2019高中化学第三章物质在水溶液中的行为3.1.2溶液的酸碱性与ph精练鲁科版

2019高中化学第三章物质在水溶液中的行为3.1.2溶液的酸碱性与ph精练鲁科版

溶液的酸碱性与pHA组1.近年来,食物的酸碱度一直令老百姓困惑。下面是营养专家给出的一些常见食物近似pH范围:食物橘子汁四川泡菜牛奶鸡蛋清近似pH范围3.0~4.03.2~3.66.3~6.67.6~8.0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: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。答案:D2.在某温度下,NaCl稀溶液中[H+]为5.0×10-7mol·L-1。下列说法中正确的是(　　)①该NaCl溶液显酸性　②该NaCl溶液显中性　③该NaCl溶液中KW=1×10-14mol2·L-2　④该NaCl溶液中KW=2.5×10-13mol2·L-2　⑤该NaCl溶液pH=7A.①③B.②④C.①④D.②⑤解析:在NaCl溶液中,Na+、Cl-对平衡H2OH++OH-无影响。溶液中[H+]=[OH-]=5.0×10-7mol·L-1,溶液呈中性,KW=[H+][OH-]=5.0×10-7mol·L-1×5.0×10-7mol·L-1=2.5×10-13mol2·L-2,pH<7。答案:B3.在0.01mol·L-1H2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是(　　)A.5×10-13mol·L-1B.0.02mol·L-1C.1×10-7mol·L-1D.1×10-12mol·L-1n解析:硫酸是二元强酸,其溶液中氢离子一方面来源于硫酸的电离,另一方面来源于水的电离,而溶液中氢氧根离子完全来自水的电离,且由水电离产生的H+和OH-物质的量相等。因此,此题应由求水电离出的氢离子浓度转而先去求由水电离出的氢氧根离子浓度。答案:A4.将pH为5的H2SO4溶液稀释500倍,稀释后溶液中[SO42-]∶[H+]约为(　　)A.1∶1B.1∶2C.1∶10D.10∶1解析:pH=5的H2SO4溶液,[H+]=1.0×10-5mol·L-1,[SO42-]=12×10-5mol·L-1,稀释500倍,[H+]近似为1.0×10-7mol·L-1,[SO42-]=12×10-5mol·L-1500=1×10-8mol·L-1,故[SO42-]∶[H+]近似为1∶10。答案:C5.将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于(lg2=0.3)(　　)A.8.3B.8.7C.9.3D.9.7解析:对于强碱溶液混合求[H+],一定要首先求混合溶液中的[OH-],再由KW求混合溶液中的[H+],最后求出pH。[OH-]混=[OH-]1×V1+[OH-]2×V2V1+V2,本题中[OH-]1=1.0×10-6mol·L-1,[OH-]2=1.0×10-4mol·L-1,V1=V2,则[OH-]混=12(10-6+10-4)mol·L-1=5.05×10-5mol·L-1。所以[H+]混=KW[OH-]混=1×10-145.05×10-5mol·L-1≈2×10-10mol·L-1,pH=10-lg2=9.7。答案:D6.取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为(　　)A.0.01mol·L-1B.0.017mol·L-1C.0.05mol·L-1D.0.50mol·L-1解析:pH=12的溶液中[H+]=1×10-12mol·L-1,设NaOH溶液和HCl溶液的浓度均为c,则[H+]=KW[OH-]=KWc5=1.0×10-12mol·L-1,解得:c=0.05mol·L-1。答案:C7.25℃时,等体积硫酸和氢氧化钠溶液混合后,若溶液呈现中性,则混合前硫酸的pH和氢氧化钠溶液的pH之间应满足的关系是(　　)A.pHH2SO4+pHNaOH>14B.pHH2SO4+pHNaOH<14C.pHH2SO4+pHNaOH=14D.pHH2SO4+pHNaOH=13n解析:混合液呈中性,说明强酸强碱恰好中和,n(H+)=n(OH-),设H2SO4、NaOH溶液的pH分别为x、y,则有10-x·V=10y-14·V,即10-x=10y-14,故x+y=14。答案:C8.将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为(　　)A.9∶1B.10∶1C.11∶1D.12∶1解析:将pH=1的盐酸加适量水,pH升高了1,说明所加的水是原溶液体积的9倍;另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后,pH升高了1,设所加NaOH溶液的体积为x,则10-1×1-10-1·x=10-2·(1+x),解得x=911,则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶911=11∶1。答案:C9.t℃时,某稀硫酸中[H+]=10-amol·L-1,[OH-]=10-bmol·L-1,已知a+b=13。(1)该温度下水的离子积常数KW的数值为　　　。 (2)该温度下,[H+]=1×10-7mol·L-1的溶液呈　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中溶质只存在NaOH,则由H2O电离出的[OH-]=　　　mol·L-1。 