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第15講 水溶液的酸堿性與pH
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目標導航
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課程標準 課標解讀
1．了解溶液的酸堿性與溶液中c平（H+）和c平（OH－）的關系。 2．知道pH的定義，了解溶液的酸堿性與pH的關系。 3．能夠進行pH的簡單計算。 4．掌握檢測溶液pH的方法。 1．通過平衡理論推測外加酸或堿對水的電離平衡的影響，并能知道產生何種影響；能運用動態平衡的觀點看待和分析水的電離與溶液pH的關系 2．能根據pH的有關知識，計算溶液的pH；能收集相關證據，依據證據熊不同視角分析溶液的pH的計算，推出合理結論；通過分析、推理等方法掌握溶液pH的簡單計算，并能計算各類混合溶液的pH。
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知識精講
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知識點01 溶液的酸堿性
1．溶液酸堿性的判斷標準：比較_______________的相對大小。
2．溶液的酸堿性與溶液中c平（H+）和c平（OH－）的關系
c平（H+）與c平（OH－）的相對大小 c平（H+）的范圍（25℃）
中性溶液 c平（OH－）_____c平（H+） c平（H+）_____1.0×10－7mol·L－1
酸性溶液 c平（OH－）_____c平（H+） c平（H+）_____1.0×10－7mol·L－1
堿性溶液 c平（OH－）_____c平（H+） c平（H+）_____1.0×10－7mol·L－1
【即學即練1】（雙選）某溫度時，某溶液中c平（H+）＝c平（OH－）＝1×10－6mol/L，下列說法正確的是（ ）。
A．該溶液顯酸性
B．該溶液顯中性
C．該溶液中Kw＝1×10－14
D．該溶液中Kw＝1×10－12
知識點02 溶液的pH和酸堿性
1．溶液的pH
（1）概念：pH是c平（H+）的負對數，其表達式是pH＝__________。
（2）25℃時，溶液酸堿性與c平（H+）、pH的關系
①圖示
②關系：酸性越強，pH越____；堿性越強，pH越____
a．中性溶液：c平（H+）____c平（OH－）____1.0×10－7mol·L－1，pH____7。
b．酸性溶液：c平（H+）____c平（OH－），c平（H+）____1.0×10－7mol·L－1，pH____7。
c．堿性溶液：c平（H+）____c平（OH－），c平（H+）____1.0×10－7mol·L－1，pH____7。
2．溶液酸堿性的測量方法
（1）酸堿指示劑法（只能粗略測定溶液的pH范圍）
指示劑 變色范圍（顏色與pH的關系）
石蕊 ＜5.0，紅色 5.0～8.0，紫色 ＞8.0，藍色
酚酞 ＜8.2，無色 8.2～10.0，粉紅色 ＞10.0，紅色
甲基橙 ＜3.1，紅色 3.1～4.4，橙色 ＞4.4，黃色
（2）pH試紙法：取一小塊pH試紙于干燥潔凈的________或________上，用干燥潔凈的________蘸取待測溶液點在試紙上，當試紙顏色變化穩定后與________對照，讀出pH（整數）。
（3）pH計法：精確測量溶液的pH的方法。（讀至小數點后2位）
【即學即練2】下面是營養專家給出的泡菜和另外一些常見食物近似pH范圍：
食物 橘子汁 四川泡菜 牛奶 雞蛋清
近似pH范圍 3.0～4.0 3.2～3.6 6.3～6.6 7.6～8.0
下列說法中不正確的是（ ）。
A．雞蛋清顯堿性
B．胃酸過多的人應少吃四川泡菜
C．橘子汁能使石蕊溶液變紅
D．牛奶比雞蛋清的堿性強
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能力拓展
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考法01 溶液酸堿性的判斷
【典例1】（雙選）下列溶液一定呈堿性的是（ ）。
A．由水電離出的H+為10－12mol·L－1（25℃）的溶液
B．pH＜7的溶液
C．使石蕊試液呈藍色的溶液
D．常溫下，pH＝10的氨水與pH＝4的鹽酸等體積混合后的溶液
【知識拓展】溶液酸堿性的判斷
1．絕對依據：比較c平（H+）和c平（OH－）相對大小
判據 酸性 中性 堿性
25℃ c平（H+）＞10－7mol·L－1 c平（H+）＝10－7mol·L－1 c平（H+）＜10－7mol·L－1
25℃ c平（OH－）＜10－7mol·L－1 c平（OH－）＝10－7mol·L－1 c平（OH－）＞10－7mol·L－1
任意溫度下 c平（H+）＞c平（OH－） c平（H+）＝c平（OH－） c平（H+）＜c平（OH－）
2．相對依據——pH的大小
判據 酸性 中性 堿性
25℃時溶液中pH pH＜7 pH＝7 pH＞7
任意溫度下溶液中 pH＜－lgc平（H+） pH＝－lgc平（H+） pH＞－lgc平（H+）
【特別提醒】pH＜7的溶液不一定是酸性溶液；pH＞7的溶液不一定是堿性溶液；pH＝7的溶液也不一定是中性溶液。如在某溫度下，水的離子積常數為1×10－12mol2·L－2，此時pH＝6的溶液為中性溶液，pH＞6的溶液為堿性溶液，pH＜6的溶液為酸性溶液。
考法02 溶液pH的計算
【典例2】（2021~2022南昌高二上學期期末檢測）25℃時，若體積為Va、pH＝a的某一元強酸與體積Vb、pH＝b的某一元強堿混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a＝0.5b，請填寫下列空白：
（1）a值可否等于3（填“可”或“否”）______，其理由是_________________。
（2）a值可否等于5（填“可”或“否”）______，其理由是___________________。
（3）a的取值范圍是_________________。
