1、专题八 水的电离和溶液酸碱性 高频考点导悟考点一 弱电解质的电离平衡典例 1 将浓度为 0.1 molL1HF 溶液加水不断稀释，下列各量始终保持增大的是()Ac(H)BKa(HF)Cc(F)c(H)Dc(H)c(HF)解析 HF 为弱酸，存在电离平衡：F。根据勒夏特列原理：当改变影响平衡的一个条件，平衡会向着能够减弱这种改变的方向移动，但平衡的移动不能完全消除这种改变，故加水稀释，平衡正向移动，但 c(H)减小，A 错误。电离常数只受温度的影响，温度不变，电离常数 Ka 不变，B错误。当溶液无限稀释时，c(F)不断减小，但 c(H)接近107molL1，所以c(F)c(H)减小，C 错误。c
2、(H)c(HF)n(H)n(HF)，由于加水稀释，平衡正向移动，所以溶液中 n(H)增大，n(HF)减小，所以c(H)c(HF)增大，D 正确。答案 D知识归纳1影响弱电解质电离平衡的因素01 molL1 醋酸水溶液中存在：CH3CH3COOH(1)升温 加水稀释 加入 0.1 molL1 的盐酸 加入 NaOH 溶液 加 0.1 molL1 的 CH3COONa 溶液。上述条件改变，CH3COOH 溶液中电离平衡向左移动的是 ，电离平衡向右移动的是 ，溶液酸性减弱的有 ，溶液酸性增强的有 。(2)CH3COOH 电离平衡表达式为Kac(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)，电离平衡常数
3、与浓度，与有关，一般升高温度，K。无关温度增大 2一元强酸与一元弱酸的比较相同物质的量浓度、相同体积相同 pH、相同体积 酸项目一元强酸一元弱酸一元强酸 一元弱酸c(H)中和碱的能力与金属反应的起始速率稀释相同倍数后的 pH大小相同相同小大大小相同小大大小易错警示1影响弱电解质电离平衡常数 K 的外界因素为温度，浓度对 K 无影响。2相同浓度下，弱酸的电离平衡常数 K 值越大，酸性越强。3判断 HA 是强酸还是弱酸最典型的两种方法：(1)取其钠盐(NaA)溶于水，测其 pH，若 pH7，则说明HA 为弱酸。(2)配制一定物质的量浓度的 HA 溶液(如：0.01 molL1)，测其 pH。若 p
4、H2，则说明 HA 为弱酸。命题猜想 1 为了证明一水合氨(NH3H2O)是弱电解质，甲、乙、丙三人分别选用下列试剂进行实验：0.010 molL1 氨水、0.1 molL1NH4Cl 溶液、NH4Cl 晶体、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水。(1)甲用 pH 试纸测出 0.010 molL1 氨水的 pH 为 10，则认定一水合氨是弱电解质，你认为这一方法是否正确？_(填“正 确”或“不 正 确”)，并 说 明 理 由_。(2)乙取出 10 mL 0.010 molL1 氨水，用 pH 试纸测其 pHa，然后用蒸馏水稀释至 1 000 mL，再用 pH 试纸测其pHb，若要确认 NH3H2O 是弱
5、电解质，则 a，b 值应满足什么关系？_(用“等式”或“不等式”表示)。(3)丙取出 10 mL 0.010 molL1 氨水，滴入 2 滴酚酞试液，显粉红色，再加入少量 NH4Cl 晶体，颜色变_(填“深”或“浅”)。你认为这一方法能否证明 NH3H2O 是弱电解质？_(填“能”或“否”)，并说明原因：_。(4)请你根据所提供的试剂，再提出一个合理又简便的方案证明 NH3H2O 是弱电解质：_。解析(1)若 NH3H2O 是强电解质，则 0.010 molL1 氨水中c(OH)应为 0.010 molL1，pH12。用 pH 试纸测出0.010 molL1 氨水的 pH 为 10，说明 NH
6、3H2O 没有完全电离，应为弱电解质。(2)若 NH3H2O 是强电解质，用蒸馏水稀释至 1 000 mL，其中 pHa2。因为 NH3H2O 是弱电解质，不能完全电离，a、b 应满足 a2ba。(3)向 0.010 molL1 氨水中加入少量 NH4Cl 晶体，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的 NH+4水解使溶液显酸性，加入氨水中使其 pH 降低；二是 NH+4使 NH3H2O 的电离平衡NH3H2NH+4OH逆向移动，从而使溶液的 pH 降低，这两种可能均会使溶液颜色变浅，可证明 NH3H2O 是弱电解质。(4)NH4Cl 为强酸弱碱盐，只需检验 NH4Cl 溶液的酸碱性，即可证明
