考点10水的电离和溶液的pH-2022-2023学年高二化学核心考点归纳与分层测试（人教版2019选择性必修1）（解析版）

考点10水的电离和溶液的pH【核心考点梳理】一、水的电离1．水的电离水是一种极弱的电解质，电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，也可简写为H2OH＋＋OH－。2．水的离子积常数(1)水的电离常数：K电离＝eq\f(cH＋·cOH－,cH2O)。(2)水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)。随着温度的升高，水的离子积增大。在室温下，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，Kw＝1.0×10－14。(3)适用范围Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。二、溶液的酸碱性与pH1．比较常温时下列情况中，c(H＋)和c(OH－)的值或变化趋势(选填“增大”或“减小”“1×10－7mol·L－1”“相等”)体系纯水向纯水中加入少量盐酸向纯水中加入少量氢氧化钠溶液c(H＋)1×10－7mol·L－1增大减小c(OH－)1×10－7mol·L－1减小增大c(H＋)和c(OH－)的大小比较相等c(H＋)>c(OH－)c(H＋)<c(OH－)2．溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系(选填“＞”“＜”或“＝”)c(H＋)与c(OH－)的关系c(H＋)的范围(25℃)/(mol·L－1)中性溶液c(OH－)＝c(H＋)c(H＋)＝1.0×10－7酸性溶液c(OH－)<c(H＋)c(H＋)>1.0×10－7碱性溶液c(OH－)>c(H＋)c(H＋)<1.0×10－7pH＝6的溶液不一定显酸性，如100℃时蒸馏水的pH＝6，但呈中性；pH＝7的溶液不一定显中性，如100℃时pH＝7的溶液呈碱性。3．溶液的酸碱性与pH(1)pH(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)(3)溶液酸碱性的测定方法①酸碱指示剂法该法只能测其酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值，常见的酸碱指示剂的变色范围(pH)：②利用pH试纸测定。使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。③利用pH计测定。pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。(4)pH的应用①医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。②人体健康调节：如洗发时人们用的护发素主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。③环保领域中测定酸性或碱性废水的pH，利用中和反应进行处理。④在农业生产中调节土壤的pH，更适宜农作物生长。⑤在科学实验和工业生产中，溶液的pH是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。【核心归纳】溶液pH的计算思路1．单一溶液pH的计算(1)强酸溶液，如HnA溶液，设溶质的物质的量浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc。(2)强碱溶液(常温下)，如B(OH)n溶液，设溶质的物质的量浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝eq\f(10－14,nc)mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。2．两强酸混合后pH的计算由c(H＋)混＝eq\f(cH＋1V1＋cH＋2V2,V1＋V2)先求出混合后的c(H＋)混，再根据公式pH＝－lgc(H＋)求pH。