考點10水的電離和溶液的pH-2022-2023學年高二化學核心考點歸納與分層測試（人教版2019選擇性必修1）（解析版）

考點10水的電離和溶液的pH【核心考點梳理】一、水的電離1．水的電離水是一種極弱的電解質，電離方程式為H2O＋H2OH3O＋＋OH－，也可簡寫為H2OH＋＋OH－。2．水的離子積常數(shù)(1)水的電離常數(shù)：K電離＝eq\f(cH＋·cOH－,cH2O)。(2)水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)。隨著溫度的升高，水的離子積增大。在室溫下，純水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，Kw＝1.0×10－14。(3)適用范圍Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質溶液。二、溶液的酸堿性與pH1．比較常溫時下列情況中，c(H＋)和c(OH－)的值或變化趨勢(選填“增大”或“減小”“1×10－7mol·L－1”“相等”)體系純水向純水中加入少量鹽酸向純水中加入少量氫氧化鈉溶液c(H＋)1×10－7mol·L－1增大減小c(OH－)1×10－7mol·L－1減小增大c(H＋)和c(OH－)的大小比較相等c(H＋)>c(OH－)c(H＋)<c(OH－)2．溶液的酸堿性與c(H＋)、c(OH－)的關系(選填“＞”“＜”或“＝”)c(H＋)與c(OH－)的關系c(H＋)的范圍(25℃)/(mol·L－1)中性溶液c(OH－)＝c(H＋)c(H＋)＝1.0×10－7酸性溶液c(OH－)<c(H＋)c(H＋)>1.0×10－7堿性溶液c(OH－)>c(H＋)c(H＋)<1.0×10－7pH＝6的溶液不一定顯酸性，如100℃時蒸餾水的pH＝6，但呈中性；pH＝7的溶液不一定顯中性，如100℃時pH＝7的溶液呈堿性。3．溶液的酸堿性與pH(1)pH(2)溶液的酸堿性與pH的關系(常溫下)(3)溶液酸堿性的測定方法①酸堿指示劑法該法只能測其酸堿性，即pH的大致范圍，不能測出具體數(shù)值，常見的酸堿指示劑的變色范圍(pH)：②利用pH試紙測定。使用pH試紙的正確操作為取一小塊pH試紙于干燥潔凈的玻璃片或表面皿上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取試液點在試紙上，當試紙顏色變化穩(wěn)定后迅速與標準比色卡對照，讀出pH。③利用pH計測定。pH計可精確測定試液的pH(讀至小數(shù)點后2位)。(4)pH的應用①醫(yī)學上血液的pH是診斷疾病的一個重要參數(shù)。②人體健康調節(jié)：如洗發(fā)時人們用的護發(fā)素主要功能是調節(jié)頭發(fā)的pH使之達到適宜的酸堿度。③環(huán)保領域中測定酸性或堿性廢水的pH，利用中和反應進行處理。④在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中調節(jié)土壤的pH，更適宜農(nóng)作物生長。⑤在科學實驗和工業(yè)生產(chǎn)中，溶液的pH是影響實驗結果或產(chǎn)品質量、產(chǎn)量的一個關鍵因素?！竞诵臍w納】溶液pH的計算思路1．單一溶液pH的計算(1)強酸溶液，如HnA溶液，設溶質的物質的量濃度為cmol·L－1，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc。(2)強堿溶液(常溫下)，如B(OH)n溶液，設溶質的物質的量濃度為cmol·L－1，c(H＋)＝eq\f(10－14,nc)mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。2．兩強酸混合后pH的計算由c(H＋)混＝eq\f(cH＋1V1＋cH＋2V2,V1＋V2)先求出混合后的c(H＋)混，再根據(jù)公式pH＝－lgc(H＋)求pH。