適用于新高考新教材備戰(zhàn)2025屆高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第8章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第40講水的電離和溶液的pH課件

第40講水的電離和溶液的pH【課標(biāo)指引】

1.認(rèn)識(shí)水的電離,了解水的離子積常數(shù)。2.能進(jìn)行溶液pH的簡(jiǎn)單計(jì)算,能正確測(cè)定溶液的pH,能調(diào)控溶液的酸堿性。3.能選擇實(shí)例說(shuō)明溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用?？键c(diǎn)一水的電離考點(diǎn)二溶液的酸堿性與pH目錄索引

素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階考點(diǎn)一水的電離必備知識(shí)?梳理1.水的電離(1)水是極弱的電解質(zhì),水的電離方程式為_(kāi)___________________________,或簡(jiǎn)寫(xiě)為_(kāi)_______________________。

(2)25℃時(shí),純水中c(H+)=c(OH-)=________________;任何水溶液中,由水電離出的c(H+)與c(OH-)都________。

H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-1×10-7

mol·L-1相等

2.水的離子積常數(shù)

c(H+)·c(OH-)1×10-14增大

電解質(zhì)

情境思考水的離子積常數(shù)KW=c(H+)·c(OH-)中H+和OH-一定是水電離出來(lái)的嗎?不一定。c(H+)和c(OH-)均指溶液中H+或OH-的總濃度,如鹽酸中的H+包括HCl和H2O電離產(chǎn)生的H+,即c(H+)=c酸(H+)+c水(H+),而OH-全部來(lái)自水的電離。3.影響水電離平衡的因素

改變條件移動(dòng)方向電離程度c(OH-)c(H+)加入酸

減小

增大加入堿逆向

增大

加水解的鹽Na2CO3

增大

減小NH4Cl正向

減小

溫度升溫

增大

增大降溫逆向

減小

其他,如加入Na正向增大

減小逆向

減小

減小

減小

正向

增大

增大

增大

正向

增大

減小

減小

增大

關(guān)鍵能力?提升考向1水的電離及電離平衡曲線例1一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖。下列說(shuō)法正確的是(

)

A.升高溫度,可能引起由c向b的變化B.該溫度下,水的離子積常數(shù)為1.0×10-13C.該溫度下,加入FeCl3可能引起由b向a的變化D.該溫度下,稀釋溶液可能引起由c向d的變化C解析

升溫促進(jìn)水的電離,升溫后溶液不能由堿性變?yōu)橹行?A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)c(H+)和c(OH-)可求出KW=1.0×10-14,B項(xiàng)錯(cuò)誤;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,KW不變,可引起由b向a的變化,C項(xiàng)正確;溫度不變,則KW不變,稀釋后c(OH-)減小,c(H+)增大,但仍在該曲線上,而c到d點(diǎn),OH-濃度減小,H+濃度不變,且KW變化,故稀釋溶液不可能到達(dá)d點(diǎn),D項(xiàng)錯(cuò)誤。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]

水的電離常數(shù)如圖兩條曲線所示,曲線中的點(diǎn)都符合c(H+)·c(OH-)=常數(shù),下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)

A.圖中溫度T1>T2B.圖中五點(diǎn)KW間的關(guān)系:B>C>A=D=EC.曲線a、b均代表純水的電離情況D.若處在B點(diǎn)時(shí),將pH=2的硫酸溶液與pH=12的KOH溶液等體積混合后,溶液顯堿性C解析

升高溫度,促進(jìn)水的電離,水電離產(chǎn)生的c(H+)、c(OH-)均增大,結(jié)合題圖中曲線變化推知,溫度:T1>T2,A正確;KW只與溫度有關(guān),溫度越高,KW越大,B正確;水的電離常數(shù)只與溫度有關(guān),與溶液的酸堿性無(wú)關(guān),故曲線a、b可代表任何酸、堿、鹽的稀溶液中水的電離情況,C錯(cuò)誤;B點(diǎn)KW=10-12,H2SO4溶液中c(H+)=10-2

mol·L-1,KOH中c(OH-)=

mol·L-1=1

mol·L-1,等體積混合后KOH溶液過(guò)量,溶液呈堿性,D正確?？枷?由水電離出的c水(H+)或c水(OH-)的計(jì)算方法例225℃時(shí),在等體積的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是(

