第63讲 水的电离和溶液的pH(课件+学案)高中化学 高考专区 一轮复习

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第63讲 水的电离和溶液的pH(课件+学案)高中化学 高考专区 一轮复习

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第63讲 水的电离和溶液的pH
复习要求 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,掌握溶液pH的计算及检测方法。
考点一 水的电离与水的离子积常数
【知识梳理】
1.水的电离平衡及影响因素
(1)水的电离
水是一种极弱的电解质,其电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,可简写为H2OH++OH-,水的电离为吸热过程。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1;任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等。
(3)影响水电离平衡的因素
改变温度,加入电解质水的电离平衡都可能发生移动。
小题对点过
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入NaHSO4(s)
加入Na2CO3(s)
加入NH4Cl(s)
答案 右移 增大 增大 增大 左移 增大 减小 减小 左移 减小 增大 减小 左移 增大 减小 减小 右移 减小 增大 增大 右移 增大 减小 增大
2.水的离子积常数
小题对点过
某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低 ________,该温度下纯水中c(H+)=________ mol·L-1。
(2)若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)=________ mol·L-1,水电离的c水(H+)=________ mol·L-1。
答案 (1)高 2×10-7
(2)8.0×10-9 8.0×10-9
【知能通关】
(一)应用电离平衡曲线理解外因对水电离的影响
1.某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都________,即c(H+)·c(OH-)________,温度________。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw________,温度________。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变________;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变________。
答案 (1)相同 相同 相同 (2)不同 不同 (3)酸碱性 温度
2.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Kw间的关系:________________。
(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现________性。
(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,c水(H+)=________ mol·L-1。
答案 (1)B>C>A=D=E (2)D (3)碱
(4)1×10-10
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。
(二)水电离c水(H+)或c水(OH-)的计算
3.计算并填空。
(1)室温下,0.01 mol·L-1的盐酸中,c水(H+)=________。
(2)室温下,pH=4的亚硫酸溶液中,c水(H+)=________。
(3)室温下,pH=10的KOH溶液中,c水(OH-)=________。
(4)室温下,0.01 mol·L-1 NaHSO4溶液中c(H+)=________,c水(H+)=________。
(5)室温下,pH=4的NH4Cl溶液中,c水(H+)=________。
(6)室温下,pH=10的CH3COONa溶液中,c水(OH-)=________。
答案 (1)1×10-12 mol·L-1
(2)1×10-10 mol·L-1 (3)1×10-10 mol·L-1
(4)0.01 mol·L-1 1×10-12 mol·L-1
(5)1×10-4 mol·L-1 (6)1×10-4 mol·L-1
25 ℃时,计算c水(H+)或c水(OH-)的思维方法
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-)。
考点二 溶液的酸碱性与pH
【知识梳理】
1.溶液的酸碱性
(1)溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(2)填写空格
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
小题对点过
判断正误。
(1)pH=7的溶液一定呈中性。(  )
(2)中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1。(  )
(3)c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性。(  )
(4)在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性。(  )
(5)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(  )
(6)c(H+)= mol·L-1的溶液一定显中性。(  )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√ (6)√
2.溶液的pH
(1)定义式:pH=-lg_c(H+)。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
(3)范围:25 ℃时,0~14。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg_c(OH-);
②常温下,pH+pOH=14。
小题对点过
(1)25 ℃时,计算下列溶液的pH
①0.05 mol·L-1 H2SO4溶液,pH=________。
②0.001 mol·L-1 NaOH溶液,pH=________。
(2)T ℃时,水的离子积Kw=1×10-12,计算0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液pH=________。
答案 (1)①1 ②11 (2)10
解析 (2)T ℃时,0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,所以pH=-lg c(H+)=-lg 1×10-10=10。
3.溶液pH的测定方法
(1)pH试纸法
把小片试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
(2)pH计法:又称酸度计测量法,可精密测量pH。
小题对点过
判断正误。
(1)用pH试纸测得某氯水的pH为5。(  )
(2)用广泛pH试纸测得醋酸溶液的pH为3.4。(  )
(3)用pH计测得某溶液的pH为7.45。(  )
(4)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。(  )
