2023届新高考化学选考一轮总复习学案-第26讲　水的电离和溶液的ph

第26讲水的电离和溶液的pH内容要求1.认识水的电离。2.了解水的离子积常数。3.认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。4.必做实验:强酸与强碱的中和滴定。知识点1水的电离一、水的电离二、水的离子积三、影响水的电离平衡的因素1.100℃的纯水中的pH约为6,此时水呈酸性。()2.25℃时,pH=3的盐酸、NH4Cl溶液中,盐酸中水电离出的c(H+)更小。()3.在蒸馏水中滴加浓硫酸,Kw不变。()4.25℃时,0.10mol·L-1NaHCO3溶液加水稀释后,c(H+)与c(OH-)的乘积变大。()5.室温下,0.1mol·L-1HCl溶液与0.1mol·L-1KOH溶液中水的电离程度相同。()6.NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。()答案:1.×2.√3.×4.×5.√6.×题点一水的电离平衡及影响因素1.一定温度下,水存在H2OH++OH-ΔH>0的平衡。下列叙述一定正确的是(C)A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小B.向水中加入少量金属钠,平衡逆向移动,c(H+)降低C.向水中加入少量硫酸钠固体,c(H+)和Kw均不变D.pH=9的CH3COONa溶液和pH=9的NH3·H2O溶液中水的电离程度相同解析:向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,A项错误;向水中加入少量金属钠,反应消耗H+,使水的电离平衡正向移动,c(H+)降低,B项错误;向水中加入少量硫酸钠固体,不影响水的电离平衡,c(H+)和Kw均不变,C项正确;CH3COONa促进水的电离,NH3·H2O抑制水的电离,D项错误。2.下列操作中,能使水的电离平衡向右移动且使液体呈酸性的是(B)A.向水中通入H2SB.向水中加入CuSO4C.向水中加入Na2CO3D.将水加热到100℃,使pH=6解析:H2S溶于水可电离出H+,抑制水的电离,溶液显酸性,A不符合题意;CuSO4电离出的Cu2+能水解,促进水的电离,溶液显酸性,B符合题意;Na2CO3电离出的CO3题点二水的电离程度与Kw的相关计算3.室温下,下列四种溶液:①1mol/L的盐酸②0.05mol/L的硫酸③0.01mol/L的NaOH溶液④pH=10的Na2S溶液,由水电离生成的H+浓度之比是(A)A.1∶10∶102∶1010B.1∶10∶102∶104C.1012∶1011∶1∶102D.104∶103∶103∶1解析:①中c(H+)=1mol/L,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14mol/L;②中c(H+)=0.1mol/L,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L;③中c(OH-)=1.0×10-2mol/L,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12mol/L;④中pH=10的Na2S溶液中由水电离出的c(H+)=1.0×10-4mol·L-1;则四种溶液中由水电离生成的H+浓度之比为(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-4)=1∶10∶102∶1010。4.T℃时,向pH=6.5的纯水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH=2。下列叙述中不正确的是(A)A.纯水中加入NaHSO4晶体,水的电离程度增大B.水电离出的c(H+)=1×10-11mol·L-1C.此时水的离子积Kw=1×10-13D.溶液中c(Na+)=c(SO4解析:A.NaHSO4会电离出氢离子抑制水的电离,错误;B.T℃时,纯水的pH=6.5,则c(H+)=c(OH-)=10-6.5mol/L,水的离子积Kw=1×10-13,则溶液的pH=2时水电离出的c(H+)=c(OH-)=1×10-11mol·L-1,正确;C.由上述分析可知,水的离子积Kw=1×10-13,正确;D.由电离方程式NaHSO4=Na++H++SO42-可知,溶液中c(Na水溶液中c(H+)H(1)酸溶液:c(H+)H(2)碱溶液:c(OH-)H(3)水解呈酸性的盐溶液:c(H+)H(4)水解呈碱性的盐溶液:c(OH-)H知识点2溶液的酸碱性与pH一、溶液酸碱性的判断依据二、pH及其测量1.定义式pH=-lgc(H+)。2.溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)3.测量方法(1)pH试纸法①适用范围:0～14。②测定操作:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,试纸变色后与标准比色卡对照。③常用的广泛pH试纸只能读取1～14的整数。(2)pH计测量法:可精确测定溶液的pH,可读取一位或两位小数。4.常用酸碱指示剂及变色范围指示剂变色范围的pH石蕊<5.0红色5.0～8.0紫色>8.0蓝色甲基橙<3.1红色3.1～4.4橙色>4.4黄色酚酞<8.2无色8.2～10.0浅红色>10.0红色1.25℃,0.01mol·L-1的CH3COOH溶液和HCl溶液的pH均为2。()2.测定醋酸钠溶液pH的操作为用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上。()3.将KCl溶液从常温加热至80℃,溶液的pH变小。()4.100℃时,Kw=1.0×10-12,0.01mol·L-1NaOH溶液的pH=12。()5.25℃时,pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO42-6.用pH试纸测定氯水的pH=4。()答案:1.×2.×3.√4.×5.√6.×题点一溶液的酸碱性1.下列溶液一定呈中性的是(B)A.pH=7的溶液B.c(H+)=10-6mol/L的纯水C.