3.2 第1课时 水的电离 溶液的pH(Word教参)-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(人教版)
2026-09-14
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教辅
摘要:
本讲义聚焦水的电离平衡及影响因素、水的离子积常数、溶液酸碱性与pH关系、pH计算及酸碱稀释规律等核心知识点,从微观电离原理到宏观酸碱性判断,再到定量pH计算与应用,构建“概念-影响因素-计算-实践”的递进式学习支架。
该资料通过表格对比温度、酸碱对水电离的影响培养科学思维,结合“鉴别弱碱水与蒸馏水”等活动提升科学探究能力,联系人体血液酸碱平衡渗透科学态度。课中辅助教师系统授课,课后题组助力学生巩固知识、查漏补缺。
内容正文:
第1课时 水的电离 溶液的pH
1.了解水的电离平衡及外界条件对水的电离平衡的影响。知道水的离子积常数的表达式及其应用。
2.初步了解溶液的酸碱性与pH的关系,会用pH试纸和pH计等测定溶液的pH。
知识点一 水的电离 水的离子积
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质,能发生电离。
(2)水的电离方程式为H2O+H2O H3O++OH- ,简写为H2OH++OH-。
2.水的离子积
3.影响水电离平衡的因素
(1)分析下列条件的改变对水的电离平衡(H2OH++OH- ΔH>0)的影响,完成下表:
改变条件
平衡移
动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电
离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
(2)影响因素归纳
①因水的电离是吸热过程,故温度升高,会 促进 水的电离,c(H+)、c(OH-)都增大。
②外加酸(或碱),水中c(H+)[或c(OH-)]增大,会抑制水的电离,水的电离程度 减小 。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)升高温度,水的电离平衡右移,溶液中的c(H+)和c(OH-)均增大,但Kw不变。( × )
(2)任何稀水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。( √ )
(3)向水中加入酸抑制水的电离,向水中加入碱促进水的电离。( × )
(4)室温下,0.1 mol·L-1HCl溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液中水的电离程度相等。( √ )
2.(2025·北京第十九中月考)水的电离达到平衡:H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体NaCl,c(H+)不变,Kw不变
C.将水加热,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
解析:B 向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,水的电离平衡逆向移动,A错误;水电离吸热,将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H+)增大,C错误;将水加热,Kw增大,c(H+)增大,D错误。
3.如图表示25 ℃、70 ℃时纯水中c(H+)和c(OH-)的关系。下列说法正确的是( )
A.水的电离是放热的过程
B.水的电离度:α(25 ℃)>α(70 ℃)
C.在70 ℃时,纯水中c(H+)>c(OH-)
D.纯水中的c(H+)随温度的升高而增大
解析:D 升高温度促进水的电离,而升高温度平衡将向吸热反应方向移动,因此水的电离为吸热过程,A错误;升高温度促进水电离,所以α(25 ℃)<α(70 ℃),B错误;升高温度后水中c(H+)增大,但仍然存在c(H+)=c(OH-),C错误,D正确。
4.25 ℃时,下列四种溶液:①c(H+)=1 mol·L-1的醋酸;②0.1 mol·L-1的盐酸;③0.01 mol·L-1的NaOH溶液;④c(OH-)=10-3 mol·L-1的氨水。由水电离出的氢离子浓度之比为( )
A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
解析:A 酸或碱均抑制水的电离,使其电离程度减小,电离产生的c(H+)、c(OH-)减小,①c(H+)=1 mol·L-1的醋酸中,c水(H+)=1 mol·L-1;②0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,则c水(H+)=1 mol·L-1;③0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=1 mol·L-1,则c水(H+)=1 mol·L-1;④c(OH-)=10-3 mol·L-1的氨水中c水(H+)=1 mol·L-1,故四种溶液中水电离产生的c(H+)之比为1∶1∶1∶1=1∶10∶100∶1 000。
特别提醒
