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文档介绍
2019-2020高中化学(人教版 选修4)练习:第3章 第2节 第2课时
第三章 第二节 第 2 课时 一、选择题 1.下列叙述正确的是( ) A.100 ℃纯水的 pH=6,所以水在 100 ℃时呈酸性 B.pH=3 的盐酸溶液,稀释至 10 倍后 pH>4 C.0.2 mol·L-1 的醋酸,与等体积水混合后 pH=1 D.常温时,pH=3 的盐酸与 pH=11 的氢氧化钠等体积混合后 pH=7 解析:A 选项中因为是纯水,不管其 pH 为多少都是呈中性;B 选项中盐酸是强酸,所 以每稀释 10 倍 pH 增大 1,故 pH=4;C 选项中将 0.2 mol·L-1 的醋酸,与等体积水混合后, 溶液的浓度变为 0.1 mol·L-1,但由于醋酸是弱酸,所以 pH 大于 1;D 选项中盐酸与氢氧化 钠恰好完全反应,所以呈中性。 答案:D 2.在 25 ℃的条件下,将体积都为 10 mL,pH 都等于 3 的醋酸和盐酸,加水稀释到 a mL 和 b mL,测得稀释后溶液的 pH 均为 5,则稀释时加入水的体积为( ) A.a=b=10 mL B.a=b>10 mL C.ab 解析:在溶液中,盐酸电离是不可逆的,而 CH3COOH 的电离是可逆的,存在电离平衡。 在加水稀释的过程中,盐酸溶液里 c(H+)的主要变化只有一个,即减小;CH3COOH 溶液里 c(H+)的主要变化有两个,即减小和增大。若 a=b,稀释后的 CH3COOH 溶液 pH<5,若使 CH3COOH 溶液 pH=5,就必须继续加水稀释,即 a>b。 答案:D 3.有甲、乙两瓶醋酸稀溶液,测得甲的 pH=a,乙的 pH=a+1,下列推断正确的是 ( ) A.物质的量浓度 c(甲)是 c(乙)的 10 倍 B.溶液中 c(OH-)甲是乙的 10 倍 C.由水电离产生的 c(H+)乙是甲的 10 倍 D.与等量的 NaOH 反应消耗甲、乙两酸的体积 V(乙)<10V(甲) 解析:由题意知 c(H+)甲是乙的 10 倍,即c甲·α甲 c乙·α乙 =10,但因稀醋酸的电离程度增大, 所以α甲 α乙 =10c乙 c甲 <1,故 c(甲)>10c(乙),所以 A 错误。两溶液中 KW 相同,c(OH-)= KW cH+ , 所以 c(OH-)乙是甲的 10 倍,B 错误。两溶液中由水电离的 c(H+)均与溶液中 c(OH-)相等, 所以 C 正确。因 c(甲)>10c(乙),所以与等量 NaOH 反应时由 c(甲)·V(甲)=c(乙)·V(乙)知, V(乙)>10V(甲)。 答案:C 4.室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的 pH 一定大于 7 的是( ) A.0.1 mol·L-1 的盐酸和 0.1 mol·L-1 的氢氢化钠溶液 B.0.1 mol·L-1 的盐酸和 0.05 mol·L-1 的氢氧化钡溶液 C.pH=4 的醋酸溶液和 pH=10 的氢氧化钠溶液 D.pH=4 的盐酸和 pH=10 的氨水 解析:本题考查了酸碱反应后溶液 pH 的计算及判断。HCl 为一元强酸,NaOH 为一元 强碱,Ba(OH)2 为二元强碱,故等体积等物质的量浓度的 HCl 与 NaOH 恰好中和,pH=7, 与 Ba(OH)2 反应时,c(H+)=c(OH-)=2c[Ba(OH)2],pH=7,故 A、B 错误;pH=4 的醋酸 溶液中电离出的 c(H+)=1×10-4mol·L-1,pH=10 的 NaOH 溶液电离出的 c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,因此 CH3COOH 电离出的 H+恰好与 NaOH 中和,还有大量的 CH3COOH 分子过量, 故 pH<7,同理,D 项中氨水过量,溶液显碱性,pH>7,故 C 错误,D 正确。 答案:D 5.现有温度相同,pH=a 和 pH=b 的两种 NaOH 溶液,已知 b=a+2,将两种溶液等 体积混合后,所得溶液的 pH 接近于( ) A.a-lg2 B.b-lg2 C.a+lg2 D.b+lg2 解析:pH=a 的 NaOH 溶液,c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10a-14 mol·L-1;pH=b 的 NaOH 溶液,c(H+)=10-b mol·L-1,c(OH-)=10b-14 mol·L-1;而溶液等体积混合后:c(OH-) =10a-14 mol·L-1×1 L+10b-14 mol·L-1×1 L 2 L 由于 b=a+2,所以 c(OH-)=5×10b-15 mol·L-1; 则 c(H+)=2×10-b mol·L-1,所以 pH=b-lg2,故答案选 B。 