最新高考化学考点一遍过(讲义) 考点45 溶液的酸碱性及pH
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考点45 溶液的酸碱性及pH
一、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性(25 ℃时)
提醒:pH=7或c(H+)=10-7 ml·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7或c(H+)=10-7 ml·L-1溶液呈中性,100 ℃时pH=6或c(H+)=1×10-6 ml·L-1呈中性。
2.溶液的pH
(1)定义:pH=−lg c(H+)。
(2)pH 与溶液的酸碱性的关系
①25 ℃,纯水的pH=7,溶液呈中性;pH<7的溶液呈酸性;pH>7的溶液呈碱性。
②pH表示溶液的酸碱性及其强弱:25 ℃时,pH(<7)越小,溶液的酸性越强; pH(>7)越大,溶液的碱性越强。
(3)pH的适用范围
常温下,当溶液的酸碱性用pH表示时,一般情况下,1×10−14 ml·L−1
当c(H+)>1 ml·L−1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH−)直接表示溶液的酸碱性更方便。
注意:(1)未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100 ℃时,pH=6为中性溶液。
(2)溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=−lgc(OH−)。因为常温下,c(OH−)·c(H+)=10−14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。
3.pH的测定方法
(1)pH试纸法
pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读出数值。
pH试纸的种类:常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围为1~14或0~10,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或 0.3)。
(2)pH计法
常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。
(3)常用酸碱指示剂及其变色范围
注意:
(1)pH试纸不能伸入待测液中。
(2)pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。用pH试纸测定的是一个粗略结果。
(3)用广泛pH试纸测出溶液的pH是整数,而不会是3.1、5.2等小数。
二、溶液的酸碱性及pH的计算
1.溶液pH的计算
(1)类型方法
①单一溶液
②混合溶液
(2)基本思路
2.酸碱混合的有关规律
(1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃)
若混合前pH1+ pH2>14,则混合后溶液呈碱性,pH混>7;
若混合前pH1+ pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH混=7;
若混合前pH1+ pH2<14,则混合后溶液呈酸性,pH混<7。
(2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25 ℃)
若pH1+ pH2=14,则V酸=V碱;
若pH1+ pH2≠14,则。
(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱碱过量,pH混>7。
(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱酸过量,pH混<7。
注意事项
(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH小+0.3;若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH大−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。
(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;异强混合看过量。若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH−),再算c(H+)及pH,或先算c(OH−),再算pOH、pH。
三、溶液稀释时pH的变化规律
1.常温下酸、碱的稀释规律
注:表中a+n<7,b−n>7。
2.酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
注意:
(1)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中的H+(或OH‒)的数目(水电离出的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离平衡向右移动,溶液中H+(或OH‒)的数目还会增多。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多