①Kw=c(H+)·c(OH-)中,c(H+)、c(OH-)均指整个溶液中所有H+和OH-的总物质的量浓度。25 ℃时,Kw=1.0×1,不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
②酸溶液中,Kw=[c酸(H+)+c水(H+)]·c水(OH-),由于c酸(H+)≫c水(H+),则忽略c水(H+)时可写成Kw=c酸(H+)·c水(OH-),从而可求得c水(H+)=c水(OH-)=。
③碱溶液中,Kw=[c碱(OH-)+c水(OH-)]·c水(H+),由于c碱(OH-)≫c水(OH-),则忽略c水(OH-)时可写成Kw=c碱(OH-)·c水(H+),从而可求得c水(OH-)=c水(H+)=。
④纯水中,水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定相等,即c(H+)=c(OH-)=。
知识点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)分析常温时下列情况中c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势(填“增大”“减小”或“相等”)。
体系
纯水
向纯水中加入少量盐酸
向纯水中加入少量氢氧化钠溶液
c(H+)
1×10-7 mol·L-1
增大
减小
c(OH-)
1×10-7 mol·L-1
减小
增大
c(H+)和
c(OH-)
的大小比较
相等
c(H+)>c(OH-)
c(H+)<c(OH-)
(2)常温下,溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系(填“>”“<”或“=”)
酸性溶液:c(H+) > c(OH-),c(H+)>10-7 mol·L-1;
中性溶液:c(H+) = c(OH-),c(H+)=10-7 mol·L-1;
碱性溶液:c(H+) < c(OH-),c(H+)<10-7 mol·L-1。
2.溶液的pH
(1)概念及意义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH= -lg c(H+) 。pH越大,溶液的碱性 越强 ;pH越小,溶液的酸性 越强 。
(2)常温下,溶液的酸碱性与c(H+)、pH的关系如图所示:
pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液。
(3)适用范围:1.0×1 mol·L-1≤c(H+)≤1.0 mol·L-1的溶液。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)利用pH试纸测定。
pH试纸类型
试纸应用
广泛pH试纸
其pH范围是 1~14 (最常用),可以识别的pH差约为1
精密pH试纸
可以判别0.2或0.3的pH差
专用pH试纸
用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸
使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的 玻璃片或表面皿上 ,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与 标准比色卡 对照,读出pH。
(2)用pH计测量
pH计也叫 酸度计 ,该仪器可精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
4.溶液酸碱性与pH的应用
(1)人体各种体液都有一定的pH,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。
(2)环保领域,酸性或碱性废水的处理常利用中和反应。
(3)农业生产中,各种农作物的生长对土壤的pH范围有一定的要求。
(4)酸碱中和滴定中,溶液pH的变化是判断滴定终点的依据。
【教材挖掘】
教材中介绍了血液的酸碱平衡,指出人体血液中存在平衡:
CO2+H2OH2CO3HC+H+,使血液pH保持在7.35~7.45之间,否则就会发生酸中毒或碱中毒。已知常温下H2CO3的pKa1=6.1,pKa2=10.3。则正常人体血液中 (填“>”“<”或“=”)1。
提示:由电离常数可知,溶液中=,由题意可知,正常人体血液的pH大于7,则由pKa1=6.1可知,溶液中=>1,溶液中碳酸氢根离子浓度大于碳酸分子浓度。
生活或化学实验中要用到溶液,部分溶液需要判断其酸碱性。溶液的pH就是描述溶液酸碱性的一个重要量化指标。
活动1 某品牌瓶装水宣称自己的水是弱碱水,pH为7.35~7.45。如何鉴别该品牌水和蒸馏水?可以用pH试纸测量该品牌水的pH吗?
提示:可以通过蒸馏水和该品牌的水的pH来鉴别二者。蒸馏水应为中性或因为溶解了CO2而显弱酸性。pH试纸只能测量整数,所以应用pH计测量二者的pH。
活动2 室温时,试管里有1 mL 1.0×10-2 mol·L-1盐酸,回答下列问题。
(1)此溶液的pH是多少?此溶液中,由水电离出的c(H+)是多少?
提示:1.0×10-2 mol·L-1盐酸中c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=2。则由水电离出的c(H+)= mol·L-1=1.0×10-12 mol·L-1。
(2)将此溶液加水稀释到100 mL,所得溶液的pH是多少?
