内容正文:
大单元四 第三单元 水溶液中的离子反应与平衡
第2讲 水的电离和溶液的pH
【高考考向预测】
水的电离和溶液pH考查水的电离平衡、水的离子积常数、酸碱及盐类对水电离的影响,涵盖pH计算、强弱酸碱稀释规律、酸碱中和后酸碱性判断,常结合图像、滴定情境命题;近三年必考,考频极高;预测2027年侧重混合溶液pH综合计算、水电离程度判断,强化特殊条件下离子浓度分析与稀释图像解读。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)25℃时,溶液加水稀释后,与的乘积变大。( )
【答案】错误
【详解】水的离子积常数,仅与温度有关,温度不变时数值恒定。本题温度始终为25℃,仅加水稀释溶液不会改变的大小,即与的乘积不变,因此题干表述错误。
2.(26-27高三·全国·一轮复习)由水电离出的的溶液:可大量共存。( )
【答案】正确
【详解】常温下纯水电离出的,题干中水电离出的,说明水的电离被抑制,溶液可能呈强酸性或强碱性,在强酸性或强碱性条件下,彼此不反应,也不与 或 反应,因此这些离子可以大量共存。
3.(25-26高二上·全国·课后作业)时,水的离子积,时水的离子积,则时水中的。( )
【答案】错误
【详解】水的电离方程式为。在纯水中,和的浓度始终相等。温度升高时,水的电离度增大,离子积Kw随之增大,35℃时Kw=2.1×10-14,此时c(H⁺)=c(OH⁻),两者浓度相等,因此结论是错误的。
4.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下水电离出的c(H+)·c(OH-)=1×10-20的溶液:Ba2+、Al3+、NO、Na+。( )
【答案】错误
【详解】常温下水的离子积常数。题干中水电离出的,远小于,说明水的电离被强烈抑制,溶液可能为强酸性或强碱性。在强酸性环境中Ba2+、Al3+、NO、Na+可共存;在强碱性环境中会与反应生成沉淀或,无法存在,其余离子(Ba2+、NO、Na+)可共存,故答案错误。
5.(25-26高二上·全国·课后作业)升高温度,若增大到,则纯水电离出的。( )
【答案】正确
【详解】水的电离是吸热过程,升高温度促进电离,Kw增大;纯水中H⁺和OH⁻浓度始终相等,Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)=c2(H⁺)。当Kw=10-12时,,故正确。
6.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下的溶液中,水电离出的氢离子数为。( )
【答案】错误
【详解】的溶液中,c(H+)=1×10-12mol/L,水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,没有给出溶液的体积,无法计算水电离出氢离子的个数,错误。
7.(25-26高三·全国·一轮复习)室温下,pH相同的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同。( )
【答案】错误
【详解】室温下pH的计算公式为,pH相同说明两种酸溶液的氢离子浓度相等。盐酸是一元强酸,完全电离时;硫酸是二元强酸,完全电离时。因此pH相同时,盐酸的物质的量浓度是硫酸的2倍,二者溶质的物质的量浓度并不相等,题干表述错误。
8.用广泛试纸测得某溶液的为。( )
【答案】错误
【详解】广范pH试纸只能读取1~14的整数,没有小数;因此用广范pH试纸测得某溶液的pH可能为3或4,不能为3.4,故错误。
9.(25-26高三·全国·一轮复习)时,的溶液中含有的的数目为。( )
【答案】错误
【详解】时,的溶液的pOH=2,氢氧根离子浓度为0.01mol/L,则有0.01mol,数目为,错误。
10.(25-26高三·全国·一轮复习)的盐酸和的醋酸溶液等体积混合后,溶液中的数目仍为。( )
【答案】错误
【详解】盐酸和醋酸溶液的体积未知,混合溶液体积也未知,无法计算氢离子数目,故错误。
【核心梳理●明考点】
考点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
水的电离
(1)电离平衡:水是一种极弱的电解质。
(2)电离方程式:H2O⇌H++OH-(水的电离是吸热过程)。
(3)水的离子积常数:
①表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14(25℃)。
②影响因素:只是温度的函数,温度不变Kw不变,温度升高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溶液。
(4)意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+、OH-,只要温度不变,Kw不变。
2.外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入
NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入
NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
加入Na2CO3(s)
右移
减小
增大
增大
不变
加入NH4Cl(s)
右移
增大
减小
增大
不变
3.Kw的应用
计算溶液中水电离的H+或OH-浓度
(1)任何温度,任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总是相等。
(2)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。
(3)当促进水的电离时(如盐的水解)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
【考点突破●明方向】
1.水的电离平衡曲线如图所示,回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系: 。
(2)在水中加少量酸,可实现A点向 点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈现 性。
(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,c水(H+)= mol·L-1。
【答案】(1)B>C>A=D=E (2)D (3)碱 (4)1×10-10
2.某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低? ,该温度下纯水中c(H+)= mol·L-1。
