第3章 第2节 第2课时 溶液pH的计算（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

[基础训练] 1．(2022·宜宾高二期末)七彩神仙鱼在pH为6.2～6.8的环境中能迅速生长，pH≤6则难以存活。常温下，若1 000 L某湖水含有0.5 mol H2SO4。下列说法正确的是(　　) A．当前湖水的环境适宜七彩神仙鱼生长 B．当前湖水中，水电离的c(H＋)＝1.0×10－3mol/L C．若将该湖水稀释103倍，湖水环境不利于七彩神仙鱼生长 D．若将该湖水稀释107倍，湖水pH变为10 解析　C　1 000 L某湖水含有0.5 mol H2SO4，则c(H＋)＝＝0.001 mol/L，溶液的pH＝3，不适合七彩神仙鱼生长，A错误； 根据溶液的pH＝3可知溶液中的c(OH－)＝10－11mol/L，则水电离的c(H＋)＝1.0×10－11mol/L，B错误； 若将该湖水稀释103倍，湖水的pH＝6，仍然不利于七彩神仙鱼生长，C正确；该湖水是酸性的，将该湖水稀释107倍，湖水仍是酸性的，其pH＜7，D错误。 2．25 ℃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．13　　　　　　 B．14 C．15 D．不能确定 解析　A　由HCl＋NaOH===NaCl＋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＝10b－14·10V，即10－a＝10b－14＋1，解得a＋b＝13。 3．某温度下，pH＝11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍，溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。根据图像判断下列说法错误的是(　　) A．a值一定大于9 B．Ⅱ为氨水稀释时溶液的pH变化曲线 C．稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大 D．完全中和稀释后相同体积的两溶液时，消耗相同浓度的稀H2SO4的体积V(NaOH)<V(氨水) 解析　C　根据图像可知，开始二者pH相同，在稀释过程中促进氨水的电离，则氨水的pH变化较小，即Ⅱ为氨水稀释时溶液的pH变化曲线，pH＝11的氢氧化钠溶液稀释100倍时，pH变为9，所以，pH＝11的氨水稀释100倍时，pH变化较小，即a一定大于9，A、B正确；碱溶液中分析水的电离即判断溶液中氢离子浓度大小，稀释后氨水的pH大于NaOH溶液的pH，氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度小，C错误；pH相同的氨水和氢氧化钠溶液，氨水的物质的量浓度大于氢氧化钠溶液的物质的量浓度，加水稀释相同的倍数，氨水的物质的量浓度仍较大，完全中和稀释后相同体积的两溶液时，消耗相同浓度的稀硫酸的体积V(NaOH)<V(氨水)，D正确。 4．25 ℃时，Va L pH＝a的某一元强酸溶液与Vb L pH＝b的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，Va＜Vb，下列有关a的说法中正确的是(　　) A．a可能等于1 B．a一定大于2 C．a一定小于2 D．a一定等于2 解析　C　由b＝6a＞7得a＞；由混合后溶液的pH＝7得n(H＋)＝n(OH－)，即Va×10－a＝Vb×10b－14，得Va/Vb＝10a＋b－14；由于Va＜Vb，即10a＋b－14＜1，得a＋b－14＜0，结合b＝6a，得a＜2，综合可知＜a＜2。 5．25 ℃时的三种溶液：①pH＝2的醋酸溶液；②pH＝2的硫酸溶液；③pH＝12的氢氧化钠溶液。下列有关说法正确的是(　　) A．将①溶液用蒸馏水稀释，使体积变为原来的100倍，所得溶液的pH变为4 B．①与②两溶液溶质的物质的量浓度相等 C．V1 L②溶液和V2 L③溶液混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)，若混合后溶液pH＝3，则V1∶V2＝11∶9 D．①与③两溶液等体积混合(混合后溶液的体积变化忽略不计)，混合液的pH＝7 解析　C　①CH3COOH是弱酸，存在电离平衡，加水促进电离，所以CH3COOH溶液稀释至原体积的100倍后，pH变化小于2个单位，即所得溶液pH<4，A错误；pH＝2的醋酸溶液的浓度远大于0.01 mol/L，pH＝2的硫酸溶液的浓度为0.005 mol/L，所以①与②两溶液溶质的物质的量浓度不相等，B错误；pH＝2的硫酸溶液中c(H＋)＝0.01 mol/L，pH＝12的氢氧化钠溶液中c(OH－)＝0.01 mol/L，混合后溶液中c(H＋)＝0.001 mol/L，则0.01 V1－0.01 V2＝0.001×(V1＋V2)，则V1∶V2＝11∶9，C正确；CH3COOH是弱酸，①与③两溶液等体积混合，醋酸过量，溶液呈酸性，pH<7，D错误。 6．(2023·射洪中学高二阶段练习)25 ℃时，下列溶液等体积混合后pH＞7的是(　　) A．pH＝4的盐酸与pH＝10的Ba(OH)2溶液 B．pH＝4的硝酸与pH＝10的氨水溶液 C．pH＝2的醋酸与pH＝12的NaOH溶液 D．