解析:(1)KW=[H+][OH-]=10-amol·L-1×10-bmol·L-1=10-(a+b)=1.0×10-13mol2·L-2。(2)该温度下该溶液中[OH-]=1×10-131×10-7mol·L-1=1×10-6mol·L-1,因为[OH-]>[H+],所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出的[OH-]等于溶液中[H+],即为1×10-7mol·L-1。答案:(1)1.0×10-13mol2·L-2　(2)碱性　1×10-710.室温下,计算下列溶液的pH:(1)将pH为2和pH为4的两盐酸等体积混合。(2)将pH为8和pH为13的两NaOH溶液等体积混合。(3)将pH为13的强碱溶液和pH为2的强酸溶液以1∶9体积比混合。解析:(1)pH=2,[H+]=1.0×10-2mol·L-1;pH=4,[H+]=1.0×10-4mol·L-1,各取1L,则有:[H+]混=1L×10-2mol·L-1+1L×10-4mol·L-11L+1L=5.0×10-3mol·L-1,即:pH混=-lg(5×10-3)=3-lg5=2.3。(2)pH=8,[H+]=1.0×10-8mol·L-1,[OH-]=1.0×10-6mol·L-1;pH=13,[H+]=1.0×10-13mol·L-1,[OH-]=1.0×10-1mol·L-1;各取1L,则有:[OH-]混=1L×10-6mol·L-1+1L×10-1mol·L-11L+1L=5.0×10-2mol·L-1,即[H+]混=1×10-145×10-2mol·L-1=2.0×10-13mol·L-1,pH=-lg(2×10-13)=12.7。(3)由题意可判断碱过量,则碱pH=13,[H+]=1.0×10-13mol·L-1,[OH-]=1.0×10-1mol·L-1,取1L;酸pH=2,[H+]=1.0×10-2mol·L-1,取9L,即[OH-]混=1L×1.0×10-1mol·L-1-9L×1.0×10-2mol·L-11L+9L=1.0×10-3mol·L-1,[H+]混=1.0×10-141.0×10-3mol·L-1=1.0×10-11mol·L-1,pH=-lg(1×10-11)=11。答案:(1)2.3　(2)12.7　(3)11nB组1.(双选)为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出酸度(AG)的概念:AG=lg[H+][OH-],则下列叙述正确的是(　　)A.中性溶液的AG=0B.酸性溶液的AG<0C.常温下0.1mol·L-1NaOH溶液的AG=12D.常温下0.1mol·L-1盐酸溶液的AG=12解析:本题考查溶液的酸碱性。当[H+]>[OH-]一定为酸性,[H+]=[OH-]为中性,[H+]<[OH-]为碱性,所以A项中AG=0,正确;B项中AG>0;C项[OH-]=0.1mol·L-1,[H+]=1.0×10-140.1mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1,AG=-12;D项中[H+]=0.1mol·L-1,[OH-]=1.0×10-140.1mol·L-1=1.0×10-13mol·L-1,则AG=12。答案:AD2.1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH等于(　　)A.9.0B.9.5C.10.5D.11.0解析:设该碱溶液的pH为x,则1.0×10-2.5V=10V×1.0×10-1410-x,x=10.5。答案:C3.由于现代工业的迅猛发展,所以含酸或碱的废水排放量越来越大。某污水处理厂化验员用pH试纸测定某水样的pH,如果将pH试纸用蒸馏水润湿后,再把待测液滴到pH试纸上,跟比色卡对照,测得pH=8。则此溶液的实际pH(　　)A.大于8B.小于8C.等于8D.小于7解析:由题意可知,所测溶液为碱性,pH试纸润湿后再测相当于把原溶液稀释,溶液pH变小,故选A。答案:A4.(双选)对于常温下pH为1的硝酸,下列叙述正确的是(　　)A.该溶液1mL稀释至100mL后,pH等于3B.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[H+]与水电离出的[H+]之比为10-12D.该溶液中水电离出的[H+]是pH为3的硝酸中水电离出的[H+]的100倍解析:A项,1mL稀释至100mL后,H+浓度由0.1mol·L-1变为10-3mol·L-1,所以,pH由1变为3;B项,pH为13的氢氧化钡溶液中OH-浓度为0.1mol·L-1,所以与等体积pH为1的硝酸(H+浓度为0.1mol·L-1)恰好完全反应;C项,水电离出的[H+]等于水电离出的[OH-],即10-1410-1mol·L-1=10-13mol·L-1,所以该溶液中硝酸电离出的[H+]与水电离出[H+]之比为0.1mol·L-110-13mol·L-1=1012;D项,pH=1的硝酸中水电离出的[H+]为10-13mol·L-1,pH为3的硝酸中水电离出的[H+]与水电离出的[OH-]相等,即n10-1410-3mol·L-1=10-11mol·L-1,所以该溶液中水电离出的[H+]是pH为3的硝酸中水电离出的[H+]的10-1310-11=1100。答案:AB5.某温度时,测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的离子积常数KW=　　　。