高中化学 第3章 水溶液中的离子平衡 第2节 水的电离和溶液的酸碱性（第2课时）溶液pH的计算课后素养演练 新人教版选修4

溶液pH的计算 基 础 巩 固 1在25 的条件下，将体积都为10 mL，pH都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释到a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释时加入水的体积为(D)Aab10 mLBab10 mLCab解析：在溶液中，盐酸电离是不可逆的，而CH3COOH的电离是可逆的，存在电离平衡。在加水稀释的过程中，盐酸溶液里c(H)的主要变化只有一个，即减小；CH3COOH溶液里c(H)的主要变化有两个，即减小和增大。若ab，稀释后的CH3COOH溶液pHb。2有甲、乙两瓶醋酸稀溶液，测得甲的pHa，乙的pHa1，下列推断正确的是(C)A物质的量浓度c(甲)是c(乙)的10倍B溶液中c(OH)甲是乙的10倍C由水电离产生的c(H)乙是甲的10倍D与等量的NaOH反应消耗甲、乙两酸的体积V(乙)10V(甲)解析：由题意知c(H)甲是乙的10倍，即10，但因稀醋酸的电离程度增大，所以10c(乙)，所以A错误。两溶液中KW相同，c(OH)，所以c(OH)乙是甲的10倍，B错误。两溶液中由水电离的c(H)均与溶液中c(OH)相等，所以C正确。因c(甲)10c(乙)，所以与等量NaOH反应时由c(甲)V(甲)c(乙)V(乙)知，V(乙)10V(甲)。3室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是(C)ApH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合BpH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合CpH3的醋酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合DpH3的硫酸和pH11的氨水等体积混合解析：pH相同的弱酸或弱碱的物质的量浓度比强酸或强碱的大。pH3的盐酸、醋酸、硫酸的c(H)均为103 molL1；同理pH11的Ba(OH)2的溶液、氨水中c(OH)均为103molL1。显然等体积pH3的HCl或H2SO4与pH11的氨水混合时，氨水过量，pH7；等体积的pH3的HCl与pH11的Ba(OH)2混合时，pH7；等体积pH3的醋酸和pH11的Ba(OH)2混合时醋酸过量，pHc(H)，则氢氧化钠过量D和等体积混合后，恰好完全反应生成CH3COONa解析：A项，醋酸为弱酸，pH3的醋酸溶液的物质的量浓度大于0.001 molL1；B项，将醋酸溶液稀释10倍，CH3COOH的电离程度增大，n(H)、n(CH3COO)增大，但c(H)、c(CH3COO)减小，由于Kwc(H)c(OH)不变，则c(OH)增大；C项，当醋酸和NaOH恰好完全反应时，得到CH3COONa溶液，CH3COO水解使溶液呈碱性；D项，和等体积混合得到CH3COOH和CH3COONa的混合溶液。7室温时，将x mL pHa的稀NaOH溶液与y mL pHb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(D)A若xy，且ab14，则pH7B若10xy，且ab13，则pH7C若axby，且ab13，则pH7D若x10y，且ab14，则pH7解析：由题意知：n(NaOH)x10a17 mol，n(HCl)y10(b3) mol，所以n(NaOH)n(HCl)10(ab)14，若xy，且ab14，则n(NaOH)n(HCl)二者恰好完全反应，pH7；若10xy且ab13，则碱不足，pH1，NaOH过量，pH7。8(1)常温下，将pH10和pH12的NaOH溶液以11的体积比混合，则混合后所得溶液的pH约为_11.7_。(2)0.2 molL1 NaHSO4和0.1 molL1 BaCl2溶液按等体积混合后，则溶液的pH等于_1_。(3)用pH4和pH11的强酸和强碱混合，使pH10，则两溶液的体积比为_92_。解析：欲求混合后溶液的pH，应先判断混合后溶液的酸碱性。若呈碱性，应先求溶液中c(OH)，再求c(H)，而后计算pH；若呈酸性，可直接求出混合后c(H)，再计算pH。由题意可得：(1)c(OH)5103c(H)c(OH)KW11014c(H)21012pHlgc(H)lg(21012)120.311.7(2)NaHSO4为强电解质c(H)0.1(molL1)，pHlgc(H)1(3)混合后溶液呈碱性，则104整理可得：2104V(酸)9104V(碱)所以，9下表是不同温度下水的离子积数据：温度/25t水的离子积KW1101411012试回答以下问题：(1)25 下，某Na2SO4溶液中c(SO)5104 molL1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na)c(OH)_10001_。(2)在t 下pH10的NaOH溶液中，水电离产生的OH浓度为_11010_molL1_。(3)t 下，将pH11的NaOH溶液V1 L与pH1的稀硫酸V2 L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pH2，则V1V2_911_。解析：(1)c(SO)5104 molL1，则c(Na)2c(SO)1103 molL1，稀释10倍，则c(Na)1104 molL1。25 时Na2SO4溶液中c(OH)1107 molL1，稀释10倍后仍然为1107 molL1，则c(Na)c(OH)1031。(2)pH10的NaOH溶液c(H)1010 molL1，NaOH溶液中c(H)来自水的电离，水电离出H的同时也电离出等量的OH。(3)t 时，pH2，说明溶液为酸性，酸过量。t 时，pH11的NaOH溶液，c(OH)0.1 molL1，0.01 molL19V211V1，。 素 能 拓 展 1下列叙述正确的是(D)A100 纯水的pH6，所以水在100 时呈酸性BpH3的盐酸溶液，稀释至10倍后pH4C0.2 molL1的醋酸，与等体积水混合后pH1D常温时，pH3的盐酸与pH11的氢氧化钠等体积混合后pH7解析：A选项中因为是纯水，不管其pH为多少都是呈中性；B选项中盐酸是强酸，所以每稀释10倍pH增大1，故pH4；C选项中将0.2 molL1的醋酸，与等体积水混合后，溶液的浓度变为0.1 molL1，但由于醋酸是弱酸，所以pH大于1；D选项中盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，所以呈中性。