2026人教版高中化学选择性必修1--第三章　第二节　第2课时　溶液的酸碱性与pH（含解析）

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2026人教版高中化学选择性必修1
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
第二节　水的电离和溶液的pH
第2课时　溶液的酸碱性与pH
基础过关练
题组一　溶液酸碱性的判断
1.(2024河南郑州月考)下列说法正确的是(　　)
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性
2.(易错题)(2025河北衡水中学综合素质评价)我国科学家在一颗距离地球100光年的行星上发现了不可思议的“水世界”,引起了全球科学界的轰动。下列有关水溶液的说法不正确的是(　　)
A.pH>7的溶液不一定呈碱性
B.c(H+)=的溶液一定显中性
C.水电离出的c(H+)=10-7 mol/L的溶液一定显中性
D.等物质的量NaOH和H2SO4的混合溶液,水的电离程度比纯水小
题组二　溶液pH的测定
3.(2025湖北武汉月考)关于pH的测定,下列说法正确的是 (　　)
A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B.不存在pH=0的溶液
C.用广泛pH试纸测得某盐酸的pH=2.3
D.pH计是精密测定溶液pH的仪器
4.(2024四川遂宁射洪中学月考)用pH试纸测定某溶液的pH,正确的是 (　　)
A.将pH试纸浸入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得新制氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
题组三　与pH有关的计算
5.(教材习题改编)常温下,10 mL 0.1 mol·L-1 HNO3溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液混合(忽略溶液混合时体积的变化),混合溶液的pH等于 (　　)
A.13　　　　B.11　　　　C.7　　　　D.1
6.(2024湖南长沙明德中学月考)已知100 ℃时水的离子积KW=1×10-12。若本题涉及的溶液温度均为100 ℃,下列说法正确的是 (　　)
A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH=2
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液的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
7.(2025四川内江六中月考)常温下,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NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为(忽略溶液混合时体积的变化)(　　)
A.9∶1　　B.11∶9　　C.11∶1　　D.1∶9
8.(2025安徽安庆一中月考)下列说法正确的是(忽略溶液混合时体积的变化)(　　)
A.常温下1 mL pH=8的NaOH溶液加水至100 mL,pH为6
B.常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液pH为1
C.某温度下KW=1×10-13,溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11 mol·L-1,则该溶液的pH为11或3
D.常温下,若将pH=3的H2SO4溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性
能力提升练
题组一　溶液稀释问题的分析
1.(2025河南郑州期中)常温下,关于溶液的稀释,下列说法错误的是 (　　)
A.pH=3的氢氟酸稀释至100倍,pH<5
B.将1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液加水稀释至2 L,溶液的pH=13
C.pH=2的H3PO4溶液加水稀释过程中,溶液中减小
D.pH=2的H2SO4溶液加水稀释至100倍,溶液中由水电离产生的
c水(H+)=1×10-10 mol·L-1
2.(2025北京第一六六中学期中)常温下,浓度均为0.1 mol/L体积均为V0的HA、HB溶液分别加水稀释至体积为V。稀释过程中,pH与lg的变化关系如图所示。下列叙述正确的是　 (　　)
A.pH随lg的变化始终满足直线关系
B.溶液中水的电离程度:a>b>c
C.该温度下,Ka(HB)≈10-6
D.分别向稀释前的HA、HB溶液中滴加同浓度NaOH溶液至恰好中和,HA消耗NaOH溶液体积大
题组二　溶液pH的综合计算
3.(2025湖南邵阳期中)某温度下,重水(D2O)的离子积KW=1.6×10-15,规定pD=-lg c(D+)。下列说法错误的是 (　　)
A.重水是极弱的电解质,将NaOD加入重水中(温度不变),重水的电离程度增大
B.该温度下,重水的pD=8-2lg2
C.该温度下,2 L含0.01 mol D2SO4的溶液,其pD=2
D.该温度下,在100 mL 0.4 mol·L-1 DCl溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD溶液,充分反应后溶液的pD=1(忽略混合时溶液体积的变化)