答案 (1)× (2)× (3)√ (4)×
【知能通关】
(一)酸与碱混合后溶液酸碱性的判断
1.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“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H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合________。
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合________。
答案 (1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
酸、碱混合后溶液酸碱的判断
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
(二)酸、碱混合后pH计算
2.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)pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为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________。
答案 (1)10 (2)1∶4
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)pH=12的Ba(OH)2溶液中c[Ba(OH)2]=5×10-3 mol·L-1。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+NaHSO4===BaSO4↓+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,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
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。
3.在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw=________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________。
答案 (1)10-13 (2)①1∶10 ②10∶1
解析 (1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH-)=0.01 mol·L-1,故Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,10-2·Vb=
10-13/10-12·Va,所以Va∶Vb=10-2∶10-1=1∶10。
②根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va,10-b·Vb=10-13/10-a·Va,
所以Va/Vb=10-b/10a-13=1013-(a+b)=10,
即Va∶Vb=10∶1。
25 ℃,强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时,二者的体积与pH的关系
(1)若pH酸+pH碱=14,浓度相等,V酸∶V碱=1∶1。
(2)若pH酸+pH碱>14,碱浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
(3)若pH酸+pH碱<14,酸浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
我的收获
知识建构 感悟笔记
1.方法规律:                             2.盲点误区:                            
体验真题 感知高考
1.(真题汇编)下列判断正确的是(  )
A.(2025·浙江6月选考)将浓度均为0.1 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
B.(2019·北京卷)随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
C.(2020·浙江1月选考改编)pH>7的溶液一定呈碱性
D.(2020·浙江1月选考)相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,c(OH-)相等
答案 D
2.(2025·重庆卷节选)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡:D2OD++OD-,c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。
(1)图中3个状态点对应的溶液呈中性的是____________。
(2)T1____________T2(填“>”“=”或“<”)。
答案 (1)B (2)>
解析 (1)重水中存在电离平衡D2OD++OD-,中性溶液中c(D+)=c(OD-),故B点对应溶液呈中性。(2)水的电离为吸热过程,温度升高,电离程度增大,c(D+)、c(OD-)增大,Kw增大,由图可知,T1时对应离子浓度更高,Kw更大,所以T1>T2。
1.高考热点:                                 
                                       
                                       
2.新考法新角度:                                
                                       
                                       
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2025·高三全国月考)下列操作能促进水的电离且使溶液中c(H+)A.将水加热煮沸
B.向水中加入Na2CO3固体
C.向水中通入氯化氢气体
D.向水中加入NH4Cl固体
答案 B
解析 升高温度、加入能水解的盐会促进水的电离,使溶液中c(H+)2.(2026·云南三校联考)下列有关水电离情况的说法正确的是(  )
A.25 ℃,pH=12的烧碱溶液与pH=12的纯碱溶液,水的电离程度相同
B.其他条件不变,CH3COOH溶液在加水稀释过程中,一定变小
C.其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,水的电离程度减小
D.其他条件不变,温度升高,水的电离程度增大,Kw增大
答案 D
解析 酸或碱抑制水的电离,强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐促进水的电离,NaOH是强碱,抑制水的电离,Na2CO3是强碱弱酸盐,促进水的电离,所以pH相同的两溶液中水的电离程度不同,A项错误;CH3COOH为弱酸,其他条件不变,稀释CH3COOH溶液,c(H+)减小,由Kw可知,c(OH-)增大,所以增大,B项错误;NaOH抑制水的电离,其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,其对水电离的抑制程度降低,所以水的电离程度增大,C项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)和c(H+)增大,所以Kw增大,D项正确。
