2017版高考化学大一轮复习 第八章 水溶液中的离子平衡 第二讲 水的电离和溶液的酸碱性讲义

1、第二讲水的电离和溶液的酸碱性2017高考导航考纲要求真题统计命题趋势1.了解水的电离、离子积常数。2了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。3能根据中和滴定实验试题要求，分析或处理实验数据，得出合理结论。2015，卷 13T；2015，卷 26T(4)、28T(3)；2014，卷 12T(BC)；2014，卷 11T、28T(2)(5)；2013，卷 9T；2013，卷 9T(C)、13T预计在2017年高考中，外界条件对水的电离平衡的影响仍是命题的重点。有关溶液pH的计算也应予以重视。运用数学工具(图表)进行推理类试题在今后的高考中出现的可能性较大，图表题的推理性可

2、能会有所增强，应予以重视。复习备考时，注意化学平衡思想在水的电离平衡中的应用等。考点一水的电离平衡学生用书P1821水的电离水是极弱的电解质，其电离方程式为2H2OH3OOH或H2OHOH。2水的离子积常数(1)表达式：Kwc(H)c(OH)。室温下，Kw11014。(2)影响因素：只与温度有关，水的电离是吸热过程，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。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(1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。(2)加入酸或碱，水的电离程度减小，Kw不变。(3)加入可水解的盐(如FeCl3

3、、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。125 时，相同物质的量浓度的下列溶液：NaCl、NaOH、H2SO4、(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是()ABC D解析：选C。从四种物质分析可知NaOH、H2SO4抑制水的电离，NaCl不影响水的电离平衡，(NH4)2SO4促进水的电离(NH水解)，H2SO4为二元强酸，产生的c(H)大于NaOH产生的c(OH)，抑制程度更大，故水的电离程度由大到小的顺序为。2(2016德州模拟)室温下，在pH12的某溶液中，分别有甲、乙、丙、丁四位同学计算出由水电离出的c(OH)的数据分别为甲：1.0107 molL1；乙：1.

4、0106 molL1；丙：1.0102 molL1；丁：1.01012 molL1。其中你认为可能正确的数据是 ()A甲、乙 B乙、丙C丙、丁 D乙、丁解析：选C。如果该溶液是一种强碱(如NaOH)溶液，则该溶液的OH首先来自于碱(NaOH)的电离，水的电离被抑制，c(H)11012 molL1，所有这些H都来自于水的电离，水电离时当然同时提供相同物质的量的OH，所以丁是对的。如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液，则该溶液之所以呈碱性是由于盐中弱酸根水解的缘故。水解时，弱酸根离子与水反应生成弱酸和OH，使溶液中c(OH)c(H)，溶液中的OH由水电离所得，所以丙也是正确的。3求算下列溶液中由H2O电

5、离出的c(H)和c(OH)(25 )。(1)pH2的H2SO4溶液，c(H)_，c(OH)_。(2)pH10的NaOH溶液，c(H)_，c(OH)_。(3)pH2的NH4Cl溶液，c(H)_。(4)pH10的Na2CO3溶液，c(OH)_。答案：(1)1012 molL11012 molL1(2)1010 molL11010 molL1(3)102 molL1(4)104 molL1名师点拨计算水电离产生c(H)和c(OH)的5种类型任何水溶液中水电离产生的c(H)和c(OH)总是相等的，有关计算有以下5种类型(以常温时的溶液为例)。(1)中性溶液：c(OH)c(H)107 mol/L。(2)

6、酸溶液OH全部来自水的电离。实例：pH2的盐酸中c(H)102 mol/L，则 c(OH)11012 mol/L，即水电离出的c(H)c(OH)1012mol/L。(3)碱溶液H全部来自水的电离。实例：pH12的NaOH溶液中c(OH)102 mol/L，则c(H)11012 mol/L，即水电离出的c(OH)c(H)1012 mol/L。(4)水解呈酸性的盐溶液H全部来自水的电离。实例：pH5的NH4Cl溶液中，由水电离出的 c(H)105 mol/L，因部分OH与部分NH结合使溶液中 c(OH)109 mol/L。(5)水解呈碱性的盐溶液OH全部来自水的电离。实例：pH12的Na2CO3溶