(2)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH的变化幅度大。
考向一 溶液酸碱性的判断
典例1 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
【解析】A项,pH=3的醋酸中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-3 ml·L-1,由于醋酸为弱酸,则醋酸过量,在室温下等体积混合后,pH<7,正确;B项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 ml·L-1,酸碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7,错误;C项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 ml·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误;D项,pH=3的硫酸中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 ml·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误。
【答案】A
1.为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg,则下列叙述不正确的是
A.中性溶液的AG=0
B.酸性溶液的AG>0
C.常温下0.1 ml·L−1氢氧化钠溶液的AG=−12
D.常温下0.1 ml·L−1盐酸的AG=−12
溶液酸碱性判断时的易错提醒
(1)判断溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH−)的相对大小,若c(H+)=c(OH−),则溶液呈中性。
(2)pH=7或c(H+)=10−7ml·L−1的溶液不一定呈中性,因水的电离平衡与温度有关。常温时,pH=7呈中性;100 ℃时,pH=6呈中性。
(3)溶液中c(H+)越小,c(OH−)越大,溶液的酸性越弱,碱性越强;溶液中c(H+)越大,c(OH−)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱。
(4)室温下,已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合
①两强混合
a.若pH之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
b.若pH之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
c.若pH之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
②一强一弱混合——“谁弱显谁性”
pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
考向二 溶液pH的计算
典例1 (1)已知T ℃,Kw=1×10-13,则T ℃________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在T ℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则a∶b=________。
(2)25 ℃时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:
①若x+y=14,则a/b=________(填数据);
②若x+y=13,则a/b=________(填数据);
③若x+y>14,则a/b=________________(填表达式)。
④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(x、y)的关系式为________________(填表达式)。
【解析】(1)水的离子积常数随温度升高而增大,故T ℃>25 ℃;T ℃下,pH=11的氢氧化钠溶液,c(OH-)为0.01 ml·L-1;pH=1的硫酸溶液c(H+)=0.1 ml·L-1,混合后所得溶液的pH=10,eq \f(0.01×a-0.1×b,a+b)=10-3,a∶b=101∶9;
(2)pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,则有a×10-x=b×10-14+y;eq \f(a,b)=10-14+x+y,①x+y=14,则eq \f(a,b)=1;②x+y=13,则eq \f(a,b)=0.1;③x+y>14,则eq \f(a,b)=10-14+x+y;④盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(x、y)的关系式为x+y=14+lg eq \f(a,b)。
【答案】(1)> 101∶9
(2)①1 ②0.1 ③10x+y-14
④x+y=14+lg eq \f(a,b)
