第15讲 水溶液的酸碱性与pH-2023-2024学年高二化学同步精品讲义（鲁科选择性必修1）

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第15讲 水溶液的酸碱性与pH
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课程标准
课标解读
1．了解溶液的酸碱性与溶液中c平（H+）和c平（OH－）的关系。
2．知道pH的定义，了解溶液的酸碱性与pH的关系。
3．能够进行pH的简单计算。
4．掌握检测溶液pH的方法。
1．通过平衡理论推测外加酸或碱对水的电离平衡的影响，并能知道产生何种影响；能运用动态平衡的观点看待和分析水的电离与溶液pH的关系
2．能根据pH的有关知识，计算溶液的pH；能收集相关证据，依据证据熊不同视角分析溶液的pH的计算，推出合理结论；通过分析、推理等方法掌握溶液pH的简单计算，并能计算各类混合溶液的pH。
知识精讲

知识点01 溶液的酸碱性
1．溶液酸碱性的判断标准：比较c平（H+）与c平（OH－）的相对大小。
2．溶液的酸碱性与溶液中c平（H+）和c平（OH－）的关系

c平（H+）与c平（OH－）的相对大小
c平（H+）的范围（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
碱性溶液
c平（OH－）＞c平（H+）
c平（H+）＜1.0×10－7mol·L－1
【即学即练1】（双选）某温度时，某溶液中c平（H+）＝c平（OH－）＝1×10－6mol/L，下列说法正确的是（ ）。
A．该溶液显酸性
B．该溶液显中性
C．该溶液中Kw＝1×10－14
D．该溶液中Kw＝1×10－12
【解析】选BD。c平（H+）＝c平（OH－），说明溶液呈中性；Kw＝c平（H+）·c平（OH－）＝1×10－6mol/L×1×10－6mol/L＝1×10－12mol2/L2。
知识点02 溶液的pH和酸碱性
1．溶液的pH
（1）概念：pH是c平（H+）的负对数，其表达式是pH＝－lgc平（H+）。
（2）25℃时，溶液酸碱性与c平（H+）、pH的关系
①图示

②关系：酸性越强，pH越小；碱性越强，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．碱性溶液：c平（H+）＜c平（OH－），c平（H+）＜1.0×10－7mol·L－1，pH＞7。
2．溶液酸碱性的测量方法
（1）酸碱指示剂法（只能粗略测定溶液的pH范围）
指示剂
变色范围（颜色与pH的关系）
石蕊
＜5.0，红色
5.0～8.0，紫色
＞8.0，蓝色
酚酞
＜8.2，无色
8.2～10.0，粉红色
＞10.0，红色
甲基橙
＜3.1，红色
3.1～4.4，橙色
＞4.4，黄色
（2）pH试纸法：取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后与标准比色卡对照，读出pH（整数）。
（3）pH计法：精确测量溶液的pH的方法。（读至小数点后2位）
【即学即练2】下面是营养专家给出的泡菜和另外一些常见食物近似pH范围：
食物
橘子汁
四川泡菜
牛奶
鸡蛋清
近似pH范围
3.0～4.0
3.2～3.6
6.3～6.6
7.6～8.0
下列说法中不正确的是（ ）。
A．鸡蛋清显碱性
B．胃酸过多的人应少吃四川泡菜
C．橘子汁能使石蕊溶液变红
D．牛奶比鸡蛋清的碱性强
【解析】选D。鸡蛋清的pH＞7，牛奶的pH＜7，故A项正确，D项错误；胃酸过多的人应少吃呈酸性的食品，四川泡菜呈酸性，故B项正确；橘子汁呈酸性，能使石蕊溶液变红，C项正确。
能力拓展

