课时提升作业十三312水的电离 电解质在水溶液中的存在形态.docx
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课时提升作业十三312水的电离电解质在水溶液中的存在形态
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课时提升作业(十三)
溶液的酸碱性与pH
(25分钟·50分)
一、选择题(本题包括8小题,每小题4分,共32分)
1.(2015·开封高二检测)下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )
A.pH=7的溶液呈中性
B.中性溶液中一定有[H+]=1.0×10-7mol·L-1
C.[H+]=[OH-]的溶液呈中性
D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
【解析】选C。
A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中,[H+]和[OH-]一定相等,但并不一定[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1,所以B项错,C项正确;
100℃的纯水中,虽然pH<7。
但[H+]=[OH-],还是中性,所以D错误。
2.常温下,浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液,pH由大到小的顺序是( )
①H2SO4溶液
②盐酸
③NaCl溶液
④NaOH溶液
⑤Ba(OH)2溶液
A.⑤>④>③>②>①
B.①>②>③>④>⑤
C.④=⑤>③>①=②
D.①=②>③>④=⑤
【解析】选A。
①[H+]=0.2mol·L-1
②[H+]=0.1mol·L-1
③[H+]=10-7mol·L-1
④[OH-]=0.1mol·L-1
⑤[OH-]=0.2mol·L-1,溶液中[H+]越大,pH越小;[OH-]越大,pH越大。
3.(2015·哈尔滨高二检测)25℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.[OH-]=0.01mol·L-1的溶液
C.1L溶液中含有4gNaOH的溶液
D.[H+]=1×10-10mol·L-1的溶液
【解析】选C。
pH=11的溶液中,[OH-]=1×10-3mol·L-1;1L溶液中含有4gNaOH的溶液中,[OH-]=1×10-1mol·L-1;[H+]=1×10-10mol·L-1的溶液中,[OH-]=1×10-4mol·L-1;所以碱性最强的是C选项。
4.关于常温下pH为2的稀盐酸的有关叙述不正确的是( )
A.溶液中[H+]是pH=4的醋酸溶液中[H+]的100倍
B.比pH为2的稀硫酸的酸性弱
C.由酸电离出的[H+]与水电离出的[H+]之比为1010∶1
D.向该溶液中加入等体积、pH为12的NaOH溶液后pH为7
【解析】选B。
pH相差2,[H+]应该为100倍,A正确;pH相同,溶液的酸性强弱一致,B错误;pH为2的稀盐酸由酸电离出的[H+]为1×10-2mol·L-1,由水电离出的[H+]为1×10-12mol·L-1,二者之比为1010∶1,C正确;pH为12的NaOH溶液中[OH-]为1×10-2mol·L-1,与等体积pH为2的稀盐酸恰好中和,溶液呈中性,pH等于7,D正确。
【互动探究】
(1)若将温度升高至65℃(假设HCl不挥发),溶液的pH有变化吗?
提示:
没有变化。
升温时,水的电离程度增大,但溶液中[H+]几乎不变,因此pH不变。
(2)A项,两溶液的浓度也是100倍的关系吗?