pH＝2的硫酸与pH＝12的KOH溶液 解析　B　pH＝4的盐酸中c(H＋)＝1×10－4mol/L，pH＝10的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝1×10－4mol/L，等体积混合后恰好完全反应，则混合后溶液的pH＝7，A不选；pH＝4的硝酸中c(H＋)＝1×10－4mol/L，pH＝10的氨水溶液中c(OH－)＝1×10－4mol/L，但NH3·H2O是弱碱，不完全电离，c(NH3·H2O)大于1×10－4mol/L，当硝酸和氨水等体积混合后，氨水是远远过量的，则混合后溶液显碱性，溶液的pH＞7，B选；pH＝2的醋酸中c(H＋)＝1×10－2mol/L，pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－2mol/L，醋酸是弱碱，不完全电离，c(CH3COOH)大于1×10－2mol/L，当醋酸和NaOH溶液等体积混合后，醋酸是远远过量的，则混合后溶液显酸性，溶液的pH＜7，C不选；pH＝2的硫酸中c(H＋)＝1×10－2mol/L，pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1×10－2mol/L，强酸和强碱等体积混合，恰好完全反应，则混合后溶液的pH＝7，D不选。 7．常温下，取浓度相同的NaOH溶液和HCl溶液，以3∶2的体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为(　　) A．0.01 mol·L－1 B．0.017 mol·L－1 C．0.05 mol·L－1 D．0.50 mol·L－1 解析　C　设原溶液物质的量浓度为c，混合溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，则有10－2 mol·L－1＝，则c＝0.05 mol·L－1。 8．(1)t ℃时，测得0.01 mol·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若所得混合液呈中性，且a＝11，b＝3，则Va∶Vb＝________。 ②若所得混合液呈中性，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，0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，其pH＝11，即c(H＋)＝10－11 mol·L－1，则水的离子积为10－13 mol2·L－2。(2)①pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，pH＝3的H2SO4溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，酸中n(H＋)＝Vb×10－3 mol，碱中n(OH－)＝Va L×10－2 mol·L－1，若混合后溶液呈中性，则Va×10－2＝Vb×10－3，即Va∶Vb＝1∶10。②酸中n(H＋)＝Vb L×10－b mol·L－1，碱中c(OH－)＝ mol·L－1＝10－13＋a mol·L－1，若混合后溶液呈中性，则Vb×10－b＝Va×10－13＋a，即＝1013－a－b＝10，即a＋b＝12。③若混合后pH＝10，即c(OH－)＝ mol·L－1＝10－3 mol·L－1，故＝10－3，即Va∶Vb＝1∶9。 答案　 (1)10－13 mol2·L－2　(2)①1∶10　②12　③1∶9 [能力提升] 9．甲、乙两种醋酸稀溶液，甲的pH＝a，乙的pH＝a＋1，下列叙述正确的是(　　) A．甲中水电离出来的H＋的物质的量浓度是乙中水电离出来的H＋的物质的量浓度的10倍 B．中和等物质的量的NaOH，需甲、乙两种醋酸溶液的体积：10V(甲)>V(乙) C．物质的量浓度：c(甲)>10c(乙) D．甲中的c(OH－)为乙中的c(OH－)的10倍 解析　C　 c(H＋)＝10－pH mol·L－1，所以c(H＋)甲＝10－a mol·L－1，c(H＋)乙＝10－(a＋1) mol·L－1，所以c(H＋)甲＝10c(H＋)乙，则10c(OH－)甲＝c(OH－)乙，酸溶液中c(H＋)水＝c(OH－) 水，则水电离出的H＋浓度：乙是甲的10倍，A、D错误；弱电解质浓度越大，电离度越小，故c(甲)>10c(乙)，所以与等物质的量的NaOH反应消耗酸的体积，10V(甲)<V(乙)，B错误、C正确。 10．常温下，体积相同、浓度均为1.0 mol·L－1的HX溶液、HY溶液分别加水稀释，溶液的pH随稀释倍数的常用对数的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　) A．HX是强酸，溶液每稀释10倍，pH始终增大1 B．常温下HY的电离常数约为1.0×10－4 C．溶液中水的电离程度：a点大于b点 D．恰好中和时消耗同浓度的NaOH溶液的体积：a点大于b点 解析　B　题图中1.0 mol·L－1的HX溶液的pH＝0，说明HX为强酸，加水稀释，溶液pH最终接近7，溶液每稀释10倍，pH增大的值不一定始终是1，A错误；常温下，1.0 mol·L－1HY溶液的pH＝2.0，c(H＋)＝0.01 mol·L－1，则HY的电离常数Ka＝＝≈1.0×10－4，B正确；HX为强酸，HY为弱酸，加水稀释相同倍数，a点HX溶液中氢离子浓度大于b点HY溶液中氢离子浓度，故溶液中水的电离程度：a点小于b点，C错误；a点和b点分别为相同浓度和相同体积的HX和HY溶液分别稀释相同的倍数后所得溶液，则恰好中和时消耗同浓度的NaOH溶液的体积相同，D错误。 11．常温下，下列说法正确的是(　　) A．pH加和为12的强酸与弱酸混合，pH可能为6 B．pH加和为12的强酸与弱碱等体积混合，溶液一定呈碱性 C．pH加和为12的弱酸与强碱混合，若呈中性，则V(酸)>V(碱) D．