2023届新教材高考化学一轮复习水的电离和溶液的pH学案

第26讲水的电离和溶液的pH

复习目标

1.了解水的电离、离子积常数(KJ。

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

必备知识梳理•夯实学科基础

1.水的电离

+

⑴水是极弱的电解质，其电离方程式为2H2OH3O++OH,可简写为H2O-H+OH。

(2)25℃时,纯水中c(H+)=c(OH)=1X107mol-L

2.水的离子积常数

K后________________

(^>室温下，K=__________

逗电>只与温度有关，升高温度，K、

.不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液

修力揭示了在任何水溶液中均存在H*、OH-,只

要温度不变，人不变

特别提醒

KW=C(H+>C(OFT)中的H+和OH-不一定都是由水电离出来的，而是指溶液中的c(H+)

和c(OEF),即不仅仅适用于纯水，还适用于酸、碱、盐的稀溶液。

3.水电离平衡的影响因素

平衡溶液中溶液中溶液的水的电

项目PH

移动c(H')c(OH-)酸碱性离程度

升高温度右移增大增大减小中性增大

加

左移

加入酸

酸碱加

左移

碱

Na2

加CO右移

入3

盐NH

右移

4CI

加入金属

右移

Na

微点拨

(1)给水加热，水的电离程度增大，c(H+)>10-7mol-L_1,pH<7,但水仍显中性。

⑵酸、碱能抑制水的电离，故室温下，酸、碱溶液中水电离产生的C(H+)<1X1(T7moi1

I而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H+)[或c(OH-)]>lX10-7mol-L-|»

［易错易混辨析］(错误的说明错因)

(1)在蒸储水中滴加浓H2so4,Kw不变()

错因：__________________________________________

(2)温度一定时，在纯水中通入少量S02,水的电离平衡不移动，不变()

错因：___________________________________________

(3)室温下，0」molL-i的HC1溶液与0.1molL〉的NaOH溶液中水的电离程度相等

)

错因：__________________________________________

(4)NaCl溶液和CH3co0NH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同()

错因：__________________________________________

［深度思考］

如何计算水电离的c(H+)或c(OH)?

⑴任何情况下水电离产生的c(H')和c(OH)总是的。

(2)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)

在溶液中c(H')、以OH)较小的数值是水电离出来的。具体见下表：

c(H+)水或

溶液c(H+)/《OH)/

c(OH-)水/

(25℃)(mol-L-1)(mol-L1)

(mol-L1)

0.01mol-L-1

盐酸———

0.1mol-L1

NaOH溶液———

(3)当促进水的电离时(如盐的水解)

在溶液中c(H+)、c(OH)较大的数值是水电离出来的。具体见下表:

时)水或

c(H+)/以OFT)/

溶液(25℃)c(OH-)水/

(mol-L1)(mol-L-1)

(mol-L')

pH=5的

NH4cl溶液

pH=10的

Na2cCh溶液

题组强化训练•形成关键能力

题组一影响水电离平衡的因素及结果判断

1.25℃时，水的电离达到平衡：H2O^H'+OH\下列叙述正确的是()

A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低

B.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H')增大，Kw不变

C.向水中加入少量固体CH3coONa,平衡逆向移动，式才)降低

D.将水加热，心增大，pH不变

2.(双选)一定温度下，水溶液中H+和OH一的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是

)

H(L

液c-l表)

溶o

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O

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电积9X_。cH__值H

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水体01：010L--于<>H取Hp

能的入释U液1l=(表

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可水加稀s000mLH碱

23114取Hp性

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温度度度溶时H000时酸温的性意

℃0N1521酸目性性性式范溶碱的

高温温温=：：：：℃m的的液的

5的项酸中碱达用质酸溶液

升该该该二2H的1111T液用溶H，

....5=液表使解的p溶

组p=....溶适.))))

...112电3大4

ABCD题3①HABCD4O溶2((液((

2的溶越

pH)1H

④'示p

,110-7io14

c(H，)/(mol'L)|酸性中心碱性»

pHo714

3.pH的测定

(DpH试纸测定

①使用方法：取一小片试纸放在洁净的或________上，用________蘸取待测液

点在试纸的中央，变色稳定后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。

②注意事项:pH试纸使用前不能用蒸储水润湿，否则待测液因被稀释可能会产生误差；

用广范pH试纸读出的pH只能是。

(2)pH计测定：可精确测定溶液的pH,可读取一位或两位小数。

4.溶液pH的计算

(1)单一溶液pH的计算

强酸溶液：如H”A,设浓度为cmolLIc(H+)=mol-LpH=—lgc(H+)

