《溶液的酸碱性与pH的计算》教案

《溶液的酸碱性与pH的计算》精品教案《溶液的酸碱性与pH的计算》精品教案知识导航知识导航课前引入化学实验室里，小明测量了沸水的p化学实验室里，小明测量了沸水的pH，发现pH=6，惊呼：“水煮沸了，竟然变成酸性了”你能替小明解答这个问题吗？知识精讲知识精讲一、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小酸性中性碱性c(H+)____c(OH-)c(H+)____c(OH-)c(H+)____c(OH-)【答案】＞=＜二、pH与c(H+)的关系溶液的pH是c(H+)的负对数，即pH=_____________。1.pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。2.常温下，pH＜7，为酸性溶液；pH＝7，为中性溶液；pH＞7，为碱性溶液。【答案】-lgc(H+)三、pH的测定1．pH试纸（1）使用方法取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。（2）分类①广泛pH试纸：其pH范围是1～14(最常用)，可以识别的pH差约为1。②精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值。③专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。2．pH计pH计，又叫酸度计，可精密测量溶液的pH，其量程为0～14。注意①①pH试纸不能测定具有漂白性的溶液的pH。②不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液，也不能将pH试纸先用水润湿，否则溶液被稀释，可能造成误差（酸性溶液的pH偏大、碱性溶液的pH偏小、中性溶液的pH无影响）。四、pH的计算1．单一溶液pH的计算（1）酸性溶液中，先求c(H+)，再计算pH=-lgc(H+)；（2）碱性溶液中，先求c(OH-)，再由c(H+)=Kwc(OH-)求c(H+)2．混合溶液pH的计算（1）强酸混合，先求，再计算pH=-lgc(H+)；（2）强碱混合，先求，再由c(H+)=Kwc(OH-)求c(H+)，最后（3）强酸强碱混合①恰好完全反应，pH=7(25℃)；②酸过量，先求，再计算pH=-lgc(H+)；③碱过量，先求，再由c(H+)=Kwc(OH-)求c(H+)，最后3．酸、碱稀释时pH变化规律（1）pH=a的强酸溶液，稀释10m倍，pH=a+m（室温下，a+m＜7）pH=a的弱酸溶液，稀释10m倍，a＜pH＜a+n（室温下，a+m＜7）（2）pH=b的强碱溶液，稀释10n倍，pH=b-n（室温下，b-n＞7）pH=b的弱酸溶液，稀释10n倍，b-n＜pH＜b（室温下，b-n＞7）（3）pH=a的强酸溶液，稀释一倍（或与可忽略的酸/碱等体积混合），pH=a+0.3（室温下，a+0.3＜7）（4）pH=b的强碱溶液，稀释一倍（或与可忽略的酸/碱等体积混合），pH=b-0.3（室温下，b-0.3＞7）明辨是非(1)(1)如果c(H＋)≠c(OH-)，则溶液一定呈一定的酸碱性________；(2)任何水溶液中都有c(H＋)和c(OH-)________；(3)c(H＋)等于10-6mol·L-1的溶液一定呈现酸性________；(4)25℃时，纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等________；(5)在100℃时，纯水的pH>7________；(6)如果c(H＋)/c(OH-)的值越大，则酸性越强________；(7)升高温度，水的电离程度增大，酸性增强________；(8)25℃时，0.01mol·L-1的KOH溶液的pH=12________；(9)pH减小，溶液的酸性一定增强________；(10)100℃时，0.01mol·L-1盐酸的pH=2，0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=10________；(11)1.0×10-3mol·L-1盐酸的pH=3，1.0×10-8mol·L-1盐酸的pH=8________；(12)pH=a的醋酸溶液稀释一倍后，溶液的pH=b，则a>b________。【答案】正确正确错误错误错误正确错误正确错误正确错误错误【详解】(1)如果c(H＋)≠c(OH-)，则溶液一定呈一定的酸碱性，c(H＋)>c(OH-)时，溶液呈酸性，c(H＋)<c(OH-)时，溶液呈碱性，(1)正确；(2)水自身能电离出氢离子和氢氧根离子，因此任何水溶液中都有c(H＋)和c(OH-)，(2)正确；(3)溶液显酸性、中性或者碱性要看c(H＋)和c(OH-)的相对大小，c(H＋)等于10-6mol·L-1的溶液可能呈中性、酸性、碱性，(3)错误；(4)25℃时，纯水和烧碱溶液中水的离子积常数相等，均为1.0×10-14，(6)错误；(5)在100℃时，纯水的pH=6>7，(7)正确；(6)如果c(H＋)/c(OH-)的值越大，意味着c(H＋)和c(OH-)的相对值越大，则酸性越强，(8)正确；(7)升高温度，水的电离程度增大，但依然显中性，(9)错误；(8)25℃时，0.01mol·L-1的KOH溶液的pOH=2，pH=14-pOH=12，(10)正确；(9)pH减小，溶液的酸性不一定增强，如纯水由25℃升高到100℃，pH由7变为6，但依然显中性，(13)错误；(10)100℃时Kw=1.0×10-12mol2·L-2，0.01mol·L-1盐酸的pH=-lg0.01=2，0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH=-lg=10，(14)正确；(11)1.0×10-3mol·L-1盐酸的pH=-lg(1.0×10-3)=3，1.0×10-8mol·L-1盐酸显酸性，pH不一定为8，如25℃时接近7，但小于7，(18)错误；(12)醋酸存在电离平衡，加水稀释促进电离，因此醋酸稀释一倍后酸性减弱，pH增大，若稀释后溶液的pH=b，则a<b，(19)错误。