第02讲 水的电离和溶液的酸碱性(复习讲义)(江苏专用)2027年高考化学一轮复习讲练测
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精品
内容正文:
第02讲 水的电离和溶液的酸碱性
内容导航
01
命题透视·考情前瞻
对标素养,研判高考命题趋势
02
思维建模·脉络梳理
搭建知识框架,构建系统思维
03
考点精讲·靶向突破
拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 水的电离
知识解构 知识点1 水的电离
知识点2 水的离子积常数
考向破译 考向1 水的电离及其影响因素
考向2 依据KW相关的判断与计算
考点二 溶液的酸碱性与pH
知识解构 知识点1 溶液的酸碱性与pH
知识点2 溶液pH的计算
考向破译 考向1 溶液酸碱性的判断
考向2 溶液pH的计算
04
真题溯源·考向感知
溯源真题逻辑,感知高考考向
命题透视·考情前瞻
——对标素养,研判高考命题趋势
考情梳理--五年真题 考向梳理
核心考点
2026年
2025年
2024年
2023年
2022年
水的电离
溶液的酸碱性与pH
江苏卷T11,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.命题规律:
(1)选择题:考查水的电离及影响因素。
(2)非选择题:在化工流程图中考查调节pH的应用,考查电离常数与水解常数及溶度积的综合计算。
2.复习策略:
以化学平衡移动原理及化学平衡常数为抓手,通过有关问题的讨论与分析,从水的电离,理解溶液酸碱性的本质,对于影响水电离的因素,注意与水解离子、活泼金属及电解时电极反应相融合,练习中注意解决以图像或者文字的形式考查的平衡问题,此外注意强弱酸性质对比及溶液混合后酸碱性判断等有关问题的练习。
►复习目标:
1.会书写水的电离平衡表达式,知道水的离子积及其适用范围。
2.能依据水的电离理解溶液酸碱性的实质,判断酸碱混合后溶液的酸碱性。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 水的电离
知●识●解●构
知识点1 水的电离
1.水是极弱的电解质
①水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-简写为 。
②水的电离常数表达式K=。
2.水的电离过程是 。
3.影响水的电离平衡的因素
促进
水的电离
降低c(H+)
①加活泼金属,如钠
②加 盐——如CH3COONa,c(H+)(H2O)<10-7 mol·L-1
③电解K~Al无氧酸盐盐——NaCl+H2O
降低c(OH-)
①加 盐——如NH4Cl,c(H+)(H2O)>10-7 mol·L-1
②电解Zn~Ag最高价含氧酸盐——CuSO4+H2O
同时降低
c(H+)和c(OH-)
①加NH4Ac(了解,不要求记)
②电解 、强碱、活泼金属含氧酸盐水溶液
同时增加c(H+)和c(OH-)
抑制
水的电离
增加c(H+)
加
增加c(OH-)
加 :c(H+)(H2O)=c(OH-)(H2O) 10-7 mol·L-1
同时减少c(H+)和c(OH-)
不影响
c(H+)和c(OH-)不变
加 盐(OH-、H+全由水电离产生为10-7 mol·L-1)
得分速记
①酸、碱溶液中H+、OH-主要来自酸、碱,水本身电离可忽略,但如是极稀的酸、碱则不能忽略。
②相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
③关注酸式盐的特殊性,如硫酸氢钠完全电离,会抑制水的电离,碳酸氢钠以水解为主,呈碱性,促进水的电离。
4.外界条件对水电离平衡的具体影响
体系变化
条件
平移方向
KW
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
逆
不变
减小
减小
增大
NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
水解盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
加入Na
正
不变
增大
增大
减小
(1)给水加热,水的电离程度 ,c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7,但水仍显中性。
(2)酸、碱能 水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H+)[或c(OH-)]>1×10-7 mol·L-1。
得分速记
1、任何情况下,水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
2、在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在Kw的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。
知识点2 水的离子积常数
1.水的离子积常数
(1)Kw表达式:在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,记作Kw= 。
(2)Kw数值:室温下:Kw= ;100℃时:Kw= 。
(3)Kw影响因素:只与 有关,升高温度,Kw 。
(4)Kw适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(5)Kw意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw 。
2.Kw曲线分析