若两强酸溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH＝3和pH＝5的盐酸等体积混合后，pH＝3.3。3．两强碱混合后pH的计算由c(OH－)混＝eq\f(cOH－1V1＋cOH－2V2,V1＋V2)先求出混合后的c(OH－)混，再通过Kw求出混合后的c(H＋)，最后求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH＝9和pH＝11的烧碱溶液等体积混合后，pH＝10.7。4．强酸、强碱混合后溶液pH的计算方法(1)若强酸、强碱混合恰好完全反应，则混合后溶液中的pH＝7(25℃)。(2)若酸过量，直接求反应后溶液中的c混(H＋)，c混(H＋)＝eq\f(cH＋V酸－cOH－V碱,V酸＋V碱)。(3)若碱过量，应先求混合后溶液中的c混(OH－)，再求c混(H＋)，c混(OH－)＝eq\f(cOH－V碱－cH＋V酸,V酸＋V碱)，c混(H＋)＝eq\f(Kw,c混OH－)。【必备知识基础练】1．（2022·安徽宣城·高二期末）水是生活中不可缺少的物质。下列关于水的的说法，正确的是A．水的分解和水的汽化过程中焓变均大于0B．水的电离和电解过程均需要通电才能实现C．水电离出的氢离子浓度一定等于D．升高温度，水的电离程度和均增大【答案】A【解析】A．水的分解和水的汽化过程都是吸热过程，焓变均大于0，故A正确；B．电离是指电解质在一定条件下(例如溶于某些溶剂、加热熔化等)，电离成可自由移动的离子的过程，不需要通电，电解过程需要通电，故B错误；C．常温下，纯水电离出的c(H+)=，而升高温度，促进水的电离，Kw值增大，c(H+)>，故C错误；D．水的电离是吸热的过程，升高温度使水的离子积增大，氢离子浓度增大，pH减小，故D错误；故选：A。2．（2022·安徽·六安市裕安区新安中学高二开学考试）下列有关电解质及电离的说法正确的是A．稀释醋酸溶液时，所有离子的浓度均减小B．氯气的水溶液能导电，所以氯气是电解质C．醋酸溶液的导电性不一定比盐酸弱D．水中加入酸、碱或盐都一定会抑制水的电离【答案】C【解析】A.稀释酸溶液，溶液中酸电离产生的所有离子的浓度均减小，但水电离出的离子浓度增大，选项A错误；B．氯气是非金属单质，既不是电解质也不是非电解质，选项B错误；C．导电能力强弱与离子浓度大小有关，与电解质的强弱无关，选项C正确；D．水中加入酸、碱会抑制水的电离，但若加入弱碱盐或弱酸盐可能会促进水的电离，选项D错误；答案选C。3．（2022·四川宜宾·高二期末）七彩神仙鱼在pH为6.2~6.8的环境中能迅速生长，pH≤6则难以存活。常温下，若1000L某湖水含有0.5molH2SO4。下列说法正确的是A．当前湖水的环境适宜七彩神仙鱼生长B．当前湖水中，水电离的C．若将该湖水稀释103倍，湖水环境不利于七彩神仙鱼生长D．若将该湖水稀释107倍，湖水pH变为10【答案】C【解析】A．1000L某湖水含有0.5molH2SO4，则c(H+)==0.001mol/L，溶液的pH=3，不适合七彩神仙鱼生长，故A错误；B．当前湖水中含有硫酸，硫酸抑制了水的电离，根据溶液的pH=3可知溶液中的c(OH-)=10-11mol/L，则水电离的c(H+)=1.0×10−11mol/L，故B错误；C．若将该湖水稀释103倍，湖水的pH=6，仍然不利于七彩神仙鱼生长，故C正确；D．该湖水是酸性的，将该湖水稀释107倍，湖水仍是酸性的，其pH＜7，故D错误；故选C。4．（2021·安徽滁州·高二阶段练习）下列对水的电离平衡的影响因素的说法错误的是A．向水中加入可溶性酸，能抑制水的电离B．向水中加入可溶性碱，能抑制水的电离C．升高温度，能促进水的电离D．向水中加入金属钠，能抑制水的电离【答案】D【解析】水的电离平衡可表示为H2OH++OH-。A．可溶性酸电离出氢离子，氢离子浓度增大，水电离平衡逆向移动，即抑制水的电离，A正确；B．可溶性碱电离出氢氧根离子，氢氧根离子浓度增大，水电离平衡逆向移动，即抑制水的电离，B正确；C．水的电离吸热，升高温度，水的电离平衡正向移动，即升高温度能促进水的电离，C正确；D．