届高考化学一轮复习讲义第8章 第27讲水的电离和溶液的pH.docx

1、届高考化学一轮复习讲义 第8章 第27讲 水的电离和溶液的pH第27讲水的电离和溶液的pH考纲要求1.了解水的电离、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1.水的电离水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2OH2O H3OOH或H2O HOH。2.水的离子积常数Kwc(H)c(OH)。(1)室温下：Kw11014。(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH，只要温度不变，Kw不变。3.影响水电离平衡的因素填写外界条

2、件对水电离平衡的具体影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH)c(H)HCl逆不变减小减小增大NaOH逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小(1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等()(2)100 的纯水中c(H)1106 molL1，此时水呈酸性()(3)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变()(4)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同()(5)室温下，0.1 molL1的HCl溶液与0.1 molL1的Na

3、OH溶液中水的电离程度相等()(6)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()1.Kwc(H)c(OH)中，H和OH一定由水电离出来的吗？答案不一定，如酸溶液中H由酸和水电离产生，碱溶液中OH由碱和水电离产生，只要是水溶液必定有H和OH，当溶液浓度不大时，总有Kwc(H)c(OH)2.25 ，pH3的某溶液中，H2O电离出的H浓度为多少？答案(1)若为水解呈酸性的盐溶液，促进水的电离，由水电离出的c水(H)1103 molL1。(2)若为酸，抑制水的电离，由水电离出的c水(H)c(OH)molL111011 molL1。题组一影响水电离平衡的因素及结果判断1.25 时

4、，相同物质的量浓度的下列溶液：NaClNaOHH2SO4(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是()A. B.C. D.答案C解析分别为碱、酸，抑制水的电离；中NH水解促进水的电离，NaCl不影响水的电离。2.25 时，某溶液中由水电离产生的c(H)和c(OH)的乘积为11018，下列说法正确的是()A.该溶液的pH可能是5 B.此溶液不存在C.该溶液的pH一定是9 D.该溶液的pH可能为7答案A解析由题意可知该溶液中由水电离产生的c(H)c(OH)1109 molL1，该溶液中水的电离受到抑制，可能是酸溶液，也可能是碱溶液。若为酸溶液，则pH5；若为碱溶液，则pH9，故

5、A项正确。3.(2018北京东城区质检)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区域内任意点均有c(H)c(OH)C.图中T1T2D.XZ线上任意点均有pH7答案D解析由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H)c(OH)Kw，A项正确；由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c(H)c(OH)，B项正确；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T2T1，C项正确；XZ线上任意点都有c(H)c(OH)，只有当c(H)107 molL1时，才有pH7，D项错误。正确理解水的电离平衡曲线(1)曲线

6、上任意点的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不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。题组二水电离出的c(H)或c(OH)的定量计算4.(2018韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4=NaHSO。某温度下，向c(H)1106 molL1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H)1102 molL1。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11010 molL1C.加入NaHSO4晶

7、体抑制水的电离D.取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH)减小答案D解析A项，Kw1106110611012，温度高于25 ；B、C项，NaHSO4电离出的H抑制H2O电离，c(OH)11010 molL1；D项，加H2O稀释，c(H)减小，而c(OH)增大。5.(2018长沙市雅礼中学检测)25 时，在等体积的pH0的H2SO4溶液、0.05 molL1的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是()A.1101010109B.15(5109)(5108)C.1201010109D.110104109答案A解析H2SO4与Ba(O

8、H)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 时，pH0的H2SO4溶液中：c(H2O)电离c(OH)molL11014 molL1；0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离c(H)molL11013 molL1；pH10的Na2S溶液中：c(H2O)电离c(OH)104 molL1；pH5的NH4NO3的溶液中：c(H2O)电离c(H)105molL1。它们的物质的量之比为101410131041051101010109，故A正确。水电离的c(H)或c(OH)的计算技巧(25 时)(1)中性溶液：c(H)c(OH)1.0107 molL1。(2)酸或碱抑制

