第46讲 水的电离和溶液的pH
【复习目标】 1.了解水的电离和水的离子积常数(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。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 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
(1)水的电离方程式为H2O＋H2O H3O＋＋OH－，简写为：H2O H＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。
2.水的离子积常数
(1)水的离子积常数：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。
(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，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(4)意义：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。
【微思考1】 甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H＋)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H＋)增大，H＋与OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。
提示：甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)＞Kw，平衡左移。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。
(2)加入酸或碱，水的电离程度均减小，Kw不变。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。
【微思考2】 填写下列表格。
改变 条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH－) c(H＋)
HCl _______ _______ _______ _______ _______
NaOH _______ _______ _______ _______ _______
Na2CO3 _______ _______ _______ _______ _______
NH4Cl _______ _______ _______ _______ _______
NaHSO4 _______ _______ _______ _______ _______
加热 _______ _______ _______ _______ _______
提示：逆 不变 减小 减小 增大 逆 不变 减小 增大 减小 正 不变 增大 增大 减小 正 不变 增大 减小 增大 逆 不变 减小 减小 增大 正 增大 增大 增大 增大
正确理解水的电离平衡曲线
1.水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。
(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，水电离出来的(H＋)＝ mol·L－1。
答案：(1)B＞C＞A＝D＝E (2)D (3)碱
(4)1×10－10
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。
学生用书 第257页
从定性、定量两个角度理解水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)
2.(1)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：
①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度由大到小的顺序是
。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中，水的电离程度 ；常温下，pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液中，水的电离程度 (均填“前者大”“后者大”或“相同”)。
答案：(1)④＞①＞②＞③ (2)相同 相同
3.计算(H＋)或(OH－)。
(1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，(H＋)＝ 。
(2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，(H＋)＝ 。
(3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，(OH－)＝ 。
(4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，(H＋)＝ 。
(5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，(OH－)＝ 。
答案： (1)1×10－12 mol·L－1
(2)1×10－10 mol·L－1 (3)1×10－10 mol·L－1
(4)1×10－4 mol·L－1 (5)1×10－4 mol·L－1
25 ℃时，计算c水(H＋)或c水(OH－)的思维方法 1.中性溶液：c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－7 mol/L 2.酸的溶液：H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水，故有c水(OH－)＝c水(H＋)＝c溶液(OH－)。 3.碱的溶液：OH－来源于碱电离和水电离，而H＋只来源于水，故有c水(H＋)＝c水(OH－)＝c溶液(H＋)。 4.水解呈酸性的盐溶液：c水(H＋)＝c溶液(H＋)。 5.水解呈碱性的盐溶液：c水(OH－)＝c溶液(OH－)。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)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。
(2)填写空格：
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.溶液的pH及测定方法
(1)计算公式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)25 ℃时，pH与溶液中的c(H＋)的关系：
(3)范围：25 ℃时，0～14。
(4)测定方法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用干净的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。
(5)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH＝－lg c(OH－)；
②常温下：pH＋pOH＝14。
【微思考】 用湿润的pH试纸测溶液的pH，有什么误差？请分析。
提示：测定中性溶液，无误差，酸性溶液偏大，碱性溶液偏小。
溶液酸、碱性的判断
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 ( )
学生用书 第258页
(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 ( )
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
溶液混合后酸碱性的判断方法 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.室温下，已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合) (1)若pH之和等于14，则混合后溶液显中性，pH＝7。 (2)若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH＞7。 (3)若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH＜7。
走出溶液稀释时pH的判断误区
2.(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL pH＝ ；加水稀释到100 mL，pH 7。
(2)pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(S)与c(H＋)的比值为 。
答案：(1)6 接近 (2)1∶10
解析：(2)稀释前c(S)＝ mol·L－1，稀释后c(S)＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1；稀释后c(H＋)接近10－7 mol·L－1，所以＝＝。
稀释酸、碱溶液时pH变化规律 酸(pH＝a)碱(pH＝b)弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍＜a＋na＋n＞b－nb－n无限稀释pH趋近于7
多角度计算溶液的pH
3.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)0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，求该溶液的pH(已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5)。
。
(2)0.1 mol·L－1NH3·H2O溶液，求该溶液的pH(已知NH3·H2O的电离度α＝1％)。
。
(3)pH＝2的盐酸与等体积的水混合，求混合溶液的pH。
。