【知識拓展】溶液pH的計算類型
1．基本原則
（1）酸性溶液：先求出c平（H+），由pH＝－lgc平（H+）求pH；
（2）堿性溶液：先求c平（OH－）后由KW＝c平（H+）·c平（OH－）求c平（H+），再求pH。
2．單一溶液pH的計算
（1）強酸HnA（cmol·L－1）：c平（H+）＝n·c，pH＝－lg（n·c）
（2）強堿B（OH）n（cmol·L－1）：c平（OH－）＝n·c，c平（H+）＝，pH＝－lg＝14+lg（nc）
3．稀的強酸、強堿混合溶液pH的計算
（1）強酸+強酸：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（2）強堿+強堿：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（3）強酸+強堿
①酸過量：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
②堿過量：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
4．酸堿溶液稀釋時pH的變化規律
項目 類別 酸（pH＝a） 堿（pH＝b）
弱酸 強酸 弱堿 強堿
稀釋10n倍 ＜a+n a+n ＞b－n b－n
無限稀釋 pH趨向于7
（1）室溫下，無論強酸還是弱酸，稀釋后溶液的pH，始終不能大于或等于7。
（2）室溫下，無論強堿還是弱堿，稀釋后溶液的pH，始終不能小于或等于7。
（3）稀釋相同的倍數時，強酸、強堿的pH變化大，而弱酸、弱堿的pH變化小。
【特別提醒】計算溶液pH時注意的幾個問題
（1）溫度是否為25℃。
（2）水電離出來的c水（H+）何時忽略不計，何時不能忽略。
（3）兩種pH不同的堿溶液混合時，由于兩堿溶液中水的電離程度不同，所以混合后溶液中水的電離平衡必發生移動，因此不可將兩溶液中的H+的物質的量相加得到混合溶液中H+的物質的量。
（4）對于酸溶液或堿溶液進行稀釋，當酸堿的濃度接近水電離的氫離子濃度時，水的電離不能忽略，即pH只能無限接近于7。
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分層提分
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題組A 基礎過關練
1．下列可用于測定溶液pH且精確度最高的是（ ）。
A．酸堿指示劑 B．pH計
C．精密pH試紙 D．廣泛pH試紙
2．如圖表示的是身邊一些物質在常溫下的近似pH，有關這些物質的比較和判斷正確的是（ ）。
A．檸檬汁的酸性比西瓜汁的強
B．檸檬汁能使無色酚酞試液變紅色
C．雞蛋清的堿性比草木灰水的強
D．草木灰水溶液呈酸性
3．（2021 淮陰高二檢測）關于溶液酸堿性的說法中，正確的是（ ）。
A．c平（H+）很小的溶液一定呈堿性
B．pH＝7的溶液一定呈中性
C．c平（OH－）＝c平（H+）的溶液一定呈中性
D．不能使酚酞溶液變紅的溶液一定呈酸性
4．常溫下，某H2SO4溶液的濃度是0·005mol·L－1，此溶液的pH（ ）。
A．1 B．3 C．2 D．2.3
5．（雙選）（2021·榆林高二檢測）某溫度時，Kw＝1.0×10－12mol2·L－2，若在該溫度時，某溶液的c平（H+）＝1.0×10－7mol·L－1，則該溶液（ ）。
A．呈酸性 B．呈堿性
C．呈中性 D．＝0.01
6．（2021·承德高二檢測）常溫下下列溶液的pH一定等于2的是（ ）。
A．0.01mol·L－1硫酸500mL
B．0.01mol·L－1鹽酸500mL
C．0.01mol·L－1醋酸1 L
D．pH＝1的酸溶液稀釋10倍
7．中學化學實驗中，淡黃色的pH試紙常用于測定溶液的酸堿性。在25℃時，若溶液的pH＝7，試紙不變色；若pH＜7，試紙變紅色；若pH＞7，試紙變藍色。而要精確測定溶液的pH，需用pH計，pH計主要通過測定溶液中H+濃度來測定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡：H2O+H2OH3O++OH－△H＞0?，F欲使平衡向右移動，且所得溶液呈酸性，選擇的方法是______（填字母）。
A．在水中加入H2SO4
B．向水中加入Fe2（SO4）3
C．加熱水至100℃［其中c（H+）＝1×10－6mol L－1］
D．向水中加入NaHSO4
（2）現欲測定100℃沸水的pH及酸堿性，若用pH試紙測定，則試紙顯______色；若用pH計測定，則pH______7（填“＞”、“＜”或“＝”），溶液呈______性（填“酸”、“堿”或“中”）。
8．常溫下，有pH＝12的NaOH溶液100mL，要使它的pH降為11，回答下列問題（忽略混合后溶液體積的變化）。
（1）若加入蒸餾水，應加____________mL。
（2）若加入pH為10的NaOH溶液，應加______mL。
（3）若加入0.01mol·L－1的鹽酸，應加______mL。
題組B 能力提升練
1．測定0.1mol·L－1 Cu（NO3）2溶液的pH時，下圖所示的操作中正確的是（ ）。
2．（2022·南昌高二檢測）t℃時，水的離子積為Kw。在該溫度下，混合可溶性的一元酸HA和一元堿BOH的溶液，下列有關混合液的各種關系中，可確認混合液呈中性的是（ ）。
A．pH＝7 B．c（H+）＞c（OH－）
C．c（OH－）＝ D．c（H+）＜c（OH－）
3．（雙選）（2021·南陽高二檢測）在室溫下，由水電離產生的H+濃度為1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的離子組是（ ）。
A．K+、Fe2+、I－、SO42－
B．Na+、Cl－、NO3－、SO42－
C．Na+、Ca2+、Cl－、HCO3－
D．K+、Ba2+、Cl－、NO3－
4．（雙選）（2021·長沙高二檢測）常溫下，關于pH＝12的NaOH溶液，下列說法正確的是（ ）。
A．溶液中c平（H+）＝1.0×10－2mol·L－1
B．溶液中由水電離出的c平（OH－）＝1.0×10－12mol·L－1