7、液中，由水电离出的 c(OH)102 mol/L，因部分H与部分CO结合使溶液中 c(H)1012 mol/L。归纳口诀酸中算“碱”，碱中算“酸”，盐中算大的(代表水的电离程度)。已知：pOHlg c(OH)。不同温度下，水溶液中pH、pOH关系如图所示：下列推断不正确的是()AMQ线上每一点对应的溶液都显中性BQ点对应的温度高于M点对应的温度CpH6.5的溶液不一定显酸性DM点对应的温度下，0.1 molL1NaOH溶液pH12解析MQ线上每一点均表示pHpOH，溶液呈中性，A正确；M点：Kw1.01013，Q点：Kw1.01014，水电离吸热，M点对应的温度高于Q点对应的温度，B错误；对于

8、M点溶液，其pH6.5呈中性，Q点溶液pH7呈中性，C正确；c(H)molL11.01012molL1，pHlg c(H)12，D正确。答案B关于水的电离，甲同学认为在水中加入稀H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入稀H2SO4后c(H)增大，平衡左移。乙同学认为加入稀H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入稀H2SO4后，c(H)浓度增大，H与OH中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？说明原因。答案：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。酸溶液或碱溶液中水的电离受到抑制，但由水电离出来的c(H)与c(OH)是相等的。在可水解的

9、盐溶液中，水的电离受到促进，溶液中的c(H)与c(OH)不一定相等，但任何时候由水电离出来的n(H)和n(OH)总是相等的。 题组一水的电离平衡的影响因素1(2016苏州质检)下列操作会促进H2O的电离，且使溶液pH7的是()A将纯水加热到90 B向水中加少量NaOH溶液C向水中加少量Na2CO3溶液D向水中加少量FeCl3溶液解析：选C。将纯水加热到90 ，水的电离程度增大，c(H)c(OH)107 molL1，pH7，但水的电离平衡向逆方向移动，即水的电离受到抑制，B错；向水中加少量Na2CO3溶液，CO与H结合，水中c(H)减小，水的电离平衡向正方向移动，水中c(OH)增大，c(OH)c

10、(H)，pH7，C对；向水中加少量FeCl3溶液，Fe3与OH结合为弱电解质Fe(OH)3，水中c(OH)减小，水的电离平衡向正方向移动，c(H)增大，c(H)c(OH)，pH”“”或“ c(OH)c(H)c(OH)c(H) c(OH)二、溶液的pH1定义式：pHlg_c(H)。2溶液的酸碱性与pH的关系室温下：3测量(1)pH试纸法：取一小块试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对比，即可确定溶液的pH。(2)pH计测量法。三、常见溶液的pH计算1单一溶液的pH计算 强酸溶液，如HnA，设浓度为c mol/L，c(H)n c mol/L，p

11、Hlg c(H)lg (n c)。强碱溶液(25 )，如B(OH)n，设浓度为c mol/L，c(H) mol/L，pHlg c(H)14lg (n c)。2混合溶液的pH计算(1)两种强酸混合：直接求出c(H)混，再据此求pH。c(H)混。(2)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。(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，最后求pH。c(H)混或c(OH)混。1判断下列溶液在常温下的酸碱性(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

12、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HCl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HCl和pH12的NH3H2O溶液等体积混合_。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2pH13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合，所得溶液pH11，则强碱溶液与强酸溶液的体积比是()A111B91C11 D19解析：选D。假设

13、强碱溶液体积为V1 L，强酸溶液体积为V2 L，由已知可得，碱中c(OH)0.1 mol/L，酸中c(H)0.01 mol/L，则反应前n(OH)(0.1V1) mol，n(H)(0.01V2) mol，反应后c(OH)0.001 mol/L。列出方程：0.1V10.01V20.001(V1V2)，解得：V1/V21/9。3(1)1 mL pH5的盐酸，加水稀释到10 mL，pH_；加水稀释到100 mL，pH_7。(2)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：(1)6接近(2)8接近名师点拨(1)溶液呈现酸、碱性的实质是c(H)与

14、c(OH)的相对大小不相等，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。(2016延安一中测试)下表是不同温度下水的离子积数据：温度/25t1t2水的离子积11014a11012试回答以下问题：(1)若25t1t2，则a_11014(填“”“”或“”)，作此判断的理由是_。(2)25 下，某Na2SO4溶液中c(SO)5104 mol/L，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na)c(OH)_。(3)在t2温度下测得某溶液pH7，该溶液显_(填“酸”“碱”或“中”)性

15、。将此温度下pH11的NaOH溶液x L 与pH1的H2SO4溶液y L混合。若所得混合液为中性，则xy_。若所得混合液pH2，则xy_。解析(1)水是弱电解质，存在电离平衡，电离吸热。所以温度升高，水的电离程度增大，离子积增大。(2)25 时，某Na2SO4溶液中c(SO)5104 mol/L，则溶液中钠离子浓度是1103 mol/L。如果稀释10倍，则钠离子浓度是1104 mol/L。但硫酸钠溶液是显中性的，所以c(Na)c(OH)1041071 0001。(3)t2温度下水的离子积常数是11012，所以在该温度下，pH6时溶液是显中性的。因此pH7时溶液显碱性；此温度下pH11的NaOH