(4)常温下，将0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L－1硫酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
。
(5)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比混合，所得溶液的pH等于12，求原溶液的浓度。
。
答案：(1)2.9 (2)11 (3)2.3 (4)2.0(5) 0.05 mol·L－1
解析：(1) CH3COOH CH3COO－＋H＋
c(起始)/(mol·L－1) 0.1 0 0
c(电离)/(mol·L－1) c(H＋) c(H＋) c(H＋)
c(平衡)/(mol·L－1) 0.1－c(H＋) c(H＋) c(H＋)
则Ka＝＝1.8×10－5，解得c(H＋)≈1.3×10－3 mol·L－1，所以pH＝－lg c(H＋)＝－lg(1.3×10－3)≈2.9。
(2) NH3·H2O OH－ ＋ N
c(起始)/(mol·L－1) 0.1 0 0
c(电离)/(mol·L－1) 0.1×1％ 0.1×1％ 0.1×1％
则c(OH－)＝0.1×1％ mol·L－1＝10－3 mol·L－1，c(H＋)＝10－11 mol·L－1，所以pH＝11。
(3)c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg ＝2＋lg 2≈2.3。
(4)c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2.0。
(5)＝0.01 mol·L－1，解得c＝0.05 mol·L－1。
混合溶液pH计算的规律
4.在某温度时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw＝ 。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝ 。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝ 。
答案：(1)1×10－13 (2)①1∶10 ②10∶1
解析：(1)由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－13。
(2)①根据中和反应：H＋＋OH－H2O
c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，10－2·Vb＝10－13/10－12·Va，
所以Va∶Vb＝10－2∶10－1＝1∶10。
②根据中和反应：H＋＋OH－H2O
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va，10－b·Vb＝10－13/10－a·Va，
所以Va/Vb＝10－b/10a－13＝1013－(a＋b)＝10，
即Va∶Vb＝10∶1。
25 ℃，强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时，二者的体积与pH的关系 (1)若pH酸＋pH碱＝14，浓度相等，V酸∶V碱＝1∶1。 (2)若pH酸＋pH碱＞14，碱浓度大，V酸∶V碱＝10(pH酸＋pH碱－14)∶1。 (3)若pH酸＋pH碱＜14，酸浓度大，V酸∶V碱＝1∶10(14－pH酸－pH碱)。
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1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c(H＋) pH 中和碱的能力 与足量活泼金属 反应产生H2的量 开始与金属反 应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c(H＋) c(酸) 中和碱的能力 与足量活泼金属 反应产生H2的量 开始与金属反 应的速率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍 数，醋酸的pH大 加水稀释到相同的 pH，盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多
1.室温下，相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸溶液。
(1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图甲中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。
(2)加水稀释，在图乙中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。
答案：
2.室温下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液。
(1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图丙中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。
(2)加水稀释，在图丁中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。
答案：
3.25 ℃，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.MOH是一种弱碱
B.在x点：c(M＋)＝c(R＋)
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C.稀释前，c(MOH)＝10c(ROH)
D.稀释前，MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：前者是后者的10倍
答案：B
解析：由题图可知，两溶液分别稀释100倍，MOH溶液的pH减小2，ROH溶液的pH减小1，则MOH是强碱，ROH是弱碱，A错误。x点两溶液的pH相等，则两溶液中c(H＋)、c(OH－)分别相等；据电荷守恒可得：c(M＋)＋c(H＋)＝c(OH－)、c(R＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，从而推知x点时c(M＋)＝c(R＋)，B正确。MOH是强碱，起始溶液的pH＝13，则有c(MOH)＝0.1 mol·L－1；ROH是弱碱，部分电离，起始溶液的pH＝12，则有c(ROH)＞0.01 mol·L－1，从而可知稀释前，c(MOH)＜10c(ROH)，C错误。稀释前，MOH溶液的pH＝13，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1；ROH溶液的pH＝12，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1，故稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：后者是前者的10倍，D错误。
4.在一定温度下，有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸：
(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是 (用字母表示，下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为 ，反应所需时间的长短关系是 。
(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是 。
答案：(1)b＞a＞c (2)b＞a＝c (3)c＞a＞b(或c＞a＝2b) (4)c＞a＝b (5)a＝b＝c a＝b＞c (6)c＞a＝b
解析：解答本题要注意以下三点：①HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。②CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。③醋酸溶液中存在CH3COOH CH3COO－＋H＋的电离平衡。
5.(2015·广东卷)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1.0×10－13
C.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
答案：C
解析：由题图可知，a、b、c三点对应的平衡常数不变，该曲线上的点温度相等，升高温度，不能引起由c向b的变化，故A项错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，故B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，Fe3＋结合水电离出的OH－，促进水的电离平衡右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，可能引起由b向a的变化，故C项正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，但温度不变，Kw不变，则稀释溶液不能引起由c向d的变化，故D项错误。
6.(2019·天津卷)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10－4和1.7×10－5。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HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度：b点＞c点
C.从c点到d点，溶液中保持不变(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n(Na＋)相同
答案：C
