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。
考點(diǎn)二　溶液的酸堿性與pH
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________。?
1×10-7 ml·L-1
c(H+)·c(OH-)
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
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
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
考向2 由水電離出的c水(H+)或c水(OH-)的計(jì)算方法例2 25 ℃時(shí),在等體積的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 ml·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∶109
[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練2] 常溫時(shí),純水中由水電離出的c(H+)=a ml·L-1,pH=1的鹽酸中由水電離出的c(H+)=b ml·L-1,0.1 ml·L-1的鹽酸與0.1 ml·L-1的氨水等體積混合后,由水電離出的c(H+)=c ml·L-1,則a、b、c的關(guān)系正確的是(　　)A.a>b=cB.c>a>bC.c>b>aD.b>c>a
解析 鹽酸抑制水的電離,所以ba,故B正確。
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。?
【應(yīng)用示例】(1)常溫下,0.05 ml·L-1的硫酸溶液的pH=_____________。(2)常溫下,0.001 ml·L-1的氫氧化鉀溶液的pH=_________________。
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
解析 pH=3的鹽酸中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 ml·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,pH7,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。(　　)
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)0.005 ml·L-1的H2SO4溶液的pH=________。?(2)0.001 ml·L-1的NaOH溶液的pH=________。?(3)0.1 ml·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)0.015 ml·L-1的硫酸與0.01 ml·L-1的NaOH溶液等體積混合,混合溶液的pH=________。?
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)
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+)=1×10-6 ml·L-1C.將1 L 0.1 ml·L-1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L,pH=13D.pH=8的NaOH溶液稀釋100倍,其pH=6
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
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10 mL pH=3的醋酸中加入pH=11的氨水至中性,消耗氨水體積約10 mL
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 ml·L-1, pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 ml·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,消耗氨水體積約10 mL,D正確。
3.常溫下,向20 mL 0.1 ml·L-1氨水溶液中滴加鹽酸,溶液中由水電離出的c水(H+)隨加入鹽酸體積的變化如圖所示。則下列說(shuō)法正確的是(　　)
進(jìn)階3 研真題·明考向

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