7、 NH3H2O 是弱电解质，还是强电解质。答案(1)正确 若是强电解质，则0.010 molL1氨水中c(OH)应为0.01 molL1，pH12(2)a2ba(3)浅 能 0.010 molL1氨水(滴有酚酞试液)中加入氯化铵晶体后颜色变浅，有两种可能：一是氯化铵在水溶液中电离出的NH+4水解使溶液显酸性，加入氨水中使其pH降低；二是NH+4 使NH3H2O的电离平衡NH3H2+4 OH逆向移动，从而使溶液的pH降低。这两种可能均证明NH3H2O是弱电解质(4)取一张pH试纸，用玻璃棒蘸取0.1 molL1NH4Cl溶液，滴在pH试纸上，显色后跟标准比色卡比较测出pH，pH7(方案合理即可)
8、考点二 水的电离平衡及 Kw典例 2 25 时，水的电离达到平衡：H2OH H0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw 不变C向水中加入少量固体 CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw 增大，pH 不变B解析 A 项中加入稀氨水，抑制水电离，平衡逆向移动，但溶液呈碱性，c(OH)增大；C 项中加入少量 CH3COONa 固体，CH3COO与 H结合生成 CH3COOH，c(H)减小，平衡正向移动；D 项中加热，平衡正向移动，Kw 增大，pH 变小。知识归纳水电离平衡的影响因素：1酸、碱：在纯水
9、中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，Kw 不变，c(H)发生改变，pH 也随之改变。若向水中加入酸，则 c(H)增大，c(OH)变小，pH 变小；加入碱则反之。2温度：若升温，由于水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移，c(H)、c(OH)同时增大，pH 变小，但由于c(H)与 c(OH)始终保持相等，故仍显中性。3易水解的盐：在纯水中加入易水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大，但只要温度不变，则 Kw 不变。4其他因素：如向水中加入活泼金属，活泼金属与水电离出的 H直接作用，促进水的电离平衡向右移动。命题猜想 2 已知 100 时，水的离子
10、积常数 Kw11012，对于该温度下 pH1 的硫酸，下列叙述正确的是()A向该溶液中加入同温同体积 pH13 的 Ba(OH)2 溶液，反应后溶液呈中性B该溶液中硫酸电离出的 c(H)与水电离出的 c(H)之比为 1010C等体积的该硫酸与室温下 pH 为 1 的硫酸中和碱的能力相同D该溶液中水电离出的 c(H)是 pH 为 3 的硫酸中水电离出的 c(H)的 100 倍解析 选项 A 中，在该温度下，当 pH(强酸)pH(强碱)12时，两种溶液等体积混合时恰好完全中和。现碱过量溶液呈碱性，A 错。选项 B 中两者之比为 101/10111010，B 错。由于 pH 为 1 的硫酸酸性强，对
11、水电离的抑制程度大，即 pH为 1 的硫酸溶液中由水电离出的 c(H)更小，D 错。答案 C考点三 溶液 pH 的定性判断和定量计算典例 3 下列叙述中正确的是()A等体积混合 pHa 的醋酸溶液与 pHb 的烧碱溶液(已知 ab14)，此时溶液的 pH7B加水稀释 1 mL pH10 氨水，至溶液体积为 10 000 mL，此时溶液的 pH6C1.0103 molL1 盐酸的 pH3.0,1.0108 molL1盐酸的 pH8.0D若 1 mL pH1 的盐酸与 100 mL NaOH 溶液混合后，溶液的 pH7，则 NaOH 溶液的 pH11解析 稀醋酸为弱酸，其物质的量浓度远大于烧碱，故
12、等体积的醋酸与烧碱中和后，醋酸剩余，pH7，A错。无论怎么稀释，碱性溶液都不可能呈酸性，B错。常温下酸的pH不可能大于7，只能无限地接近7，C错。设强酸的pHa，体积为V1，强碱的pHb，体积为V2,则有10aV110(14b)V2 V1V2 10ab14，已知V1/V2102且a1，所以b11，D正确。答案 D规律总结1有关溶液 pH 的简单计算在做关于溶液 pH 的计算的题目时，要抓住“矛盾的主要方面”，溶液显酸性用溶液中的 c(H)来计算；溶液显碱性先求溶液中的c(OH)，再求溶液中的 c(H)。口诀：酸按酸(H)、碱按碱(OH)，酸碱中和求过量，无限稀释 7为限。特别注意区分溶液中的
