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第46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.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
考点一　水的电离
1.水的电离及离子积常数
2.外界条件对水的电离平衡的影响
改变条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH-) c(H+)
加HCl 逆 不变 减小 减小 增大
加NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
加Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小
加NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大
加NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大
加热 正 增大 增大 增大 增大
3.溶液中水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
(1)任何温度、任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总相等。
(2)判断方法
①当抑制水的电离时(如酸或碱溶液),溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。
②当促进水的电离时(如盐的水解),溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
请计算常温下,下列溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)。
(1)0.01 mol·L-1的盐酸中,(H+)=1×10-12 mol·L-1。
(2)0.01 mol·L-1的KOH溶液中,(OH-)=1×10-12 mol·L-1。
(3)pH=10的CH3COONa溶液中,(OH-)=1×10-4 mol·L-1。
(4)pH=4的NH4Cl溶液中,(H+)=1×10-4 mol·L-1。
1.(2025·湖北荆门一模)一定温度下,水存在H2O H++OH-　ΔH>0的平衡,下列叙述一定正确的是(　B　)
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7 mol·L-1,Kw不变
解析:Kw只与温度有关,向水中加入少量稀盐酸,Kw不变,A错误;将水加热,Kw增大,pH减小,B正确;加入少量固体CH3COONa,平衡应正向移动,C错误;由于没有指明温度,c(H+)不一定等于10-7 mol·L-1,D错误。
2.(2025·福建泉州模拟)常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=a mol·L-1,pH=1的盐酸中由水电离出的c(H+)=b mol·L-1,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的氨水等体积混合后,由水电离出的c(H+)=c mol·L-1,则a、b、c的关系正确的是(　B　)
A.a>b=c B.c>a>b
C.c>b>a D.b>c>a
解析:盐酸抑制水的电离,所以ba,故B正确。
3.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五点的Kw的关系:B>C>A=E=D。
(2)在水中加少量酸,可实现A点向D点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈碱性。
(4)若在B点温度下,pH=2的H2SO4溶液中,c水(H+)=1×10-10 mol·L-1。
考点二　溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质:c(H+)和c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH-)比较 常温下溶液pH
酸性溶液 c(H+)>c(OH-) <7
中性溶液 c(H+)=c(OH-) =7
碱性溶液 c(H+)7
2.溶液的pH及测定方法
(1)定义式:pH=-lg c(H+)。
(2)测定方法
①广泛pH试纸:测定范围通常为1~14,可以识别的pH范围约为1。测定方法:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
②pH计:又叫酸度计,可以精密测定溶液的pH,常见量程为0~14。
(1)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定有误差吗 请分析。
不一定。溶液呈中性无误差,溶液呈酸性pH偏大,溶液呈碱性pH偏小。
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH
否。氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性。
3.指示剂的变色范围
指示剂 变色范围
石蕊
甲基橙
酚酞
1.判断常温下,两种溶液混合后溶液的酸碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合:中性。
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合:碱性。
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合:酸性。
(4)pH=2的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:中性。
(5)pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:酸性。
(6)pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合:碱性。
2.计算25 ℃时下列溶液的pH,忽略溶液混合时体积的变化。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=2。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=11。
(3)pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍,溶液的pH=5。
(4)将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=9.7(lg 2≈0.3)。
(5)将0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合,溶液的pH=2。
3.按要求回答下列问题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化)。
(1)pH=3的HNO3溶液和pH=12的氢氧化钡溶液以体积比9︰1混合,混合溶液的pH=10。
(2)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=10。