)A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109A[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]

常溫時(shí),純水中由水電離出的c(H+)=amol·L-1,pH=1的鹽酸中由水電離出的c(H+)=bmol·L-1,0.1mol·L-1的鹽酸與0.1mol·L-1的氨水等體積混合后,由水電離出的c(H+)=cmol·L-1,則a、b、c的關(guān)系正確的是(

)A.a>b=c B.c>a>bC.c>b>a D.b>c>aB解析

鹽酸抑制水的電離,所以b<a;0.1

mol·L-1的鹽酸與0.1

mol·L-1的氨水等體積混合后,生成氯化銨溶液,銨根離子水解促進(jìn)水的電離,則c>a,故B正確。考點(diǎn)二溶液的酸堿性與pH必備知識(shí)?梳理1.溶液的酸堿性溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小。(1)酸性溶液:c(H+)_______c(OH-),常溫下,pH_______7。

(2)中性溶液:c(H+)_______c(OH-),常溫下,pH_______7。

(3)堿性溶液:c(H+)_______c(OH-),常溫下,pH_______7。

><==<>2.pH及其測(cè)量方法(1)計(jì)算公式:pH=________。

(2)25℃時(shí),pH與溶液中的c(H+)的關(guān)系:(3)①pH試紙法:用鑷子夾取一小塊試紙放在潔凈的________或________上,用玻璃棒蘸取待測(cè)液點(diǎn)在試紙的中央,變色后與____________對(duì)照,即可確定溶液的pH。

②pH計(jì)(也叫________)測(cè)量法:可較精確測(cè)定溶液的pH。

-lgc(H+)酸性

堿性

玻璃片

表面皿

標(biāo)準(zhǔn)比色卡

酸度計(jì)

【應(yīng)用示例】(1)常溫下,0.05mol·L-1的硫酸溶液的pH=_____________。(2)常溫下,0.001mol·L-1的氫氧化鉀溶液的pH=_________________。11關(guān)鍵能力?提升考向1判斷混合溶液的酸堿性例1常溫時(shí),下列混合溶液的pH一定小于7的是(

)A.pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合B.pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合D.pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等體積混合C解析

pH=3的鹽酸中c(H+)=1×10-3

mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3

mol·L-1,NH3·H2O是弱電解質(zhì),兩溶液等體積混合后,氨水剩余,所得溶液呈堿性,pH>7,A錯(cuò)誤;pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合,恰好完全反應(yīng),所得溶液呈中性,pH=7,B錯(cuò)誤;pH=3的醋酸溶液和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合,醋酸剩余,所得溶液呈酸性,pH<7,C正確;pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等體積混合,氨水剩余,所得溶液呈堿性,pH>7,D錯(cuò)誤。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1]

常溫下,兩種溶液混合后酸堿性的判斷(在括號(hào)中填“酸性”“堿性”或“中性”)。(1)相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合。(

)(2)相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合。(

)(3)相同濃度的NH3·H2O和HCl溶液等體積混合。(

)(4)pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等體積混合。(

)(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等體積混合。(

)(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等體積混合。(

)(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等體積混合。(

)(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等體積混合。(

)中性

堿性

酸性

中性

酸性

堿性

酸性

堿性

考向2溶液pH的計(jì)算例2計(jì)算25℃時(shí)下列溶液的pH。(1)0.005mol·L-1的H2SO4溶液的pH=________。

(2)0.001mol·L-1的NaOH溶液的pH=________。

(3)0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的電離度α約為1%)的pH=______。(4)將pH=8的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合,混合溶液的pH=________。

(5)0.015mol·L-1的硫酸與0.01mol·L-1的NaOH溶液等體積混合,混合溶液的pH=________。

21119.72[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2]

按要求計(jì)算下列各題(常溫下,忽略溶液混合時(shí)體積的變化):(1)25℃時(shí),pH=3的硝酸和pH=12的氫氧化鋇溶液按照體積比為9∶1混合,混合溶液的pH=________。

(2)在一定體積pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液,當(dāng)溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時(shí),溶液pH=11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積之和,則Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積比是________。

(3)將pH=a的NaOH溶液VaL與pH=b的HCl溶液VbL混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,則