对点训练对点训练题型一：溶液酸碱性的判断【例1】（2021·全国高二专题练习）下列溶液一定呈中性的是A．pH=7的溶液B．c(H+)=c(OH-)的溶液C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D．不能使酚酞试液变红的溶液【答案】B【详解】A．常温下，水的离子积Kw=1×10-14，所以，pH＜7，溶液呈酸性；pH=7，溶液呈中性；pH＞7，溶液呈碱性；Kw受温度影响，水的电离是吸热的，温度越高Kw越大，如100℃时，水的离子积常数是10-12，当pH=6时溶液呈中性，当pH=7时溶液呈碱性，该选项中pH=7的溶液，不一定是在常温下，溶液中c(H+)、c(OH-)不一定相等，故A错误；B．氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小是判断溶液的酸碱性的依据，所以c(H+)=c(OH-)的溶液一定呈中性，故B正确；C．由1mol强酸硫酸和1mol强碱氢氧化钠等物质的量反应，硫酸过量，制得的溶液呈酸性，故C错误；D．酚酞的变色范围是8﹣10，所以能使酚酞试液变红的溶液呈碱性，不能使酚酞试液变红的溶液，可能是盐的中性溶液或酸性溶液，如氯化钠盐溶液不能使酚酞试液变红，故D错误；故选B。题型二：pH的类似物理量【例2】（2021·福建宁德·高二期末）pOH也可以表示溶液的酸碱度，已知pOH=-lgc(OH-)，常温下，0.1mol·L-1的下列溶液中pOH最大的是A．HCl B．NaOH C．CH3COOH D．NH3·H2O【答案】A【详解】pOH=-lgc(OH-)，pOH的值与c(OH-)的大小成反比，即c(OH-)越小则pOH越大，在4个选项中，0.1mol·L-1的HCl溶液中c(OH-)最小，所以pOH最大，故A符合题意。答案选A。题型三：单一溶液pH的相关计算【例3】（2021·莆田第七中学高二期中）90℃时，水的离子积Kw=3.8×10-13，则此温度时纯水的pH是A．等于7 B．大于7 C．小于7 D．等于8【答案】C【详解】90℃水中c(H+)=c(OH-)，由Kw=c(H+)c(OH-)=3.8×10-13＞1.0×10-14可得：水中c(H+)＞1.0×10-7，则水的pH小于7，故选C。题型四：混合溶液pH的相关计算【例4】（2021·吉林朝阳·长春外国语学校高二月考）室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是A．pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水等体积混合B．pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合C．pH=3的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合D．pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合【答案】B【详解】A．盐酸为强酸，NH3·H2O为弱碱，室温下，pH=3的盐酸溶液c(HCl)小于pH=11的氨水中c(NH3·H2O)，因此两者等体积混合，NH3·H2O过量，混合溶液显碱性，pH＞7，故A不符合题意；B．醋酸是弱酸，氢氧化钠为强碱，室温下，pH=3的醋酸溶液中c(CH3COOH)大于pH=11的氢氧化钠溶液中c(NaOH)，两者等体积混合，醋酸过量，混合溶液显酸性，pH＜7，故B符合题意；C．盐酸为强酸，Ba(OH)2为强碱，pH=3的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合，H＋和OH－恰好完全反应，溶液显中性，pH=7，故C不符合题意；D．硫酸为强酸，NH3·H2O为弱碱，室温下，pH=3的硫酸溶液与pH=11的氨水等体积混合，NH3·H2O过量，混合溶液显碱性，pH＞7，故D不符合题意；答案为B。【例5】（2021·六安市裕安区新安中学高二期末）常温下，将pH=12的NaOH溶液VaL与pH=1的稀盐酸VbL混合，所得溶液呈中性，则Va∶Vb为A．1:1 B．1:10 C．10:1 D．1:100【答案】C【详解】常温下，pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.01mol/L，pH=1的稀盐酸中c(H+)=0.1mol/L，VaLNaOH溶液与VbL稀盐酸混合，所得溶液呈中性，则c(OH-)Va=c(H+)Vb，即0.01mol/L×Va=0.1mol/L×Vb，则Va∶Vb=10∶1，故C正确；故选C。题型五：溶液稀释与pH的相关计算【例6】（2020·吉林江城中学）常温下，将0.1mol/L的NaOH溶液，稀释1000倍，求稀释后NaOH溶液的pH为A．10 B．4 C．6 D．13【答案】A【详解】0.1mol/L的氢氧化钠溶液中c(OH-)=0.1mol/L，稀释1000倍后，溶液中的c(OH-)=0.0001mol/L，c(H+)=mol/L=10-10mol/L，pH=10，故选A。题型六：等pH/等浓度的强弱电解质【例7】（2021·全国高二专题练习）下列关于常温下，体积均为10mL，pH均为4的HCl溶液a和CH3COOH溶液b的有关说法不正确的是A．对水的电离的抑制程度相同B．稀释至相同pH后，Va<VbC．溶液体积均扩大为原来的105倍，则pHa≈pHb≈7D．两溶液分别与足量Zn反应，HCl溶液中放出的H2又快又多【答案】D【详解】A．酸电离出的c(H+)相同，对水的电离的抑制程度相同，A项正确；B．稀释相同倍数，HCl的pH变化大，所以要将CH3COOH溶液多稀释一些，Va<Vb，B项正确；C．将酸无限稀释，相当于纯水，pH≈7，C项正确；D．两溶液pH相同，由于醋酸是弱酸，所以醋酸的物质的量浓度大于盐酸，两溶液体积相同，所以醋酸的物质的量大于HCl的物质的量，所以两溶液分别与足量Zn反应，CH3COOH溶液中放出的H2多于盐酸；随着反应的进行，醋酸电离出来的氢离子不断被锌消耗，所以醋酸的电离平衡不断向右移，又会电离出氢离子，反应过程中醋酸溶液中的氢离子浓度大于盐酸中的氢离子浓度，所以醋酸溶液中的反应速率大于盐酸中的反应速率，所以醋酸溶液中放出的氢气又快又多，D项错误；故选D。