解析：根据HNO2和CH3COOH的电离常数，可知酸性：HNO2＞CH3COOH，相同pH的两种酸溶液，稀释相同倍数时，较弱的酸的pH变化较小，故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液，A项错误；两种酸溶液中水的电离均受到抑制，b点溶液pH小于c点溶液pH，则b点对应酸电离出的c(H＋)大，对水的电离抑制程度大，故水的电离程度：b点＜c点，B项错误；溶液中＝＝，温度不变，Kw、Ka(HA)的值不变，C项正确；相同体积a点的两溶液中，pH相等c(CH3COOH)＞c(HNO2)，故n(CH3COOH)＞n(HNO2)，因此与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)不同，D项错误。
7.(2023·湖南卷改编)常温下，用浓度为0.020 0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L－1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η[η＝]的变化曲线如图所示。
(1)d点对应的溶液中溶质为 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中，水的电离程度由大到小的顺序为 。
答案：(1)NaCl、CH3COONa和NaOH (2)c＞b＞a
解析：由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时CH3COOH反应掉一半，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。
8.(2022·湖南卷节选)一种脱除并利用水煤气中CO2的方法示意图如下：
某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(C)∶c(HC)＝1∶2，则该溶液的pH＝ (该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。
答案：10
解析： 某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(C)∶c(HC)＝1∶2，由Ka2＝可知，c(H＋)＝×Ka2＝2×5.0×10－11 mol·L－1＝1.0×10－10 mol·L－1，则该溶液的pH＝10。
课时测评46 水的电离和溶液的pH
(时间：45分钟 满分：60分)
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
选择题1－12题，每小题3分，共36分。
1.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是( )
A.溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强
B.pH＜7的溶液可能呈碱性
C.当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH
答案：D
解析：当c(H＋)或c(OH－)小于1 mol·L－1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C正确；把pH试纸直接插入待测溶液中会污染待测液，D错误。
2.已知：25 ℃时，Kw＝1.0×10－14；35 ℃时，Kw＝2.1×10－14。下列有关水的电离的叙述正确的是( )
A.c(H＋)随温度的升高而减小
B.水的电离属于吸热过程
C.向蒸馏水中加入NaOH溶液，Kw增大
D.35 ℃时，水中c(H＋)＞c(OH－)
答案：B
解析：水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)，升高温度，Kw增大，说明升高温度，水的电离程度增大，则水电离吸热，水电离产生的c(H＋)、c(OH－)均增大，A错误，B正确；Kw仅与温度有关，向蒸馏水中加入NaOH溶液，c(OH－)增大，由于温度不变，则Kw不变，C错误；任何温度下水都呈中性，则35 ℃时，水中c(H＋)＝c(OH－)，D错误。
3.下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH＝7的溶液
B.c(H＋)＝c(OH－)的溶液
C.由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
答案：B
解析：pH＝7的溶液不一定是在常温下，故水的离子积不一定是Kw＝1×10－14，如100 ℃时，水的离子积常数是10－12，pH＝6时溶液呈中性，当pH＝7时溶液呈碱性，A错误；氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小是判断溶液酸碱性的依据，所以c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定呈中性，B正确；由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液不一定呈中性，如等物质的量NaOH与H2SO4反应生成NaHSO4，溶液呈酸性，C错误；三氧化硫是非电解质，但它溶于水后生成硫酸，硫酸溶液呈酸性，D错误。
4.常温下，设1 L pH＝6的AlCl3溶液中由水电离出的H＋的物质的量为n1 mol；1 L pH＝6的盐酸中由水电离出的H＋的物质的量为n2 mol，则为( )
A.0.01 B.1
C.10 D.100
答案：D
解析：AlCl3溶液中Al3＋发生水解而使溶液呈酸性，AlCl3的水解促进了水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，则有n1＝1×10－6 mol·L－1×1 L＝1×10－6 mol。常温下，pH＝6的盐酸中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，而HCl电离抑制水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，则有n2＝1×10－8 mol·L－1×1 L＝1×10－8 mol，故有＝＝100。
5.某温度下，水的离子积常数Kw＝1×10－12。该温度下，将pH＝4的H2SO4溶液与pH＝9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9 D.99∶21
答案：B
解析：设稀硫酸的体积为a，NaOH溶液的体积为b，则10－3b－10－4a＝10－5(a＋b)，a∶b＝9∶1。
6.下列事实中，能说明MOH是弱碱的是( )
A.0.1 mol·L－1MOH溶液可以使酚酞溶液变红
B.常温下，0.1 mol·L－1MOH溶液中c(OH－)＜0.1 mol·L－1
C.MOH溶液的导电能力比NaOH溶液弱
D.等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸恰好完全反应
答案：B
解析：0.1 mol·L－1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红，说明MOH能电离出氢氧根离子，但不能说明MOH是弱碱，A错误；常温下，0.1 mol·L－1 MOH溶液中，c(OH－)＜0.1 mol·L－1，说明MOH没有完全电离，则MOH为弱碱，B正确；等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸混合，无论MOH是强碱还是弱碱，都恰好完全反应，D错误。
7.在T ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10－b mol/L，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 20.00 0.00 8
② 20.00 20.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
答案：B
解析：据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14，通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－4 mol/L。由②可知，加入20.00 mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和，则c(H＋)＝＝1×10－4 mol/L，则c＝4。
8.已知：pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)。常温下，向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液，所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B.B点和D点水的电离程度相同
C.将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，该图曲线不变
D.升高温度，滴定过程中pOH＋pH＞14
答案：B
解析：由题图可知，未滴加NaOH溶液时盐酸的pH＝0，则c(H＋)＝1 mol·L－1，即c(HCl)＝1 mol·L－1，最终pH＝14，则c(OH－)＝1 mol·L－1，由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液，相当于对原NaOH溶液进行稀释，故原c(NaOH)＞1 mol·L－1，A项错误；B点、D点水的电离均受到抑制，且由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－10 mol·L－1，B项正确；若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，由于NH3·H2O为弱碱，故最终所得溶液pH不可能为14，C项错误；升高温度，水的离子积Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)＞10－14，pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)，故pOH＋pH＜14，D项错误。