3.(2025·山东菏泽高三期中)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(H+):甲=丙
D.中和NaOH的能力:乙>丙
答案 C
解析 A.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比盐酸稀释后小,故pH:乙>丁,故A错误;B.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;C.甲和丙是pH都为2的酸溶液,故c(OH-)= mol·L-1=c水(OH-)=c水(H+),故C正确;D.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,故D错误。
4.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是(  )
A.溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中,测其pH
答案 D
解析 因pH=-lg c(H+),所以pH越小,c(H+)越大,酸性越强,pH越大,c(H+)越小,则c(OH-)越大,碱性越强,A正确;在室温下,pH<7的溶液呈酸性,B正确;当c(H+)或c(OH-)小于1 mol·L-1时,使用pH表示其酸碱性更为方便,C正确;用pH试纸测溶液pH时,不能把pH试纸直接插入待测溶液中,正确的做法为取一小片pH试纸,放在洁净的表面皿上或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读取数据,D错误。
5.下列有关溶液pH叙述不正确的是(  )
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
C.pH=3的醋酸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的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,醋酸的电离平衡不移动
答案 A
解析 A.pH均为3的盐酸和醋酸溶液,醋酸浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗醋酸的体积更少,A错误;B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,醋酸浓度大于10-5 mol·L-1,盐酸浓度等于10-5 mol·L-1,则醋酸加水体积更小,盐酸加水体积更多,B正确;C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,醋酸电离平衡正向移动,所得溶液c(H+)>10-4 mol·L-1,pH小于4,C正确;D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,c(H+)不变,加入瞬间c(CH3COO-)、c(CH3COOH)均变为原来的一半,Q=Ka,醋酸的电离平衡不移动,D正确。
6.(2025·湖南长沙高三模拟)常温下,关于溶液稀释的说法正确的是(  )
A.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13
B.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,pH=5
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c水(H+)=1×1 mol·L-1
D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
答案 A
解析 酸、碱无限稀释时,pH无限接近于7,酸或碱稀释过程中溶液接近中性时,要考虑水的电离。c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,故pH=13,A项正确;稀释100倍,pH<3+2=5,B项错误;c水(H+)=c(OH-)=10-8 mol·L-1,C项错误;NaOH溶液的pH>7,不可能为6,D项错误。
7.已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是(  )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)===c(OH-)+c(A-)
答案 C
解析 判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。A项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项中未说明温度为25 ℃,故混合溶液的pH=7时不一定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为c(H+)= mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。
8.下列关于生活中下列溶液pH的说法正确的是(  )
A.家用白醋的主要成分为醋酸(CH3COOH),若其浓度为0.1 mol·L-1(Ka=1.8×10-5),则该白醋的pH约为1
B.洁厕灵的主要成分为盐酸(HCl),若某洁厕灵中盐酸浓度为0.01 mol·L-1,将其稀释100倍后溶液的pH=4
C.将等体积的0.1 mol·L-1白醋与0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,充分反应后所得溶液的pH=7
D.肥皂水显碱性,若测得某肥皂水的c(OH-)=10-6 mol·L-1,则该肥皂水的pH=6
答案 B
解析 A.醋酸是弱电解质,存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。设电离出的c(H+)=x mol·L-1,由电离常数表达式Ka=≈≈1.8×10-5,解得x≈1.34×10-3 mol·L-1,则pH≈-lg(1.34×10-3)≈2.87≠1,A错误;B.盐酸是强酸,在溶液中完全电离,0.01 mol·L-1盐酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=2;稀释100倍后,c(H+)=0.01 mol·L-1÷100=10-4 mol·L-1,pH=-lg(10-4)=4,B正确;C.等体积等浓度的醋酸与NaOH混合,恰好反应生成CH3COONa,CH3COO-发生水解:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液显碱性,故pH>7,C错误;D.碱性溶液中,c(H+)==10-8 mol·L-1,则pH=-lg(10-8)=8≠6,D错误。
9.(2026·山东滨州检测)(1)体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m________n(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m________n。
(3)体积相同、pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m________n。
(4)体积相同、pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m________n。
答案 (1)< (2)> (3)< (4)>
