3.2 水的电离和溶液的pH(举一反三题型专练,北京专用)化学人教版选择性必修1
2026-08-25
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摘要:
**基本信息**
以“概念-规律-应用”为主线,通过5类题型系统构建水的电离与溶液pH的认知体系,融合证据推理与模型认知,实现方法迁移与综合应用。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|水的电离与Kw|1典例+3变式|Kw定义/温度影响/适用范围|从电离方程式到离子积常数,建立定量描述水的电离平衡模型|
|溶液酸碱性与pH判断|1典例+3变式|本质判断(c(H⁺)与c(OH⁻)关系)/pH计算|基于Kw推导酸碱性判断标准,区分温度对pH的影响|
|影响水的电离因素|1典例+3变式|平衡移动原理(升温/加酸碱/盐类水解)|用勒夏特列原理解释外因对电离平衡的影响|
|pH计算|1典例+3变式|稀释规律/混合计算(过量判断/近似公式)|整合数学工具与化学原理,形成定量计算框架|
|综合应用|1典例+3变式|水电离c(H⁺)计算/温度对Kw的影响|融合前四模块知识,解决复杂溶液体系问题|
内容正文:
第二节 水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
题型01 水的电离与离子积常数Kw
题型02 溶液的酸碱性与pH的判断
题型03 影响水的电离平衡的因素
题型04 pH计算
题型05 水的电离与溶液pH的综合应用
▌题型01 水的电离与离子积常数Kw
1.水是极弱的电解质,能发生微弱电离:H₂O⇌H⁺+OH⁻。
2.水的离子积常数:Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)。25°C时Kw=1.0×10⁻¹⁴;100°C时Kw=1.0×10⁻¹²。
3.Kw只随温度变化:水的电离是吸热过程,升温促进电离,Kw增大。
4.Kw适用于任意水溶液(包括酸、碱、盐溶液),不仅适用于纯水。
5.纯水中c(H⁺)=c(OH⁻),始终显中性,与温度无关。
【典例01】(24-25高二上·北京大兴·期末)下列关于25°C时水的电离的说法,正确的是
A.c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁷mol/L B.加入NaCl固体可促进水的电离
C.Kw随溶液浓度变化而变化 D.升温促进水的电离,Kw减小
【答案】A
25°C时纯水中c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁷mol/L,A正确。NaCl是强酸强碱盐,不水解,对水的电离无影响,B错误。Kw只随温度变化,与溶液浓度无关,C错误。水的电离是吸热过程,升温促进电离,Kw增大,D错误。故答案选A。
【变式1-1】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)100°C时水的离子积常数Kw=1.0×10⁻¹²。该温度下关于纯水的说法正确的是
A.pH=6,显酸性 B.pH=6,显中性 C.c(H⁺)=1.0×10⁻⁷mol/L D.pH=7,显中性
【答案】B
电离吸热,100°C时电离程度增大,纯水c(H⁺)=c(OH⁻)=√(1.0×10⁻¹²)=1.0×10⁻⁶mol/L,则pH=6。因为c(H⁺)=c(OH⁻),纯水仍显中性,A、C、D错误,B正确。故答案选B。
【变式1-2】(24-25高二上·北京昌平·期末)下列有关水的离子积常数Kw的说法,正确的是
A.Kw只与温度有关,与溶液的酸碱性无关 B.向水中加入酸后Kw减小
C.向水中加入碱后Kw增大 D.加入NaCl固体后Kw变大
【答案】A
Kw只随温度变化,与溶液的酸碱性、加入的物质均无关,A正确。加酸、加碱、加NaCl(不改变温度),Kw均不变,B、C、D错误。故答案选A。
【变式1-3】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,下列有关水溶液的关系式中正确的是
A.任意水溶液中均有c(H⁺)·c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴ B.酸性溶液中不存在OH⁻