强碱溶液(25℃)：如B(OH)“，设浓度为cmolLlc(H+)=mol-L-1,

pH=-lgc(H)=。

(2)混合溶液pH的计算类型(混合前后溶液体积变化忽略不计)

①两种强酸混合：直接求出c(H+灰，再据此求pH。c(H+)海=竺学嘤生。

②两种强碱混合：先求出以(汨一加，再根据除求出c(H+)泥，最后求pH。

，、/cur_C(OH-)V+C(OH-)V

c(°H/-------1诉1----2--2-

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OFT的浓度，最

后求pH。后加或式OH』」由考一力虱。

v酸+v碱

［易错易混辨析］(错误的说明错因)

(1)酸性溶液中只有H-没有OH()

错因：_____________________________________

(2)pH=7的溶液一定呈中性()

错因：_____________________________________

(3)用pH试纸测溶液的pH时，应先用蒸储水润湿试纸()

错因：_____________________________________

(4)用湿润的pH试纸测溶液的pH一定有误差()

错因：_____________________________________

(5)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4()

错因：_____________________________________

(6)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()

错因：_____________________________________

［深度思考I

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HC1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NHrH2O和HC1溶液等体积混合()

(4)pH=2的H2s和pH=12的NaOH溶液等体积混合()

(5)pH=3的HC1和pH=10的NaOH溶液等体积混合()

(6)pH=3的HC1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H2s04和pH=12的NH3H2O等体积混合()

微点拨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或(H+)=C*OEF),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°C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。

题组强化训练•形成关键能力

题组一酸、碱混合溶液酸碱性的判断

1.在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定小于7的是()

A.pH=3的HNCh和pH=ll的KOH溶液

B.pH=3的盐酸和pH=ll的氨水

C.pH=3的醋酸和pH=11的Ba(0H)2溶液

D.pH=3的硫酸和pH=ll的NaOH溶液

2.现有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是()

序号①②③④

PH111133

溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸

A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大

B.②③两溶液等体积混合，所得溶液中c(H+)>c(OH)

C.分别加水稀释10倍，四种溶液的pH：①>②>④>③

D.■L④与V2L①混合，若混合后溶液pH=7,则山<匕

题组二pH的简单计算

3.将pH=l的盐酸平均分成两份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓

度相同的适量NaOH溶液，pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比值为()

A.9B.10

C.11D.12

4.根据要求解答下列问题(常温条件下)：

(l)pH=5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SOj-)与c(H")的比值为

(2)取浓度相同的NaOH和HC1溶液，以3：2体积比相混合，所得溶液的pH等于12,

则原溶液的浓度为o

(3)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(0H)2溶液与NaHSO』溶液的体积比是。

(4)将pH=a的NaOH溶液匕L与pH=b的稀盐酸/L混合，若所得溶液呈中性，且

a+b=13,则2•=o

［思维建模I溶液pH计算的一般思维模型

初步判断最终溶液的酸碱性

I

।酸藤溶液।

lifeil|酸g酸碱的

稀释的混合的混合的混合稀释

先求最终溶液中"(H+),先求最终溶液中"(OH)

再根据最终溶液的体积再求c(OH)最后根据

(V)求0(w)=平^«田)=忐巧求出

求pH=-lgc(H*)

高考真题演练•明确考查方向

1.判断正误。

［2020•浙江6月］25℃时，若测得HR溶液pH=a,取该溶液10.00mL,加蒸储水稀释

至100.0mL,测得pH=b,b-a<L则HR为弱酸()

2.［2020•浙江7月］下列说法不正确的是()

A.2.0X10-7mol-L-1的盐酸中c(H+}=2.0X10-7mol-L-1

B.将KC1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•天津卷］某温度下，HNO2和CH3coOH的电离常数分别为5.0XIO"和j7X1O

r。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HNCh溶液

B.溶液中水的电离程度：b点>5点

C.从c点到d点，溶液中C(HA：：(；H-)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〃(Na*)相同

4.［2019•浙江4月，节选］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(22.1MPa)时的水称为超临界水。

