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第37讲　水的电离和溶液的pH
1.（2025·天津期中）25 ℃时，若溶液中由水电离产生的c＝1×10－12mol·L－1，则下列说法正确的是（　　）
A.该溶液一定是碱溶液
B.该溶液pH一定为2
C.该溶液中水的电离被促进
D.该溶液中c·c＝1×10－14
2.某温度下，测得0.01 mol·L－1NaOH溶液的pH＝10，则下列说法正确的是（　　）
A.该溶液温度为25 ℃
B.与等体积的pH＝4的盐酸刚好中和
C.该温度下蒸馏水的pH＝6
D.该溶液中c（H＋）＝10－12 mol·L－1
3.（2025·广东广州联考）下列实验均在室温条件下完成，则下列说法正确的是（　　）
A.中和pH和体积均相等的醋酸、HCl溶液，所需NaOH的物质的量后者多
B.将pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，得到的溶液pH＝6
C.测出1 mol·L－1的醋酸pH＝a，则0.01 mol·L－1的醋酸pH＝a＋2
D.测出番茄汁的pH＝4.5，其中c（H＋）是pH＝6.5的牛奶的100倍
4.（2025·北京一七一中学期中）向100 mL 0.01 mol·L－1 Ba（OH）2溶液中滴加0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液，测得溶液电导率的变化如图所示。下列说法不正确的是（　　）
A.Ba（OH）2和NaHCO3都是强电解质
B.A→B电导率下降的主要原因是发生了反应：Ba2＋＋2OH－＋2HCBaCO3↓＋2H2O＋C
C.B→C，溶液中的c（OH－）减小
D.A、B两点水的电离程度：A＜B
5.下列关于溶液酸碱性说法不正确的是（　　）
A.某温度下，若Va L pH＝11的NaOH溶液与Vb L pH＝1的H2SO4溶液混合呈中性，则Va∶Vb＝1∶1
B.25 ℃ 1 L pH＝5的氯化铵溶液，c（H＋）＝10－5 mol·L－1，由水电离出的n（OH－）＝10－5 mol
C.313 K时，Kw＝2.9×10－14，则pH＝7，溶液呈碱性
D.100 ℃时，纯水的pH＝6，呈中性
6.（2025·山东菏泽期中）常温下，关于如下甲、乙、丙、丁四个烧杯中溶液的比较，其中正确的是（　　）
甲 10 mL pH＝2盐酸溶液
乙 甲中溶液加水稀释到100 mL
丙 10 mL pH＝2醋酸溶液
丁 丙中溶液加水稀释到100 mL
A.pH：乙＜丁
B.Kw：甲＞丁
C.c水：甲＝丙
D.中和NaOH的能力：乙＞丙
7.（2025·湖南永州期中）在水的电离平衡中，c和c的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.T1温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝12的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1等于α2
B.T2温度下将0.02 mol·L－1的Ba溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH＝12
C.降温可以使体系从A点转移到D点
D.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＞D
8.25 ℃时，①pH＝2的CH3COOH溶液；②pH＝2的H2SO4溶液；③pH＝12的氨水；④pH＝12的NaOH溶液。下列有关上述溶液的比较中，正确的是（　　）
A.将②、④溶液混合后，溶液pH＝7，则消耗溶液的体积：②＜④
B.水电离的c（H＋）：①＝②＝③＝④
C.将①溶液与④溶液等体积混合后，pH＞7
D.向10 mL上述四种溶液中各加入90 mL水后，溶液的pH：③＞④＞①＞②
9.已知液氨的性质与水相似。T ℃时，NH3＋NH3N＋N，N的平衡浓度为1×10－15 mol·L－1。下列说法正确的是（　　）
A.在此温度下液氨的离子积为1×10－17
B.在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2
C.恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积减小
D.降温，可使液氨电离平衡逆向移动，且c（N）＜c（N）
10.（2025·安徽滁州期中）在T1、T2温度下，某溶液的pH与pOH的关系如图所示。
已知：pOH＝－lg c。下列叙述正确的是（　　）
A.温度：T1＞T2
B.T1温度下，水的离子积：Kw＞Kw
C.T2温度下，pH＝6.5的溶液呈中性
D.若该溶液是NaCl溶液，则加热时b点向e点迁移
11.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－）＝2×10－7mol·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