9.若用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AG＝lg 。室温下实验室中用0.01 mol·L－1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L－1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10－5
B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C.若B点为40.00 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AG＝lg＝7，即＝107，而Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14，两式联立解得c(H＋)＝10－3.5 mol/L，而醋酸溶液中，c(CH3COO－)≈c(H＋)，故Ka＝＝10－5，故A正确；A点的AG＝0，即＝1，c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性，而当加入NaOH溶液20.00 mL时，恰好中和，得CH3COONa溶液，溶液显碱性，故B错误；当B点加入40.00 mL NaOH溶液时，所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH混合溶液，加入酸的物质的量是碱物质的量的一半，根据元素守恒得c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，故C错误；A点溶质为CH3COONa和CH3COOH，B点溶质为CH3COONa和NaOH，NaOH与醋酸溶液恰好完全中和前，水的电离度增大，恰好中和后，水的电离度逐渐减小，所以从A到B，水的电离程度先增大后减小，故D错误。
10.常温下，向10 mL 1 mol·L－1一元酸HA溶液中，不断滴加1 mol·L－1的NaOH溶液，所加碱的体积与－lg c水(H＋)的关系如图所示。c水(H＋)为溶液中水电离的c(H＋)。下列说法不正确的是( )
A.常温下，Ka(HA)的数量级为10－4
B.a、b两点pH均为7
C.从a点到b点，水的电离程度先增大后减小
D.溶液的导电性逐渐增强
答案：B
解析：由起点溶液中－lg c水(H＋)＝12可知，酸电离的c(H＋)＝10－2 mol·L－1，故Ka(HA)＝10－4，故A正确；从图像中可知，HA是弱酸，曲线的最高点为NaA溶液，b点溶液的溶质是NaA和NaOH，溶液呈碱性，pH＞7，故B错误；a点到b点，发生酸碱中和反应生成可水解的盐，然后碱过量，所以水的电离程度先增大后减小，故C正确；不断加入NaOH溶液，反应生成强电解质，溶液中的离子总浓度不断增大，溶液的导电性逐渐增强，故D正确。
11.如图所示的酸碱溶液恰好完全中和，则下列叙述正确的是( )
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1＞V2，则说明HA为强酸，HB为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH相等，故V1一定等于V2
D.若实验①中，V＝V1，则混合溶液中c(Na＋)＝c(A－)
答案：D
解析：当HB为弱酸时，与NaOH溶液恰好完全中和，所得溶液的溶质为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，当HB为强酸时，与NaOH溶液恰好完全中和，所得溶液的溶质为强碱强酸盐，溶液呈中性，故实验②的混合溶液不可能呈酸性，A项错误；若V1＞V2，则说明HA的酸性比HB的强，但不能证明HA是强酸，B项错误；pH均为2的两种酸溶液中氢离子浓度相同，由于酸的电离程度与其酸性强弱有关，若HA的酸性比HB的强，则V1＞V2，反之，则V1＜V2，若HA的酸性和HB的相同，则V1＝V2，C项错误；V1＝V说明HA为强酸，则所得混合溶液为中性，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)及中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)，可得混合溶液中c(Na＋)＝c(A－)，D项正确。
12.常温下，浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水稀释至体积为V，溶液pH随lg 的变化如图甲所示；当pH＝b时，两曲线出现交叉点x，如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb(MOH)≈1.1×10－4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg 相同时，将两种溶液同时升高相同的温度，则增大
答案：C
解析：根据图知，ROH加水稀释10倍，溶液的pH减小1，说明ROH完全电离，为强电解质，则MOH为弱电解质。常温下浓度为c0的ROH溶液的pH＝13，且ROH为强电解质，则c0＝0.1 mol·L－1，A错误；lg ＝0时，MOH溶液的pH＝12，c0＝0.1 mol·L－1，电离常数Kb(MOH)＝＝≈1.1×10－3，B错误；x点两种溶液的pH相等，所以两种溶液中水的电离程度相等，C正确；升高温度促进MOH的电离，所以lg 相同时，升高温度c(R＋)不变，c(M＋)增大，则减小，D错误。
13.(8分)(1)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(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因：
。
②如果水的离子积Kw从1.0×10－14增大到1.0×10－10，则相应的电离度是原来的 倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸，常温下，Ka1＝1.0×10－12、Ka2＝1.05×10－25，则H2O2的电离方程式为 ，则该温度下1 mol·L－1的H2O2溶液的pH近似为 (不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
答案：(1)①水的电离为吸热过程，升高温度有利于水的电离(压强对电离平衡影响不大) ②100 (2)H2O2 H＋＋H、H H＋＋ 6
解析：(2)Ka1 Ka2，以第一步电离为主，则Ka1＝≈＝1.0×10－12，c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，因而pH近似为6。
14.(16分)在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
(1)A点水的离子积为1.0×10－14，B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是 。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＝D
b.在T1温度下，向水中加入少量的NaOH可实现由A点向D点移动
c.AB线上任意点的溶液均呈中性
d.图中温度T1＞T2
(3)①在T2温度下，浓度为1.0×10－4 mol·L－1的H2SO4溶液中由水电离的c(H＋)＝ mol/L。
②保持T2温度不变，将pH＝2的NaHSO4溶液Va L与pH＝11的KOH溶液Vb L混合后溶液pH＝6(忽略混合时溶液体积变化)，则Va∶Vb＝ 。
③T1温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1 (填“＞”“＝”或“＜”)α2。
答案：(1)1.0×10－12 水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大
(2)ac (3)①5×10－9 ②10∶1 ③＜
解析：(1)A点水的离子积为1.0×10－14，B点水的离子积为c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即水的离子积增大。(2)Kw只和温度有关，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大；图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＝D，a正确；在T1温度下，向水中加入少量的NaOH，氢氧根离子浓度增大，而氢离子浓度减小，不可实现由A点向D点移动，b错误；AB线上任意点的溶液均符合c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，c正确；温度升高水的离子积增大，故图中温度T1＜T2，d错误。(3)①在T2温度下，浓度为1.0×10－4 mol·L－1的H2SO4溶液中由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)＝＝ mol·L－1＝5×10－9 mol/L；②保持T2温度不变，将pH＝2的NaHSO4溶液(氢离子浓度为0.01 mol/L)Va L与pH＝11的KOH溶液(氢氧根离子浓度为＝＝0.1 mol/L)Vb L混合后溶液pH＝6(忽略混合时溶液体积变化)，则溶液显中性，两者恰好反应，0.01×Va＝0.1Vb，Va∶Vb＝10∶1；③T1温度下，pH＝2的HCl溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L，pH＝11的某BOH溶液中氢氧根离子浓度为0.001 mol/L，酸和碱都会抑制水的电离，由于盐酸中氢离子浓度更大，对水电离抑制更大，故α1＜α2。
学生用书 第261页(共90张PPT)
第46讲 水的电离和溶液的pH
第十章 水溶液中的离子反应与平衡
高三一轮复习讲义 人教版 (单选)