若兩強酸溶液等體積混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH＝3和pH＝5的鹽酸等體積混合后，pH＝3.3。3．兩強堿混合后pH的計算由c(OH－)混＝eq\f(cOH－1V1＋cOH－2V2,V1＋V2)先求出混合后的c(OH－)混，再通過Kw求出混合后的c(H＋)，最后求pH。若兩強堿溶液等體積混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的減0.3。如pH＝9和pH＝11的燒堿溶液等體積混合后，pH＝10.7。4．強酸、強堿混合后溶液pH的計算方法(1)若強酸、強堿混合恰好完全反應，則混合后溶液中的pH＝7(25℃)。(2)若酸過量，直接求反應后溶液中的c混(H＋)，c混(H＋)＝eq\f(cH＋V酸－cOH－V堿,V酸＋V堿)。(3)若堿過量，應先求混合后溶液中的c混(OH－)，再求c混(H＋)，c混(OH－)＝eq\f(cOH－V堿－cH＋V酸,V酸＋V堿)，c混(H＋)＝eq\f(Kw,c混OH－)?！颈貍渲R基礎練】1．（2022·安徽宣城·高二期末）水是生活中不可缺少的物質。下列關于水的的說法，正確的是A．水的分解和水的汽化過程中焓變均大于0B．水的電離和電解過程均需要通電才能實現(xiàn)C．水電離出的氫離子濃度一定等于D．升高溫度，水的電離程度和均增大【答案】A【解析】A．水的分解和水的汽化過程都是吸熱過程，焓變均大于0，故A正確；B．電離是指電解質在一定條件下(例如溶于某些溶劑、加熱熔化等)，電離成可自由移動的離子的過程，不需要通電，電解過程需要通電，故B錯誤；C．常溫下，純水電離出的c(H+)=，而升高溫度，促進水的電離，Kw值增大，c(H+)>，故C錯誤；D．水的電離是吸熱的過程，升高溫度使水的離子積增大，氫離子濃度增大，pH減小，故D錯誤；故選：A。2．（2022·安徽·六安市裕安區(qū)新安中學高二開學考試）下列有關電解質及電離的說法正確的是A．稀釋醋酸溶液時，所有離子的濃度均減小B．氯氣的水溶液能導電，所以氯氣是電解質C．醋酸溶液的導電性不一定比鹽酸弱D．水中加入酸、堿或鹽都一定會抑制水的電離【答案】C【解析】A.稀釋酸溶液，溶液中酸電離產(chǎn)生的所有離子的濃度均減小，但水電離出的離子濃度增大，選項A錯誤；B．氯氣是非金屬單質，既不是電解質也不是非電解質，選項B錯誤；C．導電能力強弱與離子濃度大小有關，與電解質的強弱無關，選項C正確；D．水中加入酸、堿會抑制水的電離，但若加入弱堿鹽或弱酸鹽可能會促進水的電離，選項D錯誤；答案選C。3．（2022·四川宜賓·高二期末）七彩神仙魚在pH為6.2~6.8的環(huán)境中能迅速生長，pH≤6則難以存活。常溫下，若1000L某湖水含有0.5molH2SO4。下列說法正確的是A．當前湖水的環(huán)境適宜七彩神仙魚生長B．當前湖水中，水電離的C．若將該湖水稀釋103倍，湖水環(huán)境不利于七彩神仙魚生長D．若將該湖水稀釋107倍，湖水pH變?yōu)?0【答案】C【解析】A．1000L某湖水含有0.5molH2SO4，則c(H+)==0.001mol/L，溶液的pH=3，不適合七彩神仙魚生長，故A錯誤；B．當前湖水中含有硫酸，硫酸抑制了水的電離，根據(jù)溶液的pH=3可知溶液中的c(OH-)=10-11mol/L，則水電離的c(H+)=1.0×10?11mol/L，故B錯誤；C．若將該湖水稀釋103倍，湖水的pH=6，仍然不利于七彩神仙魚生長，故C正確；D．該湖水是酸性的，將該湖水稀釋107倍，湖水仍是酸性的，其pH＜7，故D錯誤；故選C。4．（2021·安徽滁州·高二階段練習）下列對水的電離平衡的影響因素的說法錯誤的是A．向水中加入可溶性酸，能抑制水的電離B．向水中加入可溶性堿，能抑制水的電離C．升高溫度，能促進水的電離D．向水中加入金屬鈉，能抑制水的電離【答案】D【解析】水的電離平衡可表示為H2OH++OH-。A．可溶性酸電離出氫離子，氫離子濃度增大，水電離平衡逆向移動，即抑制水的電離，A正確；B．