2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 專題3 溶液中的離子反應(yīng) 第二單元 第一課時 溶液的酸堿性學(xué)案 蘇教版選修4

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1、2022-2023學(xué)年高中化學(xué) 專題3 溶液中的離子反應(yīng) 第二單元 第一課時 溶液的酸堿性學(xué)案 蘇教版選修4 ————————————————————————————————————— [課標(biāo)要求] 1.了解溶液的酸堿性與pH的關(guān)系。 2.學(xué)會用pH試紙測定溶液的pH。 3.初步學(xué)會有關(guān)pH的計算。 1.判斷溶液的酸堿性的依據(jù)是c(H+)和c(OH-)的相對大小:c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;c(H+)<c(OH-),溶液呈堿性。 2.室溫(25 ℃)下,酸性溶液:c(H+)>10-7 mol·L-1,pH<7;中性溶液:c(H+)

2、=10-7 mol·L-1,pH=7;堿性溶液:c(H+)<10-7 mol·L-1,pH>7。 3.溶液pH的計算: (1)溶液呈酸性:計算c(H+)―→pH。 (2)溶液呈堿性:計算c(OH-)―→c(H+)―→pH。 4.強(qiáng)酸或強(qiáng)堿稀釋10n倍,pH變化n個單位;弱酸或弱堿稀釋10n倍,pH變化小于n個單位;酸或堿無論怎樣稀釋,酸不會變?yōu)閴A,堿也不會變?yōu)樗帷? 溶液的酸堿性與pH 1.溶液的酸堿性 (1)判斷溶液酸堿性的依據(jù)是溶液中c(H+)與c(OH-)的相對大小。 (2)溶液酸、堿性與c(H+)、c(OH-)相對大小的關(guān)系。 溶液酸堿性

3、c(OH-)與c(H+)關(guān)系 酸堿的強(qiáng)弱 溶液呈中性 c(H+)=c(OH-) 溶液呈酸性 c(H+)>c(OH-) c(H+)越大 酸性越強(qiáng) 溶液呈堿性 c(H+)弱酸。 ②c(H+)相同的強(qiáng)酸和弱酸溶液中,酸的物質(zhì)的量濃度:c(強(qiáng)酸)

4、積、等物質(zhì)的量濃度、等元數(shù)的酸,強(qiáng)酸溶液的酸性強(qiáng),但中和能力相同。例如:1 L 0.1 mol·L-1的CH3COOH和1 L 0.1 mol·L-1的鹽酸,鹽酸中c(H+)大,酸性強(qiáng),但均能中和0.1 mol NaOH。 2.溶液的pH (1)概念:用溶液中氫離子濃度的負(fù)對數(shù)表示溶液的酸堿性。 (2)表達(dá)式:pH=-lg_c(H+)。 (3)意義:pH越小,溶液的酸性越強(qiáng);pH越大,溶液的堿性越強(qiáng)。 25 ℃時,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,pH=7,溶液呈中性。 c(H+)>1×10-7 mol·L-1,pH<7,溶液呈酸性; c(H+)<1×10-7 mol·L

5、-1,pH>7,溶液呈堿性。 (4)適用范圍:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1×100 mol·L-1的溶液。 3.溶液的酸堿性與pH的關(guān)系(室溫下) 4.溶液酸堿性的表示方法 (1)當(dāng)c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1時,通常用c(H+)或c(OH-)直接表示。 (2)當(dāng)c(H+)或c(OH-)小于或等于1 mol·L-1時,通常用pH表示。 [特別提醒] c(H+)=1×10-7mol·L-1或pH=7的溶液不一定呈中性,只有在室溫下,上述關(guān)系才成立。 1.某溶液的pH=6,則該溶液一定顯酸性嗎?同樣,某溶液的pH=7,則該溶液一定顯中性嗎?

