水的电离和溶液的PH

水的电离和溶液的PH
考点跟踪解读
考点1. 水的电离和水的离子积
⑴水的电离方程式：H2O H+＋OH－；△H＞0 。

25℃时，c(H+)＝c(OH－)＝1×10－7 mol /L
水的离子积：Kw＝c(H+)·c(OH－)＝1×10－14（25℃）
理解Kw时要注意以下几点：
①Kw只与温度有关，因为水的电离过程是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，Kw 也增大。

如：
100℃时，Kw＝1×10－12
②Kw不仅适用于纯水，还适用于酸或碱的稀溶液。

无论哪种溶液均存在：c(H+)H2O＝c(OH －) H
2O
如酸性溶液中：[c(H+)H2O＋c(H+)酸]·c(OH－) H2O＝Kw
如碱性溶液中：[c(OH－)H2O＋c(OH－)碱]·c(H+) H2O＝Kw
【考题】（全国高考）室温下，在PH＝12的某溶液中，由水电离出的c(OH－)为：
A. 1. 0×10－7mol /L
B. 1. 0×10－6mol /L
C. 1. 0×10－2mol /L
D. 1. 0×10－12mol /L
解析：PH＝12的溶液为碱性溶液，其中c(H+)总＝1. 0×10－12mol /L，c(OH－)总＝1. 0×10－2mol /L 。

但溶液呈碱性OH－的来源有两种可能性：一是碱电离的（加入碱），二是水电离的（加入水解呈碱性的盐），但溶液中的H+全部都是由水电离的。

如果是碱溶液，则c(OH －) H
＝c(H+)H2O＝1. 0×10－12mol /L；如果是盐溶液，由于盐自身不会产生OH－，则溶液2O
中OH－全部都是由水电离出的。

答案：CD
【变式训练1】（上海高考）常温下，把1mL 0. 1mol /L的H2SO4加水稀释制成2L溶液，此溶液中由水电离产生的H+浓度为：
A. 1×10－4mol /L
B. 1×10－8mol /L
C. 1×10－11mol /L
D. 1×10－10mol /L
⑵影响水电离的因素
⑴酸或碱：在纯水中加入酸或碱，均能使水的电离平衡左移，从而抑制了水的电离；此时若温度不变，c(H+)发生改变，PH也随之而变；若加入酸，则c(H+)增大，PH减小。

⑵温度：由于水的电离是吸热过程，若升温将促进水的电离，故平衡正向移动，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，虽然此时PH＜7，仍显中性。

⑶加入易水解的盐：在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液呈酸性还是呈碱性，均促进了水的电离，但只要温度不变，Kw就不变。

⑷其它因素：如果向水中加入活泼金属，由于金属与水电离出的H+直接作用，因而促进了水的电离平衡向电离方向移动。

【考题】常温下某溶液中，由水电离出的c(H+)＝1×10－12 mol /L ，则该溶液的PH应为：A. 12 B. 7 C. 6 D. 2
解析：因为由水电离出的c(H+)＝1×10－12 mol /L＜1×10－7 mol /L ，所以该溶液中加入了能抑制水电离的物质，它可能是酸或碱溶液。

如果是酸溶液，则答案选D；如果溶液呈碱性，则答案选A。

答案：A D
【变式训练2】PH均为5的NH4Cl溶液和HCl溶液，其中由水电离出来的c(H+)分别为x mol
/L 和
ymol /L ，则x 与y 的关系正确的是：
A. x ＝y
B. y ＞x C . x ＞y D. 不能确定
考点2. 溶液的酸碱性和PH
⑴溶液酸碱性的实质： ＞ 酸性
c(H +) ＝ c(OH －) 中性
＜ 碱性
【考题】往100 mL 1mol /L 的CH 3COOH 溶液中加入一定量的NaOH 后，溶液中c(CH 3COO
－)＝c(Na +)，则混合后的溶液应该呈：
A. 酸性
B. 中性
C. 碱性
D. 无法确定酸碱性
解析：由电荷守恒可知，溶液中必定存在：c(CH 3COO －)＋c(OH －)＝c(Na +)＋c(H +)。

由于
c(CH 3COO －)＝c(Na +)，所以c(OH －)＝c(H +)，溶液应该呈中性。

答案：B
【变式训练3】（黄冈模考）下列溶液一定显酸性的是：
A. 含有H + 的溶液
B. 能使酚酞显无色的溶液
C. PH ＜7的溶液 D . c(OH －)＜c(H +)的溶液
⑵PH ：溶液中H +浓度的负对数值叫做PH ，即PH ＝－lg c(H +) 。

它只适用于稀溶液的
PH 计算，即
0≤PH ≤14，PH ＝7呈中性；PH ＜7时呈酸性，且数值越小酸性越强；PH ＞7时呈碱性，
且数值越大碱性越强。

可直观表示为：
⑶常用酸碱指示剂及其变色范围
【考题】重水D 2O 中c(D +)＝4×10－8 mol /L ，可以用PH 一样的定义来规定PD ＝－lg c(D +)，
下列关于PD 的叙述中正确的是：
A. 中性溶液中PD ＝7
B. 在1L D 2O 中溶解0. 01mol NaOD 固体(设溶解后溶液的体积为1L)，其PD ＝12
C. 在1L D 2O 中溶解0. 01mol DCl 气体(设溶解后溶液的体积为1L)，其PD ＝2
D. 在100mL 0. 25mol /L 的DCl 的重水溶液中加入50mL 0. 2mol /L NaOD 的重水溶液，其
PD ＝2
解析：答案A 显然是错误的；因为重水D 2O 中c(D +)＝4×10－8 mol /L
，所以此时Kw ＝1. 6
×10－15，根据PH 题目的“解题思路”，由于B 答案中混合后溶液呈碱性，所以应该首先计
算混合后的c(OD －)，然后再根据此时的Kw 计算c(D +)。

B 中c(OD －)＝0. 01mol /L ，则c(D +)
＝1. 6×10－13 mol /L ；D 中混合后酸过量，则c(D +)余＝0. 1 mol /L ，所以BD 也是错误的。

答案：B
【变式训练4】PH ＝13的强碱溶液与PH ＝2的强酸溶液混合，所得混合溶液的PH ＝11，
则强碱与强酸的体积比：
A. 11∶1
B. 9∶1
C. 1∶11 D . 1∶9
考点3. 理解PH有关内容请注意以下几方面的问题：
⑴PH试纸的使用：PH试纸在测定溶液的酸碱性实验时，事先不能用蒸馏水湿润，而是用干燥的玻璃棒蘸取待测液，将其滴到PH试纸的中心，然后再与比色卡比较，即可测定出溶液的PH。

⑵PH计算题目的一般思路（强酸和强碱）：
一定体积、一定浓度的强酸与一定体积、一定浓度的强碱混合后，在计算混合后溶液的PH时，要先看它们是否恰好中和。

①若恰好中和，则混合后溶液的PH＝7 ②若混合后酸
过量，则先计算c(H+)余，然后将其取负对数，即可求出PH ③若混合后碱过量，则先计算c(OH－)余，然后根据该温度下的Kw即可求算出此时的c(H+)，再将其取负对数，即可求出PH 。

【考题】有一同学在实验室测量某溶液PH实验时，他首先用蒸馏水湿润PH试纸，然后用纯净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。

⑴该学生的操作方法是否正确（填“是”或“否”），理由是；分析此操作过程（填“一定”或“不一定”）会产生误差，理由是。

⑵若用此方法分别测定c(H+)相等的H2SO4和H2SO3溶液的PH，结果会怎样？
解析：在用PH试纸测定溶液的PH时，不能事先用蒸馏水湿润，这是中学化学中唯一不能事先用蒸馏水湿润的试纸，显然如果试纸湿润后“相当于”对溶液起了稀释作用。

答案：⑴否，如果溶液不呈中性，则H+或OH－均被稀释，测出的结果必定会产生误差；不一定，因为溶液呈中性时，则不产生误差。

⑵测得的PH H2SO3较H2SO4小，因为在稀释过程中H2SO3继续电离出H+，使其溶液中c(H+)较H2SO4的c(H+)大。

【变式训练5】下列试纸中，在测定溶液的性质时，预先不能用蒸馏水湿润的是：
A. 石蕊试纸
B. 醋酸铅试纸
C. KI淀粉试纸
D. PH试纸
考点4. 有关PH（酸）＋PH（碱）＝14的问题
⑴PH(酸)＋PH(碱)＝14的含义：酸电离出的H+的物质的量浓度等于
．．碱电离出OH－的物质的量浓度。

⑵PH(酸)＋PH(碱)＝14的运用：①若PH(酸)＋PH(碱)＝14的强酸和强碱，等体积
．．．混合后
呈中性
．．
②若PH(酸)＋PH(碱)＝14的强酸和弱碱，等体积
．．③若PH(酸)＋PH(碱)＝
．．．混合后呈碱性
14的弱酸和强碱，等体积
．．。

．．．混合后呈酸性
【考题】现有PH＝a的盐酸和PH＝b的氨水溶液，已知a＋b＝14。

将两种溶液等体积混合，则混合后的溶液最终应该呈：
A. 酸性
B. 中性
C. 碱性
D. 无法确定酸碱性
解析：因为a＋b＝14，所以酸电离出的H+的物质的量浓度等于
．．碱电离出OH－的物质的量浓度。

又因为酸为强酸，已全部电离；而碱为弱碱，只部分电离，即混合后氨水过量很多，溶液应该呈碱性。

答案：C
【变式训练6】现有PH＝a的醋酸和PH＝b的NaOH溶液。

将两种溶液等体积混合，则混合后的溶液最终呈中性，则a＋b的大小关系为：
A. 等于14
B. 小于14
C. 大于14
D. 无法确定
考点5. 强酸和强碱混合呈中性的体积比的计算
若v 1 mL PH ＝a 的HCl 与v 2 mL PH ＝b 的NaOH 混合后呈中性，则有： ＝10(a+b)－14
（常温）
【考题】（03武汉模考）某温度时，水的离子积常数Kw ＝10－13，将此温度下PH ＝11的
Ba(OH)2溶液a L 与PH ＝1的硫酸溶液b L 混合。

设混合溶液体积为两者之和，所得固体
体积忽略不计。

⑴若所得混合溶液为中性，则a ∶b ＝ ，生成沉淀的物质的量为 （用
a 或
b 表示）。

⑵若a ∶b ＝9∶2，则所得溶液PH ＝ ，该混合溶液最多能够溶解
铁粉质量 g 。

解析：此题牵涉到酸与碱混合中和反应的问题。

由强酸与强碱混合呈中性的计算规律不难
得出：
b ∶a ＝10(1+11)－Kw ＝10－1＝1∶10 ，由于此时酸与碱恰好中和，所以生成程度的质量为0. 1b
mol 或者是
0. 01a mol 。

由于a ∶b ＝10∶1时混合呈中性，所以a ∶b ＝9∶2混合时应该呈酸性，故发
生反应后的H +的浓度：c(H +)＝（2×10－1－9×10－2）∶（9＋2）＝10－2 ，故PH ＝2 。

答案：⑴10∶1 ，0. 1b mol 或者是0. 01a mol ⑵2 ， 0. 28(a + b)
【变式训练7】（全国高考）25℃时，若体积为Va 、PH ＝a 的某一元强酸与体积为Vb 、PH
＝b 的某一元强碱混合，恰好中和，且知Va ＜Vb 和a ＝0.5b ，请回答：
⑴a 值可否等于3 （填“可”或“否”），其理由。

⑵a 值可否等于5 （填“可”或“否”），其理由。

⑶a 的取值范围 。

能力过关检测
1（04全国高考）物质的量浓度相同的下列溶液中，符合按PH 由小到大顺序排列的是：
A. Na 2CO 3 NaHCO 3 NaCl NH 4Cl
B. Na 2CO 3 NaHCO 3 NH 4Cl NaCl
C . (NH 4)2SO 4 NH 4Cl NaNO 3 Na 2S D. NH 4Cl (NH 4)2SO 4 Na 2S NaNO 3
2（04上海高考）常温下，向PH ＝2的硫酸中加入等体积的下列溶液后，再滴入几滴甲基
橙试液，溶液变为红色，该溶液可能是：
A. PH ＝12的Ba(OH)2溶液
B. PH ＝12的氨水
C . 0. 005mol /L 的NaOH
D . 0. 005mol /L 的BaCl 2
3（04全国高考）将0. 1mol /L 醋酸溶液加水稀释，下列说法中正确的是：
A. 溶液中c(H +)和c(OH －)都减小
B. 溶液中c(H +)增大
C. 醋酸电离平衡向左移动 D . 溶液的PH 增大
4（04全国高考）若1体积硫酸恰好与10体积PH ＝11的氢氧化钠溶液完全反应呈中性，
则硫酸与氢氧化钠的物质的量浓度之比应为：
A. 10∶1 B . 5∶1 C. 1∶1 D. 1∶10
5. 将10mL 0. 21mol /L 的HCl 和10mL 0. 10mol /L 的Ba(OH)2溶液混合，再用水稀释至
5L ，取出10mL 溶液，再滴入几滴甲基橙试剂，则溶液显示的颜色是：
A. 蓝色 B . 红色 C. 黄色 D. 橙色
6. 在一定体积未知浓度的Ba(NO 3)2溶液中，逐渐加入PH ＝1的稀硫酸，至溶液中Ba 2+恰
好完全沉淀时，测得溶液的PH ＝2。