可溶性堿電離出氫氧根離子，氫氧根離子濃度增大，水電離平衡逆向移動，即抑制水的電離，B正確；C．水的電離吸熱，升高溫度，水的電離平衡正向移動，即升高溫度能促進水的電離，C正確；D．鈉與水反應的實質是與水電離產(chǎn)生的氫離子反應，故Na消耗氫離子，電離平衡正向移動，促進水的電離平衡，D錯誤；選D。5．（2021·湖南·益陽平高學校高二期中）精確的導電實驗表明，也是一種電解質，下列關于水的電離的說法正確的是A．純水的電離度大約為B．水的電離是放熱的，升高溫度，不利于水的電離C．向純水中加入稀鹽酸能消耗水產(chǎn)生的從而促進水的電離D．水的離子積常數(shù)不僅適用于純水，也適用于稀的電解質水溶液【答案】D【解析】A．常溫下水會發(fā)生微弱的電離，OH-與H+濃度為10-7mol/L，假設有1L水，則OH-或H+物質的量為10-7mol，1L水的質量為1000g，物質的量為55.6mol，那么電離度為×100%，而純水的電離程度受溫度影響，題干未指明溫度，故A錯誤；B．水的電離是吸熱反應，升高溫度平衡向吸熱反應方向移動，所以促進電離，故B錯誤；C．酸或堿能抑制水的電離，則鹽酸能抑制水的電離，故C錯誤；D．水的離子積只與溫度有關，和所處的環(huán)境無關，即Kw不只是適用于純水，也適用于其他稀的電解質溶液，故D正確；故選：D。6．（2022·浙江紹興·高二期末）通常情況下，測量某溶液pH最精密的是A．廣泛pH試紙 B．酚酞試液 C．pH計 D．精密pH試紙【答案】C【解析】A．廣泛pH試紙僅能讀出整數(shù)，A項錯誤；B．酚酞試液只能大概知道溶液的酸堿性，不能定量，B選項錯誤；C．pH計能讀到小數(shù)點后面兩位小數(shù)，C項正確；D．精密pH試紙能測到0.2數(shù)量級，D項錯誤；答案選C。7．（2021·浙江·高二期中）下列說法中正確的是A．室溫下某溶液中水電離出的c(H+)為，該溶液的pH一定為10B．某溫度下，向氨水中通入，隨著的通入，先不斷減小后不變C．冰醋酸加水稀釋過程中，c(H+)逐漸減小D．室溫下的NaOH溶液和的KOH溶液等體積混合，忽略溶液體積變化，混合后溶液的c(H+)約為【答案】B【解析】A．室溫下某溶液中水電離出的c(H+)=，則該溶液的pH=4或者pH=10，故A錯誤；B．氨水為弱堿，為酸性氧化物，所以某溫度下，向氨水中通入，隨著的通入，堿性逐漸減弱，最終為碳酸氫銨溶液，相互抑制銨根離子和碳酸氫根離子的水解，所以，先不斷減小后不變，故B正確；C．冰醋酸加水稀釋過程中，開始冰醋酸溶解發(fā)生電離，c(H+)逐漸增大，繼續(xù)加水稀釋，c(H+)逐漸減小，故C錯誤；D．室溫下的NaOH溶液的c(OH-)=10-4，的KOH溶液的c(OH-)=10-2,等體積混合，忽略溶液體積變化，混合后溶液的mol/L，c(H+)=，故D錯誤；故答案：B。8．（2021·山西運城·高二階段練習）下列說法錯誤的是A．的溶液一定是中性B．的溶液一定呈酸性C．同溫同濃度的和溶液中，水的電離程度相同D．任何水溶液中，都一定同時存在H+和OH—【答案】B【解析】A．的溶液中氫離子濃度和氫氧根離子濃度一定相等，溶液一定呈中性，故A正確；B．100℃時，水的離子積常數(shù)為1×10—12，中性溶液中氫離子和氫氧根離子濃度相等，都為1×10—6mol/L，故B錯誤；C．酸或堿都抑制水的電離，抑制程度與溶液中氫離子濃度或氫氧根離子濃度大小有關，同溫同濃度的鹽酸和氫氧化鈉溶液中，酸溶液中的氫離子濃度等于堿溶液中的氫氧根離子濃度，抑制水電離的程度相同，故C正確；D．溫度一定，任何水溶液中水的離子積常數(shù)是一個定值，溶液中一定同時存在氫離子和氫氧根離子，故D正確；故選B。【關鍵能力提升練】9．（2022·江蘇徐州·高二期中）水的離子積常數(shù)隨著溫度的變化關系如下表：溫度/℃2550751001.05.520.056.0下列說法正確的是A．25℃時，溶液中，B．水的電離度C．時某溶液的，該溶液呈中性D．純水中的大小與溫度無關【答案】B【解析】A．水的離子積常數(shù)只與溫度有關，25℃時，溶液中，，故A錯誤；B．