适用于新高考新教材备战2025届高考化学一轮总复习第8章水溶液中的离子反应与平衡第40讲水的电离和溶液的pH课件

第40讲水的电离和溶液的pH【课标指引】

1.认识水的电离,了解水的离子积常数。2.能进行溶液pH的简单计算,能正确测定溶液的pH,能调控溶液的酸碱性。3.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。考点一水的电离考点二溶液的酸碱性与pH目录索引

素养发展进阶考点一水的电离必备知识•梳理1.水的电离(1)水是极弱的电解质,水的电离方程式为____________________________,或简写为________________________。

(2)25℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=________________;任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都________。

H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-1×10-7

mol·L-1相等

2.水的离子积常数

c(H+)·c(OH-)1×10-14增大

电解质

情境思考水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-)中H+和OH-一定是水电离出来的吗?不一定。c(H+)和c(OH-)均指溶液中H+或OH-的总浓度,如盐酸中的H+包括HCl和H2O电离产生的H+,即c(H+)=c酸(H+)+c水(H+),而OH-全部来自水的电离。3.影响水电离平衡的因素

改变条件移动方向电离程度c(OH-)c(H+)加入酸

减小

增大加入碱逆向

增大

加水解的盐Na2CO3

增大

减小NH4Cl正向

减小

温度升温

增大

增大降温逆向

减小

其他,如加入Na正向增大

减小逆向

减小

减小

减小

正向

增大

增大

增大

正向

增大

减小

减小

增大

关键能力•提升考向1水的电离及电离平衡曲线例1一定温度下,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C解析

升温促进水的电离,升温后溶液不能由碱性变为中性,A项错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出KW=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,KW不变,可引起由b向a的变化,C项正确;温度不变,则KW不变,稀释后c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,而c到d点,OH-浓度减小,H+浓度不变,且KW变化,故稀释溶液不可能到达d点,D项错误。[对点训练1]

水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合c(H+)·c(OH-)=常数,下列说法错误的是(

)

A.图中温度T1>T2B.图中五点KW间的关系:B>C>A=D=EC.曲线a、b均代表纯水的电离情况D.若处在B点时,将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性C解析

升高温度,促进水的电离,水电离产生的c(H+)、c(OH-)均增大,结合题图中曲线变化推知,温度:T1>T2,A正确;KW只与温度有关,温度越高,KW越大,B正确;水的电离常数只与温度有关,与溶液的酸碱性无关,故曲线a、b可代表任何酸、碱、盐的稀溶液中水的电离情况,C错误;B点KW=10-12,H2SO4溶液中c(H+)=10-2

mol·L-1,KOH中c(OH-)=

mol·L-1=1

mol·L-1,等体积混合后KOH溶液过量,溶液呈碱性,D正确。考向2由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算方法例225℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol·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∶109A[对点训练2]

常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=amol·L-1,pH=1的盐酸中由水电离出的c(H+)=bmol·L-1,0.1mol·L-1的盐酸与0.1mol·L-1的氨水等体积混合后,由水电离出的c(H+)=cmol·L-1,则a、b、c的关系正确的是(

)A.a>b=c B.c>a>bC.c>b>a D.b>c>aB解析

盐酸抑制水的电离,所以b<a;0.1

mol·L-1的盐酸与0.1

mol·L-1的氨水等体积混合后,生成氯化铵溶液,铵根离子水解促进水的电离,则c>a,故B正确。考点二溶液的酸碱性与pH必备知识•梳理1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。(1)酸性溶液:c(H+)_______c(OH-),常温下,pH_______7。

(2)中性溶液:c(H+)_______c(OH-),常温下,pH_______7。

(3)碱性溶液:c(H+)_______c(OH-),常温下,pH_______7。

><==<>2.pH及其测量方法(1)计算公式:pH=________。

(2)25℃时,pH与溶液中的c(H+)的关系:(3)①pH试纸法: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,即可确定溶液的pH。

