第9章 第46讲 水的电离和溶液的pH(课件PPT)-【高考领航】2027年高考化学大一轮复习学案
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教辅
摘要:
该高中化学高考复习课件聚焦“水的电离和溶液的pH”专题,覆盖水的电离及离子积常数、溶液酸碱性判断、pH计算等核心考点,依据新课标化学观念要求,通过梳理水电离影响因素、pH计算模型等对接高考评价体系,分析近五年真题中“水电离平衡移动”“混合溶液pH计算”等高频考点(占比约45%),归纳选择、计算等常考题型,体现备考针对性。
课件亮点在于“真题体验+关键能力提升”设计,如以经典高考题“水的电离平衡曲线分析”为例,运用科学思维中的证据推理法,构建“抑制/促进水电离判断”“pH计算三步模型”等突破方法,培养学生分析问题能力。配套限时规范训练含10道选择、2道综合题,教师可据此精准指导,帮助学生掌握答题技巧,高效冲刺高考。
内容正文:
第46讲 水的电离和溶液的pH
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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。
[课标标准]
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1
考点一
2
考点二
栏
目
导
引
3
真题体验
4
限时规范训练
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1.水的电离及离子积常数
考点一
水的电离与水的离子积常数
H2O⥫⥬H++OH-
c(H+)·c(OH-)
1×10-14
不变
增大
稀的电解质溶液
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2.外界条件对水电离平衡的影响
填写外界条件对H2O⥫⥬H++OH- ΔH>0的具体影响。
改变条件 平衡移动
方向 c(OH-) c(H+) Kw 水的电离
程度
通入HCl(g) ______ ______ ______ ______ ______
加入NaOH(s) ______ ______ ______ ______ ______
加入可水
解的盐 Na2CO3(s) ______ ______ ______ ______ ______
NH4Cl(s) ______ ______ ______ ______ ______
逆向
减小
增大
不变
减小
逆向
增大
减小
不变
减小
正向
增大
减小
不变
增大
正向
减小
增大
不变
增大
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改变条件 平衡移动
方向 c(OH-) c(H+) Kw 水的电离
程度
温度 升温 ______ ______ ______ ______ ______
降温 ______ ______ ______ ______ ______
其他,如加入Na ______ ______ ______ ______ ______
正向
增大
增大
增大
增大
逆向
减小
减小
减小
减小
正向
增大
减小
不变
增大
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3.溶液中水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
(1)任何温度,任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总相等。
(2)判断方法:当抑制水的电离时(如酸或碱溶液),溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。当促进水的电离时(如盐的水解),溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
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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)某温度下,若纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)=5×10-8 mol·L-1( )
√
√
×
√
×
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题点1 水的电离及应用
1.(2026·湖北荆门高三月考)一定温度下,水存在H2O⥫⥬H++OH- ΔH>0的平衡。下列叙述正确的是( )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.向水中加入少量硫酸氢钠固体,平衡不移动,Kw不变
B
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解析:B Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,A错误;将水加热,Kw增大,pH减小,B正确;向水中加入少量CH3COONa固体,水的电离平衡正向移动,C错误;NaHSO4在水中电离出H+,c(H+)增大,平衡逆向移动,D错误。
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2.计算室温下,下列溶液中水电离出的cH2O(H+)。
(1)0.01 mol·L-1的盐酸中,cH2O(H+)=________。
(2)0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中,cH2O(H+)=________。
(3)pH=4的亚硫酸溶液中,cH2O(H+)=________。
(4)pH=10的KOH溶液中,cH2O(H+)=________。
(5)pH=4的NH4Cl溶液中,cH2O(H+)=________。
(6)pH=10的CH3COONa溶液中,cH2O(H+)=________。
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答案:(1)1×10-12 mol·L-1
(2)1×10-13 mol·L-1 (3)1×10-10 mol·L-1
(4)1×10-10 mol·L-1 (6)1×10-4 mol·L-1
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题点2 水的电离平衡曲线
3.(2026·江苏徐州高三期中)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
C
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解析:C 升温促进水的电离,升温后溶液不可能由碱性变为中性,A错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出该温度下Kw=1.0×10-14,B错误;加入FeCl3,Fe3+水解使溶液呈酸性,Kw不变,可能引起由b向a的变化,C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,Kw发生变化,故稀释溶液不可能由c到达d点,D错误。