考法01 溶液酸碱性的判断
【典例1】（双选）下列溶液一定呈碱性的是（ ）。
A．由水电离出的H+为10－12mol·L－1（25℃）的溶液
B．pH＜7的溶液
C．使石蕊试液呈蓝色的溶液
D．常温下，pH＝10的氨水与pH＝4的盐酸等体积混合后的溶液
【解析】选CD。A项，溶液中水的电离被抑制，该溶液可能为碱溶液，有可能是酸溶液，错误；B项，未指明温度，如100℃时pH＝6的溶液呈中性，错误；C项，石蕊溶液呈蓝色时，pH大于7.0，此时溶液呈碱性，正确；D项，常温下，pH＝10的氨水与pH＝4的盐酸等体积混合后氨水过量，溶液呈碱性，正确。
【知识拓展】溶液酸碱性的判断
1．绝对依据：比较c平（H+）和c平（OH－）相对大小
判据
酸性
中性
碱性
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
任意温度下
c平（H+）＞c平（OH－）
c平（H+）＝c平（OH－）
c平（H+）＜c平（OH－）
2．相对依据——pH的大小
判据
酸性
中性
碱性
25℃时溶液中pH
pH＜7
pH＝7
pH＞7
任意温度下溶液中
pH＜－lgc平（H+）
pH＝－lgc平（H+）
pH＞－lgc平（H+）
【特别提醒】pH＜7的溶液不一定是酸性溶液；pH＞7的溶液不一定是碱性溶液；pH＝7的溶液也不一定是中性溶液。如在某温度下，水的离子积常数为1×10－12mol2·L－2，此时pH＝6的溶液为中性溶液，pH＞6的溶液为碱性溶液，pH＜6的溶液为酸性溶液。
考法02 溶液pH的计算
【典例2】（2021~2022南昌高二上学期期末检测）25℃时，若体积为Va、pH＝a的某一元强酸与体积Vb、pH＝b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va＜Vb和a＝0.5b，请填写下列空白：
（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的取值范围是_________________。
【解析】（1）若a＝3，由a＝0.5b可知b＝6，由题设pH＝b的是一元强碱，与题设矛盾，所以应答“否”。（2）若a＝5则b＝10，c平（OH－）b＝10－4mol·L－1，中和时，应该有Va·c平（H+）a＝Vb·c平（OH－）b，即＝＝＝10＞1，与题设Va＜Vb不符，所以应答“否”。（3）由＜1可得式＝＝＝＝10a+b－14＜1＝100，所以（a+b－14）＜0，又因为a＝0.5b（即b＝2a），则a+b－14＝a+2a－14＜0，解得：a＜。因为一元强碱的pH＝b，所以b＞7，所以pH＝b＝2a＞7，解得：a＞，因此a的取值范围是＜a＜。
【答案】（1）否；若a＝3，则b＝6，溶液显酸性，与题意不符，故a≠3
（2）否；若a＝5，c平（H+）a＝10－5mol·L－1，则b＝10，c平（OH－）b＝10－4mol·L－1，＝＞1不符合题意，故a≠5
（3）＜a＜
【知识拓展】溶液pH的计算类型
1．基本原则
（1）酸性溶液：先求出c平（H+），由pH＝－lgc平（H+）求pH；
（2）碱性溶液：先求c平（OH－）后由KW＝c平（H+）·c平（OH－）求c平（H+），再求pH。
2．单一溶液pH的计算
（1）强酸HnA（cmol·L－1）：c平（H+）＝n·c，pH＝－lg（n·c）
（2）强碱B（OH）n（cmol·L－1）：c平（OH－）＝n·c，c平（H+）＝，pH＝－lg＝14+lg（nc）
3．稀的强酸、强碱混合溶液pH的计算
（1）强酸+强酸：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（2）强碱+强碱：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
（3）强酸+强碱
①酸过量：c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
②碱过量：c平（OH－）混＝，c平（H+）混＝，pH＝－lgc平（H+）混
4．酸碱溶液稀释时pH的变化规律
项目
类别
酸（pH＝a）
碱（pH＝b）
弱酸
强酸
弱碱
强碱
稀释10n倍
＜a+n
a+n
＞b－n
b－n
无限稀释
pH趋向于7
（1）室温下，无论强酸还是弱酸，稀释后溶液的pH，始终不能大于或等于7。
（2）室温下，无论强碱还是弱碱，稀释后溶液的pH，始终不能小于或等于7。
（3）稀释相同的倍数时，强酸、强碱的pH变化大，而弱酸、弱碱的pH变化小。
【特别提醒】计算溶液pH时注意的几个问题
（1）温度是否为25℃。
（2）水电离出来的c水（H+）何时忽略不计，何时不能忽略。
（3）两种pH不同的碱溶液混合时，由于两碱溶液中水的电离程度不同，所以混合后溶液中水的电离平衡必发生移动，因此不可将两溶液中的H+的物质的量相加得到混合溶液中H+的物质的量。
（4）对于酸溶液或碱溶液进行稀释，当酸碱的浓度接近水电离的氢离子浓度时，水的电离不能忽略，即pH只能无限接近于7。
分层提分

