高三化学第一轮复习：第1节溶液的酸碱性与pH的关系鲁教版

高三化学第一轮复习：第1节溶液的酸碱性与pH 的关系鲁教版
【本讲教育信息】
一. 教学内容：
高考第一轮复习《化学选修4》
第3章 物质在水溶液中的行为 第1节 溶液的酸碱性与pH 的关系 1、水的电离平衡和水的离子积。

2、影响水电离平衡的因素。

3、溶液的酸碱性与pH 关系。

4、pH 的有关计算。

二. 教学目的
1、理解水的电离平衡和离子积的概念。

2、掌握影响水的电离平衡的因素。

3、掌握溶液的酸碱性和pH 的关系。

4、初步学会有关pH 的简单计算。

三. 重点和难点
1、水的电离平衡和离子积的概念。

2、溶液酸碱性和pH 的关系及有关pH 的计算。

四. 考点分析
本节内容在高考中的主要考查点是： 1、水的电离平衡和水的离子积。

2、利用水的离子积进行有关计算。

3、溶液的酸碱性与pH 的关系及有关pH 的计算。

4、影响水的电离平衡的因素。

五. 知识要点 （一）水的电离
1. 水是一种极弱的__________，它能微弱的电离，电离方程式是____________________，25℃时，1L 纯水中有__________mol 水电离，=+)H (c __________，=-)OH (c __________。

2. 水的离子积常数=w K __________，室温时=w K __________，升温时，水的电离平衡__________移动，)OH (c )H (c -+=__________=-w 7K ,L /mol 10__________。

100℃时纯水
中=+)H (c L /mol 10)OH (c 6--=，则=w K __________。

3. 水的电离是吸热的，故升温，水的电离平衡向___________移动，降温，电离平衡向__________移动，降温时水电离出的)OH (c )H (c -+和都__________。

（二）溶液的酸碱度
1. 溶液酸碱性的本质判断标准是__________，25℃时，酸性溶液的判断标准是__________、__________或__________；碱性溶液的判断标准有__________、__________、__________；中性溶液的判断标准还有__________、__________、__________。

2. pH 可以用来表示溶液酸碱性的强弱，计算溶液pH 的表达式为__________，反之，如果知道了溶液的pH ，也可用pH 来表示溶液中的=+-+)H (c ),OH (c )H (c 和__________，
)OH (c -__________。

3. 室温时，中性溶液pH=__________酸性溶液pH__________，碱性溶液pH__________。

100℃时，纯水pH=6，那么该温度酸性溶液的pH__________，碱性溶液的pH__________。

4. 关于溶液pH 的计算
（1）粗略测定溶液的pH 可以使用__________，测定范围__________，精确测定溶液的pH 可以用__________仪器。

（2）用酸碱指示剂可测定溶液pH 范围。

请填出以下三种指示剂所对应的颜色。

甲基橙__________3.1__________4.4__________，石蕊__________5__________8__________，酚酞__________8__________10__________。

（3）关于溶液pH 的计算
①强酸溶液，如A H n ，设浓度为L /cm ol ，则=+)H (c ________,L /m ol )H (c lg pH +-= _________。

②强碱溶液，如n )OH (B ，设浓度为=-)OH (c ,L /cmol _______=+)H (c ,L /mol _______ L /m ol ，=-=+)H (c lg pH _________。

③一元弱酸溶液，设浓度为L /cm ol ，则有：)H (c +_________L /cm ol ，pH_________c lg -。

④一元弱酸溶液，则为c lg 14pH ,L /mol c
10)H (c ,L /cmol )OH (c 14
+<>>-+
-。

⑤两强酸混合，先求_________的浓度，设两强酸体积各为21V ,V ，浓度分别是1)H (c +、
2)H (c +，则=+混)H (c _________。

⑥两强碱混合，先求_________的浓度，再求_________的浓度。

设两碱体积各为
-OH ,V ,V 21浓度各为1)OH (c -、2)OH (c -，则=-混)OH (c _________，
)H (c lg pH +-=)OH (c lg 14)
OH (c K lg w -
-
+=-=。

