2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)在水溶液中的行為 第1節(jié) 水溶液 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修4

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1、2022-2023版高中化學(xué) 第3章 物質(zhì)在水溶液中的行為 第1節(jié) 水溶液 第2課時(shí)學(xué)案 魯科版選修4 [學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.了解溶液的酸堿性與溶液中[H+]和[OH-]的關(guān)系。2.知道pH的定義,了解溶液的酸堿性與pH的關(guān)系。3.能夠進(jìn)行有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。 一、溶液的酸堿性與pH 1.溶液的酸堿性與溶液中[H+]和[OH-]的關(guān)系 溶液的酸堿性是由溶液中[H+]與[OH-]的相對(duì)大小決定的。請(qǐng)?zhí)顚懴卤恚? [H+]與[OH-] 的相對(duì)大小 [H+]的范圍(25 ℃) 中性溶液 [OH-]=[H+] [H+]=1.0×10-7 mol·L-1 酸性溶液 [OH-]

2、<[H+] [H+]>1.0×10-7 mol·L-1 堿性溶液 [OH-]>[H+] [H+]<1.0×10-7 mol·L-1 2.溶液的pH (1)定義:pH是[H+]的負(fù)對(duì)數(shù),其表達(dá)式是pH=-lg[H+]。 (2)25 ℃時(shí),溶液酸堿性與[H+]、pH的關(guān)系如下圖所示 3.溶液酸堿性的測(cè)定方法 (1)酸堿指示劑法(只能測(cè)定溶液的pH范圍)。 指示劑 變色范圍(顏色與pH的關(guān)系) 石蕊 <5.0紅色 5.0~8.0紫色 >8.0藍(lán)色 酚酞 <8.2無(wú)色 8.2~10.0粉紅色 >10.0紅色 甲基橙 <3.1紅色 3.1~4.4橙色

3、 >4.4黃色 (2)利用pH試紙測(cè)定,使用時(shí)的正確操作為將pH試紙放在表面皿上,用干燥潔凈的玻璃棒蘸取溶液點(diǎn)在試紙上,當(dāng)試紙顏色變化穩(wěn)定后迅速與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照,讀出pH。 (3)利用pH計(jì)測(cè)定,pH計(jì)可精確測(cè)定試液的pH(讀至小數(shù)點(diǎn)后2位)。 溶液酸堿性的判斷依據(jù) 溶液性質(zhì) [H+]與[OH-] 大小關(guān)系 [H+]/mol·L-1 Ph (25 ℃) 任意溫度 25 ℃ 中性 [H+]=[OH-] [H+]= [H+]=1×10-7 pH=7 酸性 [H+]>[OH-] [H+]> [H+]>1×10-7 pH<7 堿性 [H+]<

4、[OH-] [H+]< [H+]<1×10-7 pH>7 例1 下列溶液一定顯酸性的是(  ) A.溶液中[OH-]>[H+] B.滴加紫色石蕊溶液后變紅色的溶液 C.溶液中[H+]=10-6 mol·L-1 D.溶液中水電離的[H+]=10-9 mol·L-1 答案 B 解析 A項(xiàng)中判斷溶液酸堿性的關(guān)鍵是看[H+]和[OH-]的相對(duì)大小,若[H+]>[OH-],溶液呈酸性;C項(xiàng)中pH<7或[H+]>10-7 mol·L-1,僅適用于常溫時(shí),若溫度不確定,就不能用來(lái)判斷溶液的酸堿性;B項(xiàng)中可使紫色石蕊溶液變紅,則該溶液顯酸性;D項(xiàng)中溫度影響水的電離,所以[H+]=10-

5、9mol·L-1,溫度不確定,無(wú)法判斷[H+]、[OH-]關(guān)系,溶液的酸堿性不能確定。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的判斷方法 易錯(cuò)警示 溶液的酸堿性取決于溶液中[H+]與[OH-]的相對(duì)大小,[H+]=10-7 mol·L-1或pH=7的溶液不一定呈中性,常溫下[H+]=10-7 mol·L-1或pH=7的溶液才呈中性,而其他溫度下不呈中性,100 ℃時(shí),pH=7的溶液呈堿性。 例2 下列說(shuō)法正確的是(  ) A.強(qiáng)酸的水溶液中不存在OH- B.pH=0的溶液是酸性最強(qiáng)的溶液 C.在溫度不變時(shí),水溶液中[H+]和[OH-]不能同時(shí)增大 D.某溫度下,純水中[H+