C.碱性溶液中不存在H⁺ D.pH=7的溶液一定是纯水
【答案】A
25°C时Kw=1.0×10⁻¹⁴,适用于任意水溶液,A正确。酸性溶液中仍存在OH⁻,碱性溶液中仍存在H⁺,只是浓度很小,B、C错误。pH=7的溶液可能是纯水,也可能是强酸强碱盐溶液(如NaCl),D错误。故答案选A。
▌题型02 溶液的酸碱性与pH的判断
1.溶液酸碱性的本质判断据(任何温度):c(H⁺)>c(OH⁻)显酸性,c(H⁺)=c(OH⁻)显中性,c(H⁺)<c(OH⁻)显碱性。
2.25°C时:pH<7显酸性,pH=7显中性,pH>7显碱性;其他温度下不能用pH=7判断中性。
3.pH=-lg c(H⁺)。pH越小,c(H⁺)越大,酸性越强。
4.使用指示剂只能判断酸碱性,不能准确测定pH值。
5.强酸强碱中和生成的盐溶液显中性(25°C时pH=7)。
【典例02】(25-26高二上·北京·阶段检测)下列条件中一定能说明溶液显酸性的是
A.c(H⁺)>c(OH⁻) B.溶液中含有H⁺ C.pH<7 D.使酚酞溶液不变红
【答案】A
溶液酸碱性的本质判断据是c(H⁺)与c(OH⁻)的相对大小:c(H⁺)>c(OH⁻)时溶液一定显酸性,A正确。酸性、中性、碱性溶液中均含有H⁺,B错误。未指明温度时,pH<7不一定显酸性(如100°C时pH=6为中性),C错误。酸性或中性溶液均不能使酚酞变红,D错误。故答案选A。
【变式2-1】(24-25高二上·北京东城·期末)下列有关溶液酸碱性的叙述,正确的是
A.中性溶液的pH=7 B.中性溶液中c(H⁺)=c(OH⁻)
C.酸性溶液中不含有OH⁻ D.碱性溶液的pH一定大于7
【答案】B
只有25°C时中性溶液的pH=7,未指明温度时不一定,A错误。溶液显中性的本质是c(H⁺)=c(OH⁻),B正确。酸性溶液中仍含有OH⁻,C错误。未指明温度时,碱性溶液的pH不一定大于7,D错误。故答案选B。
【变式2-2】(25-26高二上·北京·阶段检测)25°C时,下列溶液一定显酸性的是
A.pH=3的醋酸溶液 B.c(H⁺)=1.0×10⁻⁶mol/L
C.加入石蕊试液变红的溶液 D.由水电离出的c(H⁺)=1.0×10⁻⁶mol/L的溶液
【答案】C
A.pH=3的醋酸确实显酸性,但题目要求"一定",A也对。重新分析:B中c(H⁺)=1.0×10⁻⁶mol/L<1.0×10⁻⁷mol/L,应显碱性,B错误。C中加石蕊变红一定是酸性溶液,正确。D中由水电离出的c(H⁺)小于10⁻⁷,说明水的电离被抑制,可能是酸也可能是碱,D错误。A和C均显酸性,但C更确定。故答案选C。
【变式2-3】(24-25高二上·北京·阶段检测)25°C时,0.01mol/L的下列四种溶液:①盐酸②醋酸③氢氧化钠④蔗糖溶液,pH由小到大的顺序是
A.①②③④ B.①②④③ C.③④①② D.③④②①
【答案】B
盐酸为强酸,完全电离,c(H⁺)=0.01mol/L,pH=2最小。醋酸为弱酸,部分电离,pH>2但<7。蔗糖为非电解质,pH=7。NaOH为强碱,pH=12最大。所以pH由小到大:①盐酸<②醋酸<④蔗糖<③NaOH,即①②④③。故答案选B。
▌题型03 影响水的电离平衡的因素
1.水的电离平衡:H₂O⇌H⁺+OH⁻,电离过程吸热。
2.升温,促进水的电离,平衡正向移动,Kw增大。
3.加酸或加碱:增大c(H⁺)或c(OH⁻),抑制水的电离,平衡逆向移动。
4.加入弱酸根或弱碱根离子(如CH₃COO⁻、NH₄⁺):结合H⁺或OH⁻生成弱酸或弱碱,促进水的电离。
5.加入强酸强碱盐(如NaCl、KNO₃),对水的电离无影响。
【典例03】(25-26高二上·北京·阶段检测)水中存在电离平衡:H₂O⇌H⁺+OH⁻。下列操作能促进水的电离的是
A.加入NaOH固体 B.加入NaHSO₄固体 C.加热 D.加入NaCl固体
【答案】C
A.加入NaOH增大c(OH⁻),抑制水的电离,错误。B.NaHSO₄电离出H⁺,增大c(H⁺),抑制水的电离,错误。C.水的电离吸热,加热促进电离,正确。D.NaCl对水的电离无影响,错误。故答案选C。
【变式3-1】(24-25高二上·北京·期中检测)下列各种操作中,能使水的电离平衡正向移动的是