提示:将此溶液加水稀释到100 mL,根据稀释公式可知c(H+)=1.0×10-4mol·L-1,pH=-lg c(H+)=4。
(3)将此溶液与9 mL 1.0×10-3 mol·L-1NaOH溶液混合,所得溶液的pH是多少(假设体积可以加和)?
提示:将1 mL 1.0×10-2 mol·L-1盐酸与9 mL 1.0×10-3 mol·L-1 NaOH溶液混合,混合后c(H+)==1×10-4 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=4。
【探究归纳】
溶液pH的计算
(1)单一溶液pH的计算。计算出溶液中c(H+),然后根据pH=-lg c(H+)即求出pH。注意计算碱性溶液中c(H+)要应用水的离子积,即c(H+)=。
(2)混合溶液pH的计算。
①强酸溶液与强酸溶液混合
c混(H+)=,然后再求pH。
②强碱溶液与强碱溶液混合
c混(OH-)=,
c(H+)=,再求pH。
③强酸溶液与强碱溶液混合
酸过量:c混(H+)=,pH=-lg c混(H+);
碱过量:c混(OH-)=,
c(H+)=,pH=-lg c(H+)。
若恰好完全反应,溶液则呈中性。
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸性或碱性。( √ )
(2)0.01 mol·L-1盐酸的pH=2。( √ )
(3)用pH试纸测溶液的pH时,应将试纸用蒸馏水润湿。( × )
(4)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。( × )
(5)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=10。( × )
2.下列水溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1的溶液
C.c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6 mol·L-1的溶液
D.pH=3的酸与pH=11的碱等体积混合后的溶液
解析:C Kw受温度的影响,升高温度,Kw增大,因此pH=7不一定显中性,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1的溶液不一定显中性,A、B错误;判断溶液酸碱性的可靠依据是c(H+)和c(OH-)的相对大小,c(H+)=c(OH-)的溶液显中性,C正确;该选项中的酸、碱不知道是强电解质还是弱电解质,不能判断混合后溶液的酸碱性,D错误。
3.常温下将pH=1的硫酸平均分成两等份,一份加入适量水,另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液,两者pH都增大了1。加入水和NaOH溶液的体积比为( )
A.11∶1 B.10∶1
C.6∶1 D.5∶1
解析:C pH=1的硫酸溶液,假设体积为2 L,平均分成两等份,每份体积为1 L,加水体积为V1 L,加入的NaOH溶液体积为V2 L,pH=2,溶液中的c(H+)=0.01 mol·L-1,则加水:=0.01,加NaOH:=0.01,所以=。
4.已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100 ℃),水的离子积Kw=1.0×10-12,下列说法正确的是( )
A.将pH=5的H2SO4溶液稀释100倍,pH=7
B.0.001 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=3
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与稀盐酸的体积比为2∶9
解析:D 在100 ℃的温度下,水的离子积Kw=1.0×10-12,则中性溶液pH为6,将pH=5的H2SO4溶液稀释100倍,pH无限接近于6,不会大于6,A错误;0.001 mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)为0.002 mol·L-1,则溶液pH=3-lg 2,B错误;0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,恰好完全反应,混合溶液显中性,C错误;将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液的pH=7,混合溶液中c混(OH-)====10-5 mol·L-1,则Ba(OH)2溶液与稀盐酸的体积比为2∶9,D正确。
特别提醒
pH计算的思维流程——按“谁过量就先求谁”的原则,[即酸过量先求c(H+),碱过量先求c(OH-)]进行计算。
知识点三 酸或碱溶液稀释后溶液酸碱性或pH的变化
1.相同pH、相同体积的一元强酸与一元弱酸的比较(完成下面的填空,填“相同”“大”“小”“多”或“少”)
比较
项目
c(H+)
c(酸)
中和碱
的能力
与活泼金
属产生
H2的量
开始与金
属反应的
速率
盐酸
相同
小
小
大
少
多
相同
醋酸
大
(注:一元强碱与一元弱碱的比较规律与以上类似)
2.酸碱溶液稀释时pH的变化图像(不考虑温度的变化)