答案:B 6.pH=3 的两种一元酸 HX 和 HY 溶液,分别取 50 mL 加入足量的镁粉,充分反应后, 收集到 H2 的体积分别为 V(HX)和 V(HY),若 V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( ) A.HX 可能是强酸 B.HY 一定是强酸 C.HX 的酸性强于 HY 的酸性 D.反应开始时二者生成 H2 的速率相等 解析:本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意,Mg 粉足量,酸不 足,应根据酸的物质的量来计算 H2 的体积,由 V(HX)>V(HY),知 pH 相等时,HX 的物质 的量浓度比 HY 的大,即 HX 是酸性比 HY 弱的弱酸,而无法判断 HY 是强酸还是弱酸,故 A、B、C 错误;D 项反应开始时生成 H2 的速率取决于 c(H+),因为开始时 c(H+)相等,故 D 项正确。 答案:D 7.(双选)对于常温下 pH 为 1 的硝酸溶液,下列叙述正确的是( ) A.该溶液 1 mL 稀释至 100 mL 后,pH 等于 3 B.向该溶液中加入等体积、pH 为 13 的氢氧化钡溶液恰好完全中和 C.该溶液中硝酸电离出的 c(H+)与水电离出的 c(H+)之比为 10-12 D.该溶液中水电离出的 c(H+)是 pH 为 3 的硝酸中水电离出的 c(H+)的 100 倍 解析:硝酸为强电解质,完全电离,故稀释 100 倍,c(H+)为原溶液的 1/100,pH 会由 1 变为 3,A 正确;硝酸中 c(H+)=0.1 mol·L-1,pH 为 13 的 Ba(OH)2,溶液 c(OH-)=0.1 mol·L -1,当二者等体积混合时 n(H+)=n(OH-),即二者恰好完全中和,B 项正确;硝酸电离的 c(H +)=0.1 mol·L-1,则水电离的 c(H+)=10-13 mol·L-1,二者之比为 10-1∶10-13,C 错;pH 为 3 的硝酸中水电离的 c(H+)=10-11 mol·L-1,故 D 项中二者之比为 10-13∶10-11,D 项错误。 答案:AB 8.(2014·西安四校联考)室温时,在一定体积 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液中,逐滴加入一 定物质的量浓度的 NaHSO4 溶液,当溶液中的 Ba2+恰好完全沉淀时,溶液 pH=11。若反应 后溶液的体积等于 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的体积之和,则 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶 液的体积比是( ) A.1∶9 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4 解析:Ba2+恰好完全沉淀时的反应为: Ba(OH)2 +NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O,pH=12,c(OH - )=0.01 mol·L - 1 , c[Ba(OH)2]=0.005 mol·L - 1,设 Ba(OH)2 溶液体积为 V1,NaHSO4 溶液体积为 V2,则有 V1×0.005 mol·L-1 V1+V2 =1×10-3 mol·L-1;V1∶V2=1∶4。 答案:D 9.室温下,pH 相差 1 的两种一元碱溶液 A 和 B,分别加水稀释时,溶液的 pH 变化如 下图所示。下列说法正确的是( ) A.稀释前,c(A)=10c(B) B.稀释前,A 溶液中由水电离出的 OH-的浓度大于 10-7 mol/L C.在 M 点,A、B 两种碱溶液中阳离子的物质的量浓度相等 D.用醋酸中和 A 溶液至恰好完全反应时,溶液的 pH 为 7 解析:A 项,观察图像可知,A、B 稀释相同的倍数时 A 的 pH 变化大于 B,则 A 的碱 性强于 B,A 的电离程度大于 B,稀释前 A、B 的 pH 相差 1,c(A)<10c(B);B 项,A 可以 抑制水的电离,稀释前,A 溶液中由水电离出的 OH-的浓度小于 10-7 mol/L;C 项,在 M 点,A、B 两种碱溶液的 pH 相等即 c(OH-)相等,则阳离子浓度相等;D 项,A 的电离程度 与醋酸的电离程度相对大小未知,用醋酸中和 A 溶液至恰好完全反应时,溶液的 pH 无法确 定。 答案:C 10.