题组A 基础过关练
1．下列可用于测定溶液pH且精确度最高的是（ ）。
A．酸碱指示剂 B．pH计
C．精密pH试纸 D．广泛pH试纸
【解析】选B。酸碱指示剂只能测定溶液的酸碱性；pH计可以精确到0.1甚至0.01；精密pH试纸能精确到0.1；广泛pH试纸只能精确到1；综上分析，pH计的精确度最高。
2．如图表示的是身边一些物质在常温下的近似pH，有关这些物质的比较和判断正确的是（ ）。

A．柠檬汁的酸性比西瓜汁的强
B．柠檬汁能使无色酚酞试液变红色
C．鸡蛋清的碱性比草木灰水的强
D．草木灰水溶液呈酸性
【解析】选A。柠檬汁的pH为2～3，小于7，显酸性；西瓜汁的pH为5～6，小于7，显酸性；柠檬汁的pH比西瓜汁的小，酸性比西瓜汁的强，故A选项说法正确；柠檬汁的pH为2～3，小于7，显酸性，不能使无色酚酞试液变色，故B选项说法错误；鸡蛋清的pH为7～8，大于7，显碱性；草木灰水的pH大于11，显碱性；鸡蛋清的pH比草木灰水的小，碱性比草木灰水的弱，故C选项说法错误；草木灰水的pH大于11，显碱性，故D选项说法错误。
3．（2021•淮阴高二检测）关于溶液酸碱性的说法中，正确的是（ ）。
A．c平（H+）很小的溶液一定呈碱性
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．不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性
【解析】选C。溶液的酸碱性最本质的判断标准是c平（H+）和c平（OH－）的相对大小。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+），溶液呈碱性。c平（H+）很小的溶液，c平（OH－）也可能很小；pH＝7的溶液只有在常温下才是中性的；常温下，pH＜8的溶液都不能使酚酞变红，可能为酸性、中性或弱碱性。
4．常温下，某H2SO4溶液的浓度是0·005mol·L－1，此溶液的pH（ ）。
A．1 B．3 C．2 D．2.3
【解析】选C。常温下，某H2SO4溶液的浓度是0.005mol·L－1，c平（H+）＝0.005mol·L－1×2＝0.01mol·L－1，pH＝2，C正确。
5．（双选）（2021·榆林高二检测）某温度时，Kw＝1.0×10－12mol2·L－2，若在该温度时，某溶液的c平（H+）＝1.0×10－7mol·L－1，则该溶液（ ）。
A．呈酸性 B．呈碱性
C．呈中性 D．＝0.01
【解析】选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－），溶液显示碱性，所以B正确，＝＝，所以D正确。
6．（2021·承德高二检测）常温下下列溶液的pH一定等于2的是（ ）。
A．0.01mol·L－1硫酸500mL
B．0.01mol·L－1盐酸500mL
C．0.01mol·L－1醋酸1 L
D．pH＝1的酸溶液稀释10倍
【解析】选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，则pH＝2；C中CH3COOH部分电离，c平（H+）＜0.01mol·L－1，则pH＞2；D中若为强酸，稀释10倍，pH增大1，则pH＝2，但若为弱酸，每稀释10倍，pH增大不足1个单位，即其pH＜2。
7．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计，pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡：H2O+H2OH3O++OH－△H＞0。现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是______（填字母）。
A．在水中加入H2SO4
B．向水中加入Fe2（SO4）3
C．加热水至100℃［其中c（H+）＝1×10－6mol•L－1］
D．向水中加入NaHSO4
（2）现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显______色；若用pH计测定，则pH______7（填“＞”、“＜”或“＝”），溶液呈______性（填“酸”、“碱”或“中”）。
【解析】（1）在水中加入H2SO4，硫酸溶解后电离出氢离子，抑制水电离，平衡向左移动，且溶液中c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性，故A错误；向水中加入Fe2（SO4）3，Fe2（SO4）3是强酸弱碱盐能水解，铁离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铁，从而促进水电离，导致溶液中c（OH－）＜c（H+），溶液呈酸性，故B正确；水的电离是吸热反应，加热至100℃，促进水电离，溶液c（OH－）＝c（H+），溶液呈中性，故C错误；向水中加入NaHSO4，NaHSO4电离出氢离子，抑制水电离，平衡逆向移动，导致溶液中c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性，故D错误。
（2）100℃沸水仍然是中性的，pH试纸测定溶液的酸碱性时，中性溶液不变色，所以是淡黄色的，温度升高会促进水的电离，所以水的pH会减小，水在任何温度下均为中性的。
【答案】（1）B （2）淡黄；＜；中
8．常温下，有pH＝12的NaOH溶液100mL，要使它的pH降为11，回答下列问题（忽略混合后溶液体积的变化）。
（1）若加入蒸馏水，应加____________mL。
（2）若加入pH为10的NaOH溶液，应加______mL。
（3）若加入0.01mol·L－1的盐酸，应加______mL。
【解析】（1）加水稀释pH＝12的NaOH溶液至pH＝11，可使溶液体积增大到原体积的10倍，所以需加水900mL。（2）设需pH＝10的NaOH溶液体积为V，则： ＝10－3mol·L－1，解得V＝1 L＝1000mL。（3）设需0.01mol·L－1盐酸体积为V′，则：＝10－3mol·L－1，V′≈81.8mL。
【答案】（1）900（2）1 000（3）81.8
题组B 能力提升练
1．测定0.1mol·L－1 Cu（NO3）2溶液的pH时，下图所示的操作中正确的是（ ）。