（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＝　　　　。
（4）某温度时，某水溶液中的c（H＋）＝10y mol·L－1，c（OH－）＝10x mol·L－1，x和y的关系如图所示：
①该温度下，若盐酸中c（H＋）＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的c水（H＋）＝　　　　mol·L－1。
②该温度下，将pH＝a的Ba（OH）2溶液V1 L与1×10－b mol·L－1的NaHSO4溶液V2 L混合（忽略体积变化）。若所得混合溶液呈中性，且a＝12，b＝3，则V1∶V2＝　　　　；若溶液混合后BaSO4恰好沉淀完全，且a＝12，b＝3，则混合后溶液的pH为　　　　。（已知lg 3≈0.5）
12.已知部分弱酸的电离常数如表：
弱酸 CH3COOH HCN H2CO3
电离常数（25 ℃） Ka＝1.8×10－5 Ka＝5.0×10－10 Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝5.6×10－11
请回答下列问题：
（1）25 ℃时，在某二元酸H2A溶液中存在的所有微粒为H＋、OH－、HA－、A2－、H2O，写出H2A的电离方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）25 ℃时，在0.5 mol·L－1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c（H＋）约是　　　　，是该溶液中由水电离出的c（H＋）的　　　　倍，醋酸的电离度为　　　　 （填百分数）。
（3）写出向氰化钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（4）25 ℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合液pH＝6，则溶液中c（CH3COO－）－c（Na＋）＝　　　　（填准确数值）。
（5）25 ℃时，将a mol·L－1的醋酸与b mol·L－1氢氧化钠溶液等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离常数为　　　　。
第37讲　水的电离和溶液的pH
1.D　25 ℃时，水的离子积常数Kw＝1×10－14，此时水电离产生的c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－7 mol·L－1；题中水电离产生的 c（OH－）＝1×10－12 mol·L－1＜ 1×10－7 mol·L－1，说明水的电离被抑制，抑制水电离的可能是强酸或强碱环境，A、C错误；强酸性溶液中 c（H＋） 主要来自酸，水电离的 c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－12 mol·L－1，此时pH＝2，强碱性溶液中 c（OH－） 主要来自碱，水电离的c（OH－）＝1×10－12 mol·L－1，此时溶液pH＝12，故溶液的pH 可能是2或12，B错误；无论酸碱性，25 ℃时，水的离子积c·c＝Kw＝1×10－14 不变，D正确。
2.C　该溶液中c（H＋）＝10－10mol·L－1，NaOH是一元强碱，c（OH－）＝0.01 mol·L－1，Kw＝0.01×10－10＝10－12＞10－14，因而溶液温度高于25 ℃，A、D错误；盐酸中n（H＋）＝V×10－4 mol，NaOH溶液中n（OH－）＝V×10－2 mol，显然NaOH过量，B错误；该温度下Kw＝10－12，则蒸馏水的pH＝6，C正确。
3.D　醋酸为弱酸，等pH的醋酸、HCl溶液，醋酸溶液浓度大，体积均相等，所需NaOH的物质的量前者多，A错误；将pH＝8的NaOH溶液无论如何稀释，得到的溶液pH＞7，B错误；醋酸是弱酸，在稀释过程中电离度会增大，测出1 mol·L－1的醋酸pH＝a，则0.01 mol·L－1的醋酸pH＜a＋2，C错误；测出番茄汁的pH＝4.5，其中c（H＋）＝10－4.5 mol·L－1，pH＝6.5的牛奶，其中c（H＋）＝10－6.5 mol·L－1，二者的比值是100，D正确。
4.B　Ba（OH）2和NaHCO3均属于强电解质，A正确；A→B加入NaHCO3的物质的量小于Ba（OH）2的物质的量，发生的反应为Ba2＋＋OH－＋HCBaCO3↓＋H2O，B错误；B→C时加入的NaHCO3继续消耗OH－，C点两者恰好完全反应，因此B→C，溶液中c（OH－）减小，C正确；酸或碱抑制水的电离，含有弱电解质离子的盐水解促进水的电离，A点溶液中溶质只有Ba（OH）2，水的电离受到抑制，电离程度最小，B点为反应一半的点，Ba（OH）2还有剩余，因此水的电离程度：A＜B，D正确。