⑦强酸、强碱混合，设浓度为酸)H (c +、碱)OH (c -，体积分别为)(V 酸、)(V 碱，若恰
好中和，则溶液7pH =，若酸过量，则=+混)H (c _________，若碱过量，则
=-混)OH (c _________。

（三）电解质在水溶液中的存在形态
1. 电解质溶液导电能力的强弱与溶液中___________有关。

2. 强电解质与弱电解质
电解质的强弱仅取决于它的水溶液或熔融状态下的_________。

即是否完全电离，而与其溶解度的大小无关，因此要注意：难溶的物质不一定是弱电解质，易溶的物质不一定是强电解质，二者比较如下：
强电解质
弱电解质
概念 键型 化合物类型 电离程度 电解质粒子存在形式
实例
电离方程式的表示方法
注意： 一.
水是一种极弱的电解质，能够微弱地电离，可表示为：
O
H 2-++OH H 。

水的电离是一个可逆过程，在一定条件下可以达到电离平衡。

1. 水的离子积
由于水的电离平衡常数)
O H (c )
OH (c )H (c K 2c -+=，其中在一定温度下，)O H (c K 2c 与都是常
数，因此水的离子积)OH (c )H (c K w -+=。

2. 影响水的离子积的因素
W K 只受温度的影响，由于水的电离是吸热过程，升温有利于水的电离，
)OH (c )H (c -+和均增大，故水的离子积也随之增大。

25℃时，纯水中，17L mol 100.1)OH (c )H (c ---+⋅⨯==，14w 100.1K -⨯=，室温下一般取这个数值。

二.
1. w K 在电解质溶液中的存在
w K 不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。

由于水的电离，在水溶液中
始终存在着-+OH H 和，稀水溶液中)OH (c )H (c -+和的乘积也等于水的离子积。

2. 溶液的酸碱性与)OH (c )H (c -+和的关系
若)OH (c )H (c -+=，溶液呈中性；
若)OH (c )H (c -+>，溶液呈酸性，且)H (c +越大，酸性越强。

若)OH (c )H (c -+<，溶液呈碱性，且)OH (c -越大，碱性越强。

在室温或25℃下，14w 100.1K -<=，因此在该温度下： 中性溶液：7pH ,L mol 100.1)OH (c )H (c 17=⋅⨯==---+； 酸性溶液：17L mol 100.1)H (c ),OH (c )H (c --+-+⋅⨯>>，7pH <； 碱性溶液：17L mol 100.1)H (c ),OH (c )H (c --+-+⋅⨯<<，7pH >。

3. 溶液的pH
溶液的pH 用水溶液中+H 浓度的负对数来表示，表达式：)H (c lg pH +-=
注意：①pH 适用于表示在室温下)OH (c )H (c -+或都不大于1L mol 1-⋅的稀溶液的酸碱性，反之，直接用)OH (c )H (c -+和表示。

②常用pH 范围为0~14。

pH 越大，溶液的碱性越强；pH 越小，溶液的酸性越强。

4. 测定pH 的方法
a. 酸碱指示剂，只能测其酸碱性，即pH 的大致范围。

常见的酸碱指示剂有甲基橙、石蕊、酚酞。

b. pH 试纸测定法——最简单的方法。

将pH 试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒取未知液滴在试纸上，然后与标准比色卡比较即可。

注意：①事先不能用水湿润pH 试纸。

②只能取整数数值，如不能读作7.1，此时只能读7。

c. pH 计测定法——最精确的方法。

三.
1. 电解质溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子的浓度有关.
2. 强、弱电解质
①根据电解质在水溶液中能否完全电离分为强电解质和弱电解质。

