专题02 水的电离与溶液pH的计算（重难点讲义）化学沪科版选择性必修1

专题02 水的电离和溶液pH的计算 重难目标 1. 认识水的电离、Kw及其影响因素； 2. 会计算酸、碱、纯水的；分清溶液中的总、水电离出的水； 3. 酸碱抑制水的电离，可水解盐促进水的电离。 4. 酸、碱、盐溶液中，求水电离的氢离子、氢氧根浓度；混合溶液计算； 5. 结合图像判断水的电离程度；区分 “溶液中的H+” 和 “水电离出来的H+”。 考情分析 多为选择题，也常在原理大题里出现；常和弱电解质电离、盐类水解、滴定曲线综合考查；高频考点：判断水的电离程度、Kw计算、计算；常见陷阱：混淆溶液氢离子与水电离的氢离子、忽略温度改变Kw。 一、水的电离 1、水的电离：水是一种极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－ 2、水的电离平衡常数： 因为水的电离极其微弱，在室温下1L纯水(即55.6 mol)只有1×10－7mol H2O电离，电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c(H2O)可以视为常数，上式可表示为：c (H+)·c (OH—)＝K电离·c (H2O)。其中常数K电离与常数c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW，即K W= c(H＋)· c(OH—) 3、水的离子积常数(KW) (1)表达式：KW＝ ，室温时，KW＝ (2)影响因素：KW只受温度影响，由于水的电离是 过程，温度升高，KW 4、外界条件对水的电离平衡的影响 (1)温度(升高温度，促进水的电离)：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向 移动，电离程度增大，c(H＋)和c(OH―)同时 ，KW ，但由于c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，故仍呈 (2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离)：向纯水中加入酸或NaHSO4、碱，由于酸(碱)电离产生的H＋(OH―)，使溶液中c(H＋)或c(OH―)增大，使水的电离平衡 移，水的电离程度 (3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离)：在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于它们能跟水电离出的H＋和OH―结合生成难电离物，使水的电离平衡 移，水的电离程度 (4)加入活泼金属(促进水的电离)：向纯水中加入金属钠，由于活泼金属能与水电离的H＋直接作用，产生氢气， 水的电离 H2OH＋＋OH－　ΔH>0 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 加入HCl(g) 加入NaOH(s) 加入NaHSO4(s) 加入金属Na 5、水的离子积适用范围：KW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，不管是哪种溶液，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等 6、水的离子积表达式的应用：在水溶液中，均存在水的电离平衡，因此在表达式中，c(H＋)、c(OH―)表示整个溶液总物质的量浓度，KW＝c(H＋)溶液·c(OH－)溶液 (1)纯水中：KW＝ (2)酸溶液中：KW＝[c(H＋)酸＋c(H＋)水]·c(OH－)水，由于c(H＋)酸>>c(H＋)水，故忽略水电离出的H＋ 即：KW＝c(H＋)酸·c(OH－)水，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水 (3)碱溶液中：KW＝c(H＋)水·[c(OH－)碱＋c(OH－)水]，由于c(OH－)碱>>c(OH－)水，故忽略水电离出的OH－ 即：KW＝c(H＋)水·c(OH－)碱，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水 注意： ①在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等 ②对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定是水电离出的 ③室温下，由水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)＜10－7 mol·L－1时，可能是加酸或加碱抑制了水的电离 二、溶液的酸碱性与pH 1、溶液的酸碱性 (1)溶液的酸碱性：溶液酸碱性的判断标准是 (2)溶液的酸碱性与c(H＋)和c(OH－)的关系 c(H＋)与c(OH－)相对大小 c(H＋)/mol·L－1的范围(25 ℃) 中性溶液 c(OH－)＝c(H＋) c(H＋)＝1.0×10－7 酸性溶液 c(OH－)<c(H＋) c(H＋)>1.0×10－7 碱性溶液 c(OH－)>c(H＋) c(H＋)<1.0×10－7 (3)溶液的pH与c(H＋)及酸碱性的关系 ①pH的定义：pH是c(H＋)的负对数，其表达式是pH＝ ②pH的意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强 ③溶液酸碱性与pH的关系(常温下)：pH＜7，为 溶液；pH＝7，为中性溶液；pH＞7，为 溶液 ④pH的适用范围：1×10－14 mol·L－1≤c(H＋)≤1 mol·L－1 注意： ①酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质 ②判断溶液的酸碱性不能根据c (H+)和c (OH –)绝对大小，而应比较二者相对大小，不受温度影响 ③溶液的酸碱性也不能根据pH来判断，如：pH=7的溶液不一定为中性溶液，100℃时，pH=6为中性溶液 ④当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，通常用 直接表示 ⑤当c(H＋)或c(OH－)小于或等于1 mol·L－1时，通常用 表示 2、溶液酸碱性的测定方法 (1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围) 指示剂 变色范围(颜色与pH的关系) 石蕊 <5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 酚酞 <8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色 甲基橙 <3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色 (2)利用pH试纸测定 ①使用pH试纸的正确操作：取一小块pH试纸于干燥洁净的 ，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 对照，读出pH ②pH试纸分类 a．广泛pH试纸：其pH范围是 (最常用)，可以识别的pH差约为 ，只能读整数 b．精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值 c．专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸 (3)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，可精确测定试液的pH(读至小数点后2位) 注意： ①使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿 ②pH试纸不能测漂白性的物质的pH(如：氯水、次氯酸盐、浓硝酸)，pH试纸不能测脱水性的物质的pH(如：浓硫酸) 3、pH的应用 (1)医疗上：血液中的pH是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控血液的pH是辅助治疗的重要手段之一 (2)生活中：人们使用的护发素的主要功能也是调节头发的pH，使之达到适宜的酸碱度 (3)环保领域：酸性和碱性废水的处理常利用 反应，处理过程中可利用pH自动测定仪进行检测和控制 (4)农业生产中：各种农作物生长都对土壤的pH范围有一定的要求 (5)科学实验和工农业生产中：溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。如在用于测定酸碱溶液浓度的酸碱中和反应滴定中，溶液pH的变化是判断滴定终点的依据 三、pH的计算 (25 ℃) 1、单一溶液的pH计算 (1)求强酸溶液的pH：已知c mol·L－1 的HnA强酸溶液，则c(H＋)＝nc mol·L－1； (2)求强碱溶液的pH：已知c mol·L－1 B(OH)n强碱溶液，则c(OH－)＝nc mol·L－1；； (求碱溶液pH时注意转换) (3)求一元弱酸溶液的pH (4)求一元弱碱溶液的pH 2、酸碱溶液混合后pH的计算 (1)强酸与强酸混合 (稀溶液体积变化忽略) 两强酸混合：先求混合后的c(H+)混，，然后再求pH 速算规律： pH相差2个单位以上的强酸等体积混合，混合后的pH混==pH小＋0.3 (2)强碱与强碱混合 (稀溶液体积变化忽略) 两强碱混合：先计算，再求，最后求pH 速算规律：pH相差2个单位以上的强碱等体积混合，混合后的pH混 = pH大－0.3 3、强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略) 强酸与强碱溶液混合：根据n(H+)与n(OH－)的相对大小先判断酸、碱的过量情况 ①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7 (25 ℃) ②若酸过量[n(H+)＞n(OH－)]：先求，再求pH ③若碱过量[n(OH－)＞n(H＋)]：先求，再求，最后求pH 4、常温下，酸与碱pH之和为14，等体积混合 (1)若为强酸与强碱，则混合后pH=7 (2)若为强酸与弱碱，则混合后pH>7 (3)若为弱酸与强碱，则混合后pH<7 四、溶液的稀释与pH 1、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 2、酸碱溶液稀释时pH的变化图像 (1)pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图 (2)c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图 注意：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 题型01影响水电离平衡的因素 【典例1】关于水的电离 H2O⇌H++OH-  ΔH>0，下列叙述正确的是 A．升高温度，水的离子积 Kw减小 B．向水中加入少量 NaOH 固体，水的电离程度增大 C．向水中通入 HCl，c(H+) 增大，Kw不变 D．将水加热至 100℃，pH=7，呈中性 【对练1】已知在室温时纯水中存在电离平衡，下列叙述正确的是 A．向水中加入少量NaCl，由水电离出的 B．升高温度，水的电离程度增大，增大，，溶液显酸性 C．向水中通入HCl气体，平衡逆向移动，水的电离受到抑制，降低 D．向水中加入大量水，水浓度增大促进水的电离 【对练2】常温下，下列离子在指定条件下能大量共存的是 A．无色透明溶液中：、、、 B．使酚酞变红的溶液中：、、、 C．加入Na2O2后的溶液中：、、、 D．水电离的的溶液中：、、、 题型02 水的电离平衡图像 【典例2】某温度下的水溶液中，，。与的关系如图所示，下列说法错误的是 A．该温度低于 B．该温度下水的离子积 C．该温度下溶液的 D．向点溶液中加入适量溶液，可实现点向点移动 【对练1】水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是 A．A点温度高于B点温度 B．B点，该液体呈酸性 C．A点温度下，在水中加入少量的酸会抑制水的电离 D．