5.A　温度未知，无法计算NaOH溶液中c（OH－），所以无法计算酸、碱溶液体积之比，A错误；溶液中由水电离出的c（OH－）＝c（H＋）＝10－5mol·L－1，所以由水电离出的n（OH－）＝10－5mol·L－1×1 L＝10－5mol，B正确；该温度下纯水的pH＜7，则pH＝7时，溶液呈碱性，C正确；纯水中c（OH－）＝c（H＋），100 ℃时，纯水的pH＝6，呈中性，D正确。
6.C　甲和丙分别是等体积、等pH的盐酸和醋酸溶液，均稀释10倍，由于醋酸电离平衡正向移动，故稀释后pH变化比盐酸稀释后pH变化小，故pH：乙＞丁， A错误；Kw只与温度有关，甲和丁温度都是常温，故Kw都为1×10－14， B错误；甲和丙是pH都为2的酸溶液，故c（OH－）＝ mol·L－1＝c水＝c水， C正确；乙通过甲稀释得到，乙中和碱的能力与甲相同，甲和丙分别是等体积、等pH的盐酸和醋酸溶液，由于丙是醋酸，部分电离，故中和碱的能力丙更大，故中和NaOH的能力：乙＜丙， D错误。
7. A　T1温度下，Kw＝10－14，pH＝2的HCl溶液和pH＝12的某BOH溶液对水的电离抑制程度相同，则α1等于α2， A正确；T2温度下Kw＝10－12，将0.02 mol·L－1的Ba溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，OH－有剩余，剩余c＝＝0.01 mol·L－1，c＝＝10－10 mol·L－1，所得混合液的pH＝10，B错误；降温c（H＋）、c（OH－）均减小， C错误；A、D两点温度相等，所以A、D两点Kw相等，A点Kw＝1.0×10－14，B点Kw＝1.0×10－12，A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＝D， D错误。
8.B　②、④溶液等体积混合后溶液pH＝7，A错误；由题意可知，酸溶液中c（H＋）和碱溶液中c（OH－）都为10－2 mol·L－1，则四种溶液中由水电离出的c（H＋）相等，B正确；将①溶液与④溶液等体积混合后，醋酸过量，溶液呈酸性，溶液pH小于7，C错误；pH相同的酸或碱溶液稀释相同倍数时，强酸或强碱溶液pH变化大，则稀释相同倍数后，醋酸溶液pH小于硫酸溶液，氨水的pH大于氢氧化钠溶液，所以稀释后溶液的pH的大小顺序为③＞④＞②＞①，D错误。
9.B　由电离方程式知，N与N的平衡浓度相等，都为1×10－15 mol·L－1，可得液氨的离子积为c（N）·c（N）＝1×10－30，A错误；离子积只与温度有关，与离子浓度无关，C错误；因为电离吸热，所以降温导致平衡逆向移动，c（N）、c（N）都减小但相等，D错误。
10.C　根据图像可知，T1温度下，pH＋pOH＝14，则Kw＝10－14；T2温度下，Kw＝10－13，水的电离是吸热过程，故T1＜T2，A错误；温度不变，水的离子积不变，即Kw＝Kw，B错误；T2温度下，Kw＝10－13，中性溶液中c＝c＝＝10－6.5 mol·L－1，pH＝6.5，C正确；加热NaCl溶液仍然呈中性，水的离子积增大，即b点向d点迁移，D错误。
11.（1）1∶1　（2）BD　（3）11　9∶11　
（4）①2×10－12　②1∶1　11.5
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）A项，当V1＝V2，如果HA是弱酸，则酸过量，溶液呈酸性，错误；B项，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，正确；C项，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，错误；D项，由C分析可知：溶液要想呈碱性，则一定满足V1＜V2，正确。（3）在t ℃时，Kw＝10－12，0.1 mol·L－1 NaOH溶液中c（OH－）＝0.1 mol·L－1，故c（H＋）＝10－11mol·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 mol·L－1＝0.01 mol·L－1，解得＝。（4）①该温度下，水的离子积Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝10x×10y＝10x＋y，由图像可知，x＋y＝－15，Kw＝10－15，c（H＋）＝5×10－4 mol·L－1时，由水电离产生的c（H＋）＝c（OH－）＝2×10－12 mol·L－1。②根据题意，Ba（OH）2溶液中，c（OH－）＝10－3mol·L－1，NaHSO4溶液中c（H＋）＝10－3mol·L－1，如果溶液呈中性，则c（OH－）·V1 L＝c（H＋）·V2 L，V1∶V2＝1∶1；若溶液混合后 BaSO4 恰好沉淀完全，则Ba（OH）2和NaHSO4的物质的量之比为1∶1，n（OH－）∶n（H＋）＝2∶1，则V1∶V2＝2∶1，根据化学方程式Ba（OH）2＋NaHSO4BaSO4↓＋NaOH＋H2O，则混合后溶质的成分是NaOH，c（OH－）＝ mol·L－1＝×10－3 mol·L－1，则c（H＋）＝ mol·L－1＝3×10－12mol·L－1，pH≈11.5。
12.（1）H2AH＋＋HA－、HA－H＋＋A2－
（2）3×10－3 mol·L－1　9×108　0.6％