水電離吸熱，水的電離度，故B正確；C．時，某溶液的，，，該溶液呈酸性，故C錯誤；D．水電離吸熱，純水中，隨溫度升高而增大，故D錯誤；選B。10．（2022·湖南·高二期末）下列有關溶液的說法中，正確的是A．時，時，這一實驗事實可以用平衡移動原理解釋B．在蒸餾水中加入少量固體或滴加濃，不變C．溶液和，溶液均顯中性，兩溶液中水的電離程度相同D．常溫下，向的鹽酸中加蒸餾水稀釋至后，溶液【答案】A【解析】A．由于水的電離是吸熱的，所以升高溫度有利于水的電離，所以水的離子積常數(shù)Kw逐漸變大，符合平衡移動原理，A正確；B．在蒸餾水中加入少量固體NaOH或滴加濃H2SO4，都放出熱量，溶液溫度升高，Kw變大，B錯誤；C．CH3COONH4發(fā)生相互促進的水解反應，促進水的電離，水的電離程度增大，而Na2SO4不發(fā)生水解，對水的電離平衡無影響，C錯誤；D．常溫下，向1mlpH=5的鹽酸中加蒸餾水稀釋至后，溶液pH會增大，但始終是pH<7，D錯誤；故選A。11．（2021·河北正中實驗中學高二階段練習）水的電離平衡圖像如圖所示。已知，下列說法正確的是A．B．升高溫度，可能引起水的電離平衡由g向f移動C．在溫度下，稀釋溶液可引起水的電離平衡由d向c或g移動D．在溫度下，的鹽酸中由水電離出的【答案】D【解析】A．水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水電離，則水的離子積常數(shù)增大，根據(jù)圖片知，Kw中b＞f，則T1＜T2，A錯誤；B．升高溫度，促進水的電離，由g向f移動是溫度不變時的變化，B錯誤；C．圖象分析可知c點、g點、d點溫度不同，在T2溫度下，稀釋溶液溫度不變Kw不變，不可引起水的電離平衡由d向c或g移動，C錯誤；D．在T2溫度下，b點計算得到Kw=10-14，據(jù)此計算pH=4的鹽酸中由水電離出的c(H+)=c(OH-)=10-10mol/L，pH=4的鹽酸中由水電離出的c(H+)?c(OH-)=1×10-20，D正確；故答案為：D。12．（2021·河南省桐柏縣第一高級中學高二期中）下列敘述正確的是A．將純水加熱到100℃，水的電離程度增大，，pH=6，此時純水呈酸性B．向純水中加入少量固體，增大，增大C．將水加熱，增大，不變D．溶液中：、、、NO可以大量共存【答案】D【解析】A．任何情況下，由水電離出的氫離子與氫氧根離子濃度相等，故仍為電中性，A錯誤；B．只與溫度有關，溫度不變，不變，B錯誤；C．將水加熱，增大，水的電離平衡正向移動，增大，C錯誤；D．氫離子濃度小于氫氧根離子濃度，為堿性溶液，四種離子可以大量共存，D正確；答案選D。13．（2021·重慶市萬州第二高級中學高二期中）常溫下，下列有關電解質溶液的敘述錯誤的是A．將的溶液加水稀釋后，由水電離產(chǎn)生的保持不變B．若電離平衡正向移動，但弱電解質的電離度不一定增大C．用試紙測值時在使用之前不能用蒸餾水潤濕D．某溶液中，由水電離出的【答案】A【解析】A．NaOH抑制水的電離，NaOH溶液濃度越大，對水的電離的抑制程度就越大，將0.1mol/L的NaOH溶液加水稀釋后，水的電離程度增大，由水電離產(chǎn)生的c(H+)?c(OH?)增大，故A錯誤；B．若通過加弱電解質使平衡正向移動，則弱電解質的電離程度反而減小，故B正確；C．若將pH試紙用水潤濕，則將待測溶液稀釋，溶液被稀釋，可能導致溶液的pH發(fā)生變化，所以pH試紙測pH值時在使用之前不能用蒸餾水潤濕，故C正確；D．硫酸溶液中，根據(jù)常溫下溶液中的=1.0×10-14，可求出c(OH-)=1.0×10-11mol/L，硫酸溶液中的OH-全部來自水的電離，所以由水電離出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-11mol/L，故D正確；故選A。14．（2021·廣東廣雅中學高二期中）回答下列各小題I.已知在25℃時，次氯酸、碳酸和亞硫酸的電離平衡常數(shù)分別為：HClO