A点温度下，由水电离产生的的溶液中，、、、可能共存 【对练2】水的电离平衡曲线如图所示。在T℃时，向蒸馏水中加入金属Na，保持温度不变，反应后得到对应c点的溶液。下列说法不正确的是 A．T>25℃ B．加入NaOH会抑制水的电离 C．c点对应溶液的pH=10 D．c点溶液中由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol/L 题型03 溶液酸碱性 【典例3】某兴趣小组用甲图所示装置探究常温下分别在饱和碳酸氢钠溶液与水中的溶解情况，并用压强传感器监测实验过程中压强的变化结果如乙图所示。 下列说法错误的是 A．点溶液的 B．由图可知实验室可采用排水法收集 C．产生乙图这种结果是因为抑制了的溶解 D．集气瓶中压强显著增大的原因是加入的液体压缩了体积 【对练1】在溶液中加入溶液时，所得到的溶液呈 A．弱酸性 B．强酸性 C．碱性 D．中性 【对练2】一定条件下，将“”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①～④，①②为快速反应。下列说法不正确的是 ① ② ③ ④ ⑤ A．原料中影响图像中的振幅和周期 B．反应③的离子方程式： C．反应①～④的总方程式为： D．AB段pH下降的原因是反应①②消耗的少而反应③④生成的多 题型04 pH计算综合 【典例4】某温度下水的离子积，在此温度，溶液的pH是 A．13 B．11 C．12 D．14 【对练1】已知：pOH=-lgc(OH-)。某水溶液在T1、T2温度下，pH和pOH的关系如图所示。下列叙述错误的是 A．T2>T1 B．T1下，Kw=1×10-14 C．a点加入Na2SO4，a点向b点移动 D．c点溶液中c(H+)<c(OH-) 【对练2】常温下，下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是 A．将的稀盐酸与的溶液混合，若所得溶液呈中性且，则 B．等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合，所得溶液 C．将的溶液稀释为，所得溶液 D．与的溶液等体积混合，所得溶液 1．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．水电离出的的溶液：、、、 B．澄清透明的溶液：、、、 C．使甲基橙变红的溶液：、、、 D． 的溶液：、、、 2．用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．1 L溶液中含有的数目为 B．常温下，的溶液中数目为 C．1 L 0.1mol/L NaHCO3溶液中含有的原子数目为 D．常温下，的溶液中，由水电离的数目为 3．常温下，某溶液中由水电离出的、浓度的乘积为，则该溶液中一定不能大量存在的离子是 A． B． C． D． 4．已知水的电离平衡如图所示，且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是 A．各点对应的水的离子积： B．df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7 C．向d点纯水中通入少量NaHSO4，其组成由d点沿cde曲线向c点移动 D．加热f点纯水，其组成由f点沿fO直线向O方向迁移 5．室温下，的盐酸和的氢氧化钠溶液以体积比混合，则混合溶液(不考虑溶液混合时体积的变化)的pH为 A．8 B．7.2 C．6 D．6.8 6．常温下，的稀硫酸与的NaOH溶液混合后溶液呈中性，忽略溶液混合时体积的变化。则 A．10∶1 B．1∶10 C．1∶20 D．20∶1 7．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是 A．图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系：E<A<D B．图中三点对应离子积关系：B>C>A C．若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加少量NaOH固体 D．若处在B点所在的温度，将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后，溶液显中性 8．常温下，下列溶液中离子一定能够大量共存的是 A．能使甲基橙试液变红的溶液：、、、 B．水电离出来的的溶液： C．通入足量后的溶液：、、、 D．的溶液：、、、 9．我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”，引起了全球科学界的轰动。下列有关说法正确的是 A．水的离子积常数Kw随温度的升高而增大 B．温度升高，水的电离平衡正向移动，c(H＋)增大，溶液呈酸性 C．向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H＋)增大，Kw增大 D．由水电离出的c(H＋)水电离= c(OH-)水电离 时，溶液一定呈中性 10．我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”，引起了全球科学界的轰动。(室温下，水的离子积，Kw=1×10-14)下列有关说法正确的是 A．室温下，的盐酸溶液中， B．向水中加入固体后(溶液温度不变)，水的电离程度减小 C．温度升高，水的电离平衡正向移动，增大，酸性增强 D．由水电离出的时，溶液一定呈中性 11．室温下，某溶液中水电离出的H＋和OH-的物质的量浓度乘积为1×10-26，该溶液中一定不能大量存在的是 A．Cl- B． C．Na＋ D． 12．关于常温下水的电离平衡，下列叙述正确的是 A．95℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性 B．向水中通入HCl气体，水的电离程度减小，Kw不变 C．加入NaOH固体，抑制水的电离，c(OH-)降低 D．升高温度，Kw增大，溶液仍呈中性，pH不变 13．t℃时，某NaOH稀溶液中，，已知a+b=13。