解析:(1)pH=3的HNO3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,c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,故pH=10。(2)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,根据中和反应H++OH-===H2O知,c(OH-)·Va=c(H+)·Vb,=1014-(a+b),又a+b=13,故=10。
溶液pH计算的一般思维模型
1.(2024·福建卷节选)按下列操作顺序测定溶液pH,不规范的是ac(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.用滴管吸取少量待测液,滴在pH试纸中央
d.观察试纸颜色变化,并与标准比色卡比较
2.(经典高考题)下列说法不正确的是(　A　)
A.2.0×10-7 mol·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
解析:盐酸中HCl的浓度为2.0×10-7 mol·L-1,完全电离,溶液接近中性,水电离出的氢离子浓度与HCl电离的氢离子浓度相差不大,则计算氢离子浓度时,不能忽略水电离的氢离子,其数值应大于2.0×10-7 mol·L-1,A项错误;KCl溶液为中性溶液,常温下pH=7,加热到80 ℃时,Kw增大,对应溶液中氢离子浓度随温度升高而增大,pH会减小,但溶液中溶质仍为KCl,则仍呈中性,B项正确;NaCN溶液呈碱性,说明该溶质为弱酸强碱盐,即CN-对应的酸HCN为弱电解质,C项正确;CH3COOH在溶液中会发生电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,向溶液中加入醋酸钠固体,根据同离子效应可知,该平衡会向生成CH3COOH的方向移动,使溶液中的氢离子浓度减小,pH增大,D项正确。
3.(2023·重庆卷)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示。关于各点对应的溶液,下列说法正确的是(　B　)
A.M点Kw等于N点Kw
B.M点pH大于N点pH
C.N点降温过程中有2个平衡发生移动
D.P点c(H+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(OH-)+2c(S)
解析:温度升高,水的电离程度增大,故M点Kw小于N点Kw,A错误;升高温度,促进铵根离子的水解,且N点铵根离子浓度更大,水解生成的氢离子浓度更大,N点酸性更强,故M点pH大于N点pH,B正确;N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的沉淀溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;P点为硫酸铵的不饱和溶液,由电荷守恒可得,c(H+)+c(N)=c(OH-)+2c(S),D错误。
4.(2024·贵州卷)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理B(OH)3+2H2O H3O++　Ka=5.8×10-10
②lg ≈0.38。
下列说法正确的是(　B　)
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
解析:硼砂水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和Na[B(OH)4],硼酸遇水发生转化B(OH)3+2H2O H3O++,根据元素守恒,c(Na+)={c[B(OH)3]+c[B(OH]},A错误;根据已知,硼酸遇水发生转化B(OH)3+2H2O H3O++,其中的H+是由水的电离提供的,B正确;25 ℃时,B(OH)3+2H2O H3O++,Ka==5.8×10-10,c(H+)≈c[B(OH],则c(H+)=×10-6 mol·L-1,因lg ≈0.38,pH≈6-0.38≈5.62,C错误;B(OH)3的电离平衡常数为Ka=5.8×10-10,B(OH×10-4,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误。
课时作业46(总分:60分)
1.(3分)(2025·安徽六安模拟)判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液一定显碱性的是(　C　)
A.能够使甲基橙呈黄色的溶液
B.pH>7的溶液
C.溶液中:c(H+)D.溶液中:c(H+)<1×10-7 mol·L-1
2.(3分)(2025·天津静海区模拟)25 ℃时,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,则下列说法正确的是(　D　)
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(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
解析:25 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-14。题目中水电离产生的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,远低于纯水的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性或强碱性溶液。强酸性溶液:溶液中c(H+)主要来自酸,水电离的c(H+)=c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,此时溶液中c(H+)= mol·L-1=1×10-2 mol·L-1,对应pH=2。强碱性溶液:溶液中c(OH-)主要来自碱,水电离的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,此时溶液中c(H+)=1×10-12 mol·L-1,对应pH=12。由分析可知,溶液可能是酸或碱,A错误;由分析可知,pH可能是2或12,B错误;由分析可知,水的电离被抑制,C错误;无论酸碱性,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14 mol2·L-2恒成立,D正确。
3.(3分)常温下,关于pH=12的NaOH溶液,下列说法正确的是(　C　)
A.溶液中c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
B.溶液中由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
C.加水稀释100倍后,溶液的pH=10
D.加入等体积pH=2的CH3COOH溶液,溶液呈中性
解析:pH=12的NaOH溶液,根据水的离子积可知,c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,A项不正确;溶液中由水电离出的c(OH-)=c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,B项不正确;加水稀释100倍后,溶液的pH=10,C项正确;由于CH3COOH为弱酸,大部分未发生电离,反应结束后,剩余的CH3COOH电离,使溶液呈酸性,D项不正确。
