高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第2讲水的电离和溶液的酸碱性训练含解析

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1．(2021·宁夏青铜峡中学检测)下列液体均处于25 ℃，有关叙述正确的是( )
A．某物质的溶液pH＜7，则该物质一定是酸
B．相同条件下，pH＝4.5的番茄汁中c(H＋)是pH＝6.5的牛奶中c(H＋)的100倍
C．将1 L 0.1 ml/L的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝12
D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
B [25 ℃时溶液pH＜7，该溶液呈酸性，但不一定是酸，可以是酸式盐等，如NaHSO4等，A错误；pH＝4.5的番茄汁中c(H＋)＝10－4.5 ml/L，pH＝6.5的牛奶中c(H＋)＝10－6.5ml/L，故前者是后者的100倍，B正确；将1 L 0.1 ml/L的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，c(OH－)＝0.1 ml/L，该溶液的pH＝13，C错误；pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，所得溶液仍呈碱性，其pH接近于7，但大于7，D错误。]
2．(2021·山东实验中学检测)X、Y、Z三种液体的近似pH如图，下列判断正确的是( )
A．X可能是醋酸钠溶液
B．Y可能是90 ℃时的纯水
C．Y一定是正盐溶液
D．Z可使甲基橙试液变黄
D [溶液X的pH＝1，溶液呈酸性，而醋酸钠溶液由于CH3COO－的水解而使溶液呈碱性，A错误；升高温度，水的电离程度增大，水的离子积Kw增大，水的pH减小，故90 ℃时纯水的pH<7，B错误；Y点溶液pH＝7，由于题目未指明温度，无法判断溶液的酸碱性和种类，C错误；Z点溶液的pH＝10，溶液呈碱性，可使甲基橙试液变黄，D正确。]
3．(2021·河北辛集中学检测)溶液的酸碱性是衡量人体健康状况的重要指标，下列有关溶液的酸碱性及pH的应用说法正确的是( )
A．某溶液中c(H＋)小于10－7 ml·L－1，则该溶液呈碱性
B．测溶液的pH时，pH试纸若用蒸馏水润湿，测定结果一定会偏低
C．常温下，pH＝11的氨水稀释100倍后，其pH＝9
D．常温下，pH＝12的KOH溶液与pH＝2的甲酸溶液等体积混合后，滴入石蕊溶液呈红色
D [常温下，c(H＋)小于10－7 ml·L－1的溶液呈碱性，但未知温度，A错误；若用蒸馏水润湿的pH试纸测中性溶液的pH，无影响，B错误；稀释过程中，一水合氨继续电离，pH>9，测酸性溶液的pH偏高，C错误；KOH与HCOOH反应后HCOOH有剩余，显酸性，滴入石蕊溶液呈红色，D正确。]
4．(2021·湖北沙市中学检测)现有常温下0.1 ml/L的Na2SO4溶液。欲使此溶液中水的电离平衡向右移动，且pH＜7，有下列措施：①给溶液加热；②加入少量稀硫酸；③加入NH4Cl晶体；④加入CH3COONa固体；⑤加入BaCl2溶液；⑥加入FeCl3溶液。其中能达到目的是( )
A．①③⑥ B．①②③
C．②③④ D．③⑤⑥
A [①水电离过程为吸热过程，加热促进水的电离，溶液中氢离子浓度增大，pH＜7，①正确；②加入少量稀硫酸抑制水的电离，②错误；③加入NH4Cl晶体溶解后NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 与OH－反应，水的电离平衡向右移动，且pH＜7，③正确；④加入CH3COONa固体，溶解后醋酸根离子水解促进水的电离，溶液显碱性，PH＞7，④错误；⑤加入BaCl2溶液，氯化钡是强酸强碱盐对水的电离无影响，⑤错误；⑥加入FeCl3溶液，铁离子水解促进水的电离，溶液显酸性，pH＜7，⑥正确。]
5．(2021·山东聊城调研)关于室温下pH＝2的盐酸和0.01 ml·L－1的醋酸溶液，下列说法正确的是( )
A．两溶液中溶质的物质的量：n(CH3COOH)＝n(HCl)
B．两溶液中阴离子的浓度：c(CH3COO－)＜c(Cl－)
C．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
D．相同体积的两溶液分别与足量镁条反应，盐酸产生的气体比醋酸的多
B [醋酸是弱电解质，pH＝2的盐酸中c(HCl)＝0.01 ml/L，与醋酸等体积时所含溶质的物质的量相等，否则不相等，A错误；醋酸部分电离，则c(CH3COO－)<0.01 ml/L，盐酸中c(Cl－)＝0.01 ml/L，B正确；相同体积两溶液均稀释100倍，盐酸中c(H＋)仍大于醋酸，故盐酸的pH小，C错误；相同体积时，n(CH3COOH)＝n(HCl)，则与足量镁条反应，产生气体的量相等，D错误。]
6．(2021·贵州思南中学检测)已知室温时，0.1 ml·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，下列叙述错误的是( )