在该温度下，将100 mL 0.1 稀与100 mL 0.4 NaOH溶液混合后(忽略溶液混合后的体积变化)，溶液的pH为 A．12 B．13 C．1 D．2 14．现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL，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．加入的溶液 B．加入水进行稀释 C．加水稀释成 D．加入的盐酸 15．25℃时，pH=13的NaOH溶液与0.05mol/L的溶液按一定比例混合，所得溶液pH=12，(忽略溶液混合导致的体积变化)则NaOH溶液与溶液的体积比为 A．9：11 B．2：9 C．11：9 D．9：2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题02 水的电离和溶液pH的计算 重难目标 1. 认识水的电离、Kw及其影响因素； 2. 会计算酸、碱、纯水的；分清溶液中的总、水电离出的水； 3. 酸碱抑制水的电离，可水解盐促进水的电离。 4. 酸、碱、盐溶液中，求水电离的氢离子、氢氧根浓度；混合溶液计算； 5. 结合图像判断水的电离程度；区分 “溶液中的H+” 和 “水电离出来的H+”。 考情分析 多为选择题，也常在原理大题里出现；常和弱电解质电离、盐类水解、滴定曲线综合考查；高频考点：判断水的电离程度、Kw计算、计算；常见陷阱：混淆溶液氢离子与水电离的氢离子、忽略温度改变Kw。 一、水的电离 1、水的电离：水是一种极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－ 2、水的电离平衡常数： 因为水的电离极其微弱，在室温下1L纯水(即55.6 mol)只有1×10－7mol H2O电离，电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c(H2O)可以视为常数，上式可表示为：c (H+)·c (OH—)＝K电离·c (H2O)。其中常数K电离与常数c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW，即K W= c(H＋)· c(OH—) 3、水的离子积常数(KW) (1)表达式：KW＝c(H＋)·c(OH－)，室温时，KW＝1.0×10－14 (2)影响因素：KW只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，KW增大 4、外界条件对水的电离平衡的影响 (1)温度(升高温度，促进水的电离)：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向右移动，电离程度增大，c(H＋)和c(OH―)同时增大，KW增大，但由于c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，故仍呈中性 (2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离)：向纯水中加入酸或NaHSO4、碱，由于酸(碱)电离产生的H＋(OH―)，使溶液中c(H＋)或c(OH―)增大，使水的电离平衡左移，水的电离程度减小 (3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离)：在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于它们能跟水电离出的H＋和OH―结合生成难电离物，使水的电离平衡右移，水的电离程度增大 (4)加入活泼金属(促进水的电离)：向纯水中加入金属钠，由于活泼金属能与水电离的H＋直接作用，产生氢气，促进水的电离 H2OH＋＋OH－　ΔH>0 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 加入金属Na 右移 减小 增大 增大 不变 5、水的离子积适用范围：KW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，不管是哪种溶液，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等 6、水的离子积表达式的应用：在水溶液中，均存在水的电离平衡，因此在表达式中，c(H＋)、c(OH―)表示整个溶液总物质的量浓度，KW＝c(H＋)溶液·c(OH－)溶液 (1)纯水中：KW＝c(H＋)水·c(OH－)水 (2)酸溶液中：KW＝[c(H＋)酸＋c(H＋)水]·c(OH－)水，由于c(H＋)酸>>c(H＋)水，故忽略水电离出的H＋ 即：KW＝c(H＋)酸·c(OH－)水，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水 (3)碱溶液中：KW＝c(H＋)水·[c(OH－)碱＋c(OH－)水]，由于c(OH－)碱>>c(OH－)水，故忽略水电离出的OH－ 即：KW＝c(H＋)水·c(OH－)碱，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水 注意： ①在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等 ②对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定是水电离出的 ③室温下，由水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)＜10－7 mol·L－1时，可能是加酸或加碱抑制了水的电离 二、溶液的酸碱性与pH 1、溶液的酸碱性 (1)溶液的酸碱性：溶液酸碱性的判断标准是溶液中c(H＋)与c(OH－)的相对大小 (2)溶液的酸碱性与c(H＋)和c(OH－)的关系 c(H＋)与c(OH－)相对大小 c(H＋)/mol·L－1的范围(25 ℃) 中性溶液 c(OH－)＝c(H＋) c(H＋)＝1.0×10－7 酸性溶液 c(OH－)<c(H＋) c(H＋)>1.0×10－7 碱性溶液 