2024年高考化学一轮复习　第49讲　水的电离和溶液的pH 学案（含答案）

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考点一 水的电离与水的离子积常数
1．水的电离和水的离子积常数
2．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
3.计算(H＋)或(OH－)
(1)室温下，0.01 ml·L－1的盐酸中，(H＋)＝____________。
(2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，(H＋)＝____________。
(3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，(OH－)＝____________。
(4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，(H＋)＝____________。
(5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，(OH－)＝____________。
溶液中(H＋)或(OH－)的计算及应用(以室温为例)
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即(H＋)＝(OH－)＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即(OH－)＝(H＋)＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故(H＋)等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主：(H＋)＝(OH－)＝c(OH－)。
酸式酸根以水解为主：(H＋)＝(OH－)＝c(OH－)。
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．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同( )
4．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( )
1．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )
A．④＞③＞②＞① B．②＞③＞①＞④
C．④＞①＞②＞③ D．③＞②＞①＞④
2．常温时，纯水中由水电离出的c(H＋)＝a ml·L－1，pH＝1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝b ml·L－1，0.1 ml·L－1的盐酸与0.1 ml·L－1的氨水等体积混合后，由水电离出的c(H＋)＝c ml·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
3.(2022·厦门模拟)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
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，(H＋)＝________ ml·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
1．溶液的酸碱性
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.溶液的pH及测定方法
(1)关系：pH＝______。
(2)范围：0～14。
(3)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。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH＝________；
②常温下：pH＋pOH＝____。
1．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( )
2．pH＜7的溶液一定显酸性( )
3．c(H＋)＝eq \r(Kw)的溶液一定显中性( )
4．常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性( )
5．用pH试纸测得某氯水的pH为5( )
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( )
一、酸碱溶液混合后酸碱性的判断
1．常温下，两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“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( )

酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律
(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)已知强酸和强碱的pH，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。
二、溶液pH的计算
2．常温下，下列关于溶液稀释的说法正确的是( )
A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5
B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 ml·L－1
C．将1 L 0.1 ml·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13
D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
3．计算25 ℃时下列溶液的pH。
(1)0.005 ml·L－1的H2SO4溶液的pH＝__________。
(2)0.001 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝____________。
(3)0.1 ml·L－1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)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＝__________。
(5)0.015 ml·L－1的硫酸与0.01 ml·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝_________
________________________________________________________________________。
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__________。
(3)将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的HCl溶液Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则eq \f(Va,Vb)＝__________。
混合溶液pH的计算思维模型
(1)两种强酸混合：直接求出c混(H＋)，再据此求pHc混(H＋)＝eq \f(c1H＋V1＋c2H＋V2,V1＋V2)。
(2)两种强碱混合：先求出c混(OH－)，再根据Kw求出c混(H＋)，最后求pH
c混(OH－)＝eq \f(c1OH－V1＋c2OH－V2,V1＋V2)。
(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
①若酸过量：
c混(H＋)＝eq \f(c酸H＋·V酸－c碱OH－·V碱,V酸＋V碱)
②若碱过量：
c混(OH－)＝eq \f(c碱OH－·V碱－c酸H＋·V酸,V酸＋V碱)
最后根据pH＝－lg c(H＋)，求pH。
1．(2015·广东理综，11)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
2．(2020·浙江7月选考，17)下列说法不正确的是( )
A．2.0×10－7 ml·L－1的盐酸中c(H＋)＝2.0×10－7 ml·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
3.(2019·天津，5)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eq \f(cHA·cOH－,cA－)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
第49讲 水的电离和溶液的pH
考点一
归纳整合
1．H2OH＋＋OH－ c(H＋)·c(OH－) 1×10－14 不变 增大 稀的电解质
2．(从左到右，从上到下)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 逆 不变 减小 减小 增大 正 增大 增大 增大 增大
3．(1)1×10－12 ml·L－1
(2)1×10－10 ml·L－1
(3)1×10－10 ml·L－1 (4)1×10－4 ml·L－1
(5)1×10－4 ml·L－1
易错辨析
1．√ 2.√ 3.× 4.×
专项突破
1．C 2.B 3.D
4．(1)B＞C＞A＝D＝E (2)D (3)碱
(4)1×10－10
考点二
归纳整合
1．＞ ＜ ＝ ＝ ＜ ＞
2．(1)－lg c(H＋) (3)玻璃片 表面皿 标准比色卡
(4)①－lg c(OH－) ②14
易错辨析
1．√ 2.× 3.√ 4.× 5.× 6.×
专项突破
1．(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
2．C [A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，33．(1)2 (2)11 (3)11 (4)9.7 (5)2
解析 (1)c(H2SO4)＝0.005 ml·L－1，c(H＋)＝2×c(H2SO4)＝0.01 ml·L－1，pH＝2。(2)c(OH－)＝1×10－3 ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(10－14,10－3) ml·L－1＝10－11 ml·L－1，pH＝11。
(3)c(OH－)＝0.1×1% ml·L－1＝10－3 ml·L－1，c(H＋)＝10－11ml·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝11。(4)两溶液等体积混合后，c(OH－)＝eq \f(V×10－4＋V×10－6,2V) ml·L－1＝eq \f(101,2)×10－6 ml·L－1，c(H＋)＝eq \f(10－14,\f(101,2)×10－6) ml·L－1≈2.0×10－10 ml·L－1，pH≈9.7。(5)混合后c(H＋)＝eq \f(0.015×2－0.01,2) ml·L－1＝0.01 ml·L－1，则pH＝2。
4．(1)10 (2)1∶4 (3)10
解析 (1)pH＝3的硝酸溶液中c(H＋)＝10－3 ml·L－1，pH＝12的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝eq \f(10－14,10－12) ml·L－1＝10－2 ml·L－1，二者以体积比为9∶1混合，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，混合溶液中c(OH－)＝eq \f(10－2 ml·L－1×1－10－3 ml·L－1×9,9＋1)＝1×10－4 ml·L－1，则混合后c(H＋)＝eq \f(Kw,cOH－)＝eq \f(1×10－14,1×10－4) ml·L－1＝1×10－10 ml·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(SOeq \\al(2－,4))，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 ml，eq \f(5×10－3V1 ml,V1＋V2 L)＝1×10－3 ml·L－1，则V1∶V2＝1∶4。
(3)pH＝a的NaOH溶液中c(OH－)＝10a－14 ml·L－1，pH＝b的HCl溶液中c(H＋)＝10－b ml·L－1，根据中和反应H＋＋OH－===H2O，知c(OH－)·Va＝c(H＋)·Vb，eq \f(Va,Vb)＝eq \f(cH＋,cOH－)＝eq \f(10－b ml·L－1,10a－14 ml·L－1)＝1014－(a＋b)，a＋b＝13，则eq \f(Va,Vb)＝10。
改变条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH－)
c(H＋)
HCl
NaOH
Na2CO3
NaHSO4
加热
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