大单元四　第十二章　第52讲　水的电离和溶液的pH-备战2025年高考化学大一轮复习课件（人教版）

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1.了解水的电离和水的离子积常数(Kw)。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　　水的电离与水的离子积常数
考点二　　溶液的酸碱性与pH
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
c(H+)·c (OH-)
2.填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
3.计算溶液中水电离的H＋或OH－浓度(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)在溶液中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)在溶液中c(H＋)、c(OH－)较大的是水电离出来的。
1×10－12 ml·L－1
1×10－10 ml·L－1　
1×10－10 ml·L－1
1×10－4 ml·L－1
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(　　)5.室温下，0.1 ml·L－1的盐酸与0.1 ml·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相等(　　)6.在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变(　　)
1.25 ℃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－)＝10－14B.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＜7D.c点溶液不可能是盐溶液
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项正确；bd线段上任意一点都满足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确；
d点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 ml·L－1＞1×10－7 ml·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项正确；在c点c(H＋)＝1×10－8 ml·L－1，c(OH－)＝1×10－6 ml·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项错误。
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，cH2O(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。
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——pOH①pOH＝ ；②常温下：pH＋pOH＝ 。
7.用广泛pH试纸测得醋酸溶液的pH为3.4(　　)8.用pH计测得某溶液的pH为7.45(　　)9.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(或碱)溶液稀释pH变化规律
1.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＝5B.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－1C.将1 L 0.1 ml·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13D.pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
2.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：5>a>2
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项错误；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项错误；
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项正确；
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：5>a>2，若A是强酸，则a＝5，D项错误。
根据图知，　　 ＝0时，HX的pH＞1，说明HX部分电离，为弱酸，HY的pH＝1，说明HY完全电离，为强酸，A错误；酸抑制水电离，酸中氢离子浓度越小，其抑制水电离的程度越小，根据图知，b点溶液中氢离子浓度小于a点，则水电离程度：a＜b，所以由水电离出的c(H＋)·c(OH－)：a＜b，B正确；
酸的电离平衡常数只与温度有关，所以相同温度下，电离常数Ka(HX)：a＝b，C错误；
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
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 ml·L－1，ROH溶液中由水电离出的c(OH－)＝10－13 ml·L－1，故c(OH－)前者是后者的10倍。
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)强酸溶液每稀释10倍，pH上升1个单位，强碱溶液每稀释10倍，pH下降一个单位。(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)。
二、酸、碱溶液混合后酸碱性的判断
5.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。
三、中和反应pH的计算
6.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的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则　 ＝____。
1.下列判断正确的是A.将浓度均为0.1 ml·L－1的C6H5ONa和NaOH溶液加热，两种溶液的pH均变大　(2022·浙江6月选考，17B)B.随温度升高，纯水中c(H＋)>c(OH－)(2019·北京，12A)C.pH>7的溶液一定呈碱性(2020·浙江1月选考，17A改编)D.相同温度下，pH相等的盐酸、CH3COOH溶液中，c(OH－)相等(2020·浙江1月选考，　17C)
2.(2015·广东，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1.0×10－13C.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
由图可知，a、b、c三点对应的水的离子积常数不变，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，故A项错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 ml·L－1，故Kw＝1.0×10－14，故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，故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，故D项错误。
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　 　　　　　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
根据HNO2和CH3COOH的电离常数，可知酸性：HNO2>CH3COOH，相同pH的两种酸溶液，稀释相同倍数时，弱酸的pH变化较小，故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液，A项错误；
两种酸溶液中水的电离受到抑制，b点溶液pH小于c点溶液pH，则b点对应酸电离出的c(H＋)大，对水的电离抑制程度大，故水的电离程度：b点相同体积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项错误。
1.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的溶液可能呈碱性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
