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2026全国版高考化学突破练
突破练35　水的电离和溶液的pH
选择题每小题3分,共24分。
基础·满分练
命题角度1　水的电离和水的离子积
1.(2026·内蒙古通辽调研)常温下,在20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中逐滴加入0.2 mol·L-1醋酸溶液,曲线如图所示,有关粒子浓度关系的比较中,错误的是(　　)
A.若M点溶液的pH为8.3,则溶液中由水电离出的c(H+)=10-5.7 mol·L-1
B.在N点:c(Na+)=c(CH3COO-)
C.M、N、Q三点中,Q点水的电离程度最大
D.图中a=13
命题角度2　溶液的酸碱性和pH
2.(2025·山东菏泽期中统考)今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是(　　)
序号 ① ② ③ ④
pH 11 11 3 3
溶液 氨水 氢氧化钠溶液 醋酸 盐酸
A.分别加水稀释至原体积的10倍,四种溶液的pH:①>②>③>④
B.②和③两溶液等体积混合,所得溶液显酸性
C.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
D.V1 L④与V2 L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1>V2
3.(2026·湖南衡阳三校联考)pH=2的X、Y两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.X、Y两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,X酸溶液中c(H+)比Y酸溶液中c(H+)大
C.a=5时,X是强酸,Y是弱酸
D.一定有关系:5>a>2
4.(2026·广西南宁名校联考)常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.稀释至原体积的相同倍数时:c(A-)>c(B-)
B.水的电离程度:N=Q>M
C.溶液中离子总物质的量:N>Q>M
D.酸性强弱:HB>HA
5.(2026·河北省衡水中学调研)某温度下纯水的c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1,在此温度下,将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不计),欲使混合溶液的pH=7,则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为(　　)
A.11∶1 B.2∶9
C.1∶11 D.9∶2
能力·高分练
6.(2025·安徽省名校名师联考)常温下,向某浓度H2A溶液中逐滴加入已知浓度的NaOH溶液,溶液中pc(R)[pc(R)=-lgc(R),R为H2A、HA-、A2-]与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.曲线Ⅱ代表pc(HA-)随着pH的变化曲线
B.pH由3增大到5.3的过程中,水的电离程度逐渐减小
C.Q点溶液中c(Na+)>3c(A2-)
D.常温下随着pH增大,的值不变
7.(2025·山东青岛期末)已知液氨中存在与水相似的电离平衡:2NH3N+N。T ℃下,液氨中N的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1。下列说法正确的是(　　)
A.液氨中能发生反应:KNH2+NH4ClKCl+2NH3
B.向液氨中加入氯化铵,电离平衡逆向移动,c(N)减小
C.增加NH3,电离平衡正向移动,c(N)增大
D.仅改变温度,可以使液氨中c(N)8.(2026·河南安阳期初联考)马来酸是一种二元弱酸,简写为H2R。常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1 H2R溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,溶液中含R粒子的分布分数δ、滴加NaOH溶液体积与pH的关系如图所示。下列叙述错误的是(　　)
A.M→N对应溶液中水的电离程度增大
B.常温下,马来酸的第二步电离常数=10-6.23
C.P点NaHR在水中只存在电离平衡
D.V=20 mL时,溶液中c(OH-)>c(H+)>c(H2R)
9.(7分)(2025·重庆卷节选)水是化学反应的良好介质,探索水溶液中的酸碱平衡具有重要意义。
(1)天然水中可以分离出重水(D2O)。D2O溶液中存在电离平衡:D2OD++OD-,c(D+)和c(OD-)的关系如图所示。