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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
考点二
溶液的酸碱性与pH
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(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 <7 >10-7 c(H+)>c(OH-)
中性 ___7 ___10-7 c(H+)___c(OH-)
碱性 ___7 ___10-7 c(H+)___c(OH-)
=
=
=
>
<
<
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2.溶液的pH及测定方法
(1)关系:pH=_____________________。
(2)范围:0~14(常温下)。
(3)溶液酸碱性与pH的关系
在室温下,存在以下关系:
-lg c(H+)
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(4)测定方法:
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。
②pH计测量法
(5)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=_______________________。
②常温下:pH+pOH=____。
玻璃片
表面皿
标准比色卡
-lg c(OH-)
14
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正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)c(H+)= mol·L-1的溶液一定显中性( )
(2)用pH试纸测得某氯水的pH为5( )
(3)用广泛pH试纸测得醋酸的pH为3.4( )
(4)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=a-1( )
(5)常温下,0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液的pH=13( )
√
×
×
×
√
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题点1 溶液酸碱性的判断
1.已知温度T ℃时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
①a=b ②混合溶液的pH=7 ③混合溶液中c(OH-)=10-7 mol·L-1 ④混合溶液中,c(H+)==c(A-)
A.②③ B.④⑤
C.①④ D.②⑤
B
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解析:B ①酸和碱强弱未知,a=b只能说明酸碱恰好反应,溶液不一定呈中性,错误;②温度未知,pH=7不一定为中性,错误;③温度未知,c(OH-)=10-7 mol·L-1不能判断溶液呈中性,错误;④Kw=c(H+)·c(OH-),当c(H+)=c(OH-)= mol·L-1时,溶液呈中性,正确;⑤溶液中存在电荷守恒,守恒式为c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),当c(B+)=c(A-)时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,正确。
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2.判断常温下,两种溶液混合后溶液的酸碱性(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=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:________。
(6)pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合:________。
答案:(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性
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题点2 溶液pH的计算
3.计算25 ℃时下列溶液的pH,忽略溶液混合时体积的变化。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=________。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=________。
(3)pH=2的盐酸加水稀释到1000倍,溶液的pH=________。
(4)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=________(lg 2≈0.3)。
(5)将0.1 mol·L-1NaOH溶液与0.06 mol·L-1H2SO4溶液等体积混合,溶液的pH=____________________________________。
答案:(1)2 (2)11 (3)5 (4)9.7 (5)2
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4.(2026·河南洛阳高三月考)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HCl溶液Vb L混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则=________。
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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,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n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=5×10-3V1 mol,根据题意有=1×10-3 mol·L-1,V1∶V2=1∶4。
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(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,根据中和反应H++OH-===H2O知,c(OH-)·Va=c(H+)·Vb,=1014-(a+b),又a+b=13,故=10。
答案:(1)10 (2)1∶4 (3)10
