备战2021 高考化学 考点45 溶液的酸碱性及pH(解析版)

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备战2021 高考化学 考点45 溶液的酸碱性及pH(解析版)

考点 45 溶液的酸碱性及 pH 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+)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 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−1pH>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。 当 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(OH−)·c(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 甲基橙 石蕊 酚酞 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+)= 14 W 1.0 10 (OH ) K c nc    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 1 1 1 2 2 1 22 ( ) ( ) ( )( ) pH ( H H H H ) H c c V c Vc V Vc           强酸: 强酸: 两种强碱混合 1 1 1 2 2 1 22 wOH OH( ) ( ) ( )( ) ( ) ( )( ) OHOH H pH OHOH c Kc V c Vc c V V cc              强碱: 强碱: 强酸 强碱 混合 恰好完全 反应 pH=7(25℃) 酸过量 c(H+)= 1 1 2 2 1 2 H OH( ) ( ) pHc V c V V V     碱过量 c(OH−)= 2 2 1 1 1 2 wOH H H p( ) H OH ( ) ( ) ( ) Kc V c V c V V c          (2)基本思路 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 混>7; 若混合前 pH1+ pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH 混=7; 若混合前 pH1+ pH2<14,则混合后溶液呈酸性,pH 混<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 酸=V 碱; 若 pH1+ pH2≠14,则 2 1 pH 14 pH OH 10 H 10= c c V V     酸 碱 碱 酸 ( ) ( ) 1 2pH +pH 1410  。 (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 混>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 混<7。 注意事项注意事项 (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 小+0.3;若ΔpH≥2 的两 种强碱溶液等体积混合,pH=pH 大−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 倍 稀释后溶液 pH 酸 强酸 pH=a pH=a+n 弱酸 a7。 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。 考向一 溶液酸碱性的判断 典例 1 下列水溶液一定呈中性的是( ) A.pH=7 的溶液 B.c(H+)=1.0×10-7mol·L-1 的溶液 C.c(H+)=c(OH-)的溶液 D.pH=3 的酸与 pH=11 的碱等体积混合后的溶液 【答案】C 【解析】A、Kw 受温度的影响,升高温度,Kw 增大,因此 pH=7 不一定显中性,故错误; B、Kw 受温度的影响,升高温度,Kw 增大,因此 c(H+)=1×10-7mol·L-1,溶液不一定显中性,故错误; C、判断溶液酸碱性的可靠依据是氢离子和氢氧根离子浓度的相对大小,c(H+)=c(OH-)的溶液显中性,故正 确; D、酸、碱不知道是强电解质还是弱电解质,故错误。 故选 C。 1.T℃时,NaCl 溶液中 c(H+)=1×10-6mol/L 。下列说法正确的是 A.该 NaCl 溶液显酸性 B.该 NaCl 溶液中 KW=1×10-12 C.该 NaCl 溶液中 c(OH-)> c(H+) D.该 NaCl 溶液 pH=7 【答案】B 【解析】在任何温度下,NaCl 溶液均为中性溶液,溶液中 c(OH-)= c(H+),现 T℃时,NaCl 溶液中 c(H+)=1×10-6mol/L ,此时溶液的 pH=6,水的离子积 KW=c(OH-)× c(H+)=1×10-12,则选项 B 正确,故答案为 为 B。 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 典例 2 (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 a∶b=________。 (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 x+y=14,则 a/b=________(填数据); ②若 x+y=13,则 a/b=________(填数据); ③若 x+y>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(x、y)的关系式为________________(填表达式)。 【答案】(1)> 101∶9 (2)①1 ②0.1 ③10x+y-14 ④x+y=14+lg a b 【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=10,0.01×a-0.1×b a+b =10-3,a∶b=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×10-x=b×10-14+y;a b =10-14+x+y,①x+y=14,则a b =1;②x+y=13,则a b =0.1;③x +y>14,则a b =10-14+x+y;④盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的 pH(x、y)的关系式为 x+y=14+lg a b 。 