②强电解质主要包括强酸、强碱和大多数的盐类，它们在水溶液中完全电离成离子，全部以离子形式存在。

弱电解质主要包括弱酸、弱碱和水，它们在水溶液中部分电离，存在电离平衡，且电离的趋势很小，主要以分子形式存在。

3. 电离方程式的书写
（1）强电解质完全电离，用符号“=”表示，如-++=I H HI ，-=COO CH COONH CH 343
++4NH
（2）弱电解质部分电离，用符号“
”表示，如HClO
-++ClO H ，
O
H NH 23⋅-+
+OH NH 4
多元弱酸应分步电离，且以第一步为主，如3
2CO H -
++3HCO H ，
-
3
HCO -
++23CO H
（3）酸式盐的电离
强酸的酸式盐完全电离，如-
++++=244SO H Na NaHSO
弱酸的酸式盐强中有弱，如-
++=33HCO Na NaHCO
-
3
HCO -
++23CO H
4. 强弱电解质的比较
酸 比较项目
盐酸
醋酸
)H (c +
相同
)(c 酸
小 大 中和碱能力
弱 强 与Zn （过量）反应产生2H 量
小
大 开始与Zn 反应速率 相同
加相同体积水稀释后溶液pH 值
大
小
四. pH 计算的类型较多，现将各种类型的pH 计算方法分类探讨如下： 1. 单一溶液的pH 计算
（1）强酸溶液，如A H n ，设浓度为1L cmol -⋅，则)}H (c lg{pH ,L ncmol )H (c 1+-+-=⋅=
nc lg -=。

（2）强碱溶液，如n )OH (B ，设浓度为1
L cmol -⋅，则nc
10)H (c 14
-+
=，)}H (c lg{pH +-=
nc lg 14+=。

2. 酸、碱混合pH 计算
（1）适用于两种强酸混合：
212211V V V )H (c V )H (c )H (c ++=
+++
混 （2）适用于两种强碱混合：
2
12
211V V V )OH (c V )OH (c )OH (c ++=
---
混 （3）适用于酸碱混合，一者过量时：
碱酸碱碱酸酸混混V V |
V )OH (c V )H (c |)H (c )OH (c +-=⎪⎭
⎪⎬⎫-
++-
3. 强酸（强碱）、弱酸（弱碱）加水稀释后的pH 的计算
（1）强酸a pH =，加水稀释n 10倍，则n a pH +=。

（2）弱酸a pH =，加水稀释n 10倍，则n a pH +<。

（3）强碱b pH =，加水稀释n 10倍，则n b pH -=。

（4）弱碱b pH =，加水稀释n 10倍，则n b pH ->。

（5）酸、碱溶液无限稀释时，pH 只能约等于或接近于7，酸的pH 不能大于7，碱的pH 不能小于7。

【典型例题】
例1. 下列说法正确的是（ ）
A. HCl 溶液中无-OH
B. NaOH 溶液中无+H
C. NaCl 溶液中既无-OH 也无+H
D. 常温下，任何物质的水溶液中都有-+OH H 和，且14w 10]OH []H [K --+=⋅= 分析：纯水和稀溶液中，-+-+⋅=OH H ],OH []H [K w 和都存在。

在25℃时，
14w 10]OH []H [K --+=⋅=。

所以A 、B 、C 三项错，D 项对。

答案：D
例2. 甲酸和乙酸都是弱酸，当它们的浓度均为1L mol 10.0-⋅时，甲酸中的)H (c +约为乙酸中)H (c +的3倍。

现有两种浓度不等的甲酸溶液a 和b ，以及1L mol 10.0-⋅的乙酸，经测定它们的pH 从大到小依次为a 、乙酸、b 。

由此可知（ ）
A. a 的浓度必小于乙酸的浓度
B. a 的浓度必大于乙酸的浓度
C. b 的浓度必小于乙酸的浓度
D. b 的浓度必大于乙酸的浓度
分析：相同物质的量浓度的甲酸、乙酸两种溶液，甲酸的)H (c +大，表明甲酸的酸性强于同浓度的乙酸。

依甲酸溶液a 的pH 大于1L mol 10.0-⋅的乙酸，说明乙酸的酸性强，则a 的浓度必小于1L mol 10.0-⋅，故A 正确。

1L mol 10.0-⋅的乙酸的pH 大于甲酸溶液b 。

说明b 溶液的酸性强，但b 的浓度和乙酸的浓度的关系无法确定，所以C 、D 均不正确。

答案：A
例3. 下列叙述正确的是（ ）
A. 碳酸钙难溶于水，放入水中水溶液不导电，且碳酸钙960℃时分解不存在熔融状态导电的性质，故3CaCO 是非电解质
B. 3SO 溶于水后得到的水溶液导电，所以3SO 是电解质
C. 4BaSO 在水中溶解度很小，且被溶解部分全部电离，所以4BaSO 是强电解质
D. 43PO H 晶体在熔融状态下不导电，但溶于水后其水溶液导电，故43PO H 是电解质 分析：电解质在熔化状态或在水溶液中能导电，只是外表的现象是宏观判断的一种方法。

其导电的根本在于化合物在这一种条件下电离，产生自由移动的离子，而且只有离子浓度达到一定程度才能表现出“导电”这一宏观现象。

因此判断一化合物是否为电解质关键是看它是否能发生电离，而且离子是它本身电离出来的，不能是化合物与水反应生成新化合物电离出离子（如O
H SO 22+3
232SO H ,SO H -
++3HSO H ，而2SO 不能电离
出离子），故A 、B 判断不对。

3CaCO 虽难溶，但溶解部分完全电离，应是强电解质，2SO 是非电解质。

答案：CD 。

例4. 100mL 0.6mol 1L -⋅的盐酸与等体积的1L mol 4.0-⋅的NaOH 溶液混合后溶液的（ ）
A. 2pH =
B. 2.0pH =
C. 1L mol 2.0)H (c -+⋅=
D. 113L mol 101)OH (c ---⋅⨯=
分析：因为O H NaCl NaOH HCl 2+=+盐酸过量，剩余盐酸物质的量
mol
02.0L mol 4.0L 1.0L mol 6.0L 1.011=⋅⨯-⋅⨯=--混合液中
1
L mol 1.0L 1.0L 1.0mol 02.0)H (c -+
⋅=+=，所以1131414L mol 101.010)
H (c 10)OH (c ---+
--⋅===混。

答案：D
【模拟试题】
1. 纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前后两个量的大小关系为（ ）
A. 大于
B. 等于
C. 小于
D. 不能肯定
2. 如果25℃时℃100,10K 14w -=时12w 10K -=，这说明（ ）
A. 100℃时水的电离常数较大
B. 前者)H (c +较后者大
C. 水的电离过程是一个吸热过程
D. w K 和K 无直接关系
3. pH=5和pH=3的两种盐酸以1：2体积比混合，该混合液的pH 值为（ ）
A. 3.2
B. 4.0
C. 4.2
D. 5.0
4. 1L mol 6.0mL 100-⋅的盐酸与等体积1L mol 4.0-⋅的NaOH 溶液混合后溶液的（ ）
A. pH=2
B. pH=0.2
C. 1L mol 2.0)H (c -+⋅=
D. 113L mol 101)OH (c ---⋅⨯=
5. 下列关于强、弱电解质的叙述中，错误的是（ ）
A. 强电解质在溶液中完全电离，不存在电离平衡
B. 在溶液时导电能力强的电解质是强电解质，导电能力弱的电解质是弱电解质
C. 同一弱电解质的溶液，当温度、浓度不同时，其导电能力也不同
D. 纯的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电 6. 水的电离过程为O
H 2-++OH H ，在不同温度下其平衡常数为
1414101.2)35(K ,100.1)24(K --⨯=⨯=℃℃。