当c(H＋)或c(OH－)小于1 ml·L－1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C正确；把pH试纸直接插入待测溶液中会污染待测液，D错误。
2.工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性，生活和健康也与溶液的酸碱性有密切关系。pH是表示溶液酸碱度的一种方法。下列说法不正确的是A.可以用pH试纸测量溶液的pH，也可以用pH计来测量B.测量和调控溶液的pH对工农业生产、科学研究都具有重要意义C.pH试纸可测量任何溶液的pHD.酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，在溶液中存在电离平衡，指示剂的颜色变化　在一定pH范围内发生
3.某温度下，向c(H＋)＝1.0×10－6 ml·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 ml·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 ml·L－1C.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
4.某温度下，测得0.01 ml·L－1 NaOH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pH＝6D.该溶液中c(H＋)＝10－12 ml·L－1
该溶液c(H＋)＝10－10 ml·L－1，氢氧化钠是一元强碱，c(OH－)＝0.01 ml·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×10－4ml，NaOH溶液中n(OH－)＝V×10－2 ml，显然氢氧化钠过量，B错误；该温度下Kw＝10－12，则蒸馏水的pH＝6，C正确。
5.25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109
H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时，①pH＝0的H2SO4溶液中：c电离(H2O)＝c(OH－)＝ 　　 ml·L－1＝10－14 ml·L－1；同理可计算其余溶液中电离的水的浓度依次为②为10－13 ml·L－1，③为10－4 ml·L－1，④为10－5 ml·L－1，同温同体积时，物质的量之比等于浓度之比，则物质的量之比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。
A.在此温度下液氨的离子积为1×10－17B.在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2C.恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积减小
离子积只与温度有关，与离子浓度无关，C项错误；
7.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.室温下，pH＝3的醋酸溶液，稀释10倍后pH＝4C.室温下，pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝7D.0.2 ml·L－1的盐酸与等体积水混合后pH＝1
A项错误，水的电离吸热，加热促进电离，c(H＋)>10－7 ml·L－1，但仍呈中性；B项错误，稀释促进醋酸的电离，pH＝3的醋酸溶液，稀释10倍后pH：3＜pH＜4；C项错误，pH＝3的醋酸溶液中醋酸的浓度远大于10－3 ml·L－1，而pH＝11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为10－3 ml·L－1，所以二者等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性；D项正确，溶液体积扩大一倍，溶液中氢离子浓度变为0.1 ml·L－1。
8.已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a ml·L－1的一元酸HA与b ml·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＝bB.混合溶液的pH＝7C.混合溶液中，c(H＋)＝　　 ml·L－1D.混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)
9.如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是A.两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝KwB.M区域内(边界除外)任意点均有c(H＋)＜c(OH－)C.温度：T1＜T2D.XZ线段上任意点均有pH＝7
温度越高，水的电离程度越大，电离出的c(H＋)与c(OH－)越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线段上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，只有当c(H＋)＝10－7 ml·L－1时，才有pH＝7，D项错误。
10.25 ℃时，体积为Va、pH＝a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，Va＜Vb，下列有关a的说法正确的是A.a可能等于1 B.a一定大于2C.a一定小于2 D.a一定等于2
11.(2023·成都市石室中学模拟)T ℃时，水的离子积常数Kw＝10－13，该温度下，V1 mL pH＝12的Ba(OH)2稀溶液与V2 mL pH＝2的稀硫酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计)，恢复到T ℃，测得混合溶液的pH＝3，则V1∶V2的值为A.9∶101 B.99∶101C.1∶100 D.1∶10
12.在不同温度下的水溶液中离子浓度曲线如图所示，下列说法不正确的是A.向b点对应的醋酸溶液中滴加NaOH溶液至a点，　此时c(Na＋)＝c(CH3COO－)B.25 ℃时，加入CH3COONa可能引起由b向a的变　化，升温可能引起由a向c的变化C.T ℃时，将pH＝2的硫酸与pH＝10的KOH等体　积混合后，溶液呈中性D.b点对应的溶液中大量存在：K＋、Ba2＋、　　、I－
根据图知，ROH加水稀释10倍，溶液的pH减小1，说明ROH完全电离，为强电解质，则MOH为弱电解质。常温下浓度为c0的ROH溶液的pH＝13，且ROH为强电解质，则c0＝0.1 ml·L－1，A错误；
x点两种溶液的pH相等，所以二者抑制水的电离程度相等，C正确；
14.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的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为________。
25 ℃时，pH＝9的NaOH溶液，c(OH－)＝10－5 ml·L－1；pH＝4的H2SO4溶液，c(H＋)＝10－4 ml·L－1；若所得混合溶液的pH＝7，则c(OH－)·V(NaOH)＝c(H＋)·V(H2SO4)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH)∶V(H2SO4)＝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____________。
(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_______α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
曲线A所对应的温度是25 ℃，pH＝2的盐酸中c水(H＋)＝10－12 ml·L－1；pH＝11的某BOH溶液中c水(H＋)＝10－11 ml·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)曲线B对应的温度下，将0.02 ml·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＝_____。
15.(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。
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)
(2)已知H2O2是一种二元弱酸，常温下，Ka1＝1.0×10－12、Ka2＝1.05×10－25，则H2O2的电离方程式为______________________________________，则该温度下1 ml·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)。