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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-)=。
(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。
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①若酸过量:
c混(H+)=
②若碱过量:
c混(OH-)=
最后根据pH=-lg c混(H+),求pH。
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1.(经典高考题)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的醋酸中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
真题
体验
A
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解析:A 极稀的溶液中,H2O电离出的H+不能忽略,故2.0×10-7 mol·L-1的盐酸中,c(H+)>2.0×10-7 mol·L-1,A错误;水的电离是吸热的,升高温度促进水的电离,氢离子浓度和氢氧根离子浓度均增大,pH减小,但氢离子浓度和氢氧根离子浓度仍相等,溶液仍呈中性,B正确;常温下,NaCN溶液呈碱性,说明NaCN是强碱弱酸盐,HCN是弱电解质,C正确;醋酸中加入醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,pH增大,D正确。
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2.(经典高考题)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
解析:C 取浓度相等的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合后pH=12,说明碱过量,剩余的c(OH-)=0.01 mol·L-1,据此列式计算原溶液的浓度。设NaOH和HCl的物质的量浓度均为c,NaOH和HCl溶液以3∶2体积比相混合,体积分别为3V、2V,则c(OH-)==0.01 mol·L-1,解得c=0.05 mol·L-1,C项正确。
C
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3.(经典高考题)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
C
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解析:C 由Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)可知,酸性:HNO2>CH3COOH。pH相同的两种酸溶液稀释相同倍数时,酸性强的pH变化大,所以曲线Ⅱ代表HNO2溶液,A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,B错误;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,C正确;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,D错
误。
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4.(经典高考题)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-1 HR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
B
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解析: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-1 HR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。
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(建议用时:45分钟 满分:50分)
一、选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液一定显碱性的是( )
A.能够使甲基橙呈黄色的溶液
B.pH>7的溶液
C.溶液中:c(H+)<c(OH-)
D.溶液中:c(H+)<1×10-7 mol·L-1
限时规范
训练46
C
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解析:C pH>4.4的溶液使甲基橙呈黄色,溶液不一定显碱性,A错误;若不是常温下,pH>7的溶液不一定显碱性,B错误;c(H+)<c(OH-),溶液一定显碱性,C正确;在较低温度下,Kw<10-14,则当c(H+)<1×10-7 mol·L-1时,溶液不一定显碱性,D错误。
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2.结合水的电离平衡,运用平衡移动原理分析下列说法正确的是( )
A.强酸性溶液中不存在OH-
B.向纯水中加入少量盐酸,c(H+)增大,水的电离程度减小
C.向纯水中加入少量氢氧化钠固体,Kw减小
D.向纯水中加入少量醋酸铵,溶液pH不变,水的电离程度不变
解析:B 纯水或水溶液中,一定同时存在H+和OH-,A错误;向纯水中加入少量盐酸,c(H+)增大,抑制水的电离,故水的电离程度减小,B正确;向纯水中加入少量氢氧化钠固体,Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,C错误;向纯水中加入少量醋酸铵,CH3COO-和N均会水解,促进水的电离,水的电离程度增大,但由于CH3COO-和N的水解程度相当,溶液pH不变,D错误。
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3.(2026·山东临沂高三检测)下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是
( )
A.溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液可能呈中性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中测其pH
解析:D 用pH试纸测溶液pH时,不能把pH试纸直接插入待测溶液中,正确的做法是取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸中央,然后与标准比色卡对照读取数据,D错误。
D
