内容正文:
新高二暑假衔接讲义
第15讲 溶液的酸碱性及pH的计算
一、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1
二、pH与c(H+)的关系 ,
溶液的pH是c(H+)的负对数,即pH =_____________。
1. pH越大,溶液的碱性越强;pH越小,溶液的酸性越强。
2.常温下,pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液。
3. pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即0≤pH≤14
【对点训练1】
1. 在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10 mol·L-1。下列有关该溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液一定呈酸性
B.该溶液中c(H+)可能等于10-5 mol·L-1
C.该溶液的pH可能为4,也可能为10
D.该溶液有可能呈中性
2.强酸(碱)溶液的酸(碱)性不一定比弱酸(碱)溶液的强。下列关系一定正确的是( )
A.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
B.当溶液中c(H+)<1×10-7 mol·L-1时,其pH>7,溶液呈碱性
C.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈中性
D.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
三、pH的测定
1.pH试纸
(1)使用方法
取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
(2)分类
① 广泛pH试纸:其pH范围是 1~14 (最常用),可以识别的pH差约为1。
② 精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。 ,
③ 专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
2.pH计
pH计,又叫酸度计,可精密测量溶液的pH,其量程为0~14。(读至小数点后2位)。
3.酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
红色←5.0紫色8.0→蓝色
酚酞
无色←8.2粉红色10.0→红色
甲基橙
红色←3.1橙色4.4→黄色
注意:
①不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则溶液被稀释,可能造成误差(酸性溶液的pH偏大、碱性溶液的pH偏小、中性溶液的pH无影响)
②不能用pH试纸测定有强氧化性和有颜色的物质,如新制氯水、NaClO溶液、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
③pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH
【对点训练2】
1.用pH试纸测定某溶液的pH,下列说法正确的是( )
A.将pH试纸浸入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得新制氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
四、pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)酸性溶液中,先求c(H+),再计算pH = -lgc(H+);
(2)碱性溶液中,先求c(OH-),再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
2.混合溶液pH的计算
(1)强酸混合,先求,再计算pH = -lgc(H+);
(2)强碱混合,先求,再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
巧记:若pH之差≥2的两种强酸溶液等体积混合,混合溶液pH=pH小+0.3。
巧记:若pH之差≥2的两种强碱溶液等体积混合,混合溶液pH=pH大-0.3。
(3)强酸强碱混合
① 恰好完全反应,pH=7(25℃); ,
② 酸过量,先求,再计算pH = -lgc(H+);
③ 碱过量,先求,再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
【巩固练习】
例1.pH=2的盐酸与pH=4的硫酸,若按1∶10的体积比混合(溶液体积变化忽略不计)。
(1)混合后溶液的c(H+)是多少?
(2)混合后溶液的pH是多少?
例2.常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)最接近于( )
A.(10-8+10-10) mol·L-1
B.(10-4+10-6) mol·L-1
C. mol·L-1
D.2×10-10 mol·L-1
例3. 常温下,用pH=4和pH=11的强酸和强碱混合,使pH=10,则两溶液的体积比为________。
例4. 常温下,0.2 mol·L-1 NaHSO4和0.1 mol·L-1 BaCl2溶液按等体积混合后,则溶液的pH等于________。
4.酸碱混合后pH变化与计算
(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合
常温时
规律:“谁弱谁剩显谁性”。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合
常温时
(3)常温时,强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:
①若pH1+pH2=14,则V酸=V碱。
②若pH1+pH2≠14,则=。
【对点训练3】
1. 25℃时,关于下列溶液混合后溶液pH的说法正确的是
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NH3·H2O溶液与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
2. 向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
3. 在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw=________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________。
4. 室温时,将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,不正确的是
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
5.常温下某强酸溶液pH=a,某强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液体积V酸和碱溶液体积V碱的正确关系为( )
A.V碱=V酸 B.V碱=10V酸
C.V碱=100V酸 D.V碱=1 000V酸
6.25 ℃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
7. 常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为 。(100℃时:Kw=10-12)
5.55.酸、碱稀释时pH变化规律
(1)pH = a 的强酸溶液,稀释10m 倍,pH = a + m(室温下,a+ m<7)
pH = a 的弱酸溶液,稀释10m 倍,a<pH<a + m(室温下,a+ m<7)
(2)pH = b 的强碱溶液,稀释10n 倍,pH = b - n(室温下,b - n>7)
pH = b 的弱碱溶液,稀释10n 倍,b - n<pH<b(室温下,b - n>7)
(3)pH = a 的强酸溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = a + 0.3(室温下,a+0.3<7)
(4)pH = b 的强碱溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = b - 0.3(室温下,b - 0.3>7)
【判断正误】
(1)如果c(H+)≠c(OH-),则溶液一定呈一定的酸碱性________;
(2)任何水溶液中都有c(H+)和c(OH-)________;
(3)c(H+)等于10-6 mol·L-1的溶液一定呈现酸性________;
(4)25 ℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等________;
(5)在100 ℃时,纯水的pH>7________;
(6)如果c(H+)/ c(OH-)的值越大,则酸性越强 ________;
(7)升高温度,水的电离程度增大,酸性增强 ________;
(8)25 ℃时,0.01 mol·L-1的KOH溶液的pH=12________;
(9)pH减小,溶液的酸性一定增强________;