4.(3分)已知液氨的性质与水相似。T ℃时,2NH3 N,N的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法正确的是(　B　)
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)解析:由题给方程式知,N的平衡浓度相等,都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积表达式得液氨的离子积为1×10-30,A项错误;离子积只与温度有关,与离子浓度无关,C项错误;因为电离吸热,所以降温平衡逆向移动,c(N)、c(N)都减小且相等,D项错误。
5.(3分)(2025·山东菏泽模拟)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(　C　)
甲 10 mL pH=2盐酸
乙 甲中溶液加水稀释到100 mL
丙 10 mL pH=2 CH3COOH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(H+):甲=丙
D.中和NaOH的能力:乙>丙
解析:甲和丙分别是等体积、等pH的盐酸和CH3COOH溶液,均稀释10倍,由于CH3COOH电离平衡正向移动,故稀释后pH比盐酸稀释后小,故pH:乙>丁,故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,故B错误;甲和丙是pH都为2的酸溶液,故c(OH-)= mol/L=c水(OH-)=c水(H+),故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CH3COOH溶液,由于丙是CH3COOH,部分电离,故中和碱的能力丙更大,故中和NaOH的能力:乙<丙,故D错误。
6.(3分)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++S。某温度下,向c(H+)=1×10-6 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+)=1×10-2 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是(　D　)
A.该温度高于25 ℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 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
解析:A项,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12>1×10-14,温度高于25 ℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,c水(H+)=c(OH-)=1×10-10 mol·L-1;D项,加H2O稀释,c(H+)减小,而c(OH-)增大。
7.(3分)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(　B　)
A.温度升高,水的电离平衡正向移动,c(H+)增大,酸性增强
B.向水中加入NaHSO4固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C.室温下,pH=4的盐酸中,c水(H+)=5×10-9 mol·L-1
D.由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)时,溶液一定呈中性
解析:水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,c(H+)增大,但仍为中性,A错误;NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,B正确;室温下,pH=4的盐酸中c(H+)=10-4 mol·L-1,c水(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,C错误;酸、碱性溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)也相等,D错误。
8.(3分)化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是(　B　)
A.0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L CH3COOH溶液分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
B.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和CH3COOH溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
C.pH=3的CH3COOH溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的CH3COOH溶液中加入等体积pH=3的盐酸,CH3COOH的电离平衡不移动
解析:同浓度的盐酸和CH3COOH溶液,盐酸pH小,加水稀释时CH3COOH电离平衡正向移动,稀释到相同pH,盐酸加水多,A正确;pH均为3的盐酸和CH3COOH溶液,CH3COOH溶液浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗CH3COOH溶液的体积更少,B错误;若为强酸,稀释后pH=4,CH3COOH为弱酸,稀释后电离平衡正向移动,所得溶液pH小于4,C正确;pH为3的CH3COOH溶液中c(H+)与pH为3的盐酸中c(H+)相等,向pH为3的CH3COOH溶液中加入等体积pH为3的盐酸时,溶液中c(H+)不变,则醋酸的电离平衡不移动,D正确。
9.(3分)(2025·安徽合肥模拟)利用计算机技术测得水溶液中pH和pOH[pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示,下列说法正确的是(　D　)
A.图中标注的四点Kw的关系:aB.向水中加碱(忽略温度变化),可能引起由c向d的变化
C.b点温度下,0.1 mol·L-1的NaOH溶液pH为13
D.将水缓慢升温,曲线将沿c→a方向移动
解析:水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度增大,水的离子积常数增大,由题图可知,反应温度大小顺序为a>b>c=d,则离子积常数大小顺序为a>b>c=d,故A错误;向水中加碱,溶液中氢氧根离子浓度增大,pH增大、pOH减小,不可能引起由c向d的变化,故B错误;由题图可知,b点温度下,水的离子积常数Kw=10-6.5×10-6.5=10-13,则0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液pH为12,故C错误;水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度增大,则将水缓慢升温,pH、pOH均减小,曲线将沿c→a方向移动,故D正确。
10.(3分)(2025·河北石家庄模拟)常温下,向20 mL 1.0 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中水电离出的c水(H+)随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是(　D　)