6、 提示:pH=6的溶液不一定顯酸性,如100 ℃時蒸餾水的pH=6,但呈中性;pH=7的溶液不一定顯中性,如100 ℃時,pH=7的溶液呈堿性。 2.pH試紙使用前能否用蒸餾水濕潤?若用濕潤的pH試紙測量溶液的pH對結(jié)果有何影響? 提示:使用pH試紙不能用蒸餾水濕潤,濕潤后相當(dāng)于稀釋了溶液。若是酸性溶液,則濕潤后測得pH偏大;若為堿性溶液,則濕潤后測得pH偏?。蝗魹橹行匀芤?,則無影響。 1.溶液酸堿性的判斷依據(jù) 2.溶液酸堿性的測定方法 (1)酸堿指示劑法 該法只能測其酸堿性,即pH的大致范圍,不能測出具體數(shù)值,常見的酸堿指示劑的顏色范圍為: (2)pH試紙法

7、①種類 a.廣范pH試紙:其pH范圍是1~14(最常用)。 b.精密pH試紙:其pH范圍較窄,可判別0.2或0.3的pH差值。 c.專用pH試紙:用于酸性、中性和堿性溶液的專用pH試紙。 ②使用方法:把小片試紙放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待測溶液點(diǎn)在干燥的pH試紙上,試紙變色后,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比,即確定溶液的pH。 (3)pH計法(又叫酸度計) 精確測定溶液的pH時使用pH計,測量時可以從pH計上直接讀出溶液的pH。 1.下列說法正確的是(  ) A.pH=7的溶液一定顯中性 B.常溫下由水電離的c(OH-)為1×10-8 mol·L-1的溶液一定呈酸性 C.c(

8、H+)<c(OH-)的溶液一定顯堿性 D.c(OH-)=1×10-6 mol·L-1的溶液一定呈堿性 解析:選C 溶液的酸堿性取決于c(H+)與c(OH-)的相對大小,利用pH或c(H+)判斷時應(yīng)注意溫度。常溫下由水電離的c(OH-)為1×10-8 mol·L-1,可能溶液中c(OH-)=1×10-8 mol·L-1,c(H+)=1×10-6 mol·L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c(H+)=1×10-8 mol·L-1,c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,溶液呈堿性。 2.下列關(guān)于溶液的酸堿性,說法正確的是(  ) A.不能使酚酞變色的溶液一定是酸性溶液 B.中性溶液中一

9、定c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1 C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性 D.在100 ℃時,純水的pH<7,因此顯酸性 解析:選C A項,酚酞溶液無色的pH<8.2,不一定是酸性溶液,錯誤;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7 mol·L-1,B項錯誤,C項正確;100 ℃的純水中,雖然pH<7,但c(H+)=c(OH-),仍呈中性,D錯誤。 [方法技巧]  溶液酸堿性判斷的常見誤區(qū) 誤區(qū)一:含有H+的溶液顯酸性,含有OH-的溶液呈堿性。因為任何水溶液中都含有H+、OH-。 誤區(qū)二:pH<7的溶液呈酸性,pH>7的溶液呈

10、堿性。 利用pH與7的大小判斷溶液酸堿性的條件是25 ℃。 誤區(qū)三:使酚酞顯無色的溶液呈酸性,使甲基橙顯黃色的溶液呈堿性。 常溫下,pH<8.2溶液中滴入酚酞都顯無色;pH>4.4的溶液滴入甲基橙都顯黃色。 溶液pH的計算 1.單一溶液的pH計算 (1)強(qiáng)酸溶液,如HnA,設(shè)物質(zhì)的量濃度為c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。 (2)強(qiáng)堿溶液,如B(OH)n, 設(shè)濃度為c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。 2.溶液稀釋時pH的計算 (1)對于強(qiáng)