13、c(H)和由水电离的 c(H)之间的差异。2常温下，强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，二者体积与 pH的关系规律。(1)若 pH1pH214，则 V(酸)：V(碱)11。(2)若 pH1pH214，则 V(酸)V(碱)10(pH1pH2)141。(3)若 pH1pH214，则 V(酸)V(碱)11014(pH1pH2)。易错警示1pH6的溶液不一定是酸性溶液。如100 时纯水的pH6，但纯水是中性。2误认为pH0的溶液酸性最强，pH14的溶液碱性最强。pH1gc(H)是为了在表示稀溶液酸碱性时更方便。当c(H)或c(OH)大于1 molL1时，用pH表示则不方便，所以pH仅适用于c(
14、H)或c(OH)1 molL1的溶液。如c(H)5 molL1的溶液酸性比pH0的溶液酸性强。3误认为水电离出的c(H)11013molL1的溶液一定呈碱性。25，纯水中c(H)c(OH)1107molL1，现在水电离出的c(H)11013molL1说明平衡H2OH受到抑制(向左移动)，因此溶液可能是碱性也可能是酸性。命题猜想 3 某温度时，水的离子积常数 Kw1013，将此温度下 pH11 的 Ba(OH)2 溶液 a L 与 pH1 的 H2SO4 溶液b L 混合(设混合溶液体积为两者之和，固体体积忽略不计)。下列说法不正确的是()A若所得混合溶液为中性，则 ab11B若所得混合溶液为中
15、性，生成沉淀的物质的量为0.05b molC若 ab92，则所得溶液 pH 等于 2D若 ab92，该混合溶液最多能溶解铁粉0.28(ab)g解析 因为 Kw1013，所以 pHpOH13，Ba(OH)2 溶液中：pH11，pOH2，即 c(OH)0.01 molL1；H2SO4溶液中：pH1，即 c(H)0.1 molL1，所以 ab101，A 错；又因为 SO24 Ba2=BaSO4，所以用 SO24 计算沉淀的物质的量：n0.05b mol，B 正确。令 a9x，b2x，则 c(H)0.12x0.019x9x2x0.01 molL1，pHlg 0.012，C 正确；又因为 n(H)0.0
16、1 molL1(ab)L0.01(ab)mol,2HFe=Fe2H2，所以 m(Fe)0.01(ab)2mol56 gmol10.28(ab)g，D 正确。答案 A高考模拟导练1(2011山东理综，14)室温下向 10 mL pH3 的醋酸溶液中加水稀释后，下列说法正确的是()A溶液中导电粒子的数目减少B溶液中c(CH3COO)c(CH3COOH)c(OH)不变C醋酸的电离程度增大，c(H)亦增大D再加入 10 mL pH11 的 NaOH 溶液，混合液 pH7解析 A 项，醋酸加水稀释，促进电离，导电离子的数目增多，故 A 错误；B 项，由于温度不变，电离平衡常数 Kc(CH3COO)c(H
17、)c(CH3COOH)c(CH3COO)c(CH3COOH)Kwc(OH)不变，由于 Kw 不变，则题给比值不变，故 B 正确；C 项，醋酸加水稀释，电离程度增大，但 c(H)变小，故 C 错误；D 项，加入 10 mL pH11 的 NaOH 溶液，醋酸过量，混合后溶液显酸性，故 D错误。答案 B2(2011福建理综，10)常温下 0.1 molL1 醋酸溶液的 pHa，下列能使溶液 pH(a1)的措施是()A将溶液稀释到原体积的 10 倍B加入适量的醋酸钠固体C加入等体积 0.2 molL1 盐酸D提高溶液的温度B解析 醋酸是弱酸，稀释 10 倍同时也促进了其电离，溶液的 pH 小于(a1
18、)，A 错误；醋酸根离子水解显碱性，向酸溶液中加入适量碱性溶液可以使 pH 增大 1，B 正确；盐酸完全电离，加入盐酸后溶液的 pH 小于(a1)，C 错误；升高温度促进醋酸的电离，溶液的 pH 小于(a1)，D 错误。3pH2 的两种一元酸 x 和 y，体积均为 100 mL，稀释过程中 pH 与溶液体积的关系如图所示。分别滴加 NaOH 溶液(c0.1 molL1)至 pH7，消耗 NaOH 溶液的体积为Vx、Vy，则()Ax 为弱酸，VxVyBx 为强酸，VxVyCy 为弱酸，VxVyDy 为强酸，VxVy解析 由图像知 x、y 同时稀释 10 倍，x 的 pH 由 2 变为 3，x 为