①图中3个状态点对应的溶液呈中性的是　　　。
②T1　　　(填“>”“=”或“<”)T2。
(2)利用驰豫法可研究快速反应的速率常数(k,在一定温度下为常数)。其原理是通过微扰(如瞬时升温)使化学平衡发生偏离,观测体系微扰后从不平衡态趋向新平衡态所需的驰豫时间(τ),从而获得k的信息。对于H2OH++OH-,若将纯水瞬时升温到25 ℃,测得τ=4.0×10-5 s。已知:25 ℃时,c(H2O)=55.6 mol·L-1,v正=k1c(H2O),v逆=k2c(H+)c(OH-),τ=(xe为H+的平衡浓度)。
①25 ℃时,H2OH++OH-的平衡常数K=　　　(保留2位有效数字)。
②下列能正确表示瞬时升温后反应建立新平衡的过程示意图为　　　。
③25 ℃时,计算得k2为　　　L·mol-1·s-1。
参考答案
课时突破练35
1.C　M点为CH3COONa溶液(恰好完全反应),pH=8.3时,溶液中OH-由水电离产生,c(OH-)=108.3-14 mol·L-1=10-5.7 mol·L-1,水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-5.7 mol·L-1,A项正确。N点溶液pH=7,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由于c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(CH3COO-),B项正确。M点为CH3COONa(水解促进水电离),N点为中性混合液(少量CH3COOH抑制),Q点醋酸过量(酸性,H+抑制水电离),水的电离程度M最大,C项错误。初始0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=13,即a=13,D项正确。
2.A　分别加水稀释至原体积的10倍,NaOH溶液和盐酸的pH变为10和4,氨水的pH大于10小于11,醋酸的pH大于3小于4,故溶液的pH:①>②>④>③,A项错误。氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的醋酸与NaOH溶液等体积混合,氢氧化钠完全反应,醋酸过量,溶液显酸性,B项正确。醋酸溶液中存在电离平衡,加入醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,醋酸酸性减弱,盐酸中加入醋酸钠固体,能够反应生成醋酸,氢离子浓度减小,故两溶液的pH均增大,C项正确。氢离子浓度与氢氧根离子浓度相同的盐酸与氨水等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,V1 L④和V2 L①溶液混合后,若pH=7,则V1>V2,D项正确。
3.C　由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH的增大程度不同,说明两种酸的强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误。由图像知,稀释后X酸溶液的pH大于Y酸溶液的pH,则X中c(H+)小于Y中c(H+),B项错误。a=5时,表明1 mL pH=2的X酸溶液稀释到1 000 mL后,pH增加3,故X是强酸,1 mL pH=2的Y酸溶液稀释到1 000 mL后,pH<5,说明Y酸溶液中存在电离平衡,则Y是弱酸,C项正确。若X、Y都是弱酸,稀释后,X、Y两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,存在关系:5>a>2,若X是强酸,则a=5,D项错误。
4.B　由图可知,lg=2时,HA溶液的pH为5而HB溶液的pH小于5,说明HA为强酸而HB为弱酸,稀释至原体积的相同倍数时,即lg相同时,HA的pH更大,则c(H+):HB>HA,HA为强酸完全电离,c(A-)=c(H+),HB为弱酸部分电离,c(B-)≈c(H+),故c(B-)>c(A-),A项错误。水的电离程度受溶液中c(H+)影响,c(H+)越小,水的电离程度越大,M点pH小于5,N、Q点pH=5,溶液中c(H+):N=QM,B项正确。M、Q点溶液体积相同,Q点pH大于M点,Q点溶液中c(A-)Q,N点相对于M点加水稀释,促进HB的电离,溶液中离子总物质的量:N>M,故溶液中离子总物质的量:N >M>Q,C项错误。