9、水的电离，水电离出的c(H)c(OH)107 molL1，当溶液中的c(H)107 molL1时就是水电离出的c(H)；当溶液中的c(H)107 molL1时，就用1014除以这个浓度即得到水电离的c(H)。(3)可水解的盐促进水的电离，水电离的c(H)或c(OH)均大于107 molL1。若给出的c(H)107 molL1，即为水电离的c(H)；若给出的c(H)107 molL1，就用1014除以这个浓度即得水电离的c(H)。题组三酸碱中和反应过程中水电离c(H)变化分析6.常温下，向20 mL 0.1 molL1氨水溶液中滴加盐酸，溶液中由水电离出的c(H)随加入盐酸体积的变化如图所示。则

10、下列说法正确的是()A.b、d两点为恰好完全反应点B.c点溶液中，c(NH)c(Cl)C.a、b之间的任意一点：c(Cl)c(NH)，c(H)c(OH)D.常温下，0.1 molL1氨水的电离常数K约为1105答案D解析向氨水中逐滴加入盐酸，水的电离程度由小逐渐变大，后又逐渐减小；b点表示过量氨水的电离与NH的水解程度相互“抵消”；随着NH的水解占优势，c点NH的水解程度达到最大，也是恰好反应点；再继续加入盐酸，盐酸过量抑制水的电离。根据以上分析可知，b点氨水过量，d点盐酸过量，A项错误；c点溶质是NH4Cl，因NH水解，故c(NH)c(Cl)，B项错误；a、b之间氨水电离占优势，c(Cl)c

11、(NH)，c(H)c(OH)，C项错误；a点，溶液中c(NH)c(OH)，c(NH3H2O)0.1 molL10.001 molL10.1 molL1，则氨水的电离常数K105，D项正确。7.(2018石家庄一模)常温下，向20.00 mL 0.1 molL1 HA溶液中滴入0.1 molL1 NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数lg c水(H)与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法中不正确的是()A.常温下，Ka(HA)约为105B.M、P两点溶液对应的pH7C.b20.00D.M点后溶液中均存在c(Na)c(A)答案B解析0.1 molL1 HA溶液中，lg c水(H

12、)11，c水(H)c水(OH)1011 molL1，根据常温下水的离子积求出溶液中c(H)103 molL1，HA HA，c(H)c(A)103 molL1，Ka(HA)105，A项正确；N点水电离出的H浓度最大，说明HA与NaOH恰好完全反应生成NaA，P点溶质为NaOH和NaA，溶液显碱性，即P点pH不等于7，B项错误；0b段水的电离程度逐渐增大，当达到b点时水的电离程度达到最大，即溶质为NaA，说明HA和NaOH恰好完全反应，b20.00，C项正确；M点溶液pH7，根据溶液呈电中性，存在c(Na)c(A)，M点后，c(Na)c(A)，D项正确。考点二溶液的酸碱性和pH1.溶液的酸碱性溶液

13、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，pH7。(2)中性溶液：c(H)c(OH)，常温下，pH7。(3)碱性溶液：c(H)7。2.pH及其测量(1)计算公式：pHlg c(H)。(2)测量方法pH试纸法用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。pH计测量法(3)溶液的酸碱性与pH的关系常温下：3.溶液pH的计算(1)单一溶液的pH计算强酸溶液：如HnA，设浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlg c(H)lg (nc)。强碱溶液(25 )

14、：如B(OH)n，设浓度为c molL1，c(H)molL1，pHlg c(H)14lg (nc)。(2)混合溶液pH的计算类型两种强酸混合：直接求出c(H)混，再据此求pH。c(H)混。两种强碱混合：先求出c(OH)混，再据Kw求出c(H)混，最后求pH。c(OH)混。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OH的浓度，最后求pH。c(H)混或c(OH)混。(1)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()(2)某溶液的c(H)107 molL1，则该溶液呈酸性()(3)pH减小，溶液的酸性一定增强()(4)100 时Kw1.01012，0.01 molL

