高考化学 热点题型和提分秘籍 专题8_2 溶液的酸碱性与pH计算（含解析）

专题8.2 溶液的酸碱性与pH计算1了解水的电离，离子积常数。2了解溶液pH的定义，能进行pH的简单计算。3了解测定溶液pH的方法。热点题型一 水的电离平衡的影响因素及有关计算例1、(双选) 现有常温下的四种溶液：0.01 mol/L的醋酸溶液0.01 mol/L 的盐酸pH12的氨水pH12的NaOH溶液。下列说法正确的是()A水的电离程度中最小，中最大B水的电离程度中最大，、中相等C将、等体积混合，所得的溶液中由水电离出来的c(OH)1107mol/L【答案】BC【提分秘籍】水电离出的c(H)或c(OH)的计算(25 时)(1)中性溶液：c(H)c(OH)1.0107 molL1。(2)酸或碱抑制水的电离，水电离出的c(H)c(OH)107 molL1，当溶液中的c(H)107 molL1时，就用1014除以这个浓度即得到水电离的c(H)。溶质为酸的溶液H来源于酸电离和水电离，而OH只来源于水电离。如pH2的盐酸中水电离出的c(H)水c(OH)水1.01012 mol/L。溶质为碱的溶液OH来源于碱电离和水电离，而H只来源于水电离。如pH12的NaOH溶液中，水电离产生的c(OH)水c(H)水1.01012 mol/L。(3)可水解的盐促进水的电离，水电离的c(H)或c(OH)均大于107 molL1。若给出的c(H)107 molL1，即为水电离的c(H)；若给出的c(H)107 molL1，就用1014除以这个浓度即得水电离的c(OH)。水解呈酸性或碱性的盐溶液，H和OH均由水电离产生，如pH2的NH4Cl溶液中由水电离出的c(H)水1.0102 mol/L；c(OH)1.01012 mol/L是因为部分OH与部分NH结合了； pH12的Na2CO3溶液中由水电离出的c(OH)水1.0102 mol/L。【方法归纳】(1)在计算水电离出的c(H)或c(OH)时，要明确溶液中H、OH的来源。(2)抓住水电离出的c(H)水c(OH)水这一特征。(3)在室温下，当c(H)或c(OH)水107 mol/L时，表明水的电离受到促进，是盐类水解所致。 热点题型二 溶液pH的计算与判断 例2、常温下，某学生将0.1 molL1 H2SO4溶液滴入0.1 molL1 NaOH溶液，中和后加水至100 mL。若滴加过程中：少滴了一滴H2SO4溶液；多滴了一滴H2SO4溶液(1滴为0.05 mL)，则和两种情况下所得溶液的pH之差是()A4B4.6C5.4 D6【答案】D【提分秘籍】 1溶液的稀释规律稀释10n倍无限稀释强酸c(H)减小为原来的，pH稀pH原n由于水的电离不可忽视，pH只能接近 7，不可能大于7强碱c(OH)减小为原来的，pH稀pH原npH7(不可能小于7)弱酸c(H)减小的程度比强酸小，pH稀pH原npH7(不可能小于7)2.溶液pH的计算(1)总体原则。若溶液为酸性，先求c(H)，再求pHlgc(H)。若溶液为碱性，先求c(OH)，再求c(H)Kw/c(OH)，最后求pHlg(H)。(2)单一类的计算方法。浓度为c的强酸(HnA)：c(H)nc。pHlgc(H)lg(nc)。浓度为c的强碱B(OH)n：c(OH)nc，c(H)。pHlgc(H)14lg(nc)。(3)混合溶液pH的计算两强酸混合(同性混合)c(H)混，再求算pH。两强碱混合(同性混合)c(OH)混，c(H)混，再求算pH。强酸、强碱混合(一者过量)(异性混合)a酸过量：c(H)混，直接求pH。b碱过量：c(OH)混，c(H)混，再求算pH。c若恰好中和，pH7【举一反三】 25 时，Kw11014；100 时，Kw11012，下列说法正确的是()A100 时，pH12的NaOH溶液和pH2的H2SO4溶液恰好中和，所得溶液的pH7B25 时，0.2 mol/L Ba(OH)2溶液和0.2 mol/L HCl溶液等体积混合，所得溶液的pH7C25 时，0.2 mol/L NaOH溶液与0.2 mol/L CH3COOH溶液恰好中和，所得溶液的pH7D25 时，pH12的氨水和pH2的H2SO4溶液等体积混合，所得溶液的pH7【答案】D热点题型三 酸碱中和滴定的误差分析 例3一定物质的量浓度溶液的配制和酸碱中和滴定是化学中两个典型的定量实验。某研究性学习小组在实验室中配制1 mol/L的稀硫酸标准溶液，然后用其滴定某未知浓度的NaOH溶液。下列有关说法中不正确的是()A实验中所用到的滴定管、容量瓶，在使用前均需要检漏B如果实验中需用60 mL的稀硫酸标准溶液，配制时应选用 100 mL容量瓶C酸式滴定管用蒸馏水洗涤后，即装入标准浓度的稀硫酸，则测得的NaOH溶液的浓度将偏大D中和滴定时，若在最后一次读数时俯视读数，则导致实验结果偏大【答案】D【解析】A项，滴定管、容量瓶使用前需检漏，正确；B项，实验室无60 mL容量瓶，选择容积比60 mL大而与之接近的容量瓶配制，B正确；C项，酸式滴定管不润洗使所测NaOH浓度偏大，正确；D项，导致实验结果偏小。