高中化学选修四第三章 水溶液中的离子平衡课时作业16.docx
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高中化学选修四第三章水溶液中的离子平衡课时作业16
课时作业16 pH的计算
时间:
45分钟 满分:
100分
一、选择题(每小题4分,共48分)
1.pH=2的盐酸和pH=2的稀硫酸相比较,下列说法正确的是( )
A.两溶液的物质的量浓度相同
B.两溶液的c(H+)相同
C.等体积的两溶液分别与足量的Zn反应,产生H2的量不同
D.将两溶液均稀释100倍后,pH不同
1.解析:
两溶液均为强酸,pH相同,则c(H+)相同,但硫酸为二元酸,物质的量浓度应该是盐酸的
。
与Zn反应的实质是H+的反应,因c(H+)和体积均相同,产生的H2的量也应该相同,两溶液稀释100倍后,pH均变为4。
答案:
B
2.下列叙述中一定正确的是( )
A.任何浓度溶液的酸碱性都可用pH试纸测定
B.某温度下,pH=6.2的纯水显酸性
C.25℃时,pH=1的醋酸溶液中c(H+)是pH=2的盐酸中c(H+)的10倍
D.25℃,pH=12的NaOH溶液中的n(OH-)=10-2mol
2.解析:
c(H+)>1mol/L或c(OH-)>1mol/L溶液的酸碱性不能使用pH试纸测定,A错误,纯水中c(H+)=c(OH-),显中性,B错误;25℃时,pH=1的醋酸溶液中:
c(H+)CH3COOH=0.1mol/L,pH=2的盐酸溶液中:
c(H+)HCl=0.01mol/L,
=
=10,C正确;溶液的体积不确定,25℃时,pH=12的NaOH溶液中的n(OH-)无法计算,D错误。
答案:
C
3.4体积的pH=9的Ca(OH)2溶液与1体积的pH=13的NaOH溶液混合后,溶液中氢离子的浓度为( )
A.5×10-13mol·L-1
B.2×10-12mol·L-1
C.
(1×10-1+4×10-5)mol·L-1
D.
(1×10-13+4×10-9)mol·L-1
3.解析:
c(OH-)=
mol·L-1≈2×10-2mol·L-1。
根据Kw,求得c(H+)=5×10-13mol·L-1。
答案:
A
4.有甲、乙两种溶液,甲溶液的pH是乙溶液的2倍,则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是( )
A.21 B.1001
C.1100D.无法确定
4.解析:
溶液的pH越大,该溶液中的氢离子浓度越小。
因此甲溶液中c(H+)一定比乙溶液中c(H+)小。
由于pH是水溶液中H+浓度的负对数,若两种溶液的pH相差1,溶液中的H+浓度相差10倍,故答案不可能是A。
题意表明两种溶液的pH相差2倍而不是相差2,若甲、乙两种溶液中的pH分别为2和1,4和2都是恰好2倍,但甲、乙两种溶液中c(H+)的倍数关系分别为1/10倍和1/100倍。
可见,由于甲、乙两种溶液pH无确定的取值(只是倍数关系),甲溶液中c(H+)可以是乙溶液中c(H+)的1/10倍或1/100倍或1/1000倍……,故正确答案为D。
答案:
D
5.现有pH=a和pH=b的两种氢氧化钠溶液,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-lg2B.b-lg2
C.a+lg2D.b+lg2
5.解析:
pH=a,c(H+)=1×10-amol·L-1,c(OH-)1=1×10-14+amol·L-1,pH=b,c(OH-)2=1×10-14+bmol·L-1,混合后c(OH-)=
,c(H+)=
=
=2×
=
=
,pH=
-lgc(H+)=a+2-lg2。
答案:
B
6.下列叙述正确的是( )
A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH=4
C.0.2mol/L的盐酸与等体积水混合后pH=1
D.pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7
6.解析:
本题主要考查同学们对pH、强、弱电解质等知识的理解,着重考查同学们的分析判断能力。
95℃的水尽管其pH<7,但因其电离出的c(H+)=c(OH-),故呈中性,A错;醋酸为弱酸,pH=3的醋酸稀释10倍时,促进其电离,故3 答案: C 7.将pH=5的H2SO4溶液稀释500倍,稀释后,c(H+)与c(SO )的比值近似为( ) A.11B.12 C.101D.21 7.解析: 当酸或碱溶液的浓度很小时,就要考虑水的电离,因为无论如何稀释,酸性溶液不可能变为碱性溶液,碱性溶液不可能变为酸性溶液。 例如,pH=5的溶液,无论用水稀释多少倍,其pH不可能大于7,只有随稀释倍数的增大越来越接近7。 所以本题中H+的物质的量浓度不可能与SO 的物质的量浓度一起下降相同的倍数。 pH=5,溶液中c(H+)=10-5mol/L,c(SO )= mol/L。 当溶液稀释500倍后,溶液中的c(H+)约为10-7mol/L,而c(SO )= =10-8(mol/L),所以稀释后溶液中c(H+)c(SO )=101。 答案: C 8.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Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,若反应后溶液体积等于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.19B.11 C.12D.14 8.