2022高考化学一轮复习专练40水的电离溶液的酸碱性及pH计算含解析

专练40　水的电离、溶液的酸碱性及pH计算

一、单项选择题

1．[2021·贵州贵阳摸底]如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　　)

A．图中T1<T2

B．XZ线上任意点均有pH＝7

C．M区域内任意点(不含实线上的点)均有c(H＋)<c(OH－)

D．两条曲线间任意点均有c(H＋)×c(OH－)＝KW

2．[2021·专题模块测试]某温度下，有pH相同的H2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液，在H2SO4溶液中由水电离出的H＋浓度为10－amol·L－1，在Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H＋浓度为10－bmol·L－1，则此温度下的Kw为(　　)

A．1×10－14  B．1×10－2a

C．1×10－(7＋a)  D．1×10－(a＋b)

3．室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是(　　)

A．pH＝3的醋酸溶液和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

4．25℃时，Kw＝1.0×10－14；100℃时，Kw＝1×10－12，下列说法正确的是(　　)

A．100℃时，pH＝10的NaOH溶液和pH＝2的H2SO4恰好中和，所得溶液的pH＝7

B．25℃时，0.2mol·L－1Ba(OH)2溶液和0.2mol·L－1HCl等体积混合，所得溶液的pH＝7

C．25℃时，0.2mol·L－1NaOH溶液与0.2mol·L－1CH3COOH恰好中和，所得溶液的pH＝7

D．25℃时，pH＝12的氨水和pH＝2的H2SO4等体积混合，所得溶液的pH＞7

5．常温时，1mol·L－1HClO2和1mol·L－1HMnO4两种酸溶液，起始时的体积均为V0，分别向两溶液中加水进行稀释，稀释后溶液体积为V，所得曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A．稀释前分别用1mol·L－1的NaOH溶液中和，消耗的NaOH溶液体积：HMnO4>HClO2

B．当稀释至pH均为3时，溶液中c(ClO)>c(MnO)

C．在0≤pH≤5时，HMnO4溶液满足pH＝lg

D．常温下，浓度均为0.1mol·L－1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH：NaMnO4>NaClO2

6．[2021·试题调研]一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是(　　)

A．pH＝5的H2S溶液中，c(H＋)＝c(HS－)＝1×10－5mol·L－1

B．pH＝a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1

C．pH＝2的H2C2O4溶液与pH＝12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)

D．pH相同的①CH3COONa　②NaHCO3　③NaClO三种溶液的c(Na＋)：①>②>③

7．298K时，在20.0mL0.10mol·L－1氨水中滴入0.10mol·L－1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10mol·L－1氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是(　　)

A．该滴定过程应选择酚酞作为指示剂

B．M点对应的盐酸体积为20.0mL

C．M点处的溶液中c(NH)＝c(Cl－)＝c(H＋)＝c(OH－)

D．N点处的溶液中pH<12

8．[2021·绵阳诊断]已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为amol·L－1的一元酸HA与bmol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是(　　)

A．a＝b

B．混合溶液的pH＝7

C．混合溶液中，c(H＋)＝mol·L－1

D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)

二、不定项选择题

9．[2021·浙江1月]实验测得10mL0.50mol·L－1NH4Cl溶液、10mL0.50mol·L－1CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10－5。下列说法不正确的是    (　　)

A．图中实线表示pH随加水量的变化，虚线表示pH随温度的变化

B．将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为mol·L－1，溶液pH变化值小于lgx

C．随温度升高，Kw增大，CH3COONa溶液中c(OH－)减小，c(H＋)增大，pH减小

D．25℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中：c(Na＋)－c(CH3COO－)＝c(Cl－)－c(NH)

10．[2021·保定部分学校高三联考]室温下，向pH＝a，体积、浓度分别为20.00mL1.00mol·L－1的氨水中滴入1.00mol·L－1的盐酸，溶液pH和温度随加入盐酸体积的变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是(　　)

A．将此氨水稀释，溶液的导电能力减弱

B．b点溶液中离子浓度大小可能存在：c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)

C．c点时消耗盐酸体积V(HCl)＞20.00mL

D．a、d两点的溶液，水的离子积Kw(a)>Kw(d)

11．[综合创新]室温下，在实验室中用0.1mol·L－1的盐酸滴定10mL0.1mol·L－1的ROH溶液，滴定曲线如图所示。下列有关叙述错误的是(　　)

A．Kb(ROH)的数量级为10－5

B．点②对应溶液中：c(R＋)＋2c(H＋)＝c(ROH)＋2c(OH－)

C．水的电离程度：①<③<④

D．滴加盐酸的过程中保持不变

12．[2021·南阳联考]常温下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加盐酸，溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是(　　)