C．加水稀釋到體積為原來的100倍后，溶液的pH＝10
D．加入等體積pH＝2的醋酸溶液，反應后溶液呈中性
5．（2021·秦皇島高二檢測）現有常溫下pH＝1的某強酸溶液10mL，下列操作能使溶液的pH變成2的是（ ）。
A．加入10mL0.01mol/L的NaOH溶液
B．加入10mL的水進行稀釋
C．加水稀釋成100mL
D．加入10mL0.01mol/L的鹽酸
6．（2021~2022安徽蕪湖高二上學期期末）AG定義為AG＝lg，若用AG來表示溶液的酸度，說法不正確的是（ ）。
A．在一定溫度下，溶液的酸性越強，AG越大
B．65℃時，pH與AG的換算公式為AG＝2（7－pH）
C．若溶液顯堿性，則AG＜0
D．若溶液顯中性，則AG＝0
7．（2021~2002四川成都高二上學期期末檢測）重水（D2O）的離子積Kw＝1.6×10－15，可以用pH一樣的定義來規定pD＝－lgc平（D+），試求該溫度下（已知：lg2＝0.3，lg3＝0.48）：
（1）重水的pD＝____________。
（2）含0.01mol NaOD的D2O溶液1L其pD＝____________。
（3）溶解0.01mol DCl的D2O溶液1L其pD＝____________。
（4）在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD＝____________。
8．已知水的電離平衡曲線如圖所示：
試回答下列問題：
（1）圖中五點的KW間的關系是___________________。
（2）若從A點到D點，可采用的措施是________。
A．升溫 B．加入少量的鹽酸 C．加入少量的NH4Cl
（3）點E對應的溫度下，將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________。
（4）點B對應的溫度下，若100體積pH1＝a的某強酸溶液與1體積pH2＝b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH1與強堿的pH2之間應滿足的關系是____________________。
題組C 培優拔尖練
1．（2021~2022河北邢臺高二上學期期末）已知常溫下溶液中的pH+pOH＝14。又知正常人血液的pH＝3.3，則正常人血液的pOH為（ ）。
A．小于6.7 B．等于6.7 C．大于6.7 D．無法判斷
2．（雙選）下列說法正確的是（ ）。
A．25℃時由水電離出的c水（H+）：1×10－12mol·L－1的溶液的pH＝2或12
B．pH＝0的溶液是酸性最強的溶液
C．在溫度不變時，水溶液中c平（H+）和c平（OH－）不能同時增大
D．某溫度下，純水中c平（H+）＝2×10－7mol·L－1，其呈酸性
3．（2022·宜昌高二檢測）常溫下，將pH＝1的硫酸溶液平均分成兩等份，一份加入適量水，另一份加入與該硫酸溶液物質的量濃度相同的氫氧化鈉溶液，兩者pH都升高了1，則加入水和加入NaOH溶液的體積比約為（ ）。
A．11∶1 B．10∶1 C．6∶1 D．5∶1
4．（雙選）（2021·無錫高二檢測）某溫度下的溶液中c平（H+）＝10xmol/L，c平（OH－）＝10ymol/L。x與y的關系圖所示，下列說法正確的是（ ）。
A．該溫度高于25℃
B．圖中a點溶液呈堿性
C．該溫度下，0.01mol·L－1的HCl溶液的pH＝2
D．該溫度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH＝12
5．某溫度（T）下的溶液中，c平（H+）＝10－xmol·L－1，c平（OH－）＝10－ymol·L－1，x與y的關系如圖所示。請回答下列問題：
（1）此溫度下，水的離子積Kw＝________，則該溫度T________25℃（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）在此溫度下，向Ba（OH）2溶液中逐滴加入pH＝a的鹽酸，測得混合溶液的部分pH如表所示：
實驗序號 Ba（OH）2溶液的體積/mL 鹽酸的體積/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假設溶液混合前后的體積變化忽略不計，則a＝__________，實驗②中由水電離產生的c水（OH－）＝________mol·L－1。
（3）在此溫度下，將0.1mol·L－1的NaHSO4溶液與0.1mol·L－1的Ba（OH）2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：
甲 乙 丙 丁
0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液體積/mL 10 10 10 10
0.1mol·L－1NaHSO4溶液體積/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后，所得溶液顯________（填“酸”“堿”或“中”）性。
②寫出按乙方式混合后，反應的離子方程式：____________。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH為__________。第15講 水溶液的酸堿性與pH
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課程標準 課標解讀
1．了解溶液的酸堿性與溶液中c平（H+）和c平（OH－）的關系。 2．知道pH的定義，了解溶液的酸堿性與pH的關系。 3．能夠進行pH的簡單計算。 4．掌握檢測溶液pH的方法。 1．通過平衡理論推測外加酸或堿對水的電離平衡的影響，并能知道產生何種影響；能運用動態平衡的觀點看待和分析水的電離與溶液pH的關系 2．能根據pH的有關知識，計算溶液的pH；能收集相關證據，依據證據熊不同視角分析溶液的pH的計算，推出合理結論；通過分析、推理等方法掌握溶液pH的簡單計算，并能計算各類混合溶液的pH。