解析: Ba2+恰好沉淀完全,即NaHSO4把Ba(OH)2中的Ba2+全部沉淀下来。 此时pH=11,说明溶液显碱性。 pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1, 则c(Ba2+)=0.5×10-2mol·L-1, 设Ba(OH)2溶液的体积为V1,NaHSO4溶液的体积为V2,浓度为c2,则n(Ba2+)=n(SO ),V1·c(Ba2+)=V2·c2① =10-3② ①②联立得: V1V2=14。 答案: D 9.在常温下,下列各组溶液的c(H+)一定等于1×10-7mol/L的是( ) A.pH=2和pH=12的两种溶液以等体积混合 B.0.05mol/LH2SO4与0.10mol/LNaOH溶液以等体积混合 C.将pH=5的CH3COOH溶液稀释100倍 D.pH=1的H2SO4与0.10mol/LBa(OH)2溶液以等体积混合 9.解析: A中pH=2的强酸与pH=12的强碱以等体积混合时,酸提供的H+的物质的量(10-2Vmol)等于碱提供的OH-的物质的量[(10-14/10-12)Vmol]。 pH=2的弱酸与pH=12的强碱以等体积混合,酸的浓度必很大,反应中酸过量,最后溶液呈酸性。 B项是强碱和强酸,如两溶液体积各VL,则n(H+)=0.05mol/L×2×VL,n(OH-)=0.10mol/L×VL。 C中pH=5的弱酸,稀释100倍,由于在稀释过程中,电离程度增大,c(H+)下降不到1/100。 故选B。 答案: B 10.某酸溶液的pH=1,此酸溶液的物质的量浓度( ) A.等于0.1mol·L-1 B.一定大于0.1mol·L-1 C.若为强酸一定等于0.1mol·L-1,若为弱酸一定大于0.1mol·L-1 D.若为强酸一定小于或等于0.1mol·L-1,若为弱酸一定大于0.1mol·L-1 10.答案: D 11.在常温下,某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系为( ) A.V(酸)=102V(碱)B.V(碱)=102V(酸) C.V(酸)=2V(碱)D.V(碱)=2V(酸) 11.解析: 强酸中: c(H+)=10-amol/L;强碱中: c(OH-)= =10-14+b(mol/L)=10-14+12-a(mol/L)=10-2-a(mol/L)。 混合后pH=7,即n(H+)=n(OH-),故V(碱)=102V(酸)。 答案: B 12.对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是( ) A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大 B.使温度升高20℃后,两溶液的pH均不变 C.加水稀释2倍后,两溶液的pH均减小 D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多 12.解析: 升温,醋酸的pH减小;稀释,pH均变大;醋酸产生的氢气比盐酸多。 答案: A 二、非选择题(52分) 13.(13分) (1)体积相同,浓度均为0.2mol·L-1的盐酸和醋酸,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m与n的关系为________。 (2)体积相同,浓度均为0.2mol·L-1的盐酸和醋酸,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________。 (3)体积相同,pH均等于1的盐酸和醋酸,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________。 (4)体积相同,pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m与n的关系为 ________。 13.解析: (1)等浓度的盐酸和醋酸分别加水稀释10倍,二者的浓度仍相同,由于HCl是强电解质,CH3COOH是弱电解质,HCl的电离程度大于CH3COOH的电离程度,因此盐酸中的c(H+)大于醋酸中的c(H+),因此有m (2)由 (1)可知,若两者稀释相同的倍数,则盐酸的pH小于醋酸的pH,若要两者的pH相等,则盐酸稀释的倍数大于醋酸稀释的倍数,故有m>n。 (3)由于醋酸中存在电离平衡,在稀释过程中CH3COOH会继续电离出H+,其稀释过程中的图像如图所示。 若稀释后溶液的pH都变成3(画一条平行于x轴的水平线),易得m (4)与(3)相似画一个稀释图像即可,然后根据图像易得m>n。 答案: (1)m (2)m>n (3)m 14.(13分)下表是不同温度下水的离子积数据: 温度/℃ 25 t1 t2 水的离子积Kw 1×10-14 a 1×10-12 试回答以下问题: (1)若25 (2)25℃下,某Na2SO4溶液中c(SO )=5×10-4mol·L-1,取该溶液1mL加水稀释至10mL,则稀释后溶液中c(Na+)c(OH-)=________。 (3)在t2℃下pH=10的NaOH溶液中,水电离产生的OH-浓度为________。 (4)t2℃下,将pH=11的NaOH溶液V1L与pH=1的稀硫酸V2L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V1V2=________。 