2021版江苏新高考选考化学（苏教版）一轮复习教师用书：专题82第二单元　溶液的酸碱性

第二单元　溶液的酸碱性

学习任务1　水的电离

1．水的电离
水是极弱的电解质，电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－。
2．水的离子积常数
(1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。室温下：Kw＝1×10－14。
(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。
(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
(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。
3．影响水电离平衡的因素
(1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。
(2)加入酸或碱，水的电离程度减小，Kw不变。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变。(　　)
(2)25 ℃与60 ℃时，水的pH相等。(　　)
(3)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw。(　　)
(4)室温下由水电离的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO能大量共存。(　　)
答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×
2．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl、②NaOH、③H2SO4、④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是(　　)
A．④>③>②>①　　　　　 B．②>③>①>④
C．④>①>②>③ D．③>②>①>④
解析：选C。从四种物质分析可知，②NaOH、③H2SO4抑制水的电离，①NaCl不影响水的电离平衡，④(NH4)2SO4促进水的电离(NH水解)，H2SO4为二元强酸，产生的c(H＋)大于NaOH产生的c(OH－)，抑制程度更大，故水的电离程度由大到小的顺序为④>①>②>③。
3．求算下列5种类型溶液中的c水(H＋)和c水(OH－)(25 ℃)。
(1)pH＝2的H2SO4溶液，c水(H＋)＝__________，c水(OH－)＝____________。
(2)pH＝10的NaOH溶液，c水(H＋)＝__________，c水(OH－)＝____________。　
(3)pH＝2的NH4Cl溶液，c水(H＋)＝__________。
(4)pH＝10的Na2CO3溶液，c水(OH－)＝__________________________________。
(5)NaCl溶液中，c水(H＋)＝__________________，c水(OH－)＝________________。
答案：(1)10－12 mol·L－1　10－12 mol·L－1
(2)10－10 mol·L－1　10－10 mol·L－1
(3)10－2 mol·L－1
(4)10－4 mol·L－1
(5)10－7 mol·L－1　10－7mol·L－1

(1)Kw不仅适用于纯水，还适用于中性、酸性或碱性的稀溶液，不管哪种溶液均有cH2O(H＋)＝cH2O(OH－)。如酸性溶液中：[c酸(H＋)＋cH2O(H＋)]·cH2O(OH－)＝Kw；碱性溶液中：[c碱(OH－)＋cH2O(OH－)]·cH2O(H＋)＝Kw。
(2)室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液可能呈强酸性或强碱性，故该溶液中HCO、HSO均不能大量共存。

提升一　水的电离平衡及其影响因素
1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH＞0，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NaHSO4，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
解析：选B。根据平衡体系H2OH＋＋OH－，对各选项的分析如下：
选项
分析
结论
A
稀氨水是弱碱，加入水中后水溶液中c(OH－)增大，平衡逆向移动
错误
B
NaHSO4溶于水后发生电离：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，使c(H＋)增大，由于温度不变，故Kw不变
正确
C
水中加入固体CH3COONa，CH3COO－发生水解，促进水的电离，平衡正向移动，使溶液呈碱性，c(H＋)降低
错误
D
升高温度，水的电离程度增大，Kw增大，pH变小
错误
2.(双选)如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　　)

A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)
C．图中T1>T2
D．XZ线上任意点均有pH＝7
解析：选CD。A.水中c(H＋)与c(OH－)的乘积为一常数。B.由图看出M区域内c(H＋)T1。D.pH＝－lg c(H＋)，XZ线上任意点的 c(H＋)＝c(OH－)，但pH不一定为7。
提升二　水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算
3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5 的NH4NO3溶液中，由水电离的H＋的物质的量之比是(　　 )
A．1∶10∶1010∶109　　　
B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C．1∶20∶1010∶109
D．1∶10∶104∶109
解析：选A。25 ℃时，pH＝0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2 溶液中c(OH－)＝0.05 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，根据Kw＝c(H＋)·c(OH－)可得，由水电离出的 c(H＋)＝10－13 mol·L－1；pH＝10的Na2S溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－4 mol·L－1；pH＝5的NH4NO3溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，故等体积上述溶液中由水电离的H＋的物质的量之比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，即选项A正确。

理清溶液中H＋或OH－的来源
(1)常温下，中性溶液
c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 mol·L－1。
(2)溶质为酸的溶液
①OH－全部来自水的电离，水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)。
②实例
计算常温下pH＝2的盐酸中水电离出的c(H＋)，方法是先求出溶液中的c(OH－)＝ mol·L－1＝10－12 mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 mol·L－1。
(3)溶质为碱的溶液
①H＋全部来自水的电离，水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)。
②实例
计算常温下pH＝12的NaOH溶液中水电离出的c(OH－)，方法是先求出溶液中的c(H＋)＝10－12 mol·L－1，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。
(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液
①常温下pH＝5的NH4Cl溶液中H＋全部来自水的电离，由水电离出的c(H＋)＝10－5 mol·L－1，因为部分OH－与NH结合，c(OH－)＝ mol·L－1＝10－9 mol·L－1。
②常温下pH＝12的Na2CO3溶液中OH－全部来自水的电离，由水电离出的c(OH－)＝ mol·L－1＝10－2 mol·L－1。
学习任务2　溶液的酸碱性与pH