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知識點01 溶液的酸堿性
1．溶液酸堿性的判斷標準：比較c平（H+）與c平（OH－）的相對大小。
2．溶液的酸堿性與溶液中c平（H+）和c平（OH－）的關系
c平（H+）與c平（OH－）的相對大小 c平（H+）的范圍（25℃）
中性溶液 c平（OH－）＝c平（H+） c平（H+）＝1.0×10－7mol·L－1
酸性溶液 c平（OH－）＜c平（H+） c平（H+）＞1.0×10－7mol·L－1
堿性溶液 c平（OH－）＞c平（H+） c平（H+）＜1.0×10－7mol·L－1
【即學即練1】（雙選）某溫度時，某溶液中c平（H+）＝c平（OH－）＝1×10－6mol/L，下列說法正確的是（ ）。
A．該溶液顯酸性
B．該溶液顯中性
C．該溶液中Kw＝1×10－14
D．該溶液中Kw＝1×10－12
【解析】選BD。c平（H+）＝c平（OH－），說明溶液呈中性；Kw＝c平（H+）·c平（OH－）＝1×10－6mol/L×1×10－6mol/L＝1×10－12mol2/L2。
知識點02 溶液的pH和酸堿性
1．溶液的pH
（1）概念：pH是c平（H+）的負對數，其表達式是pH＝－lgc平（H+）。
（2）25℃時，溶液酸堿性與c平（H+）、pH的關系
①圖示
②關系：酸性越強，pH越??；堿性越強，pH越大
a．中性溶液：c平（H+）＝c平（OH－）＝1.0×10－7mol·L－1，pH＝7。
b．酸性溶液：c平（H+）＞c平（OH－），c平（H+）＞1.0×10－7mol·L－1，pH＜7。
c．堿性溶液：c平（H+）＜c平（OH－），c平（H+）＜1.0×10－7mol·L－1，pH＞7。
2．溶液酸堿性的測量方法
（1）酸堿指示劑法（只能粗略測定溶液的pH范圍）
指示劑 變色范圍（顏色與pH的關系）
石蕊 ＜5.0，紅色 5.0～8.0，紫色 ＞8.0，藍色
酚酞 ＜8.2，無色 8.2～10.0，粉紅色 ＞10.0，紅色
甲基橙 ＜3.1，紅色 3.1～4.4，橙色 ＞4.4，黃色
（2）pH試紙法：取一小塊pH試紙于干燥潔凈的玻璃片或表面皿上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測溶液點在試紙上，當試紙顏色變化穩定后與標準比色卡對照，讀出pH（整數）。
（3）pH計法：精確測量溶液的pH的方法。（讀至小數點后2位）
【即學即練2】下面是營養專家給出的泡菜和另外一些常見食物近似pH范圍：
食物 橘子汁 四川泡菜 牛奶 雞蛋清
近似pH范圍 3.0～4.0 3.2～3.6 6.3～6.6 7.6～8.0
下列說法中不正確的是（ ）。
A．雞蛋清顯堿性
B．胃酸過多的人應少吃四川泡菜
C．橘子汁能使石蕊溶液變紅
D．牛奶比雞蛋清的堿性強
【解析】選D。雞蛋清的pH＞7，牛奶的pH＜7，故A項正確，D項錯誤；胃酸過多的人應少吃呈酸性的食品，四川泡菜呈酸性，故B項正確；橘子汁呈酸性，能使石蕊溶液變紅，C項正確。
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能力拓展
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考法01 溶液酸堿性的判斷
【典例1】（雙選）下列溶液一定呈堿性的是（ ）。
A．由水電離出的H+為10－12mol·L－1（25℃）的溶液
B．pH＜7的溶液
C．使石蕊試液呈藍色的溶液
D．常溫下，pH＝10的氨水與pH＝4的鹽酸等體積混合后的溶液
【解析】選CD。A項，溶液中水的電離被抑制，該溶液可能為堿溶液，有可能是酸溶液，錯誤；B項，未指明溫度，如100℃時pH＝6的溶液呈中性，錯誤；C項，石蕊溶液呈藍色時，pH大于7.0，此時溶液呈堿性，正確；D項，常溫下，pH＝10的氨水與pH＝4的鹽酸等體積混合后氨水過量，溶液呈堿性，正確。
【知識拓展】溶液酸堿性的判斷
1．絕對依據：比較c平（H+）和c平（OH－）相對大小
判據 酸性 中性 堿性
25℃ c平（H+）＞10－7mol·L－1 c平（H+）＝10－7mol·L－1 c平（H+）＜10－7mol·L－1
25℃ c平（OH－）＜10－7mol·L－1 c平（OH－）＝10－7mol·L－1 c平（OH－）＞10－7mol·L－1
任意溫度下 c平（H+）＞c平（OH－） c平（H+）＝c平（OH－） c平（H+）＜c平（OH－）
2．相對依據——pH的大小
判據 酸性 中性 堿性
25℃時溶液中pH pH＜7 pH＝7 pH＞7
任意溫度下溶液中 pH＜－lgc平（H+） pH＝－lgc平（H+） pH＞－lgc平（H+）
【特別提醒】pH＜7的溶液不一定是酸性溶液；pH＞7的溶液不一定是堿性溶液；pH＝7的溶液也不一定是中性溶液。如在某溫度下，水的離子積常數為1×10－12mol2·L－2，此時pH＝6的溶液為中性溶液，pH＞6的溶液為堿性溶液，pH＜6的溶液為酸性溶液。
考法02 溶液pH的計算
【典例2】（2021~2022南昌高二上學期期末檢測）25℃時，若體積為Va、pH＝a的某一元強酸與體積Vb、pH＝b的某一元強堿混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a＝0.5b，請填寫下列空白：
（1）a值可否等于3（填“可”或“否”）______，其理由是_________________。
（2）a值可否等于5（填“可”或“否”）______，其理由是___________________。
（3）a的取值范圍是_________________。
【解析】（1）若a＝3，由a＝0.5b可知b＝6，由題設pH＝b的是一元強堿，與題設矛盾，所以應答“否”。（2）若a＝5則b＝10，c平（OH－）b＝10－4mol·L－1，中和時，應該有Va·c平（H+）a＝Vb·c平（OH－）b，即＝＝＝10＞1，與題設Va＜Vb不符，所以應答“否”。（3）由＜1可得式＝＝＝＝10a+b－14＜1＝100，所以（a+b－14）＜0，又因為a＝0.5b（即b＝2a），則a+b－14＝a+2a－14＜0，解得：a＜。因為一元強堿的pH＝b，所以b＞7，所以pH＝b＝2a＞7，解得：a＞，因此a的取值范圍是＜a＜。