A.HA的电离平衡常数约为10-8
B.b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL
C.c点溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.d点溶液的pH=7
解析:当NaOH和HA恰好完全反应生成NaA时,水的电离程度最大,对应的为c点,溶液显碱性,故b点为HA和NaA的混合溶液,溶液显中性,d点为NaA和NaOH的混合溶液,溶液显碱性。a点表示1.0 mol·L-1 HA溶液中水电离出的c水(H+)=10-10 mol·L-1,c(OH-)=10-10 mol·L-1,所以溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,HA的电离平衡常数Ka==10-8,故A正确;当加入10 mL NaOH溶液时,所得溶液为等物质的量浓度的NaA和HA溶液,HA的电离常数为10-8,A-的水解常数为=10-6,A-的水解程度大于HA的电离程度,此时溶液显碱性,而b点溶液显中性,故b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL,故B正确;c点恰好为NaA溶液,A-水解使溶液显碱性,此时溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故C正确;d点溶液显碱性,pH>7,故D错误。
11.(12分)已知水在25 ℃和100 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。假设溶液混合后体积变化忽略不计,回答下列问题:
(1)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为10︰1。
(2)100 ℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是a+b=14。
(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的盐酸和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1小于(填“大于”“小于”或“等于”)α2。
(4)曲线B对应的温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH=10。
解析:(1)25 ℃时,pH=9的NaOH溶液,c(OH-)=10-5 mol·L-1;pH=4的H2SO4溶液,c(H+)=10-4 mol·L-1;若所得混合溶液的pH=7,则c(OH-)·V(NaOH溶液)=c(H+)·V(H2SO4溶液)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH溶液)︰V(H2SO4溶液)=c(H+)︰c(OH-)=10︰1。(2)100 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12。100体积pH=a的某强酸溶液中n(H+)=100×10-a mol=102-a mol,1体积pH=b的某强碱溶液中n(OH-)= mol=10b-12 mol。混合后溶液呈中性,则102-a=10b-12,2-a=b-12,所以a+b=14。(3)曲线A所对应的温度是25 ℃,pH=2的盐酸中c水(H+)=10-12 mol·L-1;pH=11的某BOH溶液中c水(H+)=10-11 mol·L-1;水电离产生的H+的浓度越大,水的电离程度就越大,则α1<α2。(4)混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.01 mol·L-1。由于该温度下水的离子积常数Kw=10-12,所以c(H+)=10-10 mol·L-1,所得混合溶液的pH=10。
12.(18分)某温度(T)下的溶液中,c(H+)=1.0×10-x mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积Kw为1.0×10-12,则该温度T>(填“>”“<”或“=”)25 ℃。
(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示。
实验序号 Ba(OH)2溶液 的体积/mL 盐酸的 体积/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假设溶液混合前后的体积不变,则a=4,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(3)在此温度下,将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
溶液 甲 乙 丙 丁
0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液体积/mL 10 10 10 10
0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液体积/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后,所得溶液显中(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:Ba2++OH-+H++S===BaSO4↓+H2O。
③按甲方式混合后,所得溶液的pH为11(混合时,忽略溶液体积的变化)。
解析:(1)Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-(x+y),根据图像可知,x+y=12,故Kw=1.0×10-12。根据温度越高,H2O的电离程度越大,Kw也越大可知,此时T>25 ℃。(2)题述条件下,pH=6时溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3 L×1.0×10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L×1.0×10-a mol·L-1,可得a=4,即pH=4。实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+物质的量相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++S===BaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,pH=11。(共57张PPT)
第九章　水溶液中的离子
反应与平衡
第46讲　水的电离和溶液的pH
目
录
考点二　溶液的酸碱性与pH
课时作业
考点一　水的电离
真题演练 感悟高考
复习目标
1.认识水的电离,了解水的离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
一
考点一 水的电离
1.水的电离及离子积常数
H O H++OH-
c(H+)·c(OH-)
1×10-14
不变
增大
稀的电解质
2.外界条件对水的电离平衡的影响
改变条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH-) c(H+)