如图两条曲线表示两个不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系图。
①由于水的电离是吸热过程,升高温度 水电离,水的离子积常数增大,所以T>25℃。
②两条曲线上任意点均有Kw=c(H+)·c(OH-)。
③a点和c点溶液:c(H+)=c(OH-),呈 。
④b点溶液:c(H+)>c(OH-),呈 。
⑤d点溶液:c(OH-)>c(H+),呈 。
⑥升高温度不能使a点(中性)变为d点(碱性)。
得分速记
1、水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
2、水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
3、水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(2)酸或碱溶液:酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即==c(OH-),碱溶液中求c(H+),即==c(H+),计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值小的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)可水解的盐溶液:水解的盐促进水的电离,故等于显性离子的浓度,计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值大的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
考●向●破●译
考向1 水的电离及其影响因素
例1水的电离过程为H2O⇌H++OH﹣,在不同温度下其离子积为Kw(25℃)=1.0×10-14,Kw(35℃)=2.1×10-14,则下列叙述正确的是
A.c(H+)随着温度的升高而降低
B.在35℃的纯水中时,c(H+)>c(OH﹣)
C.水的电离常数Kw(25℃)>Kw(35℃)
D.水的电离是一个吸热过程
【变式1·变考法】25 ℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1。下列说法错误的是
A.若为酸溶液,则该溶液的pH为2
B.若为碱溶液,则该溶液中碱电离出的c(OH-)与水电离出的c(OH-)之比为1010
C.若该溶液中的溶质只有一种,该溶质一定是酸或碱
D.S2-在该溶液中可能大量存在
【变式2·变情境】不同温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.T>25℃
B.A点和B点溶液均呈中性
C.25℃时,加入NaHSO4固体,Kw增大
D.25℃时,通入HCl气体,可使溶液由A点变到D点
考向2 依据KW相关的判断与计算
例2(2026·江苏南京市大厂高级中学·二模)室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得10mL 0.1 溶液的pH<7
实验2:向0.1 溶液中通入一定量,测得溶液pH=7.
实验3:向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液,无明显现象。
下列说法正确的是
A.实验1中:
B.根据实验1推测:
C.实验2所得溶液中:
D.实验3所得溶液中:
【变式1】的电离过程为,在不同温度下其离子积常数不同,。则下列关于纯水的叙述不正确的是
A.随着温度升高而升高
B.在时,
C.时水的电离程度小于时水的电离程度
D.水的电离是吸热的
【变式2·变情境】不同温度下水的离子积常数如下表所示,关于0.1 mol·L-1盐酸,下列说法正确的是
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
A.温度降低,溶液的c(OH-)不变
B.温度升高,水的电离程度减小
C.0 ℃时溶液pH值为1
D.100 ℃时,c水(H+)·c水(OH-)=2.97×10-13 mol2·L-2
考点二 溶液的酸碱性与pH
知●识●解●构
知识点1 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液酸碱性
c(H+)与c(OH-)的关系
c(H+)与10-7 mol·L-1的关系
pH与7的关系
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7 mol·L-1
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<1×10-7 mol·L-1
>7
适用条件
任意温度
常温
2.酸、碱混合后溶液酸碱性的判断(常温)
等浓度等体积的
一元酸与一元碱混合的溶液
一元酸
一元碱
混合溶液的pH
规律
强酸
强碱
7
谁强显 性,同强显 性
弱酸
强碱
7
强酸
弱碱
7
pH(酸)+pH(碱)=14的
酸与碱等体积混合的溶液
混合对象
中和结果
规律
强酸、强碱
7
“强”、“强”全反应,溶液呈中性
谁弱谁 ,谁弱显 性
强酸、弱碱
7
弱酸、强碱
7
得分速记
(1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。
(2)pH=7或c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100 ℃时,pH=6的溶液呈中性。
2.pH及其测量
(1)pH
表示方法
适用范围
溶液酸碱性与pH的关系
备注
pH=
稀溶液
(0~14)
pOH=
pH+pOH= (25℃)
(2)pH测量方法
酸碱指示剂
只能判定pH范围
pH试纸法