14.解析: (1)升温,Kw变大。 (2)c(SO )=5×10-4mol·L-1,则c(Na+)=2c(SO )=1×10-3mol·L-1,稀释10倍,则c(Na+)=1×10-4mol·L-1。 25℃时Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7mol·L-1,稀释10倍后仍然为1×10-7mol·L-1,则c(Na+)c(OH-)=1031。 (3)pH=10的NaOH溶液c(H+)=10-10mol·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-。 (4)t2℃时,pH=2,说明溶液为酸性,酸过量。 t2℃时,pH=11的NaOH溶液,c(OH-)=0.1mol·L-1, =0.01mol·L-1,9V2=11V1, = 。 答案: (1)> 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积增大 (2)10001 (3)1×10-10mol·L-1 (4)911 15.(14分)温度t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,已知a+b=12,请回答下列问题: (1)该温度下水的离子积常数Kw=________。 (2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为________,该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为________。 (3)给该NaOH溶液加热,pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。 (4)该温度下若a=8,要中和该NaOH溶液500mL,需pH=2的盐酸溶液的体积为________。 15.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-1;该溶液中c(H+)=10-amol·L-1,NaOH溶液中H+全是水电离的,c(OH-)水电离=c(H+)水电离=c(H+)=10-amol·L-1。 (3)温度升高时,Kw变大,而c(H+)= , 所以c(H+)变大,pH变小。 (4)a=8时,NaOH溶液中c(H+)=10-8mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=10-4mol·L-1,设需pH=2即c(H+)=10-2mol·L-1的盐酸体积为V,则10-4mol·L-1×0.5L=10-2mol·L-1·V,得V=5×10-3L=5mL。 答案: (1)10-12 (2)10-bmol·L-1 10-amol·L-1 (3)变小 (4)5mL 16.(12分)已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示: (1)则95℃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______________。 (4)曲线B对应温度下,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。 请分析原因: ____________________________。 16.解析: 本题的解题关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。 (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95℃时水的电离平衡曲线应为B,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,c(H+)、c(OH-)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)×10-5mol·L-1=V(H2SO4)×10-4mol·L-1,得V(NaOH)V(H2SO4)=101。 (3)要注意95℃时,水的离子积为10-12,即c(H+)·c(OH-)=10-12,则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,由100×10-a=1×10b-12,即: 10-a+2=10b-12,得以下关系: a+b=14或pH1+pH2=14。 (4)在曲线B对应温度下,因pH酸+pH碱=2+10=12,可得酸碱两溶液中c(H+)=c(OH-),如是强酸、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H+与OH-完全反应后又有新的H+产生,即酸过量,所以说酸HA是弱酸。 答案: (1)B 水的电离是吸热过程,温度升高时,电离程度增大,c(H+)、c(OH-)都增大 (2)101 (3)a+b=14或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
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- 高中化学选修四第三章 水溶液中的离子平衡课时作业16 高中化学 选修 第三 水溶液 中的 离子 平衡 课时 作业 16