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4.(2026·浙江嘉兴八校联盟高三联考)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
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解析:B 某温度下蒸馏水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则该温度下水的离子积Kw=1×10-12>1×10-14,水的电离是吸热过程,升高温度Kw增大,则该温度高于25 ℃,A正确;c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,该溶液中c(H+)= mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,碱溶液中H+全部来自水的电离,水电离出的OH-与水电离出的H+相等,则由水电离出来的OH-的浓度为1×10-9 mol·L-1,B错误;水的电离方程式为H2OH++OH-,NaOH固体溶于水电离出OH-,OH-的浓度增大,使水的电离平衡逆向移动,即抑制水的电离,C正确;取该溶液加水稀释100倍,溶液中c(OH-)减小,温度不变Kw不变,则c(H+)增大,D正确。
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5.某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9 D.99∶21
解析:B 设稀硫酸的体积为a,NaOH溶液的体积为b,则10-3b-10-4a=10-5(a+b),a∶b=9∶1。
B
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6.(2026·广东东莞高三段考)下列说法不正确的是( )
A.pH>7的溶液不一定呈碱性
B.中和pH和体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
C.相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,c(OH-)相等
D.氨水和盐酸反应后的溶液,若溶液呈中性,则c(Cl-)=
解析:B 没有给出温度,pH>7的溶液不一定呈碱性,A正确;pH相同的氨水和氢氧化钠溶液,氨水的物质的量浓度大,所以中和pH和体积均相等的氨水、氢氧化钠溶液,氨水消耗HCl的物质的量多,B错误;相同温度下,盐酸和醋酸中pH相等时,因为水的离子积常数相等,所以两溶液中的c(OH-)也相等,C正确;混合后溶液中的电荷守恒式为c(H+)+==c(Cl-),D正确。
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7.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-)=
D
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解析:D 根据b点坐标,可知T2温度下水的离子积Kw=(10-7)2=10-14,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,故T1<T2,B错误;b点和d点的温度相同,水的离子积相同,结合上述分析可知,水的离子积:Kw(f)<Kw(b)=Kw(d),A错误;向b点溶液中加入少量NaOH溶液,c(H+)减小,c(OH-)增大,pH增大,pOH减小,
不可能由b点移动到d点,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-)=1×10-10 mol·L-1,D正确。
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8.(2026·浙江杭州高三段考)常温下,下列有关某些溶液的说法不正确的是( )
A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,由水电离产生的c(H+)后者大
B.pH=3的HCl溶液与pH=11的氨水等体积混合,混合后溶液的pH大于7
C.pH=3的盐酸、CH3COOH溶液中,c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.往10 mL pH=3的盐酸中分别加入pH=11的氨水、NaOH溶液至中性,消耗氨水的体积小
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解析:A pH=11的氨水、NaOH溶液中,c(OH-)都为1×10-3 mol·L-1,对水的电离抑制程度相同,cH2O(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,A错误;等体积混合,反应后氨水过量,溶液的pH大于7,B正确;pH=3的盐酸、CH3COOH溶液中,c(H+)相同,c(Cl-)=c(CH3COO-),C正确;氨水浓度较大,与盐酸反应时,消耗氨水的体积较小,D正确。
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9.(2026·四川成都高三段考)化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是( )
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
C.pH=3的醋酸加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的醋酸中加入等体积pH=3的盐酸,醋酸的电离平衡不移动
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解析:A pH均为3的盐酸和醋酸,醋酸浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗醋酸的体积更少,A错误;0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,则稀释后醋酸浓度大于10-5 mol·L-1,盐酸浓度等于10-5 mol·L-1,则醋酸加水体积更少,盐酸加水体积更多,B正确;pH=3的醋酸加水稀释使其体积变为原来的10倍,醋酸电离平衡正向移动,所得溶液c(H+)>10-4 mol·L-1,pH小于4,C正确;向pH=3的醋酸中加入等体积pH=3的盐酸,c(H+)不变,加入瞬间c(CH3COO-)和c(CH3COOH)变为原来的一半,Q=Ka,醋酸的电离平衡不移动,D正确。
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10.(2026·山东济南高三月考)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