A．b、d两点为恰好完全反应点

B．c点溶液中c(NH)＝c(Cl－)

C．a、b之间的任意一点：c(Cl－)>c(NH)，c(H＋)>c(OH－)

D．常温下，0.1mol·L－1氨水的电离常数Ka约为1×10－5

13．[2021·哈尔滨师大青冈实验中学月考]某温度下Kw＝10－13，在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的H2SO4溶液VbL混合，下列说法正确的是(　　)

A．若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va：Vb＝1：10

B．若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va：Vb＝100：1

C．若所得混合液pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va：Vb＝1：9

D．若所得混合液pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va：Vb＝101：99

三、非选择题

14．[2021·牡丹江一中月考]下表是不同温度下水的离子积数据：

试回答以下问题：

(1)若25＜t1＜t2，则a________1×10－14(填“＞”“＜”或“＝”)。

(2)25℃下，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4mol·L－1，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na＋)：c(OH－)＝________。

(3)在t2℃下，pH＝2的稀硫酸溶液中，水电离产生的H＋浓度为c(H＋)水＝________。

(4)t2℃下，将pH＝11的苛性钠溶液V1L与pH＝1的稀硫酸V2L(混合体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1：V2＝________。

15．已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。该温度下，向20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L－1KOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题：(已知lg4＝0.6)

(1)a点溶液中c(H＋)为________，pH约为________。

(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________点，滴定过程中宜选用________作指示剂，滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。

(3)若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________(填字母)。

16．已知水在25℃和95℃时的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________________。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________。

(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)在曲线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”“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合液的pH________7，判断的理由是__________________________________。

(4)在曲线B所对应的温度下，将0.02mol·L－1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH＝________。

专练40　水的电离、溶液的酸碱性及pH计算

1．B　水的电离为吸热反应，温度越高，电离程度越大，故T1<T2，A项正确；由图像可知，XZ线上只有X点存在pH＝7，越靠近Z点，pH越小，B项错误；XZ线上任意点均有c(H＋)＝c(OH－)，在X、Z连线的上方M区域c(H＋)<c(OH－)，在X、Z连线的下方区域c(H＋)>c(OH－)，C项正确；在任何溶液中，均有c(OH－)×c(H＋)＝KW，D项正确。

2．D　硫酸中由水电离产生的c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－amol·L－1，Al2(SO4)3溶液中由水电离产生的c水(H＋)＝10－bmol·L－1，H2SO4溶液和Al2(SO4)3溶液的pH相同，所以硫酸溶液中氢离子浓度为10－bmol/L，以此解答。

3．A　A项，pH＝3的醋酸溶液中c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，pH＝11的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·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＋)＝1×10－3mol·L－1，pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·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＋)＝1×10－3mol·L－1，pH＝11的氨水中c(OH－)＝1×10－3mol·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＋)＝1×10－3mol·L－1，pH＝11的氨水中c(OH－)＝1×10－3mol·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。

4．D　100℃时，pH＝10的NaOH溶液，c(OH－)＝0.01mol/L，与pH＝2的H2SO4恰好中和，溶液为中性，其pH＝6，故A错误；25℃时，0.2mol·L－1Ba(OH)2溶液和0.2mol·L－1HCl等体积混合，碱过量，溶液的pH＞7，故B错误；25℃时，0.2mol·L－1NaOH溶液与0.2mol·L－1CH3COOH恰好中和生成醋酸钠，水解显碱性，则所得溶液的pH＞7，故C错误；25℃时，pH＝12的氨水，碱的浓度大于0.01mol/L，pH＝2的H2SO4中c(H＋)＝0.01mol/L，等体积混合，碱过量，所得溶液的pH＞7，故D正确。

5．C　常温时，1mol·L－1的HClO2和1mol·L－1的HMnO4两种酸溶液，起始时的体积均为V0，稀释前分别用1mol·L－1的NaOH溶液中和，消耗的NaOH溶液体积相同，故A错误；当稀释至pH均为3时，两溶液中均存在电荷守恒，分别为c(H＋)＝c(OH－)＋c(ClO)，c(H＋)＝c(OH－)＋c(MnO)，则溶液中c(ClO)＝c(MnO)，故B错误；由图可知lg＋1＝1时，1mol·L－1HMnO4溶液中c(H＋)＝1mol·L－1，说明HMnO4为强酸，在0≤pH≤5时，HMnO4溶液满足pH＝lg，故C正确；由图可知HClO2为弱酸，则浓度均为0.1mol·L－1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH：NaMnO4<NaClO2，故D错误。

