内容正文:
课时作业(十六) 水溶液的酸碱性与pH
一、选择题
1.下列溶液一定呈中性的是( )
A.c(H+) = 1×10-7 mol·L-1的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1溶液
C.pH=7的溶液
D.10 mL pH=8的NaOH溶液稀释至100 mL后的溶液
解析:选B 25 ℃时, c(H+) = 1×10-7 mol·L-1的溶液才为中性溶液,A错误;c(H+)=c(OH-)的溶液一定是中性溶液,B正确;pH=7的溶液不一定为中性溶液,如100 ℃的水pH=6,那么pH=7的溶液就显碱性,C错误;10 mL pH=8的NaOH溶液稀释至100 mL后的溶液显仍碱性,D错误。
2.已知:pOH=-lgc(OH-),在常温下溶液中的pH+pOH=14,又已知正常人(人的体温高于室温)的血液pH=7.3,则正常人血液的pOH( )
A.大于6.7 B.小于6.7
C.等于6.7 D.无法判断
解析:选B 升高温度,促进水电离,则水的离子积常数大于10-14,pH+pOH<14。
3.25 ℃时,两种不同浓度的NaOH溶液中,c平(H+)分别为1×10-14 mol·L-1和1×10-10 mol·L-1。将这两种溶液等体积混合后,所得溶液中c平(H+)是( )
A.1×(10-14+10-10) mol·L-1
B. mol·L-1
C.2×10-10 mol·L-1
D.2×10-14 mol·L-1
解析:选D c平(H+)为1×10-14 mol·L-1的NaOH溶液中c平(OH-)=1 mol·L-1,c平(H+)为1×10-10 mol·L-1的NaOH溶液中c平(OH-)=1×10-4 mol·L-1,设混合前两溶液的体积均为V L,则两溶液等体积混合后,c平(OH-)混= mol·L-1≈0.5 mol·L-1,所以c平(H+)混= mol·L-1=2×10-14 mol·L-1。
4.pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶9 D.1∶11
解析:选C 所得混合液的pH=11,则碱过量,混合溶液中c(OH-)=mol·L-1=0.001 mol·L-1,解之得强碱与强酸的体积比是1∶9。
5.某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15 mol2·L-2,若用定义pH一样规定pD=-lg c平(D+),则在该温度下,下列叙述正确的是( )
A.纯净的重水中,c平(D+)·c平(OD-)>1.0×10-14 mol2·L-2
B.1 L溶解有0.01 mol DCl的重水溶液,其pD=2
C.1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液,其pD=12
D.纯净的重水中,pD=7
解析:选B A项,该温度下重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15 mol2·L-2<1.0×10-14 mol2·L-2,错误;B项,c(DCl)==0.01 mol·L-1,则c平(D+)=0.01 mol·L-1,所以pD=2,正确;C项,c(NaOD)==0.01 mol·L-1,则c平(D+)= mol·L-1=1.6×10-13 mol·L-1,则pD>12,错误;D项,c平(D+)= mol·L-1=4×10-8 mol·L-1,所以pD>7,错误。
6.25 ℃时,等体积硫酸和氢氧化钠溶液混合后,若溶液呈现中性,则混合前硫酸的pH和氢氧化钠溶液的pH之间应满足的关系是( )
A.pH(H2SO4)+pH(NaOH)>14
B.pH(H2SO4)+pH(NaOH)<14
C.pH(H2SO4)+pH(NaOH)=14
D.pH(H2SO4)+pH(NaOH)=13
解析:选C 等体积的硫酸和氢氧化钠溶液混合后,恰好完全反应,则氢氧化钠溶液中氢氧根离子的物质的量浓度与硫酸中氢离子的物质的量浓度相等,故设硫酸中氢离子的浓度为10-a mol·L-1,故硫酸溶液的pH为a;则氢氧化钠溶液中的氢氧根离子的浓度为10-a mol·L-1,则氢氧化钠的溶液中的氢离子浓度为10-(14-a),故氢氧化钠溶液的pH为14-a,故两溶液的pH之和为14,故选C。
7.现有常温时pH=1的某强酸溶液10 mL,下列操作能使溶液的pH变成2的是( )
A.加入10 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液
B.加入10 mL 0.01 mol·L-1的盐酸
C.加水稀释成100 mL
D.加入10 mL 的水进行稀释
解析:选C 常温下pH=1的某强酸溶液中c平(H+)=0.1 mol·L-1,使溶液的pH变成2,即c平(H+)=0.01 mol·L-1,则:pH=1的某强酸溶液10 mL,n(H+)=0.01 L×0.1 mol·L-1=0.001 mol,10 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液,n(OH-)=0.01 L×0.01 mol·L-1=0.000 1 mol,混合后c平(H+)=≠0.01 mol·L-1,A项错误;加入10 mL 0.01 mol·L-1的盐酸,混合后,c平(H+)=≠0.01 mol·L-1,B项错误;加水稀释成100 mL,c平(H+)==0.01 mol·L-1,C项正确;加入10 mL的水进行稀释,混合后c平(H+)==0.05 mol·L-1≠0.01 mol·L-1,D项错误。
8.25 ℃时,若pH=a的10体积某强酸溶液与pH=b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系为( )
A.a+b=14 B.a+b=13
C.a+b=15 D.a+b=7
解析:选C 酸中n(H+)=10-a×10,碱中n(OH-)=×1=10-14+b,根据混合后溶液呈中性,故n(H+)=n(OH-),即10-a×10=10-14+b,所以a+b=15。
9.(双选)25 ℃时,关于pH=2的盐酸,下列说法不正确的是( )
A.溶液中c平(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
B.加水稀释100倍后,溶液的pH<4
C.此溶液中由水电离出的c平(H+)=1.0×10-12 mol·L-1
D.将pH=2的盐酸和pH=5的稀硫酸等体积混合,混合液的pH=3.5
解析:选BD pH=-lgc平(H+)=2,则溶液中c平(H+)=1.0×10-2 mol·L-1,A与题意不符;加水稀释100倍后,溶液中的溶质的物质的量不变,则溶液的c平(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,pH=4,B符合题意;Kw=c平(H+)·c平(OH-),酸电离的c平(H+)=1.0×10-2 mol·L-1,则水电离的c平(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1,水电离的c平(H+)=c平(OH-),则此溶液中由水电离出的c平(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,C与题意不符;pH=2的盐酸和pH=5的稀硫酸等体积混合后溶液中c平(H+)混合==5.005×10-3 mol·L-1,混合后溶液的pH=-lg c平(H+)混合=-lg(5.005×10-3)≈2.3,D符合题意。
10.已知100 ℃时,0.01 mol·L-1 NaHSO4溶液中水电离的c平(H+)=10-10 mol·L-1,该温度下将pH=8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH=5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH=7,则V1∶V2为( )