5.B　某温度下纯水的c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1,则有Kw=1×10-12;pH=8的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-4 mol·L-1,pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5 mol·L-1,混合后溶液的pH=7,此时溶液呈碱性,混合液中c(OH-)=10-5 mol·L-1,则有10-4 mol·L-1×V(碱)-10-5 mol·L-1×V(酸)=10-5 mol·L-1×[V(碱)+V(酸)],从而可得V(碱)∶V(酸)=2∶9。
6.D　结合图像可知,随着pH增大,曲线Ⅰ的pc值先减小后升高,随着溶液酸性变弱,c(H2A)减小,即pc(H2A)增大,c(HA-)先增大,当溶液酸性减弱到一定程度时,HA-转化为A2-,c(HA-)减小,c(A2-)增大,即pc(HA-)先减小后增大,pc(A2-)减小,故图像中曲线Ⅰ表示HA-,曲线Ⅱ表示H2A,曲线Ⅲ表示A2-,根据Ⅰ、Ⅱ交点可以求出二元弱酸的=10-0.8,根据Ⅰ、Ⅲ交点求出二元弱酸的=10-5.3。由上述分析可知,A项错误。溶质完全为Na2A时,水的电离程度最大,此时c(A2-)>c(HA-)>c(H2A),pH由3增大到5.3的过程中,水的电离程度持续增大,B项错误。Q点时,c(HA-)=c(A2-),pH=5.3。由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)可得,c(Na+)=3c(A2-)+c(OH-)-c(H+)。因pH=5.3,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),故有c(Na+)<3c(A2-),C项错误。,只与温度有关,与pH无关,D项正确。
7.A　KNH2提供N,NH4Cl提供N,两者在液氨中反应生成KCl和NH3,符合酸碱中和规律,A项正确。加入NH4Cl会增加N浓度,根据勒夏特列原理,平衡逆向移动,但总浓度仍会因外加N而增大,B项错误。液氨为溶剂,其浓度视为常数,增加NH3的量不会改变其浓度,因此电离平衡不移动,c(N)不变,C项错误。电离反应中N和N的浓度始终相等(按1∶1生成),仅改变温度无法使两者浓度不等,D项错误。
8.C　对于二元弱酸H2R,随着氢氧化钠溶液滴入,pH升高,δ(H2R)减小,δ(HR-)先增后减,δ(R2-)增大。
M点溶液成分为H2R、HR-,N点溶液成分为HR-和R2-,M→N过程中,滴加NaOH溶液增多,但没有完全中和,水的电离程度增大,A项正确。M点δ(H2R)=δ(HR-),N点δ(HR-)=δ(R2-),由M、N点坐标可计算马来酸的电离常数为=10-1.92、=10-6.23,B项正确。NaHR溶于水,除了电离还有水解,水解方程式为HR-+H2OH2R+OH-,根据电离常数可知,其水解常数(=10-12.08)小于电离常数(=10-6.23),以电离为主,C项错误。Q点溶液中,c(R2-)= mol·L-1,c(H+)=10-9 mol·L-1,c(OH-)=10-5 mol·L-1,存在水解平衡:R2-+H2OHR-+OH-()、HR-+H2OH2R+OH-(),故K==10-19.85,=10-19.85,c(H2R)=×10-10.85 mol·L-1,D项正确。
9.(1)①B　②>
(2)①1.8×10-16　②D　③1.25×1011
解析 (1)①重水中存在电离平衡D2OD++OD-,中性溶液中,c(D+)=c(OD-),只有B点符合。②水的电离平衡为吸热过程,温度升高,电离程度增大,c(D+)、c(OD-)均增大,Kw也增大,由图可知,T1时离子浓度更高,Kw更大,故有T1>T2。
(2)①对于反应H2OH++OH-,平衡常数K的定义为K=,在25 ℃的纯水中,水的离子积常数为Kw=c(H+)c(OH-)=1×10-14,而且平衡时c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,已知c(H2O)=55.6 mol·L-1,代入公式:K=≈1.8×10-16。②瞬时升温后,逆反应速率增大,但水的浓度是恒定的,正反应速率不变,故建立新平衡的过程示意图为D。③驰豫时间公式为τ=,其中τ=4.0×10-5s,xe=c(H+)=1×10-7 mol·L-1,代入得:k1+2k2×(1×10-7) mol·L-1==2.5×104s-1,平衡时,v正=v逆,可推出k1c(H2O)=k2c(H+)c(OH-)=k2,代入已知值:k1×55.6=k2×(1×10-7)2,即k1=,将k1代入驰豫时间公式为+2k2×1×10-7=2.5×104,整理可得,k2(+2×10-7)=2.5×104,计算括号内:≈1.80×10-16,由于1.80×10-16 2×10-7,可忽略不计,则k2×2×10-7=2.5×104,得出k2=1.25×1011 L·mol-1·s-1。
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