解析 (1)HCl是强电解质,在水溶液中完全电离,醋酸是弱电解质,部分电离,加水稀释促进醋酸电离,但是醋酸不能完全电离,所以体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液c(H+):盐酸>醋酸,二者溶液的pH分别变成m和n,则m醋酸,加水稀释促进醋酸电离,体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,如果稀释相同的倍数,则稀释后溶液中c(H+):盐酸>醋酸,稀释后溶液的pH:盐酸<醋酸,要使稀释后溶液的pH相等,则稀释后溶液中c(H+)相等,则稀释倍数:盐酸>醋酸,即m>n。(3)pH相同的盐酸和醋酸,浓度:盐酸<醋酸,加水稀释促进醋酸电离,体积相同、pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,如果稀释相同的倍数,稀释后溶液中c(H+):盐酸<醋酸,溶液的pH:盐酸>醋酸,所以要使稀释后pH相等,则稀释倍数:盐酸<醋酸,即mNaOH,加水稀释促进氨水电离,体积相同、pH均等于13的氨水和NaOH溶液,如果稀释相同的倍数,则稀释后c(OH-):氨水>NaOH,溶液的pH:氨水>NaOH,要使稀释后pH相等,则稀释倍数:氨水>NaOH,所以m>n。
能力提升
10.(2025·高三全国月考)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的盐酸溶液中,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
答案 B
解析 A.水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,但仍为中性,A错误;B.NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,B正确;C.室温下,pH=4的盐酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,c水(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,C错误;D.酸、碱性溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等,D错误。
11.(2025·吉林省实验中学一模)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点溶液不可能是盐溶液
答案 D
解析 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点可能为醋酸钠溶液,D错误。
12.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
答案 D
解析 A.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,由图可知,离子积常数大小顺序为c=d13.(2025·黑龙江佳木斯一模)下列关于溶液酸碱性说法不正确的是(  )
A.某温度下,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
答案 A
解析 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,错误;B.溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-5 mol·L-1,所以由水电离出n(OH-)=10-5 mol·L-1×1 L=10-5mol,正确;C.该温度下纯水的pH<7,则pH=7时,溶液呈碱性,正确;D.纯水中c(OH-)=c(H+),所以100 ℃时,纯水的pH=6,呈中性,正确。
14.(1)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因:_______________
________________。
②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的________倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸,常温下,=1.0×10-12、=1.05×10-25,则H2O2的电离方程式为________________,
则该温度下1 mol·L-1的H2O2溶液的pH近似为________(不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
答案 (1)①水的电离为吸热过程,升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大) ②100
(2)H2O2H++H、HH++ 6
解析 (2) ,以第一步电离为主,则≈=1.0×10-12,c(H+)=1×10-6 mol·L-1,因而pH近似为6。(共67张PPT)
大单元五 化学反应原理
第三单元 水溶液中的离子反应与平衡
第63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,掌握溶液pH的计算及检测方法。
复习要求
考点一 水的电离与水的离子积常数
考点二 溶液的酸碱性与pH
目
录
CONTENTS
体验真题 感知高考
分层训练 提升考能
考点一
水的电离与水的离子积常数
知识梳理
知能通关
1.水的电离平衡及影响因素
(1)水的电离
水是一种极弱的电解质,其电离方程式为_______________________________,可简写为___________________,水的电离为吸热过程。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=__________________mol·L-1;任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等。
(3)影响水电离平衡的因素
改变温度,加入电解质水的电离平衡都可能发生移动。
1×10-7
右移
小题对点过
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入NaHSO4(s)
加入Na2CO3(s)
加入NH4Cl(s)
增大
增大
增大
左移
增大
减小
减小
左移
减小
增大
减小
左移
增大
减小
减小
右移
减小
增大
增大
右移
增大
减小
增大
2.水的离子积常数
某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低 ________,该温度下纯水中c(H+)=________ mol·L-1。
(2)若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)=________ mol·L-1,水电离的c水(H+)=________ mol·L-1。
高
小题对点过
2×10-7
8.0×10-9
8.0×10-9
(一)应用电离平衡曲线理解外因对水电离的影响
1.某温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示。
(1)曲线上的任意点(如a、b、c)的Kw都________,即c(H+)·c(OH-)________,温度________。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw________,温度________。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变________;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变________。
相同
相同
相同
不同
不同
酸碱性
温度
2.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Kw间的关系:
________________。
(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现________性。
(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,c水(H+)=________ mol·L-1。
B>C>A=D=E
D
碱
1×10-10
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。
(二)水电离c水(H+)或c水(OH-)的计算
3.计算并填空。
(1)室温下,0.01 mol·L-1的盐酸中,c水(H+)=_________________。
(2)室温下,pH=4的亚硫酸溶液中,c水(H+)=________________。
(3)室温下,pH=10的KOH溶液中,c水(OH-)=________________。
(4)室温下,0.01 mol·L-1 NaHSO4溶液中c(H+)=_____________,c水(H+)=_________________。
(5)室温下,pH=4的NH4Cl溶液中,c水(H+)=__________________。
(6)室温下,pH=10的CH3COONa溶液中,c水(OH-)=________________。
1×10-12 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
0.01 mol·L-1
1×10-12 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
25 ℃时,计算c水(H+)或c水(OH-)的思维方法
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-)。
考点二
溶液的酸碱性与pH
知识梳理
知能通关
1.溶液的酸碱性
(1)溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(2)填写空格
>
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
<
=
=
<
>
判断正误。
(1)pH=7的溶液一定呈中性。(  )
(2)中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1。(  )
(3)c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性。(  )
(4)在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性。(  )
(5)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(  )
(6)c(H+)= mol·L-1的溶液一定显中性。(  )
×
小题对点过
×
√
×
√
√
2.溶液的pH
(1)定义式:pH=______________。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
-lg c(H+)
酸
碱
(3)范围:25 ℃时,0~14。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=_____________;
②常温下,pH+pOH=______。
-lg c(OH-)
14
(1)25 ℃时,计算下列溶液的pH
①0.05 mol·L-1 H2SO4溶液,pH=________。
②0.001 mol·L-1 NaOH溶液,pH=________。
(2)T ℃时,水的离子积Kw=1×10-12,计算0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液pH=________。
1
小题对点过
11
10
解析 (2)T ℃时,0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,所以pH=-lg c(H+)=-lg 1×10-10=10。
3.溶液pH的测定方法
(1)pH试纸法
把小片试纸放在___________________________上,用干燥的_________蘸取待测液点在pH试纸中央,试纸变色后,与_______________对比即可确定溶液的pH。
(2)pH计法:又称酸度计测量法,可精密测量pH。
表面皿(或玻璃片)
玻璃棒
标准比色卡
判断正误。
(1)用pH试纸测得某氯水的pH为5。(  )
(2)用广泛pH试纸测得醋酸溶液的pH为3.4。(  )
(3)用pH计测得某溶液的pH为7.45。(  )
(4)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。(  )
×
小题对点过
×
√
×
(一)酸与碱混合后溶液酸碱性的判断
1.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“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H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合________。
中性
碱性
酸性
中性
酸性
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合________。
(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合________。
碱性
酸性
碱性
酸、碱混合后溶液酸碱的判断
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
(二)酸、碱混合后pH计算
2.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)pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为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________。
10
1∶4
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)pH=12的Ba(OH)2溶液中c[Ba(OH)2]=5×10-3 mol·L-1。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+ NaHSO4===BaSO4↓+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,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
3.在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw=________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________。
10-13
1∶10
10∶1
解析 (1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH-)=0.01 mol·L-1,故Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,10-2·Vb=
10-13/10-12·Va,所以Va∶Vb=10-2∶10-1=1∶10。