2.计算25 ℃时,下列溶液的pH。
(1)0.005 ml·L−1的H2SO4溶液;
(2)0.005 ml·L−1的Ba(OH)2溶液;
(3)0.1 ml·L−1的HA溶液[Ka(HA)=1×10−5];
(4)0.1 ml·L−1的MOH溶液(有1%的MOH已电离)。
3.求室温下,下列溶液的pH(忽略混合后溶液体积的变化,已知lg 2=0.3,lg 5=0.7)。
(1)pH=1的盐酸与等体积蒸馏水混合;
(2)pH=13的NaOH溶液与等体积蒸馏水混合;
(3)pH=13的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合;
(4)pH=1的盐酸与pH=3的盐酸等体积混合;
(5)pH=3的盐酸与pH=13的NaOH溶液等体积混合;
(6)pH=1的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合。
溶液pH计算的方法与类型
(1)计算方法
①酸按酸c(H+):酸溶液→c(H+)→pH。
②碱按碱c(OH−):碱溶液→c(OH−)→c(H+)→pH。
③同强相混0.3——即25 ℃时两强酸等体积混合,pH=pH小+0.3;两强碱等体积混合,pH=pH大−0.3。
④异强相混看过量——强酸强碱混合先判断过量。
⑤无限稀释“7”为限——酸碱无限稀释,最终溶液都接近中性。
(2)混合溶液pH的计算类型(混合后溶液体积变化忽略)
①两种强酸混合:直接求出c混(H+),再据此求pH。c混(H+)= 。
②两种强碱混合:先求出c混(OH−),再据KW求出 c混(H+),最后求pH。c混(OH−)=
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH−的浓度,最后求pH,c混(H+)或 c混(OH−)= 。
1.常温下0.1ml·L−1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是
A.将溶液稀释到原体积的2倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 ml·L−1盐酸
D.加少量冰醋酸
2.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.11D.12
3.常温下,pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,则将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于
A.a-lg 2B.b-lg 2
C.a+lg 2D.b+lg 2
4.下图是对10mL一定物质的量浓度的盐酸用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定的图像,依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的
5.室温下,有关pH计算结果一定正确的是
①强酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH=a+n
②弱酸pH=a,加水稀释到10n倍,则pH③强碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH=b−n
④弱碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH>b−n(b−n>7)
A.①②B.②③C.③④D.②④
6.下列说法中正确的是
A.25 ℃时NH4Cl溶液的Kw大于100 ℃时NaCl溶液的Kw
B.常温下,pH均为5的醋酸和硫酸铝两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为1∶104
C.根据溶液的pH与酸碱性的关系,推出pH=6.8的溶液一定显酸性
D.100 ℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
7.常温下,关于溶液稀释的说法正确的是
A.将1 L 0.1 ml·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13
B.pH=3的醋酸溶液加水稀释100倍,pH=5
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 ml·L-1
D.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
8.在T ℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a ml·L-1,c(OH-)=10-b ml·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如下表所示:
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为
A.1 B.4
C.5 D.6
9.已知在100 ℃时水的离子积Kw=1×10-12(本题涉及溶液的温度均为100 ℃)。下列说法中正确的是
A.0.005 ml·L-1的H2SO4溶液,pH=2