题型七：溶液酸碱性与pH综合【例8】（2020·新疆天山·乌市八中高二月考）现有室温下四种溶液：①pH=11的氨水；②pH=11的NaOH溶液；③pH=3的CH3COOH溶液；④pH=3的H2SO4溶液。下列有关说法不正确的是A．①②中分别加入适量的氯化铵固体后，溶液的pH均减小B．四种溶液中溶质的物质的量浓度大小关系为①=③>④=②C．分别加水稀释至原来的10倍，四种溶液的pH大小关系为①>②>④>③D．四种溶液中水的电离程度的大小关系为①=②=③=④【答案】B【详解】A．pH=11的氨水中加入适量的氯化铵固体，铵根离子浓度增大，抑制氨水电离，pH减小；pH=11的NaOH溶液中加入适量的氯化铵固体，氯化铵和氢氧化钠反应生成一水合氨和氯化钠，氢氧根离子浓度降低，pH减小，故A正确；B．氨水是弱碱，pH=11的氨水的浓度大于1×10-3mol/L；pH=11的NaOH溶液，氢氧化钠的浓度是1×10-3mol/L；醋酸是弱酸，pH=3的CH3COOH溶液的浓度大于1×10-3mol/L；硫酸是二元强酸，pH=3的H2SO4溶液的浓度是5×10-4mol/L；一水合氨、醋酸的电离平衡常数相同，pH=11的氨水和pH=3的CH3COOH溶液浓度相等；所以四种溶液中溶质的物质的量浓度大小关系为①=③>②>④，故B错误；C．①氨水是弱碱，pH=11的氨水加水稀释至原来的10倍，10<pH<11；②pH=11的NaOH溶液，加水稀释至原来的10倍，pH=10；③醋酸是弱酸，pH=3的CH3COOH溶液，加水稀释至原来的10倍，3<pH<4；④pH=3的H2SO4溶液加水稀释至原来的10倍，pH=4，四种溶液的pH大小关系为①>②>④>③，故C正确；D．酸碱都抑制水电离，四种溶液中水的氢离子浓度都是1×10-11mol/L，所以水的电离程度的大小关系为①=②=③=④，故D正确；选B。提分特训提分特训【题1】（2020·江西南昌·高二期中）已知pOH值指溶液的碱度，以溶液中氢氧根离子浓度来表示，pOH=-lgc(OH-)。则下列溶液，一定呈中性的是A．c(H+)=1×10-7mol/L的溶液 B．pH=14-pOH的溶液C．pH=pOH的溶液 D．pOH=0的溶液【答案】C【详解】A.溶液的温度未知，如100℃时纯水中c(H+)>1.0×10−7mol⋅L−1，则100℃时c(H+)=1×10-7mol/L的溶液呈碱性，所以c(H+)=1.0×10−7mol⋅L−1的溶液不一定显中性，故A不符合题意；B.已知pOH=−lgc(OH-)，pH=−lgc(H+)，如果在常温下，则pOH+pH=−lgc(OH-)−lgc(H+)=−lg[c(OH-)×c(H+)]=14，pH=14−pOH，但不能判断溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小，不能判断溶液的酸碱性，故B不符合题意；C.pH=pOH即−lgc(OH-)=−lgc(H+)，所以c(H+)=c(OH-)，即溶液显中性，故C符合题意；D.pOH=0溶液中，c(OH-)=1mol/L，常温下此溶液显碱性，故D不符合题意；故选C。【题2】（2020·东宁市第一中学高二月考）有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity)，AG的定义为AG=lg，下列表述正确的是A．25℃时，若溶液呈中性，则pH=7，AG=1B．25℃时，若溶液呈酸性，则pH<7，AG<0C．25℃时，若溶液呈碱性，则pH>7，AG>0D．25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)【答案】D【详解】A、25℃时溶液显中性，c(H＋)=c(OH－)，pH=7，AG=lg1=0，故A错误；B、25℃时溶液显酸性，即pH<7，即c（H＋)>c(OH－)，根据AG的定义，AG>0，故B错误；C、25℃时溶液显碱性，即pH>7，c(OH－)>c(H＋)，根据AG的定义，AG<0，故C错误；D、25℃时，AG=lgc(H＋)－lgc(OH－)=－pH＋pOH=14－2pH=2(7－pH)，故D正确。【题3】（2021·浙江嘉兴·高二期末）下列说法不正确的是A．测定0.1mol/L醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质B．相同温度下，物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液，c(OH-)相等C．常温下，将1L0.1mol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2L，pH=13D．相同温度下，中和相同pH、相同体积的盐酸和醋酸溶液，消耗NaOH物质的量不同【答案】B【详解】A．醋酸是弱酸，部分电离，存在电离平衡，0.1mol/L醋酸溶液中c(H+)＜0.1mol/L，故其pH＞1，故测定0.1mol/L醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质，A正确；B．氨水中的一水合氨是弱碱，部分电离，存在电离平衡，主要以电解质分子存在。而NaOH是一元强碱，完全电离，故相同温度下，物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液，c(OH-)后者大于前者，B错误；C．常温下，将1L0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.2mol/L，当稀释为2L后c(OH-)=0.1mol/L，因此该溶液中c(H+)=，故该溶液的pH=13，C正确；D．醋酸是弱酸，部分电离，存在电离平衡，主要以电解质分子存在，当醋酸与HCl的pH相同，体积也相同时，n(CH3COOH)＞n(HCl)，故与NaOH反应时消耗NaOH物质的量醋酸比盐酸多，D正确；故合理选项是B。【题4】（2021·丽水外国语实验学校）常温下，关于pH=2的盐酸和0.01mol/L的醋酸溶液，下列说法正确的是A．相同条件下，相同体积的两溶液分别与足量的锌充分反应，所得的气体体积相同B．