①与常温常压的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因o

②如果水的离子积从1.0X10-14增大到i.oxiO-i。，则相应的电离度是原来的

随堂过关训练•提升学科素养

1.25℃时，水中存在电离平衡：HzOWH'+OH—A//>0»下列叙述正确的是（）

A.将水加热，Kw增大，pH不变

B.向水中加入少量NaHSCU固体，c（H,）增大，K*,不变

C.向水中加入少量NaOH固体，平衡逆向移动，c（OH）减小

D.向水中加入少量NH4cl固体，平衡正向移动，c（OH-）增大

2.已知：pOH=-lgc（OH）,在常温下溶液中的pH+pOH=14,又已知正常人（人的

体温高于室温）的血液pH=7.3,则正常人血液的pOH（）

A.大于6.7B.小于6.7

C.等于6.7D.无法判断

3.已知在100℃下，水的离子积Kw=下列说法正确的是（）

A.0.05mol-L1的H2sCU溶液pH=l

B.0.001mol-L-1的NaOH溶液pH=ll

C.0.005mol-L1的H2sCU溶液与0.01mol•广工的NaOH溶液等体积混合，混合后溶液

pH为6,溶液显酸性

D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50mL,需要pH=ll的NaOH溶液50mL

4.如图表示1mol-L1醋酸溶液的pH随温度变化的曲线（假设加热过程中醋酸不挥发）。

下列说法错误的是（）

51015202325303335404550

//七

A.10°C升温到250c时，断键吸热和分子间氢键断裂吸热导致醋酸电离程度增加

B.30℃后升温，形成水合离子的过程放热导致醋酸的电离程度减小

C.23℃时，保持温度不变向1mol-L1醋酸溶液中加入少量pH=2.65的盐酸，pH不变

D.33℃时:醋酸电离平衡常数的数量级为105

5.现有常温下pH=2的盐酸（甲）和pH=2的醋酸溶液（乙），请根据下列操作回答问题：

（1）常温下0.1mol-L।CH3coOH溶液加水稀释过程，下列表达式的数值一定变小的是

（填字母）。

（2）取10mL的乙溶液，加入等体积的水，醋酸的电离平衡（填“向左”“向右”

或“不”）移动；另取10mL的乙溶液，加入少量无水醋酸钠固体（假设加入固体前后，溶液

体积保持不变），待固体溶解后，溶液中，二的值将（填“增大”“减小”或

C(CH3COOH)

“无法确定”)。

(3)相同条件下，取等体积的甲、乙两溶液，分别加水稀释100倍，所得溶液的pH大小

关系为pH(甲)pH(乙)(填“〈”或“=”)。

(4)取等体积的甲、乙两溶液，分别用等浓度的NaOH稀溶液中和，则消耗的NaOH溶

液的体积大小关系为丫(甲)V(乙)(填“”Y或“=”)。

第26讲水的电离和溶液的pH

考点一

必备知识梳理•夯实学科基础

2.C(H4)-C(OH-)lXl(p4增大

3.

溶液中溶液中溶液的水的电

项目平衡移动PH

c(H+)c(OH)酸碱性离程度

升高温度右移增大增大减小中性增大

加入加酸左移增大减小减小酸性减小

酸碱加碱左移减小增大增大碱性减小

Na2c。3右移减小增大增大碱性增大

加入盐

NH4cl右移增大减小减小酸性增大

加入金属Na右移减小增大增大碱性增大

易错易混辨析

答案：(1)X浓硫酸滴入水中放热，溶液温度升高，心变大

(2)X二氧化硫与水反应生成的亚硫酸抑制水的电离

(3)7

(4)XCH3coONH4溶液中的醋酸根离子和镂根离子均能水解，促进水的电离

深度思考

答案：⑴相等(2)1.0X1021.0X10-121.0X10"121.0X10131.0X101

I.0X10^13(3)1.0X10-51.0义10—91.0义10—51.0义10—101.0XI0-41.0x10-4

题组强化训练•形成关键能力

1.解析：A项，向水中加入稀氨水，NH3-H2。电离出NH。和OH-，c(OFF)增大，平衡

逆向移动，错误；B项，向水中加入少量固体NaHSOsNaHSOq电离出Na\H卡和SO：，

c(H,)增大，平衡逆向移动，温度不变，心不变，正确;C项，向水中加入少量固体CH3coONa,

CH3coONa电离出CH3coO和Na+,CHjCOO与H+结合成弱酸CH3coOH,c(H*)降低，

平衡正向移动，错误；D项，水的电离是吸热过程，将水加热促进水的电离，心增大，pH

减小，错误。

答案：B

2.解析：A项，c点溶液中c(OH)>c(H'),溶液呈碱性，升温，溶液中c(OH)不可

能减小，错误。B项，由〃点对应以酎)与c(OH-)可知，KW=C(H+>C(OH—)=1.0Xl(F7x1.0X10

-7=1.0X10—14,正确。c项，FeCb溶液水解显酸性，溶液中c(H+)增大，因一定温度下水

的离子积是常数，故溶液中c(OFT)减小，因此加入FeCb溶液可能引起由方向。的变化，正

确。D项，c,点溶液呈碱性，稀释时c(OH-)减小，同时c(H>应增大，故稀释溶液时不可能

引起由c向d的转化，错误。

答案：BC

3.解析：设溶液的体积为1L,①中pH=0的H2s。4溶液中c(H+)=lmolL-1,c(OH-)