（3）CN－＋CO2＋H2OHC＋HCN
（4） 9.9×10－7 mol·L－1
（5）
解析：（1）由于二元酸H2A溶液中存在HA－，不存在H2A分子，则说明H2A为强酸，HA－为弱酸，故其电离方程式为H2AH＋＋HA－、HA－H＋＋A2－。（2）醋酸中存在电离平衡，则c（CH3COO－）≈c（H＋），根据醋酸的电离常数表达式可得到0.5 mol·L－1的醋酸电离出的c（H＋）约为 mol·L－1＝3×10－3 mol·L－1，（H＋）＝ mol·L－1，则由醋酸电离出的c（H＋）约为（H＋）的9×108倍。（3）酸性强弱顺序为H2CO3＞HCN＞HC，所以向NaCN溶液中通入少量CO2的离子方程式为CN－＋CO2＋H2OHC＋HCN。（4）25 ℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合溶液pH＝6，则c（H＋）＝10－6 mol·L－1，c（OH－）＝10－8 mol·L－1，根据电荷守恒，c（CH3COO－）＋c（OH－）＝c（Na＋）＋c（H＋），则c（CH3COO－）－c（Na＋）＝c（H＋）－c（OH－）＝10－6 mol·L－1－10－8 mol·L－1＝9.9×10－7 mol·L－1。（5）将a mol·L－1的醋酸溶液与b mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性，说明醋酸过量，醋酸和NaOH溶液发生反应生成醋酸钠和水，溶液中c（CH3COOH）＝ mol·L－1，达到电离平衡时，溶液呈中性，c（H＋）＝1×10－7 mol·L－1，c（Na＋）＝c（CH3COO－）＝ mol·L－1，则Ka（CH3COOH）＝＝。
1 / 1中小学教育资源及组卷应用平台
第37讲　水的电离和溶液的pH
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。能进行溶液pH的简单计算。 3.能选择实例说明溶液pH的调控在工、农业生产和科学研究中的重要作用。
考点一　水的电离与水的离子积常数
必备知识
1.水的电离平衡
（1）水是极弱的电解质，能发生微弱的电离，其电离方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
（2）25 ℃时，纯水中c（H＋）＝c（OH－）＝　　　　　　；任何水溶液中，由水电离出的c（H＋）与c（OH－）都相等。
2.水电离平衡的影响因素（用“促进”或“抑制”填空）
（1）温度：水的电离是吸热的，升高温度能　　　　水的电离，降低温度能　　　　水的电离。
（2）酸、碱：加入酸或碱均能使水的电离平衡逆向移动，故能　　　　水的电离。
（3）能水解的盐（如CH3COONa）CH3COO－能与水电离出的H＋结合生成CH3COOH，故能　　　　水的电离。
3.水的离子积常数
提醒：Kw＝c（H＋）·c（OH－）中的H＋和OH－不一定都是由水电离出来的，c（H＋）和c（OH－）而是指溶液中的c（H＋）和c（OH－）。
〔人教选择性必修1〕
在纯水中，小部分水分子之间发生了质子的传递，也称自耦电离：H2O＋H2OH3O＋＋OH－，表明水是一种极弱的电解质。同理，液态HF也可以发生类似的自耦电离产生H。
【思考】
　（1）请写出HF（l）自耦电离方程式：　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　。
（2）某一温度下达到平衡时，H的浓度为3.0×10－6 mol·L－1，求此时HF的离子积常数　　　　。
（3）升温时，HF的离子积常数　　　　（填“增大”“减小”或“不变”，下同）；电离程度　　　　。
易错辨析
（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） 温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变。（　　）
（4）25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw。（　　）
（5）室温下，0.1 mol·L－1的HCl溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度不同。（　　）
（6）某温度下，若纯水中c（H＋）＝2.0×10－7 mol·L－1，则此时c（OH－）＝5×10－8 mol·L－1。（　　）
关键能力
考向1　水的电离及拓展应用
1.（2025·山东师大附中模拟）某温度下，向c（H＋）＝1.0×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c（H＋）＝1.0×10－2 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H＋的浓度为1.0×10－10 mol·L－1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c（OH－）减小