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。
(1)酸性溶液：c(H＋)>c(OH－)，常温下，pHa＝d>c　　　　　　　 B．a＝b>c>d
C．a＝b>d>c D．c>a＝d>b
解析：选A。pH＝3的盐酸中c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，与c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1的Ba(OH)2溶液混合，混合液呈中性时二者的体积相等，故a＝d；NH3·H2O为弱碱，若1×10－3mol·L－1的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合，则正好完全反应生成NH4Cl，NH水解使溶液呈酸性，故若要使溶液呈中性则应使b>a；c(OH－)＝1×10－3mol·L－1的氨水中c(NH3·H2O)>1×10－3mol·L－1，故与pH＝3的盐酸混合，若要使溶液呈中性，则应使a>c，故有b>a＝d>c。
提升二　溶液稀释后的pH计算
3．(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL, pH＝______；加水稀释到100 mL，pH________7。
(2)1 mL pH＝9的NaOH溶液，加水稀释到10 mL，pH＝________；加水稀释到100 mL，pH________7。
(3)pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO)与c(H＋)的比值为________。
解析：(1)1 mL pH＝5的盐酸，加水稀释到10 mL，pH增大1，变为6；加水稀释到100 mL，pH接近7。
(2)1 mL pH＝9的NaOH溶液，加水稀释到10 mL，pH减小1，变为8；加水稀释到100 mL，pH接近7。
(3)稀释前c(SO)＝ mol/L；稀释后c(SO)＝＝10－8 mol/L；c(H＋)接近10－7 mol/L，所以＝＝。
答案：(1)6　接近　(2)8　接近　(3)
4．(1)体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为_______________________________。
(2)体积相同，浓度均为0.2 mol·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________________。
(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为______________。
(4)体积相同，pH均等于13的氨水和NaOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成9，则m与n的关系为________________。
答案：(1)m＜n　(2)m＞n　(3)m＜n　(4)m＞n

(1)弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前
溶液pH
加水稀释到体积为原来的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH＝a
pH＝a＋n
弱酸
ac(OH－)－c(H＋)，B项错误；P点溶液中NaCl、HCl物质的量相等，N点为NaX溶液，且NaX物质的量为HCl的2倍，混合后为NaCl、NaX、HX混合溶液，且溶液中NaX与HX浓度相等，由于X－的水解程度大于HX的电离程度，呈碱性，C项错误；向N点的溶液中通入HCl至pH＝7，此时溶液中有HX、NaCl和NaX，其中HX的浓度大于NaX，根据电荷守恒c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(X－)＋c(Cl－)，结合物料守恒c(Na＋)＝c(HX)＋c(X－)及溶液pH＝7可知，溶液中c(Na＋)>c(HX)＝c(Cl－)>c(X－)，D项正确。
5．(2020·宿迁模拟)室温下，向a点(pH＝a)的20.00 mL 1.000 mol·L－1氨水中滴入1.000 mol·L－1盐酸，溶液pH和温度随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．将此氨水稀释，溶液的导电能力减弱
B．b点溶液中离子浓度大小可能存在：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)
C．c点时消耗盐酸体积V(HCl)Kw(d)
解析：选D。加水稀释，氨水中NH、OH－浓度均减小，因而导电能力减弱，A项正确；b点氨水剩余，NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度，溶液显碱性，B项正确；c点呈中性，因而V(HCl)略小于20.00 mL，C项正确；d点对应的温度较高，其水的离子积常数较大，D项错误。

1．强酸与强碱滴定过程中的pH曲线
(以0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸为例)

2．强酸(碱)滴定弱碱(酸)的pH曲线比较
氢氧化钠滴定等浓度、等体积的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度、等体积的氢氧化钠、氨水的滴定曲线


曲线起点不同：强碱滴定强酸、弱酸的曲线，强酸起点低；强酸滴定强碱、弱碱的曲线，强碱起点高
突跃点变化范围不同：强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)的突跃点变化范围
　

1.(2016·高考全国卷Ⅰ)298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L－1氨水中滴入0.10 mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(　　)
A．该滴定过程应选择酚酞作为指示剂
B．M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)　
D．N点处的溶液中pH”“25 ℃；NaOH溶液中n(OH－)＝0.01a mol，硫酸中n(H＋)＝0.1b mol，根据混合后溶液pH＝10，得10－3＝，解得a∶b＝101∶9。
(3)若两溶液完全中和，则溶液中n(H＋)＝n(OH－)，即10－xa＝10y－14b，①整理得a/b＝10x＋y－14；②若x＋y＝14，则a/b＝1；③若x＋y＝13，则a/b＝0.1。
答案：(1)D　(2)>　101∶9
(3)①10x＋y－14　②1　③0.1