(1)pH相等(常温)的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
(2)c(浓度)相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
可以看出无论是c相等还是pH相等,加水稀释相同倍数pH变化大的都是强酸或强碱。
(3)酸碱溶液稀释时pH的变化
酸(pH=a)
碱(pH=b)
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
pH<a+n
pH=a+n
pH>b-n
pH=b-n
无限稀释
pH趋向于7(常温下)
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)等浓度的醋酸和盐酸与Zn反应时生成H2的速率:醋酸>盐酸。( × )
(2)中和等体积、等pH的盐酸和醋酸所用的NaOH的物质的量:醋酸=盐酸。( × )
(3)加水稀释两种pH相同的酸溶液,pH变化大的一定是强酸。( × )
(4)1 mol·L-1某一元酸HA溶液的pH≈2,则可推知HA为弱酸。( √ )
2.(2025·云南大理月考)室温下,相同体积、相同pH的氨水和NaOH溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.上面曲线表示氨水稀释过程的pH变化
B.b点的Kw小于c点的
C.与同浓度的盐酸完全反应时,消耗盐酸体积:Va=Vc
D.a、b、c三点溶液的导电能力:a=c>b
解析:A pH相同的强碱和弱碱,加水稀释相同倍数,强碱pH变化大,则上面曲线表示氨水稀释过程的pH变化,下面曲线表示NaOH溶液加水稀释过程的pH变化,A正确;Kw只与温度有关,b、c两点Kw相等,B错误;因为两份溶液的体积相同、pH相同,而一水合氨为弱电解质,只发生部分电离,所以NH3·H2O的总物质的量大于NaOH的总物质的量,稀释过程中溶质总物质的量不变,所以c点消耗盐酸多,C错误;离子浓度越大,导电能力越强,因此导电能力:b>a=c,D错误。
3.(2026·宁夏银川一中期中)常温下,pH=10的X、Y两种碱溶液各1 mL,分别加水稀释到100 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.稀释前,两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B.完全中和X、Y溶液时,消耗同浓度盐酸的体积:VY>VX
C.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
D.X一定是强碱,Y一定是弱碱
解析:B 常温下,pH=10的X、Y两种碱溶液各1 mL,分别加水稀释到100 mL,相对较强的碱溶液的pH变化大,则相同浓度时,X的碱性较强,Y的碱性较弱,所以稀释前,pH相同时,两种碱的物质的量浓度不同,A不正确;Y的碱性弱,则pH相同的X和Y中,Y的物质的量浓度大于X,所以完全中和X、Y溶液时,消耗同浓度盐酸的体积:VY>VX,B正确;稀释后,X溶液的pH小于Y,则X溶液的碱性比Y溶液的碱性弱,C不正确;pH=10的X稀释100倍后,所得溶液的pH=a,而a不一定等于8,所以不能肯定X一定是强碱,但Y一定是弱碱,D不正确。
1.已知100 ℃时,水的离子积常数Kw=10-12。下列对于水的电离平衡移动说法正确的是( )
A.向水中加入硝酸,平衡正向移动
B.向水中加入醋酸钠,平衡逆向移动
C.向水中继续加水,平衡正向移动
D.对水进行降温,平衡逆向移动
解析:D 向水中加入硝酸,c(H+)增大,平衡逆向移动,A错误;向水中加入醋酸钠,醋酸根离子结合了氢离子,c(H+)减小,平衡正向移动,B错误;水的浓度视为常数,平衡不移动,C错误;水的电离为吸热反应,对水进行降温,平衡逆向移动,D正确。
2.(2026·吉林四平实验中学期中)下列关于酸性溶液的叙述正确的是( )
A.pH=6的溶液一定是酸性溶液
B.可能是盐的水溶液
C.酸性溶液可以使酚酞变红
D.溶液中不含OH-
解析:B pH=6的溶液是否为酸性取决于温度,若温度高于25 ℃,pH=6可能为中性,A错误;酸性溶液可能是盐的水溶液,例如NaHSO4溶液显酸性,B正确;酚酞在pH>8.2时变红,而酸性溶液pH<7,无法使酚酞变红,C错误;任何水溶液中均存在OH-,酸性溶液中OH-浓度低但并非不含,D错误。
3.(2026·北京第一零一中学期中)常温下,某水溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,该溶液可能是( )
①NaOH溶液 ②乙醇溶液 ③NaCl溶液
④HCl溶液
A.①④ B.②③
C.①② D.③④
解析:A 常温下,水的电离平衡浓度为c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,如果某溶液中由水电离出来的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,说明水的电离被抑制,溶液可能呈酸性或碱性。②乙醇溶液和③NaCl溶液为中性溶液,①NaOH溶液和④HCl溶液分别为碱溶液和酸溶液。