2.计算常温下，下列溶液中水电离出的H＋或OH－浓度。
（1）0.01 mol·L－1的盐酸中，c水（H＋）＝　　　　。
（2）pH＝4的亚硫酸溶液中，c水（H＋）＝　　　　。
（3）pH＝10的KOH溶液中，c水（H＋）＝　　　　。
（4）某浓度Na2CO3溶液的pH＝10，其中水电离的c＝　　　　。
25 ℃时，由水电离出的c水（H＋）或c水（OH－）的计算 （1）中性溶液：c水（H＋）＝c水（OH－）＝1.0×10－7 mol·L－1。 （2）酸的溶液：H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水，故有c水（OH－）＝c水（H＋）＝c溶液（OH－）。 （3）碱的溶液：OH－来源于碱电离和水电离，而H＋只来源于水，故有c水（H＋）＝c水（OH－）＝c溶液（H＋）。 （4）水解呈酸性的盐溶液：c水（H＋）＝c溶液（H＋）。 （5）水解呈碱性的盐溶液：c水（OH－）＝c溶液（OH－）。
考向2　水的电离平衡曲线分析
3.25 ℃时，水溶液中c（H＋）与c（OH－）的变化关系如图所示，下列判断错误的是（　　）
A.ac曲线上的任意一点都有c（H＋）·c（OH－）＝10－14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7
D.c点溶液不可能是醋酸钠溶液
4.水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。
（1）图中A、B、C、D、E五点对应的Kw之间的关系是　　　　。
（2）常温下，在水中加少量酸，可实现A点向　　　　点移动。
（3）ABE形成的区域中的点都呈现　　　　　　性。
（4）若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，c水（H＋）＝　　　　mol·L－1。
正确理解水的电离平衡曲线 （1）曲线上的任意点的Kw都相同，即c（H＋）·c（OH－）相同，温度相同。 （2）曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。 （3）实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
考点二　溶液的酸碱性与pH
必备知识
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c（H＋）和c（OH－）的相对大小。在常温下溶液的酸碱性与溶液中c（H＋）和c（OH－）有如下关系：
溶液的酸碱性 c（H＋）与c（OH－）比较 常温下溶液pH 常温下c（H＋）/（mol·L－1）
酸性溶液 c（H＋）　　c（OH－） 　　　7 ＞　　　
中性溶液 c（H＋）　　c（OH－） 　　　7 ＝　　　
碱性溶液 c（H＋）　　c（OH－） 　　　7 ＜　　　
2.溶液的pH及测定方法
（1）计算公式：pH＝　　　　　　。
（2）范围：0～14。
（3）pH的测量方法
①pH试纸法：用镊子夹取一小片pH试纸放在一洁净的　　　　或　　　　上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中央，试纸变色后，与　　　　　　对照即可确定溶液的pH。
提醒：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值。
②pH计（也叫　　　　）测量法：可较精确测定溶液的pH。
（4）溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH＝　　　　。
②常温下：pH＋pOH＝　　　　。
〔人教选择性必修1〕
血液的酸碱平衡
正常体温下，人体动脉血液的pH大约在7.35～7.45，若血液pH超出正常范围，则可能导致酸中毒或碱中毒。之所以能够控制在该范围内，主要是因为血液中存在H2CO3/酸碱平衡，从而维持血液的pH基本不变，可表示如下：
①H＋（aq）＋HC（aq）H2CO3（aq）；
②H2CO3（aq）H2O（l）＋CO2（g）。
已知碳酸的Ka1＝4.5×10－7，Ka2＝4.7×10－11。
【思考】
（1）若正常体温下人体动脉血pH为7.2，则属于　　　　中毒（填“酸”或“碱”）；该血液中c（OH－）　　　　10－6.8 mol·L－1（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）若血液pH为7.4，则血液中c（）　　　　c（H2CO3） （填“＞”“＜”或“＝”），当血液pH降低时，会促进人体更快更多地排出　　　以缓解酸中毒。
（3）人体发生碱中毒时，可注射NaHCO3溶液缓解碱中毒吗？说明理由。
易错辨析
（1）常温下，溶液中的值越大，酸性越强。（　　）
（2）c（H＋）＝ mol·L－1的溶液一定显中性。（　　）
（3）用广泛pH试纸测得醋酸溶液的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。（　　）
（6）用湿润的pH试纸测定盐酸和醋酸溶液的pH，醋酸溶液的误差更大。（　　）