(2)若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,水电离的c水(H+)= mol·L-1。
【答案】(1)高 2×10-7
(2)8.0×10-9 8.0×10-9
3.在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为 ,曲线Ⅰ所代表的温度 (填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是
。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)为 mol·L-1。
【答案】(1)1×10-12 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小,由于水的电离过程是吸热过程,温度越高,水的离子积越大,故曲线Ⅱ代表的温度低 (2)10-10
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(2)填写空格
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
>7
2.溶液的pH及测定
(1)关系:pH=-lg c(H+)。
(2)范围:0~14。
(3)测定:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg c(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
3.酸、碱混合后溶液酸碱的判断
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
4.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
(1)若酸过量:
c混(H+)=
(2)若碱过量:
c混(OH-)=
最后根据pH=-lg c(H+),求pH。
5.25℃,强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时,二者的体积与pH的关系
(1)若pH酸+pH碱=14,浓度相等,V酸∶V碱=1∶1。
(2)若pH酸+pH碱>14,碱浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
(3)若pH酸+pH碱<14,酸浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
【考点突破●明方向】
1.在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw= 。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
【答案】(1)10-13 (2)①1∶10 ②10∶1
【解析】(1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH-)=0.01 mol·L-1,故Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,10-2·Vb=
10-13/10-12·Va,所以Va∶Vb=10-2∶10-1=1∶10。
②根据中和反应:H++OH-===H2O,则
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va,10-b·Vb=
10-13/10-a·Va,
所以Va/Vb=10-b/10a-13=1013-(a+b)=10,
即Va∶Vb=10∶1。
2.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合 。
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合 。
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合 。
(4)pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合 。
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合 。
【答案】(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
3.按要求计算下列各题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):
(1)pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合,混合溶液的pH= 。
(2)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 。
【答案】(1)10 (2)1∶4
【解析】(1)pH=3的硝酸溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,二者以体积比9∶1混合,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,混合溶液中c(OH-)==1×10-4 mol·L-1,则混合后c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,故pH=10。(2)pH=12的Ba(OH)2溶液中c[Ba(OH)2]=5×10-3 mol·L-1。设氢氧化钡溶液的体积为V1 L,硫酸氢钠溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n(S),由Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=5×10-3V1 mol,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
本讲感悟
疑点:
盲点:
【真题再现●明考向】
1.(2026·浙江·高考真题)已知:下,。。过量与充分反应至平衡,平衡时,不考虑反应前后溶液体积变化,下列说法正确的是
A. B.
C.平衡时,溶液呈弱碱性 D.
【答案】D
【详解】A.反应平衡常数 ,则,故A错误;
B.由平衡常数和条件 ,代入得 ,故B错误;
C.平衡时有,得氢氧根浓度为,由得氢离子浓度为,则pH ≈ 5.7,呈酸性,不是弱碱性,故C错误;
D.由反应计量关系:,生成 与 的关系为 ,则,平衡时,则,根据乙酸根物料守恒,初始乙酸浓度等于平衡时乙酸分子和乙酸根离子的浓度之和,则,故D正确;