4.(2025河北保定一中月考)常温时,将x mL pH=a的NaOH溶液与y mL pH=b的稀硫酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断错误的是 (　　)
A.若x=y,且a+b=14,则pH=7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH<7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
5.(2025山东潍坊青州一中期中)请回答下列问题:
(1)某温度下,某水溶液中的c(H+)=10y mol·L-1,c(OH-)=10x mol·L-1,x和y的关系如图所示。
①该温度下,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=
　　　　mol·L-1。
②该温度下,将pH=a的Ba(OH)2溶液V1 L与1×10-b mol·L-1的NaHSO4溶液V2 L混合(忽略混合时溶液体积变化),若溶液混合后BaSO4恰好沉淀完全,且a=12,b=3,则混合后溶液的pH为　　　　。(已知lg3≈0.5)
(2)25 ℃时,将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液的体积比为　　　　。
(3)100 ℃时(KW=1×10-12),pH=2的盐酸和pH=11的NaOH溶液按体积比9∶1混合,混合溶液的pH=　　　　。
(4)25 ℃时,将一小块金属钠投入100 mL水中,收集到气体的体积为1.12 L(已换算为标准状况下),忽略其他因素,此时溶液体积仍为100 mL,反应后溶液的pH=　　　　。
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.C　已知H2O H++OH-,则强碱的水溶液中存在H+,A错误;pH=0的溶液是指c(H+)=1 mol·L-1的溶液,不是酸性最强的溶液,B错误;温度不变时,KW不变,故水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大,C正确;某温度下,纯水中c(OH-)=c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈中性,D错误。
2.C　常温下pH=7的溶液呈中性,温度低于常温时,中性溶液的pH可能大于7,A正确;溶液中c(H+)·c(OH-)=KW,c(H+)=的溶液中c(H+)=c(OH-),溶液一定显中性,B正确;水电离出的c(H+)=10-7 mol/L,未说明温度,KW未知,不能比较c(H+)、c(OH-)的大小,该溶液不一定显中性(易错点),C错误;等物质的量NaOH和H2SO4的混合溶液,H2SO4有剩余,抑制水的电离,水的电离程度比纯水小,D正确。
方法技巧　　溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小,溶液呈中性的依据有溶液中的c(H+)=c(OH-)或溶液中c(H+)=或pH=pOH。
3.D　pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则可能会造成实验误差,A错误;pH=0的溶液是指c(H+)=1.0 mol/L的溶液,存在pH=0的溶液,B错误;广泛pH试纸只能读取整数,C错误;pH计是精密测定溶液pH的仪器,D正确。
4.C　pH试纸直接浸入待测液中,会污染溶液,A错误;新制氯水有强氧化性,pH试纸会被漂白,应用pH计测定新制氯水的pH,B错误;测定溶液pH的正确操作为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴到放在玻璃片或表面皿上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡对照,C正确;湿润的pH试纸测定的pH不一定偏低,如用湿润的pH试纸测定氯化钠溶液的pH,测定结果不变,D错误。
5.A　10 mL 0.1 mol·L-1 HNO3溶液和20 mL 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液混合,碱过量,混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,混合溶液的pH=-lgc(H+)=-lg(1.0×10-13)=13。
6.A　0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.005 mol·L-1×2=1×10-2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg(1×10-2)=2,A正确;0.001 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 mol·L-1,pH=-lg=9,B错误;100 ℃下KW=1×10-12,pH=6时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,C错误;pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,二者等体积混合恰好完全中和,D错误。
7.C　设两份盐酸的体积均为x L,加水后pH增大1,则加入水9x L,设另一份加入0.1 mol/L的NaOH溶液y L,反应后pH也增大1,则=0.01 mol/L,解得y=x,则加入的水和NaOH溶液的体积比为9x∶x=11∶1。