1.了解水的电离和水的离子积常数(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。
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。
复习目标
考点一 水的电离与水的离子积常数
考点二 溶液的酸碱性与pH
内容索引
课时测评
重点强化
考点一
水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
(1)水的电离方程式为_________________________________，简写为：H2O H＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝____________________。
2.水的离子积常数
(1)水的离子积常数：Kw＝____________________。
(2)影响因素：只与______有关，升高温度，Kw______。
(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要______不变，Kw不变。
必备知识 整合
H2O＋H2O H3O＋＋OH－
1×10－7mol·L－1
c(H＋)·c(OH－)
温度
增大
温度
1
甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H＋)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H＋)增大，H＋与OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明
原因。
提示：甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)＞Kw，平衡左移。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度，水的电离程度______，Kw______。
(2)加入酸或碱，水的电离程度均______，Kw______。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度______，Kw______。
增大
增大
减小
不变
增大
不变
2
填写下列表格。
改变 条件 平衡移 动方向 Kw 水的电 离程度 c(OH－) c(H＋)
HCl _______ _______ _______ _______ _______
NaOH _______ _______ _______ _______ _______
Na2CO3 _______ _______ _______ _______ _______
NH4Cl _______ _______ _______ _______ _______
NaHSO4 _______ _______ _______ _______ _______
加热 _______ _______ _______ _______ _______
逆
不变
减小
减小
增大
逆
不变
减小
增大
减小
正
不变
增大
增大
减小
正
不变
增大
减小
增大
逆
不变
减小
减小
增大
正
增大
增大
增大
增大
考向1 正确理解水的电离平衡曲线
1.水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。
(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。
关键能力 提升
B＞C＞A＝D＝E
D
(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，水电离出来的(H＋)＝ __________mol·L－1。
碱
1×10－10
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。
练后归纳
考向2 从定性、定量两个角度理解水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)
2.(1)25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液中：
①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度由大到小的顺序是 。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中，水的电离程度 ；常温下，pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液中，水的电离程度 (均填“前者大”“后者大”或“相同”)。
④＞①＞②＞③
相同
相同
3.计算(H＋)或(OH－)。
(1)室温下，0.01 mol·L－1的盐酸中，(H＋)＝ 。
(2)室温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，(H＋)＝ 。
(3)室温下，pH＝10的KOH溶液中，(OH－)＝ 。
(4)室温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，(H＋)＝ 。
(5)室温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，(OH－)＝ 。
1×10－12 mol·L－1
1×10－10 mol·L－1
1×10－10 mol·L－1
1×10－4 mol·L－1
1×10－4 mol·L－1
25 ℃时，计算c水(H＋)或c水(OH－)的思维方法
1.中性溶液：c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－7 mol/L
2.酸的溶液：H＋来源于酸电离和水电离，而OH－只来源于水，故有c水(OH－)＝c水(H＋)＝c溶液(OH－)。
3.碱的溶液：OH－来源于碱电离和水电离，而H＋只来源于水，故有c水(H＋)＝c水(OH－)＝c溶液(H＋)。
4.水解呈酸性的盐溶液：c水(H＋)＝c溶液(H＋)。
5.水解呈碱性的盐溶液：c水(OH－)＝c溶液(OH－)。
练后归纳
返回
考点二
溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)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。
(2)填写空格：
必备知识 整合
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.溶液的pH及测定方法
(1)计算公式：pH＝______________。
(2)25 ℃时，pH与溶液中的c(H＋)的关系：
－lg c(H＋)
酸性
碱性
(3)范围：25 ℃时，0～14。
(4)测定方法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净的________或________上，用干净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，变色后与____________对照。
(5)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH＝________________；
②常温下：pH＋pOH＝____。
玻璃片
表面皿
标准比色卡
－lg c(OH－)
14
用湿润的pH试纸测溶液的pH，有什么误差？请分析。
提示：测定中性溶液，无误差，酸性溶液偏大，碱性溶液偏小。
考向1 溶液酸、碱性的判断
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 ( )
关键能力 提升
中性
碱性
酸性
中性
(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 ( )
酸性
碱性
酸性
碱性
溶液混合后酸碱性的判断方法
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”。
练后归纳
3.室温下，已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
(1)若pH之和等于14，则混合后溶液显中性，pH＝7。
(2)若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH＞7。
(3)若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH＜7。
练后归纳
考向2 走出溶液稀释时pH的判断误区
2.(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL pH＝ ；加水稀释到100 mL，pH 7。
6
接近
(2)pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(S)与c(H＋)的比值为 。
稀释前c(S)＝ mol·L－1，稀释后c(S)＝ mol·L－1＝10－8 mol·L－1；稀释后c(H＋)接近10－7 mol·L－1，所以＝＝。
1∶10
稀释酸、碱溶液时pH变化规律
练后归纳
酸(pH＝a) 碱(pH＝b)
弱酸 强酸 弱碱 强碱
稀释10n倍 ＜a＋n a＋n ＞b－n b－n
无限稀释 pH趋近于7
考向3 多角度计算溶液的pH
3.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)0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，求该溶液的pH(已知CH3COOH的电离常数Ka＝1.8×10－5)。
。
2.9
CH3COOH CH3COO－＋H＋
c(起始)/(mol·L－1) 0.1 0 0
c(电离)/(mol·L－1) c(H＋) c(H＋) c(H＋)
c(平衡)/(mol·L－1) 0.1－c(H＋) c(H＋) c(H＋)