【解析】选B。测溶液的pH的正确操作方法是：把小块pH试纸放在表面皿（或玻璃片）上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH。
2．（2022·南昌高二检测）t℃时，水的离子积为Kw。在该温度下，混合可溶性的一元酸HA和一元碱BOH的溶液，下列有关混合液的各种关系中，可确认混合液呈中性的是（ ）。
A．pH＝7 B．c（H+）＞c（OH－）
C．c（OH－）＝ D．c（H+）＜c（OH－）
【解析】选C。水的电离过程为吸热过程，温度升高，促进水的电离，Kw值增大，故pH＝7的溶液不一定为中性；c（H+）＞c（OH－），溶液呈酸性；c（H+）＜c（OH－），溶液呈碱性；溶液呈中性时，必有c（H＋）＝c（OH－），因为Kw＝c（H＋）·c（OH－）＝c（OH－）2，所以c（OH－）＝，故C正确。
3．（双选）（2021·南阳高二检测）在室温下，由水电离产生的H+浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）。
A．K+、Fe2+、I－、SO42－
B．Na+、Cl－、NO3－、SO42－
C．Na+、Ca2+、Cl－、HCO3－
D．K+、Ba2+、Cl－、NO3－
【解析】选BD。由水电离产生的H+浓度不能判断溶液的酸碱性，溶液可以是酸性，也可以是碱性。若溶液为碱性，Fe2+与OH－会生成Fe（OH）2，从而不能大量共存，A错误；不管是在碱性环境还是酸性环境，不会生成沉淀、气体和水等，可以大量共存，B正确；HCO3－与H+反应生成CO2和H2O，HCO3－与OH－反应生成CO32－和H2O，不能大量共存，C错误；不会生成沉淀、气体和水等，可以大量共存，D正确。
4．（双选）（2021·长沙高二检测）常温下，关于pH＝12的NaOH溶液，下列说法正确的是（ ）。
A．溶液中c平（H+）＝1.0×10－2mol·L－1
B．溶液中由水电离出的c平（OH－）＝1.0×10－12mol·L－1
C．加水稀释到体积为原来的100倍后，溶液的pH＝10
D．加入等体积pH＝2的醋酸溶液，反应后溶液呈中性
【解析】选BC。pH＝12的NaOH溶液，根据离子积可知，则c平（H+）＝1.0×10－12mol·L－1，A不正确；溶液中由水电离出的c水（OH－）＝c平（H+）＝1.0×10－12mol·L－1，B正确；加水稀释到体积为原来的100倍后，溶液中c平（OH－）＝＝10－4mol·L－1，则pH＝10，C正确；由于醋酸为弱酸，大部分未发生电离，反应结束后，过量的醋酸电离，使溶液呈酸性，D不正确。
5．（2021·秦皇岛高二检测）现有常温下pH＝1的某强酸溶液10mL，下列操作能使溶液的pH变成2的是（ ）。
A．加入10mL0.01mol/L的NaOH溶液
B．加入10mL的水进行稀释
C．加水稀释成100mL
D．加入10mL0.01mol/L的盐酸
【解析】选C。常温下pH＝1的某强酸溶液中c平（H+）＝0.1mol/L，使溶液的pH变成2，即c平（H+）＝0.01mol/L。pH＝1的某强酸溶液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错误；加入10mL的水进行稀释，混合后c平（H+）＝＝0.05mol≠0.01mol/L，故B错误；加水稀释成100mL，c平（H+）＝＝0.01mol/L，故C正确；加入10mL0.01mol/L的盐酸，混合后，c平（H+）＝≠0.01mol/L，故D错误。
6．（2021~2022安徽芜湖高二上学期期末）AG定义为AG＝lg，若用AG来表示溶液的酸度，说法不正确的是（ ）。
A．在一定温度下，溶液的酸性越强，AG越大
B．65℃时，pH与AG的换算公式为AG＝2（7－pH）
C．若溶液显碱性，则AG＜0
D．若溶液显中性，则AG＝0
【解析】选B。酸性越强lg越大，A正确；在25℃时c平（OH－）＝，pH＝－lgc（H+），根据AG和pH的计算公式可得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选项温度为65℃，则Kw≠10－14，故B错误；若溶液呈碱性，则c（H+）＜lg＜lg1，即AG＜0，故C正确；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正确。
7．（2021~2002四川成都高二上学期期末检测）重水（D2O）的离子积Kw＝1.6×10－15，可以用pH一样的定义来规定pD＝－lgc平（D+），试求该温度下（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．已知水的电离平衡曲线如图所示：

