高二化学反应原理课时作业13：3.1.2溶液的酸碱性与pH

高二《化学反应原理》PAGEPAGE1第2课时溶液的酸碱性与pH分层训练[基础过关]一、溶液酸碱性的判断1.下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是()A.pH＝7的溶液呈中性B.中性溶液中一定有[H＋]＝1.0×10－7mol·L－1C.[OH－]＝[H＋]的溶液呈中性D.在100℃时，纯水的pH<7，因此显酸性[解析]A项中运用pH判断溶液的酸碱性时，用到了水的离子积常数，它与温度有关，但A项未给出温度，所以错误；在中性溶液中[H＋]和[OH－]一定相等，但并不一定是1.0×10－7mol·L－1，所以B项错，C项正确；100℃的纯水中，虽然pH<7，但[H＋]＝[OH－]，还是中性，所以D错误。[答案]C2.下列溶液一定呈碱性的是()A.由水电离出的[H＋]＝10－12mol·L－1(25℃)的溶液B.pH<7的溶液C.使石蕊溶液呈紫色的溶液D.常温下，pH＝10的氨水与pH＝4的盐酸等体积混合后的溶液[解析]A项，抑制水的电离，可能为酸或碱或酸式盐；B项未指明温度，如100℃时pH＝6的溶液呈中性；C项，石蕊呈紫色时，pH为5～8，此时溶液可能呈酸性、中性、碱性；D项，c(NH3·H2O)>c(HCl)，氨水过量。[答案]D3.25℃时的下列溶液中，碱性最强的是()A.pH＝11的溶液B.[OH－]＝0.12mol·L－1C.1L中含有4gNaOH的溶液D.[H＋]＝1×10－10mol·L－1的溶液[解析]常温下，可以根据pH或[H＋]比较溶液的酸碱性，同样也可以根据[OH－]的大小来比较。A、C、D三个选项中溶液的[OH－]依次为1×10－3mol·L－1、0.1mol·L－1、1×10－4mol·L－1，所以B中溶液的[OH－]最大，碱性最强。[答案]B二、溶液pH的计算4.常温下下列溶液中与1.0×10－5mol/L的NaOH溶液的pH相同的是()A.把pH＝6的盐酸稀释1000倍B.把pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍C.把pH＝10的氨水稀释10倍D.把pH＝8的NaOH溶液稀释10倍[解析]1.0×10－5mol/L的NaOH溶液的pH＝9，A项中酸不论怎样稀释其pH都无限接近7，但不会超过7，A错误；B项pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍，pH减小一个单位为9，B正确；C项pH＝10的氨水稀释10倍，其pH为：9<pH<10，C错误；D项pH接近7，D错误。[答案]B5.温度为25℃时，将0.23g钠投入到100g水中充分反应，假设反应后溶液体积为100mL，则该溶液的pH为()A.1 B.13C.12 D.10[解析]n(Na)＝eq\f(0.23g,23g·mol－1)＝0.01mol，由2Na＋2H2O=2NaOH＋H2↑可得n(NaOH)＝0.01mol，则[OH－]＝eq\f(0.01mol,0.1L)＝0.1mol·L－1，[H＋]＝eq\f(Kw,[OH－])＝eq\f(1×10－14,0.1)mol·L－1＝1×10－13mol·L－1，故pH＝13。[答案]B6.常温下，将pH＝1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都增大了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为()A.11∶1 B.10∶1C.6∶1 D.5∶1[解析]设所取每份硫酸的体积为V1，使硫酸由pH＝1变为pH＝2，所加水的体积为9V1；设所加NaOH溶液的体积为V2，则有[H＋]＝eq\f(0.1V1－0.05V2,V1＋V2)mol·L－1＝0.01mol·L－1，解得V2＝eq\f(3,2)V1，即V水∶VNaOH＝6∶1。[答案]C三、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较与判断7.pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。分别滴加NaOH溶液(c＝0.1mol·L－1)至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()A.x为弱酸，Vx<Vy B.x为强酸，Vx>VyC.y为弱酸，Vx<Vy D.y为强酸，Vx>Vy[解析]由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量ΔpHx＝1，ΔpHy<1，所以x为强酸，y为弱酸；pH＝2时弱酸y的浓度大，滴加NaOH至pH＝7时需NaOH溶液的体积则y要比x大。[答案]C8.pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50mL加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY)，若V(HX)>V(HY)，则下列说法正确的是()A.HX可能是强酸B.HY一定是强酸C.HX的酸性强于HY的酸性D.反应开始时二者生成H2的速率相等[解析]本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意，Mg粉足量，酸不足，应根据酸的物质的量来计算H2的体积，由V(HX)>V(HY)，知pH相等时，HX的物质的量浓度比HY的大，即HX是酸性比HY弱的弱酸，而无法判断HY是强酸还是弱酸，故A、B、C错误；D项反应开始时生成H2的速率取决于c(H＋)，因为开始时c(H＋)相等，故D项正确。[答案]D9.室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是()A.pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合B.pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合C.pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合D.pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合[解析]A项，由于氨水是弱碱，部分电离，其浓度远大于10－3mol·L－1，故盐酸与氨水混合后，氨水过量，反应后溶液显碱性；同理，D项反应后的溶液也显碱性；B项，盐酸电离出的氢离子与氢氧化钡电离出的氢氧根离子的物质的量相等，它们恰好完全反应，反应后溶液显中性；C项，醋酸是弱酸，部分电离，其浓度远大于10－3mol·L－1，与氢氧化钡反应后，醋酸过量，反应后溶液显酸性，即pH小于7，故C项正确。[答案]C10.