【答案】（1）否；若a＝3，則b＝6，溶液顯酸性，與題意不符，故a≠3
（2）否；若a＝5，c平（H+）a＝10－5mol·L－1，則b＝10，c平（OH－）b＝10－4mol·L－1，＝＞1不符合題意，故a≠5
（3）＜a＜
【知識拓展】溶液pH的計算類型
1．基本原則
（1）酸性溶液：先求出c平（H+），由pH＝－lgc平（H+）求pH；
（2）堿性溶液：先求c平（OH－）后由KW＝c平（H+）·c平（OH－）求c平（H+），再求pH。
2．單一溶液pH的計算
（1）強酸HnA（cmol·L－1）：c平（H+）＝n·c，pH＝－lg（n·c）
（2）強堿B（OH）n（cmol·L－1）：c平（OH－）＝n·c，c平（H+）＝，pH＝－lg＝14+lg（nc）
3．稀的強酸、強堿混合溶液pH的計算
（1）強酸+強酸：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（2）強堿+強堿：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（3）強酸+強堿
①酸過量：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
②堿過量：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
4．酸堿溶液稀釋時pH的變化規律
項目 類別 酸（pH＝a） 堿（pH＝b）
弱酸 強酸 弱堿 強堿
稀釋10n倍 ＜a+n a+n ＞b－n b－n
無限稀釋 pH趨向于7
（1）室溫下，無論強酸還是弱酸，稀釋后溶液的pH，始終不能大于或等于7。
（2）室溫下，無論強堿還是弱堿，稀釋后溶液的pH，始終不能小于或等于7。
（3）稀釋相同的倍數時，強酸、強堿的pH變化大，而弱酸、弱堿的pH變化小。
【特別提醒】計算溶液pH時注意的幾個問題
（1）溫度是否為25℃。
（2）水電離出來的c水（H+）何時忽略不計，何時不能忽略。
（3）兩種pH不同的堿溶液混合時，由于兩堿溶液中水的電離程度不同，所以混合后溶液中水的電離平衡必發生移動，因此不可將兩溶液中的H+的物質的量相加得到混合溶液中H+的物質的量。
（4）對于酸溶液或堿溶液進行稀釋，當酸堿的濃度接近水電離的氫離子濃度時，水的電離不能忽略，即pH只能無限接近于7。
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分層提分
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題組A 基礎過關練
1．下列可用于測定溶液pH且精確度最高的是（ ）。
A．酸堿指示劑 B．pH計
C．精密pH試紙 D．廣泛pH試紙
【解析】選B。酸堿指示劑只能測定溶液的酸堿性；pH計可以精確到0.1甚至0.01；精密pH試紙能精確到0.1；廣泛pH試紙只能精確到1；綜上分析，pH計的精確度最高。
2．如圖表示的是身邊一些物質在常溫下的近似pH，有關這些物質的比較和判斷正確的是（ ）。
A．檸檬汁的酸性比西瓜汁的強
B．檸檬汁能使無色酚酞試液變紅色
C．雞蛋清的堿性比草木灰水的強
D．草木灰水溶液呈酸性
【解析】選A。檸檬汁的pH為2～3，小于7，顯酸性；西瓜汁的pH為5～6，小于7，顯酸性；檸檬汁的pH比西瓜汁的小，酸性比西瓜汁的強，故A選項說法正確；檸檬汁的pH為2～3，小于7，顯酸性，不能使無色酚酞試液變色，故B選項說法錯誤；雞蛋清的pH為7～8，大于7，顯堿性；草木灰水的pH大于11，顯堿性；雞蛋清的pH比草木灰水的小，堿性比草木灰水的弱，故C選項說法錯誤；草木灰水的pH大于11，顯堿性，故D選項說法錯誤。
3．（2021 淮陰高二檢測）關于溶液酸堿性的說法中，正確的是（ ）。
A．c平（H+）很小的溶液一定呈堿性
B．pH＝7的溶液一定呈中性
C．c平（OH－）＝c平（H+）的溶液一定呈中性
D．不能使酚酞溶液變紅的溶液一定呈酸性
【解析】選C。溶液的酸堿性最本質的判斷標準是c平（H+）和c平（OH－）的相對大小。如果c平（OH－）＝c平（H+），溶液呈中性；如果c平（OH－）＜c平（H+），溶液呈酸性；如果c平（OH－）＞c平（H+），溶液呈堿性。c平（H+）很小的溶液，c平（OH－）也可能很小；pH＝7的溶液只有在常溫下才是中性的；常溫下，pH＜8的溶液都不能使酚酞變紅，可能為酸性、中性或弱堿性。
4．常溫下，某H2SO4溶液的濃度是0·005mol·L－1，此溶液的pH（ ）。
A．1 B．3 C．2 D．2.3
【解析】選C。常溫下，某H2SO4溶液的濃度是0.005mol·L－1，c平（H+）＝0.005mol·L－1×2＝0.01mol·L－1，pH＝2，C正確。
5．（雙選）（2021·榆林高二檢測）某溫度時，Kw＝1.0×10－12mol2·L－2，若在該溫度時，某溶液的c平（H+）＝1.0×10－7mol·L－1，則該溶液（ ）。
A．呈酸性 B．呈堿性
C．呈中性 D．＝0.01
【解析】選BD。溶液中的c平（H+）＝1.0×10－7mol`L－1，c平（OH－）＝mol·L－1＝1.0×10－5mol·L－1，所以c平（H+）＜c平（OH－），溶液顯示堿性，所以B正確，＝＝，所以D正確。
6．（2021·承德高二檢測）常溫下下列溶液的pH一定等于2的是（ ）。
A．0.01mol·L－1硫酸500mL
B．0.01mol·L－1鹽酸500mL
C．0.01mol·L－1醋酸1 L
D．pH＝1的酸溶液稀釋10倍
【解析】選B。A中c平（H+）＝2c平（H2SO4）＝0.02mol·L－1，pH＝2－lg 2＜2；B中c平（H+）＝0.01mol·L－1，則pH＝2；C中CH3COOH部分電離，c平（H+）＜0.01mol·L－1，則pH＞2；D中若為強酸，稀釋10倍，pH增大1，則pH＝2，但若為弱酸，每稀釋10倍，pH增大不足1個單位，即其pH＜2。