【提分秘籍】 1酸碱中和滴定的误差分析以标准酸溶液滴定未知浓度的碱溶液(酚酞作指示剂)为例，常见的因操作不正确而引起的误差有步骤操作V(标准)c(待测)洗涤酸式滴定管未用标准溶液润洗变大偏高碱式滴定管未用待测溶液润洗变小偏低锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高读数酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后俯视读数(或前仰后俯)变小偏低酸式滴定管滴定前读数正确，滴定后仰视读数(或前俯后仰)变大偏高2.中和滴定实验的有关注意事项(1)实验的关键：准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积。A因量筒是粗略量取一定体积液体的仪器，因此本实验不用量筒，而用滴定管或移液管。B滴定管是精密测量溶液体积的仪器，读数时需估读，记录数据时可精确到0.01 mL。选取适当的指示剂，准确判断滴定终点。A要求，变色要明显、灵敏，且指示剂的变色范围要尽可能与恰好完全反应时的pH接近。B指示剂的选择方法：酸、碱类型指示剂强酸强碱酚酞或甲基橙强酸弱碱(如NH3H2O)甲基橙强碱弱酸(如醋酸)酚酞说明：石蕊试液因颜色变化不明显(紫色与蓝色不易辨别)，且变色范围过宽，一般不作滴定指示剂。 (2)滴定管的使用：酸式滴定管下端有玻璃活塞，碱式滴定管下端有橡胶管。滴定管有“0”刻度且在上端。滴定管的读数方法：必须平视，视线与凹液面的最低点相切。滴定管在用蒸馏水洗涤后必须用待装液润洗23次。(3)减小实验误差的做法半分钟：振荡锥形瓶，溶液颜色刚好褪去，半分钟内溶液颜色不变，即滴定终点。12分钟：滴定停止后，必须等待12分钟，附着在滴定管内壁的溶液流下后，再读数。取平均值：同一实验，要重复做23次，将滴定所用标准溶液的体积相加，取平均值。一定要注意，数值相差太大的要舍弃。 1【2016年高考江苏卷】下列图示与对应的叙述不相符合的是（ ）A图甲表示燃料燃烧反应的能量变化B图乙表示酶催化反应的反应速率随反应温度的变化C图丙表示弱电解质在水中建立电离平衡的过程D图丁表示强碱滴定强酸的滴定曲线【答案】A【解析】燃烧为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，与图甲不符，A错误；反应开始温度升高，酶催化反应的反应速率加快，温度达到一定值，酶（蛋白质）发生变性，催化性能降低，反应速率变慢，B正确；将弱电解质加入水中，一开始弱电解质分子的电离速率大于离子结合成电解质分子的速率，随着电离的进行，二者速率相等，达到电离平衡，C正确；强碱滴定强酸的过程中溶液的pH逐渐增大，当接近滴定终点时pH发生突变，D正确。2【2016年高考天津卷】室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定的曲线如图所示，下列判断错误的是( ) A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHDB滴定至P点时，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH) CpH=7时，三种溶液中：c(A)=c(B)=c(D) D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)=c(OH)c(H)【答案】C3【2016年高考新课标卷】298K时，在20.0mL 0.10mol氨水中滴入0.10 mol的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol氨水的电离度为1.32%，下列有关叙述正确的是（ ）A该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂BM点对应的盐酸体积为20.0 mLCM点处的溶液中c(NH4)c(Cl)c(H)c(OH)DN点处的溶液中pH12【答案】D1【2015新课标卷理综化学】浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随的变化如图所示，下列叙述错误的是（ ）AMOH的碱性强于ROH的碱性BROH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=2时，若两溶液同时升高温度，则 增大【答案】D【解析】根据图像可知，0.1mol/L MOH溶液的pH=13，说明MOH完全电离，为强电解质，而ROH溶液的pHc(A)c(H+)c(HA)Ba、b两点所示溶液中水的电离程度相同CpH=7时，c(Na+)= c(A)+ c(HA)Db点所示溶液中c(A) c(HA)【答案】D4【2015广东理综化学】一定温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图2，下列说法正确的是（ ）A升高温度，可能引起有c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.010-13C该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化【答案】C【解析】温度升高，水的离子积增大， c(H+)、c (OH-）都增大，表示的点就不在曲线上，A错误；水的离子积常数K=c(H+)c(OH-)，从图可知离子积是1.010-11，不是1.010-13，B错误；加入FeCl3，水解使得溶液酸性增强，c(H+)增大，那么c(OH-)减小，故可能引起由b向a的变化，C正确；温度不变水的离子积不变，稀释溶液后所表示的点还在曲线上，不可能引起由c向d的变化，D错误。