关键能力
考向1　溶液酸碱性的判断
1.（2025·浙江绍兴期中）下列说法不正确的是（　　）
A.Kw的大小与溶液的酸碱性无关
B.c＝ mol·L－1的溶液一定显中性
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10－7 mol·L－1的溶液一定显中性
D.pH＞7的溶液不一定呈碱性
2.（2025·湖北武汉期中）25 ℃时，下列说法正确的是（　　）
A.某溶液中由水电离出的c（OH－）＝ 1×10－10 mol·L－1，该溶液一定呈酸性
B.pH＝3的盐酸与pH＝11的氨水等体积混合，溶液显酸性
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：c＋2c＝2c＋c
D.pH相等的①NH4Cl、②（NH4）2SO4、③NH4HSO4溶液：c（N）大小顺序为①＞②＞③
考向2　溶液pH的计算
3.溶液混合后体积变化忽略不计，则下列叙述正确的是（　　）
A.95 ℃纯水的pH＜7，说明加热可导致水呈酸性
B.常温下，pH＝3的醋酸溶液，稀释10倍后pH＝4
C.常温下，pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝7
D.0.2 mol·L－1的盐酸与等体积水混合后pH＝1
4.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的硝酸溶液和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体积比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的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则＝　　　。
1.计算溶液pH的思路 　
2.酸、碱溶液混合时pH的计算
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。
（1）若酸过量：c混（H＋）＝ ；
（2）若碱过量：c混（OH－）＝ ，最后根据pH＝－lg c（H＋），求pH。
考向3　酸、碱溶液的稀释图像分析
5.pH＝2的A、B两种酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其中pH与溶液体积V的关系如图所示，下列说法正确的是（　　）
A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后，A酸溶液中c（H＋）比B酸溶液中c（H＋）大
C.a＝5时，A是强酸，B是弱酸
D.一定有关系：2＜a＜5
常温下，酸或碱溶液稀释pH变化规律 （1）酸或碱溶液无限稀释，pH只能无限接近7，但不能越过7。 （2）强酸或强碱溶液每稀释10倍，pH变化1个单位。 （3）弱酸或弱碱溶液稀释10倍，pH变化小于1个单位。 （4）稀释过程中pH变化曲线斜率较大者为较强的酸（或碱）。
6.某温度下，Ka（HA）＝5.0×10－4，Ka（HB）＝1.6×10－5。现有体积均为V0的pH＝a的两种酸溶液，加水稀释至体积为V，两种溶液的pH随lg 的变化如图所示。下列叙述不正确的是（　　）
A.曲线Ⅱ代表HA
B.a点时，两溶液中水的电离程度相同
C.由c点到d点，溶液中增大（X代表A或B）
D.分别取b点、c点溶液与等浓度的NaOH溶液中和，恰好中和时消耗NaOH溶液的体积：b点更多
　酸、碱溶液稀释后pH与稀释倍数的线性关系
lg＝0，代表未稀释；lg＝1，代表稀释10倍
①HY为强酸、HX为弱酸 ②a、b两点的溶液中：c（X－）＝c（Y－） ③水的电离程度：d＞c＞a＝b ①MOH为强碱、ROH为弱碱 ②lg＝0时，c（ROH）＞c（MOH） ③水的电离程度：a＞b
1.下列说法不正确的是（　　）
A.（2024·吉林高考）使用pH试纸测定KClO溶液的pH
B.（2024·北京高考）依据一元弱酸的Ka，可推断它们同温度、同浓度稀溶液的pH大小
C.（2024·贵州高考）已知：①25 ℃时，硼酸[B（OH）3]显酸性的原理：B（OH）3＋2H2OH3O＋＋[B（OH）4]－　Ka＝5.8×10－10；②lg≈0.38。硼酸水溶液中的H＋主要来自水的电离
D.（2023·重庆高考）20 ℃时饱和（NH4）2SO4溶液和50 ℃时饱和（NH4）2SO4溶液的Kw不相等
2.〔经典高考〕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
3.〔经典高考〕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
4.25 ℃，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示，下列叙述不正确的是（　　）
A.MOH是一种弱碱
B.在x点，c（M＋）＝c（R＋）
C.稀释前，c（ROH）＝10c（MOH）