钠与水反应的实质是与水电离产生的氢离子反应，故Na消耗氢离子，电离平衡正向移动，促进水的电离平衡，D错误；选D。5．（2021·湖南·益阳平高学校高二期中）精确的导电实验表明，也是一种电解质，下列关于水的电离的说法正确的是A．纯水的电离度大约为B．水的电离是放热的，升高温度，不利于水的电离C．向纯水中加入稀盐酸能消耗水产生的从而促进水的电离D．水的离子积常数不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液【答案】D【解析】A．常温下水会发生微弱的电离，OH-与H+浓度为10-7mol/L，假设有1L水，则OH-或H+物质的量为10-7mol，1L水的质量为1000g，物质的量为55.6mol，那么电离度为×100%，而纯水的电离程度受温度影响，题干未指明温度，故A错误；B．水的电离是吸热反应，升高温度平衡向吸热反应方向移动，所以促进电离，故B错误；C．酸或碱能抑制水的电离，则盐酸能抑制水的电离，故C错误；D．水的离子积只与温度有关，和所处的环境无关，即Kw不只是适用于纯水，也适用于其他稀的电解质溶液，故D正确；故选：D。6．（2022·浙江绍兴·高二期末）通常情况下，测量某溶液pH最精密的是A．广泛pH试纸 B．酚酞试液 C．pH计 D．精密pH试纸【答案】C【解析】A．广泛pH试纸仅能读出整数，A项错误；B．酚酞试液只能大概知道溶液的酸碱性，不能定量，B选项错误；C．pH计能读到小数点后面两位小数，C项正确；D．精密pH试纸能测到0.2数量级，D项错误；答案选C。7．（2021·浙江·高二期中）下列说法中正确的是A．室温下某溶液中水电离出的c(H+)为，该溶液的pH一定为10B．某温度下，向氨水中通入，随着的通入，先不断减小后不变C．冰醋酸加水稀释过程中，c(H+)逐渐减小D．室温下的NaOH溶液和的KOH溶液等体积混合，忽略溶液体积变化，混合后溶液的c(H+)约为【答案】B【解析】A．室温下某溶液中水电离出的c(H+)=，则该溶液的pH=4或者pH=10，故A错误；B．氨水为弱碱，为酸性氧化物，所以某温度下，向氨水中通入，随着的通入，碱性逐渐减弱，最终为碳酸氢铵溶液，相互抑制铵根离子和碳酸氢根离子的水解，所以，先不断减小后不变，故B正确；C．冰醋酸加水稀释过程中，开始冰醋酸溶解发生电离，c(H+)逐渐增大，继续加水稀释，c(H+)逐渐减小，故C错误；D．室温下的NaOH溶液的c(OH-)=10-4，的KOH溶液的c(OH-)=10-2,等体积混合，忽略溶液体积变化，混合后溶液的mol/L，c(H+)=，故D错误；故答案：B。8．（2021·山西运城·高二阶段练习）下列说法错误的是A．的溶液一定是中性B．的溶液一定呈酸性C．同温同浓度的和溶液中，水的电离程度相同D．任何水溶液中，都一定同时存在H+和OH—【答案】B【解析】A．的溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度一定相等，溶液一定呈中性，故A正确；B．100℃时，水的离子积常数为1×10—12，中性溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等，都为1×10—6mol/L，故B错误；C．酸或碱都抑制水的电离，抑制程度与溶液中氢离子浓度或氢氧根离子浓度大小有关，同温同浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中，酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子浓度，抑制水电离的程度相同，故C正确；D．温度一定，任何水溶液中水的离子积常数是一个定值，溶液中一定同时存在氢离子和氢氧根离子，故D正确；故选B。【关键能力提升练】9．（2022·江苏徐州·高二期中）水的离子积常数随着温度的变化关系如下表：温度/℃2550751001.05.520.056.0下列说法正确的是A．25℃时，溶液中，B．水的电离度C．时某溶液的，该溶液呈中性D．纯水中的大小与温度无关【答案】B【解析】A．水的离子积常数只与温度有关，25℃时，溶液中，，故A错误；B．