(10)100 ℃时,0.01 mol·L-1盐酸的pH=2,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=10________;
(11)1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8 ________;
(12)pH=a的醋酸溶液稀释一倍后,溶液的pH=b,则a>b________。
(13)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸碱性________;
(14)pH=7的溶液一定是中性溶液________;
(15)pH=6的溶液一定是酸性溶液________;
(16)常温下,pH=0的溶液酸性最强,pH=14的溶液碱性最强________;
(17)升高温度水的电离程度增大,酸性增强________;
(18)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低________;
(19)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4________;
(20)用pH计测得某溶液的pH为7.45________;
【巩固练习】
例1. 常温下,关于溶液稀释的下列说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.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 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
【对点训练4】
1.常温下,将pH=4的硫酸溶液分别稀释成原体积的10倍、100倍、10 000倍。则稀释后溶液的pH分别约为( )
A.5、6、8 B.5、6、7
C.4.7、6.7、8 D.4.7、6.7、7
2.将10 mL pH=1的CH3COOH加水稀释至100 mL后,溶液的pH为( )
A.2 B.2<pH<7
C.1<pH<2 D.无法判断
3. 常温下,关于溶液稀释的说法正确的是( )
A.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水到体积为2 L,pH=13
B.pH=3的醋酸溶液加水稀释到原浓度的,pH=5
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释到原浓度的,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
D.pH=8的NaOH溶液加水稀释到原浓度的,其pH=6
4. 化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是( )
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
B.0.1 mol/L的盐酸和0.1 mol/L醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,醋酸的电离平衡不移动
5. 常温时,1 mol·L-1的HA和1 mol·L-1的HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别将两溶液加水稀释,稀释后溶液体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两者均为弱酸,且酸性强弱:HB>HA
B.将lg=1的溶液加水稀释至lg =3时,减小
C.M点水的电离程度大于N
D.在0≤pH≤7时,HB溶液满足:pH=lg
6. 常温下,将等浓度的溶液分别滴加到等、等体积的、两种弱酸溶液中,溶液的与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是
A.的浓度大于的浓度
B.a点水的电离程度小于b点水的电离程度
C.常温下的电离常数是
D.向溶液中滴加溶液至时,
【课时跟踪训练】
1.在任何情况下,中性溶液一定是
A.pH=7 B.c(H+)=c(OH-)
C.c(H+)·c(OH-)=1×10-14 D.c(H+)=c(OH-)=1×10-7
2.已知人体体液中存在维持体液pH相对稳定的平衡: CO2+ H2OH2CO3H++,则下列说法不合理的是
A.当人体体内的酸碱平衡失调时,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数
B.如果CO2进入体液,会使体液的pH减小
C.当强酸性物质进入体液后,平衡向左移动
D.静脉滴注生理盐水,体液的pH会有大幅改变
3.一些食物和生活中的物质的pH大致如下:
下列说法正确的是
A.草木灰可用于改良碱性土壤 B.肥皂水可使石蕊试液变红
C.胃液过多的人不宜多吃苹果 D.西瓜比酱油的酸性强
4.常温下,某柠檬水溶液的pH是3,其中的是
A. B.
C. D.0.1
5.常温下,取浓度相同的NaOH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
A.0.01mol·L-1 B.0.17mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.50mol·L-1
6.已知在100℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100℃),水的离子积KW=1.0×10-12mol2·L-2,下列说法中正确的是
A.0.1mol·L-1的H2SO4溶液,pH=1
B.0.001mol·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005mol·L-1的H2SO4溶液与0.01mol·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.将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与稀盐酸的体积比为2:9
7.已知pOH值指溶液的碱度,以溶液中氢氧根离子浓度来表示,pOH=-lgc(OH-)。则下列溶液,一定呈中性的是
A.c(H+) =1×10-7 mol/L的溶液 B.pH=14-pOH 的溶液
C.pH=pOH 的溶液 D.pOH=0 的溶液
8.有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity),AG的定义为AG=lg,下列表述正确的是
A.25 ℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B.25 ℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.25 ℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.25 ℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)
9.下列说法不正确的是
A.测定0.1mol/L醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质
B.相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等
C.常温下,将1 L0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.相同温度下,中和相同pH、相同体积的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH物质的量不同
10.常温下,关于pH=2的盐酸和0.01mol/L的醋酸溶液,下列说法正确的是
A.相同条件下,相同体积的两溶液分别与足量的锌充分反应,所得的气体体积相同
B.相同体积的两溶液均用水稀释100倍后,盐酸的pH比醋酸的大
C.相同条件下,取同体积两溶液进行导电性实验,灯泡的亮度相同
D.用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性,则c(CH3COO-)=c(Cl-)
11.常温下,下列各混合或稀释后溶液中,pH最大的是
A.的烧碱溶液稀释1000倍
B.的氨水稀释1000倍
C.的醋酸和的烧碱溶液等体积混合
D.的盐酸稀释1000倍
12.25℃时关于下列三种溶液有关说法正确的是
溶液
①CH3COOH
②H2SO4
③NaOH
pH
2
2
12
A.将①溶液用蒸馏水稀释,使体积扩大100倍,所得溶液pH变为4
B.①与②两溶液的物质的量浓度相等
C.V1L②溶液和V2L③溶液混合,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,混合液pH=7
13.常温下,向一定体积 pH=13的氢氧化钾溶液中逐滴加入 pH=1 的稀盐酸,溶液中pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.Q 点溶液呈中性,且 a=7
B.M 点和N 点水的电离程度一定相等
C.Q 点消耗盐酸溶液的体积等于氢氧化钾溶液的体积
D.若b=12,则N点消耗盐酸溶液的体积与氢氧化钾溶液的体积之比为11:9
14.已知室温时,0.1 mol·L-1的氨水在水中有 1% 发生电离,回答下列各问题:
(1)溶液的pH=___________。