6、]=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性 答案 C 解析 在酸性或堿性水溶液中均存在H+和OH-,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;pH=0的溶液中[H+]= 1.0 mol·L-1,并不是酸性最強(qiáng)的溶液,只是[H+]>1.0 mol·L-1的溶液用pH表示酸堿性強(qiáng)弱不方便,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;在溫度一定時(shí),[H+][OH-]=Kw是一個(gè)定值,故二者不能同時(shí)增大,故C項(xiàng)正確;純水中,[H+]=[OH-],呈中性,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH 題點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH的綜合 知識(shí)總結(jié) pH的取值范圍為0~14,即只適用于[H+]≤1 mol·L-1或[OH-]≤1 mol·L-1的電解質(zhì)溶液,當(dāng)[H+

7、]或[OH-]>1 mol·L-1時(shí),直接用[H+]或[OH-]表示溶液的酸堿性。 二、酸、堿溶液混合后pH的計(jì)算方法 1.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液pH的計(jì)算 (1)計(jì)算c mol·L-1HnA強(qiáng)酸溶液的pH ①[H+]=nc mol·L-1; ②pH=-lgnc。 (2)計(jì)算c mol·L-1 B(OH)n強(qiáng)堿溶液的pH(25 ℃) ①[H+]= mol·L-1; ②pH=14+lgnc。 2.酸、堿溶液混合后pH的計(jì)算 (1)強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合 [H+]混=,然后再求pH。 (2)強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合 先計(jì)算:[OH-]混= 再求[H+]混=,最后求pH。 (3)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合

8、 ①恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,pH=7。(25 ℃) ②酸過(guò)量: 先求[H+]余=, 再求pH。 ③堿過(guò)量: 先求[OH-]余=, 再求[H+]=,然后求pH。 例3 室溫下,將0.1 mol·L-1HCl溶液和0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等體積混合后,則該溶液的pH是(  ) A.1.7 B.12.3 C.12 D.1 答案 C 解析 這是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的混合,要先判斷混合液的酸堿性。 酸中 [H+]=0.1 mol·L-1 堿中 [OH-]=0.12 mol·L-1 等體積混合堿過(guò)量 [OH-]==0.01 mol·L-1 [H+]==1×

9、10-12 mol·L-1 pH=-lg[H+]=12。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液混合的pH計(jì)算 易錯(cuò)警示 兩種溶液混合,不論是兩種堿溶液混合,還是酸堿混合,只要混合液顯堿性,計(jì)算溶液pH值時(shí),一定先計(jì)算混合溶液中的[OH-],再根據(jù)Kw=[H+][OH-],推出溶液中的[H+],進(jìn)一步得pH。 例4 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 答案 D 解析 可設(shè)堿與酸的體積分別為V(堿)和V(酸),由題意可知,混合后堿過(guò)量,可列等式: =10-

10、(14-11),解之可得V(堿)∶V(酸)=1∶9。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液混合的pH計(jì)算 規(guī)律總結(jié) 25 ℃,pH強(qiáng)酸+pH強(qiáng)堿=14,等體積混合時(shí),pH混=7。 25 ℃,pH強(qiáng)酸+pH強(qiáng)堿>14,等體積混合時(shí),pH混>7。 25 ℃,pH強(qiáng)酸+pH強(qiáng)堿<14,等體積混合時(shí),pH混<7。 三、酸堿溶液稀釋后的pH變化規(guī)律 1.室溫下計(jì)算下列酸溶液稀釋后的pH (1)pH=2的鹽酸,若加水稀釋10倍,其pH為3;若加水稀釋10n倍,其pH為2+n(2+n<7)(若n≥5,則pH無(wú)限接近7)。 (2)若將pH=5的鹽酸加水稀釋103倍,其pH接近于7。 (

11、3)pH=2的醋酸溶液,加水稀釋10倍,其pH大小范圍應(yīng)是27)(若n≥4,則pH無(wú)限接近7)。 (2)pH=11的氨水,若加水稀釋10n倍,其pH大小范圍應(yīng)是11-n

12、的[H+]=1×10-6 mol·L-1 C.將1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L,pH=13 D.pH=8的NaOH溶液稀釋100倍,其pH=6 答案 C 解析 A項(xiàng),pH=3的醋酸溶液在稀釋過(guò)程中電離平衡正向移動(dòng),稀釋100倍時(shí),3