故选D。
2.(2025·广西·高考真题)常温下,用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液:
I.硫酸酸化的溶液
Ⅱ.盐酸酸化的溶液
随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知:,;溶液中某离子的浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.d点水电离的
B.Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点
C.I中出现沉淀时的低于理论值,说明被氧化
D.g点的大于i点的
【答案】D
【分析】由知,完全沉淀时,加入的氢氧化钠量更少,完全沉淀时,加入的氢氧化钠更多,所需要的时间更长,故defg曲线为滴定盐酸酸化的溶液曲线,hi曲线为滴定硫酸酸化的 0.02 mol ⋅ L -1 FeSO4溶液的曲线。
【详解】A.由图可知,d点为盐酸酸化的溶液,pH=1.50,溶液中,,溶液中有部分会水解消耗部分水电离出的,故d点水电离的,故A正确;
B.Ⅱ中完全沉淀时c(),由得==,pH=14-11.2=2.80,f点pH=2.80,恰好为完全沉淀点,B正确;
C.Ⅰ中理论开始沉淀时,= ,则 pH≈14-7.3=6.7,若实际沉淀pH低于此值,说明存在更易沉淀的,即被氧化为,C正确;
D.由图可知,g点和i点溶液中铁离子均完全沉淀,均达到沉淀溶解平衡,由知,越大,越小,g点和i点的pH相同,则g点的等于i点的, D错误;
故答案选D。
3.(2025·浙江·高考真题)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,须加入过量浓,以确保N元素完全转化为
B.步骤Ⅱ,浓溶液过量,有利于氨的蒸出
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收,以甲基红(变色的范围:)为指示剂,用标准溶液滴定,经计算可得N元素的含量
D.尿素样品、样品的N元素含量均可按上述步骤测定
【答案】D
【分析】蛋白质中的N元素以氨基或酰胺基形式存在,在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下发生反应生成,再加入浓NaOH溶液让转化为NH3蒸出,NH3用一定量的盐酸吸收,多余的盐酸用标准NaOH溶液通过滴定测定出来,从而计算出N的含量。
【详解】A.步骤Ⅰ,加入过量浓,使蛋白质中的氨基和酰胺基全部转化为,确保N元素完全转化为,A正确;
B.根据+OH-NH3·H2ONH3+H2O,NaOH过量,增大OH-浓度有利于氨的蒸出,B正确;
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收后,过量的HCl用标准NaOH溶液滴定,反应后溶液中有NaCl和NH4Cl,终点显酸性,用在酸性范围内变色的甲基红为指示剂,C正确;
D.中的N元素在浓硫酸、K2SO4和催化剂CuSO4作用下不会转化为,不能按上述步骤测定,D错误;
答案选D。
4.(2024·广西·高考真题)常温下,用溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00mL浓度均为和溶液
Ⅱ.20.00mL浓度均为和溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知,下列说法正确的是
A.Ⅰ对应的滴定曲线为N线
B.点水电离出的数量级为
C.时,Ⅱ中
D.时,Ⅰ中之和小于Ⅱ中之和
【答案】D
【分析】溶液中加入40ml氢氧化钠溶液时,I中的溶质为氯化钠和醋酸钠,Ⅱ中的溶质为氯化钠和一水合氨,根据,醋酸根、铵根的水解程度小于醋酸、一水合氨的电离程度,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性更强,故I对应的滴定曲线为M,Ⅱ对应的滴定曲线为N;
【详解】A.向溶液中加入40ml氢氧化钠溶液时,I中的溶质为氯化钠和醋酸钠,Ⅱ中的溶质为氯化钠和一水合氨,氯化钠显中性,醋酸根和一水合氨在浓度相同时,一水合氨溶液的碱性更强,故I对应的滴定曲线为M,A错误;
B.根据分析可知a点的溶质为氯化钠和醋酸钠,醋酸根发生水解,溶液的pH接近8,由水电离的=,数量级接近,B错误;
C.当时,Ⅱ中的溶质为氯化钠、氯化铵、一水合氨,且氯化铵和一水合氨的浓度相同,铵根的水解,即水解程度小于一水合氨的电离程度,所以,又物料守恒,即,故,C错误;
D. 根据元素守恒,之和等于之和,根据图像,时,Ⅱ所加氢氧化钠溶液较少,溶液体积较小,故Ⅰ中之和小于Ⅱ中之和,D正确;
故选D。
5.(2024·贵州·高考真题)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
【答案】B
【详解】
A.硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠),但硼砂稀溶液中存在平衡:,且溶液中还存在的水解,故,A错误;
B.根据已知,硼酸遇水转换,其中的H+是由水提供的,B正确;
C.25℃时, ,,,因,,C错误;
D.的电离平衡常数为,的水解平衡常数,水解程度大于电离程度,显碱性,D错误;
故选B。
6.(2024·湖南·高考真题)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
【答案】D
【分析】结合起点和终点,向溶液中滴入相同浓度的溶液,发生浓度改变的微粒是Na+、、和;当,溶液中存在Na+、H+和,,随着加入溶液,减少但不会降到0,当,,随着加入溶液,会与反应而减少,当,溶质为,, , 很少,接近于0,则斜率为负的曲线代表;当时,中=,很小,随着加入溶液,溶质由变为和混物,最终为,增加的很少,而增加的多,当,溶质为,少部分水解,,斜率为正的曲线代表,即经过M点在下降的曲线表示的是浓度的改变,经过M点、N点的在上升的曲线表示的是浓度的改变。
【详解】A.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,此时仅存在HCOONa的水解,M点时仍剩余有未反应的NaOH,对水的电离是抑制的,故水的电离程度M<N,故A正确;
B.M点溶液中电荷守恒有,M点为交点可知,联合可得,故B正确;
C.当时,溶液中的溶质为,根据电荷守恒有,根据物料守恒,两式整理可得,故C正确;
D.N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa,甲酸根发生水解,因此及观察图中N点可知,,根据,可知,故D错误;
