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1、2022年高中化學 第三章 水溶液中的離子平衡 第2節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 第2課時課時作業(yè) 新人教版選修4
1.(2017·日照高二檢測)25 ℃時,若pH=a的10體積某強酸溶液與pH=b的1體積某強堿溶液混合后溶液呈中性,則混合之前該強酸pH與強堿pH之間應滿足的關(guān)系( C )
A.a(chǎn)+b=14 B.a(chǎn)+b=13
C.a(chǎn)+b=15 D.a(chǎn)+b=7
解析:由題意知H++OH-=H2O,n(H+)=n(OH-),則應有10-a·10=10b-14·1,從而推知a+b=15。
2.(2017·婁底高二檢測)常溫下,檸檬水溶液的pH是4,蘋果醋溶液的pH是5,則檸檬水溶液與
2、蘋果醋溶液的c(OH-)之比為( B )
A.10∶ 1 B.1∶ 10
C.2∶ 1 D.4∶ 5
解析:檸檬水pH=4,c(OH-)=1×10-10 mol·L-1,蘋果醋pH=5,c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,則二者c(OH-)之比為1∶ 10,B項正確。
3.有甲、乙兩瓶醋酸稀溶液,測得甲的pH=a,乙的pH=a+1,下列推斷正確的是( C )
A.物質(zhì)的量濃度c(甲)是c(乙)的10倍
B.溶液中c(OH-)甲是乙的10倍
C.由水電離產(chǎn)生的c(H+)乙是甲的10倍
D.與等量的NaOH反應消耗甲、乙兩酸的體積V(乙)<10V(甲)
解析:由題意知c(
3、H+)甲是乙的10倍,即=10,但因稀醋酸的電離程度增大,所以=<1,故c(甲)>10c(乙),所以A錯誤。兩溶液中KW相同,c(OH-)=,所以c(OH-)乙是甲的10倍,B錯誤。兩溶液中由水電離的c(H+)均與溶液中c(OH-)相等,所以C正確。因c(甲)>10c(乙),所以與等量NaOH反應時由c(甲)·V(甲)=c(乙)·V(乙)知,V(乙)>10V(甲)。
4.室溫時,下列混合溶液的pH一定小于7的是( C )
A.pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合
B.pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合
D.
4、pH=3的硫酸和pH=11的氨水等體積混合
解析:pH相同的弱酸或弱堿的物質(zhì)的量濃度比強酸或強堿的大。pH=3的鹽酸、醋酸、硫酸的c(H+)均為10-3 mol·L-1;同理pH=11的Ba(OH)2的溶液、氨水中c(OH-)均為10-3mol·L-1。顯然等體積pH=3的HCl或H2SO4與pH=11的氨水混合時,氨水過量,pH>7;等體積的pH=3的HCl與pH=11的Ba(OH)2混合時,pH=7;等體積pH=3的醋酸和pH=11的Ba(OH)2混合時醋酸過量,pH<7。
5.在相同溫度下,甲、乙兩種溶液,甲溶液的pH是乙溶液的2倍,則甲溶液中c(H+)甲與乙溶液中c(H+)乙之比是
5、( D )
A.10︰1 B.100︰1
C.1︰100 D.無法確定
解析:因為甲溶液的pH是乙溶液的2倍,若設甲溶液的pH=2a,則乙溶液的pH=a,==10-a。由于a值不定,所以甲、乙兩溶液中c(H+)比值不能確定。
6.(雙選)對于常溫下pH為1的硝酸溶液,下列敘述正確的是( AB )
A.該溶液1 mL稀釋至100 mL后,pH等于3
B.向該溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和
C.該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為10-12
D.該溶液中水電離出的c(H+)是pH為3的硝酸中水電離出的c(H+)的100倍
解析:硝酸為
6、強電解質(zhì),完全電離,故稀釋100倍,c(H+)為原溶液的1/100,pH會由1變?yōu)?,A正確;硝酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,pH為13的Ba(OH)2,溶液c(OH-)=0.1 mol·L-1,當二者等體積混合時n(H+)=n(OH-),即二者恰好完全中和,B項正確;硝酸電離的c(H+)=0.1 mol·L-1,則水電離的c(H+)=10-13 mol·L-1,二者之比為10-1︰10-13,C錯;pH為3的硝酸中水電離的c(H+)=10-11 mol·L-1,故D項中二者之比為10-13︰10-11,D項錯誤。