D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c（OH－）：前者是后者的10倍
5.（2024·福建高考12题节选）按下列操作顺序测定溶液pH，不规范的是　　　　（填字母）。
a.用镊子夹取湿润的pH试纸
b.将pH试纸置于干燥洁净的玻璃片上
c.观察试纸颜色变化，并与标准比色卡比较
第37讲　水的电离和溶液的pH
考点一
必备知识
1.（1）H2OH＋＋OH－　（2）1×10－7 mol·L－1
2.（1）促进　抑制　（2）抑制　（3）促进
3.c（H＋）·c（OH－）　1×10－14　增大
教材挖掘：（1）3HFH2F＋＋H　（2）9.0×10－12　（3）增大　增大
解析：根据水的自耦电离方程式，HF也发生类似的自耦电离，且产生H，推论可得阳离子为H2F＋，因此其自耦电离方程式为3HFH2F＋＋H；根据自耦电离方程式的书写，可计算HF的离子积常数K＝c（H2F＋）·c（H）＝3.0×10－6×3.0×10－6＝9.0×10－12；另由于电离过程属于吸热过程，因此温度升高，离子积常数增大，电离程度增大。
易错辨析
　（1）√　（2）√　（3）×　（4）√　（5）×　（6）×
关键能力
1.D　水的电离为吸热过程，该温度下蒸馏水中的c（H＋）大于25 ℃时纯水中的c（H＋），A正确；此温度下Kw＝1.0×10－12，故该NaHSO4溶液中c（OH－）＝ mol·L－1＝1.0×10－10 mol·L－1，由水电离出的c（H＋）与溶液中的c（OH－）相等，B正确；NaHSO4电离出的H＋抑制了水的电离，C正确；加水稀释时，溶液中c（H＋）减小，而Kw不变，故c（OH－）增大，D错误。
2.（1）1×10－12 mol·L－1　（2）1×10－10 mol·L－1　
（3）1×10－10 mol·L－1　（4）1×10－4 mol·L－1
解析：（1）盐酸中，H＋来自酸和水的电离，OH－全部来自水的电离，水电离的c水（H＋）＝c水（OH－）＝＝1×10－12 mol·L－1；同理可以计算（2）和（3）。（4）pH＝10，c（H＋）＝10－10 mol·L－1，由于在Na2CO3溶液中水电离出的H＋主要被C结合成HC，所以该溶液中由水电离的OH－就是溶液中的OH－，此时该溶液中由水电离的c（H＋）＝c（OH－）＝＝1×10－4 mol·L－1。
3.D　ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积常数相同，根据b点对应的坐标可知，c（H＋）·c（OH－）＝10－14，A正确；bd线段上任意一点都满足c（H＋）＝c（OH－），溶液一定呈中性，B正确；d点时，c（H＋）＝c（OH－）＝1×10－6 mol·L－1＞1×10－7 mol·L－1，溶液的pH＝6，水的电离为吸热过程，所以d点温度高于25 ℃，C正确；在c点c（H＋）＝1×10－8 mol·L－1，c（OH－）＝1×10－6 mol·L－1，溶液显碱性，而醋酸钠溶液显碱性，所以c点溶液可能为醋酸钠溶液，D错误。
4.（1）B＞C＞A＝E＝D　（2）D　（3）碱　（4）1×10－10
考点二
必备知识
1.＞　＜　10－7　＝　＝　10－7　＜　＞　10－7
2.（1）－lg c（H＋）　（3）①玻璃片　表面皿　标准比色卡　②酸度计　（4）①－lg c（OH－）　②14
教材挖掘：（1）酸　＞　（2）＞　CO2　（3）不能。NaHCO3溶液显碱性，能中和酸，则人体血液碱中毒时，注射NaHCO3溶液不能缓解。
解析：（1）若正常体温下人体动脉血pH为7.2，小于7.35，则属于酸中毒，pH＝7.2，则c（H＋）＝10－7.2 mol·L－1，正常体温下，Kw＞10－14，该血液中c（OH－）＞＝ mol·L－1＝10－6.8 mol·L－1。
（2）由题知Ka1＝＝4.5×10－7，当pH＝7.4时，c（H＋）＝1×10－7.4 mol·L－1，则＝4.5×100.4＞1，说明浓度更大；pH降低（酸性增强）时，H＋增加会通过反应①和②促进CO2生成，身体通过加快呼吸排出CO2以缓解酸中毒。
（3）不能。NaHCO3溶液显碱性，能中和酸，则人体血液碱中毒时，注射NaHCO3溶液不能缓解。
易错辨析
　（1）√　（2）√　（3）×　（4）×　（5）√　（6）×
关键能力
1.C　水的离子积Kw仅仅是温度的函数，故Kw的大小与溶液的酸碱性无关，A正确；已知Kw＝c（H＋）·c（OH－），则当c＝ mol·L－1时c（H＋）＝c（OH－），溶液一定显中性，B正确；水电离出的c（H＋）为10－7 mol·L－1的溶液温度未知，无法判断该溶液对水电离的影响，故无法判断该溶液是否一定呈中性，C错误；未告知具体温度，故pH＞7的溶液不一定呈碱性，D正确。
2.C　某溶液中c水（OH－）＝ 1×10－10 mol·L－1，说明水的电离被抑制，可能是酸溶液，也可能是碱溶液，溶液可能呈酸性、也可能呈碱性，A错误；pH＝3的盐酸与pH＝11的氨水等体积混合，氨水过量，导致溶液显碱性，B错误；物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa 溶液等体积混合，存在电荷守恒：c＋c＝c＋c和元素守恒：c＋c＝2c，可得c＋2c＝2c＋c，C正确；相同pH的（NH4）2SO4与NH4Cl溶液中，N水解使溶液呈酸性，可判断二者N浓度相等，由于NH4HSO4电离时产生H＋使溶液呈酸性，N的水解被抑制，因此NH4HSO4中N的浓度小于（NH4）2SO4，故顺序为①＝②＞③，D错误。