故答案选D。
7.(2022·浙江6月选考)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
【答案】C
【解析】醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度较小,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)<c(CH3COO-),A错误;C6H5ONa溶液中,C6H5O-离子水解出氢氧根离子,升温促进C6H5O-离子的水解,氢氧根离子浓度增大,pH变大,而氢氧化钠溶液升温促进水电离,pH变小,B错误;当pH=10.00时,c(H+)=1.0×10-10,Ka==
=1.0×10-10,故c(C6H5O-)=c(C6H5OH),C正确;C6H5ONa中的C6H5O-可以水解,会促进水的电离,D错误。
8.(2023·湖南卷改编)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH标准溶液滴定浓度均为 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η(η=)的变化曲线如图所示。
(1)d点对应的溶液中溶质为 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为 。
【答案】(1)NaCl、CH3COONa和NaOH (2)c>b>a
【解析】由滴定曲线可知,a点时NaOH溶液和HCl恰好完全反应生成NaCl和水,CH3COOH未发生反应,溶质成分为NaCl和CH3COOH;b点时CH3COOH反应掉一半,溶质成分为NaCl、CH3COOH和CH3COONa;c点时NaOH溶液与CH3COOH恰好完全反应,溶质成分为NaCl、CH3COONa;d点时NaOH过量,溶质成分为NaCl、CH3COONa和NaOH。
高考热点总结
【限时训练】
(60分钟)
基础落实
选择题只有1个选项符合题意
1.25 ℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl-、C、K+、Na+
B.N
C.Cu2+、S、Al3+、Cl-
D.N、Na+、Cl-、Ba2+
【答案】D
【解析】由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性或碱性。酸性条件下,碳酸根离子不能大量存在,A错误;酸性条件下,碳酸氢根离子不能大量存在,碱性条件下铵根离子和碳酸氢根离子不能大量存在,B错误;碱性条件下,铜离子和铝离子不能大量存在,C错误;N、Na+、Cl-、Ba2+和氢离子、氢氧根离子都不反应,可以共存,D正确。
2.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是( )
A.溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中,测其pH
【答案】D
【解析】因pH=-lg c(H+),所以pH越小,c(H+)越大,酸性越强,pH越大,c(H+)越小,则c(OH-)越大,碱性越强,A正确;在室温下,pH<7的溶液呈酸性,B正确;当c(H+)或c(OH-)小于1 mol·L-1时,使用pH表示其酸碱性更为方便,C正确;用pH试纸测溶液pH时,不能把pH试纸直接插入待测溶液中,正确的做法为取一小片pH试纸,放在洁净的表面皿上或玻璃片上,用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取数据,D错误。
3.常温下,设1 L pH=6的AlCl3溶液中由水电离出的H+的物质的量为n1 mol;1 L pH=6的盐酸中由水电离出的H+的物质的量为n2 mol,则为( )
A.0.01 B.1
C.10 D.100
【答案】D
【解析】AlCl3溶液中Al3+发生水解而使溶液呈酸性,AlCl3的水解促进了水的电离,由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则有n1=1×10-6 mol·L-1×1 L=1×10-6 mol。常温下,pH=6的盐酸中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,而HCl电离抑制水的电离,由水电离产生的c(H+)=1×10-8 mol·L-1,则有n2=1×10-8 mol·L-1×1 L=1×10-8 mol,故有=100。
4.某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9 D.99∶21
【答案】B
【解析】设稀硫酸的体积为a,NaOH溶液的体积为b,则10-3b-10-4a=10-5(a+b),a∶b=9∶1。
5.下列溶液一定显酸性的是( )
A.使酚酞变红的溶液
B.c(H+)>c(OH-)的溶液
C.pH=6的溶液
D.c水(OH-)=10-10 mol·L-1的溶液
【答案】B
【解析】使酚酞变红的溶液呈碱性,A错误;c(H+)>c(OH-)的溶液一定呈酸性,B正确;在不同温度下,水的离子积常数不同,所以pH=6的溶液不一定显酸性,C错误;在室温,若c水(OH-)=10-10 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能为酸性,也可能为碱性,D错误。
6.(2024·吉林长春模拟)在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列关于离子共存说法中正确的是( )
A.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、N
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、S
D.a点对应的溶液中大量存在:C、Na+、I-、Fe3+
【答案】A
【解析】d点氢离子浓度为10-7 mol·L-1,氢氧根离子浓度大于10-6 mol·L-1,此时溶液呈碱性,碱性溶液中Na+、K+、ClO-、Cl-相互之间不反应,能大量共存,A正确;b点溶液中氢离子浓度为10-6 mol·L-1,氢氧根离子浓度为10-8 mol·L-1,溶液呈酸性,酸性条件下,亚铁离子、氢离子、硝酸根离子能发生氧化还原反应,不能大量共存,B错误;c点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液呈中性,中性溶液中钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀而不能大量共存,C错误;a点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液呈中性,中性溶液中碘离子与铁离子发生氧化还原反应而不能大量共存,D错误。