②根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va,10-b·Vb=10-13/10-a·Va,
所以Va/Vb=10-b/10a-13=1013-(a+b)=10,
即Va∶Vb=10∶1。
体验真题 感知高考
1.(真题汇编)下列判断正确的是(  )
A.(2025·浙江6月选考)将浓度均为0.1 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
B.(2019·北京卷)随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
C.(2020·浙江1月选考改编)pH>7的溶液一定呈碱性
D.(2020·浙江1月选考)相同温度下,pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中,c(OH-)相等
D
(1)图中3个状态点对应的溶液呈中性的是____________。
(2)T1____________T2(填“>”“=”或“<”)。
B
>
分层训练 提升考能
基础落实
1.(2025·高三全国月考)下列操作能促进水的电离且使溶液中c(H+)A.将水加热煮沸
B.向水中加入Na2CO3固体
C.向水中通入氯化氢气体
D.向水中加入NH4Cl固体
B
解析 升高温度、加入能水解的盐会促进水的电离,使溶液中c(H+)2.(2026·云南三校联考)下列有关水电离情况的说法正确的是(  )
A.25 ℃,pH=12的烧碱溶液与pH=12的纯碱溶液,水的电离程度相同
B.其他条件不变,CH3COOH溶液在加水稀释过程中,一定变小
C.其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,水的电离程度减小
D.其他条件不变,温度升高,水的电离程度增大,Kw增大
D
解析 酸或碱抑制水的电离,强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐促进水的电离,NaOH是强碱,抑制水的电离,Na2CO3是强碱弱酸盐,促进水的电离,所以pH相同的两溶液中水的电离程度不同,A项错误;CH3COOH为弱酸,其他条件不变,稀释CH3COOH溶液,c(H+)减小,由Kw可知,c(OH-)增大,所以增大,B项错误;NaOH抑制水的电离,其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,其对水电离的抑制程度降低,所以水的电离程度增大,C项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)和c(H+)增大,所以Kw增大,D项正确。
3.(2025·山东菏泽高三期中)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(  )
A.pH:乙<丁 B.Kw:甲>丁
C.c水(H+):甲=丙 D.中和NaOH的能力:乙>丙
C
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
解析 A.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比盐酸稀释后小,故pH:乙>丁,故A错误;B.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;C.甲和丙是pH都为2的酸溶液,故c(OH-)= mol·L-1=c水(OH-)=c水(H+),故C正确;D.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,故D错误。
4.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是(  )
A.溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中,测其pH
D
解析 因pH=-lg c(H+),所以pH越小,c(H+)越大,酸性越强,pH越大,c(H+)越小,则c(OH-)越大,碱性越强,A正确;在室温下,pH<7的溶液呈酸性,B正确;当c(H+)或c(OH-)小于1 mol·L-1时,使用pH表示其酸碱性更为方便,C正确;用pH试纸测溶液pH时,不能把pH试纸直接插入待测溶液中,正确的做法为取一小片pH试纸,放在洁净的表面皿上或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读取数据,D错误。
5.下列有关溶液pH叙述不正确的是(  )
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
C.pH=3的醋酸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的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,醋酸的电离平衡不移动
A
解析 A.pH均为3的盐酸和醋酸溶液,醋酸浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗醋酸的体积更少,A错误;B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1醋酸分别加水稀释至pH=5,醋酸浓度大于10-5 mol·L-1,盐酸浓度等于10-5 mol·L-1,则醋酸加水体积更小,盐酸加水体积更多,B正确;C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,醋酸电离平衡正向移动,所得溶液c(H+)>10-4 mol·L-1,pH小于4,C正确;D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,c(H+)不变,加入瞬间c(CH3COO-)、c(CH3COOH)均变为原来的一半,Q=Ka,醋酸的电离平衡不移动,D正确。
6.(2025·湖南长沙高三模拟)常温下,关于溶液稀释的说法正确的是(  )
A.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13
B.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,pH=5
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c水(H+)=1×1 mol·L-1
D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
A
解析 酸、碱无限稀释时,pH无限接近于7,酸或碱稀释过程中溶液接近中性时,要考虑水的电离。c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,故pH=13,A项正确;稀释100倍,pH<3+2=5,B项错误;c水(H+)=c(OH-)=10-8 mol·L-1,C项错误;NaOH溶液的pH>7,不可能为6,D项错误。
7.已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是(  )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)===c(OH-)+c(A-)
C
解析 判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。A项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸碱性;B项中未说明温度为25 ℃,故混合溶液的pH=7时不一定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为c(H+)= mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。