加HCl ____ _____ _____ _____ _____
加NaOH ____ _____ _____ _____ _____
加Na2CO3 ____ _____ _____ _____ _____
加NH4Cl ____ _____ _____ _____ _____
加NaHSO4 ____ _____ _____ _____ _____
加热 ____ _____ _____ _____ _____
逆
不变
减小
减小
增大
逆
不变
减小
增大
减小
正
不变
增大
增大
减小
正
不变
增大
减小
增大
逆
不变
减小
减小
增大
正
增大
增大
增大
增大
3.溶液中水电离的c(H+)或c(OH-)的计算
(1)任何温度、任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总相等。
(2)判断方法
①当抑制水的电离时(如酸或碱溶液),溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。
②当促进水的电离时(如盐的水解),溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
请计算常温下,下列溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)。
(1)0.01 mol·L-1的盐酸中,(H+)=_________________。
(2)0.01 mol·L-1的KOH溶液中,(OH-)=________________。
(3)pH=10的CH3COONa溶液中,(OH-)=________________。
(4)pH=4的NH4Cl溶液中,(H+)=_______________。
微点助学
1×10-12 mol·L-1
1×10-12 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
1.(2025·湖北荆门一模)一定温度下,水存在H2O H++OH-　ΔH>0的平衡,下列叙述一定正确的是(　　)
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7 mol·L-1,Kw不变
解析:Kw只与温度有关,向水中加入少量稀盐酸,Kw不变,A错误;将水加热,Kw增大,pH减小,B正确;加入少量固体CH3COONa,平衡应正向移动,C错误;由于没有指明温度,c(H+)不一定等于10-7 mol·L-1,D错误。
B
2.(2025·福建泉州模拟)常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=a mol·L-1,pH=1的盐酸中由水电离出的c(H+)=b mol·L-1,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的氨水等体积混合后,由水电离出的c(H+)=c mol·L-1,则a、b、c的关系正确的是(　　)
A.a>b=c B.c>a>b
C.c>b>a D.b>c>a
解析:盐酸抑制水的电离,所以ba,故B正确。
B
3.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五点的Kw的关系:_______________。
(2)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____性。
(4)若在B点温度下,pH=2的H2SO4溶液中,c水(H+)=________ mol·L-1。
B>C>A=E=D
D
碱
1×10-10
二
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质:c(H+)和c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH-)比较 常温下溶液pH
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)定义式:pH=-lg c(H+)。
(2)测定方法
①广泛pH试纸:测定范围通常为1~14,可以识别的pH范围约为1。测定方法:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的________或________上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与____________对照。
②pH计:又叫酸度计,可以精密测定溶液的pH,常见量程为0~14。
玻璃片
表面皿
标准比色卡
(1)用湿润的pH试纸测溶液的pH,一定有误差吗 请分析。
不一定。溶液呈中性无误差,溶液呈酸性pH偏大,溶液呈碱性pH偏小。
(2)能否用pH试纸测定氯水的pH
否。氯水中含有次氯酸,次氯酸具有漂白性。
微点助学
3.指示剂的变色范围
指示剂 变色范围
石蕊
甲基橙
酚酞
红
蓝
红
黄
无
浅红
红
1.判断常温下,两种溶液混合后溶液的酸碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合:______。
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合:______。
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合:______。
(4)pH=2的HCl溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:______。
(5)pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合:______。
(6)pH=2的HCl溶液和pH=12的NH3·H2O溶液等体积混合:______。
中性
碱性
酸性
中性
酸性
碱性
2.计算25 ℃时下列溶液的pH,忽略溶液混合时体积的变化。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=____。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH=____。
(3)pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍,溶液的pH=____。
(4)将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=_____(lg 2≈0.3)。
(5)将0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1 H2SO4溶液等体积混合,溶液的pH=____。
2
11
5
9.7
2
3.按要求回答下列问题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化)。
(1)pH=3的HNO3溶液和pH=12的氢氧化钡溶液以体积比9︰1混合,混合溶液的pH=____。
解析:pH=3的HNO3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,c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,故pH=10。
10
(2)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=_____。