15、1盐酸的pH2，0.01 molL1的NaOH溶液的pH10()(5)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低()(6)用广范pH试纸测得某溶液的pH为3.4()(7)用pH计测得某溶液的pH为7.45()(1)溶液呈现酸、碱性的实质是c(H)与c(OH)不相等，不能只看pH，一定温度下pH6的溶液可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。(2)使用pH试纸时不能用蒸馏水润湿。(3)广范pH试纸只能测出pH的整数值。1.1 mL pH9的NaOH溶液，加水稀释到10 mL，pH_；加水稀释到100 mL，pH_7。答案8接近2.常温下，两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性”“碱

16、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NH3H2O和HCl溶液等体积混合()(4)pH2的H2SO4和pH12的NaOH溶液等体积混合()(5)pH3的HCl和pH10的NaOH溶液等体积混合()(6)pH3的HCl和pH12的NaOH溶液等体积混合()(7)pH2的CH3COOH和pH12的NaOH溶液等体积混合()(8)pH2的H2SO4和pH12的NH3H2O等体积混合()答案(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)碱性(7)酸性(8)碱性1.稀释规律酸、碱溶液稀释相同

17、倍数时，强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大，但不管稀释多少倍，最终都无限接近中性。2.酸碱混合规律(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液“谁强显谁性，同强显中性”。(2)25 时，等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液“谁弱谁过量，谁弱显谁性”。(3)强酸、强碱等体积混合(25 时)pH之和等于14呈中性；pH之和小于14呈酸性；pH之和大于14呈碱性。题组一有关pH的简单计算1.按要求计算下列溶液的pH(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)：(1)0.1 molL1的CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数Ka1.8105)。(2)0.1 molL1的NH3H2O(N

18、H3H2O的电离度1%，电离度100%)。(3)pH2的盐酸与等体积的水混合。(4)常温下，将0.1 molL1氢氧化钠溶液与0.06 molL1硫酸溶液等体积混合。(5)25 时，pH3的硝酸和pH12的氢氧化钡溶液按照体积比为91混合。答案(1)2.9(2)11(3)2.3(4)2(5)10解析(1)CH3COOH CH3COO Hc(初始) 0.1 molL1 0 0c(电离) c(H) c(H) c(H)c(平衡) 0.1c(H) c(H) c(H)则Ka1.8105解得c(H)1.3103 molL1，所以pHlg c(H)lg (1.3103)2.9。(2) NH3H2O OH N

19、Hc(初始) 0.1 molL1 0 0c(电离) 则c(OH)0.11% molL1103molL1c(H)1011 molL1，所以pH11。(3)c(H)molL1pHlg2lg 22.3。(4)0.1 molL1 NaOH溶液中c(OH)0.1 molL1,0.06 molL1的硫酸溶液中c(H)0.06 molL120.12 molL1，二者等体积混合后溶液呈酸性，混合溶液中c(H)0.01 molL1，则pHlg 0.012。(5)pH3的硝酸溶液中c(H)103 molL1，pH12的Ba(OH)2溶液中c(OH)molL1102 molL1，二者以体积比91混合，Ba(OH)2

20、过量，溶液呈碱性，混合溶液中c(OH)1104 molL1则混合后c(H)molL111010 molL1故pHlg 101010。2.根据要求解答下列问题(常温条件下)：(1)pH5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO)与c(H)的比值为_。(2)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为_。(3)在一定体积pH12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pH11。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Na