pH加和为12的强酸与强碱混合，若呈中性，则两溶液体积比为100∶1 解析　A　pH加和为12的强酸与弱酸，因为酸的pH都小于7，则二者的pH在5～7之间，混合后pH可能为6，故A正确；pH加和为12的强酸与弱碱，假设酸的pH为x，碱的pH为y，有x＋y＝12，则酸中的H＋浓度为10－x mol/L＝10y－12mol/L，碱中的OH－浓度为10y－14mol/L，强酸中的H＋浓度大于弱碱中的OH－浓度。但由于是弱碱不完全电离，所以弱碱的浓度远远大于OH－浓度，等体积混合不能确定酸碱是否完全反应、是否有剩余，则不能确定溶液的酸碱性，故B错误；pH加和为12的弱酸与强碱混合，假设酸的pH为x，碱的pH为y，有x＋y＝12，则酸中的H＋浓度为10－x mol/L＝10y－12 mol/L，碱中的OH－浓度为10y－14 mol/L，弱酸中的H＋浓度大于强碱中的OH－浓度，弱酸不完全电离，若等体积混合，酸有剩余，显酸性，若呈中性，则V(酸)<V(碱)，故C错误；pH加和为12的强酸与强碱混合，假设酸的pH为x，碱的pH为y，有x＋y＝12，则酸中的H＋浓度为10－x mol/L＝10y－12 mol/L，碱中的OH－浓度为10y－14 mol/L，若呈中性，则n(H＋)＝n(OH－)，即10y－12V(酸)＝10y－14V(碱)，则两溶液体积比为1∶100，故D错误。 12．(1)常温下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液的pH＝____，水电离出的c(H＋)＝________mol·L－1。 (2)在常温下，水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的NaOH溶液中，pH＝______，c(NaOH)＝______mol·L－1。 (3)某温度下，纯水的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时纯水的c(OH－)为________。若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)为________，此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。 解析　(1)常温下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液中氢离子浓度是0.1 mol·L－1，则pH＝1，水电离出的c(H＋)等于溶液中OH－的浓度为1×10－13 mol·L－1。(2)在常温下，水电离出的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1的NaOH溶液中，pH＝13，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，由于氢氧化钠是一元强碱，则c(NaOH)＝0.1 mol·L－1。(3)纯水中氢离子浓度一定等于氢氧根的浓度，因此某温度下，纯水的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时纯水的c(OH－)＝2×10－7 mol·L－1。该温度下水的离子积常数是4×10－14，若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝8×10－11 mol·L－1。由于此时水的离子积常数大于10－14，水电离吸热，所以此时温度高于25 ℃。 答案　(1)1　10－13　(2)13　0.1　(3)2×10－7 mol·L－1　8×10－11 mol·L－1　高于 13．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示： (1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，理由是_______________ ________________________________________________________________________。 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________。 (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γ1、γ2表示，则γ1________(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)γ2。 解析　(1)25 ℃时，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，pH＝4的硫酸中c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，当两者恰好反应完全时有1×10－5 V(碱)＝1×10－4V(酸)，V(碱)∶V(酸)＝10∶1。 (2)95 ℃时，Kw＝1×10－12，pH＝a的强酸溶液中，c(H＋)＝1×10－a mol·L－1，pH＝b的强碱溶液中c(OH－)＝1×10b－12mol·L－1,100×10－a＝1×10b－12,2－a＝b－12，a＋b＝14。 (3)由于盐酸中c(H＋)大于碱(BOH)溶液中c(OH－)，结合水的电离方程式知两者对水电离程度的抑制能力前者较强，故γ1小于γ2。 答案　(1)A　水电离需要吸热，温度越高，Kw越大　10∶1　(2)a＋b＝14　(3)小于 学科网（北京）股份有限公司 $$