操作
用镊子夹取一小块试纸放在 或 上,用 的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央,变色后一会儿与 比色卡对照,即可确定溶液的pH
注意事项
使用时不能预先润湿试纸,否则相当于又稀释了待测液,测定结果将比实际pH大(酸性溶液)或小(碱性溶液),但对中性溶液没有影响。
广泛pH试纸也只能确定在某个值左右(对照标准比色卡),无法精确到小数点后1位
pH计测量法
测定较精确,可测定用pH试纸无法测量的溶液,如氯水
得分速记
①使用pH试纸测溶液的pH时,试纸不能用蒸馏水润湿,否则会将溶液进行稀释。
使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
②若需精确测定溶液的pH,则应使用pH计;若测具有漂白性的溶液(如氯水、NaClO溶液)的pH,则不能使用pH试纸,应改用pH计。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下):
知识点2 溶液pH的计算
1.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
②两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
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,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=。
得分速记
稀释规律:酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性。
2.酸碱混合规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)25 ℃时,等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈 ;
②pH之和小于14呈 ;
③pH之和大于14呈 。
考●向●破●译
考向1 溶液酸碱性的判断
例1下列事实不能证明氢氰酸(HCN)是弱酸的是
A.常温下0.1的氢氰酸pH约为4
B.pH=2的HCN溶液稀释100倍,pH约为3.6
C.用一定浓度的HCN溶液做导电实验,灯泡较暗
D.少量NaCN固体可降低镁粉与稀硫酸的反应速率
【变式1】下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液 B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液 D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【变式2·变考法】下列关于溶液酸碱性的说法中,正确的是
A.的溶液一定显酸性
B.的溶液一定显中性
C.的溶液一定显中性
D.不能使酚酞试液变红的溶液一定显酸性
【变式3】下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
考向2 溶液pH的计算
例2下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.在常温下,将mol/L盐酸溶液稀释100倍,所得溶液的pH为8
C.在常温下,当水电离出的为mol/L时,此溶液的pH可能为2或12
D.当pH=11的氢氧化钠溶液和氨水各1mL分别稀释100倍,所得氨水的pH略小
解题妙招
溶液pH的计算
1.溶液pH的计算总原则
①若溶液为酸性,先求c(H+)⇨再求pH=-lg c(H+)。
②若溶液为碱性,先求c(OH-)⇨再求c(H+)=KW/c(OH-)⇨最后求pH。
2.溶液pH计算的一般思维模型
【变式1】温下,下列关于的氨水说法正确的是
A.
B.稀释10倍,变为9
C.和的盐酸等体积混合后,溶液呈酸性
D.加入固体,溶液减小
【变式2·变考法】分离沉淀的关键是控制溶液的。25℃时,向100 mL某浓度的溶液中加入NaOH固体调节,假设溶液中与的浓度总和为c,随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:①;
② 。
下列说法不正确的是
A.M点的坐标为
B.水的电离程度:M点>N点
C.N点的沉淀质量等于P点的沉淀质量
D.时,该溶液中
【变式3】乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实验事实是
A.0.1mol/L乳酸溶液的
B.的乳酸溶液加水稀释10倍后,
C.乳酸溶液能与溶液反应生成
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生多
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·江苏卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
用溶液分别中和等体积的溶液和溶液,消耗的溶液多
酸性:
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
向浓度均为的和混合溶液中滴加少量溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
2.(2024·贵州卷)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
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第02讲 水的电离和溶液的酸碱性