7．中學化學實驗中，淡黃色的pH試紙常用于測定溶液的酸堿性。在25℃時，若溶液的pH＝7，試紙不變色；若pH＜7，試紙變紅色；若pH＞7，試紙變藍色。而要精確測定溶液的pH，需用pH計，pH計主要通過測定溶液中H+濃度來測定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡：H2O+H2OH3O++OH－△H＞0?，F欲使平衡向右移動，且所得溶液呈酸性，選擇的方法是______（填字母）。
A．在水中加入H2SO4
B．向水中加入Fe2（SO4）3
C．加熱水至100℃［其中c（H+）＝1×10－6mol L－1］
D．向水中加入NaHSO4
（2）現欲測定100℃沸水的pH及酸堿性，若用pH試紙測定，則試紙顯______色；若用pH計測定，則pH______7（填“＞”、“＜”或“＝”），溶液呈______性（填“酸”、“堿”或“中”）。
【解析】（1）在水中加入H2SO4，硫酸溶解后電離出氫離子，抑制水電離，平衡向左移動，且溶液中c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性，故A錯誤；向水中加入Fe2（SO4）3，Fe2（SO4）3是強酸弱堿鹽能水解，鐵離子和氫氧根離子結合生成氫氧化鐵，從而促進水電離，導致溶液中c（OH－）＜c（H+），溶液呈酸性，故B正確；水的電離是吸熱反應，加熱至100℃，促進水電離，溶液c（OH－）＝c（H+），溶液呈中性，故C錯誤；向水中加入NaHSO4，NaHSO4電離出氫離子，抑制水電離，平衡逆向移動，導致溶液中c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性，故D錯誤。
（2）100℃沸水仍然是中性的，pH試紙測定溶液的酸堿性時，中性溶液不變色，所以是淡黃色的，溫度升高會促進水的電離，所以水的pH會減小，水在任何溫度下均為中性的。
【答案】（1）B （2）淡黃；＜；中
8．常溫下，有pH＝12的NaOH溶液100mL，要使它的pH降為11，回答下列問題（忽略混合后溶液體積的變化）。
（1）若加入蒸餾水，應加____________mL。
（2）若加入pH為10的NaOH溶液，應加______mL。
（3）若加入0.01mol·L－1的鹽酸，應加______mL。
【解析】（1）加水稀釋pH＝12的NaOH溶液至pH＝11，可使溶液體積增大到原體積的10倍，所以需加水900mL。（2）設需pH＝10的NaOH溶液體積為V，則： ＝10－3mol·L－1，解得V＝1 L＝1000mL。（3）設需0.01mol·L－1鹽酸體積為V′，則：＝10－3mol·L－1，V′≈81.8mL。
【答案】（1）900（2）1 000（3）81.8
題組B 能力提升練
1．測定0.1mol·L－1 Cu（NO3）2溶液的pH時，下圖所示的操作中正確的是（ ）。
【解析】選B。測溶液的pH的正確操作方法是：把小塊pH試紙放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待測液的玻璃棒點在試紙的中部，試紙變色后，與標準比色卡比較來確定溶液的pH。
2．（2022·南昌高二檢測）t℃時，水的離子積為Kw。在該溫度下，混合可溶性的一元酸HA和一元堿BOH的溶液，下列有關混合液的各種關系中，可確認混合液呈中性的是（ ）。
A．pH＝7 B．c（H+）＞c（OH－）
C．c（OH－）＝ D．c（H+）＜c（OH－）
【解析】選C。水的電離過程為吸熱過程，溫度升高，促進水的電離，Kw值增大，故pH＝7的溶液不一定為中性；c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性；c（H+）＜c（OH－），溶液呈堿性；溶液呈中性時，必有c（H＋）＝c（OH－），因為Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝c（OH－）2，所以c（OH－）＝，故C正確。
3．（雙選）（2021·南陽高二檢測）在室溫下，由水電離產生的H+濃度為1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的離子組是（ ）。
A．K+、Fe2+、I－、SO42－
B．Na+、Cl－、NO3－、SO42－
C．Na+、Ca2+、Cl－、HCO3－
D．K+、Ba2+、Cl－、NO3－
【解析】選BD。由水電離產生的H+濃度不能判斷溶液的酸堿性，溶液可以是酸性，也可以是堿性。若溶液為堿性，Fe2+與OH－會生成Fe（OH）2，從而不能大量共存，A錯誤；不管是在堿性環境還是酸性環境，不會生成沉淀、氣體和水等，可以大量共存，B正確；HCO3－與H+反應生成CO2和H2O，HCO3－與OH－反應生成CO32－和H2O，不能大量共存，C錯誤；不會生成沉淀、氣體和水等，可以大量共存，D正確。
4．（雙選）（2021·長沙高二檢測）常溫下，關于pH＝12的NaOH溶液，下列說法正確的是（ ）。
A．溶液中c平（H+）＝1.0×10－2mol·L－1
B．溶液中由水電離出的c平（OH－）＝1.0×10－12mol·L－1
C．加水稀釋到體積為原來的100倍后，溶液的pH＝10
D．加入等體積pH＝2的醋酸溶液，反應后溶液呈中性
【解析】選BC。pH＝12的NaOH溶液，根據離子積可知，則c平（H+）＝1.0×10－12mol·L－1，A不正確；溶液中由水電離出的c水（OH－）＝c平（H+）＝1.0×10－12mol·L－1，B正確；加水稀釋到體積為原來的100倍后，溶液中c平（OH－）＝＝10－4mol·L－1，則pH＝10，C正確；由于醋酸為弱酸，大部分未發生電離，反應結束后，過量的醋酸電離，使溶液呈酸性，D不正確。
5．（2021·秦皇島高二檢測）現有常溫下pH＝1的某強酸溶液10mL，下列操作能使溶液的pH變成2的是（ ）。
A．加入10mL0.01mol/L的NaOH溶液
B．加入10mL的水進行稀釋
C．加水稀釋成100mL
D．加入10mL0.01mol/L的鹽酸