解析: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,根据中和反应H++OH-===H2O知,c(OH-)·Va=
c(H+)·Vb,=1014-(a+b),又a+b=13,故=10。
10
溶液pH计算的一般思维模型
思维建模
三
真题演练 感悟高考
1.(2024·福建卷节选)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.用滴管吸取少量待测液,滴在pH试纸中央
d.观察试纸颜色变化,并与标准比色卡比较
ac
2.(经典高考题)下列说法不正确的是(　　)
A.2.0×10-7 mol·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
A
解析:盐酸中HCl的浓度为2.0×10-7 mol·L-1,完全电离,溶液接近中性,水电离出的氢离子浓度与HCl电离的氢离子浓度相差不大,则计算氢离子浓度时,不能忽略水电离的氢离子,其数值应大于2.0×10-7 mol·L-1,A项错误;KCl溶液为中性溶液,常温下pH=7,加热到80 ℃时,Kw增大,对应溶液中氢离子浓度随温度升高而增大,pH会减小,但溶液中溶质仍为KCl,则仍呈中性,B项正确;NaCN溶液呈碱性,说明该溶质为弱酸强碱盐,即CN-对应的酸HCN为弱电解质,C项正确;CH3COOH在溶液中会发生电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,向溶液中加入醋酸钠固体,根据同离子效应可知,该平衡会向生成CH3COOH的方向移动,使溶液中的氢离子浓度减小,pH增大,D项正确。
3.(2023·重庆卷)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如图所示。关于各点对应的溶液,下列说法正确的是(　　)
A.M点Kw等于N点Kw
B.M点pH大于N点pH
C.N点降温过程中有2个平衡发生移动
D.P点c(H+)+c(N)+c(NH3·H2O)=c(OH-)
+2c(S)
B
解析:温度升高,水的电离程度增大,故M点Kw小于N点Kw,A错误;升高温度,促进铵根离子的水解,且N点铵根离子浓度更大,水解生成的氢离子浓度更大,N点酸性更强,故M点pH大于N点pH,B正确;N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的沉淀溶解平衡3个平衡发生移动,C错误;P点为硫酸铵的不饱和溶液,由电荷守恒可得,c(H+)+c(N)=c(OH-)+2c(S),D错误。
4.(2024·贵州卷)硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。
已知:①25 ℃时,硼酸显酸性的原理B(OH)3+2H2O H3O++ 　　　　　　　Ka=5.8×10-10
②lg ≈0.38。
下列说法正确的是(　　)
A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]
B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离
C.25 ℃时,0.01 mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38
D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性
B
解析:硼砂水解生成等物质的量浓度的B(OH)3和Na[B(OH)4],硼酸遇水发
生转化B(OH)3+2H2O H3O++ 　　　　 　 ,根据元素守恒,c(Na+)=
{c[B(OH)3]+c [B(OH]},A错误;根据已知,硼酸遇水发生转化B(OH)3
+2H2O H3O++ 　　 　　　,其中的H+是由水的电离提供的,B正确;
25 ℃时,B(OH)3+2H2O H3O++ 　　　　　 ,Ka=
=5.8×10-10,c(H+)≈c[B(OH],则c(H+)=×10-6 mol·L-1,因lg ≈0.38,pH≈6-0.38≈5.62,C错误;B(OH)3的电离平衡常数为Ka=5.8×10-10,B(OH
×10-4,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误。
四
课时作业46
1.(3分)(2025·安徽六安模拟)判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液一定显碱性的是(　　)
A.能够使甲基橙呈黄色的溶液
B.pH>7的溶液
C.溶液中:c(H+)D.溶液中:c(H+)<1×10-7 mol·L-1
C
2.(3分)(2025·天津静海区模拟)25 ℃时,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=
1×10-12 mol·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(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
D
解析:25 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-14。题目中水电离产生的c(OH-)
=1×10-12 mol·L-1,远低于纯水的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性或强碱性溶液。强酸性溶液:溶液中c(H+)主要来自酸,水电离的c(H+)=c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,此时溶液中c(H+)= mol·L-1=1×10-2 mol·L-1,对应pH=2。强碱性溶液:溶液中c(OH-)主要来自碱,水电离的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,此时溶液中c(H+)=1×10-12 mol·L-1,对应pH=12。由分析可知,溶液可能是酸或碱,A错误;由分析可知,pH可能是2或12,B错误;由分析可知,水的电离被抑制,C错误;无论酸碱性,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14 mol2·L-2恒成立,D正确。
3.(3分)常温下,关于pH=12的NaOH溶液,下列说法正确的是(　　)
A.溶液中c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
B.溶液中由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
C.加水稀释100倍后,溶液的pH=10
D.加入等体积pH=2的CH3COOH溶液,溶液呈中性
解析:pH=12的NaOH溶液,根据水的离子积可知,c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,A项不正确;溶液中由水电离出的c(OH-)=c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,B项不正确;加水稀释100倍后,溶液的pH=10,C项正确;由于CH3COOH为弱酸,大部分未发生电离,反应结束后,剩余的CH3COOH电离,使溶液呈酸性,D项不正确。
C