19、强酸；y 的 pH 由 2 变为 2.5，y 为弱酸；因为开始 x、y的 pH 均为 2，所以 cxcy，均为 100 mL，即 nxny，因此消耗 NaOH 溶液的体积 VxVy，故选 C。答案 C4在恒温条件下，对 0.1 molL1 的稀醋酸实施下列措施，结论不正确的是()A加入少量冰醋酸，K 值不变B加入少量冰醋酸，电离平衡正向移动C加入少量水，电离平衡正向移动，pH 增大D加入少量 NaOH(s)，电离平衡向正向移动，pH 减小D5某温度下，相同 pH 值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡 pH 值随溶液体积变化曲线如图所示。据图判断正确的是()A为盐酸稀释时的 pH 值变化曲线Ba
20、 点 Kw 的数值比 c 点 Kw 的数值大Cb、a 两点对应的溶液中，水电离出的 c(H)，b 点对应的小Db 点酸的总浓度小于 a 点酸的总浓度解析 弱酸稀释时电离程度增大，c(H)减小，故 pH 增大，但因电离平衡右移，故比强酸变化小，应为醋酸的 pH 变化曲线，故 A 错；Kw 只与温度有关，故 B 错；C 项 c(H)大的醋酸对水的电离抑制程度大，故 b 点溶液中水电离的 c(H)应大于 a 点，故 C 错。答案 D6室温时，将 x mL pHa 的稀 NaOH 溶液与 y mL pHb的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液 pH 的判断，正确的是()A若 xy，且 ab14，则 pH
21、7B若 10 xy，且 ab13，则 pH7C若 axby，且 ab13，则 pH7D若 x10 y，且 ab14，则 pH7解析 由题意知：n(NaOH)x10a14103mol，n(HCl)y10b103mol，所以n(NaOH)n(HCl)x10a14103y10b103 xy 10(ab14)。若xy，且ab14，则n(NaOH)n(HCl)二者恰好完全反应，pH7；若10 xy且ab13，则碱不足，pH7；若axby且ab13则n(NaOH)n(HCl)ba 1101，故pH7；若x10y且ab14，则n(NaOH)n(HCl)101，NaOH过量，pH7。答案 D7光谱研究表明，易
22、溶于水的SO2所形成的溶液中存在着下列平衡：SO2xH2SO2xH2HHSO3(x1)H2O HSO23据此，下列判断中正确的是()A该溶液中存在着SO2分子B该溶液中H浓度是SO23 浓度的2倍C向该溶液中加入足量的酸都能放出SO2气体D向该溶液中加入过量NaOH可得到Na2SO3、NaHSO3和NaOH的混合溶液A8已知某温度时 CH3COOH 的电离平衡常数为 K。该温度下向20 mL 0.1 molL1 CH3COOH 溶液中逐滴加入 0.1 molL1NaOH 溶液，其 pH 变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中不正确的是()Aa 点表示溶液中 c(CH3COO)103 mo
23、lL1Bb 点表示的溶液中 c(CH3COO)c(Na)Cc 点表示 CH3COOH 和 NaOH 恰好反应完全Db、d 点表示的溶液中c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)均等于 K解析 a 点时是醋酸溶液 c(CH3COO)c(H)，A 正确；B 中由电荷守恒有 c(H)c(Na)c(OH)c(CH3COO)，b 点时溶液呈酸性，c(H)c(OH)，有 c(Na)c(CH3COO)，正确；若两者恰好完全反应，溶液呈碱性，C 不正确。答案 C9(2010全国理综，9 改编)相同体积，相同物质的量浓度的某一元强酸溶液和某一元中强酸溶液分别与足量的锌粉发生反应，下列关于氢气体积(V)随时
24、间(t)变化的示意图正确的是()B10某化学学习小组为研究 HA、HB 和 MOH 的酸碱性的相对强弱，设计以下实验：将 pH2 的两种酸溶液 HA、HB和 pH12 的 MOH 碱溶液各 1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其 pH 的变化与溶液体积的关系如图，根据所给的数据，请回答下列问题：(1)HA 为_酸，HB 为_酸(选填“强”或“弱”)。(2)若 c9，则稀释后的三种溶液中，由水电离的氢离子浓度的大小顺序为_(用酸、碱化学式表示)。(3)将稀释后的 HA 溶液和 MOH 溶液取等体积混合，则所得溶液中 c(A)与 c(M)的大小关系为 c(A)_(选填“大于”、“小于”或“等于”)c(M)。(4)若 bc14，则 MOH 为_碱(选填“强”或“弱”)。将稀释后的 HB 溶液和 MOH 溶液取等体积混合，所得混合溶液的 pH_7(选填“大于”、“小于”或“等于”)。答案(1)强 弱(2)MOHHAHB(3)等于(4)弱 等于返回