相同体积的两溶液均用水稀释100倍后，盐酸的pH比醋酸的大C．相同条件下，取同体积两溶液进行导电性实验，灯泡的亮度相同D．用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性，则c(CH3COO-)=c(Cl-)【答案】A【详解】A．常温下pH=2的盐酸溶液中，c（HCl）=0.01mol/L，两种酸的物质的量浓度相等，体积、浓度相同的盐酸和醋酸的物质的量相等，这两种酸溶液分别与足量的锌充分反应，收集到相同条件下气体体积相同，故A正确；B．相同体积的两溶液都用水稀释100倍后，溶液的浓度仍然相等，HCl完全电离、醋酸部分电离，则稀释后溶液中c（H+）：盐酸＞醋酸，因此盐酸的pH比醋酸的小，故B错误；C．醋酸为弱酸，浓度相同时醋酸溶液中导电离子浓度较小，其导电性较弱，灯泡的亮度较暗，故C错误；D．用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性，前者溶质为NaCl，后者溶质为CH3COOH和CH3COONa，则根据物料守恒得：c(CH3COO-)＜c(Cl-)，故D错误；故选A。【题5】（2020·河北正定中学）常温下，下列各混合或稀释后溶液中，pH最大的是A．的烧碱溶液稀释1000倍B．的氨水稀释1000倍C．的醋酸和的烧碱溶液等体积混合D．的盐酸稀释1000倍【答案】B【分析】pH=a的强碱溶液稀释10n倍，所得溶液pH=a-n>7，pH=a的弱碱溶液稀释10n倍，所得溶液pH>a-n>7；pH=a的强酸溶液稀释10n倍，所得溶液pH=a+n<7，pH=a的弱酸溶液稀释10n倍，所得溶液pH<a+n<7。【详解】A．的烧碱溶液稀释1000(103)倍，则新溶液pH=11-3=8；B．的氨水稀释1000(103)倍，则新溶液pH>11-3=8；C．的醋酸c(H+)=10-4mol/L，的烧碱溶液c(OH-)=10-4mol/L，醋酸是弱电解质，则等体积混合时醋酸过量，最终pH<7；D．的盐酸稀释1000(103)倍，则新溶液pH≈7；综上所述，B选项的pH最大；选B。【题6】（2021·福建城厢·莆田一中高二期末）25℃时关于下列三种溶液有关说法正确的是溶液①CH3COOH②H2SO4③NaOHpH2212A．将①溶液用蒸馏水稀释，使体积扩大100倍，所得溶液pH变为4B．①与②两溶液的物质的量浓度相等C．V1L②溶液和V2L③溶液混合，若混合后溶液pH=3，则V1∶V2=11∶9D．①与③两溶液等体积混合，混合液pH=7【答案】C【详解】A．醋酸为弱酸，将①溶液用蒸馏水稀释，使体积扩大100倍，由于醋酸的电离程度增大，氢离子的物质的量增多，所以c(H+)>10-4mol/L，所得溶液pH小于4，A不正确；B．①与②两溶液中c(H+)相等，但由于CH3COOH是弱酸，发生部分电离，而H2SO4是强酸，发生完全电离，所以二者的物质的量浓度不相等，B不正确；C．V1L②溶液和V2L③溶液混合，若混合后溶液pH=3，则，V1:V2=11:9，C正确；D．①与③两溶液等体积混合，由于过量的醋酸发生电离，从而使溶液显酸性，混合液pH小于7，D不正确；故选C。【题7】（2020·武汉市第三中学）常温下，向一定体积pH=13的氢氧化钾溶液中逐滴加入pH=1的稀盐酸，溶液中pH与pOH[pOH=-lgc（OH-）]的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是A．Q点溶液呈中性，且a=7B．M点和N点水的电离程度一定相等C．Q点消耗盐酸溶液的体积等于氢氧化钾溶液的体积D．若b=12，则N点消耗盐酸溶液的体积与氢氧化钾溶液的体积之比为11:9【答案】D【详解】A.Q点溶液中pH＝pOH，因此溶液呈中性，由于是常温下，则a=7，A正确；B.M点和N点溶液中pOH、pH相等，即溶液中氢离子和氢氧根的浓度相等，所以水的电离程度一定相等，B正确；C.Q点溶液显中性，氢氧化钾和盐酸恰好反应，由于二者的浓度相等，则消耗盐酸溶液的体积等于氢氧化钾溶液的体积，C正确；D.若b=12，则N点溶液显碱性，盐酸不足，氢氧化钾过量，反应后溶液中氢氧根浓度是0.01mol/L，则，解得y：x＝9：11，所以消耗盐酸溶液的体积与氢氧化钾溶液的体积之比为9:11，D错误；答案选D。【题8】（2021·全国高二专题练习）(1)下列溶液一定呈中性的是___________。A．pH=7的溶液B．c(H＋)=10-7mol·L-1的溶液C．c(H＋)/c(OH-)=10-14的溶液D．氨水和氯化铵的混合液中c(H＋)=c(OH-)(2)已知T℃时，Kw=1×10-13，则T℃___________25℃(填“>”“<”或“=”)。在T℃时将pH=12的NaOH溶液aL与pH=1的硫酸bL混合(忽略混合后溶液体积的变化)，若所得混合溶液的pH=11，则a∶b=___________。(3)25℃时，有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6，y≥8)，取aL该盐酸与bL该氢氧化钠溶液反应，恰好完全中和，则两溶液的pH的关系式x＋y为___________(用a、b表示)。【答案】D>11∶914＋lg【详解】(1)A．温度未定，pH=7的溶液不一定显中性；B．温度未定，c(H＋)=10-7mol·L-1的溶液不一定显中性；C．c(H＋)/c(OH-)=10-14的溶液，则氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液显碱性；D．氨水和氯化铵的混合液中c(H＋)=c(OH-)，溶液一定显中性；故答案为：D。(2)已知T℃时，Kw=1×10-13，水的离子积常数增大，水的电离是吸热反应，则T℃>25℃，c(OH-)=，解得a∶b=11∶9；(3)25℃时，有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6，y≥8)，取aL该盐酸与bL该氢氧化钠溶液反应，恰好完全中和，则，解得x＋y=14＋lg。【题9】（2021·全国）Ⅰ.水的电离平衡线如图所示。