则Ka＝＝1.8×10－5，解得c(H＋)≈1.3×10－3 mol·L－1，所以pH＝－lg c(H＋)＝－lg(1.3×10－3)≈2.9。
(2)0.1 mol·L－1NH3·H2O溶液，求该溶液的pH(已知NH3·H2O的电离度α＝1％)。
。
11
NH3·H2O OH－ ＋ N
c(起始)/(mol·L－1) 0.1 0 0
c(电离)/(mol·L－1) 0.1×1％ 0.1×1％ 0.1×1％
则c(OH－)＝0.1×1％ mol·L－1＝10－3 mol·L－1，c(H＋)＝10－11 mol·L－1，所以pH＝11。
(3)pH＝2的盐酸与等体积的水混合，求混合溶液的pH。
。
2.3
c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg ＝2＋lg 2≈2.3。
(4)常温下，将0.1 mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06 mol·L－1硫酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
。
2.0
c(H＋)＝＝0.01 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2.0。
(5)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比混合，所得溶液的pH等于12，求原溶液的浓度。
。
0.05 mol·L－1
＝0.01 mol·L－1，解得c＝0.05 mol·L－1。
考向4 混合溶液pH计算的规律
4.在某温度时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw＝ 。
1×10－13
由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－13。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝ 。
1∶10
根据中和反应：H＋＋OH－H2O
c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱，10－2·Vb＝10－13/10－12·Va，
所以Va∶Vb＝10－2∶10－1＝1∶10。
②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝ 。
10∶1
根据中和反应：H＋＋OH－H2O
c(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va，10－b·Vb＝10－13/10－a·Va，
所以Va/Vb＝10－b/10a－13＝1013－(a＋b)＝10，
即Va∶Vb＝10∶1。
25 ℃，强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时，二者的体积与pH的关系
(1)若pH酸＋pH碱＝14，浓度相等，V酸∶V碱＝1∶1。
(2)若pH酸＋pH碱＞14，碱浓度大，V酸∶V碱＝10(pH酸＋pH碱－14)∶1。
(3)若pH酸＋pH碱＜14，酸浓度大，V酸∶V碱＝1∶10(14－pH酸－pH碱)。
思维建模
返回
重点强化20
强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
3
重点精讲
比较 项目 酸 c(H＋) pH 中和碱的能力 与足量活泼金属 反应产生H2的量 开始与金属反
应的速率
盐酸 大 小 相同 相同 大
醋酸溶液 小 大 小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较 项目 酸 c(H＋) c(酸) 中和碱的能力 与足量活泼金属 反应产生H2的量 开始与金属反
应的速率
盐酸 相同 小 小 少 相同
醋酸溶液 大 大 多
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数，醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多
1.室温下，相同体积、相同浓度的盐酸与醋酸溶液。
(1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图甲中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。
强化训练
答案：
(2)加水稀释，在图乙中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。
答案：
2.室温下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液。
(1)分别加入足量且质量、颗粒大小均相同的锌，在图丙中画出盐酸和醋酸溶液中H2的体积随时间变化曲线。
答案：
(2)加水稀释，在图丁中画出盐酸和醋酸溶液pH随V(水)变化曲线。
答案：
3.25 ℃，两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释，溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.MOH是一种弱碱
B.在x点：c(M＋)＝c(R＋)
C.稀释前，c(MOH)＝10c(ROH)
D.稀释前，MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的
c(OH－)：前者是后者的10倍
√
由题图可知，两溶液分别稀释100倍，MOH溶液的pH减小2，ROH溶液的pH减小1，则MOH是强碱，ROH是弱碱，A错误。x点两溶液的pH相等，则两溶液中c(H＋)、c(OH－)分别相等；据电荷守恒可得：
c(M＋)＋c(H＋)＝c(OH－)、c(R＋)＋c(H＋)＝c(OH－)，从而推知x
点时c(M＋)＝c(R＋)，B正确。 MOH是强碱，起始溶液的pH＝13，
则有c(MOH)＝0.1 mol·L－1；ROH是弱碱，部分电离，起始溶液的pH＝12，则有c(ROH)＞0.01 mol·L－1，从而可知稀释前，c(MOH)＜10c(ROH)，C错误。稀释前，MOH溶液的pH＝13，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1；ROH溶液的pH＝12，则由水电离出的c(OH－)＝1×10－12 mol·L－1，故稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH－)：后者是前者的10倍，D错误。
4.在一定温度下，有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸：
(1)当三种酸物质的量浓度相同时，c(H＋)由大到小的顺序是__________ (用字母表示，下同)。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
(3)若三者c(H＋)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_________ _ 。
(4)当三者c(H＋)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
b＞a＞c
b＞a＝c
c＞a＞b
(或c＞a＝2b)
c＞a＝b
(5)当三者c(H＋)相同且体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为 ，反应所需时间的长短关系是 。
(6)将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是 。
a＝b＝c
a＝b＞c
c＞a＝b
解答本题要注意以下三点：①HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。②CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。③醋酸溶液中存在CH3COOH CH3COO－＋H＋的电离平衡。
5.(2015·广东卷)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1.0×10－13
C.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
√
由题图可知，a、b、c三点对应的平衡常数不变，该曲线上的点温度相等，升高温度，不能引起由c向b的变化，故A项错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1，故Kw＝1.0×10－14，故B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，Fe3＋结合水电离出的OH－，促进水的电离平衡右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，可能引起由b向a的变化，故C项正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，但温度不变，Kw不变，则稀释溶液不能引起由c向d的变化，故D项错误。
6.(2019·天津卷)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10－4和1.7×10－5。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HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度：b点＞c点
C.从c点到d点，溶液中保持不变
(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n(Na＋)相同
√
根据HNO2和CH3COOH的电离常数，可知酸性：HNO2＞CH3COOH，相同pH的两种酸溶液，稀释相同倍数时，较弱的酸的pH变化较