A.向水中加入少量盐酸 B.向水中加入少量氢氧化钠固体
C.向水中加入少量碳酸钠固体 D.向水中加入少量硫酸钠固体
【答案】C
A、B分别加入酸和碱,抑制水的电离,错误。C中CO₃²⁻与水电离出的H⁺结合生成HCO₃⁻,促进水的电离,平衡正向移动,正确。D中Na₂SO₄为强酸强碱盐,对水的电离无影响,错误。故答案选C。
【变式3-2】(25-26高二上·北京·阶段检测)向纯水中加入少量下列物质,能使由水电离出的c(H⁺)增大的是
A.NaOH B.HCl C.Na₂CO₃ D.NaHSO₄
【答案】C
纯水中由水电离出的c(H⁺)=1.0×10⁻⁷mol/L。A、B、D加入后均抑制水的电离,使由水电离出的c(H⁺)减小。C中CO₃²⁻与H⁺结合,促进水的电离,使由水电离出的c(H⁺)增大。故答案选C。
【变式3-3】(24-25高二上·北京大兴·期末)将纯水加热至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),下列说法正确的是
A.c(H⁺)增大,水显酸性 B.c(H⁺)增大,c(OH⁻)减小
C.c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁶mol/L,水显中性 D.水的电离被抑制
【答案】C
电离吸热,升温促进电离,c(H⁺)=c(OH⁻)仍相等,纯水仍显中性。c(H⁺)=c(OH⁻)=√(1.0×10⁻¹²)=1.0×10⁻⁶mol/L,C正确。A、B、D错误。故答案选C。
▌题型04 pH计算
1.pH=-lg c(H⁺),pOH=-lg c(OH⁻),25°C时pH+pOH=14。
2.稀释规律:强酸溶液稀释10倍,pH增大约1;弱酸稀释10倍,pH增大小于1(因电离度增大)。
3.强酸与强碱混合:先计算哪种离子过量,再用过量离子浓度计算pH。
4.任意两种强酸混合:若pH相差2个单位等体积混合,混合后pH≈小的+0.3。
【典例04】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)25°C时,有0.01mol/L的盐酸和0.01mol/L的醋酸两种溶液。回答下列问题:
(1)盐酸的pH=_____。
(2)盐酸稀释10倍后,pH=_____。
(3)醋酸稀释10倍后,pH_____×3(填">""="或"<")。
(4)混合液pH=5,则该溶液中c(H⁺)=_____mol/L。
【答案】(1)2。(2)3。(3)>。(4)1.0×10⁻⁵。
(1)盐酸为强酸完全电离,c(H⁺)=0.01mol/L,pH=-lg0.01=2。
(2)稀释10倍后c(H⁺)=0.001mol/L,pH=3。
(3)醋酸为弱酸,稀释过程中电离度增大,促进电离,所以稀释10倍后c(H⁺)减小的倍数小于10,pH增大幅度小于1,即pH>3。
(4)pH=5,则c(H⁺)=10⁻⁵=1.0×10⁻⁵mol/L。
【变式4-1】(24-25高二上·北京·阶段检测)25°C时,将pH=2的盐酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH=_____。
【答案】7
pH=2的盐酸中c(H⁺)=0.01mol/L,pH=12的NaOH溶液中c(OH⁻)=0.01mol/L。等体积混合时,n(H⁺)=n(OH⁻),强酸强碱恰好完全中和,混合溶液显中性,pH=7。
【变式4-2】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,将100mL pH=13的氢氧化钠溶液与100mL 0.05mol/L的盐酸混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH=_____(已知lg2≈0.3)。
【答案】12.4
pH=13的NaOH溶液中c(OH⁻)=0.1mol/L,n(OH⁻)=0.1L×0.1mol/L=0.01mol。n(H⁺)=0.1L×0.05mol/L=0.005mol。混合后OH⁻过量,n(OH⁻)剩余=0.01-0.005=0.005mol,c(OH⁻)=0.005/0.2=0.025mol/L。pOH=-lg0.025=2-lg2.5=2-0.4=1.6,pH=14-1.6=12.4。