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知识解构
知识点1
水的电离
知识点2
水的离子积常数
考向破译
考向1 水的电离
及其影响因素
考向
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依据KW相关的判断与计算
考点二
溶液的酸碱性与pH
知识解构
知识点1 溶液的酸碱性
与pH
知识点2 溶液pH的计算
考向破译
考向1 溶液酸碱性的判断
考向2
溶液pH的计算
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水的电离
溶液的酸碱性与pH
江苏卷T11,3分
考向解读--洞悉趋势 精准预判
►命题解码:
1.命题规律:
(1)选择题:考查水的电离及影响因素。
(2)非选择题:在化工流程图中考查调节pH的应用,考查电离常数与水解常数及溶度积的综合计算。
2.复习策略:
以化学平衡移动原理及化学平衡常数为抓手,通过有关问题的讨论与分析,从水的电离,理解溶液酸碱性的本质,对于影响水电离的因素,注意与水解离子、活泼金属及电解时电极反应相融合,练习中注意解决以图像或者文字的形式考查的平衡问题,此外注意强弱酸性质对比及溶液混合后酸碱性判断等有关问题的练习。
►复习目标:
1.会书写水的电离平衡表达式,知道水的离子积及其适用范围。
2.能依据水的电离理解溶液酸碱性的实质,判断酸碱混合后溶液的酸碱性。
思维建模·脉络梳理
——搭建知识框架,构建系统思维
考点精讲·靶向突破
——拆解核心考点,归纳解题范式
考点一 水的电离
知●识●解●构
知识点1 水的电离
1.水是极弱的电解质
①水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-简写为H2OH++OH—。
②水的电离常数表达式K=。
2.水的电离过程是吸热过程。
3.影响水的电离平衡的因素
促进
水的电离
降低c(H+)
①加活泼金属,如钠
②加弱酸强碱盐——如CH3COONa,c(H+)(H2O)<10-7 mol·L-1
③电解K~Al无氧酸盐盐——NaCl+H2O
降低c(OH-)
①加强酸弱碱盐——如NH4Cl,c(H+)(H2O)>10-7 mol·L-1
②电解Zn~Ag最高价含氧酸盐——CuSO4+H2O
同时降低
c(H+)和c(OH-)
①加NH4Ac(了解,不要求记)
②电解强酸、强碱、活泼金属含氧酸盐水溶液
同时增加c(H+)和c(OH-)
加热
抑制
水的电离
增加c(H+)
加酸
增加c(OH-)
加碱:c(H+)(H2O)=c(OH-)(H2O)<10-7 mol·L-1
同时减少c(H+)和c(OH-)
降温
不影响
c(H+)和c(OH-)不变
加强酸强碱正盐(OH-、H+全由水电离产生为10-7 mol·L-1)
得分速记
①酸、碱溶液中H+、OH-主要来自酸、碱,水本身电离可忽略,但如是极稀的酸、碱则不能忽略。
②相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
③关注酸式盐的特殊性,如硫酸氢钠完全电离,会抑制水的电离,碳酸氢钠以水解为主,呈碱性,促进水的电离。
4.外界条件对水电离平衡的具体影响
体系变化
条件
平移方向
KW
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
逆
不变
减小
减小
增大
NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
水解盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
加入Na
正
不变
增大
增大
减小
(1)给水加热,水的电离程度增大,c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7,但水仍显中性。
(2)酸、碱能抑制水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H+)[或c(OH-)]>1×10-7 mol·L-1。
得分速记
1、任何情况下,水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
2、在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在Kw的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。
知识点2 水的离子积常数
1.水的离子积常数
(1)Kw表达式:在一定温度下,当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,记作Kw=c(H+)·c(OH-)。
(2)Kw数值:室温下:Kw=1×10-14;100℃时:Kw= 1×10-12 。
(3)Kw影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw增大。
(4)Kw适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(5)Kw意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw不变。
2.Kw曲线分析
如图两条曲线表示两个不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系图。
①由于水的电离是吸热过程,升高温度促进水电离,水的离子积常数增大,所以T>25℃。
②两条曲线上任意点均有Kw=c(H+)·c(OH-)。