【解析】選C。常溫下pH＝1的某強酸溶液中c平（H+）＝0.1mol/L，使溶液的pH變成2，即c平（H+）＝0.01mol/L。pH＝1的某強酸溶液10mL，n平（H+）＝0.01L×0.1mol/L＝0.001mol，10mL0.01mol/L的NaOH溶液，n平（OH－）＝0.01L×0.01mol/L＝0.0001mol，混合后c平（H+）＝≠0.01mol/L，故A錯誤；加入10mL的水進行稀釋，混合后c平（H+）＝＝0.05mol≠0.01mol/L，故B錯誤；加水稀釋成100mL，c平（H+）＝＝0.01mol/L，故C正確；加入10mL0.01mol/L的鹽酸，混合后，c平（H+）＝≠0.01mol/L，故D錯誤。
6．（2021~2022安徽蕪湖高二上學期期末）AG定義為AG＝lg，若用AG來表示溶液的酸度，說法不正確的是（ ）。
A．在一定溫度下，溶液的酸性越強，AG越大
B．65℃時，pH與AG的換算公式為AG＝2（7－pH）
C．若溶液顯堿性，則AG＜0
D．若溶液顯中性，則AG＝0
【解析】選B。酸性越強lg越大，A正確；在25℃時c平（OH－）＝，pH＝－lgc（H+），根據AG和pH的計算公式可得AG＝lg＝lgc平（H+）－lgc平（OH－）＝－pH－lg＝－pH－lgKw+lgc平（H+）＝－2pH－lgKw＝－2pH－lg10－14＝2（7－pH），但B選項溫度為65℃，則Kw≠10－14，故B錯誤；若溶液呈堿性，則c（H+）＜lg＜lg1，即AG＜0，故C正確；若溶液呈中性，c平（H+）＝c平（OH－）＝1×10－7mol L－1，pH＝－lgc平（H+）＝lg10－7＝7，AG＝lg1＝0，故D正確。
7．（2021~2002四川成都高二上學期期末檢測）重水（D2O）的離子積Kw＝1.6×10－15，可以用pH一樣的定義來規定pD＝－lgc平（D+），試求該溫度下（已知：lg2＝0.3，lg3＝0.48）：
（1）重水的pD＝____________。
（2）含0.01mol NaOD的D2O溶液1L其pD＝____________。
（3）溶解0.01mol DCl的D2O溶液1L其pD＝____________。
（4）在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD＝____________。
【解析】（1）c平（D+）＝c平（OD－）＝＝4×10－8mol/L，pD＝－lg c（D+）＝－lg4×10－8＝8－2lg2≈7.4；（2）pD＝－lg c平（D+）＝＝－lg16×10－14＝14－lg16＝14－4lg2≈12.8；（3）pD＝－lg c平（D+）＝－lg0.01＝2；（4）c平（D+）＝＝0.1mol/L，pD＝－lg c平（D+）＝－lg0.1＝1
【答案】（1）7.4 （2）12.8 （3）2 （4）1
8．已知水的電離平衡曲線如圖所示：
試回答下列問題：
（1）圖中五點的KW間的關系是___________________。
（2）若從A點到D點，可采用的措施是________。
A．升溫 B．加入少量的鹽酸 C．加入少量的NH4Cl
（3）點E對應的溫度下，將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________。
（4）點B對應的溫度下，若100體積pH1＝a的某強酸溶液與1體積pH2＝b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH1與強堿的pH2之間應滿足的關系是____________________。
【解析】（1）KW只與溫度有關，溫度升高，促進水的電離，KW增大，因此有B＞C＞A＝D＝E。（2）從A點到D點，則溶液由中性轉化為酸性，因此選項b和c均符合題意。（3）點E對應的溫度是25℃，反應后混合溶液的pH＝7，說明酸堿恰好完全反應，因此有n平（OH－）＝n平（H+），則V（NaOH）·10－5mol·L－1＝V（H2SO4）·10－4mol·L－1，得V（NaOH）∶V（H2SO4）＝10∶1。（4）點B對應的溫度是100℃，水的離子積為10－12，pH2＝b的某強堿溶液中c平（OH－）＝10b－12，由于反應后溶液呈中性，因此有100×10－a＝1×10b－12，即10－a+2＝10b－12，可得a+b＝14或pH1+pH2＝14。
【答案】（1）B＞C＞A＝D＝E（2）bc（3）10∶1
（4）a+b＝14（或pH1+pH2＝14）
題組C 培優拔尖練
1．（2021~2022河北邢臺高二上學期期末）已知常溫下溶液中的pH+pOH＝14。又知正常人血液的pH＝3.3，則正常人血液的pOH為（ ）。
A．小于6.7 B．等于6.7 C．大于6.7 D．無法判斷
【解析】選B。常溫下溶液中的pH+pOH＝14，化學上的“常溫”指25℃，而人的體溫是37℃，略高于“常溫”，升高溫度，水的離子積常數增大，Kw＞1×10－12mol/L，pH＝7.3，c平（H+）＝1×10－7.3mol/L，所以c平（OH－）＝＞mol/L＝1.0×10－6.7mol/L，即pOH＝－lgc平（OH－）＜6.7。
2．（雙選）下列說法正確的是（ ）。
A．25℃時由水電離出的c水（H+）：1×10－12mol·L－1的溶液的pH＝2或12
B．pH＝0的溶液是酸性最強的溶液
C．在溫度不變時，水溶液中c平（H+）和c平（OH－）不能同時增大
D．某溫度下，純水中c平（H+）＝2×10－7mol·L－1，其呈酸性
【解析】選AC。25℃時，在溶液中c水（H+）＝c水（OH－）＝1×10－12mol·L－1，若溶液中的H+全部由水提供，則溶液中c（OH－）為10－2mol·L－1，pH＝12；若溶液中的OH－全部由水提供，則溶液中的c（H+）為10－2mol·L－1，pH＝2，故A正確；pH＝0的溶液中c平（H+）＝1.0mol·L－1，并不是酸性最強的溶液，只是c平（H+）＞1.0mol·L－1的溶液用pH表示酸性強弱不方便，故B錯誤；在溫度一定時，c平（H+）·c平（OH－）＝Kw是一個定值，故二者不能同時增大，故C正確；D項雖沒有給出該溫度下的水的Kw，但在純水中c平（H+）＝c平（OH－）＝2×10－7mol·L－1，應為中性溶液，故D錯誤。