B.0.001 ml·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005 ml·L-1的H2SO4溶液与0.01 ml·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液100 mL
10.物质的量浓度相同的下列溶液: ①醋酸钠 ②硫酸 ③氯化钠 ④硫酸氢钠⑤氯化铵 ⑥氢氧化钠,按pH由小到大的顺序排列的是
A.②④⑤③⑥① B.④②⑤③①⑥
C.②④⑤③①⑥ D.⑥①③⑤④②
11.25 ℃时,0.1 ml·L-1的3种溶液:①盐酸、②氨水、③CH3COONa溶液。下列说法中,不正确的是
A.3种溶液中pH最小的是①
B.3种溶液中水的电离程度最大的是③
C.①与②等体积混合后溶液显酸性
D.①与③等体积混合后:c(Na+)>c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
12.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.V1 L④和V2 L②混合,若混合后溶液pH=7,则V1=V2
D.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>③>④
13.已知H2A为二元弱酸,室温下向100.0 mL 0.1 ml·L-1H2A溶液中加入不同质量的NaOH固体,pH变化如下表(不考虑溶液体积变化)。下列分析正确的是
A.H2A第一步电离K1的数量级为10-8
B.上述过程中水的电离程度一直增大
C.m(NaOH)=0.6 g时,c(Na+)>c(A2-)>c(HA-)>c(OH-)>c(H+)
D.若溶液中加NaOH至eq \f(c(HA-),c(A2-))=100时,c(OH-)>100 c(H+)
14.常温下,两种一元碱MOH和ROH的溶液分别加水稀释,溶液pH的变化如图所示,下列叙述不正确的是
A.MOH是一种弱碱
B.在x点,c(M+)=c(R+)
C.稀释前,c(ROH)=10c(MOH)
D.稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH−) 前者是后者的 10倍
15.(1)体积相同,浓度均为0.2 ml·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,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0.2 ml·L-1的盐酸和CH3COOH溶液,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CH3COOH溶液,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100倍,溶液的pH分别为m和n,则m和n的关系为________。
16.已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)95℃时,水的电离平衡曲线应为B,请说明理由______。
25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为______。
(2)95℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是______。
(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1______α2(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”)。
(4)曲线B对应温度下,将0.02ml/LBa(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH=________。
1.[海南]0.1 ml下列气体分别与1 L 0.l ml·L−1的NaOH溶液反应,形成的溶液pH最小的是
A.NO2 B.SO2 C.SO3 D.CO2
2.[新课标Ⅰ]浓度均为0.10 ml/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,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=2时,若两溶液同时升高温度,则 QUOTE 增大
溶液的酸碱性
c(H+)与c(OH-) 比较
c(H+)大小
pH
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7ml·L-1
<7
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=1×10-7ml·L-1
=7
碱性溶液
c(H+)
>7
指示剂
pH及变色范围
甲基橙
石蕊
酚酞
溶液类型
相关计算
强酸(HnA)
设HnA的浓度为c ml/L,则c(H+)=nc ml/L,pH=−lgc(H+)=−lgnc
强碱[B(OH)n]
溶液
设B(OH)n的浓度为c ml/L,则c(OH−)=nc ml/L,c(H+)= ml/L,pH=−lgc(H+)=14+lgnc