8.D　常温下,碱溶液加水稀释,pH只能无限接近7但不能等于或小于7,A错误。醋酸是弱酸,部分电离,所以该溶液中c(H+)小于0.1 mol·L-1,则常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH>1,B错误。若溶液呈碱性,溶液中的H+全部来自水的电离,溶液pH=-lg10-11=11;若溶液呈酸性,溶液中的OH-全部来自水的电离,故溶液中c(OH-)=10-11 mol·L-1,题述温度下KW=1×10-13,则c(H+)=10-2 mol·L-1,溶液pH=-lg10-2=2,C错误。常温下,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1,二者等体积混合恰好完全中和,溶液呈中性,D正确。
能力提升练
1.C　HF是弱酸,稀释促进其电离,pH=3的氢氟酸稀释至100倍后溶液的pH<5,A正确;常温下,1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液加水稀释至2 L,溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,则pH=13,B正确;pH=2的H3PO4溶液加水稀释,c(H+)减小,Ka3=×c(H+),温度不变,Ka3不变,则增大,C错误;pH=2的H2SO4溶液加水稀释至100倍后溶液的pH=4,由水电离产生的c水(H+)=c(OH-)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,D正确。
方法技巧　　　(1)分析粒子浓度比值变化时,一般转化为粒子的物质的量的比值,会更直观;(2)分析粒子浓度比值变化时,一般要考虑“凑K法”,将它转化成只有一个变量的表达式来分析,会更直观。
2.C　
分别向稀释前HA、HB溶液中滴加同浓度NaOH溶液至恰好中和,二者消耗NaOH溶液体积一样多,D错误。
方法技巧　　当稀释酸(或碱)时,溶液中的c(H+)[或c(OH-)]降低,对水的电离程度的抑制作用减弱,水的电离程度增大。
3.A　重水是极弱的电解质,存在电离平衡:D2O OD-+D+,加入NaOD,溶液中OD-浓度增大,重水电离平衡逆向移动,重水的电离程度减小,A错误;重水(D2O)的离子积KW=1.6×10-15,则c(D+)=c(OD-)=4×10-8 mol·L-1,pD=-lg c(D+)=-lg4×10-8=8-2lg2,B正确;2 L含0.01 mol D2SO4的溶液中c(D+)=0.01 mol·L-1,pD=-lg0.01=2,C正确;100 mL 0.4 mol·L-1 DCl溶液中加入100 mL 0.2 mol·L-1 NaOD溶液,DCl过量,c(D+)==0.1 mol·L-1,则pD=1,D正确。
4.C　常温时,pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 mol·L-1,pH=b的稀硫酸中c(H+)=10-b mol·L-1。若x=y,且a+b=14,则有=10a+b-14=1,即n(H+)=n(OH-),酸碱恰好中和,溶液呈中性,pH=7,A正确。若10x=y,且a+b=13,则有=10a+b-15=0.01,即n(H+)>n(OH-),酸过量,pH<7,B正确。若ax=by,且a+b=13,则有,若<1,n(H+)>n(OH-),酸过量,pH<7;若>1,n(H+)7,C错误。若x=10y,且a+b=14,则有=10a+b-13=10,即n(H+)7,D正确。
5.答案　(1)①2×10-12　②11.5　(2)10∶1　(3)9　(4)14
解析　(1)①该温度下,KW=1×10-15,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1。②由题意可知,Ba(OH)2溶液中c(OH-)、NaHSO4溶液中c(H+)都是1×10-3 mol·L-1,而c[Ba(OH)2]=5×10-4 mol·L-1,根据Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4↓+NaOH+H2O和溶液混合后BaSO4恰好沉淀完全,可知V1=2V2,混合后c(OH-)=×10-3 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=3×10-12 mol·L-1,pH=12-lg3≈11.5。(2)混合溶液的pH=7,说明Ba(OH)2与H2SO4恰好完全反应,设Ba(OH)2、H2SO4溶液的体积分别为V1 L、V2 L,10-5×V1=10-4×V2,解得V1∶V2=10∶1。(3)100 ℃时,pH=2的盐酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,盐酸和NaOH溶液按体积比9∶1混合,充分反应后NaOH过量,设盐酸和NaOH溶液的体积分别为9 L、1 L,则混合后溶液中c(OH-)==10-3 mol·L-1,则c(H+)=10-9 mol·L-1,此时溶液的pH=9。(4)根据反应2Na+2H2O 2NaOH+H2↑可知,n(NaOH)=2n(H2)=2×=0.1 mol,反应后溶液中c(OH-)==1 mol·L-1,则溶液中c(H+)=10-14 mol·L-1,溶液的pH=14。
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