11、酸溶液,每稀釋10n倍,pH增大n個單位,但無論稀釋多少倍,酸溶液的pH不可能等于或大于7,只能趨近于7。 (2)對于強(qiáng)堿溶液,每稀釋10n倍,pH減小n個單位,但無論稀釋多少倍,堿溶液的pH不可能等于或小于7,只能趨近于7。 (3)對于pH相同的強(qiáng)酸與弱酸(或強(qiáng)堿與弱堿)稀釋相同倍數(shù)時,pH變化程度不同,其結(jié)果是強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)pH變化大,而弱酸(或弱堿)pH變化小。 3.強(qiáng)酸與強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿與強(qiáng)堿)混合后溶液pH的計算 (1)兩強(qiáng)酸溶液混合 c(H+)混=,先求出混合后的c(H+)混,再根據(jù)公式pH=-lg c(H+),求得pH。 若兩強(qiáng)酸溶液的pH之差≥2,且以等體積混合,可采用

12、速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH較小值加0.3,如pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合后,鹽酸的pH=3.3。 (2)兩強(qiáng)堿溶液混合 c(OH-)混=,先求出混合后的c(OH-)混,再通過KW求出c(H+)混,根據(jù)公式pH=-lg c(H+)混,求得pH。 若兩強(qiáng)堿溶液的pH之差≥2,且以等體積混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH較大值減0.3,如pH=9和pH=11的兩種燒堿溶液等體積混合后,燒堿溶液的pH=10.7。 4.強(qiáng)酸溶液與強(qiáng)堿溶液混合后溶液pH的計算 (1)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液混合,要先根據(jù)H++OH-===H2O計算出哪種物質(zhì)過量,一般有如

13、下三種情況: 若酸過量:c(H+)混=,可直接求pH; 若恰好完全反應(yīng),c(H+)·V酸=c(OH-)·V堿,溶液呈中性; 若堿過量:c(OH-)混=,根據(jù)KW求出c(H+)混,再求pH。 (2)室溫下,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液兩兩等體積混合 室溫下,pH=a的強(qiáng)酸和pH=b的強(qiáng)堿等體積混合,混合后溶液酸堿性與a+b相對大小的關(guān)系可理解為==1014-(a+b) 若a+b 1.下列溶液中與1.0×10-5 mol·L-1的NaOH溶液的pH相同的是(  ) A.把pH=6的鹽酸稀釋1 000倍 B.把pH=10的Ba(OH)2溶液稀釋10倍 C.把pH=8和pH=10的NaOH溶

14、液等體積混合 D.把pH=8的NaOH溶液稀釋10倍 解析:選B 稀釋后A項pH≈7;B項pH=9;C項pH≈9.7;D項pH≈7。 2.計算下列溶液的pH。 (1)某H2SO4溶液的濃度是0.005 mol·L-1; ①此溶液的pH=________; ②用水稀釋到原來體積的100倍,pH=________。 (2)pH=3的鹽酸與pH=5的鹽酸等體積混合,pH=________。 (3)pH=10和pH=13的兩種NaOH溶液等體積混合,pH=________。 (4)pH=12的NaOH和pH=4的HCl等體積混合,pH=________。 解析:(1)①c(H+)=

15、0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,pH=-lg 10-2=2。 ②c(H+)=0.01 mol·L-1÷100=1×10-4 mol·L-1,pH=-lg 10-4=4。 (2)c(H+)==5×10-4 mol·L-1,pH=-lg (5×10-4)=4-lg 5=3.3。 (3)因為溶液呈堿性c(OH-)==5×10-2 mol·L-1,故c(H+)==2×10-13 mol·L-1,pH=-lg (2×10-13)=13-lg 2=12.7。 (4)NaOH中c(OH-)=10-2 mol·L-1,HCl中c(H+)=10-4 mol·L-1。二者等體積混

16、合,堿過量,反應(yīng)后溶液呈堿性,c(OH-)==5×10-3 mol·L-1,c(H+)==2×10-12 mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg 2=11.7。 答案:(1)①2?、? (2)3.3 (3)12.7 (4)11.7 [三級訓(xùn)練·節(jié)節(jié)過關(guān)]                     1.下列溶液肯定顯酸性的是(  ) A.含H+的溶液   B.c(H+)>10-7 mol·L-1 C.pH<7的溶液 D.c(OH-)10-7 mol·L-1,僅適用于室