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(1)在100℃时，Kw表达式为___，在此温度下，Kw为___。(2)在室温下，将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合，欲使混合溶液pH=7则Ba(OH)2与盐酸的体积比为__。(3)室温时将pH为3的硫酸溶液稀释100倍，稀释后溶液中，c(SO)和c(H+)之比约为__。Ⅱ.今有①CH3COOH②HCl③H2SO4三种溶液，根据要求回答下列问题：(1)写出①的电离方程式___。(2)当它们pH相同时，其物质的量浓度最大的是__(填序号)。(3)当它们的物质的量浓度相同时，其pH最小是__(填序号)。(4)在室温下，将c(H+)均为0.01mol/L的三种酸分别加水稀释至原来的10倍，c(H+)由大到小的顺序为__(填序号)。(5)体积和物质的量浓度均相同的①②③三种酸溶液，分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，所需烧碱的体积比为__。(6)三酸的pH相同时，若耗等量的Zn，则需三酸的体积大小关系为__(填序号)。【答案】Kw=c(H+)∙c(OH-)1×10-121:11:2CH3COOH⇌CH3COO-+H+①③1:1:2【详解】Ⅰ.(1)在100℃时，Kw表达式为Kw=c(H+)∙c(OH-)，由图像可知，在此温度下c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L，则Kw=c(H+)∙c(OH-)=10-6mol/L×10-6mol/L=1×10-12mol2/L2。(2)在室温下，pH=9的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-5mol/L，pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5mol/L，设氢氧化钡溶液的体积为xL，盐酸的体积为yL，混合溶液的pH=7，溶液呈中性，则n(H+)=n(OH-)，即10-5mol/L×xL=10-5mol/L×yL，解得x:y=1:1，则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为1:1。(3)室温时，pH=3的硫酸溶液中c(H+)=10-3mol/L，c()=5×10-4mol/L，将此溶液稀释100倍后，c()=5×10-6mol/L，而c(H+)=10-5mol/L，则c():c(H+)=5×10-6mol/L:10-5mol/L=1:2。Ⅱ.(1)CH3COOH为弱电解质，在水溶液中部分发生电离，电离方程式为CH3COOH⇌CH3COO-+H+。(2)当三种溶液pH相同时，溶液中氢离子浓度相同，假设提供1mol/L的氢离子，①醋酸为弱电解质，则醋酸的浓度应大于1mol/L、②HCl为强酸只能电离出1个氢离子，盐酸的浓度为1mol/L、③H2SO4为强酸，能电离出2个氢离子，硫酸的浓度为0.5mol/L，故物质的量浓度最大的是①。(3)当三种溶液的物质的量浓度相同时，假设浓度都是1mol/L；①CH3COOH电离出的氢离子浓度小于1mol/L，②HCl电离出的氢离子浓度为1mol/L，③H2SO4电离出的氢离子浓度为2mol/L；故pH最小的是③。(4)加水稀释时促进醋酸的电离，醋酸继续电离出氢离子，所以稀释10倍后，醋酸溶液中H+浓度大于原来的，盐酸和H2SO4溶液中H+浓度为原来的，则c(H+)由大到小的顺序是。(5)体积和物质的量浓度均相同的三种酸溶液，醋酸和HCl是一元酸，硫酸是二元酸，分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，所需烧碱溶液的体积比为1:1:2。(6)盐酸和硫酸是强酸，醋酸是弱酸，三种酸溶液的pH相同时，c(CH3COOH)最大，若消耗等量的Zn，则需三种酸溶液的体积大小关系为。提分作业提分作业【练1】（2021·上海第二工业大学附属龚路中学高一期中）在任何情况下，中性溶液一定是A．pH=7 B．c(H+)=c(OH-)C．c(H+)·c(OH-)=1×10-14 D．c(H+)=c(OH-)=1×10-7【答案】B【详解】A．常温下，pH=7的溶液呈中性，由于水的电离是吸热反应，温度降低，水的电离程;度减小，所以pH=7的溶液中，氢离子浓度不一定等于氢氧根离子浓度，故A错误；B．c(H+)=c(OH-)的溶液，氢离子与.氢氧根离子浓度相等，溶液一定显示中性，故B正确；C．c(H+)·c(OH-)=1×10-14的溶液是常温下，水的电离是吸热反应，温度升高，水的电离程度增大，c(H+)·c(OH-)＜1×10-14，由于温度不知，不能确定离子浓度，故C错误；D．c(H+)=c(OH-)=1×10-7是指常温下的中性溶液，而不是任何情况下，故D错误；答案选B。【练2】（2020·河北新华·石家庄二中高二期中）已知人体体液中存在维持体液pH相对稳定的平衡：CO2+H2OH2CO3H++，则下列说法不合理的是A．当人体体内的酸碱平衡失调时，血液的pH是诊断疾病的一个重要参数B．如果CO2进入体液，会使体液的pH减小C．当强酸性物质进入体液后，平衡向左移动D．静脉滴注生理盐水，体液的pH会有大幅改变【答案】D【详解】A．当人体体内的酸碱平衡失调时，平衡被严重破坏，血液的pH是诊断疾病的一个重要参数，选项A正确；B．如果CO2进入体液，平衡CO2+H2OH2CO3H++正向移动，c(H+)增大，体液的pH减小，选项B正确；C．当强酸性物质进入体液后，c(H+)增大，平衡向左移动，选项C正确；D．静脉滴注生理盐水，c(H+)几乎不变，体液的pH不会有大幅改变，选项D不正确；答案选D。【练3】（2021·甘肃省武威第二中学高一月考）一些食物和生活中的物质的pH大致如下：下列说法正确的是A．草木灰可用于改良碱性土壤 B．肥皂水可使石蕊试液变红C．胃液过多的人不宜多吃苹果 D．西瓜比酱油的酸性强【答案】C【详解】A．草木灰显碱性，故可用于改良酸性土壤，A错误；B．肥皂水显碱性，故可使石蕊试液变蓝，B错误；C．苹果显酸性，故胃液过多的人不宜多吃苹果，C正确；D．