提示:
不是。
由于醋酸是弱酸,仅仅是部分电离,溶液的浓度要高于溶液中H+的浓度,因此两者的溶液浓度不是100倍的关系,应比100倍要小。
5.(2015·南开高二检测)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 B.10 C.11 D.12
【解析】选C。
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的9倍;另一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,设一份盐酸的体积为1,加入的NaOH溶液体积为x,则10-1×1-10-1·x=10-2·(1+x),解得x=
,则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶
=11∶1。
6.下列说法正确的是( )
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中[H+]和[OH-]不能同时增大
D.某温度下,纯水中[H+]=2×10-7mol·L-1,其呈酸性
【解析】选C。
在水溶液中,无论酸性还是碱性都存在H+和OH-,所以A错误;pH=0的溶液中[H+]=1.0mol·L-1,并不是酸性最强的溶液,只是[H+]>1.0mol·L-1的溶液用pH表示酸性强弱不方便,故B错误;在温度一定时,[H+]·[OH-]=KW是一个定值,故二者不能同时增大,故C正确;D项虽没有给出该温度下的水的KW,但在纯水中[H+]=[OH-]=2×10-7mol·L-1,应为中性溶液,D错误。
【易错提醒】
(1)误认为强碱的水溶液中不存在H+,要知道任何水溶液中都含有H+和OH-。
(2)误认为pH=0的溶液是酸性最强的溶液,应明确当[H+]或[OH-]大于1mol·L-1时,通常用[H+]或[OH-]直接表示。
(3)误认为只要[H+]大于1×10-7mol·L-1,溶液就呈酸性,要知道比较[H+]与1×10-7mol·L-1的相对大小来判断溶液的酸碱性的条件是25℃。
7.(2015·烟台高二检测)在T℃时,某NaOH稀溶液中[H+]=10-amol·L-1,[OH-]=10-bmol·L-1,已知a+b=12。
向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(T℃),测得混合溶液的部分pH如表所示:
序号
NaOH溶液
的体积/mL
盐酸的
体积/mL
溶液的pH
①
20.00
0.00
8
②
20.00
20.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
【解析】选B。
在该温度下水的离子积常数是1×10-12mol2·L-2,而不是1×10-14mol2·L-2,通过①可知,此NaOH溶液中[OH-]=1×10-4mol·L-1。
由②可知,当两种溶液等体积混合时,溶液pH=6,结合水的离子积常数知,该溶液呈中性,则酸和碱的物质的量相等,两溶液的体积相等,则c(HCl)=c(NaOH)=1×10-4mol·L-1,所以盐酸的pH为4。
8.(双选)(2015·苏州高二检测)已知重水(D2O)的离子积为1.6×10-15mol2·L-2,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg[D+],以下关于pD的叙述正确的是( )
A.中性溶液的pD=7.0
B.含0.01mol的NaOD的D2O溶液1L,其pD=12.0
C.溶解0.01mLDCl的D2O溶液1L,其pD=2.0
D.在100mL0.25mol·L-1的DCl重水溶液中,加入50mL0.2mol·L-1的NaOD的重水溶液,其pD=1.0
【解析】选C、D。
由题意知pD=-lg[D+],中性溶液中[D+]=[OD-]=
=4×10-8mol·L-1,则pD=8-lg4,A错误;B项,c(OD-)=0.01mol·L-1,则[D+]=
=
=1.6×10-13mol·L-1,则pD=-lg[D+]
=14-4lg2,则B错误;C项中[D+]=0.01mol·L-1,则pD=-lg[D+]=2.0,C正确;D项中酸碱中和的酸过量,则得[D+]=
=0.1mol·L-1,则pD=-lg[D+]=1.0,D正确。
二、非选择题(本题包括2小题,共18分)
9.(9分)(2015·大连高二测)室温下,甲、乙两同学分别计算pH=10的NaOH溶液和pH=13的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH。
甲同学的做法是
混合后
[H+]=
≈5×10-11mol·L-1,
pH=11-lg5。
乙同学的做法是
混合后
[OH-]=
≈5×10-2mol·L-1,
pOH=2-lg5,pH=14-pOH=12+lg5。
甲、乙两同学的做法中,正确的是________。
说明理由___________________
___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
【解析】:
碱溶液中的H+是由H2O电离生成的,因为碱对H2O的电离有抑制作用,故H+浓度很小,故对碱溶液计算pH时,应先计算[OH-],再由KW求出[H+]计算pH。