A．该溶液的pH＝4
B．升高温度，溶液的pH增大
C．此酸的电离常数约为1×10－7
D．由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍
B [室温时，0.1 ml·L－1一元酸HA在水中有0.1%发生电离，则电离产生的c(H＋)＝0.1 ml·L－1×0.1%＝1×10－4 ml·L－1，pH＝－lg 1×10－4＝4，A正确；升高温度，HA的电离程度增大，电离产生的c(H＋)增大，溶液的pH减小，B错误；HA的电离常数为Ka(HA)＝ eq \f(c（H＋）·c（A－）,c（HA）) ，此时c(H＋)＝c(A－)≈1×10－4 ml·L－1，c(HA)≈0.1 ml·L－1，故Ka(HA)＝ eq \f(1×10－4×1×10－4,0.1) ＝1×10－7，C正确；HA电离产生的c(H＋)＝1×10－4 ml·L－1，而HA溶液中由水电离出的c(H＋)水＝c(OH－)水＝(1×10－14)/( 1×10－4)＝1×10－10 ml·L－1，故由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的106倍，D正确。]
7．(2021·陕西西安检测)25 ℃时，甲、乙两烧杯均盛有5 mL pH＝3的某一元酸溶液，向乙烧杯中加水稀释至pH＝4。下列关于甲烧杯和稀释后的乙烧杯中的溶液的描述中，不正确的是( )
A．溶液的体积：10V甲≤V乙
B．水电离出的OH－浓度：10c(OH－)甲＝c(OH－)乙
C．若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和，所得溶液的pH：甲≤乙
D．若分别与5 mL pH＝11的NaOH溶液反应，所得溶液的pH：甲≤乙
C [若为强酸，则应加水稀释到体积是原来的10倍，若为弱酸，由于有电离平衡的移动，加水的体积要多，稀释的倍数大于10，A项正确；在甲溶液中水电离的c(OH－)＝10－11 ml·L－1，乙溶液中，水电离的c(OH－)＝10－10 ml·L－1，B项正确；由于甲和乙中含有的一元酸的物质的量相等，用NaOH中和后得到盐的物质的量也相等，若为强酸，则溶液为中性，若为弱酸，溶液显碱性，而且浓度越小，其pH越小，C项错误；根据酸碱混合时的规律，当pH加和等于14的酸碱等体积混合时，谁弱显谁性。若酸为强酸，则反应后溶液为中性，甲反应后再加水稀释得到乙反应后的溶液，溶液也为中性；若酸为弱酸，则反应后溶液显酸性，浓度越小，其pH越大，D项正确。]
8．(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 eq \f(c（HA）·c（OH－）,c（A－）) 保持不变(其中HA、A－分别代表相应的酸和酸根离子)
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
C [由Ka(HNO2)＞Ka(CH3COOH)可知，酸性HNO2＞CH3COOH。pH相同的两种酸稀释相同倍数时，酸性强的酸pH变化大，所以曲线Ⅱ为HNO2，A项错误。b、c两点处，b点酸性强，对水的电离抑制程度大，所以水的电离程度：c点＞b点，B项错误。从c点到d点， eq \f(c（HA）·c（OH－）,c（A－）) ＝ eq \f(c（HA）·c（OH－）·c（H＋）,c（A－）·c（H＋）) ＝ eq \f(Kw,Ka) ，Kw和Ka是两个常数，只要温度不变，比值也不变，C项正确。a点pH相同，则CH3COOH的浓度大，恰好中和时消耗的NaOH多，所以溶液中n(Na＋)多，D项错误。]
9．(2021·湖北重点高中协作体联考)25 ℃时，pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液，分别加水稀释至体积为V，溶液pH随lg eq \f(V,V0) 的变化关系如图所示，下列叙述不正确的是( )
A．HA为强酸
B．若三溶液无限稀释，则它们的c(H＋)近似相等
C．当lg eq \f(V,V0) ＝3时，c(A－)大于c(B－)
D．HC的电离程度：b点大于a点
C [由图可知，pH均为2的三种酸溶液加水稀释103倍时，HA溶液的pH＝5，则HA是强酸，HB和HC是弱酸，A正确；三种酸溶液无限稀释，最终溶液的pH均接近于7，它们的c(H＋)近似相等，B正确；lg eq \f(V,V0) ＝3时，HA溶液的pH大于HB溶液，则HB溶液的H＋浓度大于HA溶液，故有c(A－)小于c(B－)，C错误；加水稀释时，HC的电离平衡正向移动，b点加水体积大于a点，故HC的电离程度：b点大于a点，D正确。]
10．(2021·山东临沂一模)常温下，分别取未知浓度的AOH和BOH两种碱的稀溶液，加水稀释至原体积的n倍。两溶液稀释倍数的对数值(lg n)与溶液的pH变化关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．水的电离程度：Z＞X＝Y
B．常温下，Kb(BOH)＜ Kb(AOH)
C．中和等体积X、Y两点溶液，后者消耗HCl的物质的量少
