化学第二节水的电离和溶液的pH第2课时当堂达标检测题

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第三章水溶液中的离子反应与平衡

第二节水的电离和溶液的pH

第2课时 pH的计算

课后篇素养形成

夯实基础轻松达标

1.将10 mL pH=1的CH3COOH溶液加水稀释至100 mL后,溶液的pH为( )

A.2B.2

C.1

解析弱酸、弱碱溶液在稀释过程中不仅有浓度的变化,还有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH的范围。

答案C

2.忽略溶液混合时体积的变化,下列叙述正确的是( )

A.95 ℃时纯水的pH<7,说明加热可使水呈酸性

B.pH=3的醋酸溶液,稀释到体积为原溶液的10倍后pH=4

C.0.2 ml·L-1的盐酸与等体积水混合后,pH=1

D.25 ℃与60 ℃时,水的pH相等

解析温度升高,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,但水仍呈中性,A项错误;醋酸是弱酸,稀释到体积为原溶液的10倍,3pH(60℃),D项错误。

答案C

3.下列各混合或稀释后的溶液中,pH最大的是( )

A.pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1 000倍

B.pH=11的氨水稀释到原体积的1 000倍

C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合

D.pH=5的盐酸稀释到原体积的1 000倍

解析pH=11的烧碱溶液稀释到原体积的1000倍后,pH=8;pH=11的氨水稀释到原体积的1000倍后,由于稀释促进NH3·H2O的电离,故11>pH>8;pH=4的醋酸溶液和pH=10的烧碱溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7;pH=5的盐酸稀释到原体积的1000倍后,pH接近7但小于7。所以B项溶液的pH最大。

答案B

4.25 ℃时,向V mL pH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH溶液10V mL时,溶液中的Cl-和Na+的物质的量相等,则a+b的值是( )

A.13B.14

C.15D.不能确定

解析由HCl+NaOHNaCl+H2O知,当Cl-和Na+的物质的量相等时,HCl和NaOH完全反应,即盐酸中的n(H+)等于NaOH中的n(OH-),则10-a·V=10-14+b·10V,则a+b=13。

答案A

5.25 ℃时,将某强酸溶液和某强碱溶液按1∶100的体积比混合后,溶液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的pH之和为( )

A.12B.13C.14D.15

解析强酸溶液和强碱溶液按1∶100的体积比混合恰好呈中性,则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度的100倍,故pH和为12,选A。

答案A

6.对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是( )

A.1 mL该溶液稀释至100 mL后,pH小于3

B.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c(H+)与水电离出的c(H+)的比值为10-12

D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的100倍

解析pH为1的硝酸溶液稀释到体积为原来的100倍后,pH增大2个单位,A项错误。B项,pH(强酸)+pH(强碱)=14,等体积混合时完全中和,正确。pH为1的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-13ml·L-1,C项中两者之比为10-110-13=1012,不正确。pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-11ml·L-1,10-1310-11=10-2,D项错误。

答案B

7.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于7的是( )

A.pH=3的硝酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液

B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水

C.pH=3硫酸溶液跟pH=11的氢氧化钠溶液

D.pH=3的磷酸溶液跟pH=11的氢氧化钾溶液

解析A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等,即pH强酸+pH强碱=14,恰好完全中和,所得混合液的pH=7;B项,pH强酸+pH弱碱=14,混合后碱过量,pH>7;D项,pH弱酸+pH强碱=14,混合后酸过量,pH<7。

答案B

8.(1)常温下,有pH为12的NaOH溶液10 mL,若将溶液分成两等份,其中一份加入水,另一份加入pH=10的NaOH溶液,最终均将其溶液的pH变为11,则加入水与NaOH溶液的体积比为。

(2)若向10 mL pH为12的NaOH溶液中加入pH=2的任意一元酸HR溶液V mL,最终也将溶液的pH变为11,则V的取值范围是。(设溶液的体积可以直接相加;计算结果保留到小数点后一位)

解析(1)设加入水的体积为V水,pH=10的氢氧化钠溶液的体积为V碱,由题意得:10-2ml·L-1×5mL5mL+V水=10-3ml·L-1,解得:V水=45mL。