17、溫時,若溫度不確定,就不能用來判斷溶液的酸堿性;判斷溶液酸堿性的關(guān)鍵看c(H+)和c(OH-)相對大小,若c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。 2.25 ℃的下列溶液中堿性最強(qiáng)的是(  ) A.pH=11的溶液 B.c(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液 C.1 L中含有4 g NaOH的溶液 D.c(H+)=1×10-10 mol·L-1的溶液 解析:選B 溶液的堿性最強(qiáng),則該溶液中c(OH-)最大。A項,c(OH-)=10-3 mol·L-1;C項,c(OH-)==0.1 mol·L-1;D項,c(OH-)==10-4 mol· L-1。 3.60 mL 0.5 m

18、ol·L-1的氫氧化鈉溶液和40 mL 0.4 mol·L-1的硫酸相混合后,溶液的pH約為(  ) A.0.5 B.1.7 C.2 D.13.2 解析:選B 酸堿中和反應(yīng)后,酸過量,剩余H+的物質(zhì)的量為0.032 mol-0.03 mol=0.002 mol,對于稀溶液混合其體積可以簡單相加,所以c(H+)=0.02 mol·L-1,pH=-lg 0.02=2-lg 2=1.7。 4.有一學(xué)生甲測某溶液的pH時,他先用蒸餾水潤濕pH試紙,然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢測;學(xué)生乙對學(xué)生甲的操作的評價為:操作錯誤,測定結(jié)果一定有誤差。學(xué)生丙對學(xué)生甲操作的評價為:操作錯誤,但測定

19、結(jié)果不一定有誤差。 (1)你支持________(填“乙”或“丙”)同學(xué)的觀點(diǎn),原因是________________________________________________________________________。 (2)若用此法分別測定c(H+)相等的鹽酸和醋酸溶液的pH,誤差較大的是__________,原因是________________________________________________________________________ _________________________________________________________

20、_______________。 (3)只從下列試劑中選擇實(shí)驗所需的物品,你________(填“能”或“不能”)區(qū)分0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸。若能,簡述操作過程。 ________________________________________________________________________。 A.紫色石蕊溶液 B.蒸餾水 C.BaCl2溶液 D.pH試紙 解析:(1)用pH試紙測溶液的pH時,試紙不能潤濕,否則,相當(dāng)于將溶液稀釋,使酸性溶液的pH偏大,堿性溶液的pH偏小,但對中性溶液的pH無影響。 (2)用濕潤的pH試紙測

21、量溶液的pH時,對強(qiáng)酸溶液pH的影響更大,因弱酸溶液在稀釋過程中要繼續(xù)電離,稀釋后的弱酸溶液中H+濃度比強(qiáng)酸溶液中H+濃度更接近于未稀釋時的H+濃度。 (3)0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸濃度差別較大,可直接用pH試紙鑒別。 答案:(1)丙 當(dāng)溶液呈中性時,則不產(chǎn)生誤差;否則將產(chǎn)生誤差 (2)鹽酸 在稀釋過程中醋酸繼續(xù)電離產(chǎn)生H+,使得溶液中c(H+)較鹽酸溶液中c(H+)大,誤差較小 (3)能 用玻璃棒分別蘸取兩種溶液滴在兩張pH試紙上,與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較其pH,pH較大的為0.01 mol·L-1的硫酸 一、單項選擇題 1.下列說法正確的是(  )

22、 A.pH=0的溶液不存在 B.使用廣范pH試紙測得某溶液的pH=3.5 C.中性溶液的pH不一定等于7 D.酸或堿溶液在稀釋時,溶液的pH均減小 解析:選C c(H+)=1 mol·L-1時,溶液的pH=0,A錯誤;廣范pH試紙測得溶液的pH只能為整數(shù),B錯誤;升高溫度,KW增大,中性溶液pH<7,C正確;酸溶液稀釋時pH增大,D錯誤。 2.常溫下,將0.1 mol·L-1氫氧化鈉溶液與0.06 mol·L-1硫酸溶液等體積混合,該混合溶液的pH等于(  ) A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4 解析:選B 設(shè)兩溶液的體積均為1 L,n(OH-)=0.1 m