pH值越小酸性越强，故酱油比西瓜的酸性强，D错误；故答案为：C。【练4】（2021·内蒙古赤峰·）常温下，某柠檬水溶液的pH是3，其中的是A． B．C． D．0.1【答案】C【详解】常温下，某柠檬水溶液的pH=3，说明该溶液中的氢离子浓度时10-3mol/L，则，本题选C。【练5】（2021·全国高三专题练习）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．0.17mol·L-1 C．0.05mol·L-1 D．0.50mol·L-1【答案】C【详解】由题意，可设原溶液物质的量浓度为cmol·L-1，NaOH溶液体积为3VL，HCl溶液体积为2VL，则二者混合后溶液体积为5VL，因为常温下二者混合反应后，所得溶液pH=12，即c(H＋)=10-12mol·L-1，所以c(OH-)=Kw÷c(H＋)=10-14÷10-12=10-2mol·L-1，则cmol·L-1×3VL-cmol·L-1×2VL=10-2mol·L-1×5VL，解得c=0.05，则原溶液的浓度为0.05mol·L-1，故答案为：C。【练6】（2021·全国高二专题练习）已知在100℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100℃)，水的离子积KW=1.0×10-12mol2·L-2，下列说法中正确的是A．0.1mol·L-1的H2SO4溶液，pH=1B．0.001mol·L-1的NaOH溶液，pH=11C．0.005mol·L-1的H2SO4溶液与0.01mol·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．将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合，欲使混合溶液的pH=7，则Ba(OH)2溶液与稀盐酸的体积比为2：9【答案】D【详解】A．0.1mol·L-1的H2SO4溶液，c(H+)=0.2mol·L-1，pH=-lgc(H+)=0.7，A错误；B．0.001mol·L-1的NaOH溶液，c(OH-)=10-3mol·L-1，c(H+)==10-9mol·L-1，pH=9，B错误；C．混合溶液的pH为6，即c(H+)=10-6mol·L-1，c(OH-)==10-6mol·L-1，则c(H+)=c(OH-)，溶液显中性，C错误；D．混合溶液的pH=7，即c(OH-)==10-5mol·L-1，pH=8的Ba(OH)2溶液，c(OH-)==10-4mol·L-1与pH=5的稀盐酸，c(H+)=10-5mol·L-1酸碱中和反应，得到等式：解得，D正确；故选D。【练7】（2021·宁县第二中学高二期末）pH=6和pH=3的两种盐酸以等体积混合后，溶液的pH是________。【答案】3.3【详解】设溶液体积均为1L，则pH=6的盐酸溶液中的c(H+)=10-6mol/L，；pH=3的盐酸溶液中的c(H+)=10-3mol/L，；则混合后，c(H+)=，pH=.故答案为：3.3【练8】（2021·全国高二）已知室温时，0.1mol·L-1的氨水在水中有1%发生电离，回答下列各问题：(1)溶液的pH=___________。(2)该温度下NH3·H2O的电离平衡常数K=___________。(3)升高温度时，K将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)，pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)由0.1mol·L-1的氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的___________倍。(5)要使溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)值增大，可以采取的措施是___________(填序号)。①通入少量HCl②升高温度③加少量NaOH固体④加水【答案】111×10-5增大增大108②③④【详解】(1)0.1mol·L-1的氨水在水中有1%发生电离，则c()=c(OH-)=0.1mol·L-1×1%=1×10-3mol/L，则溶液中c(H+)=10-11mol/L，所以溶液的pH=11；(2)K===1×10-5；(3)弱电解质的电离为吸热过程，升高温度促进电离，K增大，c(OH-)变大，碱性增强，pH变大；(4)由0.1mol·L-1的氨水电离出的c(OH-)=10-3mol/L，溶液中c水(OH-)=c水(H+)=10-11mol/L，所以氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的=108倍；(5)①，通入少量HCl，促进NH3·H2O的电离，c()增大，K不变，则该比值减小，①不符合题意；②升高温度促进NH3·H2O的电离，c(OH-)变大、c(NH3·H2O)减小，所以该比值增大，②符合题意；③加入少量NaOH固体，抑制NH3·H2O的电离，c()减小，K不变，则该比值增大，③符合题意；④加水稀释，c()减小，K不变，则该比值增大，④符合题意；综上所述答案为②③④。课后篇素养形成必备知识基础练1.将10mLpH=1的CH3COOH溶液加水稀释至100mL后,溶液的pH为()A.2 B.2<pH<7C.1<pH<2 D.无法判断答案C解析弱酸、弱碱溶液在稀释过程中不仅有浓度的变化,还有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH的范围。2.下列各混合或稀释后的溶液中,pH最大的是()A.pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1000倍B.pH=11的氨水稀释到原体积的1000倍C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合D.pH=5的盐酸稀释到原体积的1000倍答案B解析pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1000倍后,pH=8;pH=11的氨水稀释到原体积的1000倍后,由于稀释促进NH3·H2O的电离,故11>pH>8;pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7;pH=5的盐酸稀释到原体积的1000倍后,pH接近7但小于7。