4.(2026·湖北十堰八校联考)现有常温时pH=1的某强酸溶液10 mL,下列操作(忽略混合后溶液的体积变化)能使溶液的pH变成2的是( )
A.加入10 mL 0.08 mol·L-1的NaOH溶液
B.加入100 mL水进行稀释
C.加水稀释成1 L
D.加入10 mL pH=3的盐酸
解析:A A项,原溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,加入10 mL 0.08 mol·L-1 NaOH溶液,酸过量,则混合溶液中c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,pH=2;B项,稀释后体积110 mL,c(H+)≈0.009 09 mol·L-1,pH≈2.04;C项,稀释至1 L时c(H+)==0.001 mol·L-1,pH=3;D项,混合后c(H+)==0.050 5 mol·L-1,pH≈1.3。
5.下表是不同温度下水的离子积。
T/K
298
T1
T2
水的离子积(Kw)
1×10-14
a
1×10-12
试回答以下问题:
(1)若298<T1<T2,则a > (填“>”“<”或“=”)1×10-14,判断的理由是 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积常数增大 。
(2)298 K时,某Na2SO4溶液中c(S)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)= 1 000∶1(或103∶1) 。
解析:(1)升高温度,水的电离程度变大,Kw变大。
(2)c(S)=5×10-4 mol·L-1,则c(Na+)=2c(S)=1×10-3 mol·L-1,稀释到原溶液体积的10倍,则c(Na+)=1×10-4 mol·L-1。298 K时Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,稀释到原溶液体积的10倍后仍然为1×10-7 mol·L-1,则c(Na+)∶c(OH-)=103∶1。
6.(2026·大庆铁人中学月考)某温度下,纯水电离出的c(H+)=2×10-7 mol·L-1。
(1)该温度下0.1 mol·L-1 NaOH溶液中的水电离的c(H+)= 4×10-13 mol·L-1 。
(2)该温度下,pH=13的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,所得溶液pH值为 12.7 。(lg 2=0.3)
(3)该温度下,等物质的量浓度的NaOH溶液与盐酸按3∶2体积比混合(不考虑混合时的体积变化),所得溶液的pH为12,它们的浓度为 0.2 mol·L-1 。
解析:某温度下,已知纯水电离出的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则Kw=(2×10-7)2=4×10-14。(1)0.1 mol·L-1 NaOH溶液中H+全部是由水电离出来的,溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,则水电离的c(H+)== mol·L-1=4×10-13 mol·L-1。
(2)该温度下,pH=13的NaOH溶液中的c(OH-)=0.4 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中的c(OH-)=0.004 mol·L-1,若将两者以等体积混合,c(OH-)=≈0.2 mol·L-1,c(H+)=2×10-13 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=13-lg 2=12.7。
(3)物质的量浓度相等的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,NaOH有剩余,令二者的浓度为c mol·L-1,则反应后溶液中c(OH-)= mol·L-1= mol·L-1,根据混合后溶液的pH=12,可知反应后溶液中c(OH-)== mol·L-1=0.04 mol·L-1,即=0.04,解得c=0.2,则它们的浓度为0.2 mol·L-1。
题组一 水的电离
1.关于水的电离,下列错误的是( )
A.水的电离方程式:2H2OH3O++OH-
B.升高温度,纯水电离出的c(H+)和c(OH-)浓度增加,但是二者仍然相等
C.25 ℃时水中通入少量HCl,Kw减小
D.水的电离ΔH>0
解析:C Kw只受温度影响,温度不变,Kw不变,C错误。
2.(2026·广东佛山期中)羟胺(NH2OH)在水溶液中的电离方程式为NH2OH+H2ONH3OH++OH-,常温下,向该溶液中加入NaOH固体,下列说法错误的是( )
A.平衡常数K减小 B.c(OH-)增大
C.平衡向左移动 D.水的电离程度减小
解析:A 平衡常数只与温度有关,温度不变则平衡常数K不变,A错误;加入NaOH固体,溶液中OH-浓度增大,B正确;OH-浓度增大使平衡逆向移动,即平衡向左移动,C正确;OH-浓度增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,D正确。