8.下列关于生活中下列溶液pH的说法正确的是(  )
A.家用白醋的主要成分为醋酸(CH3COOH),若其浓度为0.1 mol·L-1(Ka=1.8×10-5),则该白醋的pH约为1
B.洁厕灵的主要成分为盐酸(HCl),若某洁厕灵中盐酸浓度为0.01 mol·L-1,将其稀释100倍后溶液的pH=4
C.将等体积的0.1 mol·L-1白醋与0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合,充分反应后所得溶液的pH=7
D.肥皂水显碱性,若测得某肥皂水的c(OH-)=10-6 mol·L-1,则该肥皂水的pH=6
B
解析 A.醋酸是弱电解质,存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+。设电离出的c(H+)=x mol·L-1,由电离常数表达式Ka=≈≈1.8×10-5,解得x≈1.34×10-3 mol·L-1,则pH≈-lg(1.34×10-3)≈2.87≠1,A错误;B.盐酸是强酸,在溶液中完全电离,0.01 mol·L-1盐酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=2;稀释100倍后,c(H+)=0.01 mol·L-1÷100=10-4 mol·L-1,pH=-lg(10-4)=4,B正确;C.等体积等浓度的醋酸与NaOH混合,恰好反应生成CH3COONa,CH3COO-发生水解:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,使溶液显碱性,故pH>7,C错误;D.碱性溶液中,c(H+)==10-8 mol·L-1,则pH=-lg(10-8)=8≠6,D错误。
9.(2026·山东滨州检测)(1)体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m________n(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m________n。
(3)体积相同、pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m________n。
(4)体积相同、pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m________n。
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解析 (1)HCl是强电解质,在水溶液中完全电离,醋酸是弱电解质,部分电离,加水稀释促进醋酸电离,但是醋酸不能完全电离,所以体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液c(H+):盐酸>醋酸,二者溶液的pH分别变成m和n,则m醋酸,加水稀释促进醋酸电离,体积相同、浓度均为0.2 mol·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,如果稀释相同的倍数,则稀释后溶液中c(H+):盐酸>醋酸,稀释后溶液的pH:盐酸<醋酸,要使稀释后溶液的pH相等,则稀释后溶液中c(H+)相等,则稀释倍数:盐酸>醋酸,即m>n。(3)pH相同的盐酸和醋酸,浓度:盐酸<醋酸,加水稀释促进醋酸电离,体积相同、pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,
如果稀释相同的倍数,稀释后溶液中c(H+):盐酸<醋酸,溶液的pH:盐酸>醋酸,所以要使稀释后pH相等,则稀释倍数:盐酸<醋酸,即mNaOH,加水稀释促进氨水电离,体积相同、pH均等于13的氨水和NaOH溶液,如果稀释相同的倍数,则稀释后c(OH-):氨水>NaOH,溶液的pH:氨水>NaOH,要使稀释后pH相等,则稀释倍数:氨水>NaOH,所以m>n。
能力提升
10.(2025·高三全国月考)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的盐酸溶液中,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
B
解析 A.水的电离为吸热过程,升温平衡正向移动,但仍为中性,A错误;B.NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,B正确;C.室温下,pH=4的盐酸溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,c水(H+)=1.0×10-10 mol·L-1,C错误;D.酸、碱性溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等,D错误。
11.(2025·吉林省实验中学一模)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点溶液不可能是盐溶液
D
解析 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点可能为醋酸钠溶液,D错误。
12.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 A.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,由图可知,离子积常数大小顺序为c=d13.(2025·黑龙江佳木斯一模)下列关于溶液酸碱性说法不正确的是(  )
A.某温度下,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
A
解析 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,错误;B.溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-5 mol·L-1,所以由水电离出n(OH-)=10-5 mol·L-1×1 L=10-5mol,正确;C.该温度下纯水的pH<7,则pH=7时,溶液呈碱性,正确;D.纯水中c(OH-)=c(H+),所以100 ℃时,纯水的pH=6,呈中性,正确。
14.(1)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因:_______________________________________________________________。
②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的________倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸,常温下,=1.0×10-12、=1.05×10-25,则H2O2的电离方程式为__________________________________,则该温度下1 mol·L-1的H2O2溶液的pH近似为_____(不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
水的电离为吸热过程,升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大)
100
6
解析 (2) ,以第一步电离为主,则≈=1.0×10-12,c(H+)=1×10-6 mol·L-1,因而pH近似为6。
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