5【2015广东理综化学】准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.1000molL-1NaOH溶液滴定，下列说法正确的是（ ）A滴定管用蒸馏水洗涤后，装入NaOH溶液进行滴定B随着NaOH溶液滴入，锥形瓶中溶液pH由小变大C用酚酞作指示剂，当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定D滴定达终点时，发现滴定管尖嘴部分有悬滴，则测定结果偏小【答案】B1(2014重庆理综，9)中华人民共和国国家标准(GB27602011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 gL1。某兴趣小组用题图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2，并对含量进行测定。(1)仪器A的名称是_，水通入A的进口为_。 (2)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸，加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应，其化学方程式为_。(3)除去C中过量的H2O2，然后用0.090 0 molL1NaOH标准溶液进行滴定，滴定前排气泡时，应选择图2中的_；若滴定终点时溶液的pH8.8，则选择的指示剂为_；若用50 mL滴定管进行实验，当滴定管中的液面在刻度“10”处，则管内液体的体积(填序号)_(10 mL，40 mL，10 mL，40 mL)。(4)滴定至终点时，消耗NaOH溶液25.00 mL，该葡萄酒中SO2含量为：_gL1。 (5)该测定结果比实际值偏高，分析原因并利用现有装置提出改进措施_。【答案】(1)冷凝管或冷凝器b(2)SO2H2O2=H2SO4(3)酚酞(4)0.24(5)原因：盐酸的挥发；改进措施：用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸，或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验，排除盐酸挥发的影响2(2014江苏卷，1改编)水是生命之源，2014年我国科学家首次拍摄到水分子团簇的空间取向图像，模型如图。下列关于水的说法正确的是()A水不是电解质B水的离子积为1.01014C纯水中水的离子积大于稀硫酸中水的离子积D温度不同，水的离子积不同【答案】D【解析】水能电离出自由移动的H和OH，水是一种极弱的电解质，A项错误；水的离子积只与温度有关，室温下水的离子积为1.01014，B、C项错误。1 25 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，KW不变C向水中加入少量固体醋酸钠，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变【答案】B【解析】向水中加入稀氨水，增大了c(OH)，平衡逆向移动；加入固体NaHSO4，NaHSO4溶于水后电离生成H，c(H)增大，KW不变；加入醋酸钠，CH3COO结合水电离出的H，使平衡正向移动，c(H)降低；将水加热，KW增大，pH减小。225 时纯水的电离度为1，pH2的醋酸溶液中水的电离度为2，pH12的氢氧化钠溶液中水的电离度为3。若将上述醋酸与氢氧化钠溶液等体积混合，所得溶液中水的电离度为4。下列关系式中正确的是()A2341B3214C2314D1234【答案】A3常温下，某溶液中由水电离出的c(H)和c(OH)的乘积是11020，下列说法中正确的是()A该溶液的溶质不可能是NaHCO3B该溶液的pH一定是10C该溶液的溶质不可能是NaHSO4D该溶液的溶质可能是正盐【答案】A【解析】由水电离的c(H)c(OH)11010 molL1，故水的电离受到抑制，而NaHCO3能促进水的电离，故溶质不可能为NaHCO3，A项正确；B项，该溶液的pH可能为10或4；C项，若该溶液pH4时，溶质可以是NaHSO4；D项，正盐对水的电离平衡可能促进，可能无影响，故溶质不可能是正盐。4现有pH5的CH3COOH溶液10 mL，要使其pH增大3，可采取的方法有()A向溶液中加水稀释至10 LB加入一定量的NaOH固体C加入一定量pH8的NaOH溶液D加入一定浓度的盐酸【答案】B【解析】由pH5增大3得pH8，说明溶液呈碱性，酸溶液无论如何稀释也不会呈碱性，A项错误；C项，因加入NaOH溶液的pH8，故酸碱无论怎样中和，pH也只能接近8，不会出现pH8，C错；D项，因盐酸呈酸性，故无法实现。5物质AE都是由下表中的离子组成的，常温下各物质的溶液从1 mL稀释到1 000 mL，pH的变化关系如图所示，其中A与D反应得到E。请回答下列问题。阳离子NH、H、Na阴离子OH、CH3COO、Cl(1)根据pH的变化关系，写出物质的化学式：B_，C_。