7.pH=2的X、Y、Z三種酸的溶液各1 mL,分別加水稀釋到1
7、000 mL,其pH與溶液體積(V)的變化關(guān)系如圖所示,下列說法錯誤的是( D )
A.X是強酸,Y和Z是弱酸
B.稀釋前的濃度大小為:c(Z)>c(Y)>c>(X)
C.稀釋前電離程度大小為:X>Y>Z
D.pH=2時,X、Y、Z都是稀溶液
解析:pH=2的酸溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,當將其稀釋到原溶液體積的1 000倍時,若為強酸,則稀釋后的溶液中c(H+)=10-5mol·L-1,此時pH=5;若為弱酸,由于稀釋過程中電離程度增大,使n(H+)增多,則稀釋后的c(H+)>10-5 mol·L-1,此時pH<5。由三條曲線的變化趨勢可知,Z表示濃的弱酸溶液稀
8、釋過程中pH的變化,X、Y表示稀溶液稀釋過程中的變化,因為X為強酸,Y為弱酸,要使pH均為2,則c(Y)>c(X);pH=2時,X已完全電離,而弱酸在稀溶液中比在濃溶液中電離程度大,故A、B、C正確,D錯誤。
8.t ℃時,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,已知a+b=12,請回答下列問題:
(1)該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=__1×10-12___。
(2)該NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為__10-bmol/L___,該NaOH溶液中由水電離出的c(OH-)為__10-amol/L___。
(3)給該NaOH溶液加熱,pH__
9、變小___(填“變大”“變小”或“不變”)。
(4)該溫度下若a=8,要中和500 mL該NaOH溶液,需pH=2的鹽酸的體積為__5__mL___。
解析:(1)Kw=c(H+)·c(OH-)=10-a·10-b=10-(a+b)=10-12。(2)c(NaOH)=c(OH-)=10-bmol/L;該溶液中c(H+)=10-amol/L,NaOH溶液中的H+全是水電離的,c水(OH-)=c(H+)=10-amol/L。(3)溫度升高時,Kw變大,而c(H+)=,所以c(H+)變大,pH變小。(4)a=8時,NaOH溶液中c(H+)=10-8mol/L,c(OH-)=mol/L=10-4m
10、ol/L,設需pH=2即c(H+)=10-2mol/L的鹽酸的體積為V,則10-4mol/L×0.5 L=10-2mol/L×V,得V=5×10-3L=5 mL。
9.下表是不同溫度下水的離子積數(shù)據(jù):
溫度/℃
25
t
水的離子積KW
1×10-14
1×10-12
試回答以下問題:
(1)25 ℃下,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 mol·L-1,取該溶液1 mL加水稀釋至10 mL,則稀釋后溶液中c(Na+)︰c(OH-)=__1000︰1___。
(2)在t ℃下pH=10的NaOH溶液中,水電離產(chǎn)生的OH-濃度為__1×10-10_mol·L-1__
11、_。
(3)t ℃下,將pH=11的NaOH溶液V1 L與pH=1的稀硫酸V2 L混合(設混合后溶液的體積為原兩溶液體積之和),所得混合溶液的pH=2,則V1︰V2=__9︰11___。
解析:(1)c(SO)=5×10-4 mol·L-1,則
c(Na+)=2c(SO)=1×10-3 mol·L-1,
稀釋10倍,則c(Na+)=1×10-4 mol·L-1。25 ℃時Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,稀釋10倍后仍然為1×10-7 mol·L-1,則c(Na+)︰c(OH-)=103︰1。
(2)pH=10的NaOH溶液c(H+)=10-10 mol·
12、L-1,NaOH溶液中c(H+)來自水的電離,水電離出H+的同時也電離出等量的OH-。