溶液类型
相关计算
两种强酸混合
两种强碱混合
强酸强碱混合
恰好完全反应
pH=7(25℃)
酸过量
c(H+)=
碱过量
c(OH−)=
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到体积为原来的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a
强碱
pH=b
pH=b−n
弱碱
b−n
溶液
A
B
C
D
c(HCl)/ml·L-1
0.12
0.04
0.03
0.09
c(NaOH)/ml·L-
0.04
0.12
0.09
0.03
序号
NaOH溶液体积
盐酸体积
溶液pH
①
20.00
0.00
8
②
20.00
20.00
6
序号
①
②
③
④
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
pH
11
11
3
3
m(NaOH)/g
0
0.4
0.8
1.2
pH
3.8
8.3
12.0
13.2
变式拓展
1.【答案】D
【解析】中性溶液,c(H+)=c(OH−),故lg QUOTE c(H+)c(OH-) =lg 1=0,A正确;酸性溶液,c(H+)>c(OH−),故AG>0,B正确;0.1 ml·L−1 NaOH溶液,AG=lg QUOTE c(H+)c(OH-) =lg QUOTE 10-1310-1 =−12,C正确;0.1 ml·L−1 HCl溶液,AG=lg QUOTE c(H+)c(OH-) =lg QUOTE 10-110-13 =12,D不正确。
2.【答案】(1)2 (2)12
(3)3 (4)11
【解析】(1)c(H+)=0.005 ml·L−1×2=0.01 ml·L−1,pH=2。
(2)c(OH−)=0.005 ml·L−1×2=0.01 ml·L−1,c(H+)= ml·L−1=1×10−12 ml·L−1,pH=12。
(3)设溶液中的c(H+)=x ml·L−1,
由HAH++A−
0.1−x x x
知 QUOTE x20.1-x =1×10−5,由于Ka(HA)很小,则0.1−x≈0.1,故x=1×10−3,即pH=3。
(4)c(OH−)=0.1 ml·L−1×1%=1×10−3 ml·L−1,c(H+)= QUOTE 1×10-141×10-3 ml·L−1=1×10−11 ml·L−1,即pH=11。
3.【答案】(1)1.3 (2)12.7 (3)12.7
(4)1.3 (5)12.7 (6)1.3
【解析】(1)c(H+)= =5×10−2 ml·L−1,pH=−lg(5×10−2)=1.3。
(2)c(OH−)= QUOTE 0.1ml·L-12 =5×10−2 ml·L−1,c(H+)= QUOTE 1×10-145×10-2 ml·L−1=2×10−13 ml·L−1,pH=12.7。
(3)c(OH−)= QUOTE 0.1ml·L-1+0.001 ml·L-12 ≈5×10−2 ml·L−1,则c(H+)= QUOTE 1×10-145×10-2 ml·L−1=2×10−13 ml·L−1,即pH=12.7。
(4)c(H+)= ≈5×10−2 ml·L−1,即pH=1.3。
(5)盐酸中:c(H+)=1×10−3 ml·L−1,NaOH溶液中:c(OH−)=0.1 ml·L−1,故两溶液等体积混合后,NaOH过量,c(OH−)= ≈5×10−2 ml·L−1即pH=12.7。
(6)盐酸过量,c(H+)≈=5×10−2 ml·L−1,即pH=1.3。
考点冲关
1.【答案】B
【解析】常温下0.1ml•L−1醋酸溶液的pH=a,当此溶液变为pH=(a+1)时,pH升高了,溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,c(H+)由ml/L变为ml/L。醋酸为弱酸,溶液中存在其电离平衡,可以加水稀释溶液使氢离子浓度减小,欲使溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,稀释后溶液体积必须大于原来的十倍。也可以加入可溶性醋酸盐使电离平衡逆向移动而使氢离子浓度减小。
A. 将溶液稀释到原体积的2倍 ,氢离子浓度肯定会大于原来的二分之一,所以A不正确; B. 加入适量的醋酸钠固体,可行,因为增大了溶液中醋酸根离子的浓度,醋酸的电离平衡逆向移动,所以B正确;C.因为盐酸是强酸,所以加入等体积0.2 ml•L−1盐酸后,c(H+)一定变大了,pH将减小;D. 加少量冰醋酸,增大了醋酸的浓度,酸性增强,pH减小,D不正确。本题选B。
点睛:首先要明确酸性溶液的pH变大时,表明溶液的酸性减弱了。pH增大1时,溶液中的氢离子溶液就会变为原来的十分之一。
2.【答案】C
【解析】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1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,则10-1×1-10-1·x=10-2·(1+x),解得x=eq \f(9,11),则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶eq \f(9,11)=11∶1。
3.【答案】B
