2022高考一轮轮复习化学-专题第19讲 水的电离和溶液的酸碱性.docx

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1、第19讲 水的电离和溶液的酸碱性【知识梳理】一、水的电离1水的离子积常数：水能发生微弱的电离，且水的电离是一个可逆过程。在一定温度下达到电离平衡，c(H+)c(OH) = Kw，一定温度时Kw是一个常数，Kw简称水的离子积。水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大，如250C时，水的离子积为1.010-14 ；1000C 时Kw =1.010-12。温馨提示：水的离子积常数KWc（H）c（OH），其实质是水溶液中的H和OH浓度的乘积，不一定是水电离出的H和OH浓度的乘积，所以无论是纯水还是酸、碱，盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw。2影响水的电离平衡的因素：条件改变移动方向c(OH)

2、c(H)KW加酸向左减小增大不变加碱向左增大减小不变升温向右增大增大增大加强碱弱酸盐向右增大减小不变加强酸弱碱盐向右减小增大不变温馨提示：溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)是不同的：常温下水电离出的c(H+)=110-7 mol/L，若某溶液中水电离出的c(H+)110-7 mol/L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。常温下溶液中的c(H+)110-7 mol/L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液；c(H+)110-7 mol/L，说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。例题1、下列说法正确的是 。95 纯水的pH7，说明加热可导致水呈酸性pH3的醋酸溶液，

3、稀释10倍后pH4t 时，某溶液pH6，则该溶液一定为酸性常温下，将pH11的氨水稀释后，溶液中所有离子的浓度降低25时NH4Cl溶液的Kw大于100时NaCl溶液的Kw100时，将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性常温时，某溶液中由水电离出来的c(H)和c(OH)的乘积为11024，该溶液中一定可以大量存在K、Na、AlO、SO26M3对水的电离平衡不产生影响向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图，加入FeCl3可能引起由b向a的变化已知水在25 和95 时，其电离平衡曲线如图所示，25 时水的

4、电离平衡曲线应为A在25 时，某稀溶液中由水电离产生的H浓度为11013 molL1，该溶液一定呈碱性【指点迷津】水电离产生c(H)和c(OH) 的计算中性溶液：c(OH)c(H)107 mol/L；酸溶液：OH全部来自水的电离，如pH2的盐酸溶液中c(H)102mol/L，则c(OH)KW/1021012 mol/L，即水电离出的c(H)c(OH)1012 mol/L；碱溶液：H全部来自水的电离，如pH12的NaOH溶液中c(OH)102mol/L，则c(H)KW/1021012 mol/L，即水电离出的c(OH)c(H)1012 mol/L；水解呈酸性的盐溶液：H全部来自水的电离；如pH5

5、的NH4Cl溶液中，由水电离的c(H)105 mol/L，因部分OH与部分NH结合使c(OH)109 mol/L。水解呈碱性的盐溶液：OH全部来自水的电离；如pH12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH)102 mol/L。因部分H与部分CO结合使c(H)1012 mol/L。二、溶液的酸碱性1. 溶液的酸碱性：溶液的酸碱性是由溶液中c(H)与c(OH)相对大小决定的：c (H+) c (OH)，溶液呈酸性；c(H) =c(OH)，溶液呈中性；c(H)c(OH)，溶液呈碱性。2溶液pH：稀溶液中pH=-lgc(H+)。（1）酸碱性和pH的关系：在室温下，中性溶液c(H+)= c(OH)

6、=1.010-7 mol L-1，pH =7；酸性溶液c(H+)c(OH) ，c(H+)1.010-7 molL-1，pH 7；碱性溶液c(H+)c(OH)，c(H+)1.010-7 molL-1，pH 7。（2）pH的测定：酸碱指示剂（粗略）、pH试纸（范围值）、pH计（精确值）。3. pH计算：解答有关pH的计算时，首先要注意温度，明确是25还是非25，然后判断溶液的酸碱性，再根据“酸按酸”，“碱按碱”的原则进行计算。（1）总体原则：若溶液为酸性，先求c(H)，再求pH；若溶液为碱性，先求c(OH)，再由c(H)求c(H)，最后求pH。（2）强酸溶液：如浓度为c mol/L的HnA溶液，c