(2)写出A与C反应的离子方程式：_。【答案】(1)NaOHHCl(2)NH3H2OH=NHH2O6(双选) 25 时，用2a molL1 NaOH溶液滴定1.0 L 2a molL1氢氟酸溶液，得到混合液中HF、F的物质的量与溶液pH的变化如图所示。下列说法正确的是()ApH3时，溶液中：c(Na)c(HF)时，溶液一定呈碱性CpH3.45时，NaOH溶液恰好与HF完全反应DpH4时，溶液中：c(HF)c(Na)c(H)c(OH)c(OH)，溶液中电荷守恒c(H)c(Na)c(F)c(OH)，则c(Na)c(F)；B项，由题图知当3.45pHc(HF)；C项，NaOH溶液恰好与HF完全反应时得到的溶液为NaF溶液，溶液显碱性；D项，溶液中电荷守恒c(H)c(Na)c(F)c(OH)，c(H)c(Na)c(OH)c(HF)c(F)c(HF)，已知n(F)n(HF)2a mol，溶液的体积大于1.0 L，故c(F)c(HF)n(T2)D当HT和T2物质的量浓度相等时，溶液中水电离出来的氢离子浓度小于纯水中氢离子的浓度【答案】C8现有常温下pH1的乙酸溶液和pH13的NaOH溶液，下列叙述中正确的是()A乙酸溶液中水的电离程度比NaOH溶液中的小B乙酸溶液中的c(CH3COOH)大于NaOH溶液中的c(Na)C若两溶液混合后pH7，则有c(Na)c(CH3COOH)c(CH3COO)D分别稀释10倍，两溶液的pH之和大于14【答案】B【解析】A项，由于乙酸中的c(H)与氢氧化钠溶液中的c(OH)都为0.1 molL1，所以对水的电离抑制能力是一样的，故两溶液中水的电离程度一样。B项，乙酸是弱电解质，其中c(H)等于氢氧化钠溶液中的c(OH)，c(OH)c(Na)，但是他们都小于乙酸溶液中的c(CH3COOH)；C项，乙酸与氢氧化钠溶液混合显中性，根据电荷守恒得：c(Na)c(CH3COO)；D项，分别稀释10倍，1pH(CH3COOH溶液)2，pH(NaOH溶液)12。9 25 时，水中存在电离平衡：H2OHOH，下列关于水的说法正确的是()A将水加热，Ksp增大，pH不变B向水中加入少量NaHSO4固体，c(H)增大，KW不变C向水中加入少量NaOH固体，平衡逆向移动，c(OH)降低D向水中加入少量NH4Cl固体，平衡正向移动，c(OH)增大【答案】B10常温下，下列有关电解质溶液的叙述正确的是()A等浓度等体积的强酸与强碱溶液混合后，溶液的pH7B将10 mL pHa的盐酸与100 mL pHb的Ba(OH)2溶液混合后恰好中和，则ab13CpH10的Ba(OH)2溶液和pH13的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH10.7(已知lg20.3)DpH2的盐酸与pH12的氨水等体积混合后所得溶液显中性【答案】B【解析】等浓度等体积的强酸和强碱溶液混合后，pH大小与酸和碱的元数有关，A项错误；盐酸与Ba(OH)2的混合后恰好中和，则10a0.011014b0.1，则a214b1，则ab13，B正确；C项，c(OH)混5102 mol/L，c(H)21013 mol/L，pH12.7，C项错误；pH2的盐酸与pH12的氨水等体积混合后所得溶液呈碱性，D项错误。11室温时，M(OH)2(s) M2(aq)2OH(aq)Kspa，c(M2)b molL1时，溶液的pH等于()A.lg B.lgC14lg D14lg【答案】C【解析】根据溶度积常数的表示方法c(OH)，结合水的离子积常数c(H)溶液的pH。由题给反应的溶度积常数Kspc(M2)c2(OH)a，可得出c(OH)1/2，则c(H)，pHlgc(H)14lg。12(1)常温下，如果取0.1 molL1 HA与0.1 molL1NaOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH8。混合溶液中由水电离出的OH浓度与0.1 molL1 NaOH溶液中由水电离出的OH浓度之比为_。(2)常温下，将a molL1的氨水与0.1 molL1的盐酸等体积混合，当溶液中c(NH)c(Cl)时，用含a的代数式表示NH3H2O的电离常数Kb_ molL1。【答案】(1)1071(2)13.已知水在25 和95 时，其电离平衡曲线如图所示。(1)25 时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(2)95 时，若100体积pHa的某强酸溶液与1体积pHb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，pH2的HCl溶液和pH11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用1、2表示，则1_2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合溶液的pH7，判断的理由是_(用离子方程式表示)。(4)在曲线B所对应的温度下，将0.02 mol/L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_。【答案】(1)101(2)ab14(3)小于BH2OBOHH(4)10