6．D　H2S中存在两步可逆电离，c(H＋)＝1×10－5mol·L－1>c(HS－)，A项错误；一水合氨是弱电解质，加水稀释时促进其电离平衡正向移动，c(OH－)减小程度小于10倍，即a<b＋1，B项错误；混合溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(HC2O)＋2c(C2O)，C项错误；组成盐的酸根对应的酸越弱，该盐的水解程度越大，pH相等时，其浓度越小，D项正确。

7．D　滴定终点时溶液由碱性变为酸性，因此该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂，故A项错误；氨水与盐酸反应生成NH4Cl溶液，NH4Cl溶液因NH水解显酸性，M点对应溶液PH＝7，则盐酸体积小于20.00ml，故B项错误；M点处溶液中溶质为NH4Cl、NH3·H2O，根据电荷守恒有：c(OH－)＋c(Cl－)＝c(NH)＋c(H＋)，常温下溶液PH＝7，则c(H＋)＝c(OH－)，因此c(NH)＝c(Cl－)>c(H＋)＝c(OH－)，故C项错误；NH3·H2ONH＋OH－，根据电离度可得0.10mol·L－1的氨水溶液中c(OH－)＝1.32×10－3mol·L－1，根据水的离子积常数，则N处的溶液中c(H＋)＝＝7.6×10－12mol·L－1，因此PH<12，故D项正确。

8．C　因酸碱的强弱未知，a＝b，只能说明酸碱恰好完全反应，但如为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐，则溶液不呈中性，A错误；因温度未知，则pH＝7不一定为中性，B错误；混合溶液中，c(H＋)＝mol/L，根据c(H＋)·c(OH－)＝Kw可知溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝mol/L，溶液呈中性，C正确；任何溶液都存在电荷守恒，即c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)，不能确定溶液的酸碱性，D错误。

9．C　醋酸钠溶液显碱性，加水稀释，碱性减弱，c(OH－)减小，c(H＋)增大，pH减小，氯化铵溶液显酸性，加水稀释，酸性减弱，c(H＋)减小，c(OH－)增大，pH增大，即实线表示pH随加水量的变化；升温，Kw增大，水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度都会增大，pH表示氢离子浓度的负对数，所以pH都会减小，即虚线表示pH随温度的变化，A说法正确，C说法错误。将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为mol·L－1时，若氯化铵的水解平衡不发生移动，则其中的c(H＋)变为原来的，则溶液的pH将增大lgx，但是加水稀释时，氯化铵的水解平衡向正反应方向移动，c(H＋)大于原来的，因此溶液pH的变化值小于lgx，B说法正确。25℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中分别存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(CH3COO－)、c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，即氯化铵溶液中：c(Cl－)－c(NH)＝c(H＋)－c(OH－)，醋酸钠溶液中：c(Na＋)－c(CH3COO－)＝c(OH－)－c(H＋)，25℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10－5，由于原溶液的物质的量浓度相同，稀释相同倍数后的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液，溶质的物质的量浓度仍相等，由于电离常数相同，盐的水解程度相同，因此，两溶液中|c(OH－)－c(H＋)|(两者差的绝对值)相等，故c(Na＋)－c(CH3COO－)＝c(Cl－)－c(NH)，D说法正确。

10．CD　A项，稀释氨水，虽然促进了一水合氨的电离，但溶液中离子浓度减小，导电能力降低，正确；B项，b点pH>7，c(OH－)>c(H＋)，溶液中电荷守恒为c(NH)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，则c(NH)>c(Cl－)，可能存在c(NH)>c(Cl－)>c(OH－)>c(H＋)，正确；C项，溶液显中性时，HCl的物质的量小于一水合氨的，所以c点消耗盐酸体积V(HCl)<20.00mL，错误；D项，d点温度高于a点，因水的电离是吸热的，故水的离子积Kw(a)<Kw(d)，错误。

11．C　由题图可知，未加盐酸时lg＝－8，室温下0.1mol·L－1的ROH溶液中c(OH－)＝1×10－3mol·L－1，c(R＋)≈1×10－3mol·L－1，Kb(ROH)＝≈＝1×10－5，A项正确；点②对应溶液是等浓度的RCl和ROH溶液，根据电荷守恒和物料守恒有c(R＋)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)和2c(Cl－)＝c(R＋)＋c(ROH)，两式联立可得c(R＋)＋2c(H＋)＝c(ROH)＋2c(OH－)，B项正确；随着盐酸的滴加，溶液的碱性减弱，对水的电离抑制程度减小，恰好完全中和时水的电离程度最大，继续滴加盐酸，对水的电离抑制程度又增大，C项错误；＝＝，温度不变，Kb、KW均不变，二者的比值也不变，D项正确。

