液中加入少量NaOH溶液,可使b点向d点移动
D.在T2温度下,pH=10的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-10mol·L-1
考向2 溶液pH的计算
3.按要求计算下列各题(常温条件下)。
(1)常温下,将0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于 (混合后体积变化忽略不计)。
(2)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 。
(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= 。
(4)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= 。
(5)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 。
溶液pH计算的一般思维模型
考向3 溶液稀释问题探析
4.(2026·六盘山高级中学月考)丙烯酸
(CH2CHCOOH)和硫氰酸(HSCN)是两种一元酸且Ka(HSCN)>Ka(CH2CHCOOH)。室温下,pH为3的两种酸溶液加水稀释,溶液pH变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.L2曲线代表硫氰酸溶液pH与V(H2O)关系
B.a点溶液与等体积pH=9的NaOH溶液中和后得到酸性溶液
C.只要保持温度不变,pH=3的丙烯酸溶液加水稀释过程中c水(H+)·c水(OH-)不变
D.加水无限稀释不能使a点移至c点
5.常温下,将pH均为11,体积均为V0的AOH和BOH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
A.碱性强弱:AOH>BOH
B.水的电离程度:a=b>c
C.稀释相同倍数时:c(A+)<c(B+)
D.中和盐酸的能力:a=b<c
(1)稀释10n倍,强酸强碱的pH变化n,弱酸弱碱的pH变化小于n,即概括为“同倍稀释弱变慢”。
(2)常温下稀释倍数较大时,pH只能接近于7,但不可跨越7的界限,即“无限稀释7为限”。
1.〔高考组合题〕下列说法正确的是( )
A.测定0.01 mol·L-1某酸溶液的pH是否为2,判断该酸是否为强酸
B.室温下,对于1 L 0.1 mol·L-1醋酸溶液,加入少量CH3COONa固体后,溶液的pH降低
C.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
D.分别向0.10 mol·L-1的三氯乙酸和乙酸溶液中加入等量镁条,三氯乙酸溶液中产生气泡的速率更快,所以酸性:三氯乙酸>乙酸
2.(2024·贵州高考12题)硼砂
[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理
B(OH)3+2H2OH3O++ Ka=5.8×10-10;
②lg≈0.38。
下列说法正确的是( )
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
3.〔经典高考〕探究醋酸浓度与电离度(α)关系的步骤如下,与相关步骤对应的操作或叙述正确的是( )
步骤
操作或叙述
A
Ⅰ.用NaOH标准溶液标定醋酸溶液浓度
滴定时应始终注视滴定管中的液面
B
Ⅱ.用标定后的溶液配制不同浓度的醋酸溶液
应使用干燥的容量瓶
C
Ⅲ.测定步骤Ⅱ中所得溶液的pH
应在相同温度下测定
D
Ⅳ.计算不同浓度溶液中醋酸的电离度
计算式为α=
×100%
热点题型13 图像法求解电离常数
计算电离常数的思维方法
(1)根据电离方程式,写出电离常数表达式。
(2)根据题干信息,结合电荷守恒、元素守恒,找出各微粒的浓度,代入表达式即可。
(3)若有图像信息,可选择曲线上特殊点(能准确读出纵、横坐标的数值),确定各微粒的浓度,最后代入平衡常数表达式计算。
一、特殊点法
分析图像,准确判断坐标的含义,依据图像起始点、标注点的pH、pOH、c(H+)、电离度等信息,找出相关粒子浓度或相关粒子浓度间的关系,代入表达式求解。
1.(2026·陕西汉中模拟)甲胺(CH3NH2·H2O)是一元弱碱,性质与一水合氨相似。常温下,用0.1 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1甲胺溶液,测得混合溶液中pH与lg的关系如图。下列说法正确的是( )
A.甲胺的电离方程式:CH3NH2·H2OCH3N+OH-
B.b点时加入盐酸的体积为20.00 mL
C.随着盐酸的加入,溶液中水的电离程度先增大后减小
D.常温下,CH3NH2·H2O的电离平衡常数为10-4.9
二、交点法
结合pH变化过程中相关粒子含量的变化曲线,不同粒子含量曲线相交时,对应粒子浓度相等,根据交点处的pH,可计算出电离常数。
2.已知草酸为二元弱酸:H2C2O4HC2+H+ Ka1,HC2C2+H+ Ka2。常温下,向某浓度的H2C2O4溶液中逐滴加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液中H2C2O4、HC2、C2三种微粒的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
则常温下:
(1)Ka1= 。
(2)Ka2= 。
(3)pH=2.7时,溶液中= 。
三、零点法
根据图像纵、横坐标的含义,找出相关粒子浓度比值为1的点,即比值的对数值为0的点,依据0点对应的pH,进而求算出电离常数。
3.将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
B.曲线N表示pH与lg 的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.Ka2(H2X)的数量级为10-6