则下列叙述正确的是（ ）
A. )H (c +随着温度的升高而降低
B. 在35℃时，)OH (c )H (c -+>
C. 水的电离百分率)35()25(℃℃α>α
D. 水的电离是吸热的
7. 在25℃时，某溶液中由水电离出的L /mol 101)H (c 12-+⨯=，则该溶液的pH 可能是（ ）
A. 2
B. 7
C. 6
D. 12
8. 25℃的下列溶液中，碱性最强的是（ ）
A. 11pH =的溶液
B. 1L mol 12.0)OH (c --⋅=的溶液
C. 1L 中含有4g NaOH 的溶液
D. 110L mol 101)H (c --+⋅⨯=的溶液
9. 将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是（ ）
A. 水的离子积变大、pH 变小、呈酸性
B. 水的离子积不变，pH 不变、呈中性
C. 水的离子积变小、pH 变大、呈碱性
D. 水的离子积变大、pH 变小、呈中性
10. pH 相同的醋酸溶液和盐酸，分别用蒸馏水稀释至原体积的m 和n 倍，稀释后两溶液pH 仍相同，则m 和n 的关系是（ ）
A. n m =
B. n m >
C. n m <
D. 无法判断
11. 同一温度下，强电解质溶液a 、弱电解质溶液b 、金属导体c 三者的导电能力相同，若升高温度后，它们导电能力强弱的顺序是（ ）
A. c a b >>
B. c b a ==
C. b a c >>
D. a c b >>
12. pH=13的强碱溶液与2pH =的强酸溶液混合，所得混合液的11pH =，则强碱与强酸
的体积比是（ ）
A. 11：1
B. 9：1
C. 1：11
D. 1：9
13. 某地酸雨经检验知，除含有+H 、-OH 外，还含有+Na 、-Cl 、+
4NH 、-
24
SO ，其
浓度依次为L /mol 105.3]Cl [,L mol 107]Na [516----+⨯=⋅⨯=，L /mol 103.2]NH [54-+
⨯=，
L /mol 105.2]SO [624--
⨯=，则此酸雨的pH 是多少？
14. 某学生在测溶液的pH 时，先用蒸馏水润湿pH 试纸，然后用洁净玻璃棒蘸取待测液滴在pH 试纸上进行检测。

（1）该生的操作方法____________（填“正确”或“不正确”）。

（2）若不正确，说明理由，并分析是否一定产生误差__________。

（3）若用该生的操作方法分别测定)H (c +相等的42SO H 和COOH CH 3溶液的pH ，后果如何？
15. 室温时，将pH=5的42SO H 稀释10倍，=-
+)SO (c :)H (c 24________，将稀释后的溶液再稀释100倍，=-
+)SO (c :)H (c 24________。

16. 在a 、b 两支试管中，分别装上形态相同、质量相等的足量的锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。

（1）分析a 、b 两支试管中的现象：相同点是_________________________________。

不同点是________________________________________________________________。

原因是__________________________________________________________________。

（2）a ，b 两支试管中生成气体的体积开始是a_________b （>，<，=)，反应完结后生成气体的总体积是a=__________b （>b ，<，=)，原因是______________________。

17. 水的电离平衡线如图所示。

（1）若以a 点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100℃时，水的电离平衡状态到b 点，则此时水的离子积从_________增加到__________。

（2）将8pH =的2)OH (Ba 溶液与5pH =的稀盐酸混合，并保持100℃恒温，欲使混合溶液7pH =，则2)OH (Ba 与盐酸的体积比为_________。

18. 25℃时，若体积为a V 、a pH =的某一元强酸与体积为b V 、b pH =的某一元强酸混合，恰好中和，且已知b a V V <和b 5.0a =。

请填写下列空白：
（1）a 值可否等于3（填“可”或“否”）________，其理由是________________。

（2）a 值可否等于5（填“可”或“否”）________，其理由是________________。

（3）a的取值范围是多少？
.
.专业. 【试题答案】
1. C
2. AC
3. A
4. D
5. B
6. D
7. AD
8. B 9. D 10. B 11. A 12. D 13. pH=5
14. （1）不正确 （2）若原溶液显酸性或碱性时，pH 试纸用水润湿，则相当于把原溶液稀释，使溶液)H (c +、)OH (c -发生变化，则一定产生误差。

当原溶液呈中性时，不会产生误差（3）测得COOH CH 3的pH 小于42SO H 的pH
15. 2：1；20：1
16. （1）都产生气泡；Zn 溶解；试管a 产生气泡快，且Zn 溶解速度快；HCl 电离完全，COOH CH 3只能部分电离，盐酸中的)H (c +大于醋酸溶液中的)H (c +
（2）>；=；虽然试管a 中的)H (c +大于试管b 中的)H (c +，但酸的物质的量相同，随着反应的进行，COOH CH 3溶液中的COOH CH 3中的+H 将逐渐电离出来
17. （1）1410-；1210- （2）2：9
18. （1）否；若3a =，则6b =，溶液显酸性，与题意不符，故a 3≠
（2）否；若5a =，15a L mol 10)H (c --+⋅=，则14b L mol 10)OH (c ,10b ---⋅==，1)H (c )OH (c V V a
b b a >=+-，不符合题意，故5b ≠ （3）3
14a 27<<。