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解析:A H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c电离(H2O)=c(OH-)= mol·L-1=10-14 mol·L-1;同理可计算其余溶液中水电离的浓度依次为②为10-13 mol·L-1,③为10-4 mol·L-1,④为10-5 mol·L-1,同温同体积时,物质的量之比等于浓度之比,则物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,A正确。
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二、非选择题:本题共2小题。
11.(8分)水溶液中的离子反应与离子平衡在化学工业上有着重要的应用。回答下列问题:
(1)常温下,将V1 mL 0.3 mol·L-1稀盐酸与V2 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,所得溶液的pH为1,则V1∶V2=________(溶液体积变化忽略不计)。
(2)常温下,将V1 mL pH=3的酸HA溶液与V2 mL pH=11的NaOH溶液混合。下列说法正确的是________(填字母)。
A.若V1=V2,反应后溶液pH一定等于7
B.若反应后溶液呈中性,则混合液中c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mol·L-1
C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2
D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2
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(3)在t ℃(Kw=1×10-12)时,0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液的pH=________。若V1 L该溶液与V2 L pH=1的稀硫酸混合(忽略体积变化),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=________。
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解析:(1)混合后氢离子的浓度为0.1 mol·L-1,则
=0.1 mol·L-1,则V1∶V2=1∶1。(2)当V1=V2,如果HA是弱酸,则酸过量,溶液呈酸性,A错误;若反应后溶液呈中性,则常温下,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,则混合液中c(H+)+c(OH-)=2×10-7 mol·L-1,B正确;若HA为弱酸,HA部分电离,c(HA)>c(NaOH),反应后HA有剩余,则V1小于或等于V2也可使溶液呈酸性,C错误;由C分析可知,溶液要想呈碱性,则一定满足V1<V2,D正确。(3)在t ℃时,Kw=10-12,0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,故c(H+)=10-11 mol·L-1,pH=11;混合前n(OH-)=0.1 mol·L-1×V1 L,n(H+)=0.1 mol·L-1×V2 L,混合后pH=2,故=0.01 mol·L-1,解得。
答案:(1)1∶1 (2)BD (3)11 9∶11
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12.(12分)(2026·江西南昌高三段考)在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是______________________________。
(2)下列说法正确的是________(填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系:
B>A=D
b.在T1温度下,向水中加入少量的NaOH
可实现由A点向D点移动
c.AB线上任意点的溶液均呈中性
d.图中温度T1>T2
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(3)①在T2温度下,浓度为1.0×10-4 mol·L-1的H2SO4溶液中由水电离的c(H+)=________ mol·L-1。
②保持T2温度不变,将pH=2的NaHSO4溶液Va L与pH=11的KOH溶液Vb L混合后溶液pH=6(忽略混合时溶液体积变化),则Va∶Vb=________。
③T1温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的
某BOH溶液中,若水的电离程度分别用
α1、α2表示,则α1________(填“>”“=”
或“<”)α2。
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解析:(1)A点水的离子积为1.0×10-14,B点水的离子积为1.0×10-6×1.0×10-6=1.0×10-12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,水的离子积增大。(2)Kw只和温度有关,温度升高,水的电离程度增大,离子积增大,图中A、B、D三点处Kw的大小关系:B>A=D,a正确;在T1温度下,向水中加入少量的NaOH,氢氧根离子浓度增大,Kw不变,则氢离子浓度减小,不可实现由A点向D点移动,b错误;AB线上任意点的溶液均符合c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,c正确;温度升高水的离子积增大,故图中温度T1<T2,d错误。(3)①在T2温度下,浓度为1.0×10-4 mol·L-1的H2SO4溶液中由水电离
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的c水(H+)=c水(OH-)= mol·L-1=5×10-9 mol·L-1。②保持T2温度不变,将pH=2的NaHSO4溶液(氢离子浓度为0.01 mol·L-1)Va L与pH=11的KOH溶液[氢氧根离子浓度为 mol·L-1=0.1 mol·L-1]Vb L混合后溶液pH=6(忽略混合时溶液体积变化),则溶液显中性,两者恰好反应,0.01×Va=0.1Vb,Va∶Vb=10∶1。③T1温度下,pH=2的HCl溶液中氢离子浓度为0.01 mol·L-1,pH=11的BOH溶液中氢氧根离子浓度为0.001 mol·L-1,酸和碱都会抑制水的电离,由于盐酸中氢离子浓度更大,对水电离抑制作用更大,故α1<α2。
答案:(1)1.0×10-12 水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,水的离子积增大 (2)ac (3)①5×10-9 ②10∶1 ③<
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第46讲 水的电离和溶液的pH
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