水电离吸热，水的电离度，故B正确；C．时，某溶液的，，，该溶液呈酸性，故C错误；D．水电离吸热，纯水中，随温度升高而增大，故D错误；选B。10．（2022·湖南·高二期末）下列有关溶液的说法中，正确的是A．时，时，这一实验事实可以用平衡移动原理解释B．在蒸馏水中加入少量固体或滴加浓，不变C．溶液和，溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同D．常温下，向的盐酸中加蒸馏水稀释至后，溶液【答案】A【解析】A．由于水的电离是吸热的，所以升高温度有利于水的电离，所以水的离子积常数Kw逐渐变大，符合平衡移动原理，A正确；B．在蒸馏水中加入少量固体NaOH或滴加浓H2SO4，都放出热量，溶液温度升高，Kw变大，B错误；C．CH3COONH4发生相互促进的水解反应，促进水的电离，水的电离程度增大，而Na2SO4不发生水解，对水的电离平衡无影响，C错误；D．常温下，向1mlpH=5的盐酸中加蒸馏水稀释至后，溶液pH会增大，但始终是pH<7，D错误；故选A。11．（2021·河北正中实验中学高二阶段练习）水的电离平衡图像如图所示。已知，下列说法正确的是A．B．升高温度，可能引起水的电离平衡由g向f移动C．在温度下，稀释溶液可引起水的电离平衡由d向c或g移动D．在温度下，的盐酸中由水电离出的【答案】D【解析】A．水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，根据图片知，Kw中b＞f，则T1＜T2，A错误；B．升高温度，促进水的电离，由g向f移动是温度不变时的变化，B错误；C．图象分析可知c点、g点、d点温度不同，在T2温度下，稀释溶液温度不变Kw不变，不可引起水的电离平衡由d向c或g移动，C错误；D．在T2温度下，b点计算得到Kw=10-14，据此计算pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L，pH=4的盐酸中由水电离出的c(H+)•c(OH-)=1×10-20，D正确；故答案为：D。12．（2021·河南省桐柏县第一高级中学高二期中）下列叙述正确的是A．将纯水加热到100℃，水的电离程度增大，，pH=6，此时纯水呈酸性B．向纯水中加入少量固体，增大，增大C．将水加热，增大，不变D．溶液中：、、、NO可以大量共存【答案】D【解析】A．任何情况下，由水电离出的氢离子与氢氧根离子浓度相等，故仍为电中性，A错误；B．只与温度有关，温度不变，不变，B错误；C．将水加热，增大，水的电离平衡正向移动，增大，C错误；D．氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，为碱性溶液，四种离子可以大量共存，D正确；答案选D。13．（2021·重庆市万州第二高级中学高二期中）常温下，下列有关电解质溶液的叙述错误的是A．将的溶液加水稀释后，由水电离产生的保持不变B．若电离平衡正向移动，但弱电解质的电离度不一定增大C．用试纸测值时在使用之前不能用蒸馏水润湿D．某溶液中，由水电离出的【答案】A【解析】A．NaOH抑制水的电离，NaOH溶液浓度越大，对水的电离的抑制程度就越大，将0.1mol/L的NaOH溶液加水稀释后，水的电离程度增大，由水电离产生的c(H+)⋅c(OH−)增大，故A错误；B．若通过加弱电解质使平衡正向移动，则弱电解质的电离程度反而减小，故B正确；C．若将pH试纸用水润湿，则将待测溶液稀释，溶液被稀释，可能导致溶液的pH发生变化，所以pH试纸测pH值时在使用之前不能用蒸馏水润湿，故C正确；D．硫酸溶液中，根据常温下溶液中的=1.0×10-14，可求出c(OH-)=1.0×10-11mol/L，硫酸溶液中的OH-全部来自水的电离，所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-11mol/L，故D正确；故选A。14．（2021·广东广雅中学高二期中）回答下列各小题I.已知在25℃时，次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为：HClO