若在此温度下将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的硫酸VbL混合。 (1)若所得混合液为中性,且a=12、b=2,则Va∶Vb=　　　。 (2)若所得混合液的pH=10,且a=12、b=2,则Va∶Vb=　　　。 解析:本题考查温度对KW的影响,以及酸、碱混合pH的计算。(1)0.01mol·L-1NaOH溶液的pH=11,则KW=[H+][OH-]=1×10-11mol·L-1×0.01mol·L-1=1×10-13mol2·L-2。(2)pH=a的NaOH溶液中,[OH-]=KW[H+]=10-13+amol·L-1,pH=b的H2SO4溶液中,[H+]=10-bmol·L-1。两者混合后:(1)若中性,则10-13+a·Va=10-b·Vb,将a=12、b=2代入,得Va∶Vb=1∶10。(2)若pH=10,则呈碱性,[OH-]混=KW[H+]=10-1310-10mol·L-1=10-3mol·L-1,即10-13+a·Va-10-b·VbVa+Vb=10-3,将a=12、b=2代入,得Va∶Vb=1∶9。答案:1×10-13mol2·L-2　(1)1∶10　(2)1∶96.求25℃时下列溶液的pH:(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005mol·L-1①求此溶液的pH;②用水稀释到原来体积的100倍;③再继续稀释至104倍。(2)pH=3的盐酸与pH=5的H2SO4溶液等体积混合。(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合。(4)pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合。解析:(1)①0.005mol·L-1H2SO4溶液中[H+]=0.005mol·L-1×2=0.01mol·L-1,故pH=-lg(10-2)=2。②用水稀释到原来体积的100倍后,[H+]=0.01mol·L-1÷100=10-4mol·L-1,故pH=-lg(10-4)=4。③再继续稀释至104倍,酸电离产生的[H+]弱于水电离产生的[H+],故水的电离是主要的,即酸稀释后不会变成碱,故溶液的pH≈7。(2)pH=3的盐酸中[H+]=1.0×10-3mol·L-1,pH=5的H2SO4溶液中[H+]=1.0×10-5mol·L-1,二者等体积混合后[H+]=(1.0×10-3mol·L-1+1.0×10-5mol·L-1)÷2≈5×10-4mol·L-1,故pH=-lg(5×10-4)=4-lg5=3.3。(3)pH=10的NaOH溶液中[OH-]=1×10-4mol·L-1,pH=12的NaOH溶液中[OH-]=1×10-2mol·L-1,等体积混合后溶液呈碱性,[OH-]=(1×10-4mol·L-1+1×10-2mol·L-1)÷2≈5×10-3mol·L-1,故[H+]=1.0×10-14mol2·L-25×10-3mol·L-1=2×10-12mol·L-1,故pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11.7。n(4)pH=12的NaOH溶液中[OH-]=1.0×10-2mol·L-1,pH=4的HCl溶液中[H+]=1.0×10-4mol·L-1,二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。所以反应后[OH-]=(10-2mol·L-1-10-4mol·L-1)÷2≈5×10-3mol·L-1,[H+]=1.0×10-14mol2·L-25×10-3mol·L-1=2×10-12mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11.7。答案:(1)①2　②4　③7　(2)3.3　(3)11.7　(4)11.77.Ba(OH)2和NaOH混合溶液的pH=14,取该溶液100mL,持续通入CO2,当CO2通入0.56L时生成沉淀最多(体积指标准状况,设溶液体积不发生改变),试通过计算回答:(1)溶液中Ba(OH)2和NaOH的物质的量浓度各为多少?(2)当通入CO2的体积为2.24L时,溶液中各种离子(除H+、OH-)物质的量浓度各为多少?解析:(1)混合液中总[OH-]=1mol·L-1,n(OH-)=0.1mol,当CO2通入0.56L,即n(CO2)=0.025mol时沉淀最多,此时发生如下反应:Ba(OH)2　+　CO2BaCO3↓+H2O1mol1mol0.025mol0.025mol[Ba(OH)2]=0.025mol0.1L=0.25mol·L-1,n(NaOH)=n(OH-)-2n[Ba(OH)2]=0.1mol-2×0.025mol=0.05mol,[NaOH]=0.05mol0.1L=0.5mol·L-1。(2)当n(CO2)=0.1mol时,发生下列反应CO2　+　OH-　　HCO3-0.1mol0.1mol0.1mol此时溶液中无沉淀,故[Na+]=0.5mol·L-1,[Ba2+]=0.25mol·L-1,[HCO3-]=1mol·L-1。答案:(1)[Ba(OH)2]=0.25mol·L-1,[NaOH]=0.5mol·L-1。(2)[Na+]=0.5mol·L-1,[Ba2+]=0.25mol·L-1,[HCO3-]=1mol·L-1。