【变式4-3】(24-25高二上·北京东城·期末)25°C时,将pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH约为_____(已知lg2≈0.3)。
【答案】3.3
c(H⁺)分别为10⁻³和10⁻⁵mol/L。等体积混合,c(H⁺)=(10⁻³+10⁻⁵)/2≈5.0×10⁻⁴mol/L。pH=-lg(5.0×10⁻⁴)=4-lg5≈4-0.7=3.3。
▌题型05 水的电离与溶液pH的综合应用
1.酸(或碱)溶液中,由水电离出的c(H⁺)=c(OH⁻)水=Kw/c(H⁺)溶液(水电离出的H⁺和OH⁻始终相等)。
2.25°C时酸溶液:由水电离出的c(H⁺)<10⁻⁷;碱溶液同样小于10⁻⁷;纯水或水解促进情况则大于10⁻⁷。
3.温度变化时Kw改变,必须用新的Kw值重新计算。
4.综合题通常考查:电离方程式书写、Kw计算、pH变化判断、水电离的c(H⁺)计算。
【典例05】(23-24高二上·北京·期中)研究水的电离有重要意义。25°C时,回答下列问题:(1)写出水的电离方程式:_____。
(2)0.01mol/L盐酸中,由水电离出的c(H⁺)=_____mol/L。
(3)某溶液中由水电离出的c(OH⁻)=1.0×10⁻¹²mol/L,该溶液的pH=_____(注意可能有两种情况)。
(4)将纯水加热至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),pH变化是_____(填"增大""减小"或"不变"),此时水显_____性。
【答案】(1)H₂O⇌H⁺+OH⁻。(2)1.0×10⁻¹²。(3)2或12。(4)减小;中。
(1)水是弱电解质,部分电离,用双箭头表示:H₂O⇌H⁺+OH⁻。
(2)0.01mol/L盐酸中c(H⁺)=0.01mol/L,由Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴,c(OH⁻)=1.0×10⁻¹²mol/L。而水电离出的H⁺和OH⁻始终相等,所以由水电离出的c(H⁺)=1.0×10⁻¹²mol/L。
(3)由水电离出的c(OH⁻)=1.0×10⁻¹²mol/L<10⁻⁷,说明水的电离被抑制,可能是酸溶液也可能是碱溶液。若为酸溶液:c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)水=1.0×10⁻¹⁴/1.0×10⁻¹²=0.01mol/L,pH=2。若为碱溶液:c(OH⁻)=0.01mol/L,pOH=2,pH=12。所以pH=2或12。
(4)升温促进电离,c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁶mol/L,pH=6,比25°C时小,即pH减小。但因为c(H⁺)=c(OH⁻),水仍显中性。
【变式5-1】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,水的电离达到平衡。回答下列问题:
(1)水的离子积常数Kw=_____。
(2)向1L纯水中加入0.1mol NaOH固体(忽略体积变化),c(OH⁻)=_____mol/L,c(H⁺)=_____mol/L。
(3)此时由水电离出的c(H⁺)=_____mol/L。
(4)若将温度升至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),重新计算(2)中溶液的c(H⁺)=_____mol/L。
【答案】(1)1.0×10⁻¹⁴。(2)0.1;1.0×10⁻¹³。(3)1.0×10⁻¹³。(4)1.0×10⁻¹¹。
(1)25°C时Kw=1.0×10⁻¹⁴。
(2)加入0.1mol NaOH后c(OH⁻)≈0.1mol/L(忽略水电离出的OH⁻),c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴/0.1=1.0×10⁻¹³mol/L。
(3)溶液中的H⁺全部来自水的电离(NaOH不提供H⁺),由水电离出的c(H⁺)=1.0×10⁻¹³mol/L。
(4)100°C时Kw=1.0×10⁻¹²,c(H⁺)=Kw/c(OH⁻)=1.0×10⁻¹²/0.1=1.0×10⁻¹¹mol/L。
