学高中化学.水的电离和溶液的酸碱性(第课时)溶液PH的计算习题选修讲义

学高中化学.水的电离和溶液的酸碱性(第课时)溶液PH的计算习题选修讲义学高中化学.水的电离和溶液的酸碱性(第课时)溶液PH的计算习题选修讲义学高中化学.水的电离和溶液的酸碱性(第课时)溶液PH的计算习题选修讲义学高中化学.水的电离和溶液的酸碱性(第课时)溶液PH的计算习题选修讲义编制仅供参考审核批准生效日期地址：电话：传真:邮编:3.2水的电离和溶液的酸碱性（第2课时）溶液PH的计算一、选择题(本题包括12小题，每小题5分，共60分)1．下列各组溶液充分混合后，混合液的pH一定大于7的是()A．pH＝3的醋酸与pH＝11的NaOH等体积混合B．pH＝2的盐酸与pH＝12的Ba(OH)2等体积混合C．0.1mol/L的酸性溶液与0.2mol/L碱性溶液等体积混合D．pH＝9的溶液稀释1000倍【答案】D【解析】常温下pH之和为14，说明两溶液中H＋和OH－的浓度相等，等体积混合时两溶液中的H＋和OH－恰好反应，由于醋酸是弱酸，c(CH3COOH)≫c(NaOH)，反应后醋酸过量，所以A项溶液为酸性，而B项溶液为中性；C项由于酸碱的强、弱和酸、碱元数不清楚，最终溶液可能是酸性、中性或碱性。pH＝9的溶液稀释1000倍后只能是无限接近7，但仍然是碱性。2．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1mL稀释至100mL后，pH等于3B．向该溶液中加入等体积、pH为12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10－12D．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【答案】A【解析】硝酸为强电解质，完全电离，稀释100倍，pH增大2，A对；pH为1的硝酸溶液与等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和，B错；pH为1的硝酸电离出c(H＋)为0.1mol/L，水电离出的c(H＋)为10－13mol/L，两者之比应为1012，C错；pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)为10－11mol/L，故D项的比值应为10－13mol/L∶10－11mol/L＝1∶100，D项错。3.某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是()A．Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C．a点KW的数值比c点KW的数值大D．b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度【答案】B【解析】CH3COOH是弱酸，部分电离，存在电离平衡，盐酸是强酸，完全电离，两种酸起始pH相同，即c(H＋)相同，说明起始时，c(CH3COOH)≫c(HCl)；在稀释的过程中CH3COOH不断电离，所以在稀释的整个过程中，CH3COOH的c(H＋)都大于HCl的c(H＋)，即醋酸pH变化小，所以曲线Ⅰ是盐酸、Ⅱ是醋酸，A项、D项错误；溶液导电性强弱取决于离子浓度大小，对于酸而言，其pH越大，c(H＋)越小，离子浓度越小，导电能力越弱，所以B项正确；KW的大小只取决于温度，与溶液的浓度无关，C项错误。4．常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()A．1.7B．2.0C．12.0D．12.4【答案】B【解析】溶液混合后体积的计算方法求酸碱混合溶液的pH时，若题目不给出混合后溶液的密度，则近似认为混合后溶液体积为混合前溶液体积之和；若题目给定混合后溶液的密度，则应根据ρ＝eq\f(m,V)计算混合后溶液的体积。5．(双选)25℃时，将pH＝6的CH3COOH溶液加水稀释1000倍后，溶液中的()A．pH＝9B．c(OH－)≈10－5mol/LC．pH≈7D．c(OH－)≈10－7mol/L【答案】CD【解析】CH3COOH溶液无限稀释后近似中性，即pH≈7、c(OH－)≈10－7mol·L－1。【点拨】无论是强酸还是弱酸、强碱还是弱碱，往其溶液中加水无限稀释，溶液的pH只能接近7，即酸不会变为碱，碱不会变为酸。6．1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【答案】C【解析】设盐酸体积为V，则一元强碱体积为10V，设一元强碱的pH为a，其中c(OH－)＝10a－14mol/L，则10－2.5·V＝10a－14·10V，解得a＝10.5【点拨】根据酸碱中和反应的规律以及溶液中pH的计算方法解答本题。