16、溶液中OH的浓度是0.1 mol/L，则若所得混合液为中性，由于硫酸中氢离子的浓度也是0.1 mol/L，则xy11。所得混合溶液的pH2，说明稀硫酸过量，所以有0.01，解得xy911。答案(1)温度升高，水的电离程度增大，离子积增大(2)1 0001(3)碱11911pH7的溶液一定是碱性溶液吗？pH7的溶液一定是中性溶液吗？答案：不一定。上述说法只有在常温下才能满足。若在某温度下，水的离子积常数为11012，此时pH6的溶液为中性溶液，pH6的溶液为碱性溶液，pH7；B项pH7；C项CH3COOH过量，pH7。2已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a molL1的一元酸H

17、A与b molL1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是()AabB混合溶液的pH7C混合溶液中，c(H) molL1D混合溶液中，c(H)c(B)c(OH)c(A)解析：选C。溶液呈中性，说明c(H)c(OH)，而水的离子积Kwc(H)c(OH)c2(H)，所以c(H) molL1，C正确。A项中ab，不知酸和碱的强弱，故不好判断溶液酸碱性；B项中没有指明在25 时，pH7不能作为溶液呈中性的依据；D项为电荷守恒，不能判定该溶液呈中性。题组二溶液pH的简单计算3常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是()ApH3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H2SO4溶液加水稀释100

18、倍，溶液中由水电离产生的c(H)1.0106 molL1C将1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6解析：选C。A项，pH3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3pH5；B项，pH4的H2SO4溶液稀释100倍时，溶液中的c(H)1.0106 molL1，溶液中的c(OH)1.0108 molL1，则水电离的c(H)1.0108 molL1；C项，1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释到2 L时，c(OH)0.1 molL1，c(H)1.01013 molL1，pH13；D项，NaOH是碱溶

19、液，无论怎样稀释，pH在常温下不可能成为6，只能无限接近于7。4(教材改编)已知在100 的温度下，水的离子积Kw11012(本题涉及的溶液温度均为100 )。下列说法中正确的是()A0.005 mol/L的H2SO4溶液，pH2B0.001 mol/L的NaOH溶液，pH11C0.005 mol/L的H2SO4溶液与0.01 mol/L的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性D完全中和pH3的H2SO4溶液50 mL，需要pH9的NaOH溶液100 mL解析：选A。A项，0.005 mol/L的H2SO4溶液中，c(H)0.005 mol/L21102mol/L，pHlg c

20、(H)2，此计算与Kw值无关，不受Kw11012的干扰；B项，0.001 mol/L的NaOH溶液中，c(OH)0.001 mol/L，pHlg (1109)9；C项，pH6时，c(H)c(OH)，溶液呈中性；D项，pH3的H2SO4溶液中c(H)103mol/L，pH9的NaOH溶液中c(OH)103mol/L，二者等体积混合恰好完全中和。(1)溶液pH的计算关于溶液pH的计算是高考中的重要题型，主要包含直接求溶液的pH、求酸或碱溶液的浓度、所需酸或碱的体积等，无论以哪一种形式出现，均可按照以下方法求解。(2)溶液pH计算口诀酸按酸(H)先计算混合后的c(H)。碱按碱(OH)先计算混合后的c

21、(OH)。同强相混弱点三即25 时两强酸等体积混合，pHpH小0.3；两强碱等体积混合，pHpH大0.3。异强相混看过量强酸强碱混合先判断过量。无限稀释“7”为限酸、碱无限稀释，最终溶液都接近中性考点三酸碱中和滴定学生用书P185一、实验原理利用中和反应，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。二、常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂变色范围的pH甲基橙4.4黄色酚酞10.0红色酸碱中和滴定中一般不用石蕊作指示剂，因为其颜色变化不明显。三、实验用品1仪器：酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、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滴定管的选择

22、试剂性质滴定管原因酸性、氧化性酸式滴定管酸性和氧化性物质易腐蚀橡胶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四、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(1)滴定管：查漏洗涤润洗装液调液面记录。(2)锥形瓶：注碱液记读数加酚酞指示剂。2滴定3终点判断等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变为无色，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操作步骤(1)仪器的洗涤滴定管(或移液管)：自来水蒸馏水待装溶液润洗。锥形瓶：自来水蒸馏水(禁止用待装溶液润洗)。(2)装液调整液面向滴定管中装液，使液面一般高于“0”刻度，驱除玻璃尖嘴处的气泡。(3)读数调整