③a点和c点溶液:c(H+)=c(OH-),呈中性。
④b点溶液:c(H+)>c(OH-),呈酸性。
⑤d点溶液:c(OH-)>c(H+),呈碱性。
⑥升高温度不能使a点(中性)变为d点(碱性)。
得分速记
1、水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
2、水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故Kw增大,但溶液仍呈中性;对于Kw若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
3、水电离的c(H+)或c(OH-)的计算技巧(25℃时)
(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(2)酸或碱溶液:酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即==c(OH-),碱溶液中求c(H+),即==c(H+),计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值小的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
(3)可水解的盐溶液:水解的盐促进水的电离,故等于显性离子的浓度,计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值大的为水电离的c(H+)或c(OH-)数值。
考●向●破●译
考向1 水的电离及其影响因素
例1水的电离过程为H2O⇌H++OH﹣,在不同温度下其离子积为Kw(25℃)=1.0×10-14,Kw(35℃)=2.1×10-14,则下列叙述正确的是
A.c(H+)随着温度的升高而降低
B.在35℃的纯水中时,c(H+)>c(OH﹣)
C.水的电离常数Kw(25℃)>Kw(35℃)
D.水的电离是一个吸热过程
【答案】D
【解析】A.水的电离为吸热的过程,升高温度,促进水的电离,c(H+)逐渐增大,A错误;
B.纯水为中性物质,说明c(H+)=c(OH﹣),B错误;
C.根据题干信息可知,水的电离常数Kw(25℃)<Kw(35℃),C错误;
D.随着温度升高,水的离子积常数逐渐增大,说明升高温度促进水的电离,则水的电离为吸热过程,D正确;
答案选D。
【变式1·变考法】25 ℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1。下列说法错误的是
A.若为酸溶液,则该溶液的pH为2
B.若为碱溶液,则该溶液中碱电离出的c(OH-)与水电离出的c(OH-)之比为1010
C.若该溶液中的溶质只有一种,该溶质一定是酸或碱
D.S2-在该溶液中可能大量存在
【答案】C
【解析】A项,水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1,溶液中c(H+)==1.0×10-2 mol·L-1,pH=2,正确;B项,由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1,溶液中c(H+)==1.0×10-2 mol·L-1,则该溶液中碱电离出的c(OH-)与水电离出的c(OH-)之比为:1.0×10-2 mol·L-1∶1.0×10-12 mol·L-1=1010,正确;C项,25 ℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1<1.0×10-7 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,可能是酸抑制,也可能是碱抑制,故该溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,若该溶液中的溶质只有一种,该溶质可能是酸或碱,也可能是盐,错误;D项,水电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1的溶液,可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,S2-可存在于碱性溶液中,正确。
【变式2·变情境】不同温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A.T>25℃
B.A点和B点溶液均呈中性
C.25℃时,加入NaHSO4固体,Kw增大
D.25℃时,通入HCl气体,可使溶液由A点变到D点
【答案】C
【分析】水的电离为吸热反应,温度升高会促进水的电离,导致水电离产生c(H+)、c(OH-)增大。由图可知:在温度为T℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=10-12>10-14,所以温度:T>25℃,酸或碱会抑制水的电离,盐的水解会促进水的电离,据此进行解答。
【详解】A.由于在温度为T℃时,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6×10-6=10-12>10-14,所以温度T>25℃, A正确;
B.A点和B点的c(H+)=c(OH-),所以A点和B点溶液均呈中性,B正确;
C.水的离子积常数Kw只与温度有关,与加入的物质无关,故25℃时,加入NaHSO4固体,Kw不变,C错误;
D.25℃时,通入HCl气体,会增大溶液中氢离子浓度,溶液酸性增强,因此可使溶液由A点变到D点,D正确;
故合理选项是C。
考向2 依据KW相关的判断与计算
例2(2026·江苏南京市大厂高级中学·二模)室温下,通过下列实验探究溶液的性质。
实验1:测得10mL 0.1 溶液的pH<7