Ka=4.7×10-8H2CO3Ka1=4.3×10-7

Ka2=5.6×10-11H2SO3

Ka1=1.5×10-2

Ka2=1.0×10-7(1)相同濃度的ClO—、CO、HCO、SO結合H+的能力由強到弱的順序為_________。(2)下列離子在溶液中不能大量共存的是_______(填字母)。A．SO、HCO B．HSO、COC．SO、CO D．ClO—、HSO(3)室溫下，SO2通入NaOH溶液中，在所得溶液中，c(HSO)∶c(SO)=10∶1，溶液的pH=___________。II.水在25℃和95℃時電離平衡曲線如圖。(4)在曲線A所對應的溫度下，0.1mol·L-1HCl溶液由水電離出來的c(H+)=________mol·L-1。(5)在曲線A所對應的溫度下，0.1mol·L-1的下列溶液：①HCl②H2SO4③NH3·H2O④NaOH，pH由大到小的順序是_______(填序號順序)。(6)在曲線A所對應的溫度下，pH=3的醋酸與pH=11的NaOH等體積混合，所得溶液的pH___________7(填“＞”“＜”或“=”)。(7)在曲線B所對應的溫度下，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的6，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為___________?！敬鸢浮?1)CO＞ClO—＞SO＞HCO(2)BD(3)6(4)1.0×10-13(5)④＞③＞①＞②(6)＜(7)1:10【解析】(1)由電離常數(shù)可知，酸或酸式根離子的電離程度為H2SO3＞H2CO3＞HSO＞HClO＞HCO，酸的電離程度越大，對應鹽的水解程度越小，結合氫離子的的能力越小，則ClO—、CO、HCO、SO結合氫離子的的能力由強到弱的順序為CO＞ClO—＞SO＞HCO，故答案為：CO＞ClO—＞SO＞HCO；(2)A．由電離常數(shù)可知，酸式根離子的電離程度為HSO＞HCO，則溶液中SO與HCO不反應，能大量共存，故不符合題意；B．由電離常數(shù)可知，酸式根離子的電離程度為HSO＞HCO，則溶液中HSO與CO會發(fā)生強酸制弱酸的反應，不能大量共存，故符合題意；C．SO和CO在溶液中都水解呈堿性，兩者不能反應，能大量共存，故不符合題意；D．ClO—具有強氧化性，HSO具有還原性，溶液中兩者會發(fā)生氧化還原反應，不能大量共存，故符合題意；故選BD；(3)溫度不變，弱酸的電離常數(shù)不變，由亞硫酸的Ka2=1.0×10-7可得：=1.0×10-7，由溶液中c(HSO)∶c(SO)=10∶1解得氫離子濃度為1.0×10-6mol/L，則溶液的pH為6，故答案為：6；(4)由圖可知，曲線A所對應的溫度為25℃，水的離子積常數(shù)Kw=1.0×10-7mol/L×1.0×10-7mol/L=1.0×10-14，0.1mol/L鹽酸溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，由水電離出的氫離子