10-2ml·L-1×5mL+10-4ml·L-1×V碱5mL+V碱=

10-3ml·L-1,解得V碱=50mL,V水V碱=45mL50mL=910。

(2)若HR为强酸,由题意得:

10-2ml·L-1×10mL-10-2ml·L-1×VmL10mL+VmL=10-3ml·L-1,解得:V=8.2mL。

若HR为弱酸,弱酸在水中不能全部电离,故所需体积小于8.2mL,综上得V≤8.2mL。

答案(1)9∶10 (2)V≤8.2 mL

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1.在25 ℃时,关于下列溶液混合后所得混合溶液的pH的说法中正确的是( )

A.pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11

B.pH=5的盐酸稀释到体积为原溶液的1 000倍,溶液的pH=8

C.pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH=7

D.pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7

解析A项,c(OH-)混合=10-4+10-22ml·L-1≈5.0×10-3ml·L-1,c(H+)混合=1.0×10-145.0×10-3ml·L-1=2×10-12ml·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11.7,A项不正确;B项,pH=5的盐酸稀释后溶液不会呈碱性,B项不正确;D项,NH3·H2O为弱电解质,则pH=12的氨水与pH=2的HCl溶液等体积混合后,溶液呈碱性,D项不正确。

答案C

2.(2019天津卷)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是( )

A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液

B.溶液中水的电离程度: b点>c点

C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-)c(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)

D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同

解析A项,根据两种酸的电离常数可知,酸性:HNO2>CH3COOH,pH相同的两种酸稀释相同倍数,pH变化大的是相对较强的酸,即曲线Ⅱ表示HNO2溶液的稀释,错误;B项,pH越小酸性越强,对水电离的抑制程度越大,因此溶液中水的电离程度:b点

答案C

3.pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是( )

A.A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等

B.稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性强

C.a=5时,A是强酸,B是弱酸

D.一定有关系:5>a>2

解析由图像可以看出,稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的酸性强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误;由图知,稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A中c(H+)小于B中c(H+),此时A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱,B项错误;a=5时表明,1mLpH=2的A酸溶液稀释到1000mL,pH增加3,故A一定是强酸,1mLpH=2的B酸溶液稀释到1000mL,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释到1000mL后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有5>a>2,若A是强酸,则a=5,D项错误。

答案C

4.浓度均为0.10 ml·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0的变化如图所示。下列叙述错误的是( )

A.MOH的碱性强于ROH的碱性

B.ROH的电离程度:b点大于a点

C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等

D.当lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)c(R+)增大

解析根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,溶液pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lgVV0=2时,两溶液同时升高温度,由于ROH是弱碱,溶液中c(R+)增大,而c(M+)不变,则c(M+)c(R+)减小,错误。

答案D

5.(双选)室温时,将x L pH=a的稀NaOH溶液与y L pH=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=7

B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7

C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7

D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7

解析n(OH-)n(H+)=c(OH-)·xLc(H+)·yL=xy·10a-1410-b=xy·10a+b-14。若a+b=14,x=y,则n(OH-)=n(H+),pH=7,A项正确;若a+b=13,10x=y,则n(OH-)n(H+)=xy·10a+b-14=1100,溶液呈酸性,pH<7,B项错误;若ax=by且a+b=13,则n(OH-)n(H+)=xy·10a+b-14=b10a<1(a>b),故pH<7,C项错误;若x=10y,且a+b=14,则n(OH-)n(H+)=xy·10a+b-14=10,pH>7,D项正确。

答案AD

6.(双选)有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[c(H+)c(OH-)]。下列表述正确的是( )

A.在25 ℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=0

B.在25 ℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0

C.在25 ℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0

D.在25 ℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)

解析若溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),c(H+)c(OH-)=1,AG=0,A项正确;若溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(H+)c(OH-)>1,AG>0,B项错误;若溶液呈碱性,c(H+)

答案AD

7.25 ℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va

(1)a值可否等于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。

解析本题考查酸碱中和反应,溶液pH与数学思维方法结合能力。利用数学中反证法解题:

(1)若a=3,由a=0.5b,可推知b=6,溶液显酸性,与题意相悖,故a≠3。

(2)若a=5,酸溶液中c(H+)=10-5ml·L-1,由a=0.5b,则b=10,碱溶液中c(OH-)=10-4ml·L-1,10-5Va=10-4Vb,Va∶Vb=10>1,不符合题意,故a≠5。

(3)由a=0.5b,则b=2a>7,故a>72;又因为VaVb=10(a+b-14)<1,所以a+b-14<0,而将b=2a代入后,有3a<14,a<143,则a的取值范围为72

答案(1)否若a=3,由a=0.5b,可推知b=6,溶液显酸性,与题干矛盾 (2)否若a=5,酸溶液中c(H+)=10-5 ml·L-1,由a=0.5b,则b=10,碱溶液中c(OH-)=10-4 ml·L-1,10-5Va=10-4Vb,Va∶Vb=10>1,与题干矛盾 (3)72

8.(1)某温度(T℃)时,测得0.01 ml·L-1 NaOH溶液的pH=11,则该温度下水的KW= 。

(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合。

①若所得混合液为中性,且a=11,b=3,则Va∶Vb= 。

②若所得混合液为中性,且Va∶Vb=10∶1,则a+b= 。

③若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。

解析(1)T℃时,0.01ml·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=10-2ml·L-1,其pH=11,即c(H+)=10-11ml·L-1,则水的离子积为10-13。

(2)①pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-2ml·L-1,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3ml·L-1,若混合后呈中性,则硫酸溶液体积为氢氧化钠溶液体积的10倍,即Va∶Vb=1∶10。

②若所得混合液呈中性,且Va∶Vb=10∶1,则硫酸溶液中c(H+)为氢氧化钠溶液中c(OH-)的10倍。即硫酸溶液中c(H+)=10-bml·L-1,氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-b-1ml·L-1,其c(H+)=10-1310-b-1ml·L-1=10-(12-b)ml·L-1,则a=12-b,所以a+b=12。

③若混合液pH=10,即c(OH-)=10-3ml·L-1,则c(OH-)=10-3ml·L-1=0.1Va-0.01VbVa+Vbml·L-1,得Va∶Vb=1∶9。

答案(1)10-13 (2)①1∶10 ②12 ③1∶9

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某温度(T℃)下的溶液中,c(H+)=10-x ml·L-1,c(OH-)=10-y ml·L-1,x与y的关系如图所示。请回答下列问题:

(1)此温度下,水的离子积KW= ,则T (填“>”“<”或“=”)25。

(2)在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则a= ,实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH-)= ml·L-1。

(3)在此温度下,将0.1 ml·L-1的NaHSO4溶液与0.1 ml·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:

①按丁方式混合后,所得溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。

②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式: 。

③按甲方式混合后,所得溶液的pH为。

解析(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-x·10-y=10-(x+y),根据图示可知当x=12时,c(OH-)=1ml·L-1,当y=12时,c(H+)=1ml·L-1,故KW=1×10-12。根据温度越高,水的电离程度越大,KW也随之越大,可知T>25。

(2)此条件下,pH=6时,溶液呈中性。根据表中实验①的数据可得,Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-4ml·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3L×10-4ml·L-1=22.00×10-3L×10-aml·L-1,可得a=4,即pH=4。实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c(OH-)等于由水电离产生的c(H+),即由水电离产生的c(OH-)=10-7ml·L-1。

(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+的物质的量相等,混合后溶液呈中性。②按乙方式混合时,反应前:n(Ba2+)=10-3ml,n(OH-)=2×10-3ml,n(H+)=n(SO42-)=10-3ml,实际反应的Ba2+、OH-、H+、SO42-的物质的量均为10-3ml,故反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO42-BaSO4↓+H2O。③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c(OH-)=2×0.1×10-0.1×515ml·L-1=0.1ml·L-1,c(H+)=10-11ml·L-1,pH=11。

答案(1)1×10-12 > (2)4 10-7

(3)①中 ②Ba2++OH-+H++SO42-BaSO4↓+H2O ③11实验

序号
Ba(OH)2溶液的

体积/mL
盐酸的

体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
甲
乙
丙
丁
0.1 ml·L-1 Ba(OH)2

溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1 ml·L-1 NaHSO4

溶液体积/mL
5
10
15
20