小，故曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液，A项错误；两种酸溶液中水
的电离均受到抑制，b点溶液pH小于c点溶液pH，则b点对应
酸电离出的c(H＋)大，对水的电离抑制程度大，故水的电离程度：
b点＜c点，B项错误；溶液中＝＝，温度不变，Kw、Ka(HA)的值不变，C项正确；相同体积a点的两溶液中，pH相等c(CH3COOH)＞c(HNO2)，故n(CH3COOH)＞n(HNO2)，因此与NaOH恰好中和后，溶液中n(Na＋)不同，D项错误。
7.(2023·湖南卷改编)常温下，用浓度为0.020 0 mol·L－1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.020 0 mol·L－1的HCl和CH3COOH的混合溶液，滴定过程中溶液的pH随η[η＝]的变化曲线如图所示。
(1)d点对应的溶液中溶质为 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中，水的电离程度由大到小的顺序为_______。
NaCl、CH3COONa和NaOH
c＞b＞a
由滴定曲线可知，a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水，CH3COOH未发生反应，溶质成分为NaCl和CH3COOH；b点时CH3COOH反应掉一半，溶质成分为NaCl、CH3COOH和 CH3COONa；c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应，溶质成分为NaCl、CH3COONa；d点时NaOH过量，溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。
8.(2022·湖南卷节选)一种脱除并利用水煤气中CO2的方法示意图如下：
某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(C)∶c(HC)＝1∶2，则该溶液的pH＝ (该温度下H2CO3的Ka1＝4.6×10－7，Ka2＝5.0×10－11)。
10
某温度下，吸收塔中K2CO3溶液吸收一定量的CO2后，c(C)∶c(HC)＝1∶2，由Ka2＝可知，c(H＋)＝×Ka2＝2×5.0×10－11 mol·L－1＝1.0×10－10 mol·L－1，则该溶液的pH＝10。
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课 时 测 评
1.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是
A.溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强
B.pH＜7的溶液可能呈碱性
C.当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH
当c(H＋)或c(OH－)小于1 mol·L－1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C正确；把pH试纸直接插入待测溶液中会污染待测液，D错误。
√
2.已知：25 ℃时，Kw＝1.0×10－14；35 ℃时，Kw＝2.1×10－14。下列有关水的电离的叙述正确的是
A.c(H＋)随温度的升高而减小
B.水的电离属于吸热过程
C.向蒸馏水中加入NaOH溶液，Kw增大
D.35 ℃时，水中c(H＋)＞c(OH－)
√
水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)，升高温度，Kw增大，说明升高温度，水的电离程度增大，则水电离吸热，水电离产生的c(H＋)、c(OH－)均增大，A错误，B正确；Kw仅与温度有关，向蒸馏水中加入NaOH溶液，c(OH－)增大，由于温度不变，则Kw不变，C错误；任何温度下水都呈中性，则35 ℃时，水中c(H＋)＝c(OH－)，D错误。
3.下列溶液一定呈中性的是
A.pH＝7的溶液
B.c(H＋)＝c(OH－)的溶液
C.由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
√
pH＝7的溶液不一定是在常温下，故水的离子积不一定是Kw＝1×10－14，如100 ℃时，水的离子积常数是10－12，pH＝6时溶液呈中性，当pH＝7时溶液呈碱性，A错误；氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小是判断溶液酸碱性的依据，所以c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定呈中性，B正确；由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液不一定呈中性，如等物质的量NaOH与H2SO4反应生成NaHSO4，溶液呈酸性，C错误；三氧化硫是非电解质，但它溶于水后生成硫酸，硫酸溶液呈酸性，D错误。
4.常温下，设1 L pH＝6的AlCl3溶液中由水电离出的H＋的物质的量为n1 mol；1 L pH＝6的盐酸中由水电离出的H＋的物质的量为n2 mol，则为
A.0.01 B.1
C.10 D.100
AlCl3溶液中Al3＋发生水解而使溶液呈酸性，AlCl3的水解促进了水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，则有n1＝1×10－6 mol·L－1×1 L＝1×10－6 mol。常温下，pH＝6的盐酸中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，而HCl电离抑制水的电离，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，则有n2＝1×10－8 mol·L－1×1 L＝1×10－8 mol，故有＝＝100。
√
5.某温度下，水的离子积常数Kw＝1×10－12。该温度下，将pH＝4的H2SO4溶液与pH＝9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9 D.99∶21
设稀硫酸的体积为a，NaOH溶液的体积为b，则10－3b－10－4a＝10－5(a＋b)，a∶b＝9∶1。
√
6.下列事实中，能说明MOH是弱碱的是
A.0.1 mol·L－1MOH溶液可以使酚酞溶液变红
B.常温下，0.1 mol·L－1MOH溶液中c(OH－)＜0.1 mol·L－1
C.MOH溶液的导电能力比NaOH溶液弱
D.等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸恰好完全反应
0.1 mol·L－1 MOH溶液可以使酚酞溶液变红，说明MOH能电离出氢氧根离子，但不能说明MOH是弱碱，A错误；常温下，0.1 mol·L－1 MOH溶液中，c(OH－)＜0.1 mol·L－1，说明MOH没有完全电离，则MOH为弱碱，B正确；等体积的0.1 mol·L－1MOH溶液与0.1 mol·L－1盐酸混合，无论MOH是强碱还是弱碱，都恰好完全反应，D错误。
√
7.在T ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10－b mol/L，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为
A.3 B.4
C.5 D.6
√
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 20.00 0.00 8
② 20.00 20.00 6
据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14，通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－4 mol/L。由②可知，加入20.00 mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和，则c(H＋)＝＝1×10－4 mol/L，则c＝4。
序号 NaOH溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 20.00 0.00 8
② 20.00 20.00 6
8.已知：pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)。常温下，向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液，所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确
的是
A.盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B.B点和D点水的电离程度相同
C.将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，该图曲线不变
D.升高温度，滴定过程中pOH＋pH＞14
√
由题图可知，未滴加NaOH溶液时盐酸的pH＝0，则c(H＋)＝1 mol·L－1，即c(HCl)＝1 mol·L－1，最终pH＝14，则c(OH－)＝1 mol·L－1，由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液，相当于对原NaOH溶液进行稀释，故原c(NaOH)＞1 mol·L－1，A项错误；B点、D点水的电离均受到抑制，
且由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－10 mol·L－1，B项正确；若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，由于NH3·H2O为弱碱，故最终所得溶液pH不可能为14，C项错误；升高温度，水的离子积Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)＞10－14，pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)，故pOH＋pH＜14，D项错误。