23、ol·L-1×1 L=0.1 mol,n(H+)=0.06 mol·L-1×1 L×2=0.12 mol,n(H+)大于n(OH-),混合后溶液呈酸性,反應(yīng)后c(H+)=(0.12 mol-0.1 mol)÷(1 L+1 L)=0.01 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=2。 3.常溫下等體積混合0.1 mol·L-1的鹽酸和0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液后,溶液的pH等于(  ) A.2.0 B.12.3 C.1.7 D.12.0 解析:選D c(H+)=0.1 mol·L-1,c(OH-)=2×0.06 mol·L-1=0.12 mol·L-1,等體積

24、混合后溶液呈堿性,混合后c(OH-)==0.01 (mol·L-1),c(H+)===10-12 (mol·L-1),pH=12.0。 4.將pH=8的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合后,溶液的pH最接近于(  ) A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7 解析:選D 本題是強(qiáng)堿混合,混合溶液中c(OH-)==5.05×10-5 mol·L-1,c(H+)=KW/c(OH-)≈2×10-10 mol·L-1,pH=9.7。 5.某溫度下純水的c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1,在此溫度下,將pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=5的稀鹽酸混合,欲使混合溶

25、液的pH=7,則氫氧化鋇溶液與鹽酸的體積比為(  ) A.11∶1 B.9∶2 C.1∶11 D.2∶9 解析:選D 該溫度下的KW=1×10-12,則pH=8的Ba(OH)2的c(OH-)=1×10-4 mol· L-1,pH=5的鹽酸的c(H+)=1×10-5 mol·L-1。設(shè)Ba(OH)2的體積為V1,鹽酸的體積為V2,混合溶液的pH=7,該溶液顯堿性,Ba(OH)2過量,c(OH-)==1× 10-5,解得V1∶V2=2∶9。 二、不定項選擇題 6.pH均為2的等體積的鹽酸和醋酸分別稀釋100倍后,下列說法正確的是(  ) A.二者的pH相等     B.鹽酸pH

26、大 C.醋酸pH大 D.pH均增大到4 解析:選B 醋酸是弱酸,在加水稀釋過程中還會再電離產(chǎn)生氫離子,而HCl完全電離,稀釋過程中H+不再增加,則稀釋后醋酸溶液中c(H+)較大,pH較小。 7.將體積都為10 mL、pH都等于3的醋酸溶液和鹽酸,加水稀釋至a mL和b mL,測得稀釋后溶液的pH均為5。則稀釋后溶液的體積(  ) A.a(chǎn)=b=100 B.a(chǎn)=b=1 000 C.a(chǎn)b=1 000 解析:選D pH=3的鹽酸稀釋100倍后pH=5,pH=3的醋酸溶液在稀釋的過程中,CH3COOH會繼續(xù)電離出H+,若使pH=5,則醋酸溶液稀釋后其體積要大于

27、1 000 mL。 8.在100 ℃時,水的離子積為1×10-12,若該溫度下某溶液中的H+濃度為1×10-7 mol· L-1,則該溶液(  ) A.呈堿性 B.呈酸性 C.呈中性 D.c(OH-)=100c(H+) 解析:選AD 100 ℃時,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,c(OH-)=1×10-12/1×10-7=1× 10-5 mol·L-1,c(OH-)>c(H+),溶液呈堿性。 三、非選擇題 9.已知水的電離平衡曲線如圖所示,試回答下列問題: (1)E對應(yīng)的溫度下,將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH

28、=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________________________________________________________________________。 (2)B對應(yīng)溫度下,將pH=11的苛性鈉溶液V1 L與pH=1的稀硫酸V2 L混合(設(shè)混合后溶液的體積與原兩溶液體積之和),所得混合溶液的pH=2,則V1∶V2=________________________________________________________________________。 解析:(1)E點(diǎn)對應(yīng)的c(H+)和c(OH-)都為10-7mol·L-1,說明是常溫,KW=

29、10-14,酸堿混合后溶液的pH為7,說明溶液為中性,則n(OH-)=n(H+),V堿×10-5=V酸×10-4,V堿∶V酸=10∶1。 (2)B點(diǎn)對應(yīng)KW=10-12,pH=11的苛性鈉溶液c(OH-)為0.1 mol·L-1,pH=1的硫酸中c(H+)為0.1 mol·L-1,二者混合后溶液的pH=2,c(H+)為0.01 mol·L-1,所以有0.01×(V1+V2)=0.1V2-0.1V1,V1∶V2=9∶11。 答案:(1)10∶1 (2)9∶11 10.(1)常溫下,將1 mL pH=1的H2SO4溶液加水稀釋到100 mL,稀釋后的溶液中=________。 (2)某溫度

30、時,測得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH為11,則該溫度下水的離子積常數(shù)KW=________。該溫度________(填“高于”或“低于”)25 ℃。 (3)常溫下,設(shè)pH=5的H2SO4溶液中由水電離出的H+濃度為c1;pH=5的Al2(SO4)3溶液中由水電離出的H+濃度為c2,則=________。 (4)常溫下,pH=13的Ba(OH)2溶液a L與pH=3的H2SO4溶液b L混合(混合后溶液體積變化忽略不計)。 若所得混合溶液呈中性,則a∶b=________。 若所得混合溶液pH=12,則a∶b=________。 (5)在(2)所述溫度下,將pH=a的N

31、aOH溶液VaL與pH=b的硫酸Vb L混合。 ①若所得混合液為中性,且a=12,b=2,則Va∶Vb=________。 ②若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,則Va∶Vb=________。 解析:(3)c1=c(OH-)=10-9mol·L-1,c2=c(H+)=10-5mol·L-1。(4)若呈中性,則0.1a=10-3b,a∶b=1∶100;若pH=12,則c(OH-)==0.01 mol·L-1,a∶b=11∶90。(5)KW=1×10-13,①若呈中性,則10-13+a·Va=10-b·Vb,將a=12,b=2代入,得Va∶Vb=1∶10。②若pH=10,則呈堿性

32、,c(OH-)混==10-3mol·L-1,而c(OH-)混=,將a=12,b=2代入,得Va∶Vb=1∶9。 答案:(1)108 (2)1×10-13 高于 (3)10-4 (4)1∶100 11∶90 (5)①1∶10?、?∶9 一、單項選擇題 1.把80 mL NaOH溶液加入到120 mL的鹽酸中,所得溶液的pH為2,如果混合前NaOH溶液和鹽酸的物質(zhì)的量濃度相同,則它們的濃度為(  ) A.0.5 mol·L-1      B.0.1 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D.1 mol·L-1 解析:選C 設(shè)混合前NaOH和鹽酸的物質(zhì)的量濃度為c,NaOH

33、與HCl以1∶1發(fā)生中和,故剩余40 mL鹽酸,剩余這些鹽酸n(HCl)=0.04 L×c=0.04c mol,因為溶液最后pH=2即c(H+)=0.01 mol·L-1所以反應(yīng)后的剩余鹽酸的濃度為0.01 mol·L-1即=0.01,得c=0.05 mol·L-1。 2.常溫下,將pH=1的硫酸溶液平均分成兩等份,一份加入適量水,另一份加入與該硫酸溶液物質(zhì)的量濃度相同的氫氧化鈉溶液,兩者pH都升高了1,則加入的水和氫氧化鈉溶液的體積比為(  ) A.5∶1 B.6∶1 C.10∶1 D.11∶1 解析:選B 設(shè)每一份硫酸為1 L,則0.1 mol·L-1×1 L=0.01 mol