c(OH－)>c(H＋) c(H＋)<1.0×10－7 (3)溶液的pH与c(H＋)及酸碱性的关系 ①pH的定义：pH是c(H＋)的负对数，其表达式是pH＝－lg c(H＋) ②pH的意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强 ③溶液酸碱性与pH的关系(常温下)：pH＜7，为酸性溶液；pH＝7，为中性溶液；pH＞7，为碱性溶液 ④pH的适用范围：1×10－14 mol·L－1≤c(H＋)≤1 mol·L－1 注意： ①酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质 ②判断溶液的酸碱性不能根据c (H+)和c (OH –)绝对大小，而应比较二者相对大小，不受温度影响 ③溶液的酸碱性也不能根据pH来判断，如：pH=7的溶液不一定为中性溶液，100℃时，pH=6为中性溶液 ④当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，通常用c(H＋)或c(OH－)直接表示 ⑤当c(H＋)或c(OH－)小于或等于1 mol·L－1时，通常用pH表示 2、溶液酸碱性的测定方法 (1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围) 指示剂 变色范围(颜色与pH的关系) 石蕊 <5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 酚酞 <8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色 甲基橙 <3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色 (2)利用pH试纸测定 ①使用pH试纸的正确操作：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 ②pH试纸分类 a．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，只能读整数 b．精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值 c．专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸 (3)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，可精确测定试液的pH(读至小数点后2位) 注意： ①使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿 ②pH试纸不能测漂白性的物质的pH(如：氯水、次氯酸盐、浓硝酸)，pH试纸不能测脱水性的物质的pH(如：浓硫酸) 3、pH的应用 (1)医疗上：血液中的pH是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控血液的pH是辅助治疗的重要手段之一 (2)生活中：人们使用的护发素的主要功能也是调节头发的pH，使之达到适宜的酸碱度 (3)环保领域：酸性和碱性废水的处理常利用中和反应，处理过程中可利用pH自动测定仪进行检测和控制 (4)农业生产中：各种农作物生长都对土壤的pH范围有一定的要求 (5)科学实验和工农业生产中：溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。如在用于测定酸碱溶液浓度的酸碱中和反应滴定中，溶液pH的变化是判断滴定终点的依据 三、pH的计算 (25 ℃) 1、单一溶液的pH计算 (1)求强酸溶液的pH：已知c mol·L－1 的HnA强酸溶液，则c(H＋)＝nc mol·L－1； (2)求强碱溶液的pH：已知c mol·L－1 B(OH)n强碱溶液，则c(OH－)＝nc mol·L－1；； (求碱溶液pH时注意转换) (3)求一元弱酸溶液的pH (4)求一元弱碱溶液的pH 2、酸碱溶液混合后pH的计算 (1)强酸与强酸混合 (稀溶液体积变化忽略) 两强酸混合：先求混合后的c(H+)混，，然后再求pH 速算规律： pH相差2个单位以上的强酸等体积混合，混合后的pH混==pH小＋0.3 (2)强碱与强碱混合 (稀溶液体积变化忽略) 两强碱混合：先计算，再求，最后求pH 速算规律：pH相差2个单位以上的强碱等体积混合，混合后的pH混 = pH大－0.3 3、强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略) 强酸与强碱溶液混合：根据n(H+)与n(OH－)的相对大小先判断酸、碱的过量情况 ①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7 (25 ℃) ②若酸过量[n(H+)＞n(OH－)]：先求，再求pH ③若碱过量[n(OH－)＞n(H＋)]：先求，再求，最后求pH 4、常温下，酸与碱pH之和为14，等体积混合 (1)若为强酸与强碱，则混合后pH=7 (2)若为强酸与弱碱，则混合后pH>7 (3)若为弱酸与强碱，则混合后pH<7 四、溶液的稀释与pH 1、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 2、酸碱溶液稀释时pH的变化图像 (1)pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图 (2)c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图 注意：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 题型01影响水电离平衡的因素 【典例1】关于水的电离 H2O⇌H++OH-  ΔH>0，下列叙述正确的是 A．升高温度，水的离子积 Kw减小 B．向水中加入少量 NaOH 固体，水的电离程度增大 C．向水中通入 HCl，c(H+) 增大，Kw不变 D．将水加热至 100℃，pH=7，呈中性 【答案】C 【详解】A．