21、HSO4溶液的体积比是_。(4)将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且ab13，则_。答案(1) (2)0.05 molL1(3)14(4)10解析(1)稀释前c(SO)molL1，稀释后c(SO)molL1108 molL1，c(H)稀释后接近107 molL1，所以。(2)0.01 molL1，c0.05 molL1。(3)设氢氧化钡溶液体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2)n(SO)，由Ba(OH)2NaHSO4=BaSO4NaOHH2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)nBa(OH)20.5102V1 m

22、ol，1103 molL1，则V1V214。(4)pHa的NaOH溶液中c(OH)10a14 molL1，pHb的稀盐酸中c(H)10b molL1，根据中和反应HOH=H2O，知c(OH)Vac(H)Vb1014(ab)，ab13，则10。溶液pH计算的一般思维模型题组二pH概念的拓展应用3.(2018南阳等六市联考)某温度下，向一定体积0.1 molL1的氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，溶液中pOHpOHlg c(OH)与pH的变化关系如下图所示。下列说法不正确的是()A.M点和N点溶液中H2O的电离程度相同B.Q点溶液中，c(NH)c(NH3H2O)c(Cl)C.M点溶液的导电性小于Q点溶液

23、的导电性D.N点溶液加水稀释，变小答案B解析由于M点碱过量，N点酸过量，M点溶液中氢氧根离子浓度与N点溶液中氢离子浓度相同，对水的电离抑制能力相同，故两点水的电离程度相同，A正确；Q点时pHpOH，说明溶液呈中性，根据电荷守恒：c(NH)c(H)c(Cl)c(OH)，则c(NH)c(Cl)，B错误；M点溶液中主要溶质为一水合氨，为弱电解质，在溶液中部分电离，溶液中离子浓度较小，Q点溶液中溶质主要为氯化铵，为强电解质，溶液中离子浓度较大，故M点溶液的导电能力小于Q点，C正确；N点溶液加水稀释，Kb，温度不变，Kb不变，加水稀释氢离子浓度减小，c(OH)增大，所以变小，故D正确。4.(2018邯郸

24、一中一模)若用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AGlg。室温下实验室中用0.01 molL1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 molL1醋酸，滴定过程如图所示，下列叙述正确的是()A.室温下，醋酸的电离常数约为105B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mLC.若B点为40 mL，所得溶液中：c(Na)c(CH3COO)c(CH3COOH)D.从A到B，水的电离程度逐渐变大答案A解析室温下，醋酸的AGlg7，即107，而水的离子积Kwc(H)c(OH)1014，两式联立可知：c(H)103.5 molL1，而在醋酸溶液中，c(CH3COO)c(H)103.5 molL1，故

25、电离平衡常数Ka105，故A正确；A点的AGlg0，即1，则c(H)c(OH)，溶液显中性，而当加入氢氧化钠溶液20.00 mL时，氢氧化钠和醋酸恰好完全中和，得到醋酸钠溶液，溶液显碱性，故B错误；当B点加入NaOH溶液40 mL时，所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液，根据物料守恒可知，c(Na)2c(CH3COO)c(CH3COOH)，故C错误；A点之后，当V(NaOH)20 mL后，水的电离受到抑制，电离程度又会逐渐变小，D项错误。考点三酸碱中和滴定1.实验原理利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测的NaOH溶液，

26、待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)。酸碱中和滴定的关键：(1)准确测定标准液和待测液的体积；(2)准确判断滴定终点。2.实验用品(1)仪器图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。精确度：读数可精确到0.01 mL。洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。使用注意事项：试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管氧化性物质易腐蚀橡胶管碱性碱式滴定管碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开3.实验操作以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例(1)滴定前的准备滴定管：查漏洗涤润洗装液调液面记录。锥形瓶：注碱液记体积加指示剂。(2)滴定(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准液的体积。(4)数据处理按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)计算。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5.08.0紫色8.0蓝色甲基橙3.1红色3.14.4橙色4.4黄色酚酞8.2无色8.210.0浅红色10.0红色仪器、操作选项(1)KMnO4溶液应用碱式滴定管盛装()(2)用碱式滴