2018-2019学年人教版高中化学选修四学业分层测评13 pH的计算及应用 Word版含解析

  • 格式:doc
  • 大小:92.20 KB
  • 文档页数:8

学业分层测评(十三) pH的计算及应用

(建议用时:40分钟)

[基础达标练]

1.25 ℃时,重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,也可用pH一样的定义来规定其酸碱度:pD=-lg c(D+),下列有关pD的叙述,正确的是( )

【导学号:80192185】

①中性D2O的pD=7

②在1 L D2O中,溶解0.01 mol NaOD,其pD=12

③1 L 0.01 mol/L的DCl的重水溶液,pD=2

④在100 mL 0.25 mol/L DCl的重水溶液中,加入50 mL 0.2 mol/L NaOD的重水溶液,反应后溶液的pD=1

A.①② B.③④

C.①③④ D.①②③④

B [由于重水的离子积常数为1.6×10-15,因此重水中c(D+)=4×10-8,对应的pD=7.4,故①错;在0.01 mol/L NaOD溶液中,c(OD-)=0.01 mol/L,根据重水的离子积常数,可推知c(D+)=1.6×10-13mol/L,pD不等于12,故②错;在0.01 mol/L的DCl的重水溶液,c(D+)=0.01 mol/L,因此pD=2,③正确;根据中和反应量的关系,100 mL 0.25 mol/L DCl和50 mL 0.2 mol/L NaOD中和后溶液中有0.1 mol/L的DCl过量,因此对应溶液的pD=1,④正确。]

2.常温下,下列各混合或稀释后溶液中,pH最大的是( )

【导学号:80192186】

A.pH=11的烧碱溶液稀释1 000倍

B.pH=11的氨水稀释1 000倍

C.pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合

D.pH=5的盐酸稀释1 000倍

B [pH=11的烧碱溶液稀释1 000倍后,pH=8;pH=11的氨水稀释1 000倍后,由于稀释促进电离,pH>8;pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合后,醋酸过量,溶液呈酸性,pH<7;pH=5的盐酸稀释1 000倍后,pH接近7但小于7;所以B的pH最大。]

3.把80 mL NaOH溶液加入到120 mL的盐酸中,所得溶液的pH为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度为( )

【导学号:80192187】

A.0.5 mol·L-1 B.0.1 mol·L-1

C.0.05 mol·L-1 D.1 mol·L-1

C [设混合前NaOH和盐酸的物质的量浓度为c,NaOH与HCl以1∶1发生中和。故剩余40 mL盐酸,剩余这些盐酸n(HCl)=0.04 L×c=0.04c L,因为溶液最后pH=2即c(H+)=0.01 mol·L-1所以反应后的剩余盐酸的浓度为0.01

mol·L-1即0.04c0.12+0.08=0.01 mol·L-1,得c=0.05 mol·L-1。]

4.25 ℃时,将某强酸和某强碱溶液按1∶10的体积比混合后,溶液恰好呈中性,则混合前此强酸和强碱的pH和为( )

【导学号:80192188】

A.12 B.13

C.14 D.15

B [强酸和强碱溶液按1∶10的体积比混合恰好呈中性,则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度的10倍,故pH和为13,选B。]

5.常温下,1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH等于( )

A.9.0 B.9.5

C.10.5 D.11.0

C [因为是恰好中和,则中和后溶液的pH=7,设碱的pH=x,则有1×10-2.5=10×10x-14,解得x=10.5。]

6.常温下,关于溶液的稀释下列说法正确的是( )

A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5

B.若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11

C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=12

D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6 B [A项,pH=3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,3<pH<5;B项,pH=7,则1×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.1 L×c(OH-),c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,pH=14-3=11;C项,0.1 mol·L-1Ba(OH)2溶液稀释到2

L时,c(OH-)=0.22 mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13;D项,NaOH溶液是碱溶液,无论怎么稀释,pH在常温下不可能成为6,只能无限接近于7。]

