2020学年高二化学人教版选修4练习 (17)
第二节 水的电离和溶液的酸碱性
第2课时 pH的计算
课后篇巩固提升
基础巩固
1.酸碱恰好完全中和时( )
A.酸与碱的物质的量一定相等
B.溶液呈中性
C.酸与碱的物质的量浓度相等
D.酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等
解析 根据酸碱中和反应的实质可知酸碱恰好完全中和时,酸所能提供的H+与碱所能提供的OH-的物质的量相等。
答案 D
2.忽略溶液混合时体积的变化,下列叙述正确的是( )
A.95 ℃时纯水的pH<7,说明加热可使水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释到体积为原溶液的10倍后pH=4
C.0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后,pH=1
D.25 ℃与60 ℃时,水的pH相等
解析 温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;醋酸是弱酸,稀释到体积为原溶液的10倍,3
pH(60 ℃),D项错误。
答案 C
3.下列各混合或稀释后的溶液中,pH最大的是( )
A.pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1 000倍
B.pH=11的氨水稀释到原体积的1 000倍
C.pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合
D.pH=5的盐酸稀释到原体积的1 000倍
解析 pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1 000倍后,pH=8;pH=11的氨水稀释到原体积的1 000倍后,由于稀释促进电离,pH>8;pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7;pH=5的盐酸稀释到原体积的1 000倍后,pH接近7但小于7;所以B的pH最大。
答案 B
4.25 ℃时,向V mL pH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH溶液10V mL时,溶液中的Cl-和Na+的物质的量相等,则a+b的值是( )
A.13 B.14
C.15 D.不能确定
解析 由HCl+NaOHNaCl+H2O知,当Cl-和Na+的物质的量相等时,HCl和NaOH完全反应,即盐酸中的n(H+)等于NaOH中的n(OH-),则10-a·V=10-14+b·10V,则a+b=13。
答案 A
5.25 ℃时,将某强酸和某强碱溶液按1∶100的体积比混合后,溶液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的pH之和为( )
A.12 B.13 C.14 D.15
解析 强酸和强碱溶液按1∶100的体积比混合恰好呈中性,则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度的100倍,故pH和为12,选A。
答案 A
6.在25 ℃时,关于下列溶液混合后溶液pH的说法中正确的是( )
A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11
B.pH=5的盐酸稀释到体积为原溶液的1 000倍,溶液的pH=8
C.pH=2的H2SO4与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7
D.pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
解析 A项,c(OH-)混合= mol·L-1≈5.0×10-3 mol·L-1,c(H+)混合= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,
pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2=11.7,A项不正确;B项,pH=5的稀盐酸稀释后溶液不会呈碱性,B项不正确;D项,NH3·H2O为弱电解质,则pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合后,溶液呈碱性,D项不正确。
答案 C
7.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小于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+)的比值为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 强酸溶液稀释到体积为原来的100倍后pH增大2个单位,A项错误。B项,pH(强酸)+pH(强碱)=14,等体积混合时完全中和,正确。pH为1的硝酸中水电离出的c(H+)为10-13 mol·L-1,C项中两者之比为=1012,不正确。pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)为10-11 mol·L-1,=10-2,D项错误。
答案 B
8.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-)=,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
9.pH=2的A、B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.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性强
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:5>a>2
解析 由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的酸性强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误;由图知,稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A中c(H+)小于B中c(H+),此时A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱,B项错误;a=5时表明,pH=2的A酸溶液稀释到1 000 mL,pH增加3,故A一定是强酸,pH=2的B酸溶液稀释到1 000 mL,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释到1 000 mL后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有5>a>2,若A是强酸,则a=5,D项错误。
答案 C
10.(1)常温下,有pH为12的NaOH溶液10 mL,若将溶液分成两等份,其中一份加入水,另一份加入pH=10的NaOH溶液,最终均将其溶液的pH变为11,则加入水与NaOH溶液的体积比为 。
(2)若向10 mL pH为12的NaOH溶液中加入pH=2的任意一元酸HR溶液V mL,最终也将溶液的pH变为11,则V的取值范围是 。(设溶液的体积可以直接相加;计算结果保留到小数点后一位)
解析 (1)设加入水的体积为V水,pH=10的氢氧化钠溶液的体积为V碱,
由题意得:=10-3 mol·L-1,解得:V水=45 mL。
=10-3 mol·L-1,
解得V碱=50 mL,。
(2)若HR为强酸,由题意得:
=10-3 mol·L-1,
解得:V=8.2 mL。
若HR为弱酸,弱酸电离的氢离子较少,故体积小于8.2 mL,综上得V≤8.2 mL。
答案 (1)9∶10 (2)V≤8.2 mL
能力提升
11.浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
解析 根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,溶液pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lg=2时,两溶液同时升高温度,由于ROH是弱碱,溶液中c(R+)增大,c(M+)不变,则减小,错误。
答案 D
12.(1)在温度t ℃时,某溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=12,则t25 ℃(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)常温下,向某Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=x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
12
②
22.00
18.00
11
③
22.00
22.00
7
x= 。Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为 。
(3)常温下,向100 mL pH=2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中,加入300 mL上述Ba(OH)2溶液,沉淀正好达最大量,此时溶液的pH 7(填“大于”“小于”或“等于”);原混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度为 。
解析 (1)由于a+b=12<14,所以该温度大于25 ℃。(2)根据①得Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1,所以根据③得c(HCl)=10-2 mol·L-1,所以x=2,c[Ba(OH)2]==5×10-3 mol·L-1。(3)n(OH-)=0.3 L×10-2 mol·L-1=3×10-3 mol,而n(H+)=10-3 mol,所以OH-剩余,pH大于7,n(H2SO4)==5×10-4 mol。n(Na2SO4)=0.3 L×5×10-3 mol·L-1-5×10-4 mol=10-3 mol,c(Na2SO4)==0.01 mol·L-1。
答案 (1)大于 (2)2 5×10-3 mol·L-1 (3)大于 0.01 mol·L-1
13.25 ℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va1,不符合题意,故a≠5。
(3)由a=0.5b,则b=2a>7,故a>;又因为=10(a+b-14)<1,所以a+b-14<0,而将b=2a代入后,有3a<14,a<,则a的取值范围为1,与题干矛盾 (3)
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