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第二单元溶液的酸碱性考点1:水电离出的c(H+)和c(OH-)的计算(25℃时)1.水的电离(a)水是极弱的电解质,水的电离方程式为___________________或______________。H2O+H2OH3O++OH-H2OH++OH-2.水的离子积常数(b)________________。(1)室温下:Kw=________。(2)影响因素:只与_____有关,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。Kw=c(H+)·c(OH-)1×10-14温度增大电解质(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。3.影响因素(b)条件变化移动方向c(H+)c(OH-)Kw电离程度升温_________________________加酸_________________________加碱_________________________右移增大增大增大增大左移增大减小不变减小左移减小增大不变减小条件变化移动方向c(H+)c(OH-)Kw电离程度加活泼金属_________________________加醋酸钠_________________________加氯化铵_________________________右移减小增大不变增大右移减小增大不变增大右移增大减小不变增大【典例精析】【典例】下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是()①pH=0的盐酸②0.1mol·L-1的盐酸③0.01mol·L-1的NaOH溶液④pH=11的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3【解题思路】常温下,任何稀电解质溶液中,都有KW=c(H+)·c(OH-)=10-14。KW表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度,而不是仅指水电离出的。但是一般情况下有:(1)酸溶液中KW=c(H+)酸·c(OH-)水(忽略水电离出的H+的浓度)。(2)碱溶液中KW=c(H+)水·c(OH-)碱(忽略水电离出的OH-的浓度)。【解析】选A。①中c(H+)=1mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14mol·L-1;②中c(H+)=0.1mol·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1;③中c(OH-)=1.0×10-2mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12mol·L-1;④中c(OH-)=1.0×10-3mol·L-1,同③所述由水电离出的c(H+)=1.0×10-11mol·L-1。即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶100∶1000。【考题变式】(1)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸中,水的电离程度________。(填“前者大”“后者大”或“相同”)提示:相同。物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸中,c(H+)=c(OH-),对水的电离抑制的程度相同,故物质的量浓度相同的两溶液中,水的电离程度相同。(2)若向①pH=0的盐酸中加入水稀释,c(H+)减小,Kw也减小?提示:c(H+)减小,Kw不变。加水稀释,根据勒夏特列原理,c(H+)减小,但Kw只受温度的影响,加水前后,温度没有改变,Kw不变。【强化训练】1.思维诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)在蒸馏水中滴加浓硫酸,Kw始终不变。()提示:×。浓硫酸稀释放出大量的热,温度升高,Kw增大。(2)由水电离的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、能大量共存。()提示:×。由水电离的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液为酸溶液或碱溶液,在酸性、碱性条件下均不能大量存在。3HCO3HCO(3)100℃的纯水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性。()提示:×。温度升高水的电离平衡正向移动c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol·L-1,仍呈中性。(4)室温下,0.1mol·L-1的盐酸与0.1mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等。()提示:√。两种物质都是强电解质,c(H+)=c(OH-)=0.1mol·L-1,抑制水电离程度相同。(5)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。()提示:√。不管温度变化,还是加入促进水的电离的物质,还是加入抑制水的电离的物质。但是水自身电离的c(H+)和c(OH-)相等。(6)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)=5×10-8mol·L-1。()提示:×。纯水中c(H+)=c(OH-)=2×10-7mol·L-12.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4====Na++H++。某温度下,向c(H+)=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是()A.该温度高于25℃24SOB.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10mol·L-1C.加入NaHSO4晶体会抑制水的电离D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小【解析】选D。A项,Kw=1×10-6×1×10-6=1×10-12,温度高于25℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,=c(OH-)=1×10-10mol·L-1;D项,加H2O稀释c(H+)减小,而c(OH-)增大。2HOc(H)＋3.在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系,下列有关说法正确的是()世纪金榜导学号A.c点对应的溶液中大量存在的离子可能为、Ba2+、Cl-、I-B.a点对应的溶液中大量存在:K+、Ba2+、、I-C.将25℃时的NaCl溶液加热到T℃,则该溶液中的c(OH-)由b点变化到d点D.bd线上的任意一点均有pH=74NH3NO【解析】选C。c点溶液中OH-浓度大于H+浓度显碱性,不能大量存在,A错;a点c(H+)c(OH-),溶液显酸性,H+、、I-发生氧化还原反应,故不能大量共存,故B错;加热使水的电离平衡右移,NaCl溶液中的c(OH-)由b点变化到d点,C对;bd线上溶液显中性,但pH只有b点等于7,d点上等于6,D错。3NO4NH【加固训练】(2019·丽水模拟)25℃时,在等体积的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,发生电离的水的物质的量之比是()A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶5×109∶5×108C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109【解析】选A。H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)==10-14mol·L-1;0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中:c(H2O)电离=c(H+)==10-13mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)=10-4mol·L-1;pH=5的NH4NO3溶液中:140101014100.1c(H2O)电离=c(H+)=10-5mol·L-1。它们的物质的量比值为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,故A正确。4.某温度下,纯水的c(H+)=2×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)为____________mol·L-1;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4mol·L-1,则溶液中c(OH-)为____________mol·L-1,由水电离产生的c(H+)为____________mol·L-1,此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25℃。【解析】纯水电离出的c(H+)=c(OH-)=2×10-7mol·L-1,故Kw=4×10-141×10-14,故此时温度高于25℃。温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4mol·L-1,则溶液中c(OH-)=mol·L-1=8×10-11mol·L-1=c(H+)水。答案:2×10-78×10-118×10-11高于14w4K410c(H)510－＋－＝【归纳总结】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=1×10-12(mol·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N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C结合使c(H+)=10-12mol·L-1。考点2:溶液的酸碱性和pH计算1.溶液的酸碱性(a)(1)溶液的酸碱性是由溶液中_____________________决定的。①c(H+)__c(OH-),溶液呈酸性;且_____越大,酸性越强。②c(H+)__c(OH-),溶液呈中性。c(H+)与c(OH-)相对大小c(H+)=③c(H+)__c(OH-),溶液呈碱性;且______越大,碱性越强。c(OH-)(2)由于在25℃时KW=1.0×10-14,所以有:c(H+)c(OH-)中性溶液=10-7mol·L-1=10-7mol·L-1酸性溶液10-7mol·L-110-7mol·L-1碱性溶液10-7mol·L-110-7mol·L-12.溶液的pH(a、c)(1)定义:pH是c(H+)的负对数,其表达式为____________。pH=-lgc(H+)(2)使用范围: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.pH的测量(b)(1)定性测量:酸碱指示剂。①紫色石蕊试液,遇酸变___,遇碱变___。②无色酚酞遇碱变___。红红蓝(2)定量测量。①广范pH试纸:其pH测量范围是1～14。②精密pH试纸:测量精度高,但测量范围较窄。③pH计:pH计又叫酸度计,精确度高,可以直接从仪器上读出溶液的pH。(3)常用指示剂及变色范围。指示剂酸碱指示剂的变色范围(pH)及颜色甲基橙3.1红色3.1～4.4橙色4.4黄色酚酞8.2无色8.2～10.0粉红色10.0红色石蕊5红色5～8紫色8蓝色(4)pH试纸的使用:把小片试纸放在_______上,用洁净干燥的_______蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部,观察变化稳定后的颜色,_________________即可确定溶液的pH。表面皿玻璃棒与标准比色卡对比【典例精析】【典例】(2015·全国卷Ⅰ)浓度均为0.10mol·L-1、体积均
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