试回答下列问题：
（1）图中五点的KW间的关系是___________________。
（2）若从A点到D点，可采用的措施是________。
A．升温 B．加入少量的盐酸 C．加入少量的NH4Cl
（3）点E对应的温度下，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________。
（4）点B对应的温度下，若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是____________________。
【解析】（1）KW只与温度有关，温度升高，促进水的电离，KW增大，因此有B＞C＞A＝D＝E。（2）从A点到D点，则溶液由中性转化为酸性，因此选项b和c均符合题意。（3）点E对应的温度是25℃，反应后混合溶液的pH＝7，说明酸碱恰好完全反应，因此有n平（OH－）＝n平（H+），则V（NaOH）·10－5mol·L－1＝V（H2SO4）·10－4mol·L－1，得V（NaOH）∶V（H2SO4）＝10∶1。（4）点B对应的温度是100℃，水的离子积为10－12，pH2＝b的某强碱溶液中c平（OH－）＝10b－12，由于反应后溶液呈中性，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）
题组C 培优拔尖练
1．（2021~2022河北邢台高二上学期期末）已知常温下溶液中的pH+pOH＝14。又知正常人血液的pH＝3.3，则正常人血液的pOH为（ ）。
A．小于6.7 B．等于6.7 C．大于6.7 D．无法判断
【解析】选B。常温下溶液中的pH+pOH＝14，化学上的“常温”指25℃，而人的体温是37℃，略高于“常温”，升高温度，水的离子积常数增大，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．（双选）下列说法正确的是（ ）。
A．25℃时由水电离出的c水（H+）：1×10－12mol·L－1的溶液的pH＝2或12
B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液
C．在温度不变时，水溶液中c平（H+）和c平（OH－）不能同时增大
D．某温度下，纯水中c平（H+）＝2×10－7mol·L－1，其呈酸性
【解析】选AC。25℃时，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，则溶液中c（OH－）为10－2mol·L－1，pH＝12；若溶液中的OH－全部由水提供，则溶液中的c（H+）为10－2mol·L－1，pH＝2，故A正确；pH＝0的溶液中c平（H+）＝1.0mol·L－1，并不是酸性最强的溶液，只是c平（H+）＞1.0mol·L－1的溶液用pH表示酸性强弱不方便，故B错误；在温度一定时，c平（H+）·c平（OH－）＝Kw是一个定值，故二者不能同时增大，故C正确；D项虽没有给出该温度下的水的Kw，但在纯水中c平（H+）＝c平（OH－）＝2×10－7mol·L－1，应为中性溶液，故D错误。
3．（2022·宜昌高二检测）常温下，将pH＝1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都升高了1，则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为（ ）。
A．11∶1 B．10∶1 C．6∶1 D．5∶1
【解析】选C。设每份硫酸的体积为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，则溶液中c平（H+）＝0.01mol/L，①当是加水稀释时，设加入水的体积为xL，根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变，则1L×0.1mol/L＝（1+x）L×0.01mol/L，x＝9L，②加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液时，设加入氢氧化钠的体积为yL，则有：（1L×0.1mol/L－yL×0.05mol/L）＝0.01mol/L×（1+y）L，y＝L，则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为9L∶L＝6∶1。
4．（双选）（2021·无锡高二检测）某温度下的溶液中c平（H+）＝10xmol/L，c平（OH－）＝10ymol/L。x与y的关系图所示，下列说法正确的是（ ）。