提示:完成课后作业 第九章 第31讲
答案
第31讲 电离平衡 溶液的pH
考点1
必备知识
1.弱电解质 离子结合成分子
2.= ≠ (1)最大 0 (2)>
3.(2)向右 增大 向右 增大 向左 减小 向右 增大
理解应用:①H2SH++HS-,HS-H++S2-
②右 增大 减小 ③右 减小 增大 ④NaOH固体
关键能力
1.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。
2.D 常温下,0.1 mol·L-1 H3PO4溶液pH约为3.1,c(H+)=10-3.1 mol·L-1,说明H3PO4是弱酸,在溶液中存在电离平衡,主要以第一步电离为主,其电离方程式为H3PO4H++H2P,A错误;相同浓度时,NH3·H2O为弱碱,因此电离出的c(OH-)最小,Ba(OH)2电离出的c(OH-)最大,c(OH-)的大小顺序为③>②>①,c(H+)的大小顺序为①>②>③,B错误;氢氟酸和盐酸均为一元酸,等体积等浓度的氢氟酸和盐酸的物质的量相等,分别与足量的锌粉充分反应时生成H2的体积相等,C错误;加入少量CH3COONa固体,溶液红色变浅,说明CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,CH3COONa使电离平衡逆向移动,c(H+)减小,红色变浅,说明CH3COOH是弱电解质,D正确。
3.B 冰醋酸中加水稀释,随着水的不断加入,醋酸的浓度不断减小,电离程度不断增大,所以a、b、c三点醋酸的电离程度:a<b<c,A错误;溶液中的导电离子主要来自醋酸电离,所以溶液的导电能力越强,c(H+)越大,现导电能力:b>c>a,则c(H+):b>c>a,a、b、c三点溶液的pH:b<c<a,B正确;若用湿润的pH试纸测量a处pH,则相当于将a处醋酸溶液稀释,c(H+)增大,若用湿润的pH试纸测量c处pH,则相当于将c处醋酸溶液稀释,c(H+)减小,则c(H+)可能增大也可能减小,pH可能偏小也可能偏大,C错误;Ka=⇒=,c(H+)的顺序:b>c>a,溶液中的数值:b>c>a,D错误。
4.D HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·H2O,先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释,所以电导率下降;当HCl被中和完后,继续与CH3COOH反应,生成CH3COONH4,为强电解质,所以电导率增大;HCl与CH3COOH均反应完后,继续滴加弱电解质NH3·H2O,因为溶液被稀释,电导率有下降趋势。
考点2
必备知识
1.(2)
(3)温度 增大 越强 第一步
理解应用:①HCOOH>H2CO3>H2S>HClO ②S2->C>ClO->HS->HC>HCOO-
2.越大 越大
易错辨析
(1)× (2)× (3)× (4)√
关键能力
1.C 根据表格中CH3COOH在不同温度下的Ka值变化,温度升高时Ka略有增大,但变化幅度较小,说明电离常数Ka与温度有关,但Ka随温度的变化不大,A正确;相同温度下,电离常数越大酸性越强,根据25 ℃的Ka值,酸性大小:HNO2>CH3COOH>HClO>HCN,B正确;常温下,HClO的Ka(4.0×10-8)大于HCN的Ka(6.2×10-10),说明HClO酸性强于HCN,根据“强酸制弱酸”规律,HCN无法与NaClO反应生成HClO,故该反应不能发生,C错误;0.1 mol·L-1HCN溶液中,c(H+)== mol·L-1=×10-6 mol·L-1,D正确。
2.D 二元弱酸H2X的电离过程是吸热过程,温度升高,平衡正向移动,Ka1、Ka2均增大,A项正确;H2XHX-+H+,加入KHX,平衡向左移动,c(H+)减小,B项正确;Ka1==2.5×10-4,忽略HX-的电离,c(HX-)≈c(H+),c(H2X)≈0.1 mol·L-1,则c(H+)≈ mol·L-1=5×10-3 mol·L-1,C项正确;加水稀释过程中,H2X的电离程度增大,n(H2X)减小,n(H+)增大,=增大,D项错误。
3.A 根据元素守恒,混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)= mol·L-1,c(Na+)= mol·L-1,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)及c(H+)=c(OH-)可得,c(CH3COO-)=c(Na+)= mol·L-1,则Ka==,则V=,A项正确。
4.(1) (2) (3)105
解析:(1)溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)+c(CH3COO-),元素守恒:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),所以c(CH3COOH)=c(Cl-)= mol·L-1。
CH3COOHCH3COO-+H+
- 10-7
Ka==。(2)溶液中存在电荷守恒:2c(Ba2+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),又c(CH3COO-)=2c(Ba2+)=b mol·L-1,所以c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。
CH3COOHCH3COO-+H+
-b b 10-7
Ka==。(3)当c(H2SO3)=c(HS)时,pH=2,则Ka1(H2SO3)=10-2;当c(S)=c(HS)时,pH=7,则Ka2(H2SO3)=10-7,==105。
考点3
必备知识
1.(1)H2O+H2OH3O++OH- (2)c(H+)·c(OH-) 1×10-14 增大 电解质