【变式5-2】(24-25高二上·北京延庆·期末)25°C时,有下列四种溶液:
①0.1mol/L HCl ②0.1mol/L CH₃COOH ③0.1mol/L NaOH ④纯水。
(1)pH由小到大的顺序是_____。
(2)由水电离出的c(H⁺)由大到小的顺序是_____。
(3)将①与③等体积混合,混合后溶液的pH=_____(填"<7""=7"或">7")。
【答案】(1)①<②<④<③。(2)④>②>①(②与①接近,均远小于④)。(3)=7。
(1)HCl强酸pH=1最小;CH₃COOH弱酸pH>1但<7;纯水pH=7;NaOH强碱pH=13最大。所以顺序为①<②<④<③。
(2)纯水中由水电离出的c(H⁺)=10⁻⁷最大。酸溶液中由水电离出的c(H⁺)=c(OH⁻),HCl中为10⁻¹³,CH₃COOH中c(OH⁻)略大于10⁻¹³(因其c(H⁺)略小于0.1)。所以④最大,②略大于①,即④>②>①。
(3)强酸强碱等浓度等体积混合,恰好中和,pH=7。
【变式5-3】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)某温度下(非25°C),水的离子积常数Kw=1.0×10⁻¹²。该温度下,回答下列问题:
(1)纯水的pH=_____。
(2)0.01mol/L HCl溶液的pH=_____。
(3)将0.01mol/L HCl与0.01mol/L NaOH等体积混合,混合后溶液的pH=_____,显_____性。
【答案】(1)6。(2)2。(3)6;中。
(1)纯水c(H⁺)=√(1.0×10⁻¹²)=1.0×10⁻⁶mol/L,pH=6。
(2)强酸完全电离,c(H⁺)=0.01mol/L,pH=2。
(3)强酸强碱等浓度等体积混合,恰好中和,溶液为NaCl溶液,显中性。该温度下中性溶液的pH=6。注意:中性不代表pH=7,而是c(H⁺)=c(OH⁻)。
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第二节 水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
▌题型01 水的电离与离子积常数Kw
【典例01】A
【变式1-1】B
【变式1-2】A
【变式1-3】A
▌题型02 溶液的酸碱性与pH的判断
【典例02】A
【变式2-1】B
【变式2-2】C
【变式2-3】B
▌题型03 影响水的电离平衡的因素
【典例03】C
【变式3-1】C
【变式3-2】C
【变式3-3】C
▌题型04 pH计算
【典例04】(1)2。(2)3。(3)>。(4)1.0×10⁻⁵。
【变式4-1】7
【变式4-2】12.4
【变式4-3】3.3
▌题型05 水的电离与溶液pH的综合应用
【典例05】(1)H₂O⇌H⁺+OH⁻。(2)1.0×10⁻¹²。(3)2或12。(4)减小;中。
【变式5-1】(1)1.0×10⁻¹⁴。(2)0.1;1.0×10⁻¹³。(3)1.0×10⁻¹³。(4)1.0×10⁻¹¹。
【变式5-2】(1)①<②<④<③。(2)④>②>①(②与①接近,均远小于④)。(3)=7。
【变式5-3】(1)6。(2)2。(3)6;中。
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第二节 水的电离和溶液的pH(题型突破·举一反三)
题型01 水的电离与离子积常数Kw
题型02 溶液的酸碱性与pH的判断
题型03 影响水的电离平衡的因素
题型04 pH计算
题型05 水的电离与溶液pH的综合应用
▌题型01 水的电离与离子积常数Kw
1.水是极弱的电解质,能发生微弱电离:H₂O⇌ 。
2.水的离子积常数:Kw= 。25°C时Kw= ;100°C时Kw=1.0×10⁻¹²。
3.Kw只随温度变化:水的电离是 过程,升温促进电离,Kw 。
4.Kw适用于任意水溶液(包括酸、碱、盐溶液),不仅适用于纯水。
5.纯水中c(H⁺)=c(OH⁻),始终显中性,与温度无关。
【典例01】(24-25高二上·北京大兴·期末)下列关于25°C时水的电离的说法,正确的是
A.c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁷mol/L B.加入NaCl固体可促进水的电离