4.(3分)已知液氨的性质与水相似。T ℃时,2NH3 N,N的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法正确的是(　　)
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)解析:由题给方程式知,N的平衡浓度相等,都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积表达式得液氨的离子积为1×10-30,A项错误;离子积只与温度有关,与离子浓度无关,C项错误;因为电离吸热,所以降温平衡逆向移动,c(N)、c(N)都减小且相等,D项错误。
B
5.(3分)(2025·山东菏泽模拟)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
乙 甲中溶液加水稀释到100 mL
丙 10 mL pH=2 CH3COOH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(H+):甲=丙
D.中和NaOH的能力:乙>丙
C
解析:甲和丙分别是等体积、等pH的盐酸和CH3COOH溶液,均稀释10倍,由于CH3COOH电离平衡正向移动,故稀释后pH比盐酸稀释后小,故pH:乙>丁,故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,故B错误;甲和丙是pH都为2的酸溶液,故c(OH-)= mol/L=c水(OH-)=c水(H+),故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CH3COOH溶液,由于丙是CH3COOH,部分电离,故中和碱的能力丙更大,故中和NaOH的能力:乙<丙,故D错误。
6.(3分)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++S。某温度下,向c(H+)=1×10-6 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+)=1×10-2 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1×10-10 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
解析:A项,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12>1×10-14,温度高于25 ℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,c水(H+)=c(OH-)=1×10-10 mol·L-1;D项,加H2O稀释,c(H+)减小,而c(OH-)增大。
D
7.(3分)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.温度升高,水的电离平衡正向移动,c(H+)增大,酸性增强
B.向水中加入NaHSO4固体后(溶液温度不变),水的电离程度减小
C.室温下,pH=4的盐酸中,c水(H+)=5×10-9 mol·L-1
D.由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)时,溶液一定呈中性
解析:水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,c(H+)增大,但仍为中性,A错误;NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,B正确;室温下,pH=4的盐酸中c(H+)=10-4 mol·L-1,c水(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,C错误;酸、碱性溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)也相等,D错误。
B
8.(3分)化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是(　　)
A.0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L CH3COOH溶液分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
B.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和CH3COOH溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
C.pH=3的CH3COOH溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的CH3COOH溶液中加入等体积pH=3的盐酸,CH3COOH的电离平衡不移动
B
解析:同浓度的盐酸和CH3COOH溶液,盐酸pH小,加水稀释时CH3COOH电离平衡正向移动,稀释到相同pH,盐酸加水多,A正确;pH均为3的盐酸和CH3COOH溶液,CH3COOH溶液浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗CH3COOH溶液的体积更少,B错误;若为强酸,稀释后pH=4,CH3COOH为弱酸,稀释后电离平衡正向移动,所得溶液pH小于4,C正确;pH为3的CH3COOH溶液中c(H+)与pH为3的盐酸中c(H+)相等,向pH为3的CH3COOH溶液中加入等体积pH为3的盐酸时,溶液中c(H+)不变,则醋酸的电离平衡不移动,D正确。
9.(3分)(2025·安徽合肥模拟)利用计算机技术测得水溶液中pH和pOH[pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.图中标注的四点Kw的关系:aB.向水中加碱(忽略温度变化),可能引起由c向d的变化
C.b点温度下,0.1 mol·L-1的NaOH溶液pH为13
D.将水缓慢升温,曲线将沿c→a方向移动
D
解析:水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度增大,水的离子积常数增大,由题图可知,反应温度大小顺序为a>b>c=d,则离子积常数大小顺序为a>b>c=d,故A错误;向水中加碱,溶液中氢氧根离子浓度增大,pH增大、pOH减小,不可能引起由c向d的变化,故B错误;由题图可知,b点温度下,水的离子积常数Kw=10-6.5×10-6.5=10-13,则0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液pH为12,故C错误;水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡右移,溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度增大,则将水缓慢升温,pH、pOH均减小,曲线将沿c→a方向移动,故D正确。
10.(3分)(2025·河北石家庄模拟)常温下,向20 mL 1.0 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入1.0 mol·L-1的NaOH溶液,溶液中水电离出的c水(H+)随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.HA的电离平衡常数约为10-8