3.(2026·北京顺义区一中期中)已知水的电离方程式:H2OH++OH-。下列叙述正确的是( )
A.升高温度,Kw增大,pH不变
B.向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
C.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,Kw不变
D.向水中加入少量固体CH3COOH,平衡向逆反应方向移动,c(H+)降低
解析:C 水的电离为吸热过程,升高温度,促进水的电离,c(H+)和c(OH-)均增大,Kw增大,pH减小,A错误;向水中加入氨水,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,B错误;向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小,但温度不变,则Kw不变,C正确;向水中加入少量固体CH3COOH,c(H+)增大,平衡向逆反应方向移动,D错误。
题组二 溶液酸碱性
4.某温度时水的离子积常数为1×1,若该温度下某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,则该溶液( )
A.呈碱性 B.呈酸性
C.呈中性 D.c(OH-)=10c(H+)
解析:A 溶液中c(OH-)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性。
5.25 ℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液
C.含有4 g NaOH的1 L溶液
D.c(H+)=1×10-10 mol·L-1的溶液
解析:B A项,c(OH-)=10-3 mol·L-1;B项,c(OH-)=0.12 mol·L-1;C项,c(OH-)=0.1 mol·L-1;D项,c(OH-)=1 mol·L-1。
6.(2026·河南新乡期中)下列有关溶液的酸碱性与pH的说法中,错误的是( )
A.在温度不变时,稀溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大
B.pH<7的溶液,可能呈酸性
C.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈中性
D.将pH试纸直接伸入待测溶液中,测其pH
解析:D 温度不变时,Kw=c(H+)·c(OH-)恒定,因此两者不能同时增大,A正确;pH<7的溶液是否呈酸性需结合温度判断,若在常温下,pH<7为酸性,若温度升高,pH<7仍可能为中性,但选项表述为“可能呈酸性”,存在合理情况,B正确;纯水中H+和OH-浓度始终相等,无论数值如何,溶液均呈中性,C正确;pH试纸直接浸入待测液会污染溶液,正确操作应蘸取少量液体或用玻璃棒点涂,D错误。
题组三 pH的计算
7.(2026·湖南平高教育期中)25 ℃时,40 mL 0.2 mol·L-1 HNO3溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液混合(忽略溶液混合时温度和体积的变化),混合溶液的pH约为( )
已知:lg 2≈0.3、lg 3≈0.5。
A.0.8 B.1.2
C.12.8 D.13.2
解析:B 由题意可知,硝酸溶液与氢氧化钡溶液混合反应,HNO3过量,则混合溶液中的氢离子浓度为c(H+)== mol·L-1,则溶液pH为1-lg 2+lg 3≈1.2。
题组四 酸或碱溶液稀释
8.将NaOH(甲)、NH3·H2O(乙)等物质的量浓度的水溶液加水稀释,下图水电离出的c(H+)与加入水的体积V的关系正确的是( )
解析:D NaOH和NH3·H2O的电离均会抑制水的电离,所以随着加水稀释,溶液中的c(OH-)越来越小,则由水电离出的(H+)=越来越大,但NH3·H2O为弱电解质,物质的量浓度相同时电离出的氢氧根离子较少,对水的电离的抑制作用较弱,水电离出的氢离子浓度更大,D正确。
9.常温下,有100 mL pH=2的两种一元酸x和y,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.x为弱酸,y为强酸
B.随着稀释的进行,y的电离程度减小
C.稀释前x、y的物质的量浓度相等
D.稀释后的x、y分别与足量的锌反应,y放出的氢气多
解析:D 100 mL溶液加水稀释至1 000 mL时,x的pH由2升高到3,说明x为强酸,而稀释后y的pH小于3,说明y为弱酸,结合弱电解质的平衡移动的特点解答该题。由以上分析可知x为强酸,y为弱酸,A错误;y为弱酸,加水稀释促进电离,电离程度增大,B错误;稀释前pH相等,但y为弱酸,y的物质的量浓度应大于x,C错误;等体积、等pH的x、y两种酸溶液中,y的物质的量大,与足量锌反应时,y放出的氢气多,D正确。
10.常温下,关于H2OH++OH- ΔH>0,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,下列说法正确的是( )
A.向纯水中通入HCl(g),由水电离的c(H+)大于10-7 mol·L-1
B.若某溶液中,c(H+)=,则该溶液一定是中性的
C.100 ℃时,0.1 mol·L-1的NaOH溶液的pH=13
