备战2021 高考化学考点45 溶液的酸碱性及pH（原卷版） 10页

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2021-07-09 发布

备战2021 高考化学考点45 溶液的酸碱性及pH（原卷版）

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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 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 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)。 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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 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＋) 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________。 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=________。 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 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 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 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

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