7．下列叙述正确的是()A．某醋酸溶液的pH＝a，将此溶液稀释1倍后，溶液的pH＝b，则a>bB．在滴有酚酞溶液的氨水中，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7C．1.0×10－3mol/L盐酸的pH＝3,1.0×10－8mol/L盐酸的pH＝8D．若1mLpH＝1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后，溶液pH＝7，则NaOH溶液的pH＝11【答案】D【解析】将醋酸溶液稀释，则c(H＋)减小，pH增大，b>a，故A项错误；酚酞溶液的变色范围是pH＝8.2～10.0(无色→红色)，加入NH4Cl使溶液红色褪去，pH不一定小于7，可能在7～8之间，故B项错误；常温下酸的pH不可能大于7，只能无限的接近7，故C项错误；设一元强酸的pH＝a，体积为V1，一元强碱的pH＝b，体积为V2，当它们完全反应，溶液显中性时，则有10－aV1＝10－(14－b)V2，则eq\f(V1,V2)＝10a＋b－14，现在V1/V2＝10－2，又知a＝1，所以b＝11，故D项正确。8．常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是()A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1C．将1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2L，pH＝13D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6【答案】C【解析】A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，因此稀释100倍时，3<pH<5；B项，pH＝4的H2SO4溶液稀释100倍时，溶液中的OH－均由水电离，则水电离的c(H＋)＝c(OH－)＝10－14mol·L－1/10－6mol·L－1＝10－8mol·L－1；C项，1L0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液稀释到2L时，c(OH－)＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝10－13mol·L－1，pH＝13；D项，NaOH是碱溶液，无论怎么稀释，pH在常温下不可能成为6，只能无限接近于7。9．(双选)在25℃某稀溶液中，由水电离产生的c(H＋)＝10－13mol·L－1，下列有关溶液的叙述正确的是()A．该溶液一定呈酸性B．该溶液一定呈碱性C．该溶液的pH可能约为1D．该溶液的pH可能约为13【答案】BD10．某溶液在25℃时由水产生的H＋浓度为1.0×10－12mol·L－1，下列说法正确的是()A．该溶液的pH一定为2B．向该溶液中加入铝片一定有H2产生C．若该溶液中的溶质只有一种，它一定是酸或碱D．HCOeq\o\al(－,3)、HS－、HPOeq\o\al(2－,4)等离子在该溶液中不能大量共存【答案】D11．室温时，将xmLpH＝a的稀NaOH溶液与ymLpH＝b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断，正确的是()A．若x＝y，且a＋b＝14，则pH>7B．若10x＝y，且a＋b＝13，则pH＝7C．若ax＝by，且a＋b＝13，则pH＝7D．若x＝10y，且a＋b＝14，则pH>7【答案】D【解析】eq\f(nOH－,nH＋)＝eq\f(cOH－·xmL,cH＋·ymL)＝eq\f(x,y)·eq\f(10a－14,10－b)＝eq\f(x,y)·10a＋b－14。若a＋b＝14，x＝y，则n(OH－)＝n(H＋)，pH＝7，A项错误；若a＋b＝13,10x＝y，则eq\f(nOH－,nH＋)＝eq\f(x,y)·10a＋b－14＝eq\f(1,100)，溶液呈酸性，pH<7，B项错误；若ax＝by且a＋b＝13，则eq\f(nOH－,nH＋)＝eq\f(x,y)·10a＋b－14＝eq\f(b,10a)<1(a>b)，故pH<7，C项错误；若x＝10y，且a＋b＝14，则eq\f(nOH－,nH＋)＝10，pH>7，D项正确。12．常温下将pH＝2的盐酸和pH＝11的氢氧化钠溶液，以体积比1∶9混合后，溶液的pH是()A．3B．4C．9D．