A．该温度高于25℃
B．图中a点溶液呈碱性
C．该温度下，0.01mol·L－1的HCl溶液的pH＝2
D．该温度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液的pH＝12
【解析】选BC。b点，c平（H+）＝10－10mol·L－1，c平（OH－）＝10－5mol·L－1，则此温度下，Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－15，而25℃时Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－14，故该温度应低于25℃，A选项错误。a点，c平（H+）＝10－15mol·L－1，c平（OH－）＝1mol·L－1，故溶液呈碱性，B选项正确。0.01mol·L－1的HCl溶液中c平（H+）＝10－2mol·L－1，根据pH＝－lgc平（H+），得pH＝2，C选项正确；0.01mol·L－1的NaOH溶液中c平（OH－）＝10－2mol·L－1，根据Kw＝c平（OH－）·c平（H+）＝10－15，则c平（H+）＝10－13mol·L－1，pH＝－lg10－13＝13，D选项错误。
5．某温度（T）下的溶液中，c平（H+）＝10－xmol·L－1，c平（OH－）＝10－ymol·L－1，x与y的关系如图所示。请回答下列问题：

（1）此温度下，水的离子积Kw＝________，则该温度T________25℃（填“＞”“＜”或“＝”）。
（2）在此温度下，向Ba（OH）2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示：
实验序号
Ba（OH）2溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a＝__________，实验②中由水电离产生的c水（OH－）＝________mol·L－1。
（3）在此温度下，将0.1mol·L－1的NaHSO4溶液与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溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1mol·L－1NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
①按丁方式混合后，所得溶液显________（填“酸”“碱”或“中”）性。
②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：____________。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH为__________。
【解析】（1）Kw＝c平（H+）·c平（OH－）＝10－xmol·L－1·10－ymol·L－1＝10－（x+y）mol2·L－2，根据图示可知当x＝12时，c平（OH－）＝1mol·L－1，当y＝12时，c平（H+）＝1mol·L－1，故Kw＝1×10－12mol2·L－2。根据温度越高水的电离程度越大，Kw也随之越大，所以此时的T＞25℃。（2）此条件下，pH＝6时溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得Ba（OH）2溶液中c平（OH－）＝10－4mol·L－1，根据表中实验③的数据有22.00×10－3L×10－4mol·L－1＝22.00×10－3L×10－amol·L－1，可得a＝4，即盐酸的pH＝4。实验②中，所得溶液pH＝7，Ba（OH）2过量，溶液呈碱性，由H2O电离产生的c水（OH－）等于由水电离产生的c水（H+），即由水电离产生的c水（OH－）＝10－7mol·L－1。（3）①按丁方式混合时，Ba（OH）2提供的OH－与NaHSO4提供的H+的物质的量相等，混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时，反应前n（Ba2+）＝10－3mol，n（OH－）＝2×10－3mol，n（H+）＝n（SO42－）＝10－3mol，实际反应的Ba2+、OH－、H+、SO42－均为10－3mol，故反应的离子方程式为Ba2++OH－+H++SO42－BaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时，OH－过量，反应后溶液中c平（OH－）＝mol·L－1＝0.1mol·L－1，c平（H+）＝10－11mol·L－1，则pH＝11。
【答案】（1）1×10－12mol2·L－2；＞（2）4；10－7
（3）①中；②Ba2++OH－+H++SO42－BaSO4↓+H2O③11