2pH2和pH4的两种稀硫酸，等体积混合后，下列结论正确的是(设混合后溶液体积的变化忽略不计)(C)Ac(H)1103 molL1Bc(OH)21012 molL1CpH2.3DpH3解析：强酸等体积混合，利用近似计算：pH20.32.3，c(H)1102.3 molL1。3现有温度相同，pHa和pHb的两种NaOH溶液，已知ba2，将两种溶液等体积混合后，所得溶液的pH接近于(B)Aalg2Bblg2Calg2Dblg2解析：pHa的NaOH溶液，c(H)10a molL1，c(OH)10a14 molL1；pHb的NaOH溶液，c(H)10b molL1，c(OH)10b14 molL1；而溶液等体积混合后：c(OH)由于ba2，所以c(OH)510b15 molL1；则c(H)210b molL1，所以pHblg2，故答案选B。4pH3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50 mL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(D)AHX可能是强酸BHY一定是强酸CHX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：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。5室温下，pH相差1的两种一元碱溶液A和B，分别加水稀释时，溶液的pH变化如下图所示。下列说法正确的是(C)A稀释前，c(A)10c(B)B稀释前，A溶液中由水电离出的OH的浓度大于107 mol/LC在M点，A、B两种碱溶液中阳离子的物质的量浓度相等D用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时，溶液的pH为7 解析：A项，观察图像可知，A、B稀释相同的倍数时A的pH变化大于B，则A的碱性强于B，A的电离程度大于B，稀释前A、B的pH相差1，c(A)bcCa点的KW值比b点的KW值大Da点水电离的c(H)大于c点水电离的c(H)解析：A项，醋酸是弱电解质不能完全电离，稀释前导电能力相同(氢离子浓度相同)，则其浓度大于盐酸的浓度；B项，b点的导电能力小于a点，即b点的氢离子浓度小于a点，则b点的pH大于a点；C项，KW是温度的函数，温度不变KW不变；D项，因为a点pH大于c点，所以a点由水电离出的OH浓度大于c点由水电离出的OH浓度，根据水的离子积即可得出结论。7常温下，向盛有1 L 0.1 molL1NaHSO4溶液的烧杯中不断滴加0.05 molL1的Ba(OH)2溶液，溶液中产生沉淀物质的量n(mol)与溶液pH的变化情况如下图所示，下列说法不正确的是(B)AA点时pH1B恰好完全沉淀时Ba(OH)2的体积为2 LCB点时，溶液中的离子浓度关系为c(Na)c(SO)c(H)c(OH)DC点时pH14解析：依题意：混合前酸溶液中的n(H)与碱溶液中的n(OH)应相等，则有Vc酸(H)10Vc碱(OH)10V1 103，解得c酸(H)1102 molL1。由于硫酸为二元强酸，依据c酸(H)与溶液浓度的关系，可知c(H2SO4)5103 molL1；而pH11的一元强碱氢氧化钠溶液中c(OH)1103 molL1即为其溶液浓度。据此求得H2SO4与NaOH溶液的物质的量浓度之比应为51，故选B。8pHl的两种一元酸的溶液HA、HB各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示：(1)据图分析可知，HA、HB两种酸中_HB_为弱酸，理由为_随着稀释的进行HB不断电离出H使pH升高的幅度比HA酸小，即存在电离平衡HBHB_。(2)向稀释后所得HA、HB两溶液中分别加入足量的锌粉，产生氢气的体积V(HA)_小于_V(HB)(填“大于”“小于”或“等于”)，理由是_HB溶液中含溶质的物质的量较大_。(3)常温时，将pH11的Ba(OH)2溶液与pH4的HA溶液混合，若所得混合液的pH9，则Ba(OH)2溶液与HA溶液的体积比为_19_。解析：(1)HB酸溶液由1 mL稀释为1 000 mL，而溶液的pH增大不到3个单位，说明随着稀释的进行HB不断电离出H，即HB为弱酸。(2)因HB溶液中含溶质的物质的量较大，与足量Zn反应时，生成的H2较多。(3)105molL1解得VBa(OH)2V(HA)19。9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_A_(填“A”或“B”)，请说明理由_水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度较小，c(H)、c(OH)较小_。(2)25时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_101_。(3)95时，若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_pH1pH214_。(4)曲线B所对应的温度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH5。请分析其原因：_曲线B对应95_，此时水的离子积为1012，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H，使溶液pH5_。解析：(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中H浓度、OH浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及H浓度、OH浓度可以判断，25 时水的电离平衡曲线应为A，理由为水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离程度增大。(2)25 时所得混合溶液的pH7，溶液呈中性，即酸碱恰好中和，n(OH)n(H)，则V(NaOH)105 molL1V(H2SO4)104 molL1，得V(NaOH)V(H2SO4)101。(3)要注意95 时，水的离子积为1012，即等体积强酸强碱反应至中性时pH(酸)pH(碱)12，根据95 时，混合后溶液呈中性，pH2b的某强碱溶液中c(OH)10b12 mol/L，则有10010a110b12，即ba210b12，所以有以下关系：ab14或pH1pH214。(4)在曲线B对应温度下，因pH(酸)pH(碱)12，可得酸碱两溶液中c(H)c(OH)，如果是强酸、强碱，两溶液等体积混合后，溶液应呈中性；现混合溶液的pH5，即等体积混合后溶液显酸性，说明酸过量，所以酸HA是弱酸。