12．D　如果氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵，氯化铵为强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，此时水的电离程度最大，为图中c点，故A项错误；根据图像可知，c点c(H＋)>10－7mol·L－1，溶液呈酸性，结合电荷守恒得c(NH)<c(Cl－)，故B项错误；a、b之间的任意一点，溶液都呈碱性，即c(H＋)<c(OH－)，结合电荷守恒定律得c(Cl－)<c(NH)，故C项错误；常温下，0.1mol·L－1的氨水中c(H＋)＝10－11mol·L－1，则c(OH－)＝0.001mol·L－1，Ka≈＝＝1×10－5，故D项正确。

13．AC　若所得混合溶液为中性，且a＝12，b＝2，因c(OH－)×Va＝c(H＋)×Vb，a＝12，b＝2，则0.1×Va＝0.01Vb，则Va:Vb＝1:10，故A正确；若所得混合液为中性，则c(OH－)×Va＝c(H＋)×Vb，即10a－13×Va＝10－bVb，又因为a＋b＝12，Va:Vb＝＝1013－a－b＝10，则Va:Vb＝10:1，故B错误；若所得混合溶液的pH＝10，碱过量，c(OH－)＝＝0.001，则Va:Vb＝1:9，故C正确，D错误。

14．(1)＞　(2)1000︰1　(3)1×10－10mol/L

(4)9︰11

解析：(1)水是弱电解质，存在电离平衡，电离过程为吸热反应，所以温度升高，水的电离程度增大，离子积增大；(2)硫酸钠溶液中一定满足c(Na＋):c(SO)＝2:1，硫酸钠溶液中c(Na＋)＝2×5×10－4mol/L＝10－3mol/L，稀释后c(Na＋)＝10－3/10＝10－4mol/L，溶液呈中性，c(OH－)＝10－7mol/L，则稀释后溶液中c(Na＋):c(OH－)＝10－4:10－7＝1000︰1；(3)酸溶液中的氢氧根离子是由水电离产生的，因此在t2℃下，pH＝2的稀硫酸溶液中，c(H＋)＝10－2mol/L，因为Kw＝1×10－12，所以c(H＋)水＝c(OH－)水＝1×10－10mol/L；(4)t2℃下，Kw＝1×10－12，pH＝11的苛性钠溶液，c(OH－)＝10－1mol/L，混合液的pH＝2，酸过量，c(H＋)混＝[n(H＋)－n(OH－)]/V总＝(0.1×V2－0.1×V1)/(V2＋V1)＝0.01，解之得V1:V2＝9︰11。

15．(1)4×10－4mol·L－1　3.4　(2)c　酚酞　c点以上　(3)B

解析：(1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。

由K＝得c(H＋)≈mol·L－1＝4×10－4mol·L－1。PH＝－lgc(H＋)＝3.4。

(2)a点是醋酸溶液，b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d点是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK水解促进水的电离，所以c点溶液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在c点以上。

(3)由于稀氨水显碱性，首先排除选项A和C；两者恰好反应时溶液显酸性，排除选项D，故正确的答案为B。

16．(1)A　水电离需要吸热，温度越高Kw越大　10:1

(2)a＋b＝14

(3)小于　无法确定　若BOH是弱碱，则无法确定酸与碱的物质的量的相对多少

(4)10

解析：(1)曲线A条件下Kw＝c(H＋)×c(OH－)＝10－7×10－7＝10－14，曲线B条件下c(H＋)＝c(OH－)＝10－6mol/L，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－12；水的电离是吸热过程，加热促进电离，温度越高Kw越大，所以A曲线代表25℃时水的电离平衡曲线；25℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH－)＝n(H＋)，则V(NaOH)·10－5mol·L－1＝V(H2SO4)·10－4mol·L－1，得V(NaOH):V(H2SO4)＝10:1；

(2)强酸的pH＝a，强碱的pH＝b，由95℃时，若100体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混和后溶液呈中性，即n(OH－)＝n(H＋)，则100×10－a＝1×10b－12,102－a＝10b－12，即2－a＝b－12，则a＋b＝14；

(3)在曲线A中，水的离子积为10－7×10－7＝10－14，pH＝2的HCl中c(H＋)＝10－2mol/L，pH＝11的某BOH溶液中c(OH－)＝10－3mol/L，因c(H＋)＞c(OH－)，故在盐酸中水的电离受到的抑制作用比较大，即：α1小于α2；若BOH是强碱，等体积混合酸过量，此时PH小于7，若BOH是弱碱，则无法确定酸与碱的物质的量的相对多少，故无法确定反应后溶液的pH；

(4)在曲线B中，水的离子积为：10－6×10－6＝10－12，0.02mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.04mol/L，NaHSO4溶液的浓度为0.02mol/L，c(H＋)＝0.02mol/L，当二者等体积混合后，溶液中的c(OH－)＝＝0.01mol/L，则c(H＋)＝＝10－10mol/L，故该溶液的pH＝10。