水的电离为吸热过程，升高温度，电离平衡正向移动，、均增大，离子积增大，A错误； B．向水中加入少量固体，溶液中增大，水的电离平衡逆向移动，电离程度减小，B错误； C．向水中通入，完全电离使增大，仅与温度有关，温度不变则不变，C正确； D．将水加热至，水的电离程度增大，，中性时，，D错误； 故选C。 【对练1】已知在室温时纯水中存在电离平衡，下列叙述正确的是 A．向水中加入少量NaCl，由水电离出的 B．升高温度，水的电离程度增大，增大，，溶液显酸性 C．向水中通入HCl气体，平衡逆向移动，水的电离受到抑制，降低 D．向水中加入大量水，水浓度增大促进水的电离 【答案】A 【详解】A．为强酸强碱盐，既不电离出或，也不发生水解，不影响水的电离平衡，室温下由水电离出的，A正确； B．水的电离为吸热过程，升高温度电离程度增大，增大，，但水电离出的，溶液仍显中性，B错误； C．向水中通入气体，电离出大量，使水的电离平衡逆向移动，水的电离被抑制，最终溶液中升高，C错误； D．水为纯液体，浓度视为常数，加入大量水水的浓度不变，不会促进水的电离，D错误； 故选A。 【对练2】常温下，下列离子在指定条件下能大量共存的是 A．无色透明溶液中：、、、 B．使酚酞变红的溶液中：、、、 C．加入Na2O2后的溶液中：、、、 D．水电离的的溶液中：、、、 【答案】B 【详解】A．与会发生反应生成沉淀和，不能大量共存，A错误； B．使酚酞变红的溶液呈碱性，存在大量，与、、、之间均不发生反应，可以大量共存，B正确； C．加入溶液后会和水反应生成和，溶液呈强碱性且具有强氧化性：会被氧化，同时、会和反应生成沉淀，无法大量共存，C错误； D．水电离的的溶液可能呈酸性或碱性，在酸性和碱性条件下均不能大量存在，碱性条件下也会与生成沉淀，不能大量共存，D错误； 故选B。 题型02 水的电离平衡图像 【典例2】某温度下的水溶液中，，。与的关系如图所示，下列说法错误的是 A．该温度低于 B．该温度下水的离子积 C．该温度下溶液的 D．向点溶液中加入适量溶液，可实现点向点移动 【答案】A 【详解】A．水的电离为吸热过程，该温度下水的离子积，大于时的，说明该温度高于，A错误； B．由图可知直线上任意点满足 ，水的离子积，B正确； C．溶液中，则，，C正确； D．b点坐标为，即、，溶液呈碱性；加入适量HCl后，溶液中增大（x减小）、减小（y增大），可移动到a点（），D正确； 故选A。 【对练1】水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是 A．A点温度高于B点温度 B．B点，该液体呈酸性 C．A点温度下，在水中加入少量的酸会抑制水的电离 D．A点温度下，由水电离产生的的溶液中，、、、可能共存 【答案】C 【详解】A．水的电离为吸热过程，随温度升高而增大，A点，B点，故B点温度更高，A错误； B．B点，溶液呈中性，B错误； C．A点温度下，加入少量酸，溶液中增大，使水的电离平衡逆向移动，抑制水的电离，C正确； D．A点温度下，由水电离的的溶液，水的电离被抑制，溶液可能为酸性或碱性；碱性条件下与反应不能大量存在，酸性条件下与、发生氧化还原反应不能大量共存，故四种离子一定不能大量共存，D错误； 故答案选C。 【对练2】水的电离平衡曲线如图所示。在T℃时，向蒸馏水中加入金属Na，保持温度不变，反应后得到对应c点的溶液。下列说法不正确的是 A．T>25℃ B．加入NaOH会抑制水的电离 C．c点对应溶液的pH=10 D．c点溶液中由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol/L 【答案】D 【详解】A．时水的离子积，大于25℃时的，水的电离为吸热过程，温度越高越大，故，A正确； B．加入后，溶液中增大，水的电离平衡逆向移动，抑制水的电离，B正确； C．c点对应溶液中，时，故，，C正确； D．c点对应NaOH溶液，溶液中的，则水电离出的氢离子浓度为：，D错误； 故选D。 题型03 溶液酸碱性 【典例3】某兴趣小组用甲图所示装置探究常温下分别在饱和碳酸氢钠溶液与水中的溶解情况，并用压强传感器监测实验过程中压强的变化结果如乙图所示。 下列说法错误的是 A．点溶液的 B．由图可知实验室可采用排水法收集 C．产生乙图这种结果是因为抑制了的溶解 D．集气瓶中压强显著增大的原因是加入的液体压缩了体积 【答案】B 【详解】A．点为溶于水形成的碳酸溶液，碳酸电离使溶液显酸性，故，A正确； B．从图像可以看出，二氧化碳在水中仍有可观的溶解量，排水法收集二氧化碳会导致收集效率低，因此实验室常规并不采用排水法收集二氧化碳，B错误； C．溶于水存在平衡，饱和碳酸氢钠溶液中高浓度的会使上述平衡逆向移动，抑制的溶解，因此抑制的溶解，C正确； D．加入液体时，瓶内气体的存在空间被液体占据，气体体积被压缩，因此压强瞬间显著增大，D正确； 故答案选B。 【对练1】在溶液中加入溶液时，所得到的溶液呈 A．弱酸性 B．强酸性 C．碱性 D．中性 【答案】D 【详解】，，二者按物质的量之比1:1恰好完全中和，生成强酸强碱盐，溶液呈中性，D符合题意。 答案选D。 【对练2】一定条件下，将“”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中，体系振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①～④，①②为快速反应。下列说法不正确的是 ① ② ③ ④ ⑤ A．原料中影响图像中的振幅和周期 B．反应③的离子方程式： C．反应①～④的总方程式为： D．AB段pH下降的原因是反应①②消耗的少而反应③④生成的多 【答案】D 【详解】A．是反应的参与者，其浓度会影响反应速率，也会影响pH的变化范围，因此对振荡的振幅和周期有影响，A正确； B．反应③中从+4价升高到+6价，每个失，从+5价降低到-1价，每个得，根据电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平可得离子方程式为，B正确； C．将反应①、②、③、④加和，消去中间产物、，且反应消耗的和生成的恰好抵消，可得总反应为，C正确； D．