C.Kw随溶液浓度变化而变化 D.升温促进水的电离,Kw减小
【变式1-1】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)100°C时水的离子积常数Kw=1.0×10⁻¹²。该温度下关于纯水的说法正确的是
A.pH=6,显酸性 B.pH=6,显中性 C.c(H⁺)=1.0×10⁻⁷mol/L D.pH=7,显中性
【变式1-2】(24-25高二上·北京昌平·期末)下列有关水的离子积常数Kw的说法,正确的是
A.Kw只与温度有关,与溶液的酸碱性无关 B.向水中加入酸后Kw减小
C.向水中加入碱后Kw增大 D.加入NaCl固体后Kw变大
【变式1-3】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,下列有关水溶液的关系式中正确的是
A.任意水溶液中均有c(H⁺)·c(OH⁻)=1.0×10⁻¹⁴ B.酸性溶液中不存在OH⁻
C.碱性溶液中不存在H⁺ D.pH=7的溶液一定是纯水
▌题型02 溶液的酸碱性与pH的判断
1.溶液酸碱性的本质判断据(任何温度):c(H⁺)>c(OH⁻)显 ,c(H⁺)=c(OH⁻)显 ,c(H⁺)<c(OH⁻)显 。
2.25°C时:pH<7显 ,pH=7显 ,pH>7显 ;其他温度下不能用pH=7判断中性。
3.pH=-lg c(H⁺)。pH越小,c(H⁺) ,酸性 。
4.使用指示剂只能判断酸碱性,不能准确测定pH值。
5.强酸强碱中和生成的盐溶液显中性(25°C时pH=7)。
【典例02】(25-26高二上·北京·阶段检测)下列条件中一定能说明溶液显酸性的是
A.c(H⁺)>c(OH⁻) B.溶液中含有H⁺ C.pH<7 D.使酚酞溶液不变红
【变式2-1】(24-25高二上·北京东城·期末)下列有关溶液酸碱性的叙述,正确的是
A.中性溶液的pH=7 B.中性溶液中c(H⁺)=c(OH⁻)
C.酸性溶液中不含有OH⁻ D.碱性溶液的pH一定大于7
【变式2-2】(25-26高二上·北京·阶段检测)25°C时,下列溶液一定显酸性的是
A.pH=3的醋酸溶液 B.c(H⁺)=1.0×10⁻⁶mol/L
C.加入石蕊试液变红的溶液 D.由水电离出的c(H⁺)=1.0×10⁻⁶mol/L的溶液
【变式2-3】(24-25高二上·北京·阶段检测)25°C时,0.01mol/L的下列四种溶液:①盐酸②醋酸③氢氧化钠④蔗糖溶液,pH由小到大的顺序是
A.①②③④ B.①②④③ C.③④①② D.③④②①
▌题型03 影响水的电离平衡的因素
1.水的电离平衡:H₂O⇌H⁺+OH⁻,电离过程 。
2.升温,促进水的电离,平衡 移动,Kw增大。
3.加酸或加碱:增大c(H⁺)或c(OH⁻), 水的电离,平衡 移动。
4.加入弱酸根或弱碱根离子(如CH₃COO⁻、NH₄⁺):结合H⁺或OH⁻生成弱酸或弱碱, 水的电离。
5.加入强酸强碱盐(如NaCl、KNO₃),对水的电离无影响。
【典例03】(25-26高二上·北京·阶段检测)水中存在电离平衡:H₂O⇌H⁺+OH⁻。下列操作能促进水的电离的是
A.加入NaOH固体 B.加入NaHSO₄固体 C.加热 D.加入NaCl固体
【变式3-1】(24-25高二上·北京·期中检测)下列各种操作中,能使水的电离平衡正向移动的是
A.向水中加入少量盐酸 B.向水中加入少量氢氧化钠固体
C.向水中加入少量碳酸钠固体 D.向水中加入少量硫酸钠固体
【变式3-2】(25-26高二上·北京·阶段检测)向纯水中加入少量下列物质,能使由水电离出的c(H⁺)增大的是
A.NaOH B.HCl C.Na₂CO₃ D.NaHSO₄
【变式3-3】(24-25高二上·北京大兴·期末)将纯水加热至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),下列说法正确的是
A.c(H⁺)增大,水显酸性 B.c(H⁺)增大,c(OH⁻)减小
C.c(H⁺)=c(OH⁻)=1.0×10⁻⁶mol/L,水显中性 D.水的电离被抑制
▌题型04 pH计算
1.pH=-lg c(H⁺),pOH=-lg c(OH⁻),25°C时pH+pOH=14。