3．（2022·宜昌高二檢測）常溫下，將pH＝1的硫酸溶液平均分成兩等份，一份加入適量水，另一份加入與該硫酸溶液物質的量濃度相同的氫氧化鈉溶液，兩者pH都升高了1，則加入水和加入NaOH溶液的體積比約為（ ）。
A．11∶1 B．10∶1 C．6∶1 D．5∶1
【解析】選C。設每份硫酸的體積為1L，pH＝1的硫酸溶液中c平（H+）＝0.1mol/L，c（H2SO4）＝×c平（H+）＝0.05mol/L，pH升高了1，則溶液中c平（H+）＝0.01mol/L，①當是加水稀釋時，設加入水的體積為xL，根據溶液稀釋前后溶質的物質的量不變，則1L×0.1mol/L＝（1+x）L×0.01mol/L，x＝9L，②加入與該硫酸溶液物質的量濃度相同的氫氧化鈉溶液時，設加入氫氧化鈉的體積為yL，則有：（1L×0.1mol/L－yL×0.05mol/L）＝0.01mol/L×（1+y）L，y＝L，則加入水和加入NaOH溶液的體積比約為9L∶L＝6∶1。
4．（雙選）（2021·無錫高二檢測）某溫度下的溶液中c平（H+）＝10xmol/L，c平（OH－）＝10ymol/L。x與y的關系圖所示，下列說法正確的是（ ）。
A．該溫度高于25℃
B．圖中a點溶液呈堿性
C．該溫度下，0.01mol·L－1的HCl溶液的pH＝2
D．該溫度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH＝12
【解析】選BC。b點，c平（H+）＝10－10mol·L－1，c平（OH－）＝10－5mol·L－1，則此溫度下，Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－15，而25℃時Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－14，故該溫度應低于25℃，A選項錯誤。a點，c平（H+）＝10－15mol·L－1，c平（OH－）＝1mol·L－1，故溶液呈堿性，B選項正確。0.01mol·L－1的HCl溶液中c平（H+）＝10－2mol·L－1，根據pH＝－lgc平（H+），得pH＝2，C選項正確；0.01mol·L－1的NaOH溶液中c平（OH－）＝10－2mol·L－1，根據Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－15，則c平（H+）＝10－13mol·L－1，pH＝－lg10－13＝13，D選項錯誤。
5．某溫度（T）下的溶液中，c平（H+）＝10－xmol·L－1，c平（OH－）＝10－ymol·L－1，x與y的關系如圖所示。請回答下列問題：
（1）此溫度下，水的離子積Kw＝________，則該溫度T________25℃（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）在此溫度下，向Ba（OH）2溶液中逐滴加入pH＝a的鹽酸，測得混合溶液的部分pH如表所示：
實驗序號 Ba（OH）2溶液的體積/mL 鹽酸的體積/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假設溶液混合前后的體積變化忽略不計，則a＝__________，實驗②中由水電離產生的c水（OH－）＝________mol·L－1。
（3）在此溫度下，將0.1mol·L－1的NaHSO4溶液與0.1mol·L－1的Ba（OH）2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：
甲 乙 丙 丁
0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液體積/mL 10 10 10 10
0.1mol·L－1NaHSO4溶液體積/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后，所得溶液顯________（填“酸”“堿”或“中”）性。
②寫出按乙方式混合后，反應的離子方程式：____________。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH為__________。
【解析】（1）Kw＝c平（H+）·c平（OH－）＝10－xmol·L－1·10－ymol·L－1＝10－（x+y）mol2·L－2，根據圖示可知當x＝12時，c平（OH－）＝1mol·L－1，當y＝12時，c平（H+）＝1mol·L－1，故Kw＝1×10－12mol2·L－2。根據溫度越高水的電離程度越大，Kw也隨之越大，所以此時的T＞25℃。（2）此條件下，pH＝6時溶液呈中性。根據表中實驗①的數據可得Ba（OH）2溶液中c平（OH－）＝10－4mol·L－1，根據表中實驗③的數據有22.00×10－3L×10－4mol·L－1＝22.00×10－3L×10－amol·L－1，可得a＝4，即鹽酸的pH＝4。實驗②中，所得溶液pH＝7，Ba（OH）2過量，溶液呈堿性，由H2O電離產生的c水（OH－）等于由水電離產生的c水（H+），即由水電離產生的c水（OH－）＝10－7mol·L－1。（3）①按丁方式混合時，Ba（OH）2提供的OH－與NaHSO4提供的H+的物質的量相等，混合后溶液呈中性。②按乙方式混合時，反應前n（Ba2+）＝10－3mol，n（OH－）＝2×10－3mol，n（H+）＝n（SO42－）＝10－3mol，實際反應的Ba2+、OH－、H+、SO42－均為10－3mol，故反應的離子方程式為Ba2++OH－+H++SO42－BaSO4↓+H2O。③按甲方式混合時，OH－過量，反應后溶液中c平（OH－）＝mol·L－1＝0.1mol·L－1，c平（H+）＝10－11mol·L－1，則pH＝11。
【答案】（1）1×10－12mol2·L－2；＞（2）4；10－7
（3）①中；②Ba2++OH－+H++SO42－BaSO4↓+H2O③11

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