7.某温度下,重水(D2O)的离子积Kw=1.6×10-15,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg c(D+)。下列说法错误的是( )
A.重水是极弱的电解质,将金属Na加入重水中,重水的电离程度减小
B.该温度下,重水的pD=8-2lg 2
C.该温度下,2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液中,加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD的重水溶液,充分反应后溶液的pD=1(忽略溶液体积的变化)
【答案】A
【解析】重水是极弱的电解质,存在电离平衡,D2OOD-+D+,Na与重水电离生成的D+反应生成D2,促进重水发生电离,从而使重水的电离程度增大,A错误;重水(D2O)的离子积Kw=1.6×10-15,则c(D+)=c(OD-)=4×10-8 mol·L-1,pD=-lg c(D+)=-lg (4×10-8)=8-2lg 2,B正确;2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液中,c(D+)=0.01 mol·L-1,pD=-lg 0.01=2,C正确;100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液和100 mL 0.2 mol·L-1的NaOD重水溶液混合时,DCl过量,所以c(D+)==0.1 mol·L-1,pD=1,D正确。
8.已知:pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-)。常温下,向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液,所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B.B点和D点水的电离程度相同
C.将滴加NaOH溶液改为滴加氨水,该图曲线不变
D.升高温度,滴定过程中pOH+pH>14
【答案】B
【解析】由题图可知,未滴加NaOH溶液时盐酸的pH=0,则c(H+)=1 mol·L-1,即c(HCl)=1 mol·L-1,最终pH=14,则c(OH-)=1 mol·L-1,由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液,相当于对原NaOH溶液进行稀释,故c(NaOH)>1 mol·L-1,A项错误;B点、D点水的电离均受到抑制,且由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-10 mol·L-1,B项正确;若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水,由于NH3·H2O为弱碱,而饱和氨水的pH约为12,故最终所得溶液pH不可能为14,C项错误;升高温度,水的离子积Kw增大,即c(H+)·c(OH-)>10-14,pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-),故pOH+pH<14,D项错误。
9.计算25 ℃时下列溶液的pH。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH= 。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH= 。
(3)0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)的pH= 。
(4)将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH= 。
(5)0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH= 。
【答案】(1)2 (2)11 (3)11 (4)9.7 (5)2
【解析】(1)c(H2SO4)=0.005 mol·L-1,c(H+)=2×c(H2SO4)=0.01 mol·L-1,pH=2。(2)c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-11 mol·L-1,pH=11。(3)c(OH-)=0.1×1% mol·L-1=10-3 mol·L-1,c(H+)=10-11 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=11。(4)两溶液等体积混合后,c(OH-)=×10-6 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1≈2.0×10-10 mol·L-1,pH≈9.7。(5)混合后c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,则pH=2。
能力提升
10.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(边界除外)任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.温度:T1<T2
D.XZ线段上任意点均有pH=7
【答案】D
【解析】温度越高,水的电离程度越大,电离出的c(H+)与c(OH-)越大,所以T2>T1,C项正确;XZ线段上任意点都有c(H+)=c(OH-),只有当c(H+)=10-7 mol·L-1时,才有pH=7,D项错误。
11.如图所示的酸碱溶液恰好完全中和,则下列叙述正确的是( )
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1>V2,则说明HA为强酸,HB为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH相等,故V1一定等于V2
D.若实验①中,V=V1,则混合溶液中c(Na+)=c(A-)
【答案】D
