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考点一:水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
2.填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
NaOH
Na2CO3
NaHSO4
加热
3.溶液中
或cH2O(OH-)的计算及应用(以室温为例)
(1)酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即
=
=c(OH-),碱溶液中求c(H+),
即
=
=c(H+)。
(2)水解的盐促进水的电离,故
等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主:
=
=c(OH-)。
第45 讲 水的电离和溶液的酸碱性
01 了解水的电离、离子积常数(Kw)。
02 了解溶液pH 的含义及其测定方法,能进行pH 的简单计算。
重点·夯基易错
1
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酸式酸根以水解为主:
=
=c(OH-)。
1.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( )
2.将水加热,Kw和c(H+)均增大( )
3.NaCl 溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )
4.温度一定时,在纯水中通入少量SO2,水的电离平衡不移动,Kw不变( )
5.水的离子积即水的电离平衡常数。( )
6.在表达式KW=c(H+)·c(OH-)中c(H+)、c(OH-)一定是水电离出的。( )
7.水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。( )
8.升高温度,水电离平衡右移,H+浓度增大,呈酸性。( )
9.25 ℃时,加水稀释醋酸溶液,c(H+)、c(OH-)都减小,KW减小。( )
10.在蒸馏水中滴加浓H2SO4,KW不变。( )
(1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。
(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在,只是相对含量不同而
已。
(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在
KW的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的
c(H+)、c(OH-)。
(4)水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,c(H+)和c(OH-)都增大,故KW增大,
但溶液仍呈中性;对于KW,若未注明温度,一般认为在常温下,即25 ℃。
(5)正确理解水的电离平衡曲线
①曲线上的任意点的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相同,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变
温度。
1.某温度下,向c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的
c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1。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1.0×10-10 mol·L-1
方法·规律总结
点拨·能力培养
2
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C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100 倍,溶液中的c(OH-)减小
2.常温时,纯水中由水电离出的c(H+)=a mol·L-1,pH=1 的盐酸中由水电离出的c(H+)=b mol·L-1,
0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的氨水等体积混合后,由水电离出的c(H+)=c mol·L-1,则a、b、c 的关
系正确的是( )
A.a>b=c
B.c>a>b
C.c>b>a
D.b>c>a
1.(2024·贵州·高考真题)硼砂
水溶液常用于pH 计的校准。硼砂水解生成等物质
的量的
(硼酸)和
(硼酸钠)。
已知:①
时,硼酸显酸性的原理
②
。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的
主要来自水的电离
C.25℃时,
硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的
和
溶液混合后,溶液显酸性
2.(2023·重庆·高考真题)
溶解度随温度变化的曲线如图所示,关于各点对应的溶液,下列说
法正确的是
真题·明考向
3
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A.
点
等于
点
B.
点
大于
点
C.
点降温过程中有2 个平衡发生移动
D.
点
3.(2023·湖南·高考真题)常温下,用浓度为
的
标准溶液滴定浓度均为
的
和
的混合溶液,滴定过程中溶液的
随
(
)的变化曲线
如图所示。下列说法错误的是
A.
约为
4
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B.点a:
C.点b:
D.水的电离程度:
考点二:溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性 pH 概念
(1)pH 计算公式:pH= 。
(2)溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H+) c(OH-)
7
中性溶液
c(H+) c(OH-)
7
碱性溶液
c(H+) c(OH-)
7
2.pH 的测定
(1)酸碱指示剂法
该法只能测其pH 的大致范围,常见指示剂变色范围如下表:
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
(2)pH 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
标准比色卡对照。
(3)pH 计测定
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.pH<7 的溶液一定显酸性( )
3.c(H+)=的溶液一定显中性( )
重点·夯基易错
5
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4.常温下能使甲基橙显黄色的溶液一定显碱性( )
5.用pH 试纸测得某氯水的pH 为5( )
6.用湿润的pH 试纸测定盐酸和醋酸溶液的pH,醋酸溶液的误差更大( )
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 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。
(4)混合溶液pH 的计算思维模型
【1】两种强酸混合:直接求出c 混(H+),再据此求pHc 混(H+)=。
【2】两种强碱混合:先求出c 混(OH-),再根据Kw求出c 混(H+),最后求pH
c 混(OH-)=。
【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OH-的浓度
①若酸过量:
c 混(H+)=
②若碱过量:
c 混(OH-)=
最后根据pH=-lg c(H+),求pH。
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( )
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2.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=5
B.pH=4 的H2SO4溶液加水稀释100 倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8 的NaOH 溶液稀释100 倍,其pH=6
1.(2023·天津·高考真题)下列方法(试剂)中,无法鉴别
和
两种物质的是
A.焰色试验
B.
试纸
C.稀氨水
D.