甲同学直接用[H+]计算pH是错误的。
答案:
乙 因为是碱溶液,不能直接用[H+]计算pH,所以甲同学错误
【方法规律】溶液pH计算的步骤和规律
(1)步骤。
(2)规律。
酸按酸,碱按碱,同强混合在之间,异强混合看过量,无限稀释7为限。
10.(9分)有pH=12的NaOH溶液100mL,要使它的pH降为11。
(1)若加入蒸馏水,应加________mL。
(2)若加入pH为10的NaOH溶液,应加________mL。
(3)若加入0.01mol·L-1的盐酸,应加________mL。
【解析】
(1)加水稀释pH=12的NaOH溶液至pH=11,体积增大到10倍所以需加水900mL。
(2)设需pH=10的NaOH溶液体积为V,那么:
=10-3mol·L-1,
V=1L=1000mL。
(3)设需0.01mol·L-1盐酸体积为V′,那么:
=10-3mol·L-1,
V′≈81.8mL。
答案:
(1)900
(2)1000 (3)81.8
(30分钟·50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(2015·晋城高二检测)某酸溶液的pH=3,则该酸溶液的物质的量浓度为( )
A.一定大于0.001mol·L-1
B.一定等于0.001mol·L-1
C.一定小于0.001mol·L-1
D.以上说法均不正确
【解析】选D。
pH=3,[H+]=0.001mol·L-1。
若该酸为一元强酸,则c(酸)=
0.001mol·L-1;若该酸为多元强酸,则c(酸)<0.001mol·L-1;若该酸为一元弱酸,则c(酸)>0.001mol·L-1。
2.(2015·唐山高二检测)用pH试纸测定某溶液的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8 B.小于8
C.等于8D.小于7
【解析】选A。
稀释后pH=8,呈碱性,则稀释前一定呈碱性,且溶液的碱性比稀释后的碱性强,即稀释前pH>8。
【补偿训练】(2014·大纲版全国卷)下列叙述正确的是( )
A.锥形瓶可用作加热的反应器
B.室温下,不能将浓硫酸盛放在铁桶中
C.配制溶液定容时,俯视容量瓶刻度会使溶液浓度偏高
D.用蒸馏水润湿的试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低
【解析】选A。
锥形瓶可作为加热的反应器,A正确;室温下浓硫酸可使铁钝化,因此可用铁桶装浓硫酸,B错误;容量瓶只有环状刻度线,无刻度,C错误;用pH试纸测溶液的pH,若溶液呈中性,试纸用水润湿,对结果没有影响,D错误。
3.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4
Na++H++S
,某温度下纯水的pH=6,向水中加入NaHSO4固体使溶液的pH=2,则下列说法错误的是( )
A.该温度高于25℃
B.水电离出来的[H+]=1×10-10mol·L-1
C.[H+]=[OH-]+[S
]
D.该温度下加入等体积pH=12的NaOH溶液可使反应后的溶液恰好呈中性
【解析】选D。
pH=6的水中[H+]=10-6mol·L-1,KW=10-12mol2·L-2,故该温度高于25℃;该温度下加入NaHSO4后[H+]=1×10-2mol·L-1,溶液中[OH-]=
=1×10-10mol·L-1,故水电离出的[H+]=[OH-]=1×10-10mol·L-1;溶液中H+来源于水和NaHSO4,水电离出的H+与OH-相等,NaHSO4电离出的H+与S
相等。
所以[H+]=[S
]+[OH-];完全中和该溶液,需等体积的NaOH溶液中[OH-]=1×10-2mol·L-1,[H+]=
=
=1×10-10mol·L-1,即该温度下NaOH溶液的pH=10。
4.(2015·滨州高二检测)下列说法正确的是( )
A.60℃时NaCl溶液的pH<7,溶液显酸性
B.常温时,pH=5的溶液和pH=3的溶液相比,前者[OH-]是后者的100倍
C.室温下,每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离
D.改变外界条件使溶液中[H+]增大,则其pH增大
【解析】选B。
60℃时,水的电离程度增大,NaCl溶液的pH<7,但溶液显中性;常温时,pH=5,[OH-]=1×10-9mol·L-1,pH=3,[OH-]=1×10-11mol·L-1,前者[OH-]是后者的100倍;室温时,每升水有1×10-7mol水分子发生电离,即相当于
55.6mol水分子中只有1×10-7mol水分子电离;改变外界条件,[H+]增大,pH减小。
【补偿训练】下列有关溶液的叙述中,正确的是( )
A.中和10mL0.1mol·L-1醋酸与中和100mL0.01mol·L-1的醋酸所需同种碱溶液的量不同
B.常温下,等体积的pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液混合,混合后溶液的pH=7
C.常温下,体积相等、pH相同的盐酸和硫酸溶液,两溶液溶质的物质的量浓度相等
D.常温下,pH=3的甲酸溶液的[H+]与pH=11的氨水溶液的[OH-]相等