Ka=4.7×10-8H2CO3Ka1=4.3×10-7

Ka2=5.6×10-11H2SO3

Ka1=1.5×10-2

Ka2=1.0×10-7(1)相同浓度的ClO—、CO、HCO、SO结合H+的能力由强到弱的顺序为_________。(2)下列离子在溶液中不能大量共存的是_______(填字母)。A．SO、HCO B．HSO、COC．SO、CO D．ClO—、HSO(3)室温下，SO2通入NaOH溶液中，在所得溶液中，c(HSO)∶c(SO)=10∶1，溶液的pH=___________。II.水在25℃和95℃时电离平衡曲线如图。(4)在曲线A所对应的温度下，0.1mol·L-1HCl溶液由水电离出来的c(H+)=________mol·L-1。(5)在曲线A所对应的温度下，0.1mol·L-1的下列溶液：①HCl②H2SO4③NH3·H2O④NaOH，pH由大到小的顺序是_______(填序号顺序)。(6)在曲线A所对应的温度下，pH=3的醋酸与pH=11的NaOH等体积混合，所得溶液的pH___________7(填“＞”“＜”或“=”)。(7)在曲线B所对应的温度下，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的6，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为___________。【答案】(1)CO＞ClO—＞SO＞HCO(2)BD(3)6(4)1.0×10-13(5)④＞③＞①＞②(6)＜(7)1:10【解析】(1)由电离常数可知，酸或酸式根离子的电离程度为H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，酸的电离程度越大，对应盐的水解程度越小，结合氢离子的的能力越小，则ClO—、CO、HCO、SO结合氢离子的的能力由强到弱的顺序为CO＞ClO—＞SO＞HCO，故答案为：CO＞ClO—＞SO＞HCO；(2)A．由电离常数可知，酸式根离子的电离程度为HSO＞HCO，则溶液中SO与HCO不反应，能大量共存，故不符合题意；B．由电离常数可知，酸式根离子的电离程度为HSO＞HCO，则溶液中HSO与CO会发生强酸制弱酸的反应，不能大量共存，故符合题意；C．SO和CO在溶液中都水解呈碱性，两者不能反应，能大量共存，故不符合题意；D．ClO—具有强氧化性，HSO具有还原性，溶液中两者会发生氧化还原反应，不能大量共存，故符合题意；故选BD；(3)温度不变，弱酸的电离常数不变，由亚硫酸的Ka2=1.0×10-7可得：=1.0×10-7，由溶液中c(HSO)∶c(SO)=10∶1解得氢离子浓度为1.0×10-6mol/L，则溶液的pH为6，故答案为：6；(4)由图可知，曲线A所对应的温度为25℃，水的离子积常数Kw=1.0×10-7mol/L×1.0×10-7mol/L=1.0×10-14，0.1mol/L盐酸溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，由水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度可知，溶液中水电离出的氢氧根离子浓度为=1.0×10-13mol/L，故答案为：1.0×10-13；(5)相同浓度的强碱溶液的pH大于弱碱溶液，碱溶液的pH大于酸溶液，二元强酸溶液的pH小于一元强酸，则等浓度的四种酸、碱溶液pH由大到小的顺序④＞③＞①＞②，故答案为：④＞③＞①＞②；(6)醋酸为弱酸，在溶液中存在电离平衡，则在曲线A所对应的温度下，pH=3的醋酸溶液的浓度大于pH=11的NaOH溶液的浓度，等体积混合时，醋酸溶液过量，溶液呈酸性，pH＜7，故答案为：＜；(7)由图可知，曲线B所对应的温度为95℃，水的离子积常数Kw=1.0×10-6mol/L×1.0×10-6mol/L=1.0×10-12，设氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积分别为a和b，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的6说明溶液呈中性，酸溶液中的氢离子的物质的量和碱溶液中的氢氧根离子的物质的量相等，则1.0×10-4b=a，解得a：b=1:10，故答案为：1:10。15．（2021·山东·胶州市教育体育局教学研究室高二期中）已知pOH也可以用来表示溶液的酸碱度，规定pOH=−lgc平(OH－)。不同温度下，水溶液中pOH与pH的关系如图所示。回答下列问题：(1)t___________25(填“＞”或“＜”)，图中A、B、C三点对应水的电离程度由大到小的顺序是___________。(2)25℃时，向溶液中逐滴加入等浓度的溶液至恰好沉淀完全。①此过程中水的电离平衡___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。②写出该过程发生反应的离子方程式___________；若反应前后溶液体积的变化忽略不计，则反应后所得溶液的pH值为___________(已知)。(3)已知80℃时，水的离子积常数。该温度下，0.1mol/L某一元酸(HA)溶液中，该溶液中由水电离的c平(H+)为___________，用电离方程式表示该溶液中存在的电离平衡___________。【答案】(1)

＞

A＞C＞B(2)

正向

Ba2+＋OH－＋H+＋SO=BaSO4↓＋H2O

11.4(3)

5×10−11mol∙L−1

HAH+＋A－、H2OH+＋OH－【解析】(1)A点对应温度为t℃，pH＞7，pOH＞7，则Kw＞10−14，则t＞25，从A到B点，温度逐渐降低，水的电离程度不断减小，因此图中A、B、C三点对应水的电离程度由大到小的顺序是A＞C＞B；故答案为：＞；A＞C＞B。(2)①氢氧化钡电离出钡离子和氢氧根，氢氧根物质的量浓度是钡离子物质的量浓度的2倍，将钡离子沉淀完全，其反应离子方程式Ba2+＋OH－＋H+＋SO=BaSO4↓＋H2O，则溶液还剩余氢氧根，碱性不断减小，此过程中水的电离平衡正向移动；故答案为：正向。②根据前面分析得到该过程发生反应