2.关于下列溶液混合后的 pH(忽略体积变化)说法不正确的是 A.25℃时,pH=2 的盐酸 pH=11 的烧碱溶液按体积比 1:9 充分反应后,溶液的 pH=4 B.25℃时,pH=2 和 pH=4 的盐酸溶液按体积比 1:10 充分混合后,溶液的 pH=3 C.25℃时,pH=3 的盐酸和 pH=3 醋酸溶液任意比例混合后,溶液的 pH=3 D.25℃时,pH=9 和 pH=11 的烧碱溶液等体积混合,pH=10 【答案】D 【解析】A. 25℃时,pH=2 的盐酸中氢离子浓度为 10-2mol/L,pH=11 的烧碱溶液中氢氧根离子浓度为 10-3mol/L,pH=2 的盐酸 pH=11 的烧碱溶液按体积比 1:9 充分反应后,混合溶液中氢离子为 2 3 410 mol / L 1L 10 mol / L 9L 10 mol / L1L 9L       ,pH=4,A 正确; B. 25℃时,pH=2 和 pH=4 的盐酸溶液按体积比 1:10 充分混合后,混合溶液中氢离子为 2 4 410 mol / L 1L 10 mol / L 10L 10 10 mol / L1L 10L        ,溶液的 pH=3,B 正确; C. 25℃时,pH=3 的盐酸和 pH=3 醋酸溶液任意比例混合后,氢离子浓度始终为 10-3mol/L,溶液的 pH=3,C 正确; D. 25℃时,pH=9 和 pH=11 的烧碱溶液等体积混合,混合液中氢氧根 5 3 410 mol / L 1L 10 mol / L 1L 5.05 10 mol / L1L 1L        ,氢离子浓度约为 2×10-11mol/L,pH=10.7,D 不正确; 1 .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 【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= 9 11 ,则 加入的水与 NaOH 溶液的体积比为 9∶ 9 11 =11∶1。 2.常温下,pH=a 和 pH=b 的两种 NaOH 溶液,已知 b=a+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 【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-)=10a-14 mol·L-1+10b-14 mol·L-1 2 = 101×10a-14 2 mol·L-1, pOH=(14-a)-lg 101+lg 2≈12-a+lg 2,pH=14-pOH=2+a-lg 2=b-lg 2。 3.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 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 【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 + )= 10 (HCl)-20 (NaOH) 30 c c =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。 4.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 pHb−n(b−n>7) A.①② B.②③ C.③④ D.②④ 【答案】D 【解析】若为强酸时,pH=a,c(H+)=10−a 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+)=10−b mol·L−1,即 c(OH−)=10−14+b mol·L−1,加水稀释到 10n 倍后,c(OH−)=10−14+b−n mol·L−1,换算成 c(H+)=10n−b 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。 5.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 【答案】A 【解析】A 项,c(OH-)=0.1×2 2 mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,故 pH=13,正确;B 项,稀释 100 倍,ΔpH<2,故 37,错误。 6.在 T ℃时,某 NaOH 稀溶液中 c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知 a+b=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 ① 20.00 0.00 8 ② 20.00 20.00 6 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则 c 为 A.1 B.4 C.5 D.6 【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+) = -4 -10.02L 10 mol L 0.02L   =1×10-4 mol·L-1,则 c=4。 7.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 【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-1,c(H+)= Kw c OH- =1×10-12 1×10-3 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。 8.某温度下,水的离子积约为 1×10-12,将 Va L pH=2 的硫酸溶液与 Vb L pH=11 的 NaOH 溶液混合,若 混合溶液的 pH=10,体积是(Va+Vb) L,则 Va∶Vb 为 ( ) A.2∶11 B.2∶9 C.11∶2 D.9∶2 【答案】D 【解析】水的离子积常数 Kw=10-12,即 PH=6 时,溶液呈中性,pH=2 的硫酸溶液中氢离子浓度═10-2mol/L, pH=11 的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度= 12 11 10 10   mol/L=0.1mol/L,混合溶液的 pH=10,溶液呈碱性,说明 氢氧化钠过量;混合溶液中氢氧根离子浓度= 12 10 10 10   mol/L=0.01mol/L,混合溶液中氢氧根离子浓度 =         n V V n OH H  酸 碱 = 0.1 0.01b a b a V V V V     =0.01mol/L,则 Va:Vb=9:2,故答案为 D。 