(2)该温度下NH3·H2O的电离平衡常数K=___________。
(3)升高温度时,K将___________(填“增大”、“减小”或“不变”),pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)由0.1 mol·L-1的氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的___________倍。
(5)要使溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)值增大,可以采取的措施是___________ (填序号)。
①通入少量HCl ②升高温度 ③加少量NaOH固体 ④加水
15.(1)下列溶液一定呈中性的是___________。
A.pH=7的溶液 B.c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液
C.c(H+)/c(OH-)=10-14的溶液 D.氨水和氯化铵的混合液中c(H+)=c(OH-)
(2)已知T℃时,Kw=1×10-13,则T ℃___________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在T ℃时将pH=12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=11,则a∶b=___________。
(3)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,则两溶液的pH的关系式x+y为___________(用a、b表示)。
16.Ⅰ.水的电离平衡线如图所示。若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B点
(1)在100℃时,Kw表达式为___,在此温度下,Kw为___。
(2)在室温下,将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液pH=7则Ba(OH)2与盐酸的体积比为__。
(3)室温时将pH为3的硫酸溶液稀释100倍,稀释后溶液中,c(SO)和c(H+)之比约为__。
Ⅱ.今有①CH3COOH②HCl③H2SO4三种溶液,根据要求回答下列问题:
(1)写出①的电离方程式___。
(2)当它们pH相同时,其物质的量浓度最大的是__(填序号)。
(3)当它们的物质的量浓度相同时,其pH最小是__(填序号)。
(4)在室温下,将c(H+)均为0.01mol/L的三种酸分别加水稀释至原来的10倍,c(H+)由大到小的顺序为__(填序号)。
(5)体积和物质的量浓度均相同的①②③三种酸溶液,分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应,所需烧碱的体积比为__。
(6)三酸的pH相同时,若耗等量的Zn,则需三酸的体积大小关系为__(填序号)。
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第15讲 溶液的酸碱性及pH的计算
一、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)的相对大小
c(H+)与c(OH-) 相对大小
c(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)>1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)<1.0×10-7 mol·L-1
二、pH与c(H+)的关系 ,
溶液的pH是c(H+)的负对数,即pH =_____________。
1. pH越大,溶液的碱性越强;pH越小,溶液的酸性越强。
2.常温下,pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液。
3. pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即0≤pH≤14
【对点训练1】
1. 在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10 mol·L-1。下列有关该溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液一定呈酸性
B.该溶液中c(H+)可能等于10-5 mol·L-1
C.该溶液的pH可能为4,也可能为10
D.该溶液有可能呈中性
【答案】C
【解析】25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10 mol·L-1<10-7 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,A、D错误。如果该溶液呈酸性,该溶液中c(H+)= mol·L-1=10-4 mol·L-1,溶液的pH=4;如果该溶液呈碱性,溶液中c(H+)=10-10 mol·L-1,则溶液的pH=10,B错误、C正确。
2.强酸(碱)溶液的酸(碱)性不一定比弱酸(碱)溶液的强。下列关系一定正确的是( )
A.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
B.当溶液中c(H+)<1×10-7 mol·L-1时,其pH>7,溶液呈碱性
C.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈中性
D.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
答案 C
解析 根据pH与7的关系判断溶液的酸碱性,必须是在25 ℃时,A、B错误;若c(H+)和c(OH-)相等,无论其数值等于多少,溶液必定呈中性,C正确,D错误。
三、pH的测定
1.pH试纸
(1)使用方法
取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
(2)分类
① 广泛pH试纸:其pH范围是 1~14 (最常用),可以识别的pH差约为1。
② 精密pH试纸:可判别0.2或0.3的pH差值。 ,
③ 专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。
2.pH计
pH计,又叫酸度计,可精密测量溶液的pH,其量程为0~14。(读至小数点后2位)。
3.酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
红色←5.0紫色8.0→蓝色
酚酞
无色←8.2粉红色10.0→红色
甲基橙
红色←3.1橙色4.4→黄色
注意:
①不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用水润湿,否则溶液被稀释,可能造成误差(酸性溶液的pH偏大、碱性溶液的pH偏小、中性溶液的pH无影响)
②不能用pH试纸测定有强氧化性和有颜色的物质,如新制氯水、NaClO溶液、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
③pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH
【对点训练2】
1.用pH试纸测定某溶液的pH,下列说法正确的是( )
A.将pH试纸浸入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得新制氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
【答案】C
【解析】pH试纸直接浸入待测液中,会污染溶液,A错误;新制氯水有强氧化性,pH试纸会被漂白,应用pH计测定新制氯水的pH,B错误;测定溶液pH的正确操作方法为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴到放在玻璃片或表面皿上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡对照,C正确;湿润的pH试纸测定溶液的
pH不一定偏低,如用湿润的pH试纸测定氯化钠溶液的pH,测定结果不变,D错误。
四、pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)酸性溶液中,先求c(H+),再计算pH = -lgc(H+);
(2)碱性溶液中,先求c(OH-),再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
2.混合溶液pH的计算
(1)强酸混合,先求,再计算pH = -lgc(H+);
(2)强碱混合,先求,再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
巧记:若pH之差≥2的两种强酸溶液等体积混合,混合溶液pH=pH小+0.3。
巧记:若pH之差≥2的两种强碱溶液等体积混合,混合溶液pH=pH大-0.3。
(3)强酸强碱混合
① 恰好完全反应,pH=7(25℃); ,
② 酸过量,先求,再计算pH = -lgc(H+);
③ 碱过量,先求,再由c(H+) = 求 c(H+),最后计算pH = -lgc(H+)。
【巩固练习】
例1.pH=2的盐酸与pH=4的硫酸,若按1∶10的体积比混合(溶液体积变化忽略不计)。
(1)混合后溶液的c(H+)是多少?
(2)混合后溶液的pH是多少?