【解析】当HB为弱酸时,与NaOH溶液恰好完全中和,所得溶液的溶质为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,当HB为强酸时,与NaOH溶液恰好完全中和,所得溶液的溶质为强碱强酸盐,溶液呈中性,故实验②的混合溶液不可能呈酸性,A项错误;若V1>V2,则说明HA的酸性比HB的强,但不能证明HA是强酸,B项错误;pH均为2的两种酸溶液中氢离子浓度相同,由于酸的电离程度与其酸性强弱有关,若HA的酸性比HB的强,则V1>V2,反之,则V1<V2,若HA的酸性和HB的相同,则V1=V2,C项错误;V1=V说明HA为强酸,则所得混合溶液为中性,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)及中性溶液中c(H+)=c(OH-),可得混合溶液中c(Na+)=c(A-),D项正确。
12.25 ℃时,体积为Va、pH=a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b的某一元强碱溶液均匀混合后,溶液的pH=7,已知b=6a,Va<Vb,下列有关a的说法正确的是( )
A.a可能等于1 B.a一定大于2
C.a一定小于2 D.a一定等于2
【答案】C
【解析】由b=6a>7得a>,由混合溶液的pH=7得n(H+)=n(OH-),即Va×10-a=Vb×10b-14,得=10a+b-14;由于Va<Vb,即10a+b-14<1,得a+b-14<0,结合b=6a得a<2,综合知,<a<2,故选C项。
13.(1)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因:
。
②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的 倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸,常温下,=1.05×10-25,则H2O2的电离方程式为 ,
则该温度下1 mol·L-1的H2O2溶液的pH近似为 (不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
【答案】(1)①水的电离为吸热过程,升高温度有利于电离(压强对电离平衡影响不大) ②100
(2)H2O2H++H 6
【解析】(2),以第一步电离为主,则=1.0×10-12,c(H+)=1×10-6 mol·L-1,因而pH近似为6。
14.已知水在25 ℃和100 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。假设溶液混合后体积变化忽略不计,回答下列问题:
(1)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)100 ℃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对应的温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(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)10∶1 (2)a+b=14 (3)小于 (4)10
【解析】(1)25 ℃时,pH=9的NaOH溶液,c(OH-)=10-5 mol·L-1;pH=4的H2SO4溶液,c(H+)=10-4 mol·L-1;若所得混合溶液的pH=7,则c(OH-)·V(NaOH)=c(H+)·V(H2SO4)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH)∶V(H2SO4)=c(H+)∶c(OH-)=10∶1。(2)100 ℃时,水的离子积常数Kw=1×10-12。100体积pH=a的某强酸溶液中n(H+)=100×10-a mol=102-a mol,1体积pH=b的某强碱溶液中n(OH-)= mol=10b-12 mol。混合后溶液呈中性,102-a mol=10b-12 mol,2-a=b-12,所以a+b=14。(3)曲线A所对应的温度是25 ℃,pH=2的HCl溶液,c水(H+)=10-12 mol·L-1;pH=11的某BOH溶液中c水(H+)=10-11 mol·L-1;水电离产生的H+的浓度越大,水的电离程度就越大,则α1<α2。(4)混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.01 mol·L-1。由于该温度下水的离子积常数Kw=10-12,所以c(H+)=10-10 mol·L-1,所得混合溶液的pH=10。
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大单元四 第三单元 水溶液中的离子反应与平衡
第2讲 水的电离和溶液的pH
【高考考向预测】
水的电离和溶液pH考查水的电离平衡、水的离子积常数、酸碱及盐类对水电离的影响,涵盖pH计算、强弱酸碱稀释规律、酸碱中和后酸碱性判断,常结合图像、滴定情境命题;近三年必考,考频极高;预测2027年侧重混合溶液pH综合计算、水电离程度判断,强化特殊条件下离子浓度分析与稀释图像解读。
【双基自测●明考向】
1.(26-27高三·全国·一轮复习)25℃时,溶液加水稀释后,与的乘积变大。( )
2.(26-27高三·全国·一轮复习)由水电离出的的溶液:可大量共存。( )
3.(25-26高二上·全国·课后作业)时,水的离子积,时水的离子积,则时水中的。( )
4.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下水电离出的c(H+)·c(OH-)=1×10-20的溶液:Ba2+、Al3+、NO、Na+。( )
5.(25-26高二上·全国·课后作业)升高温度,若增大到,则纯水电离出的。( )
6.(25-26高三·全国·一轮复习)常温下的溶液中,水电离出的氢离子数为。( )
7.(25-26高三·全国·一轮复习)室温下,pH相同的盐酸和硫酸中,溶质的物质的量浓度相同。( )
8.用广泛试纸测得某溶液的为。( )
9.(25-26高三·全国·一轮复习)时,的溶液中含有的的数目为。( )
10.(25-26高三·全国·一轮复习)的盐酸和的醋酸溶液等体积混合后,溶液中的数目仍为。( )
【核心梳理●明考点】
考点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
水的电离
(1)电离平衡:水是一种极弱的电解质。
(2)电离方程式:H2O⇌H++OH-(水的电离是吸热过程)。
(3)水的离子积常数:
①表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14(25℃)。