实验2:向0.1 溶液中通入一定量,测得溶液pH=7.
实验3:向10mL 0.1 溶液中加入等体积0.1 HCl溶液,无明显现象。
下列说法正确的是
A.实验1中:
B.根据实验1推测:
C.实验2所得溶液中:
D.实验3所得溶液中:
【答案】C
【详解】A.实验1中:室温下溶液的pH<7,说明 电离大于水解,则,故A错误;
B.根据实验1,室温下溶液的pH<7,说明电离大于水解,即 ,所以,故B错误;
C.实验2所得溶液pH=7,则根据电荷守恒有,根据物料守恒有,所以,故C正确;
D.根据物料守恒,实验3所得溶液中,故D错误;
选C。
【变式1】的电离过程为,在不同温度下其离子积常数不同,。则下列关于纯水的叙述不正确的是
A.随着温度升高而升高
B.在时,
C.时水的电离程度小于时水的电离程度
D.水的电离是吸热的
【答案】B
【分析】升高温度,Kw增大,可知水电离平衡正向移动。
【详解】A.升高温度,Kw增大,则随着温度升高而升高,故A正确;
B.在时,纯水呈中性, ,故B错误;
C.升高温度,Kw增大, 时水的电离程度小于时水的电离程度,故C正确;
D.升高温度,Kw增大,可知水电离平衡正向移动,则水的电离是吸热的,故D正确;
选B。
【变式2·变情境】不同温度下水的离子积常数如下表所示,关于0.1 mol·L-1盐酸,下列说法正确的是
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
A.温度降低,溶液的c(OH-)不变
B.温度升高,水的电离程度减小
C.0 ℃时溶液pH值为1
D.100 ℃时,c水(H+)·c水(OH-)=2.97×10-13 mol2·L-2
【答案】C
【解析】A项,温度降低,水的电离逆向移动,溶液的c(OH-)减小,错误;B项,温度升高,水的电离程度增大,错误;C项,0 ℃时溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=1,正确;100 ℃,Kw=c(H+)×c水(OH-)=5.45×10-13 mol2·L-2,c(H+)=0.1 mol·L-1,则c水(H+)=c水(OH-)=5.45×10-12 mol·L-1,故c水(H+)×c水(OH-)=2.97×10-23 mol2·L-2,错误。
考点二 溶液的酸碱性与pH
知●识●解●构
知识点1 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液酸碱性
c(H+)与c(OH-)的关系
c(H+)与10-7 mol·L-1的关系
pH与7的关系
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7 mol·L-1
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<1×10-7 mol·L-1
>7
适用条件
任意温度
常温
2.酸、碱混合后溶液酸碱性的判断(常温)
等浓度等体积的
一元酸与一元碱混合的溶液
一元酸
一元碱
混合溶液的pH
规律
强酸
强碱
=7
谁强显谁性,同强显中性
弱酸
强碱
>7
强酸
弱碱
<7
pH(酸)+pH(碱)=14的
酸与碱等体积混合的溶液
混合对象
中和结果
规律
强酸、强碱
=7
“强”、“强”全反应,溶液呈中性
谁弱谁过量,谁弱显谁性
强酸、弱碱
>7
弱酸、强碱
<7
得分速记
(1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。
(2)pH=7或c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100 ℃时,pH=6的溶液呈中性。
2.pH及其测量
(1)pH
表示方法
适用范围
溶液酸碱性与pH的关系
备注
pH=-lgc(H+)
稀溶液
(0~14)
pOH=-lgc(OH-)
pH+pOH=14(25℃)
(2)pH测量方法
酸碱指示剂
只能判定pH范围
pH试纸法
操作
用镊子夹取一小块试纸放在玻璃片或表面皿上,用干燥的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央,变色后一会儿与标准比色卡比色卡对照,即可确定溶液的pH
注意事项
使用时不能预先润湿试纸,否则相当于又稀释了待测液,测定结果将比实际pH大(酸性溶液)或小(碱性溶液),但对中性溶液没有影响。
广泛pH试纸也只能确定在某个值左右(对照标准比色卡),无法精确到小数点后1位
pH计测量法
测定较精确,可测定用pH试纸无法测量的溶液,如氯水
得分速记
①使用pH试纸测溶液的pH时,试纸不能用蒸馏水润湿,否则会将溶液进行稀释。
使用pH试纸测溶液pH时,若先用蒸馏水润湿,测量结果不一定偏小。若先用蒸馏水润湿,相当于将待测液稀释了,若待测液为碱性溶液,则所测结果偏小;若待测液为酸性溶液,则所测结果偏大;若待测液为中性溶液,则所测结果没有误差。
②若需精确测定溶液的pH,则应使用pH计;若测具有漂白性的溶液(如氯水、NaClO溶液)的pH,则不能使用pH试纸,应改用pH计。
3.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下):
知识点2 溶液pH的计算
1.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (nc)。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg (nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=。