=________。

101∶410思維建模1.計(jì)算溶液pH的思維模型2.混合溶液pH計(jì)算的具體方法考向3稀釋酸、堿溶液時(shí)pH變化規(guī)律例3(2023·廣東廣州檢測(cè))某溫度下,相同pH的鹽酸和醋酸分別加水稀釋,溶液pH隨溶液體積變化的曲線關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是(

)A.Ⅰ為鹽酸稀釋時(shí)pH變化曲線B.a點(diǎn)KW的數(shù)值比c點(diǎn)的大C.a點(diǎn)酸的總濃度比b點(diǎn)的大D.b點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比c點(diǎn)的強(qiáng)B解析

因鹽酸在溶液中完全電離,不存在電離平衡,醋酸在溶液中部分電離,存在電離平衡,相同溫度下,相同pH的鹽酸和醋酸分別加水稀釋相同倍數(shù)時(shí),鹽酸pH變化大,則Ⅰ為鹽酸稀釋時(shí)的pH變化曲線,A正確;水的離子積常數(shù)是溫度函數(shù),溫度不變,離子積常數(shù)不變,則a點(diǎn)KW的數(shù)值等于c點(diǎn)的,B錯(cuò)誤;相同pH的鹽酸和醋酸,后者是弱酸發(fā)生部分電離,所以比前者濃度大,稀釋相同倍數(shù)后,后者仍大于前者,C正確;溶液中離子濃度越大,導(dǎo)電性越強(qiáng),由圖可知,b點(diǎn)溶液酸的濃度大于c點(diǎn)溶液,溶液中離子濃度大于c點(diǎn)溶液,導(dǎo)電性強(qiáng)于c點(diǎn)溶液,D正確。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練3]

常溫下,下列關(guān)于溶液稀釋的說(shuō)法正確的是(

)A.pH=3的醋酸溶液稀釋100倍,pH=5B.pH=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-6mol·L-1C.將1L0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀釋為2L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀釋100倍,其pH=6C解析

A項(xiàng),pH=3的醋酸溶液在稀釋過(guò)程中電離平衡正向移動(dòng),稀釋100倍時(shí),3<pH<5;B項(xiàng),pH=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,則溶液的pH=6,由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-8

mol·L-1;C項(xiàng),1

L

0.1

mol·L-1

Ba(OH)2溶液稀釋到2

L時(shí),c(OH-)=

mol·L-1=0.1

mol·L-1,c(H+)=1×10-13

mol·L-1,pH=13;D項(xiàng),NaOH溶液是強(qiáng)堿溶液,無(wú)論怎么稀釋,都不為酸性,pH在常溫下只能無(wú)限接近于7。歸納總結(jié)溶液稀釋時(shí)pH的變化圖像(1)相同體積、相同濃度的鹽酸和醋酸(2)相同體積、相同pH的鹽酸和醋酸素養(yǎng)發(fā)展進(jìn)階進(jìn)階1練易錯(cuò)·避陷阱1.(2023·廣東深圳檢測(cè))常溫下,下列說(shuō)法不正確的是(

)A.pH=11的氨水、NaOH溶液中,水電離產(chǎn)生的c(H+)相同B.pH=3的HCl溶液與pH=11的氨水等體積混合,混合后溶液的pH小于7C.pH=3的鹽酸、醋酸中,c(Cl-)=c(CH3COO-)D.往10mLpH=3的醋酸中加入pH=11的氨水至中性,消耗氨水體積約10mLB解析

pH=11的氨水、NaOH溶液中,氫離子濃度相同,對(duì)水電離的抑制程度相同,水電離產(chǎn)生的c(H+)相同,A正確;pH=3的鹽酸中c(H+)=1×10-3

mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3

mol·L-1,由于氨水為弱堿,則氨水過(guò)量,在室溫下等體積混合后,pH>7,B錯(cuò)誤;pH=3的鹽酸、醋酸中氫離子濃度相等,根據(jù)水的離子積可知兩溶液中氫氧根離子濃度也相等,根據(jù)電荷守恒,則c(Cl-)=c(CH3COO-),C正確;由于醋酸和一水合氨的電離程度幾乎相同,因此pH=3的醋酸和pH=11的氨水濃度幾乎相同,則往10

mL

pH=3的醋酸中加入pH=11的氨水至中性,消