教材挖掘:2.0×10-7 mol·L-1 4.0×10-14
8.0×10-15 mol·L-1
(3)增大 减小 减小 酸性 减小 减小 增大 增大
碱性 减小 减小 增大 增大 碱性 增大 增大 减小 减小 酸性 增大
理解应用:①B>C>A=D=E ②D ③碱 ④1×10-10
2.(2)7 10-7 > 7 10-7 = 7 10-7 <
(3)-lg c(H+) 酸 碱
易错辨析
(1)× (2)√ (3)× (4)×
关键能力
1.B 水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,但仍为中性,A错误;NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,B正确;任何溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等,C错误;向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,但水的离子积只随温度的变化而变化,D错误。
2.D 由题图可知,T1温度下水的离子积小于T2温度下水的离子积,b点和d点的温度相同,水的离子积相同,水的离子积:Kw(f)<Kw(b)=Kw(d),A错误;由题图知,T1温度下水的离子积小于T2温度下水的离子积,故T1<T2,B错误;向b点溶液中加入少量NaOH溶液,c(H+)减小,c(OH-)增大,Kw不变,pH增大,pOH减小,则由b点向a点移动,C错误;在T2温度下Kw=(10-7)2=10-14,pH=10的NaOH溶液中c水(H+)=c水(OH-)=1×10-10mol·L-1,D正确。
3.(1)13 (2)0.05 mol·L-1 (3)10 (4)10 (5)1∶4
解析:(1)常温下,将0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,Ba(OH)2过量,则c(OH-)==0.1 mol·L-1,c(H+)==10-13 mol·L-1,混合溶液的pH等于13。(2)c(OH-)=10-2 mol·L-1=,c=5×10-2 mol·L-1。(3)10-14+aVa=10-bVb,==1014-(a+b)=10。(4)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。(5)pH=12的Ba(OH)2溶液中c[Ba(OH)2]=5×10-3 mol·L-1。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]=5×10-3V1 mol,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
4.C 由图像可知,相同pH的两种酸溶液,稀释相同的倍数,L2对应的曲线变化量大,对应物质酸性强,因为Ka(HSCN)>Ka(CH2CHCOOH),所以L2曲线代表硫氰酸溶液pH与V(H2O)关系,A正确;a点为pH=5的HSCN溶液,与等体积pH=9的NaOH溶液反应后,HSCN过量,溶液显酸性,B正确;温度不变,pH=3的丙烯酸溶液加水稀释过程,c(H+)减小,水的电离程度增大,c水(H+)·c水(OH-)增大,C错误;加水无限稀释,pH无限接近7但不会超过7,不能使a点移至c点,D正确。
5.D 由图知当lg=2时,AOH的pH下降了2个单位,故AOH为强碱,同理BOH为弱碱,A正确;碱溶液的碱性越强(即pH越大),溶液中水的电离程度越小,所以水电离程度:a=b>c,B正确;起始溶液中两种离子B+和A+的浓度相同,稀释相同倍数时,弱碱BOH电离程度增大,c(B+)>c(A+),C正确;起始弱碱的浓度比强碱浓度大,等体积的两种溶液,弱碱中和盐酸的能力大,加水稀释,中和盐酸的能力不变,故b=c>a,D不正确。
【真题演练】
1.D 若该酸为一元酸,0.01 mol·L-1某酸溶液的pH=2,可判断为强酸,但某些二元弱酸,在浓度0.01 mol·L-1也可能达到pH=2,故无法判断该酸是否为强酸,A错误;加入少量CH3COONa固体,抑制醋酸的电离,溶液的pH升高,B错误;C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,C错误;三氯乙酸溶液中产生气泡的速率更快,说明溶液中c(H+)更大,可证明酸性:三氯乙酸>乙酸,D正确。
2.B 由题可知,硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3和Na[B(OH)4],但硼砂稀溶液中存在平衡:B(OH)3+2H2OH3O++[B(OH)4]-,且溶液中还存在[B(OH)4]-的水解,故c(Na+)≠c[B(OH)3],A错误;由题给硼酸显酸性的原理可知,硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离,B正确;Ka==5.8×10-10,c(H+)===×10-6 mol·L-1,则pH≈5.62,C错误;B(OH)3的电离平衡常数Ka=5.8×10-10,[B(OH)4]-的水解平衡常数Kh===×10-4,Ka<Kh,电离程度小于水解程度,混合溶液显碱性,D错误。
3.C A项,进行中和滴定时眼睛应始终注视锥形瓶内溶液颜色的变化,错误;B项,配制不同浓度的醋酸溶液时,容量瓶不需要干燥,错误;C项,温度影响醋酸的电离平衡,因此测定步骤Ⅱ中所得溶液的pH时应在相同温度下测定,正确;D项,电离度是指弱电解质在溶液里达到电离平衡时,已电离的电解质分子数占原来总分子数(包括已电离的和未电离的)的百分比,因此醋酸的电离度计算式为α=×100%,错误。
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