D．物质的量浓度相同的ACl溶液和BCl溶液，前者阳离子浓度之和小于后者
D [碱溶液中H＋全部由水电离产生，溶液的pH越大，c(H＋)越小，水的电离程度越小，故水的电离程度：X＞Y＞Z，A错误。由图可知，稀释相同倍数时，BOH溶液的pH变化大，则BOH的碱性更强，则有Kb(BOH)>Kb(AOH)，B错误。AOH的碱性比BOH弱，但Y点pH大于X点，说明c(AOH)>c(BOH)，故等体积X、Y两点溶液，Y消耗HCl比X多，C错误。ACl和BCl溶液中均存在电荷守恒：c(M＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(Cl－)，M＝A或B，两溶液中c(Cl－)相等，则c(OH－)越大，阳离子浓度之和越大；由于AOH的碱性比BOH弱，则等浓度的两种盐溶液中A＋的水解程度大于B＋，ACl溶液的酸性更强，c(OH－)更小，因此BCl溶液中阳离子浓度之和更大，D正确。]
11．(2021·辽宁大连检测)25 ℃时，用0.10 ml·L－1的氨水滴定10.00 mL 0.05 ml·L－1H2A溶液，加入氨水的体积(V)与溶液中lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）) 的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A．A点溶液的pH等于1
B．由图中数据可知，H2A为弱酸
C．B点水电离出的H＋浓度为1.0×10－6 ml·L－1
D．C点溶液中c(NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(H＋)
B [A点：根据c(H＋) ·c(OH－)＝Kw＝1×10－14，lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝12，计算得c(H＋)＝10－1 ml·L－1，则pH＝1，0.05 ml·L－1H2A完全电离，H2A为强酸，A正确，B错误；B点酸碱恰好完全中和生成盐(NH4)2A，lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝2，计算得c(H＋)＝10－6 ml·L－1，则水电离出的H＋浓度为1.0×10－6 ml·L－1，C正确；C点为(NH4)2A与NH3·H2O的混合物，根据lg eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝－4，计算得c(H＋)＝10－9ml·L－1，则pH＝9，呈碱性，考虑氨水的电离平衡，则溶液中c(NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )>c(A2－)>c(OH－)>c(H＋)，D正确。]
12．(2021·天津和平区检测)(1)常温下，将1 mL pH＝1的H2SO4溶液加水稀释到100 mL，稀释后的溶液中 eq \f(c（H＋）,c（OH－）) ＝________。
(2)某温度时，测得0.01 ml·L－1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积常数Kw＝________。该温度________(填“高于”或“低于”)25 ℃。
(3)常温下，设pH＝5的H2SO4溶液中由水电离出的H＋浓度为c1；pH＝5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H＋浓度为c2，则 eq \f(c1,c2) ＝________。
(4)常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液a L与pH＝3的H2SO4溶液b L混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________。若所得混合溶液pH＝12，则a∶b＝________。
(5)在(2)所述温度下，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若所得混合液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
解析 (3)c1＝c(OH－)＝10－9 ml·L－1，c2＝c(H＋)＝10－5 ml·L－1。(4)若呈中性，则0.1 a＝10－3b，a∶b＝1∶100；若pH＝12，则c(OH－)＝ eq \f(0.1a－10－3b,a＋b) ＝0.01 ml·L－1，a∶b＝11∶90。(5)Kw＝1×10－13，①若呈中性，则10－13＋a·Va＝10－b·Vb，将a＝12，b＝2代入，得Va∶Vb＝1∶10。②若pH＝10，则呈碱性，c(OH－)混＝ eq \f(Kw,c（H＋）) ＝10－3 ml·L－1，而c(OH－)混＝ eq \f(10－13＋a·Va－10－b·Vb,Va＋Vb) ，将a＝12，b＝2代入，得Va∶Vb＝1∶9。
答案 (1)108 (2)1×10－13 高于 (3)10－4 (4)1∶100 11∶90 (5)①1∶10 ②1∶9