由总反应可知，反应①~④中消耗的和生成的总量相等，AB段pH下降的本质原因是弱酸根被氧化为强酸根，体系水解产生的减少，并非生成的总量大于消耗的总量，D错误； 故选D。 题型04 pH计算综合 【典例4】某温度下水的离子积，在此温度，溶液的pH是 A．13 B．11 C．12 D．14 【答案】A 【详解】的为强电解质，完全电离得，结合该温度下，计算得，，故选A。 【对练1】已知：pOH=-lgc(OH-)。某水溶液在T1、T2温度下，pH和pOH的关系如图所示。下列叙述错误的是 A．T2>T1 B．T1下，Kw=1×10-14 C．a点加入Na2SO4，a点向b点移动 D．c点溶液中c(H+)<c(OH-) 【答案】C 【详解】A．水的电离为吸热过程，温度越高越大，，对应的，对应的，故，A正确； B．下，B正确； C．为强酸强碱盐，溶液呈中性，温度不变时不变，中性溶液仍满足，a点不会移动，C错误； D．c点，，则，，故，D正确； 故选C。 【对练2】常温下，下列关于溶液稀释或混合的说法错误的是 A．将的稀盐酸与的溶液混合，若所得溶液呈中性且，则 B．等浓度的溶液与溶液按体积比2∶1混合，所得溶液 C．将的溶液稀释为，所得溶液 D．与的溶液等体积混合，所得溶液 【答案】B 【详解】A．稀盐酸中，溶液中，溶液呈中性时，即，代入，可得，A正确； B．仅说明两种溶液浓度相等，但未给出具体浓度数值，无法计算混合后剩余的浓度，也就不能确定溶液，B错误； C．原中，稀释为2L后，，，C正确； D．两种强碱等体积混合，先算，常温下，，D正确； 故选B。 1．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．水电离出的的溶液：、、、 B．澄清透明的溶液：、、、 C．使甲基橙变红的溶液：、、、 D． 的溶液：、、、 【答案】B 【详解】A．水电离出的的溶液，水的电离被抑制，溶液可能为酸性或碱性，酸性条件下会与反应，无法大量共存，A错误； B．澄清透明的溶液中，、、、之间互不反应，可以大量共存，B正确； C．使甲基橙变红的溶液呈酸性，酸性条件下与发生氧化还原反应，且会与生成沉淀，无法大量共存，C错误； D．的溶液中，溶液呈碱性，会与反应生成，无法大量共存，D错误； 故选B。 2．用表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．1 L溶液中含有的数目为 B．常温下，的溶液中数目为 C．1 L 0.1mol/L NaHCO3溶液中含有的原子数目为 D．常温下，的溶液中，由水电离的数目为 【答案】B 【详解】A．是弱电解质，在水溶液中只能部分电离，因此溶液中的数目小于，A错误； B．常温下的溶液中，该溶液中的物质的量为，数目为，B正确； C．1 L 0.1mol/L NaHCO3溶液中碳酸氢钠的物质的量为，则0.1 mol NaHCO3中含有0.3 mol O，但溶剂也含有氧原子，因此溶液中O原子数目大于，C错误； D．题干未给出溶液的体积，无法计算由水电离的的物质的量和数目，D错误； 故选B。 3．常温下，某溶液中由水电离出的、浓度的乘积为，则该溶液中一定不能大量存在的离子是 A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．只能在碱性条件下大量存在。酸性条件下与H+反应生成Al3+，A不符合题意； B．若溶液呈碱性，可以大量存在。若溶液呈酸性，会与H+反应生成二氧化硫气体，B不符合题意； C．可以在酸性环境下大量存在。若溶液呈碱性，会与OH-反应生成，C不符合题意； D．酸性条件下，，碱性条件下，。因此无论是酸性环境还是碱性环境，都无法大量存在，D符合题意； 故答案选D。 4．已知水的电离平衡如图所示，且pOH=-lgc(OH-)。下列说法正确的是 A．各点对应的水的离子积： B．df直线上各点对应的水溶液(或纯水)显中性溶液的pH=7 C．向d点纯水中通入少量NaHSO4，其组成由d点沿cde曲线向c点移动 D．加热f点纯水，其组成由f点沿fO直线向O方向迁移 【答案】D 【详解】A．水的电离吸热，温度越高，水的离子积越大，pOH、pH越小，所以温度，即，同时只与温度有关，d、e点在等温线上，所以，A错误； B．df直线上各点对应的水溶液中均有pH= pOH，即，所以df直线上各点对应的水溶液均呈中性，但pH不一定等于7，B错误； C．恒温条件下，向d点纯水中通入少量，溶液酸性增强，pH减小，由于，所以pOH增大，其组成由d点沿cde曲线向e点移动，C错误； D．由于水的电离吸热，所以升高温度，水的离子积增大，pOH、pH减小，即加热f点纯水，其组成由f点沿fO直线向O方向迁移，D正确； 故选D。 5．室温下，的盐酸和的氢氧化钠溶液以体积比混合，则混合溶液(不考虑溶液混合时体积的变化)的pH为 A．8 B．7.2 C．6 D．6.8 【答案】A 【详解】室温下的盐酸中，的氢氧化钠溶液中，二者按体积比混合后碱过量，计算得剩余，则，； 故答案选A。 6．常温下，的稀硫酸与的NaOH溶液混合后溶液呈中性，忽略溶液混合时体积的变化。则 A．10∶1 B．1∶10 C．1∶20 D．20∶1 【答案】C 【详解】常温下的溶液中；的为二元强酸，。混合后溶液呈中性则，即，代入数据 ，整理得；故选C。 7．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法不正确的是 A．图中三点对应溶液中的氢离子浓度关系：E<A<D B．图中三点对应离子积关系：B>C>A C．若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加少量NaOH固体 D．若处在B点所在的温度，将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后，溶液显中性 【答案】C 【详解】A．E、A、D均为25℃条件下的点，横坐标为，由图可知横坐标数值E＜A＜D，因此氢离子浓度关系为E＜A＜D，A正确； B．水的离子积，仅随温度升高而增大，三点温度关系为B＞C＞A，因此离子积关系为B＞C＞A，B正确； C．A点到C点过程中始终成立，且增大，说明需要升高温度；若温度不变加入少量NaOH固体，且不变，无法到达C点，C错误； D．