7、(H)nc mol/L，所以pHlgnc。（3）强碱溶液：如浓度为c mol/L的B(OH)n溶液，c(OH)nc mol/L，c(H) mol/L，所以pH14lgnc。（4）酸碱混合溶液pH的计算：两强酸溶液混合：c混(H)；两强碱溶液混合：c混(OH)；强酸、强碱溶液混合：若酸过量：c混(H)，若碱过量：c混(OH)。（5）酸碱溶液稀释时pH的变化：酸(pHa)碱(pHb)弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍bnbn无限稀释pH趋向于7例题2、下列有关说法正确的是 。用润湿的试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低一定温度下，pHa的氨水溶液，稀释10倍后，其pHb，则ab125 时，pH4.5的番茄

8、汁中c(H)是pH6.5的牛奶中c(H)的2倍25 时，某溶液中水电离出的c(H)1013，则该溶液的pH一定为13常温下，pH3的盐酸和pH12的NaOH溶液等体积混合所得溶液呈碱性25 时，pH2的CH3COOH溶液和pH12的NaOH溶液等体积混合所得溶液呈中性25 时，pH2的盐酸和pH12的氨水等体积混合所得溶液呈酸性25时有甲、乙两杯醋酸稀溶液，甲的pH2，乙的pH3，中和等物质的量的NaOH，需甲、乙两杯酸的体积(V)之间的关系为10V(甲)V(乙)MOH和ROH两种一元碱，其水溶液分别加水稀释时，pH变化如下图所示，在x点时，ROH完全电离在25时，向50.00 mL未知浓度的

9、CH3COOH溶液中逐滴加入0.5 molL-1的NaOH溶液。滴定过程中，溶液的pH与滴入NaOH溶液体积的关系如右图所示，点所示溶液的导电能力弱于点室温下，用0.100mol/L NaOH溶液分别滴定20.00ml 0.100mol/L 的盐酸和醋酸，滴定曲线如图所示，V(NaOH) =20ml时，c(Cl)=c(CH3COO)25 时，将体积Va，pHa的某一元强碱与体积为Vb，pHb的某二元强酸混合。若所得溶液的pH7，且已知VaVb，b0.5a，b值是可以等于4【指点迷津】溶液酸碱性判定规律：（1）PH相同的酸，酸越弱，酸物质的量浓度越大；pH相同的碱，碱越弱，碱物质的量浓度越大。（

10、2）酸与碱的PH之和为14且等体积混合时，强酸与强碱混合，PH=7；强酸与弱碱混合，PH7；强碱与弱酸混合，PH7。（3）等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后时，强酸和强碱混合，PH=7；强酸和弱碱混合，PH7；弱酸和弱碱混合，PH由强者决定；未注明酸、碱强弱时，PH无法判断。（4）等体积强酸（PH1）和强碱（PH2）混合时，若溶液呈中性，二者PH之和为14；若溶液呈碱性，二者PH之和大于14；若溶液呈酸性，二者PH之和小于14。三、中和滴定1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)的浓度的实验方法。2主要仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、带滴定管夹的铁架

11、台等。3.主要试剂：标准液、待测液、酸碱指示剂、蒸馏水。温馨提示：指示剂选择的基本原则：变色要灵敏，变色范围要小，使变色范围尽量与滴定终点溶液的酸碱性一致。不能用石蕊作指示剂；滴定终点为碱性时，用酚酞作指示剂，例如用NaOH溶液滴定醋酸；滴定终点为酸性时，用甲基橙作指示剂，例如用盐酸滴定氨水；强酸滴定强碱一般用甲基橙，但用酚酞也可以；并不是所有的滴定都须使用指示剂，如用标准的Na2SO3滴定KMnO4溶液时，KMnO4颜色褪去时即为滴定终点。4.滴定管使用：a.查漏，b.洗涤，c.润洗，d.装液，e.排气，f.调液面，g.记录。5.滴定操作：6. 终点判断：等到滴入最后一滴标准液，溶液由红色变

12、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。7.误差分析：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，放出液体后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