②影响因素:只是温度的函数,温度不变Kw不变,温度升高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溶液。
(4)意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+、OH-,只要温度不变,Kw不变。
2.外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入
NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入
NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
加入Na2CO3(s)
右移
减小
增大
增大
不变
加入NH4Cl(s)
右移
增大
减小
增大
不变
3.Kw的应用
计算溶液中水电离的H+或OH-浓度
(1)任何温度,任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总是相等。
(2)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。
(3)当促进水的电离时(如盐的水解)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
【考点突破●明方向】
1.水的电离平衡曲线如图所示,回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系: 。
(2)在水中加少量酸,可实现A点向 点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈现 性。
(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,c水(H+)= mol·L-1。
【答案】(1)B>C>A=D=E (2)D (3)碱 (4)1×10-10
2.某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低? ,该温度下纯水中c(H+)= mol·L-1。
(2)若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,水电离的c水(H+)= mol·L-1。
3.在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为 ,曲线Ⅰ所代表的温度 (填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是
。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的c(H+)为 mol·L-1。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)溶液呈酸碱性的本质:溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(2)填写空格
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
=7
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
>7
2.溶液的pH及测定
(1)关系:pH=-lg c(H+)。
(2)范围:0~14。
(3)测定:用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg c(OH-);
②常温下:pH+pOH=14。
3.酸、碱混合后溶液酸碱的判断
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)室温下c酸(H+)=c碱(OH-),即pH之和等于14时,一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
①若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
4.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
(1)若酸过量:
c混(H+)=
(2)若碱过量:
c混(OH-)=
最后根据pH=-lg c(H+),求pH。
5.25℃,强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时,二者的体积与pH的关系
(1)若pH酸+pH碱=14,浓度相等,V酸∶V碱=1∶1。
(2)若pH酸+pH碱>14,碱浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
(3)若pH酸+pH碱<14,酸浓度大,V酸∶V碱=1∶1。
【考点突破●明方向】
1.在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw= 。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
2.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合 。
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合 。
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合 。
(4)pH=2的H2SO4和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(5)pH=3的HCl和pH=10的NaOH溶液等体积混合 。
(6)pH=3的HCl和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(7)pH=2的CH3COOH和pH=12的NaOH溶液等体积混合 。
(8)pH=2的H2SO4和pH=12的NH3·H2O等体积混合 。
3.按要求计算下列各题(常温下,忽略溶液混合时体积的变化):
(1)pH=3的硝酸和pH=12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合,混合溶液的pH= 。
(2)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 。
【真题再现●明考向】
1.(2026·浙江·高考真题)已知:下,。。过量与充分反应至平衡,平衡时,不考虑反应前后溶液体积变化,下列说法正确的是
A. B.
C.平衡时,溶液呈弱碱性 D.