【解析】两种溶液中c(OH-)分别为10a-14 ml·L-1、10b-14 ml·L-1,等体积混合后
c(OH-)=eq \f(10a-14 ml·L-1+10b-14 ml·L-1,2)=eq \f(101×10a-14,2)ml·L-1,
pOH=(14-a)-lg 101+lg 2≈12-a+lg 2,pH=14-pOH=2+a-lg 2=b-lg 2。
4.【答案】D
【解析】结合图像可以知道,当NaOH溶液的体积为20mL,酸过量,pH=2,则c(H+)= =0.01ml/L(1);当NaOH溶液的体积为30mL,溶液呈中性,恰好反应,即10c(HCl)=30c(NaOH)(2),由(1)(2)求计算得出c(HCl)=0.09ml/L、c(NaOH)=0.03 ml/L。故答案选D。
5.【答案】D
【解析】若为强酸时,pH=a,c(H+)=10−a ml·L−1,加水稀释到10n倍,稀释后c(H+)=10−(a+n) ml·L−1,则pH=n+a,但这时稀释程度不大;当a+n>7时,应考虑水的电离,此时pH≈7。若为强碱时,pH=b,则c(H+)=10−b ml·L−1,即c(OH−)=10−14+b ml·L−1,加水稀释到10n倍后,c(OH−)=10−14+b−n ml·L−1,换算成c(H+)=10n−b ml·L−1,即pH=b−n。同理,稀释到很稀时,应考虑水的电离,此时pH≈7。弱酸与弱碱稀释时除考虑稀释因素外,还要考虑弱酸与弱碱在稀释过程中电离平衡的移动。
6.【答案】B
【解析】水的离子积常数只与温度有关,温度越高,Kw越大,A错误;醋酸中由水电离出的c(H+)=溶液中的 c(OH-)=10-9 ml·L-1,硫酸铝溶液中由水电离出的 c(H+)=溶液中的c(H+)=10-5 ml·L-1,B正确;C选项中未指明温度,无法判断溶液pH与酸碱性的关系,C错误;100 ℃时Kw=1×10-12,所以将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,D错误。
7.【答案】A
【解析】A项,c(OH-)=eq \f(0.1×2,2) ml·L-1=0.1 ml·L-1,c(H+)=1×10-13 ml·L-1,故pH=13,正确;B项,稀释100倍,ΔpH<2,故3
8.【答案】B
【解析】据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10-12,而不是1×10-14。通过①可知,此NaOH溶液中c(OH-)=10-4 ml·L-1。由②可知,加入20 mL盐酸后溶液的pH=6,此时恰好完全中和。则c(H+)==1×10-4 ml·L-1,则c=4。
9.【答案】A
【解析】A项,0.005 ml·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.005 ml·L-1×2=0.01 ml·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg0.01=2。此计算与Kw值无关,不要受Kw=1×10-12的干扰;B项,0.001 ml·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 ml·L-1,c(H+)=eq \f(Kw,cOH-)=eq \f(1×10-12,1×10-3) ml·L-1=1×10-9 ml·L-1,pH=-lg(1×10-9)=9;C项,0.005 ml·L-1的H2SO4溶液与0.01 ml·L-1的NaOH溶液等体积混合,溶液呈中性,pH=6;D项,pH=3的H2SO4溶液c(H+)=10-3 ml·L-1,pH=9的NaOH溶液,c(OH-)=10-3 ml·L-1,二者完全中和,溶液的体积相等。
10.【答案】C
【解析】①醋酸钠为强碱弱酸盐,水解呈碱性;②硫酸是二元强酸,溶液呈酸性,且氢离子浓度是其酸浓度的2倍;③氯化钠为强酸强碱盐,溶液呈中性;④硫酸氢钠为强酸强碱的酸式盐,溶液显酸性,且氢离子浓度等于酸浓度;⑤氯化铵为强酸弱碱盐,水解呈酸性,因水解比较微弱,氢离子浓度远小于盐的浓度;⑥氢氧化钠为一元强碱,溶液呈碱性,且氢氧根的浓度等于其碱的浓度。综上所述:pH由小到大的顺序为②④⑤③①⑥。
点睛:溶液中氢离子浓度越大,则其pH越小,根据溶液的酸碱性以及利用盐类的水解程度来确定溶液的pH大小。当物质的量浓度相同时,溶液的pH:多元强酸的pH<一元强酸的pH<强酸弱碱盐的pH<强酸强碱盐的pH<强碱弱酸盐的pH<一元强碱的pH<多元强碱的pH。
11.【答案】D
【解析】盐酸呈酸性,氨水和CH3COONa溶液呈碱性,则pH最小的是盐酸,A正确;盐酸和氨水抑制水的电离,CH3COONa因发生水解而促进水的电离,故水的电离程度最大的是CH3COONa,B正确;等浓度、等体积的盐酸和氨水混合,二者恰好完全反应生成NH4Cl,由于NHeq \\al(+,4)发生水解而使溶液呈酸性,C正确;等浓度、等体积的盐酸和CH3COONa溶液混合,二者恰好完全反应生成CH3COOH和NaCl,由于Na+、Cl-均不发生水解,则有c(Na+)=c(Cl-),D错误。
12.【答案】D