(3)t ℃時,pH=2,說明溶液為酸性,酸過量。
t ℃時,pH=11的NaOH溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,
=0.01 mol·L-1
9V2=11V1,=。
能 力 提 升
1.下列敘述正確的是( D )
A.100 ℃純水的pH=6,所以水在100 ℃時呈酸性
B.pH=3的鹽酸溶液,稀釋至10倍后pH>4
C.0.2 mol·L-1的醋酸,與等體積水混合后pH=1
D.常溫時,pH=3的鹽酸與pH=11的氫氧化鈉等體積混合后pH=7
解析:A選項中因為是純水,
13、不管其pH為多少都是呈中性;B選項中鹽酸是強酸,所以每稀釋10倍pH增大1,故pH=4;C選項中將0.2 mol·L-1的醋酸,與等體積水混合后,溶液的濃度變?yōu)?.1 mol·L-1,但由于醋酸是弱酸,所以pH大于1;D選項中鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應,所以呈中性。
2.pH=2和pH=4的兩種稀硫酸,等體積混合后,下列結(jié)論正確的是(設混合后溶液體積的變化忽略不計)( C )
A.c(H+)=1×10-3 mol·L-1
B.c(OH-)=2×10-12 mol·L-1
C.pH=2.3
D.pH=3
解析:強酸等體積混合,利用近似計算:pH=2+0.3=2.3,c(H+)=1×1
14、0-2.3 mol·L-1。
3.室溫下,pH相差1的兩種一元堿溶液A和B,分別加水稀釋時,溶液的pH變化如下圖所示。下列說法正確的是( C )
A.稀釋前,c(A)=10c(B)
B.稀釋前,A溶液中由水電離出的OH-的濃度大于10-7 mol/L
C.在M點,A、B兩種堿溶液中陽離子的物質(zhì)的量濃度相等
D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反應時,溶液的pH為7
解析:A項,觀察圖像可知,A、B稀釋相同的倍數(shù)時A的pH變化大于B,則A的堿性強于B,A的電離程度大于B,稀釋前A、B的pH相差1,c(A)<10c(B);B項,A可以抑制水的電離,稀釋前,A溶液中由水電離出的OH-
15、的濃度小于10-7 mol/L;C項,在M點,A、B兩種堿溶液的pH相等即c(OH-)相等,則陽離子濃度相等;D項,A的電離程度與醋酸的電離程度相對大小未知,用醋酸中和A溶液至恰好完全反應時,溶液的pH無法確定。
4.現(xiàn)有溫度相同,pH=a和pH=b的兩種NaOH溶液,已知b=a+2,將兩種溶液等體積混合后,所得溶液的pH接近于( B )
A.a(chǎn)-lg 2 B.b-lg 2
C.a(chǎn)+lg 2 D.b+lg 2
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(
16、OH-)=10b-14 mol·L-1;而溶液等體積混合后:c(OH-)=由于b=a+2,所以c(OH-)=5×10b-15 mol·L-1;則c(H+)=2×10-b mol·L-1,所以pH=b-lg2,故答案選B。
5.25℃時,對pH=3的醋酸溶液(Ⅰ)和pH=11的氫氧化鈉溶液(Ⅱ),下列說法正確的是( D )
A.Ⅰ和Ⅱ的物質(zhì)的量濃度均為0.001 mol·L-1
B.將Ⅰ稀釋10倍,溶液中c(CH3COOH)、c(OH-)均減小
C.Ⅰ和Ⅱ溶液混合,若c(OH-)>c(H+),則氫氧化鈉過量
D.Ⅰ和Ⅱ等體積混合后,溶液中離子濃度大小為:c(CH3COO-)>c(Na+
17、)>c(H+)>c(OH-)
解析:A項,醋酸為弱酸,pH=3的醋酸溶液的物質(zhì)的量濃度大于0.001 mol·L-1;B項,將醋酸溶液稀釋10倍,CH3COOH的電離程度增大,n(H+)、n(CH3COO-)增大,但c(H+)、c(CH3COO-)減小,由于Kw=c(H+)·c(OH-)不變,則c(OH-)增大;C項,當醋酸和NaOH恰好完全反應時,得到CH3COONa溶液,CH3COO-水解使溶液呈堿性;D項,Ⅰ和Ⅱ等體積混合得到CH3COOH和CH3COONa的混合溶液。
6.常溫下,將一定濃度的鹽酸和醋酸加水稀釋,溶液的導電能力隨溶液體積變化的曲線如圖所示。判斷下列說法中,正確的是(
18、 D )
A.兩溶液稀釋前的濃度相同
B.a(chǎn)、b、c三點溶液的pH由大到小順序為a>b>c