13、2 L時(shí),[OH-]= mol·L-1=0.1 mol·L-1,[H+]=1×10-13 mol·L-1,pH=13;D項(xiàng),NaOH是強(qiáng)堿溶液,無(wú)論怎么稀釋,pH在常溫下不可能為6,只能無(wú)限接近于7。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的計(jì)算及變化規(guī)律 易錯(cuò)警示 計(jì)算很稀的酸或堿的溶液中[H+]或[OH-]時(shí),不能忽視水的電離。 例6 在25 ℃的條件下,將體積都為10 mL,pH都等于3的醋酸和鹽酸,加水稀釋到a mL和 b mL,測(cè)得稀釋后溶液的pH均為5,則稀釋時(shí)加入水的體積為(  ) A.a=b=1 000 mL B.a=b>1 000 mL C.a

14、 D.a>b 答案 D 解析 在溶液中,鹽酸的電離是不可逆的,而CH3COOH的電離是可逆的,存在電離平衡,在加水稀釋的過(guò)程中,鹽酸溶液里[H+]的主要變化只有一個(gè),即減小;CH3COOH溶液里[H+]的主要變化有兩個(gè),即減小和增大。若a=b,稀釋后的CH3COOH溶液pH<5,若使CH3COOH溶液pH=5,就必須繼續(xù)加水稀釋,即a>b。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的計(jì)算及其變化規(guī)律 方法規(guī)律 (1)pH相等的一元強(qiáng)酸和一元弱酸分別稀釋相同的倍數(shù)后,強(qiáng)酸溶液的pH大于弱酸溶液的pH。 (2)pH相等的一元強(qiáng)堿和一元弱堿稀釋相同的倍數(shù)后,強(qiáng)堿溶液的pH小于弱

15、堿。 1.將純水加熱到較高溫度,下列敘述正確的是(  ) A.水的離子積變小,pH變大,呈堿性 B.水的離子積變大,pH變小,呈中性 C.水的離子積變大,pH變小,呈堿性 D.水的離子積不變,pH不變,呈中性 答案 B 解析 水的電離是吸熱過(guò)程,升溫促進(jìn)了水的電離,[H+]、[OH-]均增大,水的離子積變大,pH變小,但由于[H+]=[OH-],故水仍呈中性,B項(xiàng)正確。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性和pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的判斷方法 2.一定溫度下,滿足下列條件的溶液一定呈酸性的是(  ) A.能與金屬Al反應(yīng)放出H2的溶液 B.加酚酞后顯無(wú)色的溶液 C.pH=6的某溶液 D

16、.[H+]>[OH-]的任意水溶液 答案 D 解析 能與金屬Al反應(yīng)放出H2的溶液可能呈酸性,也可能呈堿性,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;加酚酞后顯無(wú)色的溶液,可能呈酸性、中性或弱堿性,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;未指明溫度,pH=6的溶液不一定呈酸性,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;[H+]>[OH-]的任意水溶液一定呈酸性,故D項(xiàng)正確。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性和pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的判斷方法 3.相同溫度下,測(cè)得甲溶液的pH=3,乙溶液的pH=4,則甲溶液與乙溶液中OH-的濃度之比為(  ) A.10∶1 B.1∶10 C.2∶1 D.1∶2 答案 B 解析 甲溶液中[H+]甲=1.0×10-3mol·L-1,乙溶液中[

17、H+]乙=1.0×10-4 mol·L-1,則甲、乙兩溶液中OH-濃度之比為==,所以B項(xiàng)正確。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性和pH 題點(diǎn) 由溶液的pH計(jì)算[H+]或[OH-] 4.25 ℃時(shí),若pH=a的10體積某強(qiáng)酸溶液與pH=b的1體積某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性,則混合之前該強(qiáng)酸的pH與強(qiáng)堿的pH之間應(yīng)滿足的關(guān)系(  ) A.a+b=14 B.a+b=13 C.a+b=15 D.a+b=7 答案 C 解析 酸中n(H+)=10-a×10,堿中n(OH-)=×1=10-14+b,根據(jù)混合后溶液呈中性,故n(H+)=n(OH-),即10-a×10=10-14+b,所以a+b=15

18、。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液混合的pH計(jì)算 5.對(duì)于常溫下pH=1的硝酸溶液: (1)若升溫到100 ℃,溶液中的[OH-]=1×10-11 mol·L-1,則100 ℃時(shí)水的離子積為 。 (2)該溶液中硝酸電離出的[H+]與水電離出的[H+]之比為 。 (3)該溶液中水電離出的[H+]與pH=3的硝酸中水電離出的[H+]之比為 。 (4)加水稀釋,水的電離平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。 答案 (1)1×10-12 mol2·L-2 (2)1012∶1 (3)1∶100 (

