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第8章水溶液中的离子平衡第2节水的电离和溶液的酸碱性明考纲1．了解水的电离、离子积常数。2．了解溶液pH的定义，能进行pH的简单计算。3．了解测定溶液pH的方法。析考情本节内容是高考命题的重点与热点，主要考点有四个：一是影响水电离平衡的因素及Kw的应用；二是溶液的酸碱性的判断及pH的计算；三是离子共存问题；四是酸碱中和滴定的原理及仪器的了解。从近几年高考来看，由酸、碱电离出的c(H＋)、c(OH－)与水电离出的c(H＋)、c(OH－)的比值求算；酸、碱中和时，pH的变化、导电性的变化仍将是高考命题的热点。板块一知识层面·主干层级突破考点1水的电离1．电离方程式水是一种极弱的电解质，电离方程式为2H2O，简写为H2OH＋＋OH－。H3O＋＋OH－2．水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)。(1)室温下：Kw＝。(2)影响因素：只与温度有关，水的电离是过程，升高温度，Kw。(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的水溶液。(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。1×10－14吸热增大电解质3．外界因素对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(H＋)c(OH－)升高温度加HCl(aq)加NaOH(s)加NaHSO4(s)加NaCl(s)加Na2CO3(s)加NH4Cl(s)加Na(s)正增大增大增大增大逆不变减小减小增大逆不变减小减小增大逆不变减小增大减小不移动不变不变不变不变正不变增大减小增大正不变增大增大减小正不变增大减小增大结论：(1)加热，水的电离，Kw。(2)加入酸或碱，水的电离，Kw。(3)①加入强酸强碱的正盐，水的电离。②加入强酸的酸式盐，水的电离，Kw。③加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3、NH4Cl)，水的电离，Kw。促进增大抑制不变不影响抑制不变促进不变易错警示(1)任何情况下水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的。升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)增大，pH减小，但仍呈中性。(2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即Kw＝c(H＋)·c(OH－)中的c(H＋)、c(OH－)分别是溶液中H＋、OH－的总浓度，不一定是水电离出的c(H＋)和c(OH－)。(3)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用，因此，室温下，若由水电离出的c(H＋)1×10－7mol·L－1，该溶液可能显酸性，也可能显碱性。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)将纯水加热到100℃，水的电离程度增大，c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，pH＝6，此时纯水呈酸性。()(2)向纯水中加入少量NaHSO4固体，c(H＋)增大，Kw不变。()(3)向纯水中加入少量醋酸钠或盐酸，均可抑制水的电离，Kw不变。()×√×(4)向纯水中加入少量(NH4)2SO4固体，c(H＋)减小，Kw不变，影响水的电离平衡。()(5)由水电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1的溶液中，Ca2＋、NH＋4、Cl－、SiO2－3可以大量共存。()(6)c(H＋)/c(OH－)＝1012溶液中：NH＋4、Cl－、ClO－、NO－3可以大量共存。()×××题组一影响水电离平衡的因素1．下列有关水电离情况的说法正确的是()A．100℃时，Kw＝10－12，此温度下pH＝7的溶液一定呈中性B．NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3、NaHSO4溶于水，对水的电离都有促进作用C．25℃时，pH＝12的烧碱溶液与纯碱溶液，水的电离程度相同D．如图为水的电离平衡曲线，若从A点到C点，可采用升高温度的方法解析100℃时，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－12，中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝Kw＝10－6mol·L－1，即pH＝6，此温度下pH＝7的溶液呈碱性，A项错误；NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3促进水的电离，NaHSO4抑制水的电离，B项错误；烧碱是NaOH，抑制水的电离，纯碱是Na2CO3，促进水的电离，C项错误；图中A点到C点，c(H＋)与c(OH－)同等程度增大，说明是温度升高的结果，D项正确。2．[2015·广东高考]一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是()A．升高温度，可能引起由c向b的变化B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化解析升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A项错误；根据c(H＋)和c(OH－)可求出Kw＝1.0×10－14，B项错误；加入FeCl3，Fe3＋水解溶液呈酸性，可引起由b向a变化，C项正确；温度不变，稀释溶液，Kw不变，而c和d对应的Kw不相等，D项错误。题组二水电离出的c(H＋)或c(OH－)的定量计算3．[2017·张家口高三模拟]常温下，1LpH＝6的AlCl3溶液中，由水电离出的H＋物质的量为n1mol；1LpH＝6的HCl溶液中，由水电离出的H＋物质的量为n2mol。则n1n2的值是()A．1B．100C．1000D．10000解析1LpH＝6的AlCl3溶液中，H＋完全由水提供，故n1＝10－6；1LpH＝6的HCl溶液中，H＋的来源有两个，一个是水，一个是盐酸，而OH－只来自于水的电离，而且水所电离出的c(H＋)＝c(OH－)，HCl溶液中c(H＋)＝10－6mol/L，根据水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14，得出c(OH－)＝10－8mol/L，所以在1LpH＝6的HCl溶液中，由水电离出的H＋的物质的量为10－8mol，即n2＝10－8，则n1∶n2＝10－6∶10－8＝100，B正确。4．在一定条件下，相同pH的硫酸和硫酸铁溶液中水电离出来的c(H＋)分别是1.0×10－amol·L－1和1.0×10－bmol·L－1，在此温度下，则下列说法正确的是()A．abB．a＝bC．水的离子积为1.0×10－(7＋a)D．