【解析】选D。
A项,两种醋酸的物质的量相同,都是0.001mol,因此中和所需同种碱溶液的量相同,错误;B项,若酸是强酸,碱是强碱,则混合后溶液的pH=7,若酸是强酸,碱是弱碱,则混合后溶液的pH>7,若酸是弱酸,碱是强碱,则混合后溶液的pH<7,错误;C项,pH相同的盐酸和硫酸溶液,物质的量浓度:
硫酸是盐酸的一半,错误;D项,常温下,pH=3的甲酸溶液的[H+]=1×10-3mol·L-1、pH=11的氨水溶液的[OH-]=1×10-3mol·L-1,正确。
5.(2015·武汉高二检测)常温时,纯水中由水电离的[H+]=a,pH=1的盐酸中由水电离的[H+]=b,0.2mol·L-1的盐酸与0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后,由水电离的[H+]=c,则a、b、c的关系正确的是( )
A.a>b=c B.a>c>b
C.c>b>aD.b>c>a
【解析】选B。
纯水中加酸或碱会抑制水的电离,
a=1×10-7mol·L-1,b=[H+]水=[OH-]液=
=1×10-13mol·L-1;c=[H+]水=[OH-]液=
设酸碱的体积均为1L,则有[H+]液=
=
5×10-2mol·L-1,故c=
=2×10-13mol·L-1,即a>c>b,选B。
6.向VmLBaCl2溶液中加入一定体积的0.05mol·L-1的硫酸溶液,二者恰好完全反应,且反应后溶液的pH为3.0,原BaCl2溶液的物质的量浓度为( )
A.5.05×10-4mol·L-1 B.5.05×10-3mol·L-1
C.1.01×10-4mol·L-1D.1.01×10-3mol·L-1
【解析】选A。
混合前H2SO4溶液中c(H+)=0.05mol·L-1×2=0.10mol·L-1,混合后溶液中pH=3.0,即c(H+)=0.001mol·L-1。
c(H+)被BaCl2溶液稀释了100倍,则原H2SO4与BaCl2的体积比为1∶99,根据c1V1=c2V2,二者恰好完全反应,则
c(BaCl2)=
=
≈5.05×10-4mol·L-1。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)(2015·昆明高二检测)某温度(t℃)时,水的离子积为KW=1×10-13mol2·L-2,则该温度(填“大于”“小于”或“等于”)________25℃,其理由是______________________________________________________________。
若将此温度下pH=11的苛性钠溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
(1)若所得混合液为中性,则a∶b=_____________________________。
(2)若所得混合液的pH=2,则a∶b=_____________________________。
【解析】KW随温度升高而增大,本题温度大于25℃。
(1)H2SO4溶液中,[H+]=0.1mol·L-1,则NaOH溶液中,[OH-]=
=0.01mol·L-1,
0.01mol·L-1×aL=0.1mol·L-1×bL
a∶b=10∶1。
(2)若pH=2,则
[H+]余=
=0.01mol·L-1,
a∶b=9∶2。
答案:
大于 KW随温度升高而增大
(1)10∶1
(2)9∶2
8.(10分)
(1)常温下取浓度相同的NaOH溶液和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______________。
(2)现有pH=2的HCl溶液100mL,要使它的pH=3,如果加入蒸馏水,需加水________mL。
(3)常温下将pH=8的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH=________(lg2=0.3)。
【解析】
(1)设原溶液的浓度为c,则混合后溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,即(3V·c-2V·c)/5V=10-2,解得c=0.05(mol·L-1)。
(2)设加水amL,则有10-3mol·L-1=(0.01mol·L-1×100mL)/(100mL+amL),得a=900。
(3)混合溶液的c(OH-)=(10-6mol·L-1+10-3mol·L-1)/2≈5×10-4mol·L-1,c(H+)=
2×10-11mol·L-1,pH=-lg(2×10-11)=11-lg2=11-0.3=10.7。
答案:
(1)0.05mol·L-1
(2)900 (3)10.7
【方法规律】溶液pH的计算
求溶液的pH就是求溶液中[H+]的负对数,即pH=-lg[H+],有关pH的计算一般都涉及求算溶液中[H+]。
不同溶液中求[H+]的方法不相同。
酸性溶液中可直接求出[H+];碱性溶液则必须先求出[OH-],然后借助于水的离子积常数KW才能求出[H+];酸碱混合液中,要先明白反应之后的溶液是酸性溶液,还是碱性溶液,然后才能求出[H+]或[OH-]。
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