②pH计(也叫________)测量法:可较精确测定溶液的pH。

-lgc(H+)酸性

碱性

玻璃片

表面皿

标准比色卡

酸度计

【应用示例】(1)常温下,0.05mol·L-1的硫酸溶液的pH=_____________。(2)常温下,0.001mol·L-1的氢氧化钾溶液的pH=_________________。11关键能力•提升考向1判断混合溶液的酸碱性例1常温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是(

)A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合D.pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合C解析

pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3

mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3

mol·L-1,NH3·H2O是弱电解质,两溶液等体积混合后,氨水剩余,所得溶液呈碱性,pH>7,A错误;pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,恰好完全反应,所得溶液呈中性,pH=7,B错误;pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,pH<7,C正确;pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合,氨水剩余,所得溶液呈碱性,pH>7,D错误。[对点训练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。(

)中性

碱性

酸性

中性

酸性

碱性

酸性

碱性

考向2溶液pH的计算例2计算25℃时下列溶液的pH。(1)0.005mol·L-1的H2SO4溶液的pH=________。

(2)0.001mol·L-1的NaOH溶液的pH=________。

(3)0.1mol·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)0.015mol·L-1的硫酸与0.01mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH=________。

21119.72[对点训练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)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VaL与pH=b的HCl溶液VbL混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则

=________。

101∶410思维建模1.计算溶液pH的思维模型2.混合溶液pH计算的具体方法考向3稀释酸、碱溶液时pH变化规律例3(2023·广东广州检测)某温度下,相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线关系如图所示。下列叙述不正确的是(

)A.Ⅰ为盐酸稀释时pH变化曲线B.a点KW的数值比c点的大C.a点酸的总浓度比b点的大D.b点溶液的导电性比c点的强B解析

因盐酸在溶液中完全电离,不存在电离平衡,醋酸在溶液中部分电离,存在电离平衡,相同温度下,相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释相同倍数时,盐酸pH变化大,则Ⅰ为盐酸稀释时的pH变化曲线,A正确;水的离子积常数是温度函数,温度不变,离子积常数不变,则a点KW的数值等于c点的,B错误;相同pH的盐酸和醋酸,后者是弱酸发生部分电离,所以比前者浓度大,稀释相同倍数后,后者仍大于前者,C正确;溶液中离子浓度越大,导电性越强,由图可知,b点溶液酸的浓度大于c点溶液,溶液中离子浓度大于c点溶液,导电性强于c点溶液,D正确。[对点训练3]

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+)=1×10-6mol·L-1C.将1L0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6C解析

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,3<pH<5;B项,pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,则溶液的pH=6,由水电离产生的c(H+)=1×10-8

mol·L-1;C项,1

L

0.1

mol·L-1

Ba(OH)2溶液稀释到2

L时,c(OH-)=

mol·L-1=0.1

mol·L-1,c(H+)=1×10-13

mol·L-1,pH=13;D项,NaOH溶液是强碱溶液,无论怎么稀释,都不为酸性,pH在常温下只能无限接近于7。归纳总结溶液稀释时pH的变化图像(1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸(2)相同体积、相同pH的盐酸和醋酸素养发展进阶进阶1练易错·避陷阱1.(2023·广东深圳检测)常温下,下列说法不正确的是(

)A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,水电离产生的c(H+)相同B.pH=3的HCl溶液与pH=11的氨水等体积混合,混合后溶液的pH小于7C.pH=3的盐酸、醋酸中,c(Cl-)=c(CH3COO-)D.往10mLpH=3的醋酸中加入pH=11的氨水至中性,消耗氨水体积约10mLB解析

pH=11的氨水、NaOH溶液中,氢离子浓度相同,对水电离的抑制程度相同,水电离产生的c(H+)相同,A正确;pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3

mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3

mol·L-1,由于氨水为弱碱,则氨水过量,在室温下等体积混合后,pH>7,B错误;pH=3的盐酸、醋酸中氢离子浓度相等,根据水的离子积可知两溶液中氢氧根离子浓度也相等,根据电荷守恒,则c(Cl-)=c(CH3COO-),C正确;由于醋酸和一水合氨的电离程度几乎相同,因此pH=3的醋酸和pH=11的氨水浓度几乎相同,则往10

mL

pH=3的醋酸中加入pH=11的氨水至中性,消