例2.常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)最接近于( )
A.(10-8+10-10) mol·L-1
B.(10-4+10-6) mol·L-1
C. mol·L-1
D.2×10-10 mol·L-1
例3. 常温下,用pH=4和pH=11的强酸和强碱混合,使pH=10,则两溶液的体积比为________。
例4. 常温下,0.2 mol·L-1 NaHSO4和0.1 mol·L-1 BaCl2溶液按等体积混合后,则溶液的pH等于________。
4.酸碱混合后pH变化与计算
(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合
常温时
规律:“谁弱谁剩显谁性”。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合
常温时
(3)常温时,强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:
①若pH1+pH2=14,则V酸=V碱。
②若pH1+pH2≠14,则=。
【对点训练3】
1. 25℃时,关于下列溶液混合后溶液pH的说法正确的是
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NH3·H2O溶液与pH=2的HCl溶液等体积混合,混合液pH=7
【答案】C
【解析】c(OH-)混合= mol·L-1≈5.0×10-3 mol·L-1,c(H+)混合= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,pH=-lg (2×10-12)=12-lg 2≈11.7,A项错误;pH=5的盐酸稀释1 000倍后,溶液的pH<7,B项错误;pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,二者等体积混合所得溶液pH=7,C项正确;pH=12的NH3·H2O溶液中,NH3·H2O部分电离,c(NH3·H2O)>0.01 mol·L-1,pH=2的HCl溶液中,c(H+)=0.01 mol·L-1,二者等体积混合后有NH3·H2O剩余,溶液显碱性,D项错误。
2. 向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
【答案】B
【解析】两溶液混合时,氢离子未参与反应,溶液由10 mL稀释至100 mL,氢离子浓度变为原来的十分之一,pH由2变为3。
3. 在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH溶液的pH为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw=________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=________。
【答案】(1)10-13 (2)①1∶10 ②10∶1
【解析】(1)由题意知,溶液中c(H+)=10-11 mol·L-1,c(OH-)=0.01 mol·L-1,故Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13。
(2)①根据中和反应:H++OH-===H2O
c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,10-2·Vb=
10-13/10-12·Va,所以Va∶Vb=10-2∶10-1=1∶10。
②根据中和反应:H++OH-===H2O
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va,10-b·Vb=
10-13/10-a·Va,
所以Va/Vb=10-b/10a-13=1013-(a+b)=10,
即Va∶Vb=10∶1。
4. 室温时,将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,不正确的是
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
【答案】C
5.常温下某强酸溶液pH=a,某强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7,则酸溶液体积V酸和碱溶液体积V碱的正确关系为( )
A.V碱=V酸 B.V碱=10V酸
C.V碱=100V酸 D.V碱=1 000V酸
【答案】C
【解析】酸中n(H+)=10-aV酸,碱中n(OH-)=V碱=10-14+bV碱,根据混合后溶液呈中性,故n(H+)=n(OH-),即10-aV酸=10-14+bV碱,V酸∶V碱=10-14+a+b=10-2,所以V碱=100V酸。
6.25 ℃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
【答案】A
【解析】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=10-14+b·10V,则a+b=13。
7. 常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,然后保持100℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为 。(100℃时:Kw=10-12)
常温下,将pH=10的Ba(OH)2溶液中c(OH-)==10-2mol/L,与pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5mol//L混合,然后保持100℃的恒温,欲使混合溶液pH=7,此时溶液显碱性,溶液中c(OH-)==10-5mol/L,则有:=10-5mol/L,即Ba(OH)2与盐酸的体积比为2∶999,故答案为:2∶999;
5.55.酸、碱稀释时pH变化规律
(1)pH = a 的强酸溶液,稀释10m 倍,pH = a + m(室温下,a+ m<7)
pH = a 的弱酸溶液,稀释10m 倍,a<pH<a + m(室温下,a+ m<7)
(2)pH = b 的强碱溶液,稀释10n 倍,pH = b - n(室温下,b - n>7)
pH = b 的弱碱溶液,稀释10n 倍,b - n<pH<b(室温下,b - n>7)
(3)pH = a 的强酸溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = a + 0.3(室温下,a+0.3<7)
(4)pH = b 的强碱溶液,稀释一倍(或与可忽略的酸/碱等体积混合),pH = b - 0.3(室温下,b - 0.3>7)
【判断正误】
(1)如果c(H+)≠c(OH-),则溶液一定呈一定的酸碱性________;
(2)任何水溶液中都有c(H+)和c(OH-)________;
(3)c(H+)等于10-6 mol·L-1的溶液一定呈现酸性________;
(4)25 ℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等________;
(5)在100 ℃时,纯水的pH>7________;
(6)如果c(H+)/ c(OH-)的值越大,则酸性越强 ________;
(7)升高温度,水的电离程度增大,酸性增强 ________;
(8)25 ℃时,0.01 mol·L-1的KOH溶液的pH=12________;
(9)pH减小,溶液的酸性一定增强________;
(10)100 ℃时,0.01 mol·L-1盐酸的pH=2,0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH=10________;
(11)1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8 ________;
(12)pH=a的醋酸溶液稀释一倍后,溶液的pH=b,则a>b________。
(13)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸碱性________;
(14)pH=7的溶液一定是中性溶液________;
(15)pH=6的溶液一定是酸性溶液________;
(16)常温下,pH=0的溶液酸性最强,pH=14的溶液碱性最强________;
(17)升高温度水的电离程度增大,酸性增强________;