相同条件下的四种溶液①pH＝2的CH3COOH溶液；②pH＝2的H2SO4溶液；③pH＝12的氨水；④pH＝12的NaOH溶液。下列说法正确的是()A.水电离的[H＋]：①＝②＝③＝④B.将②、④溶液混合后，pH＝7，消耗溶液的体积：②＜④C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应，生成H2的量：②最大D.向10mL上述四溶液中各加入90mL水后，溶液的pH：③＞④＞①＞②[解析]A项，由于[H＋]＝[OH－]，所以对水的抑制程度相同，[H＋]水相同；B项，由于[H＋]＝[OH－]，若pH＝7，体积②＝④；C项，由于CH3COOH继续电离，所以①放出H2最多；D项，pH应为③＞④＞②＞①。[答案]A[能力提升]11.有一学生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。(1)该学生的操作是________(填“正确的”或“不正确的”)，其理由是_________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)如不正确，请分析是否一定有误差。__________________________________________________________________。(3)若用此法分别测定[H＋]相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是_________________________________________________________________________________________________________________。(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1mol·L－1硫酸溶液和0.01mol·L－1硫酸溶液？________，简述操作过程：_____________________________________________________________________________________________________________________________。可选试剂：A.紫色石蕊溶液 B.酚酞溶液C.甲基橙溶液 D.蒸馏水E.氯化钡溶液F.pH试纸[解析](1)用pH试纸测量溶液的pH时，pH试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性，稀释必然会造成误差，若溶液呈中性，则不会造成误差。(3)若溶液是酸性溶液，pH增大，对于弱酸溶液(如醋酸溶液)来说，其pH变化相对较小；(4)分别测定这两种硫酸溶液的pH，pH较小的是浓度较大的硫酸溶液，pH较大的是浓度较小的硫酸溶液。[答案](1)不正确的该学生测得的pH是稀释后溶液的pH(2)不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差(3)盐酸因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中[H＋]较盐酸中的[H＋]大，误差较小(4)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张一小块pH试纸上，用标准比色卡比较其pH，pH较大的是0.01mol·L－1硫酸溶液12.已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：(1)图中五点Kw间的关系是______________________________________。(2)若从A点到D点，可采用的措施是___________________________________。a.升温 B.加入少量的盐酸c.降温 D.加入少量的NaOH(3)E点对应的温度下，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________。(4)B点对应温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V1L与pH＝1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________。[解析](1)水的离子积Kw随温度的升高而增大。A、D、E三点为25℃，B为100℃，C对应的点介于25℃与100℃之间，故A＝D＝E<C<B。(2)从A点至D点，保持温度不变，使c(H＋)增大，故选b。(3)E点在25℃下，Kw＝1.0×10－14，由n(OH－)＝n(H＋)，V(NaOH)·10－5＝V(H2SO4)·10－4，eq\f(V（NaOH）,V（H2SO4）)＝eq\f(10－4,10－5)＝eq\f(10,1)。(4)反应后酸剩余，则[H＋]＝eq\f(V2×0.1－V1×0.1,V2＋V1)mol·L－1＝10－2mol·L－1，解得V1∶V2＝9∶11。[答案](1)A＝D＝E<C<B(2)b(3)10∶1(4)9∶1113.在25℃时，有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液，取VxL该盐酸同该NaOH溶液中和，需VyLNaOH溶液。问：(1)若x＋y＝14，eq\f(Vx,Vy)＝________________________________________(填数值)。(2)若x＋y＝13，eq\f(Vx,Vy)＝_________________________________(填数值)。(3)若x＋y>14，eq\f(Vx,Vy)＝_________________________________(填表达式)，且Vx________Vy(填“>”、“<”或“＝”)(题中x≤6，y≥8)。[解析]pH＝x的盐酸，[H＋]＝10－xmol·L－1，pH＝y的NaOH溶液，[OH－]＝10y－14mol·L－1，则Vx·10－x＝Vy·10y－14，eq\f(Vx,Vy)＝10x＋y－14。(1)x＋y＝14，eq\f(Vx,Vy)＝1。(2)x＋y＝13，eq\f(Vx,Vy)＝10－1＝eq\f(1,10)。(3)x＋y>14，eq\f(Vx,Vy)＝10x＋y－14>1，Vx>Vy。[答案](1)1(2)eq\f(1,10)(3)10x＋y－14>[拓展探究]14.25℃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<Vb和a＝0.5b。请填写下列空白：(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](3)eq\f(Va,Vb)＝eq\f([OH－]b,[H＋]a)＝eq\f(\f(10－14,[H＋]b),[H＋]a)＝eq\f(