13、定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高例题3、乙二酸(HOOCCOOH)俗名草酸，是一种有还原性的有机弱酸，在化学上有广泛应用。(1)小刚在做“研究温度对化学反应速率的影响”实验时，他往A、B两支试管中均加入4 mL 0.01 molL1的酸性KMnO4溶液和2 mL 0.1 molL1 H2C2O4(乙二酸)溶液，振荡，A试管置于热水中，B试管置于冷水中，记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA_tB(填“”“”或“CADEB若从A点到D点，可采用在水中加入少量NaOH的方法C若从A点到C点，可采用温度不变时在水中加入适量H2SO4 的方法D若处在B点时，将pH2的硫酸与pH12的KOH等体积混

14、合后，溶液显中性8常温下，向20.00 mL 0.100 0 molL-1NH4Cl溶液中逐滴加入0.100 0 molL-1KOH溶液时，溶液的pH与KOH溶液体积的关系如图所示(不考虑挥发)。下列说法正确的是( )A点a所示溶液中水的电离程度小于相同温度下纯水的电离程度B点b所示溶液中：c(NH4+)c(K)c(H)c(OH)C点d所示溶液中的溶质为一水合氨D点c所示溶液中：c(K)c(H)c(NH3H2O)c(OH)9根据下列图示得出的结论不正确的是（ ）A图甲是CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）的平衡常数与反应温度的关系曲线，说明该反应的H0B图乙是向Na2CO3溶液中通

15、入SO2过程中部分微粒摩尔分数与pH的关系曲线，用该方法制备NaHSO3，当pH=4时应停止通入SO2C图丙是常温下等体积盐酸和氨水稀释时溶液导电性与体积变化的曲线，图中pH大小关系为cbdD图丁表示不同温度下水溶液中-lgc（H+）、-lgc（OH-）的变化曲线，图中T1T210室温下，用0.10mol/L CH3 COOH溶液滴定10.00mL浓度均为0.10 mol/L NaOH和NH3H2O的混合液，混合溶液的相对导电能力随乙酸滴入的变化曲线如下图所示。已知：Ka(CH3COOH)=1. 810-5，Kb( NH3H2O) =1. 8 l0-5。下列叙述错误的是Aab段为CH3COOH

16、与NaOH的中和过程Bb点水的电离程度最大Cc点3c(Na+)=2c(CH3 COOH)+2c(CH3 COO-)Dd点c(Na+)c(NH)c(OH-)c(H+)11298K时，向20mL均为0.1molL-1的MOH和NH3H2O混合液中滴加0.1molL-1的CH3COOH溶液，测得混合液的电阻率（表示电阻特性的物理量）与加入CH3COOH溶液的体积(V)的关系如图所示。已知：CH3COOH的Ka=l.810-5，NH3H2O的Kb=l.8l0-5。下列说法错误的是（ ）A碱性：MOHNH3H2OBc点溶液中浓度：c(CH3COOH)c(NH3H2O)Cd点溶液的pH5Dad过程中水的电

17、离程度先减小后增大1225C时，向10mL0.10molL-1的一元弱酸HA(Ka =1.010-3)中逐滴加入0.10molL-1NaOH溶液，溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是（ ）Aa点时，c(HA)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)B溶液在a点和b点时水的电离程度相同Cb点时，c(Na+)=c(HA)+c(A- )+c(OH-)DV =10mL时，c(Na+)c(A-)c(H+)c(HA)13己二酸在化工生产中有重要作用。某兴趣小组用50%的硝酸作氧化剂，钒酸铵作催化剂，氧化环己醇制备己二酸，其反应原理为，实验装置如图所示。实验步骤：在装有回流冷凝

18、管、温度计的三颈烧瓶中，加入50%溶液（含）及少量钒酸铵（），缓慢滴加56滴环己醇，有红棕色气体二氧化氮产生，将剩余的环己醇滴加完毕，总量为（约）。在温度为8090时，反应至无红棕色气体逸出。将反应液倒入的烧杯中，冷却后，析出己二酸。减压过滤，用冷水洗涤，干燥后得到粗产品。回答以下问题：（1）仪器A的名称为_，仪器B中所盛装的试剂为_。（2）实验过程中，最适宜的加热方法为_；该加热方法的优点是_。（3）本实验中称量钒酸铵的仪器应选用_（填“托盘天平”或“电子天平”）。（4）减压过滤后的晶体用冷水洗涤，简述洗涤的操作过程：_。（5）为测定粗产品中己二酸的含量，将得到的粗产品配成溶液，并用的标准溶