常温下,将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释,溶液的导电能力随溶液体积变化的曲 线如图所示。判断下列说法中,正确的是( ) A.两溶液稀释前的浓度相同 B.a、b、c 三点溶液的 pH 由大到小顺序为 a>b>c C.a 点的 KW 值比 b 点的 KW 值大 D.a 点水电离的 c(H+)大于 c 点水电离的 c(H+) 解析:本题考查强、弱电解质溶液的性质,考查考生识图、分析判断能力。难度较大。 A 项,醋酸是弱电解质不能完全电离,稀释前导电能力相同(氢离子浓度相同),则其浓 度大于盐酸的浓度;B 项,b 点的导电能力小于 a 点,即 b 点的氢离子浓度小于 a 点,则 b 点的 pH 大于 a 点;C 项,KW 是温度的函数,温度不变 KW 不变;D 项,因为 a 点 pH 大于 c 点,所以 a 点由水电离出的 OH-浓度大于 c 点由水电离出的 OH-浓度,根据水的离子积即 可得出结论。 答案:D 二、非选择题 11.(1)常温下,将 pH=10 和 pH=12 的 NaOH 溶液以 1∶1 的体积比混合,则混合后 所得溶液的 pH 约为________。 (2)0.2 mol·L-1 NaHSO4 和 0.1 mol·L-1 BaCl2 溶液按等体积混合后,则溶液的 pH 等于 ________。 (3)用 pH=4 和 pH=11 的强酸和强碱混合,使 pH=10,则两溶液的体积比为________。 解析:欲求混合后溶液的 pH,应先判断混合后溶液的酸碱性。若呈碱性,应先求溶液 中 c(OH-),再求 c(H+),而后计算 pH;若呈酸性,可直接求出混合后 c(H+),再计算 pH。 由题意可得: (1)c(OH-)=c1V1+c2V2 V1+V2 =10-4·1+10-2·1 1+1 ≈5×10-3 c(H+)·c(OH-)=KW=1×10-14 c(H+)=1×10-14 5×10-3 =2×10-12 pH=-lgc(H+)=-lg(2×10-12)=12-0.3=11.7 (2)NaHSO4 为强电解质 c(H+)=0.2+1 1+1 =0.1(mol·L-1) pH=-lgc(H+)=1 (3)混合后溶液呈碱性,则 10-4=10-3V碱-10-4V酸 V碱+V酸 整理可得:2×10-4V(酸)=9×10-4V(碱) 所以,V酸 V碱 =9 2 答案:(1)11.7 (2)1 (3)9∶2 12.在 t℃时,某 Ba(OH)2 的稀溶液中 c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,已 知 a+b=12,向该溶液中逐滴加入 pH=b 的盐酸,测得混合溶液的部分 pH 如下表所示: 序号 氢氧化钡溶液 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 (1)依据题意判断,t℃________25℃(填“大于”、“小于”或“等于”),该温度下水 的离子积 Kw=________。 (2)b=________,原 Ba(OH)2 稀溶液的物质的量浓度为________。 (3)该温度下,向 1 L 硫酸与硫酸钠的混合溶液中加入 3 L 该 Ba(OH)2 的稀溶液时,沉淀 正好达到最大量,从所得溶液中取出 4 mL 并加水稀释至 20 mL,测得溶液的 pH 为 7,则原 硫酸与硫酸钠混合溶液的 pH 为________,其中 Na2SO4 的物质的量浓度为________。 解析:(1)在 Ba(OH)2 稀溶液中水的离子积常数 Kw=c(H+)·c(OH-)=10-a·10-b=10-12>10 -14,说明溶液的温度大于 25℃,且在该温度下有 pH+pOH=12,中性溶液的 pH 等于 6。 (2)由题表中①可知 Ba(OH)2 溶液中 c(OH-)=10-4mol·L-1,c[Ba(OH)2]=5×10-5mol·L-1,当 滴入盐酸 22 mL 时溶液呈中性,有 c(H+)=c(OH-),所以原盐酸的浓度为 1×10-4mol·L-1, b 等于 4。(3)设混合溶液中 H2SO4 的物质的量为 x mol,Na2SO4 的物质的量为 y mol,所加入 的 Ba(OH)2 与 SO 2- 4 恰好完全反应时有 x+y=5×10-5×3,5×10-5×2×3-2x=10-5×20,解 得 x=5×10-5,y=1×10-4。 答案:(1)大于 10-12 (2)4 5×10-6 mol·L-1 (3)4 10-4 mol·L-1 13.下表是不同温度下水的离子积数据: 温度/℃ 25 t 水的离子积 KW 1×10-14 1×10-12 试回答以下问题: (1)25 ℃下,某 Na2SO4 溶液中 c(SO2- 4 )=5×10-4 mol·L-1,取该溶液 1 mL 加水稀释至 10 mL,则稀释后溶液中 c(Na+)∶c(OH-)=________。 (2)在 t2 ℃下 pH=10 的 NaOH 溶液中,水电离产生的 OH-浓度为________。 (3)t ℃下,将 pH=11 的 NaOH 溶液 V1 L 与 pH=1 的稀硫酸 V2 L 混合(设混合后溶液的 体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的 pH=2,则 V1∶V2=________。 解析:(1)c(SO2- 4 )=5×10-4 mol·L-1,则 c(Na+)=2c(SO2- 4 )=1×10-3 mol·L-1, 稀释 10 倍,则 c(Na+)=1×10-4 mol·L-1。25 ℃时 Na2SO4 溶液中 c(OH-)=1×10-7 mol·L -1,稀释 10 倍后仍然为 1×10-7 mol·L-1,则 c(Na+)∶c(OH-)=103∶1。 (2)pH=10 的 NaOH 溶液 c(H+)=10-10 mol·L-1,NaOH 溶液中 c(H+)来自水的电离,水 电离出 H+的同时也电离出等量的 OH-。 (3)t ℃时,pH=2,说明溶液为酸性,酸过量。 t ℃时,pH=11 的 NaOH 溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1, 0.1 mol·L-1×V2 L-0.1 mol·L-1×V1 L V1 L+V2 L =0.01 mol·L-1 9V2=11V1,V1 V2 = 9 11 。 答案:(1)1000∶1 (2)1×10-10 mol·L-1 (3)9∶11 14.(2014·济南高二检测)已知水在 25℃和 95℃时,其电离平 衡曲线如图所示。 (1)25℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说 明理由________________________________________________________________________。 (2)25℃时,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________。 (3)95℃时,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________。 (3)曲线 B 所对应的温度下,pH=2 的某 HA 溶液和 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合 后,混合溶液的 pH=5。请分析其原因:________________。 解析:(1)当温度升高时,促进水的电离,水的离子积增大,水中 H+浓度、OH-浓度都 增大,水的 pH 减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中 A、B 曲线变化情况及 H+浓度、 OH-浓度可以判断,25 ℃时水的电离平衡曲线应为 A,理由为水的电离是吸热过程,升高 温度,水的电离程度增大。 (2)25 ℃时所得混合溶液的 pH=7,溶液呈中性,即酸碱恰好中和,n(OH-)=n(H+),则 V(NaOH)·10-5 mol·L-1=V(H2SO4)·10-4 mol·L-1,得 V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。 (3)要注意 95 ℃时,水的离子积为 10-12,即等体积强酸强碱反应至中性时 pH(酸)+pH(碱) =12,根据 95 ℃时,混合后溶液呈中性,pH2=b 的某强碱溶液中 c(OH-)=10b-12 mol/L, 则有 100×10-a=1×10b-12,即 b-a+2=10b-12,所以有以下关系:a+b=14 或 pH1+pH2=14。 (4)在曲线 B 对应温度下,因 pH(酸)+pH(碱)=12,可得酸碱两溶液中 c(H+)=c(OH-), 如果是强酸、强碱,两溶液等体积混合后,溶液应呈中性;现混合溶液的 pH=5,即等体积 混合后溶液显酸性,说明酸过量,所以酸 HA 是弱酸。 答案:(1)A 水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度较小,c(H+)、c(OH-)较小 (2)10∶1 (3)pH1+pH2=14 (4)曲线 B 对应 95 ℃,此时水的离子积为 10-12,HA 为弱酸,HA 中和 NaOH 后,混合 溶液中还剩余较多的 HA 分子,可继续电离出 H+,使溶液 pH=5查看更多