10【答案】B【解析】计算混合溶液pH的思路：判断溶液的酸碱性eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(酸性→求cH＋→求pH,碱性→求cOH－))pH＝2的盐酸c(H＋)＝1.0×10－2mol/L，pH＝11的NaOH溶液c(OH－)＝1.0×10－3mol/L，n(H＋)＝1.0×10－2mol/L×V>n(OH－)＝1.0×10－3mol×9V，酸过量，c(H＋)＝eq\f(1.0×10－2×V－1.0×10－3×9V,V＋9V)mol/L＝1.0×10－4mol/L，pH＝4。故选B。二、非选择题(本题包括5小题，共40分)13．(8分)某温度下的水溶液中，c(H＋)＝10xmol·L－1，c(OH－)＝10ymol·L－1。x与y的关系如图所示。(1)该温度下，水的离子积为________。(2)该温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液的pH为________。【答案】(1)10－15(2)13【解析】(1)该温度下，水的离子积为K′W＝c(H＋)·c(OH－)＝10x×10y＝10x＋y由图象可知：x＋y＝－15故K′W＝10－15(2)该温度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－2mol·L－1。故c(H＋)＝eq\f(K′W,cOH－)＝eq\f(1×10－15,1×10－2)＝1×10－13mol·L－1。所以pH＝13。14．(8分)在25℃时，有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液，取VaL该HCl溶液用该NaOH溶液中和，需VbLNaOH溶液，问：(1)若a＋b＝14，则Va/Vb＝________(填数字)。(2)若a＋b＝13，则Va/Vb＝________(填数字)。(3)若a＋b>14，则Va/Vb＝________(填表达式)，且Va________Vb(填“>”“<”或“＝”)。(4)若a＋b＝15，则Va/Vb＝________(填数字)。【答案】(1)1(2)1/10(3)10a＋b－14>1>(4)1015．(12分)已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：(1)则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__________________。【答案】(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，KW小(2)10∶1(3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14【解析】(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断，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，即n(OH－)＝n(H＋)。则V[NaOH(aq)]·10－5mol·L－1＝V[H2SO4(aq)]·10－4mol·L－1，得V[NaOH(aq)]∶V[H2SO4(aq)]＝10∶1。(3)要注意是95℃时，水的离子积为1×10－12，即c(H＋)·c(OH－)＝1×10－12，根据95℃时混合后溶液呈中性，PH2＝b的某强碱溶液中c(OH－)＝10b－2，有100×10－a＝1×10b－12，即10－a＋2＝10b－12。所以，有以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。16．(6分)25℃时，若体积为Va、pH＝a的某一元强酸与体积为Vb、pH＝b的一元强碱混合，恰好中和，且已知Va<Vb和a＝0.5b。请填写下列空白：填写下列空白：(1)a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________。【答案】(1)否若a＝3，由a＝0.5b，可知b＝6。与题设pH＝b的一强碱矛盾(2)否若a＝5，则b＝10，c(OH－)b＝10－4mol/L，发生酸碱中和时，有Va·c(H＋)a＝Vb·c(OH－)b，即eq\f(Va,Vb)＝eq\f(cOH－b,cH＋a)＝eq\f(10－4,10－5)＝10>1与题设Va<Vb不符(3)eq\f(7,2)<a<eq\f(14,3)【解析】(3)由题设eq\f(Va,Vb)<1，可得eq\f(Va,Vb)＝eq\f(cOH－b,cH＋a)＝10a＋b－14<1，即a＋b－14<0，又a＝0.5b，解得a<eq\f(14,3)；根据pHb＝b＝2a>7(强碱溶液)，解得a>eq\f(7,2)，因此a的取值范围是eq\f(7,2)<a<eq\f(14,3)。当酸碱恰好中和时，V酸·c(H＋)酸＝V碱·c(OH－)碱。注意酸碱性溶液pH的范围。17．(6分)(1)25℃时，0.0