D.往纯水中加入NaCl固体,会抑制水的电离
解析:B 向纯水中通入HCl(g),抑制水的电离,则由水电离的c(H+)小于10-7 mol·L-1,A错误;100 ℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-12,0.1 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)== mol·L-1=1×10-11 mol·L-1,则pH=11,C错误;往纯水中加入NaCl固体,对水的电离没有影响,D错误。
11.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)>c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点呈中性
解析:B 只要是水溶液中,都存在c(H+)·c(OH-)=Kw,A正确;XZ连线的斜率是1,存在c(H+)=c(OH-),故XZ线上任意一点都呈中性,在XZ连线的上方,c(H+)<c(OH-),在XZ连线的下方,c(H+)>c(OH-),B错误,D正确;水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则Kw逐渐增大,Z点Kw大于X点,所以T1<T2,C正确。
12.将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示,下列叙述正确的是( )
A.HA为弱酸,且酸性:HA>HB
B.若将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释m、n倍得到溶液的pH相同,则m>n
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH的体积:HA>HB
D.水的电离程度:b=c>a
解析:D pH=3的HA稀释100倍后,lg=2,pH=5,说明HA为强酸,而HB溶液的pH<5,说明HB为弱酸,A错误;HA稀释100倍和HB稀释10 000倍后两溶液的pH相同(均为5),所以m<n,B错误;同体积、同pH的强酸HA、弱酸HB的物质的量浓度:c(HB)>c(HA),则HB消耗的同浓度的NaOH的体积更多,C错误;在两种酸溶液中,H2O的电离都受到抑制,c(H+)越大(即pH越小),酸的电离对水的电离抑制程度就越大,水的电离程度就越小,故水的电离程度:b=c>a,D正确。
13.(2026·河北双滦实验中学期中)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:
(1)图中五点Kw间的关系为 B>C>A=D=E 。
(2)若从A点到D点,可采用的措施是 b (填字母)。
a.升高温度
b.加入少量的盐酸
c.加入少量NaOH(s)
(3)C点对应的温度下,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为 2.4×10-7 mol·L-1 。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6 mol·L-1,该溶液中c(OH-)= 5.76×10-9 mol·L-1。
(4)E点对应的温度下,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为 10∶1 。
(5)B点对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2= 9∶11 。
解析:(1)温度越高水的电离程度越大,Kw越大。温度:A=D=E<C<B,则图中五点Kw间的关系为B>C>A=D=E。
(2)A点和D点的温度相同,但D点的c(H+)比A点大,升高温度不能实现从A点到D点的转化,a不符合题意;加入少量的盐酸,可增大溶液中的c(H+),而溶液的温度不变,所以可实现从A点到D点的转化,b符合题意;加入少量NaOH(s),增大溶液中的c(OH-),不能实现从A点到D点的转化,c不符合题意。
(3)C点对应的温度下,纯水中的c(H+)=c(OH-)为2.4×10-7 mol·L-1。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6 mol·L-1,则由H2SO4电离产生的c(H+)=2×5×10-6 mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=(2.4×10-7)2=5.76×10-14,该溶液中c(OH-)== mol·L-1=5.76×10-9 mol·L-1。
(4)E点对应的温度下,Kw=1×10-14,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,则V(NaOH)×10-5=V(H2SO4)×10-4,V(NaOH)∶V(H2SO4)=10-4∶10-5=10∶1。
(5)B点对应温度下,Kw=1×10-12,所得混合溶液的pH=2,则稀硫酸过量,即=10-2,V1∶V2=9∶11。
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