濃度等于水電離出的氫氧根離子濃度可知，溶液中水電離出的氫氧根離子濃度為=1.0×10-13mol/L，故答案為：1.0×10-13；(5)相同濃度的強堿溶液的pH大于弱堿溶液，堿溶液的pH大于酸溶液，二元強酸溶液的pH小于一元強酸，則等濃度的四種酸、堿溶液pH由大到小的順序④＞③＞①＞②，故答案為：④＞③＞①＞②；(6)醋酸為弱酸，在溶液中存在電離平衡，則在曲線A所對應的溫度下，pH=3的醋酸溶液的濃度大于pH=11的NaOH溶液的濃度，等體積混合時，醋酸溶液過量，溶液呈酸性，pH＜7，故答案為：＜；(7)由圖可知，曲線B所對應的溫度為95℃，水的離子積常數(shù)Kw=1.0×10-6mol/L×1.0×10-6mol/L=1.0×10-12，設氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積分別為a和b，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的6說明溶液呈中性，酸溶液中的氫離子的物質的量和堿溶液中的氫氧根離子的物質的量相等，則1.0×10-4b=a，解得a：b=1:10，故答案為：1:10。15．（2021·山東·膠州市教育體育局教學研究室高二期中）已知pOH也可以用來表示溶液的酸堿度，規(guī)定pOH=?lgc平(OH－)。不同溫度下，水溶液中pOH與pH的關系如圖所示?；卮鹣铝袉栴}：(1)t___________25(填“＞”或“＜”)，圖中A、B、C三點對應水的電離程度由大到小的順序是___________。(2)25℃時，向溶液中逐滴加入等濃度的溶液至恰好沉淀完全。①此過程中水的電離平衡___________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動。②寫出該過程發(fā)生反應的離子方程式___________；若反應前后溶液體積的變化忽略不計，則反應后所得溶液的pH值為___________(已知)。(3)已知80℃時，水的離子積常數(shù)。該溫度下，0.1mol/L某一元酸(HA)溶液中，該溶液中由水電離的c平(H+)為___________，用電離方程式表示該溶液中存在的電離平衡___________?！敬鸢浮?1)

＞

A＞C＞B(2)

正向

Ba2+＋OH－＋H+＋SO=BaSO4↓＋H2O

11.4(3)

5×10?11mol?L?1

HAH+＋A－、H2OH+＋OH－【解析】(1)A點對應溫度為t℃，pH＞7，pOH＞7，則Kw＞10?14，則t＞25，從A到B點，溫度逐漸降低，水的電離程度不斷減小，因此圖中A、B、C三點對應水的電離程度由大到小的順序是A＞C＞B；故答案為：＞；A＞C＞B。(2)①氫氧化鋇電離出鋇離子和氫氧根，氫氧根物質的量濃度是鋇離子物質的量濃度的2倍，將鋇離子沉淀完全，其反應離子方程式Ba2+＋OH－＋H+＋SO=BaSO4↓＋H2O，則溶液還剩余氫氧根，堿性不斷減小，此過程中水的電離平衡正向移動；故答案為：正向。②根據(jù)前面分析得到該過程發(fā)生反應