7.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

C [解答本题时应先明确所给的酸或碱是强电解质,还是弱电解质,是一元的还是二元的,然后判断酸碱发生反应时是酸过量还是碱过量,从而判断溶液的pH是否小于7。A项,反应时氨水过量溶液显碱性,pH>7,错误;B项,盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,两者又是等体积混合,故有n(H+)=n(OH-),混合后溶液的pH=7,错误;C项,因醋酸是弱酸,反应时酸过量,反应后pH<7,正确;D项,因NH3·H2O是弱碱,反应时碱过量,反应后pH>7,错误。]

8.室温时,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是( )

【导学号:80192189】

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

D [nOH-nH+=cOH-·x mLcH+·y mL=xy·10a-1410-b=xy·10a+b-14。若a+b=14,x=y,则n(OH-)=n(H+),pH=7,A项错误;若a+b=13,10x=y,则nOH-nH+=xy·10a+b-14=1100,溶液呈酸性,pH<7,B项错误;若ax=by且a+b=13,则nOH-nH+=xy·10a+b-14=b10a<1(a>b),故pH<7,C项错误;若x=10y,且a+b=14,则nOH-nH+=10,pH>7,D项正确。]

9.室温下,有一pH为12的NaOH溶液100 mL,如果在忽略溶液混合时的体积变化下将其pH降为11,则:

(1)若用蒸馏水应加入________mL;

(2)若用pH=10的NaOH溶液,应加入______mL;

(3)若用pH=2的盐酸,应加入________mL;

(4)若用0.01 mol·L-1硫酸,应加入________mL。

【解析】 (1)由c(OH-)稀释=10-3 mol·L-1=10-2 mol·L-1×0.1 L0.1 L+VH2O,得V(H2O)=0.9 L=900 mL。

(2)设加入pH=10的NaOH溶液的体积为x,c(OH-)=10-3 mol·L-1

=10-2 mol·L-1×0.1 L+10-4 mol·L-1·x0.1 L+x

得x=1 L=1 000 mL。

(3)设加入pH=2的盐酸的体积为y,

c(OH-)=10-3 mol·L-1

=10-2 mol·L-1×0.1 L-10-2 mol·L-1·y0.1 L+y

得y≈0.081 8 L=81.8 mL。

(4)设加入硫酸的体积为z

c(OH-)=10-3 mol·L-1

=10-2 mol·L-1×0.1 L-0.02 mol·L-1·z0.1 L+z

得z≈0.042 86 L=42.86 mL。

【答案】 (1)900 (2)1 000 (3)81.8 (4)42.86

10.已知室温下,求下列溶液的pH:

【导学号:80192190】 (1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 mol·L-1,

①此溶液的pH为________。

②用水稀释到原来体积的100倍,pH为________。

③再继续稀释104倍,pH________。

(2)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合,pH为________。

(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合,pH为________。

(4)pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合,pH为________。

【解析】 (1)①c(H+)=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,pH=-lg 10-2=2。

②c(H+)=0.01 mol·L-1÷100=10-4 mol·L-1,pH=-lg 10-4=4。

③pH接近7(酸无限稀释后不会变成碱)。

(2)c(H+)=10-3+10-52 mol·L-1≈5×10-4 mol·L-1,pH=-lg(5×10-4)=4-lg 5≈3.3(强调10-3是10-5的100倍,所以10-5可以忽略不计)。

(3)c(OH-)=10-2+10-42 mol·L-1≈5×10-3 mol·L-1,c(H+)=10-145×10-3 mol·L-1=2×10-12 mol·L-1。

pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2≈11.7。

(4)NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1;HCl溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH-)=10-2-10-42

mol·L-1≈5×10-3 mol·L-1,c(H+)=10-145×10-3 mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2≈11.7。

【答案】 (1)①2 ②4 ③接近且小于7 (2)3.3 (3)11.7 (4)11.7

[能力提升练]

11.下列叙述正确的是( )

【导学号:80192191】

A.醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b

B.在滴有酚酞溶液的氨水里,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7

C.常温下,1.0×10-3 mol/L盐酸的pH=3.0,1.0×10-8mol/L盐酸的pH=8.0