所以B项溶液的pH最大。3.25℃时,向VmLpH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH溶液10VmL时,溶液中的Cl-和Na+的物质的量相等,则a+b的值是()A.13 B.14C.15 D.不能确定答案A解析由HCl+NaOHNaCl+H2O知,当Cl-和Na+的物质的量相等时,HCl和NaOH完全反应,即盐酸中的n(H+)等于NaOH中的n(OH-),则10-a·V=10-14+b·10V,则a+b=13。4.25℃时,将某强酸溶液和某强碱溶液按1∶100的体积比混合后,溶液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的pH之和为()A.12 B.13 C.14 D.15答案A解析强酸溶液和强碱溶液按1∶100的体积比混合恰好呈中性,则说明强酸溶液中的氢离子浓度等于强碱溶液中的氢氧根离子的浓度的100倍,故pH之和为12,选A。5.对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是()A.1mL该溶液稀释至100mL后,pH小于3B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)的比值为10-12D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的100倍答案B解析pH为1的硝酸溶液稀释到体积为原来的100倍后,pH增大2个单位,A项错误;pH(强酸)+pH(强碱)=14,等体积混合时完全中和,B项正确;pH为1的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-13mol·L-1,C项中两者之比为10-110-13=1012,C项不正确;pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-11mol·L-16.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于7的是()A.pH=3的硝酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水C.pH=3硫酸溶液跟pH=11的氢氧化钠溶液D.pH=3的磷酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液答案B解析A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等,即pH强酸+pH强碱=14,恰好完全中和,所得混合液的pH=7;B项,pH强酸+pH弱碱=14,混合后碱过量,pH>7;D项,pH中强酸+pH强碱=14,混合后酸过量,pH<7。7.(1)常温下,有pH为12的NaOH溶液10mL,若将溶液分成两等份,其中一份加入水,另一份加入pH=10的NaOH溶液,最终均将其溶液的pH变为11,则加入水与NaOH溶液的体积比为。(设溶液的体积可以直接相加)

(2)若向10mLpH为12的NaOH溶液中加入pH=2的任意一元酸HR溶液VmL,最终也将溶液的pH变为11,则V的取值范围是。(设溶液的体积可以直接相加;计算结果保留到小数点后一位)

答案(1)9∶10(2)V≤8.2mL解析(1)设加入水的体积为V水,pH=10的氢氧化钠溶液的体积为V碱,由题意得:10-2mol·L-1×5mL5mL+V1010-3mol·L-1,解得V碱=50mL,V水(2)若HR为强酸,由题意得:10-2mol·L-1×10mL-10-2若HR为弱酸,弱酸在水中不能全部电离,故所需体积小于8.2mL,综上得V≤8.2mL。8.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:(1)25℃时,水的电离平衡曲线应为(填“a”或“b”),请说明理由:。

(2)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为。

(3)95℃时,若100体积pH=m的某强酸溶液与1体积pH=n的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是。

答案(1)a水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,KW的值小(2)10∶1(3)m+n=14解析(1)升高温度时促进水的电离,水的离子积常数增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中a、b曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25℃时水的电离平衡曲线应为a,因为水的电离是吸热过程,升高温度水的电离程度增大。(2)25℃时酸碱混合所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性说明酸碱恰好中和,即n(OH-)=n(H+),则V[NaOH(aq)]·10-5mol·L-1=V[H2SO4(aq)]·10-4mol·L-1,得V[NaOH(aq)]∶V[H2SO4(aq)]=10∶1。(3)由题意可知95℃时水的离子积为1×10-12,即KW=1×10-12,根据95℃时混合后溶液呈中性,pH=n的强碱溶液中c(OH-)=10n-12mol·L-1,则有100×10-m=1×10n-12,即10-m+2=10n-12,所以其关系:m+n=14。关键能力提升练9.