9.若用AG表示溶液的酸度，AG的定义为AG＝lg 。室温下实验室中用0.01 mol·L－1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L－1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10－5
B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C.若B点为40.00 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
√
室温下，醋酸的AG＝lg＝7，
即＝107，而Kw＝c(H＋)·c(OH－)
＝10－14，两式联立解得c(H＋)＝10－3.5 mol/L，而醋酸溶液中，c(CH3COO－)≈c(H＋)，故Ka＝＝10－5，故A正确；A点的AG＝0，即＝1，c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性，而当加入NaOH溶液20.00 mL时，恰好中和，得CH3COONa溶液，溶液显碱性，故B错误；
当B点加入40.00 mL NaOH溶液时，所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH混合溶液，加入酸的物质的量是碱物质的量的一半，根据元素守恒得c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，故C错误；A点溶质为CH3COONa和CH3COOH，B点溶质为CH3COONa和NaOH，NaOH与醋酸溶液恰好完全中和前，水的电离度增大，恰好中和后，水的电离度逐渐减小，所以从A到B，水的电离程度先增大后减小，故D
错误。
10.常温下，向10 mL 1 mol·L－1一元酸HA溶液中，不断滴加1 mol·L－1的NaOH溶液，所加碱的体积与－lg c水(H＋)的关系如图所示。c水(H＋)为溶液中水电离的c(H＋)。下列说法不正确的是
A.常温下，Ka(HA)的数量级为10－4
B.a、b两点pH均为7
C.从a点到b点，水的电离程度先增大后减小
D.溶液的导电性逐渐增强
√
由起点溶液中－lg c水(H＋)＝12可知，酸电离的c(H＋)＝10－2 mol·L－1，故Ka(HA)＝10－4，故A正确；从图像中可知，HA是弱酸，曲线的最高点为NaA溶液，b点溶液的溶质是NaA和NaOH，溶液呈碱性，pH＞7，故B错误；a点到b点，发生酸碱中和反应生成可水解的盐，然后碱过量，所以水的电离程度先增大后减小，故C正确；不断加入NaOH溶液，反应生成强电解质，溶液中的离子总浓度不断增大，溶液的导电性逐渐增强，故D正确。
11.如图所示的酸碱溶液恰好完全中和，则下列叙述正确的是
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1＞V2，则说明HA为强酸，HB为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH相等，故V1一定等于V2
D.若实验①中，V＝V1，则混合溶液中c(Na＋)＝c(A－)
√
当HB为弱酸时，与NaOH溶液恰好完全中和，所得溶液的溶质为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，当HB为强酸时，与NaOH溶液恰好完全中和，所得溶液的溶质为强碱强酸盐，溶液呈中性，故实验②的混合溶液不可能呈酸性，A项错误；若V1＞V2，则说明HA的酸性比HB的强，但不能证明HA是强酸，B项错误； pH均为2的两种酸溶液中氢离子浓度相同，
由于酸的电离程度与其酸性强弱有关，若HA的酸性比HB的强，则V1＞V2，反之，则V1＜V2，若HA的酸性和HB的相同，则V1＝V2，C项错误；V1＝V说明HA为强酸，则所得混合溶液为中性，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)及中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)，可得混合溶液中c(Na＋)＝c(A－)，D项正确。
12.常温下，浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种碱液分别加水稀释至体积为V，溶液pH随lg 的变化如图甲所示；当pH＝b时，两曲线出现交叉点x，如图乙所示。下列叙述正确的是
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb(MOH)≈1.1×10－4
C.x点处两种溶液中水的电离程度相等
D.lg 相同时，将两种溶液同时升高
相同的温度，则增大
√
根据图知，ROH加水稀释10倍，溶液的pH减小1，说明ROH完全电离，为强电解质，则MOH为弱电解质。常温下浓度为c0的ROH溶液的pH＝13，且ROH为强电解质，则c0＝0.1 mol·L－1，A错误；
lg ＝0时，MOH溶液的pH＝12，c0＝0.1 mol·L－1，电离常
数Kb(MOH)＝＝≈1.1×10－3，B错误；
x点两种溶液的pH相等，所以两种溶液中水的电离程度相等，C正确；升高温度促进MOH的电离，所以lg 相同时，升高温度c(R＋)不变，c(M＋)增大，则减小，D错误。
13.(8分)(1)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(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比，高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因：___________________________________________ ____ ________
___________。
②如果水的离子积Kw从1.0×10－14增大到1.0×10－10，则相应的电离度是原来的 倍。
水的电离为吸热过程，升高温度有利于水的电离(压强对电离平衡影响不大)
100
(2)已知H2O2是一种二元弱酸，常温下，Ka1＝1.0×10－12、Ka2＝1.05×10－25，则H2O2的电离方程式为 ，则该温度下1 mol·L－1的H2O2溶液的pH近似为 (不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
H2O2 H＋＋H、H H＋＋
6
Ka1 Ka2，以第一步电离为主，则Ka1＝≈＝1.0×10－12，c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，因而pH近似为6。
14.(16分)在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
(1)A点水的离子积为1.0×10－14，B点水的离子积为 。造成水 的离子积变化的原因是_____________________________ ____________
______________ ____。
1.0×10－12
水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大
A点水的离子积为1.0×10－14，B点水的离子积为c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即水的离子积增大。
(2)下列说法正确的是 (填字母)。
a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＝D
b.在T1温度下，向水中加入少量的NaOH可实现由
A点向D点移动
c.AB线上任意点的溶液均呈中性
d.图中温度T1＞T2
ac
Kw只和温度有关，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大；图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＝D，a正确；在T1温度下，向水中加入少量的NaOH，氢氧根离子浓度增大，而氢离子浓度减小，不可实现由A点向D点移动，b错误；AB线上任意点的溶液均符合c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，c正确；温度升高水的离子积增大，故图中温度T1＜T2，d错误。
(3)①在T2温度下，浓度为1.0×10－4 mol·L－1的H2SO4溶液中由水电离的c(H＋)＝ mol/L。
5×10－9
在T2温度下，浓度为1.0×10－4 mol·L－1的H2SO4溶液中由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)＝＝ mol·L－1＝5×10－9 mol/L；
②保持T2温度不变，将pH＝2的NaHSO4溶液Va L与pH＝11的KOH溶液Vb L混合后溶液pH＝6(忽略混合时溶液体积变化)，则Va∶Vb＝ 。
10∶1
保持T2温度不变，将pH＝2的NaHSO4溶液(氢离子浓度为0.01 mol/L)Va L与pH＝11的KOH溶液(氢氧根离子浓度为＝＝0.1 mol/L)Vb L混合后溶液pH＝6(忽略混合时溶液体积变化)，则溶液显中性，两者恰好反应，0.01×Va＝0.1Vb，Va∶Vb＝10∶1；
③T1温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1 (填“＞”“＝”或“＜”)α2。
＜
T1温度下，pH＝2的HCl溶液中氢离子浓度为0.01 mol/L，pH＝11的某BOH溶液中氢氧根离子浓度为0.001 mol/L，酸和碱都会抑制水的电离，由于盐酸中氢离子浓度更大，对水电离抑制更大，故α1＜α2。
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水的电离和溶液的pH