2.(2025·广西·高考真题)常温下,用溶液以相同滴速分别滴定下列两种等体积溶液:
I.硫酸酸化的溶液
Ⅱ.盐酸酸化的溶液
随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知:,;溶液中某离子的浓度时,可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A.d点水电离的
B.Ⅱ中恰好完全沉淀的点为f点
C.I中出现沉淀时的低于理论值,说明被氧化
D.g点的大于i点的
3.(2025·浙江·高考真题)蛋白质中N元素含量可按下列步骤测定:
下列说法不正确的是
A.步骤Ⅰ,须加入过量浓,以确保N元素完全转化为
B.步骤Ⅱ,浓溶液过量,有利于氨的蒸出
C.步骤Ⅲ,用定量、过量盐酸标准溶液吸收,以甲基红(变色的范围:)为指示剂,用标准溶液滴定,经计算可得N元素的含量
D.尿素样品、样品的N元素含量均可按上述步骤测定
4.(2024·广西·高考真题)常温下,用溶液分别滴定下列两种混合溶液:
Ⅰ.20.00mL浓度均为和溶液
Ⅱ.20.00mL浓度均为和溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知,下列说法正确的是
A.Ⅰ对应的滴定曲线为N线
B.点水电离出的数量级为
C.时,Ⅱ中
D.时,Ⅰ中之和小于Ⅱ中之和
5.(2024·贵州·高考真题)硼砂水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的(硼酸)和(硼酸钠)。
已知:①时,硼酸显酸性的原理
②。
下列说法正确的是
A.硼砂稀溶液中
B.硼酸水溶液中的主要来自水的电离
C.25℃时,硼酸水溶液的
D.等浓度等体积的和溶液混合后,溶液显酸性
6.(2024·湖南·高考真题)常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随加入溶液体积的变化关系如图所示,下列说法错误的是
A.水的电离程度:
B.M点:
C.当时,
D.N点:
7.(2022·浙江6月选考)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大
C.25 ℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小
8.(2023·湖南卷改编)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH标准溶液滴定浓度均为 0.020 0 mol·L-1 的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η(η=)的变化曲线如图所示。
(1)d点对应的溶液中溶质为 。
(2)a、b、c三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为 。
【限时训练】
(60分钟)
基础落实
选择题只有1个选项符合题意
1.25 ℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl-、C、K+、Na+
B.N
C.Cu2+、S、Al3+、Cl-
D.N、Na+、Cl-、Ba2+
2.下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是( )
A.溶液pH越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7的溶液,可能呈酸性
C.当溶液中的c(H+)或c(OH-)较小时,用pH表示其酸碱性更为方便
D.把pH试纸直接插入待测溶液中,测其pH
3.常温下,设1 L pH=6的AlCl3溶液中由水电离出的H+的物质的量为n1 mol;1 L pH=6的盐酸中由水电离出的H+的物质的量为n2 mol,则为( )
A.0.01 B.1
C.10 D.100
4.某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9 D.99∶21
5.下列溶液一定显酸性的是( )
A.使酚酞变红的溶液
B.c(H+)>c(OH-)的溶液
C.pH=6的溶液
D.c水(OH-)=10-10 mol·L-1的溶液
6.(2024·吉林长春模拟)在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列关于离子共存说法中正确的是( )
A.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、N
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、S
D.a点对应的溶液中大量存在:C、Na+、I-、Fe3+
7.某温度下,重水(D2O)的离子积Kw=1.6×10-15,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg c(D+)。下列说法错误的是( )
A.重水是极弱的电解质,将金属Na加入重水中,重水的电离程度减小
B.该温度下,重水的pD=8-2lg 2
C.该温度下,2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液中,加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD的重水溶液,充分反应后溶液的pD=1(忽略溶液体积的变化)
8.已知:pH=-lg c(H+),pOH=-lg c(OH-)。常温下,向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液,所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是( )
A.盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B.B点和D点水的电离程度相同
C.将滴加NaOH溶液改为滴加氨水,该图曲线不变
D.升高温度,滴定过程中pOH+pH>14
9.计算25 ℃时下列溶液的pH。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH= 。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH溶液的pH= 。
(3)0.1 mol·L-1的NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度α约为1%)的pH= 。
(4)将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH= 。
(5)0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH= 。
能力提升
10.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(边界除外)任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.温度:T1<T2
D.XZ线段上任意点均有pH=7
11.如图所示的酸碱溶液恰好完全中和,则下列叙述正确的是( )
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1>V2,则说明HA为强酸,HB为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH相等,故V1一定等于V2
D.若实验①中,V=V1,则混合溶液中c(Na+)=c(A-)
12.25 ℃时,体积为Va、pH=a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b的某一元强碱溶液均匀混合后,溶液的pH=7,已知b=6a,Va<Vb,下列有关a的说法正确的是( )
A.a可能等于1 B.a一定大于2
C.a一定小于2 D.a一定等于2
13.(1)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2 ℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因:
。
②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的 倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸,常温下,=1.05×10-25,则H2O2的电离方程式为 ,
则该温度下1 mol·L-1的H2O2溶液的pH近似为 (不考虑H2O2的第二步电离和水的电离)。
14.已知水在25 ℃和100 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。假设溶液混合后体积变化忽略不计,回答下列问题:
(1)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)100 ℃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对应的温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(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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