C.a(chǎn)點的KW值比b點的KW值大
D.a(chǎn)點水電離的c(H+)大于c點水電離的c(H+)
解析:A項,醋酸是弱電解質(zhì)不能完全電離,稀釋前導電能力相同(氫離子濃度相同),則其濃度大于鹽酸的濃度;B項,b點的導電能力小于a點,即b點的氫離子濃度小于a點,則b點的pH大于a點;C項,KW是溫度的函數(shù),溫度不變KW不變;D項,因為a點pH大于c點,所以a點由水電離出的OH-濃度大于c點由水電離出的OH-濃度,根據(jù)水的離子積即可得出結(jié)論。
7.常溫下,向盛有1 L 0.1 mol·L-1NaHSO4
19、溶液的燒杯中不斷滴加0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,溶液中產(chǎn)生沉淀物質(zhì)的量n(mol)與溶液pH的變化情況如下圖所示,下列說法不正確的是( D )
A.A點時pH=1
B.恰好完全沉淀時Ba(OH)2的體積為2 L
C.B點時,溶液中的離子濃度關(guān)系為c(Na+)>c(SO)>c(H+)=c(OH-)
D.C點時pH=14
解析:在A點時,沉淀量為零,溶液PH根據(jù)NaHSO4求,氫離子濃度0.1mol/L,溶液PH為1,故A項正確;恰好完全沉淀時鋇離子和硫酸根離子量相同,都為0.1mol,需氫氧化鋇2L,同時產(chǎn)生0.2mol氫氧根離子,與氫離子反應后剩余0.1mol,
20、溶液體積為3L,氫氧根離子濃度為0.033mol/L,故B項正確,D項錯誤;在B點,pH為7,說明氫離子和氫氧根離子恰好反應,溶液中溶質(zhì)為0.05mol硫酸鈉,故C項正確。
8.對于常溫下pH=1的硝酸溶液
(1)若升溫到100 ℃,溶液中的c(OH-)=1×10-11 mol·L-1,則100 ℃時水的離子積為__1×10-12___。
(2)該溶液中硝酸電離出的c(H+)與H2O電離出的c(H+)之比為__1012︰1___。
(3)該溶液中水電離出的c(H+)與pH=3的硝酸中水電離出的c(H+)之比為__1︰100___。
(4)加水稀釋,水的電離平衡__向右___(填“向左
21、”“向右”或“不”)移動。
解析:(1)pH=1的硝酸溶液c(H+)=10-1mol·L-1,若升溫到100 ℃,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-1mol·L-1×10-11mol·L-1=1×10-12。
(2)水電離出的c(H+)等于水電離出的c(OH-),即mol·L-1=10-13mol·L-1,所以該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為=1012。
(3)pH=1的硝酸溶液中水電離出的c(H+)為10-13mol·L-1。pH=3的硝酸溶液中c(H+)H2O=c(OH-)H2O=mol·L-1=10-11mol·L-1,故pH=1的硝酸溶液與pH=3的
22、硝酸溶液中水電離出的c(H+)之比為=。
(4)加水稀釋,c(H+)減小,對水的抑制作用減弱,水的電離平衡向右移動。
9.pH=l的兩種一元酸的溶液HA、HB各1 mL,分別加水稀釋到1 000 mL,其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示:
(1)據(jù)圖分析可知,HA、HB兩種酸中__HB___為弱酸,理由為__隨著稀釋的進行HB不斷電離出H+使pH升高的幅度比HA酸小,即存在電離平衡HBH++B-___。
(2)向稀釋后所得HA、HB兩溶液中分別加入足量的鋅粉,產(chǎn)生氫氣的體積V(HA)__小于___V(HB)(填“大于”“小于”或“等于”),理由是__HB溶液中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量較大___。
(3)常溫時,將pH=11的Ba(OH)2溶液與pH=4的HA溶液混合,若所得混合液的pH=9,則Ba(OH)2溶液與HA溶液的體積比為__1︰9___。
解析:(1)HB酸溶液由1 mL稀釋為1 000 mL,而溶液的pH增大不到3個單位,說明隨著稀釋的進行HB不斷電離出H+,即HB為弱酸。
(2)因HB溶液中含溶質(zhì)的物質(zhì)的量較大,與足量Zn反應時,生成的H2較多。
(3)=10-5mol·L-1
解得V[Ba(OH)2]︰V(HA)=1︰9。