=10-14mol-L"1,电离的水的物质的量为1014mo1；②中c(OH-)=0.1molLf,c(H*)=10

l3molL电离的水的物质的量为KT。mol；③中c(OH-)=电离的水的物

质的量为KT*mol；④中c(H+)=10-5moi.Li,电离的水的物质的量为10^mol；故①@③④

中电离的水的物质的量之比为10—14：]0-”;j04：10-5=]：[0;]01<):]09。

答案:A

4.解析：T℃时0.1molLTNaOH溶液中c(H+)=lX10Fmo].L-i,c(OH)=1X101

mol-LKw=lXl(ri3。T七，pH=10的Na2cO3溶液中c(H+)H2O=c(OH-

lX10-3molL-|o

答案：1X103

考点二

必备知识梳理•夯实学科基础

1.7107>7I0-7=710-7<

2.(l)-lgc(H+)(3)越强越强

3.(1)玻璃片表面皿玻璃棒整数

1x114

4.(\)nc—lg(jic)———14+lg(nc)

易错易混辨析

答案：(l)x水溶液中同时存在H+和OH-

(2)X水的电离受温度的影响，因而溶液的pH也与温度有关

(3)X用蒸储水润湿试纸，相当于稀释待测液

(4)XpH试纸使用时不能湿润，但用湿润的pH测定中性溶液的pH不产生误差

(5)X广范pH试纸只能读取1〜14的整数

(6)7

深度思考

答案：(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性⑸酸性(6)碱性⑺酸性(8)碱性

题组强化训练•形成关键能力

1.解析：A项，pH=3的HNCh和pH=ll的KOH溶液，c(H+)=c(OH)=103mol.L

r,等体积混合恰好反应生成硝酸钾，溶液为中性，错误；B项，pH=3的盐酸和pH=ll

的氨水，c(H)=103mol-L氨水浓度大于IO—molL-1,等体积混合时碱过量，溶液pH

大于7,错误；C项，pH=3的醋酸，醋酸的浓度大于10—3mo].L-i,pH=11的Ba(0H)2溶

液中c(OET)=l(T3mol-Lr,等体积混合时酸过量，pH一定小于7,正确；D项，pH=3的

硫酸和pH=ll的NaOH溶液，aH')=c(OH-)=10-3mol-L等体积混合恰好反应生成

硫酸钠，溶液为中性，错误。

答案:C

2.解析：从平衡移动角度分析，CH3coONa电离出的CH3coeT与盐酸中的H+结合生

成CH3coOH,会使醋酸中平衡CH3coOHMCH3coeT+H+左移，两溶液中H+浓度均减小，

所以pH均增大，A项正确；假设均是强酸强碱，则物质的量浓度相同，等体积混合后溶液

呈中性，但③醋酸是弱酸，其浓度远远大于②，即混合后醋酸过量，溶液显酸性，c(H+)>c(OH

一)，B项正确；分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么①②溶液的pH均为10,但稀

释氨水使平衡NH3-H20=NHi+0^^右移，使①pH>10,同理醋酸稀释后pH<4,C项正

确；假设均是强酸强碱，混合后溶液呈中性，则％=匕，但①氨水是弱碱，其浓度远远大

于④盐酸，所以需要的①氨水少，即D项错误。

答案：D

3.解析：将pH=l的盐酸加适量水，pH升高了1,说明所加的水是原溶液的9倍；另

一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH升高了1,则—

=10-2.(l+x),解得x=.，则加入的水与NaOH溶液的体积比为9：V=11：1。

答案：C

4.解析：⑴稀释前c(SO/)=巧一mol-L1,稀释后c(SOg)=；^^mol=108mol-L

/NX3UU

r,c(H+)稀释后接近lOrmolLr,所以嘴第弋黑=2。(2)^=0.01mol.L

c=0.05mom(3)设氢氧化钢溶液的体积为弘L,硫酸氢钠溶液的体积为KL,依题意知，

n(Ba2+)=n(SOi-),由Ba(OH)2+NaHSO4=BaSCU(+NaOH+H2。知，生成的氢氧化钠的

-3

物质的量为H(NaOH)=n[Ba(OH)2]=5X10Vimol,袈:■吧1=1*IO、mol.L-i,则

(V1+V2)L

VI:匕=1：4o(4)pH=a的NaOH溶液中c(OH)=10,(