水的离子积为1.0×10－(b＋a)解析加酸抑制水的电离，加易水解的盐促进水的电离，则ab，A和B选项错误；由题意可知，两种溶液的pH＝b，即硫酸溶液中c(H＋)是1.0×10－bmol·L－1，而水电离产生的c(H＋)等于水电离产生的c(OH－)，所以硫酸溶液中c(OH－)是1.0×10－amol·L－1，Kw＝1.0×10－(b＋a)，D选项正确。总结提升常温下水电离产生c(H＋)和c(OH－)计算的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＋)＝10－7mol·L－1。(2)酸的溶液——OH－全部来自水的电离。实例：pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2mol·L－1，则c(OH－)＝Kw/10－2＝1×10－12mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。(3)碱的溶液——H＋全部来自水的电离。实例：pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol·L－1，则c(H＋)＝Kw/10－2＝1×10－12(mol·L－1)，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol·L－1。(4)水解呈酸性的盐溶液——H＋全部来自水的电离。实例：pH＝5的NH4Cl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－5mol·L－1，因部分OH－与部分NH＋4结合使c(OH－)＝10－9mol·L－1。(5)水解呈碱性的盐溶液——OH－全部来自水的电离。实例：pH＝12的Na2CO3溶液中，由水电离出的c(OH－)＝10－2mol·L－1，因部分H＋与部分CO2－3结合使c(H＋)＝10－12mol·L－1。注意：要区分清楚溶液组成和性质的关系，酸性溶液不一定是酸溶液，碱性溶液不一定是碱溶液。考点2溶液的酸碱性与pH的计算1．溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。c(H＋)c(OH－)，溶液呈性，25℃时，pH7。c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈性，25℃时，pH7。c(H＋)c(OH－)，溶液呈性，25℃时，pH7。酸中＝碱2．溶液的pH(1)定义式：pH＝。(2)溶液的酸碱性跟pH的关系室温下：－lgc(H＋)(3)pH的测定①用pH试纸测定把小片试纸放在上，用蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与对比即可确定溶液的pH。注意：a.pH试纸使用前不能用蒸馏水湿润，否则待测液因被稀释可能会产生误差。b．用广泛pH试纸读出的pH只能是。②pH计测定：可精确测定溶液的pH。表面皿玻璃棒标准比色卡整数易错警示(1)溶液呈现酸、碱性的实质是c(H＋)与c(OH－)的相对大小，不能只看pH，一定温度下pH＝6的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。(2)pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H＋)≤1mol·L－1或c(OH－)≤1mol·L－1的电解质溶液，当c(H＋)或c(OH－)≥1mol·L－1时，直接用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性。(3)也可以用pOH来表示溶液的酸碱度。pOH是OH－浓度的负对数，pOH＝－lgc(OH－)。因为常温下，c(OH－)·c(H＋)＝10－14，若两边均取负对数得：pH＋pOH＝14。判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。(1)25℃时，用pH试纸测得某酸溶液的pH等于1.5。()(2)用pH试纸测溶液的pH时，若用水湿润试纸一定会引起误差。()(3)用pH试纸测得新制氯水的pH为2。()×××(4)任何温度下，利用H＋和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。()(5)某溶液的c(H＋)10－7mol·L－1，则该溶液呈酸性。()(6)pH＝6的溶液一定呈酸性，pH＝7的溶液一定呈中性。()×√×题组一溶液酸碱性的判断1．[2017·兰州一中模拟]已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为amol·L－1的一元酸HA与bmol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是()①a＝b②混合溶液的pH＝7③混合溶液中c(OH－)＝10－7mol·L－1④混合溶液中，c(H＋)＝Kwmol·L－1⑤混合溶液中，c(B＋)＝c(A－)A．②③B．④⑤C．①④D．②⑤解析因为酸、碱的强弱未知，不能依据a＝b判断，①错误；温度不能确定为25℃，溶液的pH＝7，c(OH－)＝10－7mol·L－1不能判断溶液呈中性，②、③错误；Kw＝c(H＋)·c(OH－)，当c(H＋)＝c(OH－)＝Kwmol·L－1时，溶液一定呈中性，④正确；根据电荷守恒c(H＋)＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，当c(B＋)＝c(A－)时，c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确。2．判断下列溶液在常温下的酸碱性(在括号中填“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溶液等体积混合。()(3)相同浓度NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。()(4)pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。()中性碱性酸性中性(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。()(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。()(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。()(8)pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。()酸性碱性酸性碱性解析(1)两者混合，恰好生成NaCl溶液，呈中性；(2)两者混合，恰好生成CH3COONa，水解呈碱性；(3)两者混合，恰好生成NH4Cl，水解呈酸性；(4)两者混合，恰好完全反应生成NaCl溶液，呈中性；(5)两者混合，HCl过量，溶液呈酸性；(6)两者混合，NaOH过量，溶液呈碱性；(7)两者混合，CH3COOH过量，溶液呈酸性；(8)两者混合，NH3·H2O过量，溶液呈碱性。总结提升混