B点对应温度下，pH=2的硫酸中，pH=10的NaOH溶液中，等体积混合时，溶液显中性，D正确； 故选C。 8．常温下，下列溶液中离子一定能够大量共存的是 A．能使甲基橙试液变红的溶液：、、、 B．水电离出来的的溶液： C．通入足量后的溶液：、、、 D．的溶液：、、、 【答案】D 【详解】A．能使甲基橙试液变红的溶液呈酸性，酸性条件下具有强氧化性，可将氧化为，不能大量共存，A不符合题意； B．水电离出的的溶液可能为酸性或碱性，若为酸性，，、会与反应生成弱酸甚至发生氧化还原反应，不能大量共存，B不符合题意； C．通入足量后的溶液呈酸性，会与发生氧化还原反应生成，与生成沉淀，且会与结合生成弱电解质，不能大量共存，C不符合题意； D．的溶液中，呈碱性，、、、之间不发生反应，也不与反应，能大量共存，D符合题意； 答案选D。 9．我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”，引起了全球科学界的轰动。下列有关说法正确的是 A．水的离子积常数Kw随温度的升高而增大 B．温度升高，水的电离平衡正向移动，c(H＋)增大，溶液呈酸性 C．向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H＋)增大，Kw增大 D．由水电离出的c(H＋)水电离= c(OH-)水电离 时，溶液一定呈中性 【答案】A 【详解】A．水的电离为吸热过程，升高温度，电离平衡正向移动，则增大，A正确； B．温度升高，水的电离平衡正向移动，增大，但水电离出的，溶液仍呈中性，B错误； C．仅与温度有关，向水中加入少量盐酸时，温度不变，不变，C错误； D．任何水溶液中，水电离出的和始终相等，溶液酸碱性由总和总的相对大小决定，因此溶液不一定呈中性，D错误； 故选A。 10．我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”，引起了全球科学界的轰动。(室温下，水的离子积，Kw=1×10-14)下列有关说法正确的是 A．室温下，的盐酸溶液中， B．向水中加入固体后(溶液温度不变)，水的电离程度减小 C．温度升高，水的电离平衡正向移动，增大，酸性增强 D．由水电离出的时，溶液一定呈中性 【答案】B 【详解】A．室温下的盐酸中，，溶液中全部来自水的电离，，A错误； B．在水溶液中电离出，使溶液中增大，使水的电离平衡逆向移动，水的电离程度减小，B正确； C．水的电离为吸热过程，升高温度，水的电离平衡正向移动，、均增大，但，仍为中性，C错误； D．任何水溶液中，由水电离出的和都相等，酸性、碱性溶液中该关系也成立，故溶液不一定呈中性，D错误； 故选B。 11．室温下，某溶液中水电离出的H＋和OH-的物质的量浓度乘积为1×10-26，该溶液中一定不能大量存在的是 A．Cl- B． C．Na＋ D． 【答案】B 【详解】A．既不与反应，也不与反应，在酸性或碱性溶液中均能大量共存，A不符合题意； B．既能与反应生成和，又能与反应生成和，在酸性或碱性溶液中均不能大量共存，B符合题意； C．与、都不发生反应，在酸性或碱性溶液中均能大量共存，C不符合题意； D．既不与反应，也不与反应，在酸性或碱性溶液中均能大量共存，D不符合题意； 故选B。 12．关于常温下水的电离平衡，下列叙述正确的是 A．95℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性 B．向水中通入HCl气体，水的电离程度减小，Kw不变 C．加入NaOH固体，抑制水的电离，c(OH-)降低 D．升高温度，Kw增大，溶液仍呈中性，pH不变 【答案】B 【详解】A．95℃时水的电离被促进，增大，纯水中仍相等，溶液呈中性，是因为比常温下大，并非呈酸性，A错误； B．向水中通入气体，电离出使增大，水的电离平衡逆向移动，水的电离程度减小，仅与温度有关，温度不变则不变，B正确； C．加入固体，电离出使增大，抑制水的电离，是增大而非降低，C错误； D．升高温度，水的电离正向移动，增大，、同等程度增大且仍相等，溶液呈中性，但，所以减小，D错误； 故本题选B。 13．t℃时，某NaOH稀溶液中，，已知a+b=13。在该温度下，将100 mL 0.1 稀与100 mL 0.4 NaOH溶液混合后(忽略溶液混合后的体积变化)，溶液的pH为 A．12 B．13 C．1 D．2 【答案】A 【详解】t℃时，a＋b＝13，则Kw=10-13，两溶液混合后，碱过量，溶液呈碱性，，则，pH=12；故选A。 14．现有常温时pH=1的某强酸溶液10mL，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．加入的溶液 B．加入水进行稀释 C．加水稀释成 D．加入的盐酸 【答案】A 【详解】A．原溶液中H⁺的浓度为0.1mol/L，其物质的量为0.001mol，NaOH的物质的量为0.0008mol，中和后剩余H⁺为0.0002mol，总体积20mL，c(H+)=0.01mol/L，pH=2，A符合题意。 B．稀释后体积110mL，c(H+)≈0.00909mol/L，pH≈2.04，B不符合题意； C．稀释至1L时c(H+)==0.001mol/L，pH=3，C不符合题意； D．混合后c(H+)=≈0.0505mol/L，pH≈1.3，D不符合题意； 故选A。 15．25℃时，pH=13的NaOH溶液与0.05mol/L的溶液按一定比例混合，所得溶液pH=12，(忽略溶液混合导致的体积变化)则NaOH溶液与溶液的体积比为 A．9：11 B．2：9 C．11：9 D．9：2 【答案】C 【详解】25℃时，pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=0.1mol/L，0.05mol/L的溶液中c(H+)=0.1mol/L；设NaOH溶液的体积为aL、溶液的体积为bL，混合后所得溶液pH=12，说明NaOH溶液过量，混合后c(OH-)=0.01mol/L，则 ，故选C。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $