2020年高考各科总复习考点一遍过讲义考点45 溶液的酸碱性及pH-备战2020年高考化学考点一遍过

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考点45 溶液的酸碱性及pH

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一、溶液的酸碱性与pH

1.溶液的酸碱性(25 ℃时)

溶液的酸碱性 c(H+)与c(OH) 比较 c(H+)大小 pH
酸性溶液 c(H+)>c(OH) c(H+)>1×10-7mol·L-1 <7
中性溶液 c(H+)=c(OH) c(H+)=1×10-7mol·L-1 =7
碱性溶液 c(H+)<c(OH) c(H+)<1×10-7mol·L-1 >7

提醒:pH=7或c(H)=10-7 mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7或c(H)=10-7 mol·L-1溶液呈中性,100 ℃时pH=6或c(H)=1×10-6 mol·L-1呈中性。

2.溶液的pH

(1)定义:pH=−lg c(H+)。

(2)pH 与溶液的酸碱性的关系

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①25 ℃,纯水的pH=7,溶液呈中性;pH<7的溶液呈酸性;pH>7的溶液呈碱性。

②pH表示溶液的酸碱性及其强弱:25 ℃时,pH(<7)越小,溶液的酸性越强; pH(>7)越大,溶液的碱性越强。

(3)pH的适用范围

常温下,当溶液的酸碱性用pH表示时,一般情况下,1×10−14 mol·L−1<c(H+)<1 mol·L−1,即14>pH>0。pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1 mol·L−1;pH=14的溶液中并非无OH,而是c(OH)=1 mol·L−1

c(H+)>1 mol·L−1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH)直接表示溶液的酸碱性更方便。

注意:(1)未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100 ℃时,pH=6为中性溶液。

(2)溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=−lgc(OH)。因为常温下,c(OHc(H+)=10−14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。

3.pH的测定方法

(1)pH试纸法

pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读出数值。

pH试纸的种类:常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围为1~14或0~10,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或 0.3)。

(2)pH计法

常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。

(3)常用酸碱指示剂及其变色范围

指示剂 pH及变色范围
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石蕊 学科网 版权所有
酚酞 学科网 版权所有

注意:

(1)pH试纸不能伸入待测液中。

(2)pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。用pH试纸测定的是一个粗略结果。

(3)用广泛pH试纸测出溶液的pH是整数,而不会是3.1、5.2等小数。

二、溶液的酸碱性及pH的计算

1.溶液pH的计算

(1)类型方法

①单一溶液

溶液类型 相关计算
强酸(HnA) 设HnA的浓度为c mol/L,则c(H+)=nc mol/L,pH=−lgc(H+)=−lgnc
强碱[B(OH)n

溶液

设B(OH)n的浓度为c mol/L,则c(OH)=nc mol/L,c(H+)= mol/L,pH=−lgc(H+)=14+lgnc

②混合溶液

溶液类型 相关计算
两种强酸混合
两种强碱混合
强酸强碱混合 恰好完全反应 pH=7(25℃)
酸过量 c(H)=
碱过量 c(OH)=

(2)基本思路

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2.酸碱混合的有关规律

(1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃)

若混合前pH1+ pH2>14,则混合后溶液呈碱性,pH>7;

若混合前pH1+ pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH=7;

若混合前pH1+ pH2<14,则混合后溶液呈酸性,pH<7。

(2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25 ℃)

若pH1+ pH2=14,则V=V

若pH1+ pH2≠14,则。

(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱碱过量,pH>7。

(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱酸过量,pH<7。

注意事项

(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH+0.3;若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。

(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;异强混合看过量。若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH),再算c(H)及pH,或先算c(OH),再算pOH、pH。

三、溶液稀释时pH的变化规律

1.常温下酸、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 稀释后溶液pH
强酸 pH=a pH=a+n
弱酸 a<pH<a+n
强碱 pH=b pH=bn
弱碱 bn<pH<b

注:表中a+n<7,bn>7。

2.酸、碱的无限稀释规律

常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。

注意:

(1)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中的H(或OH)的数目(水电离出的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离平衡向右移动,溶液中H(或OH)的数目还会增多。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多

(2)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH的变化幅度大。

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考向一 溶液酸碱性的判断

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典例1 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是

A.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合

B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合

C.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合

D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合

【解析】A项,pH=3的醋酸中c(H)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH)=1×10-3 mol·L-1,由于醋酸为弱酸,则醋酸过量,在室温下等体积混合后,pH<7,正确;B项,pH=3的盐酸中c(H)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH)=1×10-3 mol·L-1,酸碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7,错误;C项,pH=3的盐酸中c(H)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误;D项,pH=3的硫酸中c(H)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误。

【答案】A

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1.为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg,则下列叙述不正确的是

A.中性溶液的AG=0

B.酸性溶液的AG>0

C.常温下0.1 mol·L−1氢氧化钠溶液的AG=−12

D.常温下0.1 mol·L−1盐酸的AG=−12

学科网 版权所有 溶液酸碱性判断时的易错提醒

(1)判断溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH)的相对大小,若c(H+)=c(OH),则溶液呈中性。

(2)pH=7或c(H+)=10−7mol·L−1的溶液不一定呈中性,因水的电离平衡与温度有关。常温时,pH=7呈中性;100 ℃时,pH=6呈中性。

(3)溶液中c(H+)越小,c(OH)越大,溶液的酸性越弱,碱性越强;溶液中c(H+)越大,c(OH)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱。

(4)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合

①两强混合

a.若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。

b.若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。

c.若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。

②一强一弱混合——“谁弱显谁性”

pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。

考向二 溶液pH的计算

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典例1 (1)已知T ℃,Kw=1×10-13,则T ℃________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在T ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则ab=________。

(2)25 ℃时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:

①若xy=14,则a/b=________(填数据);

②若xy=13,则a/b=________(填数据);

③若xy>14,则a/b=________________(填表达式)。

④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(xy)的关系式为________________(填表达式)。

【解析】(1)水的离子积常数随温度升高而增大,故T ℃>25 ℃;T ℃下,pH=11的氢氧化钠溶液,c(OH)为0.01 mol·L-1;pH=1的硫酸溶液c(H)=0.1 mol·L-1,混合后所得溶液的pH=10,=10-3ab=101∶9;

(2)pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,则有a×10xb×10-14+y;=10-14+xy,①xy=14,则=1;②xy=13,则=0.1;③xy>14,则=10-14+xy;④盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(xy)的关系式为xy=14+lg 。

【答案】(1)> 101∶9

(2)①1 ②0.1 ③10xy-14

xy=14+lg

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2.计算25 ℃时,下列溶液的pH。

(1)0.005 mol·L−1的H2SO4溶液;

(2)0.005 mol·L−1的Ba(OH)2溶液;

(3)0.1 mol·L−1的HA溶液[Ka(HA)=1×10−5];

(4)0.1 mol·L−1的MOH溶液(有1%的MOH已电离)。

3.求室温下,下列溶液的pH(忽略混合后溶液体积的变化,已知lg 2=0.3,lg 5=0.7)。

(1)pH=1的盐酸与等体积蒸馏水混合;

(2)pH=13的NaOH溶液与等体积蒸馏水混合;

(3)pH=13的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合;

(4)pH=1的盐酸与pH=3的盐酸等体积混合;

(5)pH=3的盐酸与pH=13的NaOH溶液等体积混合;

(6)pH=1的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合。

学科网 版权所有 溶液pH计算的方法与类型

(1)计算方法

①酸按酸c(H+):酸溶液→c(H+)→pH。

②碱按碱c(OH):碱溶液→c(OH)→c(H+)→pH。

③同强相混0.3——即25 ℃时两强酸等体积混合,pH=pH+0.3;两强碱等体积混合,pH=pH−0.3。

④异强相混看过量——强酸强碱混合先判断过量。

⑤无限稀释“7”为限——酸碱无限稀释,最终溶液都接近中性。

(2)混合溶液pH的计算类型(混合后溶液体积变化忽略)

①两种强酸混合:直接求出c(H+),再据此求pH。c(H+)= 。

②两种强碱混合:先求出c(OH),再据KW求出 c(H+),最后求pH。c(OH)=

③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH的浓度,最后求pH,c(H+)或 c(OH)= 。

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1.常温下0.1mol·L−1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是

A.将溶液稀释到原体积的2倍

B.加入适量的醋酸钠固体

C.加入等体积0.2 mol·L−1盐酸

D.加少量冰醋酸

2.将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为

A.9   B.10

C.11 D.12

3.常温下,pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知ba+2,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于

A.a-lg 2 B.b-lg 2

C.a+lg 2 D.b+lg 2

4.下图是对10mL一定物质的量浓度的盐酸用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的图像,依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的

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选项

溶液

A B C D
c(HCl)/mol·L-1 0.12 0.04 0.03 0.09
c(NaOH)/mol·L 0.04 0.12 0.09 0.03

5.室温下,有关pH计算结果一定正确的是

①强酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH=a+n

②弱酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH<a+n(a+n<7)

③强碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH=b−n

④弱碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH>b−n(b−n>7)

A.①② B.②③ C.③④ D.②④

6.下列说法中正确的是

A.25 ℃时NH4Cl溶液的Kw大于100 ℃时NaCl溶液的Kw

B.常温下,pH均为5的醋酸和硫酸铝两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104

C.根据溶液的pH与酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性

D.100 ℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性

7.常温下,关于溶液稀释的说法正确的是

A.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13

B.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,pH=5

C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H)=1×10-6 mol·L-1

D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6

8.在T ℃时,某NaOH稀溶液中c(H)=10a mol·L-1c(OH)=10b mol·L-1,已知ab=12。向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(T ℃),测得混合溶液的部分pH如下表所示:

序号 NaOH溶液体积 盐酸体积 溶液pH
20.00 0.00 8
20.00 20.00 6

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c

A.1          B.4

C.5 D.6

9.已知在100 ℃时水的离子积Kw=1×10-12(本题涉及溶液的温度均为100 ℃)。下列说法中正确的是

A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=2

B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液,pH=11

C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性

D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液100 mL

10.物质的量浓度相同的下列溶液: ①醋酸钠 ②硫酸 ③氯化钠 ④硫酸氢钠⑤氯化铵 ⑥氢氧化钠,按pH由小到大的顺序排列的是

A.②④⑤③⑥① B.④②⑤③①⑥

C.②④⑤③①⑥ D.⑥①③⑤④②

11.25 ℃时,0.1 mol·L-1的3种溶液:①盐酸、②氨水、③CH3COONa溶液。下列说法中,不正确的是

A.3种溶液中pH最小的是①

B.3种溶液中水的电离程度最大的是③

C.①与②等体积混合后溶液显酸性

D.①与③等体积混合后:c(Na)>c(Cl)>c(H)>c(CH3COO)>c(OH)

12.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是

序号
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸
pH 11 11 3 3

A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大

B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH)

C.V1 L④和V2 L②混合,若混合后溶液pH=7,则V1=V2

D.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>③>④

13.已知H2A为二元弱酸,室温下向100.0 mL 0.1 mol·L-1H2A溶液中加入不同质量的NaOH固体,pH变化如下表(不考虑溶液体积变化)。下列分析正确的是

m(NaOH)/g 0 0.4 0.8 1.2
pH 3.8 8.3 12.0 13.2

A.H2A第一步电离K1的数量级为10-8

B.上述过程中水的电离程度一直增大 学科网 版权所有

C.m(NaOH)=0.6 g时,c(Na)>c(A2-)>c(HA)>c(OH)>c(H)

D.若溶液中加NaOH至=100时,c(OH)>100 c(H)

14.常温下,两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是

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A.MOH是一种弱碱

B.在x点,c(M+)=c(R+)

C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)

D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH) 前者是后者的 10倍

15.(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mn,则mn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mn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mn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100倍,溶液的pH分别为mn,则mn的关系为________。

16.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:

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(1)95℃时,水的电离平衡曲线应为B,请说明理由______。

25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为______。

(2)95℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则ab之间应满足的关系是______。

(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1α2表示,则α1______α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”)。

(4)曲线B对应温度下,将0.02mol/LBa(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH=________。

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1.[海南]0.1 mol下列气体分别与1 L 0.l mol·L−1的NaOH溶液反应,形成的溶液pH最小的是

A.NO2 B.SO2 C.SO3 D.CO2

2.[新课标Ⅰ]浓度均为0.10 mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,下列叙述错误的是

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A.MOH的碱性强于ROH的碱性

B.ROH的电离程度:b点大于a点

C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH)相等

D.当=2时,若两溶液同时升高温度,则增大

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变式拓展

1.【答案】D

【解析】中性溶液,c(H+)=c(OH),故lg=lg 1=0,A正确;酸性溶液,c(H+)>c(OH),故AG>0,B正确;0.1 mol·L−1 NaOH溶液,AG=lg=lg=−12,C正确;0.1 mol·L−1 HCl溶液,AG=lg=lg=12,D不正确。

2.【答案】(1)2 (2)12

(3)3 (4)11

【解析】(1)c(H+)=0.005 mol·L−1×2=0.01 mol·L−1,pH=2。

(2)c(OH)=0.005 mol·L−1×2=0.01 mol·L−1c(H+)= mol·L−1=1×10−12 mol·L−1,pH=12。

(3)设溶液中的c(H+)=x mol·L−1

由HA 学科网 版权所有 H++A

0.1−x x x

知=1×10−5,由于Ka(HA)很小,则0.1−x≈0.1,故x=1×10−3,即pH=3。

(4)c(OH)=0.1 mol·L−1×1%=1×10−3 mol·L−1c(H+)= mol·L−1=1×10−11 mol·L−1,即pH=11。

3.【答案】(1)1.3 (2)12.7 (3)12.7

(4)1.3 (5)12.7 (6)1.3

【解析】(1)c(H+)= =5×10−2 mol·L−1,pH=−lg(5×10−2)=1.3。

(2)c(OH)==5×10−2 mol·L−1c(H+)= mol·L−1=2×10−13 mol·L−1,pH=12.7。

(3)c(OH)=≈5×10−2 mol·L−1,则c(H+)= mol·L−1=2×10−13 mol·L−1,即pH=12.7。

(4)c(H+)= ≈5×10−2 mol·L−1,即pH=1.3。

(5)盐酸中:c(H+)=1×10−3 mol·L−1,NaOH溶液中:c(OH)=0.1 mol·L−1,故两溶液等体积混合后,NaOH过量,c(OH)= ≈5×10−2 mol·L−1即pH=12.7。

(6)盐酸过量,c(H+)≈=5×10−2 mol·L−1,即pH=1.3。

考点冲关

1.【答案】B

【解析】常温下0.1mol•L−1醋酸溶液的pH=a,当此溶液变为pH=(a+1)时,pH升高了,溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,c(H+)由mol/L变为mol/L。醋酸为弱酸,溶液中存在其电离平衡,可以加水稀释溶液使氢离子浓度减小,欲使溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,稀释后溶液体积必须大于原来的十倍。也可以加入可溶性醋酸盐使电离平衡逆向移动而使氢离子浓度减小。

A. 将溶液稀释到原体积的2倍 ,氢离子浓度肯定会大于原来的二分之一,所以A不正确; B. 加入适量的醋酸钠固体,可行,因为增大了溶液中醋酸根离子的浓度,醋酸的电离平衡逆向移动,所以B正确;C.因为盐酸是强酸,所以加入等体积0.2 mol•L−1盐酸后,c(H+)一定变大了,pH将减小;D. 加少量冰醋酸,增大了醋酸的浓度,酸性增强,pH减小,D不正确。本题选B。

点睛:首先要明确酸性溶液的pH变大时,表明溶液的酸性减弱了。pH增大1时,溶液中的氢离子溶液就会变为原来的十分之一。

2.【答案】C

【解析】将pH=1的盐酸加适量水,pH升高了1,说明所加的水是原溶液的9倍;另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后,pH升高了1,则10-1×1-10-1·x=10-2·(1+x),解得x=,则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶=11∶1。

3.【答案】B

【解析】两种溶液中c(OH)分别为10a-14 mol·L-1、10b-14 mol·L-1,等体积混合后

c(OH)==mol·L-1

pOH=(14-a)-lg 101+lg 2≈12-a+lg 2,pH=14-pOH=2+a-lg 2=b-lg 2。

4.【答案】D

【解析】结合图像可以知道,当NaOH溶液的体积为20mL,酸过量,pH=2,则c(H)= =0.01mol/L(1);当NaOH溶液的体积为30mL,溶液呈中性,恰好反应,即10c(HCl)=30c(NaOH)(2),由(1)(2)求计算得出c(HCl)=0.09mol/L、c(NaOH)=0.03 mol/L。故答案选D。

5.【答案】D

【解析】若为强酸时,pH=ac(H+)=10a mol·L−1,加水稀释到10n倍,稀释后c(H+)=10−(a+n) mol·L−1,则pH=n+a,但这时稀释程度不大;当a+n>7时,应考虑水的电离,此时pH≈7。若为强碱时,pH=b,则c(H+)=10b mol·L−1,即c(OH)=10−14+b mol·L−1,加水稀释到10n倍后,c(OH)=10−14+bn mol·L−1,换算成c(H+)=10nb mol·L−1,即pH=b−n。同理,稀释到很稀时,应考虑水的电离,此时pH≈7。弱酸与弱碱稀释时除考虑稀释因素外,还要考虑弱酸与弱碱在稀释过程中电离平衡的移动。

6.【答案】B

【解析】水的离子积常数只与温度有关,温度越高,Kw越大,A错误;醋酸中由水电离出的c(H)=溶液中的 c(OH)=10-9 mol·L-1,硫酸铝溶液中由水电离出的 c(H)=溶液中的c(H)=10-5 mol·L-1,B正确;C选项中未指明温度,无法判断溶液pH与酸碱性的关系,C错误;100 ℃时Kw=1×10-12,所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,D错误。

7.【答案】A

【解析】A项,c(OH)= mol·L-1=0.1 mol·L-1c(H)=1×10-13 mol·L-1,故pH=13,正确;B项,稀释100倍,ΔpH<2,故3<pH<5,错误;C项,稀释100倍,pH=6,c(H)H2O≈1×10-8 mol·L-1,错误;D项,稀释100倍,碱性溶液的pH>7,错误。

8.【答案】B

【解析】据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10-12,而不是1×10-14。通过①可知,此NaOH溶液中c(OH)=10-4 mol·L-1。由②可知,加入20 mL盐酸后溶液的pH=6,此时恰好完全中和。则c(H)==1×10-4 mol·L-1,则c=4。

9.【答案】A

【解析】A项,0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,pH=-lgc(H)=-lg0.01=2。此计算与Kw值无关,不要受Kw=1×10-12的干扰;B项,0.001 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH)=0.001 mol·L-1c(H)== mol·L-1=1×10-9 mol·L-1,pH=-lg(1×10-9)=9;C项,0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性,pH=6;D项,pH=3的H2SO4溶液c(H)=10-3 mol·L-1,pH=9的NaOH溶液,c(OH)=10-3 mol·L-1,二者完全中和,溶液的体积相等。

10.【答案】C

【解析】①醋酸钠为强碱弱酸盐,水解呈碱性;②硫酸是二元强酸,溶液呈酸性,且氢离子浓度是其酸浓度的2倍;③氯化钠为强酸强碱盐,溶液呈中性;④硫酸氢钠为强酸强碱的酸式盐,溶液显酸性,且氢离子浓度等于酸浓度;⑤氯化铵为强酸弱碱盐,水解呈酸性,因水解比较微弱,氢离子浓度远小于盐的浓度;⑥氢氧化钠为一元强碱,溶液呈碱性,且氢氧根的浓度等于其碱的浓度。综上所述:pH由小到大的顺序为②④⑤③①⑥。

点睛:溶液中氢离子浓度越大,则其pH越小,根据溶液的酸碱性以及利用盐类的水解程度来确定溶液的pH大小。当物质的量浓度相同时,溶液的pH:多元强酸的pH<一元强酸的pH<强酸弱碱盐的pH<强酸强碱盐的pH<强碱弱酸盐的pH<一元强碱的pH<多元强碱的pH。

11.【答案】D

【解析】盐酸呈酸性,氨水和CH3COONa溶液呈碱性,则pH最小的是盐酸,A正确;盐酸和氨水抑制水的电离,CH3COONa因发生水解而促进水的电离,故水的电离程度最大的是CH3COONa,B正确;等浓度、等体积的盐酸和氨水混合,二者恰好完全反应生成NH4Cl,由于NH发生水解而使溶液呈酸性,C正确;等浓度、等体积的盐酸和CH3COONa溶液混合,二者恰好完全反应生成CH3COOH和NaCl,由于Na、Cl均不发生水解,则有c(Na)=c(Cl),D错误。

12.【答案】D

【解析】A、醋酸、盐酸均呈酸性,醋酸钠呈碱性,两溶液加入醋酸钠后pH均增大,选项A正确;B、③中醋酸浓度大于②中氢氧化钠的浓度,二者等体积混合,醋酸过量导致溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH),选项B正确;C、盐酸为强酸,氢氧化钠为强碱,V1L④和V2L②混合,若混合后溶液pH=7,则V1=V2,选项C正确;D、加水稀释促进弱电解质一水合氨和醋酸电离,导致稀释后醋酸pH小于盐酸、氨水pH大于氢氧化钠,所以它们分别稀释10倍后,溶液的pH:①>②>④>③,选项D不正确。答案选D。

13.【答案】D

【解析】初始时,0.1 mol·L-1H2A溶液的pH=3.8,根据氢离子浓度的近似计算公式c(H)===10-3.8 mol·L-1,所以Kal=10-6.6,其数量级为10-7,A错误。初始时,0.1 mol·L-1H2A溶液对于水的电离一定是抑制,随着H2A逐渐被中和,转化为盐,则变成对水的电离产生促进,最后氢氧化钠过量,再对水的电离产生抑制,B错误。加入的氢氧化钠为0.6 g(0.015 mol)时,溶液为浓度相等的Na2A和NaHA混合溶液,由表中数据得到此时溶液一定显碱性,因为A2-的水解能力强于HA,且A2-水解得到HA,所以c(A2-)<c(HA),C错误。加入0.4 g氢氧化钠(0.01 mol)时,溶液为NaHA的溶液,pH=8.3,根据选项A的分析,Kal=10-6.6,而Ka2一定远小于Kal,即HA的电离很困难,所以此时溶液中的一定大于100。为了使溶液=100,应该加入一些氢氧化钠,此时溶液的pH一定高于8.3。考虑到溶液的pH=8时,c(OH)=100 c(H),所以pH>8时,一定有c(OH)>100 c(H),D正确。

14.【答案】C

【解析】本题考查了溶液的酸碱性与pH。由图可知,ROH开始的pH=13,稀释100倍pH=11,则ROH为强碱,而MOH开始的pH=12,稀释100倍pH=11,则MOH为弱碱。MOH开始的pH=12,稀释100倍pH=11,则MOH为弱碱,故A正确,不选。由ROH 学科网 版权所有 R++OH,MOH 学科网 版权所有 M++OH可知,在x点,c(OH)相等,则c(M+)=c(R+),故B正确,不选。稀释前,c(ROH)=0.1 mol/L,c(MOH)>0.01 mol/L,则c(ROH)<10c(MOH),故C错,选C。稀释前,ROH开始的pH=13,由水电离出的c(OH)=10−13 moL/L,MOH开始的pH=12,由水电离出的c(OH)=10−12 moL/L,则稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH)前者是后者的10倍,故D正确,不选。

15.【答案】(1)m<n (2)m>n (3)m<n (4)m>n

【解析】(1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 mol·L-1,盐酸中的c(H)>醋酸中的c(H),故m<n

(2)若稀释相同倍数,盐酸的pH仍比醋酸的小,故盐酸稀释的倍数大,故m>n

(3)稀释相同倍数,CH3COOH溶液的pH变化较小,故m<n

(4)稀释相同倍数,氨水的pH变化较小,故m>n

16.【答案】(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH)大 10∶1

(2)a+b=12 (3)小于 (4)10

【解析】本题考查水溶液中的电离和混合溶液pH的计算。(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH)大,故水的电离平衡曲线应为B;25℃时,所得混合溶液的pH=7,即氢离子和氢氧根物质的量相等。设氢氧化钠的体积为V,稀硫酸的体积为V2,有溶液中10−5V1=10−4V2,解得V1V2=10∶1。

(2)95℃时,由图可知水的离子积为10−12,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,即氢离子和氢氧根物质的量相等。同理可得ab之间应满足a+b=12。

(3)曲线A所对应的温度即25℃时,pH=2的HCl溶液c(H+)=10−2 mol/L,pH=11的某BOH溶液c(OH)=10−3 mol/L,故前者水的电离程度小于后者。

(4)曲线B对应温度即95℃时,0.02 mol/L Ba(OH)2溶液c(OH)=4×10−2 mol/L,等物质的量浓度的NaHSO4溶液c(H+)=2×10−2 mol/L,等体积混合后c(OH)=(4−2)×10−2 mol/L×=1×10−2 mol/L,故pH=12−2=10。

直通高考

1.【答案】C

【解析】A、NO2和NaOH溶液发生反应:2NO2+2NaOH 学科网 版权所有 NaNO3+NaNO2+H2O,二者恰好反应得到是NaNO3和NaNO2的混合溶液,该溶液中含有强碱弱酸盐,水溶液显碱性;B、SO2和NaOH溶液发生反应:SO2+NaOH 学科网 版权所有 NaHSO3,该物质是强碱弱酸盐,由于HSO3电离大于水解作用,所以溶液显酸性;C、SO3和NaOH溶液发生反应:SO3+NaOH 学科网 版权所有 NaHSO4,该盐是强酸强碱的酸式盐,电离是溶液显酸性,相当于一元强酸,酸性比NaHSO3强;D、CO2和NaOH溶液发生反应:CO2+NaOH 学科网 版权所有 NaHCO3,该物质是强碱弱酸盐,由于电离小于水解作用,所以溶液显减性。故溶液的酸性最强的是NaHSO4,溶液的酸性越强,pH越小,选C。

2.【答案】D

【解析】A、根据图像可知,0.1 mol/L MOH溶液的pH=13,说明MOH完全电离,为强电解质,而ROH溶液的pH<13,说明ROH为弱电解质,所以MOH的碱性强于ROH的碱性,正确;B、ROH为弱碱,溶液越稀越易电离,所以ROH的电离程度:b点大于a点,正确;C、两溶液无限稀释下去,最终的pH均为7,所以它们的氢氧根离子浓度相等,正确;D、当=2时,MOH溶液的pH=11,ROH溶液的pH=10,MOH溶液中不存在电离平衡,升高温度,对c(M+)无影响;而ROH溶液中存在电离平衡,升高温度,电离正向移动,则c(R+)浓度增大。综上所述,升高温度时比值减小,错误。

 

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