34、·L-1×[V(H2O)+1]L,V(H2O)=9 L;0.1 mol·L-1×1 L-×0.1 mol·L-1×V(NaOH)=0.01 mol·L-1×[V(NaOH)+1]L,V(NaOH)= L;V(H2O)∶V(NaOH)=9∶=6∶1。 3.pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合,所得混合液的pH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是(  ) A.11∶1 B.9∶1 C.1∶11 D.1∶9 解析:選D 設(shè)下標(biāo)標(biāo)注為1表示酸、2表示堿。則混合前堿中c2(OH-)=0.1 mol·L-1,酸中c1(H+)=0.01 mol·L-1,則:c余(OH-)=0.001 mol·

35、L-1=,即=0.001;解得V2∶V1=1∶9,故D正確。 此題也可用估算法巧解。因強(qiáng)堿中c2(OH-)是強(qiáng)酸中c1(H+)的10倍,故二者恰好完全中和的體積比應(yīng)為V2∶V1=1∶10,而題中不是恰好反應(yīng),而是堿稍過量,因而V2∶V1應(yīng)略大于1∶10,從而得出結(jié)果。 4.常溫下取濃度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2體積比相混合,所得溶液的pH等于12,則原溶液的濃度為(  ) A.0.01 mol·L-1 B.0.017 mol·L-1 C.0.05 mol·L-1 D.0.50 mol·L-1 解析:選C 設(shè)NaOH、HCl溶液的濃度均為c,以3∶2體積比相混合后溶液的

36、 c(OH-)=0.01 mol·L-1,故NaOH過量,反應(yīng)后c(OH-)=(3c-2c)/5=0.01 mol·L-1,解得c=0.05 mol·L-1。 5.95 ℃時,純水中H+的物質(zhì)的量濃度為1×10-6 mol·L-1,若把0.01 mol NaOH固體溶解于95 ℃水中配成1 L溶液,則溶液的pH為(  ) A.12 B.10 C.4 D.2 解析:選B 95 ℃時,純水中H+的物質(zhì)的量濃度為1×10-6 mol·L-1,KW=1×10-6×1×10-6=1×10-12,0.01 mol NaOH固體溶解于95 ℃水中配成1 L溶液,c(OH-)=0.01 mol·L

37、-1,c(H+)=1×10-12÷0.01=1×10-10 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=10。 二、不定項選擇題 6.室溫下,在pH=11的某溶液中,由水電離的c(OH-)為(  ) A.1.0×10-7 mol·L-1 B.1.0×10-6 mol·L-1 C.1.0×10-3 mol·L-1 D.1.0×10-11 mol·L-1 解析:選CD pH=11即c(OH-)=10-3 mol·L-1,是堿性溶液,堿性溶液有兩種情況:一是堿溶液,一是強(qiáng)堿弱酸鹽的溶液。解此題要注意一個關(guān)鍵問題,由水電離出的c(H+)始終等于由水電離出的c(OH-)。若為堿溶液,由水電離

38、出的c(OH-)=c(H+)==10-11 mol·L-1;若為強(qiáng)堿弱酸鹽的溶液,由水電離出的c(OH-)=10-3 mol·L-1。 7.在一定體積pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液,當(dāng)溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時,溶液pH=11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積之和,則Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積比是(  ) A.1∶9 B.1∶1 C.1∶2 D.1∶4 解析:選D pH=12的Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=10-2 mol·L-1,設(shè)溶液體積為x,得n(OH-)=x×10-2 m

39、ol;n[Ba(OH)2]=0.5x×10-2 mol,反應(yīng)的硫酸氫鈉為0.5x×10-2 mol;設(shè)硫酸氫鈉溶液的體積為y,依據(jù)反應(yīng)Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液pH=11,即c(OH-)=10-3mol·L-1;則=10-3,得x∶y=1∶4,選項D符合題意。 8.25 ℃時,體積為Va、pH=a的某一元強(qiáng)酸溶液與體積為Vb、pH=b的某一元強(qiáng)堿溶液均勻混合后,溶液的pH=7,已知b=6a,Va