【解析】A、醋酸、盐酸均呈酸性,醋酸钠呈碱性,两溶液加入醋酸钠后pH均增大,选项A正确;B、③中醋酸浓度大于②中氢氧化钠的浓度,二者等体积混合,醋酸过量导致溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),选项B正确;C、盐酸为强酸,氢氧化钠为强碱,V1L④和V2L②混合,若混合后溶液pH=7,则V1=V2,选项C正确;D、加水稀释促进弱电解质一水合氨和醋酸电离,导致稀释后醋酸pH小于盐酸、氨水pH大于氢氧化钠,所以它们分别稀释10倍后,溶液的pH:①>②>④>③,选项D不正确。答案选D。
13.【答案】D
【解析】初始时,0.1 ml·L-1H2A溶液的pH=3.8,根据氢离子浓度的近似计算公式c(H+)=eq \r(Kal×c)=eq \r(Kal×0.1)=10-3.8 ml·L-1,所以Kal=10-6.6,其数量级为10-7,A错误。初始时,0.1 ml·L-1H2A溶液对于水的电离一定是抑制,随着H2A逐渐被中和,转化为盐,则变成对水的电离产生促进,最后氢氧化钠过量,再对水的电离产生抑制,B错误。加入的氢氧化钠为0.6 g(0.015 ml)时,溶液为浓度相等的Na2A和NaHA混合溶液,由表中数据得到此时溶液一定显碱性,因为A2-的水解能力强于HA-,且A2-水解得到HA-,所以c(A2-)
14.【答案】C
【解析】本题考查了溶液的酸碱性与pH。由图可知,ROH开始的pH=13,稀释100倍pH=11,则ROH为强碱,而MOH开始的pH=12,稀释100倍pH=11,则MOH为弱碱。MOH开始的pH=12,稀释100倍pH=11,则MOH为弱碱,故A正确,不选。由ROHR++OH−,MOHM++OH−可知,在x点,c(OH−)相等,则c(M+)=c(R+),故B正确,不选。稀释前,c(ROH)=0.1 ml/L,c(MOH)>0.01 ml/L,则c(ROH)<10c(MOH),故C错,选C。稀释前,ROH开始的pH=13,由水电离出的c(OH−)=10−13 mL/L,MOH开始的pH=12,由水电离出的c(OH−)=10−12 mL/L,则稀释前MOH溶液和ROH溶液中由水电离出的c(OH−)前者是后者的10倍,故D正确,不选。
15.【答案】(1)m
【解析】(1)稀释10倍后两浓度均变为0.02 ml·L-1,盐酸中的c(H+)>醋酸中的c(H+),故m
(3)稀释相同倍数,CH3COOH溶液的pH变化较小,故m
16.【答案】(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH−)大 10∶1
(2)a+b=12 (3)小于 (4)10
【解析】本题考查水溶液中的电离和混合溶液pH的计算。(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH−)大,故水的电离平衡曲线应为B;25℃时,所得混合溶液的pH=7,即氢离子和氢氧根物质的量相等。设氢氧化钠的体积为V1 ,稀硫酸的体积为V2,有溶液中10−5V1=10−4V2,解得V1∶V2=10∶1。
(2)95℃时,由图可知水的离子积为10−12,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,即氢离子和氢氧根物质的量相等。同理可得a与b之间应满足a+b=12。
(3)曲线A所对应的温度即25℃时,pH=2的HCl溶液c(H+)=10−2 ml/L,pH=11的某BOH溶液c(OH−)=10−3 ml/L,故前者水的电离程度小于后者。
(4)曲线B对应温度即95℃时,0.02 ml/L Ba(OH)2溶液c(OH−)=4×10−2 ml/L,等物质的量浓度的NaHSO4溶液c(H+)=2×10−2 ml/L,等体积混合后c(OH−)=(4−2)×10−2 ml/L×=1×10−2 ml/L,故pH=12−2=10。
直通高考
1.【答案】C
【解析】A、NO2和NaOH溶液发生反应:2NO2+2NaOHNaNO3+NaNO2+H2O,二者恰好反应得到是NaNO3和NaNO2的混合溶液,该溶液中含有强碱弱酸盐,水溶液显碱性;B、SO2和NaOH溶液发生反应:SO2+NaOHNaHSO3,该物质是强碱弱酸盐,由于HSO3−电离大于水解作用,所以溶液显酸性;C、SO3和NaOH溶液发生反应:SO3+NaOHNaHSO4,该盐是强酸强碱的酸式盐,电离是溶液显酸性,相当于一元强酸,酸性比NaHSO3强;D、CO2和NaOH溶液发生反应:CO2+NaOHNaHCO3,该物质是强碱弱酸盐,由于电离小于水解作用,所以溶液显减性。故溶液的酸性最强的是NaHSO4,溶液的酸性越强,pH越小,选C。
2.【答案】D
【解析】A、根据图像可知,0.1 ml/L MOH溶液的pH=13,说明MOH完全电离,为强电解质,而ROH溶液的pH<13,说明ROH为弱电解质,所以MOH的碱性强于ROH的碱性,正确;B、ROH为弱碱,溶液越稀越易电离,所以ROH的电离程度:b点大于a点,正确;C、两溶液无限稀释下去,最终的pH均为7,所以它们的氢氧根离子浓度相等,正确;D、当=2时,MOH溶液的pH=11,ROH溶液的pH=10,MOH溶液中不存在电离平衡,升高温度,对c(M+)无影响;而ROH溶液中存在电离平衡,升高温度,电离正向移动,则c(R+)浓度增大。综上所述,升高温度时 QUOTE 比值减小,错误。
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