19、液进行滴定，下列操作可能使实际消耗标准溶液的体积偏大的是_（填标号）。A使用甲基橙作指示剂B滴定前俯视读数，滴定后仰视读数C实验用的碱式滴定管、锥形瓶水洗后均未润洗（6）若纯化后称重得到精制己二酸，则己二酸的产率为_（保留三位有效数字）。14草酸(H2C2O4，二元弱酸)与草酸盐在实验和工业生产中都起着重要的作用，常温下，H2C2O4：Ka1=5.4102，Ka2=5.4105。H2CO3：K1=4107K2=61011。(1)NaHCO3溶液显_性。(2)常温下，0.1molL1的Na2C2O4溶液pH=a，0.1 molL1的Na2CO3溶液pH=b，则a_b(填“”“”“ 7.1时带负电

20、荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图-3所示。在pH79之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是_。在pH47之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为_。 提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是_。16回答下列问题：(1)某温度(t)时，水的电离图象如下图所示，a点水的离子积Kw_该温度下，pH11的NaOH溶液与pH2的H2SO4溶液等体积混合，溶液显_(填“酸”或“碱”)性。(2)25时，向0.1mo

21、lL-1的氨水中加入少量NH4Cl固体，当固体溶解后，测得溶液pH_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)，的物质的量浓度_(3)将体积相等的NaOH稀溶液和CH3COOH溶液混合，若溶液中c(Na+)c(CH3COO-)，则该溶液显_(填“酸性”“碱性”或“中性”)，则混合前c(NaOH)_(填“”“”或“”)c(CH3COOH)(4)常温下，KspFe(OH)3110-38，要使溶液中的Fe3+沉淀完全残留在溶液中的c(Fe3+)10-5molL-1，则溶液的pH应大于_(5)用可溶性碳酸盐，可以浸取CaSO4固体，在溶液浸取过程中会发生反应：CaSO4(s)+ (ag)CaCO3(s)+

22、(aq)。已知：298K时，Ksp(CaCO3)2.8010-9，Ksp(CaSO4)4.9010-5，则此温度下该反应的平衡常数K为_(计算结果保留三位有效数字)。参考答案例题1、【解析】溶液的酸碱性只取决于c(H)、c(OH)的相对大小，纯水总是中性的，错误；醋酸为弱酸，稀释时因电离程度增大，溶液的pH4，错误；温度不确定，所以pH6的溶液不一定呈酸性，错误；碱性溶液在稀释时c(OH)下降、c(H)上升，错误；水的离子积常数只与温度有关，温度越高，Kw越大，错误；100时，Kw=110-12，所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后，溶液显碱性，错误；由水电离出的c(H)

23、c(OH)11012 mol/L，故溶液可能呈酸性也可能呈碱性，若呈酸性，则AlO不能大量存在，错误；质子数为26的是Fe3，其能发生水解，使得平衡右移，错误；平衡应正向移动，错误；加入FeCl3发生水解反应：Fe33H2OFe(OH)33H，破坏水的电离平衡，c(H)增大、Kw不变，c(OH)变小，则可能引起由b向a变化，正确；水电离需要吸热，温度越高Kw越大，正确；在25 时，某稀溶液中由水电离产生的c(H)为11013 molL11107 molL1，说明溶液中的溶质抑制水的电离，溶质为酸或碱，溶液可能呈酸性或碱性，错误。例题2、【解析】若所测溶液呈酸性，则pH偏大，错误; ab1, 错

24、误; 应为100倍, 错误; 溶液的pH也可能为1, 错误; 盐酸溶液中c(H+)=0.001 molL1，NaOH溶液中c(OH)=0.01 molL1,等体积混合后，碱过量，溶液显碱性，正确; pH2的CH3COOH溶液和pH12的NaOH溶液等体积混合，CH3COOH过量，溶液呈酸性，错误；pH2的盐酸和pH12的氨水等体积混合，氨水过量，溶液呈碱性，错误；由于两种CH3COOH的电离度不等，甲10c(乙),错误；据图像可知，由于ROH稀释10倍，溶液的pH减小1个单位，稀释100倍，溶液pH减小2个单位，可知ROH是强碱，在任何浓度都是完全电离的，正确；醋酸是弱酸，部分电离，点所示溶液