2.(2022·重庆·高考真题)下列实验装置(夹持装置略)及操作正确的是
A.装置甲气体干燥
B.装置乙固液分离
C.装置丙Cl2制备D.装置丁pH 测试
3.(2022·全国·高考真题)常温下,一元酸
的
。在某体系中,
与
离子不能穿
过隔膜,未电离的
可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中
,当达到平衡时,下列叙述正确的是
真题·明考向
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A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA 的电离度
为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的
不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的
之比为
4.(2022·浙江·高考真题)pH 计是一种采用原电池原理测量溶液pH 的仪器。如图所示,以玻璃电极(在
特制玻璃薄膜球内放置已知浓度的HCl 溶液,并插入Ag—AgCl 电极)和另一Ag—AgCl 电极插入待测溶液
中组成电池,pH 与电池的电动势E 存在关系:pH=(E-常数)/0.059。下列说法正确的是
A.如果玻璃薄膜球内电极的电势低,则该电极反应式为:AgCl(s)+e-=Ag(s)+Cl-(0.1mol·L-1)
B.玻璃膜内外氢离子浓度的差异不会引起电动势的变化
C.分别测定含已知pH 的标准溶液和未知溶液的电池的电动势,可得出未知溶液的pH
D.pH 计工作时,电能转化为化学能
1.(2024·贵州·模拟预测)常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A.使酚酞变红色的溶液:K+、Fe3+、
、Cl-
B.水电离的c(H+)=1×10-13mol/L 的溶液中:K+、Na+、
、
演练·提能力
8
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C.与Al 反应能放出H2的溶液中:Fe2+、Na+、
、
D.
=1×10-13mol/L 的溶液中:
、Cu2+、Cl-、
2.(2024·辽宁沈阳·模拟预测)实验室模拟制NaHCO3,将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),实
验现象及数据如图1,含碳粒子在水溶液中的物质的量(数(δ)与pH 关系如图2。
下列说法正确的是
A.0min,溶液中
B.0~60min,发生的主要反应为:
C.0~60min,水的电离程度一直增大
D.0~100min,n(Na+)、n(Cl-)均保持不变
3.(2024·重庆·模拟预测)下列叙述正确的是
A.向蒸馏水中加入浓硫酸,KW不变
B.向稀氨水中加少量 NH4Cl 固体,
将减小
C.向 CH₃COONa 溶液中通入HCl 气体至溶液呈中性,
D.0.2mol/L H2S 溶液与0.2mol/L NaOH 溶液等体积混合,忽略溶液混合的体积变化:
4.(2024·黑龙江·三模)常温下,用浓度为
的盐酸滴定浓度均为
的
和
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的混合溶液,滴定过程中溶液的
随
的变化曲线如图所示,下列说法正确的是
A.该温度下,
约为
B.水的电离程度:
C.点
D.点
5.(2024·浙江·二模)下列说法不正确的是
A.25℃时,pH=11 的氨水稀释100 倍,所得溶液
B.中和等物质的量浓度和等体积的氨水、NaOH 溶液,所需盐酸的溶质的物质的量相同
C.相同温度下,pH 相等的盐酸、
溶液中,由水电离产生的
相等
D.室温下,
NaCl 溶液和
NaF 溶液中,两者所含离子总数相等
6.(2024·河南驻马店·二模)20℃时,
均为11 的
和
溶液,随着温度的升高,溶液
的变
化如图所示。
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下列说法正确的是
A.相同温度下,电离常数:
B.
的变化是由于温度升高,水的电离程度增大
C.
时,水的电离程度:
D.等浓度的
和
的混合溶液中存在:
7.(2024·北京丰台·二模)25℃时,有浓度均为
的4 种溶液:
①盐酸 ②HF 溶液 ③NaOH 溶液 ④氨水
已知:25℃时,电离平衡常数
,
下列说法不正确的是
A.溶液pH:③>
>
>
④②①
B.水电离出的
浓度:①=
<
<
③②④
C.②和④等体积混合后的溶液中:
D.
①和
③混合后溶液
(溶液体积变化忽略不计),则
8.(23-24 高三下·上海浦东新·阶段练习)对水进行下列操作,能抑制水的电离的是
A.加入一小块Na
B.加入适量Ba(OH)2溶液
C.升温至60℃
D.加入碳酸钠溶液
9.(24-25 高三上·广东·开学考试)常温下,两种弱酸的电离平衡常数如表所示。下列说法正确的是
化学式
HF
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电离平衡常数
A.中和等浓度等体积的
和HF 溶液所需等浓度的NaOH 溶液的体积相等
B.等物质的量浓度的
溶液和NaF 溶液,后者pH 较大
C.加水稀释
溶液,其电离平衡常数将减小
D.
溶液和NaF 溶液反应的离子方程式为
10.25 ℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图所示,下列判断错误的是( )
A.ac 曲线上的任意一点都有c(H+)·c(OH-)=10-14 mol2·L-2
B.bd 线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d 点对应溶液的温度高于25 ℃,pH<7
D.c 点溶液不可能是盐溶液
11.计算
或
(1)室温下,0.01 mol·L-1的盐酸中,
=____________________________________。
(2)室温下,pH=4 的亚硫酸溶液中,
=___________________________________。
(3)室温下,pH=10 的KOH 溶液中,
=_________________________________。
(4)室温下,pH=4 的NH4Cl 溶液中,
=__________________________________。
(5)室温下,pH=10 的CH3COONa 溶液中,
=___________________________。
12.水的电离平衡曲线如图所示,回答下列问题。
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(1)图中A、B、C、D、E 五点Kw间的关系:____________________。
(2)在水中加少量酸,可实现A 点向____________点移动。
(3)ABE 形成的区域中的点都呈现__________性。
(4)若在B 点温度下,pH=2 的硫酸溶液中,cH2O(H+)=________ mol·L-1。
13.计算25 ℃时下列溶液的pH。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=__________。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH 溶液的pH=____________。
(3)0.1 mol·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)0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH 溶液等体积混合,混合溶液的pH=__________。
14.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Va L 与pH=b 的HCl 溶液Vb L 混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则=
__________。
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