3.D　水的电离吸热，加热促进水的电离，c（H＋）＞10－7 mol·L－1，但水仍呈中性，A错误；稀释促进醋酸的电离，pH＝3的醋酸溶液，稀释10倍后，3＜pH＜4，B错误；pH＝3的醋酸溶液中醋酸的浓度远大于10－3 mol·L－1，而pH＝11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为10－3 mol·L－1，所以二者等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性，C错误；溶液体积扩大一倍，溶液中氢离子浓度变为0.1 mol·L－1 ，D正确。
4.（1）10　（2）1∶4　（3）10
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，则混合后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为n（NaOH）＝n[Ba（OH）2]＝5×10－3V1 mol，则有＝1×10－3 mol·L－1，则V1∶V2＝1∶4。（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，根据所得溶液呈中性，知c（OH－）·Va＝c（H＋）·Vb，＝＝＝1014－（a＋b），a＋b＝13，则＝10。
5.C　由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH的增大程度不同，说明两种酸的强弱不同，故pH＝2的两种酸的浓度一定不同，A错误；由图像知，稀释后A酸溶液的pH大于B酸溶液的pH，则A中c（H＋）小于B中c（H＋），B错误；a＝5时，表明pH＝2的A酸溶液稀释1 000倍，pH增加3，故A是强酸，pH＝2的B酸溶液稀释1 000倍后，pH＜5，说明B酸溶液中存在电离平衡，则B是弱酸，C正确；若A、B都是弱酸，稀释1 000倍后，A、B两溶液pH均要增大，而增加的值均小于3，存在关系：2＜a＜5，若A是强酸，则a＝5，D错误。
6.C　Ka（HA）＝5.0×10－4＞Ka（HB）＝1.6×10－5，酸性：HA＞HB，pH相同的弱酸加水稀释时，酸性较强的酸溶液pH变化较大，根据变化图可知，曲线Ⅱ代表HA溶液，A正确；a点时，溶液的pH相同，酸对水的电离抑制程度相同，两溶液中水的电离程度相同，B正确；由c点到d点，弱酸的电离常数和水的电离常数都不变，＝＝，即保持不变，C错误；HB酸性较弱，pH相同的HA和HB，HB的物质的量大，加水稀释至b点和c点时，两种酸的物质的量不变，故与氢氧化钠溶液恰好中和时消耗NaOH溶液的体积HB多即b点更多，D正确。
【真题演练】
1.A　KClO溶液有氧化性，不能用pH试纸测定溶液的pH，A错误；根据一元弱酸的Ka大小可以判断其相对强弱，进一步可推断它们同温度、同浓度稀溶液的pH大小，B正确；根据信息，硼酸溶液呈酸性是因为结合了水电离的OH－，故水溶液中的H＋主要来自水的电离，C正确；Kw与温度有关，温度不同，则Kw不相等，D正确。
2.C　由题图可知，a、b、c三点对应的平衡常数不变，该曲线上的点温度相等，升高温度，不能引起由c向b的变化，A项错误；b点c（H＋）＝c（OH－）＝1.0×10－7 mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，Fe3＋结合水电离出的OH－，促进水的电离平衡右移，c（H＋）增大，c（OH－）减小，可能引起由b向a的变化，C项正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，但温度不变，Kw不变，则稀释溶液不能引起由c向d的变化，D项错误。
3.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，酸性强的酸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。
4.C　A项，由图像可知MOH溶液稀释10倍时，pH变化量小于1，故MOH为弱碱；B项，在x点，c（OH－）＝c（M＋）＋c（H＋）＝c（R＋）＋c（H＋），x点时MOH和ROH溶液中c（H＋）相等，故c（M＋）＝c（R＋）；C项，MOH为弱碱，由题图可知，ROH为强碱，则稀释前c（ROH）＜10c（MOH）；D项，稀释前MOH溶液中由水电离出的c（OH－）＝10－12 mol·L－1，ROH溶液中由水电离出的c（OH－）＝10－13 mol·L－1，故由水电离出的c（OH－）：前者是后者的10倍。
5.a
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