B.b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL
C.c点溶液中离子浓度的大小关系为
c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.d点溶液的pH=7
D
解析:当NaOH和HA恰好完全反应生成NaA时,水的电离程度最大,对应的为c点,溶液显碱性,故b点为HA和NaA的混合溶液,溶液显中性,d点为NaA和NaOH的混合溶液,溶液显碱性。a点表示1.0 mol·L-1 HA溶液中水电离出的c水(H+)=10-10 mol·L-1,c(OH-)=10-10 mol·L-1,所以溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,HA的电离平衡常数Ka==10-8,故A正确;当加入10 mL NaOH溶液时,所得溶液为等物质的量浓度的NaA和HA溶液,HA的电离常数为10-8,A-的水解常数为=10-6,A-的水解程度大于HA的电离程度,此时溶液显碱性,而b点溶液显中性,故b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL,故B正确;c点恰好为NaA溶液,A-水解使溶液显碱性,此时溶液中离子浓度的大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),故C正确;d点溶液显碱性,pH>7,故D错误。
11.(12分)已知水在25 ℃和100 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。假设溶液混合后体积变化忽略不计,回答下列问题:
(1)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
10︰1
解析:25 ℃时,pH=9的NaOH溶液,c(OH-)=10-5 mol·L-1;pH=4的H2SO4溶液,c(H+)=10-4 mol·L-1;若所得混合溶液的pH=7,则c(OH-)·V(NaOH溶液)=c(H+)·V(H2SO4溶液)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH溶液)︰V(H2SO4溶液)=c(H+)︰c(OH-)=10︰1。
(2)100 ℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是__________。
解析:100 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12。100体积pH=a的某强酸溶液中n(H+)=100×10-a mol=102-a mol,1体积pH=b的某强碱溶液中n(OH-)=
mol=10b-12 mol。混合后溶液呈中性,则102-a=10b-12,2-a=b-12,所以a+b=14。
a+b=14
(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的盐酸和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1______(填“大于”“小于”或“等于”)α2。
解析:曲线A所对应的温度是25 ℃,pH=2的盐酸中c水(H+)=10-12 mol·L-1;
pH=11的某BOH溶液中c水(H+)=10-11 mol·L-1;水电离产生的H+的浓度越大,水的电离程度就越大,则α1<α2。
小于
(4)曲线B对应的温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH=______。
解析:混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.01 mol·L-1。由于该温度下水的离子积常数Kw=10-12,所以c(H+)=10-10 mol·L-1,所得混合溶液的pH=10。
10
12.(18分)某温度(T)下的溶液中,c(H+)=1.0×10-x mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题:
(1)此温度下,水的离子积Kw为___________,则该温度T____(填“>”“<”或“=”)25 ℃。
解析:Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-(x+y),根据图像可知,x+y=12,故Kw=1.0×10-12。根据温度越高,H2O的电离程度越大,Kw也越大可知,此时T>25 ℃。
1.0×10-12
>
(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示。
实验序号 Ba(OH)2溶液 的体积/mL 盐酸的 体积/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假设溶液混合前后的体积不变,则a=____,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)=____________ mol·L-1。
4
1.0×10-7
解析:题述条件下,pH=6时溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得c(OH-)=1.0×10-4 mol·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3 L×1.0×
10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L×1.0×10-a mol·L-1,可得a=4,即pH=4。实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1。
(3)在此温度下,将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
溶液 甲 乙 丙 丁
0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液体积/mL 10 10 10 10
0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液体积/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后,所得溶液显____(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:__________________________
__________________。
③按甲方式混合后,所得溶液的pH为____(混合时,忽略溶液体积的变化)。
中
Ba2++OH-+H++S===
BaSO4↓+H2O
11
解析:①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+物质的量相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++S===BaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1,pH=11。
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