(18)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低________;
(19)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4________;
(20)用pH计测得某溶液的pH为7.45________;
【巩固练习】
例1. 常温下,关于溶液稀释的下列说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.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 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
【对点训练4】
1.常温下,将pH=4的硫酸溶液分别稀释成原体积的10倍、100倍、10 000倍。则稀释后溶液的pH分别约为( )
A.5、6、8 B.5、6、7
C.4.7、6.7、8 D.4.7、6.7、7
【答案】B
【解析】本题易错之处是按一般稀释规律解题,即按pH(强酸)=a+n(pH=a的强酸溶液稀释10n倍)计算得到pH为8,错选A;由于稀释时存在pH(强酸)=a+n<7,所以将pH=4的硫酸溶液稀释10倍时,pH=5,稀释100倍时,pH=6,稀释10 000倍时pH近似等于7,故选B。
2.将10 mL pH=1的CH3COOH加水稀释至100 mL后,溶液的pH为( )
A.2 B.2<pH<7
C.1<pH<2 D.无法判断
【答案】C
【解析】弱酸、弱碱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。
3. 常温下,关于溶液稀释的说法正确的是( )
A.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水到体积为2 L,pH=13
B.pH=3的醋酸溶液加水稀释到原浓度的,pH=5
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释到原浓度的,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
D.pH=8的NaOH溶液加水稀释到原浓度的,其pH=6
【答案】A
【解析】A项,c(OH-)=0.2 mol·L-1,稀释1倍后c(OH-)=0.1 mol·L-1,则pH=13,正确;B项,pH=3的醋酸溶液稀释100倍后,pH<5,错误;C项,稀释100倍后,H2SO4的pH=6,则水电离的c(H+)=10-8 mol·L-1,错误;D项,pH=8的NaOH溶液稀释100倍,pH仍大于7,错误。
4. 化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lg c(H+)。下列有关叙述不正确的是( )
A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
B.0.1 mol/L的盐酸和0.1 mol/L醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,醋酸的电离平衡不移动
【答案】A
【解析】A.pH均为3的盐酸和醋酸溶液,醋酸浓度大,与等质量的NaOH恰好完全反应,消耗醋酸的体积更少,A错误;B.0.1 mol/L的盐酸和0.1 mol/L醋酸分别加水稀释至pH=5,醋酸浓度大于10-5 mol·L-1,盐酸浓度等于10-5 mol·L-1,则醋酸加水体积更小,盐酸加水体积更多,B正确;C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,醋酸电离平衡正向移动,所得溶液c(H+)>10-4 mol·L-1,pH小于4,C正确;D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,c(H+)不变,加入瞬间c(CH3COO-)变为原来的一半,Q=Ka,醋酸的电离平衡不移动,D正确。
5. 常温时,1 mol·L-1的HA和1 mol·L-1的HB两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别将两溶液加水稀释,稀释后溶液体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.两者均为弱酸,且酸性强弱:HB>HA
B.将lg=1的溶液加水稀释至lg =3时,减小
C.M点水的电离程度大于N
D.在0≤pH≤7时,HB溶液满足:pH=lg
【答案】B
【解析】表示HB的直线经过(0,0)和(3,3),酸的初始浓度为1 mol·L-1,由稀释定律可得:1 mol·L-1×V0=c(H+)×V,取对数可得pH=lg,可知HB为强酸,A项错误;lg由1到3,加水稀释HA,电离平衡正向移动,n(A-)增大,n(B-)不变,所以减小,B项正确;M点与N点pH相同,水的电离程度相同,C项错误;无限稀释7为限,D项错误。
6. 常温下,将等浓度的溶液分别滴加到等、等体积的、两种弱酸溶液中,溶液的与粒子浓度比值的对数关系如图所示。下列叙述错误的是
A.的浓度大于的浓度
B.a点水的电离程度小于b点水的电离程度
C.常温下的电离常数是
D.向溶液中滴加溶液至时,
【答案】A
【分析】当lg=0,c(A-)=c(HA),电离平衡常数ka(HA)=c(H+)=10-4;当1g=0,c(B-)=c(HB),电离平衡常数ka(HA)=c(H+)=10-5;Ka(HA)>Ka(HB)。
【解析】A.Ka(HA)>Ka(HB),故酸性:HA>HB,又等pH、等体积的HA、HB两种弱酸,故HA的浓度小于HB的浓度,故,A符合题意;
B.a点为HA与NaA的混合溶液,pH=4溶液为酸和盐的混合溶液,pH=4,抑制水的电离,溶液中由水电离出的约为10-10mol/L,b点为HB与NaB的混合溶液,pH=5,抑制水的电离,溶液中由水电离出的约为10-9mol/L,故a点水的电离程度小于b点水的电离程度,B不符合题意;
C.根据分析可得,HA的电离常数是10-4,C不符合题意;
D.pH=7时,,当pH=7时,则c(B-)=100c(HB),D不符合题意;
故答案选A。
【课时跟踪训练】
1.在任何情况下,中性溶液一定是
A.pH=7 B.c(H+)=c(OH-)
C.c(H+)·c(OH-)=1×10-14 D.c(H+)=c(OH-)=1×10-7
【答案】B
【详解】
A.常温下,pH=7的溶液呈中性,由于水的电离是吸热反应,温度降低,水的电离程;度减小,所以pH=7的溶液中,氢离子浓度不一定等于氢氧根离子浓度,故A错误;
B .c(H+)=c(OH-)的溶液,氢离子与.氢氧根离子浓度相等,溶液一定显示中性,故B正确;
C .c(H+)·c(OH-)=1×10-14的溶液是常温下,水的电离是吸热反应,温度升高,水的电离程度增大,c(H+)·c(OH-)<1×10-14,由于温度不知,不能确定离子浓度,故C错误;
D.c(H+)=c(OH-)=1×10-7是指常温下的中性溶液,而不是任何情况下,故D错误;
答案选B。
2.已知人体体液中存在维持体液pH相对稳定的平衡: CO2+ H2OH2CO3H++,则下列说法不合理的是
A.当人体体内的酸碱平衡失调时,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数
B.如果CO2进入体液,会使体液的pH减小
C.当强酸性物质进入体液后,平衡向左移动
D.静脉滴注生理盐水,体液的pH会有大幅改变
【答案】D
【详解】
A.当人体体内的酸碱平衡失调时,平衡被严重破坏,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数,选项A正确;
B.如果CO2进入体液,平衡CO2+ H2OH2CO3H++正向移动,c(H+)增大,体液的pH减小,选项B正确;
C.当强酸性物质进入体液后,c(H+)增大,平衡向左移动,选项C正确;
D.静脉滴注生理盐水,c(H+)几乎不变,体液的pH不会有大幅改变,选项D不正确;
答案选D。
3.一些食物和生活中的物质的pH大致如下:
下列说法正确的是
A.草木灰可用于改良碱性土壤 B.肥皂水可使石蕊试液变红
C.胃液过多的人不宜多吃苹果 D.西瓜比酱油的酸性强
【答案】C
【详解】
A.草木灰显碱性,故可用于改良酸性土壤,A错误;
B.肥皂水显碱性,故可使石蕊试液变蓝,B错误;
C.苹果显酸性,故胃液过多的人不宜多吃苹果,C正确;
D.pH值越小酸性越强,故酱油比西瓜的酸性强,D错误;