②两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混,最后求pH。c(OH-)混=。
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,最后求pH。
c(H+)混或c(OH-)混=。
得分速记
稀释规律:酸、碱溶液稀释相同倍数时,强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大,但不管稀释多少倍,最终都无限接近中性。
2.酸碱混合规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)25 ℃时,等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时)
①pH之和等于14呈 中性 ;
②pH之和小于14呈 酸性 ;
③pH之和大于14呈 碱性 。
考●向●破●译
考向1 溶液酸碱性的判断
例1下列事实不能证明氢氰酸(HCN)是弱酸的是
A.常温下0.1的氢氰酸pH约为4
B.pH=2的HCN溶液稀释100倍,pH约为3.6
C.用一定浓度的HCN溶液做导电实验,灯泡较暗
D.少量NaCN固体可降低镁粉与稀硫酸的反应速率
【答案】C
【详解】A.0.1 mol/L的HCN溶液pH约为4,说明其未完全电离,能证明HCN是弱酸,A不符合题意;
B.稀释后pH变化小于2个单位,说明HCN存在电离平衡,能证明其是弱酸,B不符合题意;
C.导电性弱可能因溶液浓度低或电离度低,无法单独证明HCN是弱酸,C符合题意;
D.加入NaCN降低反应速率,说明CN⁻与H+结合生成HCN,存在电离平衡,能证明HCN是弱酸,D不符合题意;
故选C。
【变式1】下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【答案】B
【详解】A.pH=7的溶液不一定呈中性,如100℃时,水的离子积常数是10-12,pH=6时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,A项错误;
B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L溶液,氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,溶液一定呈中性,B项正确;
C.石蕊的变色范围为5-8,使石蕊试液呈紫色的溶液,常温下溶液可能显酸性、碱性或中性,C项错误;
D.若是强酸强碱反应,则溶液呈中性,若是强酸弱碱反应,溶液呈酸性,若是弱酸强碱反应溶液呈碱性,故酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液,可能呈酸性、中性或碱性,D项错误;
答案选B。
【变式2·变考法】下列关于溶液酸碱性的说法中,正确的是
A.的溶液一定显酸性
B.的溶液一定显中性
C.的溶液一定显中性
D.不能使酚酞试液变红的溶液一定显酸性
【答案】C
【详解】A.常温下,溶液中c(H+)<10-7mol/L是酸性溶液,即常温下的溶液一定显酸性,非常温下就不一定是酸性溶液,A错误;
B.常温下,的溶液一定显中性,非常温下的溶液可能是酸性也可能是碱性,B错误;
C.任何温度下,的溶液一定显中性,C正确;
D.常温下,酚酞的变色范围是8.0-10.0,故不能使酚酞试液变红的溶液不一定显酸性,D错误;
答案为:C。
【变式3】下列说法正确的是
A.常温下pH=2的HCl溶液与pH=12的BOH等体积混合,溶液pH>7, 则BOH为强碱
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,水的电离程度增大
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,若1<pH<2,则证明醋酸为弱酸
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
【答案】C
【解析】A.混合后溶液显碱性,说明BOH过量,则BOH为弱碱,A错误;
B.水是极弱的电解质,将少量稀H2SO4加入水中,抑制水的电离,水的电离程度减小,B错误;
C.稀释pH=1的CH3COOH溶液至10倍,电离平衡正移,大于原溶液的,故1<pH<2,即证明醋酸为弱酸,C正确;
D.温度升高,Kw值增大,100℃时,Kw=10-12,故pH=6的纯水中为中性,D错误;
答案选C。
考向2 溶液pH的计算
例2下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.在常温下,将mol/L盐酸溶液稀释100倍,所得溶液的pH为8
C.在常温下,当水电离出的为mol/L时,此溶液的pH可能为2或12
D.当pH=11的氢氧化钠溶液和氨水各1mL分别稀释100倍,所得氨水的pH略小
【答案】C
【详解】A.纯水在任何温度下都呈中性,A错误;
B.常温下,酸溶液不管稀释多少倍,pH都不会大于7,B错误;
C.在常温下,当水电离出的为mol/L时,有两种可能:(1)溶液呈酸性,则全部由水电离产生,,总浓度为,溶液的pH=2;(2)溶液呈碱性,全部由水电离产生,则溶液的pH=12,C正确;
D.NaOH是强碱,是弱碱,pH相同的氢氧化钠溶液和氨水加水稀释相同倍数,由于氨水中电离平衡右移,使其pH增大程度大于NaOH溶液的增大程度,D错误;
故选C。
解题妙招
溶液pH的计算
1.溶液pH的计算总原则
①若溶液为酸性,先求c(H+)⇨再求pH=-lg c(H+)。
②若溶液为碱性,先求c(OH-)⇨再求c(H+)=KW/c(OH-)⇨最后求pH。
2.溶液pH计算的一般思维模型
【变式1】温下,下列关于的氨水说法正确的是
A.