9.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是 序号 ① ② ③ ④ 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 【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。 10.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 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c(HA-) c(A2-) =100 时,c(OH-)>100 c(H+) 【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+)= Kal×c= Kal×0.1=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-)8 时,一定有 c(OH-)>100 c(H+), D 正确。 11.(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 100 倍,溶液的 pH 分别为 m 和 n, 则 m 和 n 的关系为________。 【答案】(1)mn (3)mn 【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 mn。 (3)稀释相同倍数,CH3COOH 溶液的 pH 变化较小,故 mn。 12.已知水在 25℃和 95℃时,其电离平衡曲线如图所示: (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 a 与 b 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α1、 α2 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=________。 【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 V1 ,稀硫酸的体积为 V2,有溶液中 10−5V1=10−4V2,解得 V1∶V2=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 a 与 b 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 2 =1×10−2 mol/L , 故 pH=12−2=10。 1.[2015 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 【答案】C 【解析】A、NO2 和 NaOH 溶液发生反应:2NO2+2NaOH 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 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 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 NaHCO3, 该物质是强碱弱酸盐,由于 3HCO 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.[2015 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 0 lgV V 的变化如图所示,下列叙述错误..的是 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 0 lgV V =2 时,若两溶液同时升高温度,则 (M ) (R ) c c   增大 【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 0 lgV V =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 (M ) (R ) c c   比值减小,错误。 3.(2008·全国高考真题)常温下,取浓度相同的 NaOH 和 HCl 溶液,以 3∶2 体积比相混合,所得溶液的 pH 等于 12,则原溶液的浓度为 A.0.01mol·L-1 B.0.017mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.50mol·L-1 【答案】C 【解析】设 NaOH 和 HCl 的物质的量浓度均为 c,NaOH 和 HCl 溶液以 3:2 体积比相混合,体积分别为 3V、 2V,酸碱混合后 pH=12,则碱过量,剩余的氢氧根离子浓度为:c(OH−)=0.01 mol·L-1,则: c(OH−)= 2 5 3c V c V V   =0.01 mol·L-1,解得:c=0.05mol·L-1,正确,答案选 C。 4.(2007·全国高考真题)室温时,下列混合溶液的 pH 一定小于 7 的是 A.pH=3 的盐酸和 pH=11 的氨水等体积混合 B.pH=3 的盐酸和 pH=11 的氢氧化钡溶液等体积混合 C.pH=3 的醋酸和 pH=11 的的氢氧化钡溶液等体积混合 D.pH=3 的硫酸和 pH=11 的氨水等体积混合 【答案】C 【解析】A.一水合氨为弱电解质,溶液中只能部分电离出氢氧根离子,pH=3 的盐酸中氯化氢浓度为 0.001mol/L,而 pH=11 的氨水中一水合氨浓度远远大于 0.01mol/L,两溶液等体积混合后氨水过量, 溶液显示碱性,溶液的 pH 一定大于 7,错误;B.盐酸是强酸,氢氧化钡是强碱,完全电离,所以 pH =3 的盐酸和 pH=11 的氢氧化钡溶液等体积混合,二者恰好完全反应产生水,所以溶液的 pH=7,错 误;C.pH=3 的醋酸中,醋酸为弱电解质,醋酸的物质的量浓度大于 0.001mol/L,pH=11 的氢氧化 钠溶液中氢氧化钠的浓度为 0.001mol/L,两溶液等体积混合后醋酸过量,溶液显示酸性,溶液的 pH 一定小于 7,正确;D.一水合氨为弱电解质,溶液中只能部分电离出氢氧根离子,pH=3 的硫酸中硫 酸浓度为 0.001mol/L,而 pH=11 的氨水中一水合氨浓度远远大于 0.01mol/L,两溶液等体积混合后 氨水过量,溶液显示碱性,溶液的 pH 一定大于 7,错误;综上所述,答案为 C。
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