故答案为:C。
4.常温下,某柠檬水溶液的pH是3,其中的是
A. B.
C. D.0.1
【答案】C
【详解】
常温下,某柠檬水溶液的pH=3,说明该溶液中的氢离子浓度时10-3mol/L,则,本题选C。
5.常温下,取浓度相同的NaOH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
A.0.01mol·L-1 B.0.17mol·L-1 C.0.05mol·L-1 D.0.50mol·L-1
【答案】C
【详解】
由题意,可设原溶液物质的量浓度为c mol·L-1,NaOH溶液体积为3V L,HCl溶液体积为2V L,则二者混合后溶液体积为5V L,因为常温下二者混合反应后,所得溶液pH=12,即c(H+)=10-12mol·L-1,所以c(OH-)=Kw÷c(H+)=10-14÷10-12=10-2mol·L-1,则c mol·L-1×3V L-c mol·L-1×2 VL=10-2mol·L-1×5V L,解得c=0.05,则原溶液的浓度为0.05 mol·L-1,故答案为:C。
6.已知在100℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100℃),水的离子积KW=1.0×10-12mol2·L-2,下列说法中正确的是
A.0.1mol·L-1的H2SO4溶液,pH=1
B.0.001mol·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005mol·L-1的H2SO4溶液与0.01mol·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.将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与稀盐酸的体积比为2:9
【答案】D
【详解】
A.0.1mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)=0.2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=0.7,A错误;
B.0.001mol·L-1的NaOH溶液,c(OH-)=10-3 mol·L-1,c(H+)= =10-9mol·L-1,pH=9,B错误;
C.混合溶液的pH为6,即c(H+)=10-6 mol·L-1,c(OH-)==10-6mol·L-1,则c(H+)= c(OH-),溶液显中性,C错误;
D.混合溶液的pH=7,即c(OH-)= =10-5mol·L-1,pH=8的Ba(OH)2溶液,c(OH-)= =10-4mol·L-1与pH=5的稀盐酸,c(H+)=10-5 mol·L-1酸碱中和反应,得到等式:解得,D正确;
故选D。
7.已知pOH值指溶液的碱度,以溶液中氢氧根离子浓度来表示,pOH=-lgc(OH-)。则下列溶液,一定呈中性的是
A.c(H+) =1×10-7 mol/L的溶液 B.pH=14-pOH 的溶液
C.pH=pOH 的溶液 D.pOH=0 的溶液
【答案】C
【详解】
A. 溶液的温度未知,如100℃时纯水中c(H+)>1.0×10−7mol⋅L−1,则100℃时c(H+) =1×10-7 mol/L的溶液呈碱性,所以c(H+)=1.0×10−7mol⋅L−1的溶液不一定显中性,故A不符合题意;
B. 已知pOH=−lgc(OH-),pH=−lgc(H+),如果在常温下,则pOH+pH=−lgc(OH-)−lgc(H+)=−lg[c(OH-)×c(H+)]=14,pH=14−pOH,但不能判断溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小,不能判断溶液的酸碱性,故B不符合题意;
C. pH=pOH即−lgc(OH-)=−lgc(H+),所以c(H+)= c(OH-),即溶液显中性,故C符合题意;
D. pOH=0溶液中,c(OH-)=1mol/L,常温下此溶液显碱性,故D不符合题意;
故选C。
8.有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity),AG的定义为AG=lg,下列表述正确的是
A.25 ℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B.25 ℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.25 ℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.25 ℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)
【答案】D
【详解】
A、25℃时溶液显中性,c(H+)=c(OH-),pH=7,AG=lg1=0,故A错误;B、25℃时溶液显酸性,即pH<7,即c(H+)>c(OH-),根据AG的定义,AG>0,故B错误;C、25℃时溶液显碱性,即pH>7,c(OH-)>c(H+),根据AG的定义,AG<0,故C错误;D、25℃时,AG=lgc(H+)-lgc(OH-)=-pH+pOH=14-2pH=2(7-pH),故D正确。
9.下列说法不正确的是
A.测定0.1mol/L醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质
B.相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等
C.常温下,将1 L0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.相同温度下,中和相同pH、相同体积的盐酸和醋酸溶液,消耗NaOH物质的量不同
【答案】B
【详解】
A.醋酸是弱酸,部分电离,存在电离平衡,0.1 mol/L醋酸溶液中c(H+)<0.1 mol/L,故其pH>1,故测定0.1mol/L醋酸溶液的pH可证明醋酸是弱电解质,A正确;
B.氨水中的一水合氨是弱碱,部分电离,存在电离平衡,主要以电解质分子存在。而NaOH是一元强碱,完全电离,故相同温度下,物质的量浓度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)后者大于前者,B错误;