B.稀释10倍,变为9
C.和的盐酸等体积混合后,溶液呈酸性
D.加入固体,溶液减小
【答案】D
【详解】A.氨水中除了一水合氨电离,还存在水的电离,故c(OH-)>c(),故A项错误;
B.一水合氨是弱电解质,溶液中存在一水合氨的电离平衡,稀释10倍,稀释促进一水合氨电离,氢氧根浓度大于10-5mol/L,9<pH<10,故B项错误;
C.常温下,pH=10的氨水中氢氧根离子浓度和pH =4的盐酸溶液中氢离子浓度相等均等于10-4mol·L-1,氨水不完全电离,则氨水的浓度大于盐酸的浓度,等体积混合后碱过量,溶液呈碱性,故C项错误;
D.加入NH4Cl固体,铵根离子浓度增大,抑制一水合氨的电离,使溶液pH减小,故D项正确;
故本题选D。
【变式2·变考法】分离沉淀的关键是控制溶液的。25℃时,向100 mL某浓度的溶液中加入NaOH固体调节,假设溶液中与的浓度总和为c,随的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。
已知:①;
② 。
下列说法不正确的是
A.M点的坐标为
B.水的电离程度:M点>N点
C.N点的沉淀质量等于P点的沉淀质量
D.时,该溶液中
【答案】D
【分析】与的总和为c,随着pH增大,发生反应:,含Al微粒总浓度下降,随着pH继续增大,发生反应 :含Al微粒总浓度上升;
【详解】A.M点,则,根据,代入得: ,因此,M点坐标为,A正确;
B.M点pH更小,浓度更大,水解促进水的电离;N点pH更大,大部分沉淀,且溶液中浓度更高,抑制水的电离,因此水的电离程度:M点>N点,B正确;
C.溶液中总Al的物质的量固定,关系为: , N点和P点相等,说明相等,因此沉淀中Al的物质的量相等,沉淀质量相等,C正确;
D.若,结合和的表达式: , 令二者相等:,代入数据得: ,取负对数得,即,因此,即时才满足,D错误;
故选D。
【变式3】乳酸(LAC)是一种有机弱酸,可用于制备聚乳酸(PLA)生物可降解性塑料。常温下,不能证明乳酸是弱酸的实验事实是
A.0.1mol/L乳酸溶液的
B.的乳酸溶液加水稀释10倍后,
C.乳酸溶液能与溶液反应生成
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生多
【答案】C
【解析】A.0.1mol/L乳酸溶液的pH为3,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故A不符合题意;
B.pH为3的乳酸溶液加水稀释10倍后,溶液的pH小于4,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故B不符合题意;
C.乳酸溶液能与碳酸钠溶液反应生成二氧化碳说明乳酸的酸性强于碳酸,但不能说明乳酸是弱酸,故C符合题意;
D.等体积等pH的盐酸和乳酸与足量锌粒反应,乳酸产生氢气多,说明乳酸在溶液中部分电离,溶液中存在电离平衡,证明乳酸是弱酸,故D不符合题意;
故选C。
真题溯源·考向感知
——溯源真题逻辑,感知高考考向
1.(2024·江苏卷)室温下,根据下列实验过程及现象,能验证相应实验结论的是
选项
实验过程及现象
实验结论
A
用溶液分别中和等体积的溶液和溶液,消耗的溶液多
酸性:
B
向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀
氧化性:
C
向浓度均为的和混合溶液中滴加少量溶液,振荡,产生白色沉淀
溶度积常数:
D
用pH试纸分别测定溶液和溶液pH,溶液pH大
结合能力:
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.H2SO4是二元酸,CH3COOH是一元酸,通过该实验无法说明H2SO4和CH3COOH酸性的强弱,故A错误;
B.向溶液中滴加几滴溴水,振荡,产生淡黄色沉淀,说明发生反应:,氧化剂的氧化性大于氧化产物,因此氧化性:,故B正确;
C.和均为白色沉淀,无法通过现象确定沉淀种类,无法比较和溶度积常数的大小,故C错误;
D.比较和结合能力,应在相同条件下测定相同浓度溶液和溶液的pH,但题中未明确指出两者浓度相等,故D错误;
故选B。
2.(2024·贵州卷)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
【答案】B
【解析】A.水解生成等物质的量浓度的和,硼酸遇水转换,根据物料守恒,,A错误;
B.根据已知,硼酸遇水转换,其中的H+是由水提供的,B正确;
C.25℃时, ,,,因,,C错误;
D.的电离平衡常数为,的水解平衡常数,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误;
故选B。
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