25、加入的NaOH少，被中和产生盐的酸少，溶液是NaAc和HAc的混合溶液，点所示溶液是NaAc溶液，加入的NaOH多，产生的盐NaAc多。溶液中自由移动的离子浓度越大，溶液的导电性就越强，由于醋酸是弱酸，当向其中加入碱发生中和反应后溶液中自由移动的离子浓度增大，所以溶液的导电性增强，因此点所示溶液的导电能力弱于点，正确；V(NaOH) =20ml时，盐酸与氢氧化钠恰好反应，生成的醋酸根水解，则c(Cl)(CH3COO)，错误；由pHa，得c(H)10a，c(OH)1014a，再由pHb，得c(H)10b，强酸强碱恰好中和时1014aVa10bVb，1014(ab)，由于VaVb，故ab14，又由

26、于b0.5a，可推知b，故b值可以等于4，正确。例题3、(1)CADE，故A正确；B若从A点到D点，由于温度不变，溶液中c(H+)增大，c(OH-)减小。可采用在水中加入少量酸的方法，故B错误；C若从A点到C点，由于水的离子积常数增大，所以可采用升高温度的方法，故C错误；D若处在B点时，由于Kw=1012。 pH2的硫酸，c(H+)=10-2mol/L, pH12的KOH, c(OH-)=1mol/L，若二者等体积混合，由于n(OH-) n(H+)，所以溶液显碱性，故D错误；答案选A。8D【解析】A酸或碱抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离，a点溶质为氯化铵，是强酸弱碱盐，NH4+促进水的电离

27、，则a所示溶液中水的电离程度大于相同温度下纯水的电离程度，A错误；Bb点溶液呈中性，则c(H+)=c(OH-)，水的电离程度很小，盐电离产生的离子浓度大于水电离产生的离子浓度，所以c(K+)c(H+)，B错误；Cd点KOH溶液体积与NH4Cl溶液的体积相等，二者浓度相等，则二者恰好完全反应，混合溶液中溶质为反应产生的KCl、NH3H2O等物质的量浓度的混合溶液，C错误；Dc点溶液中溶质为等物质的量浓度的一水合氨、KCl、NH4Cl的混合溶液，溶液中存在电荷守恒c(NH4+)+c(K+)c(H)=c(OH)+c(Cl-)、同时存在物料守恒：c(NH3H2O)+c(NH4+)= c(Cl-)，则c

28、(K+)c(H)=c(NH3H2O)+ c(OH)，D正确；故合理选项是D。9C【解析】A根据图知，升高温度，化学平衡常数减小，说明平衡逆向，升高温度平衡向吸热方向移动，则逆反应是吸热反应，正反应是放热反应，即正反应H0，故A正确； B根据图象分析，pH=4时，溶液中主要存在为HSO3-，所以当pH=4时应停止通入SO2，控制pH，主要得到NaHSO3，故B正确； C盐酸溶液pH小于一水合氨，稀释过程中盐酸溶液pH增大，溶液的pH大小关系：bdc，故C错误； D-lgc(H+)、-lgc(OH-)的乘积越大，水的电离程度越小，可知T1T2，故D正确， 故选：C。10B【解析】A. 由图中信息可

29、知，ab段溶液的导电能力逐渐减弱至最低，说明在此过程中，溶液中的离子总浓度逐渐减小，只是CH3COOH与NaOH的中和过程，NaOH是强碱，其完全电离，故其先参与中和反应，NH3H2O是弱碱，其没有参加反应，因为只要NH3H2O参加反应就会生成可溶性的强电解质醋酸铵，离子总浓度必然增大，A叙述正确；B. b点为醋酸钠和NH3H2O的混合液，此时NH3H2O的电离抑制了水的电离，在d点恰好完成所有的中和反应，溶液中只有醋酸钠和醋酸铵两种溶质，两者的水解均促进水的电离，故d点水的电离程度最大，B叙述错误；C.由于起始状态时醋酸和氢氧化钠的物质的量浓度相同，在c点，醋酸的体积是原氢氧化钠溶液体积的1.5倍，根据物料守恒可知，3c(Na+)=2c