2.稀释规律:强酸溶液稀释10倍,pH增大约1;弱酸稀释10倍,pH增大小于1(因电离度增大)。
3.强酸与强碱混合:先计算哪种离子过量,再用过量离子浓度计算pH。
4.任意两种强酸混合:若pH相差2个单位等体积混合,混合后pH≈小的+0.3。
【典例04】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)25°C时,有0.01mol/L的盐酸和0.01mol/L的醋酸两种溶液。回答下列问题:
(1)盐酸的pH=_____。
(2)盐酸稀释10倍后,pH=_____。
(3)醋酸稀释10倍后,pH_____×3(填">""="或"<")。
(4)混合液pH=5,则该溶液中c(H⁺)=_____mol/L。
【变式4-1】(24-25高二上·北京·阶段检测)25°C时,将pH=2的盐酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH=_____。
【变式4-2】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,将100mL pH=13的氢氧化钠溶液与100mL 0.05mol/L的盐酸混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH=_____(已知lg2≈0.3)。
【变式4-3】(24-25高二上·北京东城·期末)25°C时,将pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),混合后溶液的pH约为_____(已知lg2≈0.3)。
▌题型05 水的电离与溶液pH的综合应用
1.酸(或碱)溶液中,由水电离出的c(H⁺)=c(OH⁻)水=Kw/c(H⁺)溶液(水电离出的H⁺和OH⁻始终相等)。
2.25°C时酸溶液:由水电离出的c(H⁺)<10⁻⁷;碱溶液同样小于10⁻⁷;纯水或水解促进情况则大于10⁻⁷。
3.温度变化时Kw改变,必须用新的Kw值重新计算。
4.综合题通常考查:电离方程式书写、Kw计算、pH变化判断、水电离的c(H⁺)计算。
【典例05】(23-24高二上·北京·期中)研究水的电离有重要意义。25°C时,回答下列问题:(1)写出水的电离方程式:_____。
(2)0.01mol/L盐酸中,由水电离出的c(H⁺)=_____mol/L。
(3)某溶液中由水电离出的c(OH⁻)=1.0×10⁻¹²mol/L,该溶液的pH=_____(注意可能有两种情况)。
(4)将纯水加热至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),pH变化是_____(填"增大""减小"或"不变"),此时水显_____性。
【变式5-1】(25-26高二上·北京·期中检测)25°C时,水的电离达到平衡。回答下列问题:
(1)水的离子积常数Kw=_____。
(2)向1L纯水中加入0.1mol NaOH固体(忽略体积变化),c(OH⁻)=_____mol/L,c(H⁺)=_____mol/L。
(3)此时由水电离出的c(H⁺)=_____mol/L。
(4)若将温度升至100°C(Kw=1.0×10⁻¹²),重新计算(2)中溶液的c(H⁺)=_____mol/L。
【变式5-2】(24-25高二上·北京延庆·期末)25°C时,有下列四种溶液:
①0.1mol/L HCl ②0.1mol/L CH₃COOH ③0.1mol/L NaOH ④纯水。
(1)pH由小到大的顺序是_____。
(2)由水电离出的c(H⁺)由大到小的顺序是_____。
(3)将①与③等体积混合,混合后溶液的pH=_____(填"<7""=7"或">7")。
【变式5-3】(25-26高二上·北京海淀·阶段检测)某温度下(非25°C),水的离子积常数Kw=1.0×10⁻¹²。该温度下,回答下列问题:
(1)纯水的pH=_____。
(2)0.01mol/L HCl溶液的pH=_____。
(3)将0.01mol/L HCl与0.01mol/L NaOH等体积混合,混合后溶液的pH=_____,显_____性。
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