40、7得a>;由混合后溶液的pH=7得n(H+)=n(OH-),即Va× 10-a=Vb×10b-14,得=10a+b-14;由于Va

41、后溶液呈中性,則混合前,該強(qiáng)酸的pH1與強(qiáng)堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析:(1)當(dāng)溫度升高時,促進(jìn)水的電離,水的離子積增大,水中氫離子濃度、氫氧根離子濃度都增大,結(jié)合圖像中A、B曲線變化情況可以判斷25 ℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為A,因為水的電離是吸熱過程,降低溫度,水的電離程度減小,c(H+)、c(

42、OH-)變小。 (2)95 ℃時KW=10-12,即c(H+)·c(OH-)=10-12,95 ℃時混合液呈中性,則100×10-a=1×10b-12,即10-a+2=10b-12得:a+b=14或pH1+pH2=14。 答案:(1)A 水的電離是吸熱過程,溫度低時,電離程度小,c(H+)、c(OH-)小 (2)a+b=14或pH1+pH2=14 10.某溫度(T ℃)下的溶液中,c(H+)=10-x mol·L-1,c(OH-)=10-y mol·L-1,x與y的關(guān)系如圖所示,請回答下列問題: (1)此溫度下,水的離子積KW為________,則該溫度T______25(填“>”“<

43、”或“=”)。 (2)在此溫度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的鹽酸,測得混合溶液的部分pH如表所示。 實(shí)驗序號 Ba(OH)2溶 液的體積/mL 鹽酸的體積/mL 溶液的pH ① 22.00 0.00 8 ② 22.00 18.00 7 ③ 22.00 22.00 6 假設(shè)溶液混合前后的體積變化忽略不計,則a=___________________________, 實(shí)驗②中由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=______________________mol·L-1。 (3)在此溫度下,將0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液與0.1 mo

44、l·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溶液體積/mL 10 10 10 10 0.1 mol·L-1NaHSO4溶液體積/mL 5 10 15 20 ①按丁方式混合后,所得溶液顯______(填“酸”“堿”或“中”)性。 ②寫出按乙方式混合后,反應(yīng)的離子方程式:________________________________ ________________________________________________________________________。 ③

45、按甲方式混合后,所得溶液的pH為____________________________________。 解析:(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-x·10-y=10-(x+y),根據(jù)圖示可知當(dāng)x=12時,c(OH-)=1 mol·L-1,當(dāng)y=12時,c(H+)=1 mol·L-1,故KW =1×10-12;因溫度越高水的電離程度越大,KW也隨之越大,可知此時的T>25。 (2)此條件下,pH=6時,溶液呈中性,根據(jù)表中實(shí)驗①的數(shù)據(jù)可得c(OH-)=10-4 mol·L-1,根據(jù)表中實(shí)驗③的數(shù)據(jù)有22.00×10-3 L×10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L

46、×10-a mol·L-1,可得a=4,即pH=4;實(shí)驗②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2過量,溶液呈堿性,由H2O電離產(chǎn)生的c(OH-)等于由水電離產(chǎn)生的c(H+),即由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=10-7 mol·L-1。 (3)①按丁方式混合時,Ba(OH)2提供的OH-與NaHSO4提供的H+相等,混合后溶液呈中性;②按乙方式混合時,反應(yīng)前,n(Ba2+)=10-3 mol,n(OH-)=2×10-3 mol,n(H+)=n(SO)=10-3 mol,實(shí)際反應(yīng)的Ba2+、OH-、H+、SO均為10-3 mol,故反應(yīng)的離子方程式為 Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O;③按甲方式混合時,OH-過量,反應(yīng)后溶液中c(OH-)==0.1 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-11mol·L-1,pH=11。 答案:(1)1×10-12 > (2)4 10-7 (3)①中?、贐a2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O?、?1

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