A.2∶9 B.1∶9
C.1∶1 D.1∶2
解析:选A 根据100 ℃时,0.01 mol·L-1 NaHSO4溶液中水电离的c平(H+)=10-10 mol·L-1,确定水的离子积为1.0×10-12 mol2·L-2,该温度下将pH=8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH=5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH=7,溶液呈碱性,所以c平(OH-)=10-5 mol·L-1=,则V1∶V2=2∶9。
二、非选择题
11.在常温下,有100 mL pH=12的NaOH溶液,欲使它的pH降为11。
(1)如果加入蒸馏水,应加入______mL。
(2)如果加入pH=10的NaOH溶液,应加入______mL。
(3)如果加入0.008 mol·L-1的盐酸,应加入______mL。
解析:pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,当pH=11时,c(OH-)=10-3 mol·L-1。
(1)若加入水,溶液体积应为1000 mL,则加入水的体积为900 mL。
(2)设需加NaOH溶液的体积为x,
=10-3 mol·L-1,x=1 L=1000 mL。
(3)设需加盐酸的体积为y,
=10-3 mol·L-1,y=0.1 L=100 mL。
答案:(1)900 (2)1000 (3)100
12.有一学生甲在实验室测某溶液的pH,实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为:操作错误,测定结果一定有误差。学生丙对学生甲的操作的评价为:操作错误,但测定结果不一定有误差。
(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________________________________________________________________________,
原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你________(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸。若能,简述操作过程________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
①紫色石蕊试液;②酚酞试液;③甲基橙试液;④蒸馏水;⑤BaCl2溶液;⑥pH试纸
解析:pH试纸使用不能用蒸馏水润湿,若润湿相当于对待测液稀释。对于不同性质的溶液造成的影响不同:若溶液为中性,则测得结果先误差;若为酸性,测得结果偏大;若为碱性,测得结果偏小。
答案:(1)丙 当溶液呈中性时,则不产生误差,否则将产生误差
(2)盐酸 在稀释过程中,醋酸继续电离产生H+,使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中c(H+)大,误差较小
(3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上,与标准比色卡比较其pH,pH较大的为0.01 mol·L-1的硫酸
13.(1)某温度(T ℃)时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH=11,则该温度下水的Kw________。
(2)在此湿度下,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,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,0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1,其pH=11,即c(H+)=10-11mol·L-1,则水的离子积为10-13。
(2)①pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,pH=3的H2SO4溶液中c(H+) =10-3 mol·L-1,若混合后呈中性,则硫酸溶液的体积为氢氧化钠溶液体积的10倍,即Va∶Vb=1∶10。
②若所得混合液为中性,且Va∶Vb=10∶1,
则Va×10a-13=Vb×10-b,=,
即10=10-b-a+13,
则1=-b-a+13,a+b=12。
③若混合液pH=10,即c(OH-)=10-3 mol·L-1,则c(OH-)=10-3mol·L-1=mol·L-1,
得Va∶Vb=1∶9。
答案:(1)10-13 (2)①1∶10 ②12
③1∶9
14.某温度(T ℃)下的溶液中,c(H+)=10-x mol·L-1,c(OH-)=10-ymol·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为________,则该温度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:
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
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则a=________,实验②中由水电离产生的c(OH-)=________mol·L-1。
(3)在此温度下,将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
甲
乙
丙
丁
0.1 mol·L-1Ba(OH)2溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1 mol·L-1NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
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平(H+)·c平(OH-)=10-x·10-y=10-(x+y),根据图示可知当x=12时,c(OH-)=1 mol·L-1,当y=12时,c(H+)=1 mol·L-1,故Kw=1×10-12;因温度越高水的电离程度越大,Kw也随之越大,可知此时的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c(OH-)=10-4mol·L-1,根据表中实验③的数据有22.00×10-3 L×10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L×10-a mol·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-)=10-7 mol·L-1。
(3)①按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+相等,混合后溶液呈中性;②按乙方式混合时,反应前,n(Ba2+)=10-3 mol,n(OH-)=2×10-3 mol,n(H+)=n(SO)=10-3 mol,实际反应的Ba2+、OH-、H+、SO均为10-3 mol,故反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O;③按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c平(OH-)=
=0.1 mol·L-1,c平(H+)=mol·L-1=10-11mol·L-1,pH=11。
答案:(1)1×10-12 > (2)4 10-7 (3)①中
②Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O ③11
学科网(北京)股份有限公司
$$