C.常温下,将1 L0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.2 mol/L,当稀释为2 L后c(OH-)=0.1 mol/L,因此该溶液中c(H+)=,故该溶液的pH=13,C正确;
D.醋酸是弱酸,部分电离,存在电离平衡,主要以电解质分子存在,当醋酸与HCl的pH相同,体积也相同时,n(CH3COOH)>n(HCl),故与NaOH反应时消耗NaOH物质的量醋酸比盐酸多,D正确;
故合理选项是B。
10.常温下,关于pH=2的盐酸和0.01mol/L的醋酸溶液,下列说法正确的是
A.相同条件下,相同体积的两溶液分别与足量的锌充分反应,所得的气体体积相同
B.相同体积的两溶液均用水稀释100倍后,盐酸的pH比醋酸的大
C.相同条件下,取同体积两溶液进行导电性实验,灯泡的亮度相同
D.用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性,则c(CH3COO-)=c(Cl-)
【答案】A
【详解】
A.常温下pH=2的盐酸溶液中,c(HCl)=0.01mol/L,两种酸的物质的量浓度相等,体积、浓度相同的盐酸和醋酸的物质的量相等,这两种酸溶液分别与足量的锌充分反应,收集到相同条件下气体体积相同,故A正确;
B.相同体积的两溶液都用水稀释100倍后,溶液的浓度仍然相等,HCl完全电离、醋酸部分电离,则稀释后溶液中c(H+):盐酸>醋酸,因此盐酸的pH比醋酸的小,故B错误;
C.醋酸为弱酸,浓度相同时醋酸溶液中导电离子浓度较小,其导电性较弱,灯泡的亮度较暗,故C错误;
D.用相同浓度的氢氧化钠分别中和等体积的两溶液至中性,前者溶质为NaCl,后者溶质为CH3COOH和CH3COONa,则根据物料守恒得:c(CH3COO-)<c(Cl-),故D错误;
故选A。
11.常温下,下列各混合或稀释后溶液中,pH最大的是
A.的烧碱溶液稀释1000倍
B.的氨水稀释1000倍
C.的醋酸和的烧碱溶液等体积混合
D.的盐酸稀释1000倍
【答案】B
【分析】
pH=a的强碱溶液稀释10n倍,所得溶液pH=a-n>7,pH=a的弱碱溶液稀释10n倍,所得溶液pH>a-n>7;
pH=a的强酸溶液稀释10n倍,所得溶液pH=a+n<7,pH=a的弱酸溶液稀释10n倍,所得溶液pH<a+n<7。
【详解】
A.的烧碱溶液稀释1000(103)倍,则新溶液pH=11-3=8;
B.的氨水稀释1000(103)倍,则新溶液pH >11-3=8;
C.的醋酸c(H+)=10-4mol/L,的烧碱溶液c(OH-)=10-4mol/L,醋酸是弱电解质,则等体积混合时醋酸过量,最终pH<7;
D.的盐酸稀释1000(103)倍,则新溶液pH≈7;
综上所述,B选项的pH最大;
选B。
12.25℃时关于下列三种溶液有关说法正确的是
溶液
①CH3COOH
②H2SO4
③NaOH
pH
2
2
12
A.将①溶液用蒸馏水稀释,使体积扩大100倍,所得溶液pH变为4
B.①与②两溶液的物质的量浓度相等
C.V1L②溶液和V2L③溶液混合,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,混合液pH=7
【答案】C
【详解】
A.醋酸为弱酸,将①溶液用蒸馏水稀释,使体积扩大100倍,由于醋酸的电离程度增大,氢离子的物质的量增多,所以c(H+)>10-4mol/L,所得溶液pH小于4,A不正确;
B.①与②两溶液中c(H+)相等,但由于CH3COOH是弱酸,发生部分电离,而H2SO4是强酸,发生完全电离,所以二者的物质的量浓度不相等,B不正确;
C.V1L②溶液和V2L③溶液混合,若混合后溶液pH=3,则,V1:V2=11:9,C正确;
D.①与③两溶液等体积混合,由于过量的醋酸发生电离,从而使溶液显酸性,混合液pH小于7,D不正确;
故选C。
13.常温下,向一定体积 pH=13的氢氧化钾溶液中逐滴加入 pH=1 的稀盐酸,溶液中pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系如图所示。下列有关说法错误的是
A.Q 点溶液呈中性,且 a=7
B.M 点和N 点水的电离程度一定相等
C.Q 点消耗盐酸溶液的体积等于氢氧化钾溶液的体积
D.若b=12,则N点消耗盐酸溶液的体积与氢氧化钾溶液的体积之比为11:9
【答案】D
【详解】
A.Q点溶液中pH=pOH,因此溶液呈中性,由于是常温下,则a=7,A正确;
B.M 点和N 点溶液中pOH、pH相等,即溶液中氢离子和氢氧根的浓度相等,所以水的电离程度一定相等,B正确;
C.Q点溶液显中性,氢氧化钾和盐酸恰好反应,由于二者的浓度相等,则消耗盐酸溶液的体积等于氢氧化钾溶液的体积,C正确;
D.若b=12,则N点溶液显碱性,盐酸不足,氢氧化钾过量,反应后溶液中氢氧根浓度是0.01mol/L,则,解得y:x=9:11,所以消耗盐酸溶液的体积与氢氧化钾溶液的体积之比为9:11,D错误;
答案选D。
14.已知室温时,0.1 mol·L-1的氨水在水中有 1% 发生电离,回答下列各问题:
(1)溶液的pH=___________。
(2)该温度下NH3·H2O的电离平衡常数K=___________。
(3)升高温度时,K将___________(填“增大”、“减小”或“不变”),pH将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)由0.1 mol·L-1的氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的___________倍。
(5)要使溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)值增大,可以采取的措施是___________ (填序号)。
①通入少量HCl ②升高温度 ③加少量NaOH固体 ④加水
【答案】111×10-5增大增大108②③④
【详解】
(1)0.1 mol·L-1的氨水在水中有 1%发生电离,则c()=c(OH-)=0.1 mol·L-1×1%=1×10-3mol/L,则溶液中c(H+)=10-11mol/L,所以溶液的pH=11;
(2)K===1×10-5;
(3)弱电解质的电离为吸热过程,升高温度促进电离,K增大,c(OH-)变大,碱性增强,pH变大;