23、液面在“0”刻度或“0”刻度以下，读出初读数，记为“X.XX mL”，滴定终点，读出末读数，记为“YY.YY mL”，实际消耗滴定剂的体积为(YY.YYX.XX) (用以上两读数表示)mL。五、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。六、误差分析1原理依据原理c(标准)V(标准)c(待测)V(待测)，所以c(待测)，因c(标准)与V(待测)已确定，因此只要分析出不正确的操作引起V(标准)的变化，即分析出结果。V(标准)变大，则c(待测)偏高；V(标准)变小，则c(待测)偏低。2常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操

24、作不正确而引起的误差有：步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准酸溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液取碱液的滴定管开始有气泡，读数时气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴在锥形瓶外变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)(1)25 时，用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH7，V醋酸c(H)B使酚

25、酞显无色的溶液C溶液中含有OH DpH7的溶液解析：选A。溶液酸碱性实质是溶液中c(H)和c(OH)的相对大小，故A选项正确；使酚酞显无色的溶液pH8.2，故B选项错误；水溶液中均含有OH，故C选项错误；pH7的溶液并不一定呈碱性，故D选项错误。2(2016安阳模拟)水的电离过程为H2OHOH，在不同温度下其离子积为Kw(25 )1.01014，Kw(35 )2.11014，则下列叙述中正确的是()A纯水中c(H)随温度的升高而降低B35 时，纯水中c(H)c(OH)C纯水的pH：pH(35 )pH(25 )D35 时水电离出的H的浓度约为1.45107 mol/L解析：选D。由两种温度下水的

26、离子积常数知水的电离是吸热的，温度高时水中c(H)较高，pH较小，但溶液中c(H)c(OH)，溶液呈中性，A、B、C错误；水电离生成的c(H) 及c(OH)相等，利用水的离子积常数可判断D正确。3在T 时，某NaOH稀溶液中c(H)10a mol/L，c(OH)10b mol/L，已知ab12。向该溶液中逐滴加入pHc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pH20.000.00820.0020.006假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为()A3 B4C5 D6解析：选B。据题意可知在该温度下水的离子积常数是11012，而不是1

27、1014，通过可知，此NaOH溶液中c(OH)1104 mol/L。由可知，加入20.00 mL盐酸后溶液的pH6，此时恰好完全中和，则c(H)1104 mol/L，则c4。4用滴定法测定Na2CO3(含NaCl杂质)的质量分数，下列操作会引起测定值偏高的是()A试样中加入酚酞作指示剂，用标准酸液进行滴定B滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入标准酸液进行滴定C锥形瓶用蒸馏水洗涤后，直接加入待测液进行滴定D滴定管用蒸馏水洗涤后，直接注入待测液，取20.00 mL进行滴定解析：选B。A项，酚酞变色的pH范围是8.210.0，用于滴定碳酸钠时，当碳酸钠转化成碳酸氢钠时溶液的颜色开始发生改变，此时V(酸)偏

28、低；B项，滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗，则标准液被稀释，V(酸)偏高，测定值偏高；C项对测定结果无影响；D项，直接注入待测液相当于将待测液稀释，测得待测液的浓度偏低。5(2014高考全国卷，11，6分)一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是()ApH5的H2S溶液中，c(H)c(HS)1105 molL1BpHa的氨水溶液，稀释10倍后，其pHb，则ab1CpH2的H2C2O4溶液与pH12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na)c(H)c(OH)c(HC2O)DpH相同的CH3COONaNaHCO3NaClO三种溶液的c(Na)：解析：选D。A.pH5的H2S溶液中H的浓度为110

29、5 molL1，但是HS的浓度会小于H的浓度，H来自于H2S的第一步电离、HS的电离和水的电离，故H的浓度大于HS的浓度，故不正确。B.弱碱不完全电离，弱碱稀释10倍时，pH减小不到一个单位，a碳酸的酸性次氯酸的酸性，根据越弱越水解的原则，pH相同的三种钠盐，浓度的大小关系为醋酸钠碳酸氢钠次氯酸钠，则钠离子的浓度为，故正确。6下图表示水溶液中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)KwBM区域内任意点均有c(H)c(OH)C图中T1T2DXZ线上任意点均有pH7解析：选D。根据水的电离、水的离子积的影响因素以及pH的计算逐一分析各选项。A项水溶液中的c(H)与c(OH)的乘积为一常