若忽略两溶液混合时体积的变化，则稀硫酸溶液与
Ba(NO 3)2溶液的体积之比是：
v 2 v 1
A. 1∶10
B. 1∶9
C. 10∶1
D. 9∶1
7. 25℃时，往V mL PH＝a的盐酸中加入PH＝b的NaOH溶液10 V mL时，溶液中Cl－的物质的量恰好等于Na+的物质的量，则此时a＋b的值为：
A. 13
B. 14
C. 15
D. 不能确定
8（02广东高考）室温时，0. 01mol /L的某一元弱酸中，已发生电离的弱酸分子数约占原弱酸分子总数的1％，则下列说法中正确的是：
A. 上述弱酸溶液的PH＝4
B. 加入等体积0. 01mol /L的氢氧化钠溶液后，所得溶液的PH＝7
C. 加入等体积0. 01mol /L的氢氧化钠溶液后，所得溶液的PH＞7
D. 加入等体积0. 01mol /L的氢氧化钠溶液后，所得溶液的PH＜7
9. 下列说法正确的是：
A. 100mLPH＝3的盐酸和醋酸溶液，与足量锌粒反应时，起始时二者产生氢气的速率基本相等
B. 100mL 1mol /L的盐酸和50mL 2mol /L的盐酸分别与足量的锌粒反应，放出氢气的速率和质量均相等
C. 100mL PH＝3的盐酸和醋酸溶液，与足量锌粒反应后，所得氢气的质量相等
D. 100mL0. 1mol /L的硫酸和盐酸，分别与足量锌粒反应，前者放出氢气的质量是后者的2倍
10（全国高考）在室温下，等体积的酸和碱溶液混合后的PH一定小于7的是：
A. PH＝3的硝酸与PH＝11的氢氧化钾溶液
B. PH＝3的盐酸与PH＝11的氨水
C. PH＝3的硫酸与PH＝11的氢氧化钠溶液
D. PH＝3的醋酸与PH＝11的氢氧化钡溶液
11. 酸雨是过度燃烧煤和石油，生成硫、氮的氧化物，溶于水生成硫酸和硝酸的缘故，某次雨水分析数据如下：c(SO42－)＝2. 6×10－5mol /L，c(Cl－)＝8. 0×10－6mol /L，c(NH4+)＝3. 0×10－6mol /L ，
c(Na+)＝1. 0×10－6mol /L ，c(NO3－)＝2. 4×10－5mol /L，则此次酸雨的PH最接近于（lg8＝0. 9）：
A. 6. 5
B. 5
C. 4
D. 4. 5
12. 常温下，把氨水滴加到盐酸中，当c(NH4+)＝c(Cl－)时则：
A. 混合溶液的PH大于7
B. 混合溶液的PH等于7
C. 氨水和盐酸的物质的量相等
D. 混合溶液还能再中和盐酸
13. 在25℃时，有PH＝x的盐酸和PH＝y的NaOH溶液，取Va L该盐酸同该NaOH溶液中和，需要Vb L的NaOH溶液，问（题目中x≤6，y≥8）：
⑴若x＋y＝14，则Va /Vb＝（填数值）；⑵若x＋y＝13，则Va /Vb＝（填数值）；
⑶若x＋y＞14，则Va /Vb＝（填表达式），且Va Vb（填＞、＜或＝）；
⑷盐酸和NaOH溶液完全中和，则两溶液PH满足的关系为。

14. 选用下列试剂：甲基橙试液，酚酞试液，稀醋酸，稀盐酸，醋酸钠晶体，烧碱，蒸馏水等。

请设计两种方法证明醋酸是一种弱电解质（要求回答实验步骤，所用试剂和产生的现象）。

方法一：。

方法二：。

15. 向50 mL 0. 018 mol /L的AgNO3溶液中加入50mL 0. 020 mol /L的盐酸，生成沉淀。

如果溶液中c(Ag+)、c(Cl－)的乘积是一个常数：Ksp＝c(Ag+)·c(Cl－)＝1. 0×10－10(mol /L)2。

试求：
⑴沉淀生成后溶液中c(Ag+)为。

⑵沉淀生成后的溶液的PH是。

16.常温下，有一PH＝12的NaOH溶液100 mL，若将其PH变为11（设溶液的体积可直接相加；计算结果保留到小数点后一位数字）。

⑴若用PH＝10的NaOH溶液，需加入mL 。

⑵若用PH＝2的盐酸，需加入mL 。

⑶若用0. 01 mol /L的CH3COOH溶液V1 mL，则V1的取值。

⑷若用PH＝2的任意一元酸HA溶液V2 mL，则V2的取值。