(4)由0.1 mol·L-1的氨水电离出的c(OH-)=10-3mol/L,溶液中c水(OH-)=c水(H+)=10-11mol/L,所以氨水电离出的c(OH-)约为水电离出的c(OH-)的=108倍;
(5)①,通入少量HCl,促进NH3·H2O的电离,c()增大,K不变,则该比值减小,①不符合题意;
②升高温度促进NH3·H2O的电离,c(OH-)变大、c(NH3·H2O)减小,所以该比值增大,②符合题意;
③加入少量NaOH固体,抑制NH3·H2O的电离,c()减小,K不变,则该比值增大,③符合题意;
④加水稀释,c()减小,K不变,则该比值增大,④符合题意;
综上所述答案为②③④。
15.(1)下列溶液一定呈中性的是___________。
A.pH=7的溶液 B.c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液
C.c(H+)/c(OH-)=10-14的溶液 D.氨水和氯化铵的混合液中c(H+)=c(OH-)
(2)已知T℃时,Kw=1×10-13,则T ℃___________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。在T ℃时将pH=12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=11,则a∶b=___________。
(3)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,则两溶液的pH的关系式x+y为___________(用a、b表示)。
【答案】D>11∶914+lg
【详解】
(1)A.温度未定,pH=7的溶液不一定显中性;
B.温度未定,c(H+)=10-7 mol·L-1的溶液不一定显中性;
C.c(H+)/c(OH-)=10-14的溶液,则氢离子浓度小于氢氧根离子浓度,溶液显碱性;
D.氨水和氯化铵的混合液中c(H+)=c(OH-),溶液一定显中性;
故答案为:D。
(2)已知T ℃时,Kw=1×10-13,水的离子积常数增大,水的电离是吸热反应,则T℃>25 ℃,c(OH-)=,解得a∶b=11∶9;
(3)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,则,解得x+y=14+lg。
16.Ⅰ.水的电离平衡线如图所示。若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B点
(1)在100℃时,Kw表达式为___,在此温度下,Kw为___。
(2)在室温下,将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合,欲使混合溶液pH=7则Ba(OH)2与盐酸的体积比为__。
(3)室温时将pH为3的硫酸溶液稀释100倍,稀释后溶液中,c(SO)和c(H+)之比约为__。
Ⅱ.今有①CH3COOH②HCl③H2SO4三种溶液,根据要求回答下列问题:
(1)写出①的电离方程式___。
(2)当它们pH相同时,其物质的量浓度最大的是__(填序号)。
(3)当它们的物质的量浓度相同时,其pH最小是__(填序号)。
(4)在室温下,将c(H+)均为0.01mol/L的三种酸分别加水稀释至原来的10倍,c(H+)由大到小的顺序为__(填序号)。
(5)体积和物质的量浓度均相同的①②③三种酸溶液,分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应,所需烧碱的体积比为__。
(6)三酸的pH相同时,若耗等量的Zn,则需三酸的体积大小关系为__(填序号)。
【答案】Kw=c(H+)∙c(OH-)1×10-121:11:2CH3COOH⇌CH3COO-+H+①③1:1:2
【详解】
Ⅰ.(1)在100℃时,Kw表达式为Kw=c(H+)∙c(OH-),由图像可知,在此温度下c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L,则Kw=c(H+)∙c(OH-)=10-6mol/L×10-6mol/L=1×10-12mol2/L2。
(2)在室温下,pH=9的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-5mol/L,pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5mol/L,设氢氧化钡溶液的体积为xL,盐酸的体积为yL,混合溶液的pH=7,溶液呈中性,则n(H+)=n(OH-),即10-5mol/L×xL=10-5mol/L×yL,解得x:y=1:1,则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为1:1。
(3)室温时,pH=3的硫酸溶液中c(H+)=10-3mol/L,c()=5×10-4mol/L,将此溶液稀释100倍后,c()=5×10-6mol/L,而c(H+)=10-5mol/L,则c():c(H+)=5×10-6mol/L:10-5mol/L=1:2。
Ⅱ.(1) CH3COOH为弱电解质,在水溶液中部分发生电离,电离方程式为CH3COOH⇌CH3COO-+H+。
(2)当三种溶液pH相同时,溶液中氢离子浓度相同,假设提供1mol/L的氢离子,①醋酸为弱电解质,则醋酸的浓度应大于1mol/L、②HCl为强酸只能电离出1个氢离子,盐酸的浓度为1mol/L、③H2SO4为强酸,能电离出2个氢离子,硫酸的浓度为0.5mol/L,故物质的量浓度最大的是①。
(3)当三种溶液的物质的量浓度相同时,假设浓度都是1mol/L;①CH3COOH电离出的氢离子浓度小于1mol/L,②HCl电离出的氢离子浓度为1mol/L,③H2SO4电离出的氢离子浓度为2mol/L;故pH最小的是③。
(4)加水稀释时促进醋酸的电离,醋酸继续电离出氢离子,所以稀释10倍后,醋酸溶液中H+浓度大于原来的,盐酸和H2SO4溶液中H+浓度为原来的,则c(H+)由大到小的顺序是 。
(5)体积和物质的量浓度均相同的三种酸溶液,醋酸和HCl是一元酸,硫酸是二元酸,分别与相同浓度的烧碱溶液恰好完全反应,所需烧碱溶液的体积比为1:1:2。
(6)盐酸和硫酸是强酸,醋酸是弱酸,三种酸溶液的pH相同时,c(CH3COOH)最大,若消耗等量的Zn,则需三种酸溶液的体积大小关系为 。
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