使石蕊溶液呈紫色的溶液D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液解析:A.pH=7的溶液不一定为中性,如溶液温度高于25℃则为碱性,错误;C.使石蕊溶液呈紫色的溶液,只能说明pH在5～8之间,可能为酸性也可能为碱性,错误;D.如为强酸与弱碱反应,则生成强酸弱碱盐,水解显酸性,错误。2.常温下,下列溶液的碱性最强的是(A)A.0.02mol·L-1氨水与水等体积混合后的溶液B.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的溶液C.0.02mol·L-1盐酸与0.02mol·L-1氨水等体积混合后的溶液D.0.01mol·L-1盐酸与0.03mol·L-1氨水等体积混合后的溶液解析:B项生成强酸强碱盐,溶液呈中性;C项生成强酸弱碱盐,NH4+部分水解使溶液呈酸性;D项混合后得到0.01mol·L-1一水合氨和0.005mol·L-1NH4Cl的混合溶液,相当于往A项混合溶液中加入NH4Cl,NH4+抑制了NH3酸碱混合溶液的酸碱性判断(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。题点二pH的简单计算3.在常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于(已知:lg2=0.3)(D)A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7解析:常温下,pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合后c(OH-)=10-6+10-42mol·L-1≈10-42mol·L-1,则c(H+)=24.25℃时,重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,也可用与pH一样的定义来规定其酸碱度:pD=-lgc(D+)。下列叙述正确的是(均为25℃条件下)(B)A.重水中c(D+)=1×10-7mol·L-1B.在100mL0.25mol·L-1DCl重水溶液中,加入50mL0.2mol·L-1NaOD重水溶液,反应后溶液的pD=1C.0.01mol·L-1NaOD重水溶液,其pD=12D.NH4Cl溶于D2O中生成的一水合氨和水合氢离子的化学式为NH3·D2O和HD2O+解析:A.25℃时,重水中c(D+)=4×10-8mol·L-1,错误;B.根据中和反应量的关系知,100mL0.25mol·L-1DCl和50mL0.2mol·L-1NaOD中和后,溶液中DCl过量,剩余DCl的浓度为0.1L×0.25mol·L-1-0.05L×0.2mol·L-1.6×10-150.01mol·L-1=1.6×10-13mol·L-1,pD=-lgc(D+)=13-lg1.6≠12,错误;D.NH4Cl溶于D溶液pH计算的一般思维模型当堂检测1.已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为amol/L的一元酸HA与bmol/L的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是(C)A.混合溶液中加入酚酞呈无色B.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)=KD.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)解析:加入酚酞呈无色时pH<8.2,不一定呈中性,A项错误;只有25℃时中性溶液的pH=7,B项错误;Kw=c(H+)·c(OH-),中性溶液中c(H+)=c(OH-),即c(H+)=Kw,C项正确;无论溶液呈酸性、中性或碱性,根据电荷守恒都有c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-2.常温下,醋酸溶液pH=a,氢氧化钠溶液pH=b,若a+b=14,下列说法不正确的是(D)A.c(CH3COO-)=c(Na+)B.两者导电能力基本相同C.分别稀释相同倍数,前者对水的电离抑制程度更大D.两者等体积混合,pH>7解析:A.常温下,pH=a的醋酸溶液中c(H+)=10-amol·L-1,pH=b的氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-14+bmol·L-1,若a+b=14,则c(OH-)=10-amol·L-1,根据电荷守恒可知,c(CH3COO-)=c(Na+),正确;B.由上述分析可知,常温下,两溶液的离子浓度相等,所以导电能力基本相同,正确;C.常温下,醋酸溶液pH=a,氢氧化钠溶液pH=b,若a+b=14,醋酸的浓度大于氢氧化钠溶液浓度,分别稀释相同倍数,醋酸溶液中氢离子浓度大于NaOH溶液中OH-浓度,对水电离抑制程度更大,正确;D.由上述分析可知,c(CH3COOH)>c(NaOH),两者等体积积混合,醋酸过量,故pH<7,错误。3.常温下,关于溶液的稀释,下列说法正确的是(C)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=6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倍后溶液pH的范围是3<pH<5,错误;B项,pH=4的H2SO4溶液稀释100倍时,溶液中的c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液中的c(OH-)水=1×10-141×10-6mol·L-1=1×10-8mol·L-1,c(H+)水=c(OH-)水=1×10-8mol·0.22mol·L-1=0.1mol·L-1,c(H+)=1×10-134.25℃时,下列说法正确的是(A)A.H2A溶液与NaOH溶液按物质的量1∶1恰好完全反应时,溶液酸碱性无法判断B.可溶性正盐BA溶液呈中性,可以推测BA对水的电离没有影响C.醋酸的电离度:pH=3的醋酸溶液大于pH=4的醋酸溶液D.pH=2的HCl溶液和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液显碱性解析:A.H2A溶液与NaOH溶液按物质的量1∶1恰好完全反应后,生成的是