在25℃时,关于下列溶液混合后所得混合溶液的pH的说法正确的是()A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11B.pH=5的盐酸稀释到体积为原溶液的1000倍,溶液的pH=8C.pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7D.pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7答案C解析A项,c(OH-)混合=10-4+10-22mol·L-1≈5.0×10-3mol·L-1,c(H+)混合=1.0×10-145.0×10-3mol·L-1=2×10-12mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg2≈11.7,A项不正确;B项,pH=5的盐酸稀释后溶液不会呈碱性10.(2019天津卷)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是()A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液B.溶液中水的电离程度:b点>c点C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同答案C解析A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点<c点,错误;C项,题给表达式可看作KWKa,稀释时温度不变,则KW、Ka均不变,正确;D项,起始pH相同时c(CH3COOH)大,则与NaOH恰好中和时,CH3COOH溶液消耗的氢氧化钠多,对应溶液中n(Na+)11.pH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是()A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性强C.a=5时,A是强酸,B是弱酸D.一定有关系:5>a>2答案C解析由图像可以看出,稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的酸性强弱不同,故pH=2的两种酸的物质的量浓度一定不同,A项错误;由图知,稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A中c(H+)小于B中c(H+),此时A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱,B项错误;a=5时表明,1mLpH=2的A酸溶液稀释到1000mL,pH增加3,故A一定是强酸,1mLpH=2的B酸溶液稀释到1000mL,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释到1000mL后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有5>a>2,若A是强酸,则a=5,D项错误。12.浓度均为0.10mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0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lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则答案D解析根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,溶液pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lgVV0=2时,两溶液同时升高温度,由于ROH是弱碱,溶液中c(R+)增大,而c(M+)不变,则c(13.(双选)室温时,将xLpH=a的稀NaOH溶液与yLpH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是()A.若x=y,且a+b=14,则pH=7B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7答案AD解析n(OH-)n(H+)=c(OH-)·xLc(H+)·yL=xy·10a-1410-b=xy·10a+b-14。若a+b=14,且x=y,则n(OH-)=n(H+),pH=7,A项正确;若a+b=13,且10x=y,则n(OH-)n(H+)=x14.(双选)有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[c(H+)cA.在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=0B.在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0C.在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0D.在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)答案AD解析若溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),c(H+)c(OH-)=1,AG=0,A项正确;若溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(H+)c(OH-)>1,AG>0,B项错误;若溶液呈碱性,c(H+)<c(OH-),c(H+)c(OH-)<1,AG<0,C15.25℃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,且已知Va<Vb和a=0.5b。请填空:(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。

答案(1)否若a=3,由a=0.5b,可推知b=6,溶液显酸性,与题干矛盾(2)否若a=5,酸溶液中c(H+)=10-5mol·L-1,由a=0.5b,则b=10,碱溶液中c(OH-)=10-4mol·L-1,10-5Va=10-4Vb,Va∶Vb=10