19、4)向右 解析 (1)pH=1的硝酸溶液[H+]=10-1 mol·L-1,若升溫到100 ℃, Kw=[H+][OH-]=10-1×1×10-11mol2·L-2=1×10-12 mol2·L-2。 (2)水電離出的[H+]等于水電離出的[OH-],即 mol·L-1=10-13 mol·L-1,所以該溶液中硝酸電離出的[H+]與水電離出的[H+]之比為10-1 mol·L-1∶10-13 mol·L-1=1012∶1。 (3)pH=1的硝酸溶液中水電離出的[H+]為10-13 mol·L-1。pH=3的硝酸溶液中= mol·L-1=10-11 mol·L-1,故pH=1的硝酸溶液與

20、pH=3的硝酸溶液中水電離出的[H+]之比為=。 (4)加水稀釋,[H+]減小,對(duì)水的抑制作用減弱,水的電離平衡向右移動(dòng)。 考點(diǎn) 溶液pH與水電離[H+]的相關(guān)應(yīng)用 題點(diǎn) 由溶液pH確定水電離的[H+] 6.已知某溫度下純水的pH=6。 (1)pH=7的溶液呈 (填“酸性”“中性”或“堿性”)。 (2)該溫度下0.1 mol·L-1的鹽酸溶液的pH= 。 (3)該溫度下0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH= 。 (4)該溫度下,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

21、后溶液的體積為原兩溶液體積之和),所得混合溶液的pH=2,則V1∶V2= 。 答案 (1)堿性 (2)1 (3)11 (4)9∶11 解析 該溫度下,Kw=[H+][OH-]=10-12mol2·L-2。(1)pH=7時(shí),[H+]=10-7 mol·L-1,[OH-]=10-5 mol·L-1,[H+]<[OH-]溶液呈堿性。(2)pH=-lg[H+]=-lg0.1=1。(3)[H+]==10-11 mol·L-1,pH=11。(4)反應(yīng)后酸剩余,則[H+]==10-2 mol·L-1,V1∶V2=9∶11。 考點(diǎn) 溫度pH的計(jì)算 題點(diǎn) 關(guān)于溶液p

22、H計(jì)算的綜合 [對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練] 題組1 溶液酸堿性的判斷 1.25 ℃的下列溶液中,堿性最強(qiáng)的是(  ) A.pH=11的溶液 B.[OH-]=0.12 mol·L-1的溶液 C.1 L中含有4 g NaOH的溶液 D.[H+]=1×10-10 mol·L-1的溶液 答案 B 解析 堿性最強(qiáng)的溶液中[OH-]最大,pH=11的溶液中[OH-]=1×10-3 mol·L-1;C項(xiàng)中[OH-]=0.1 mol·L-1;D項(xiàng)中[OH-]=1×10-4 mol·L-1。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的比較 2.下列溶液一定呈堿性的是(  ) A.由水電離出的[H+

23、]=10-12 mol·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.常溫下,pH=10的氨水與pH=4的鹽酸等體積混合后的溶液 答案 D 解析 A項(xiàng),抑制了水的電離,可能為酸或堿或酸式鹽;B項(xiàng),未指明溫度,如100 ℃時(shí)pH=6的溶液呈中性;C項(xiàng),石蕊溶液呈紫色時(shí),pH為5~8,此時(shí)溶液可能呈酸性、中性或堿性;D項(xiàng),c(NH3·H2O)>c(HCl),氨水過(guò)量。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的判斷方法 題組2 強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液混合后pH的計(jì)算 3.將pH為3和pH為5的鹽酸等體積相混合,所得溶液的pH為(  ) A.3.7

24、 B.3.3 C.4.7 D.5.3 答案 B 解析 混和后所得溶液中[H+]=≈5×10-4 mol·L-1,所以溶液pH=-lg(5×10-4)≈3.3。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 強(qiáng)酸溶液混合的pH計(jì)算 4.在常溫下,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(lg2=0.30)(  ) A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7 答案 D 解析 稀溶液混合體積近似等于兩種溶液體積之和。強(qiáng)堿溶液混合,應(yīng)按[OH-]計(jì)算:[OH-]混=(1×10-6 mol·L-1+1×10-4 mol·L-1)/2=5.05×1

25、0-5 mol·L-1,[H+]混=Kw/[OH-]≈2×10-10 mol·L-1,pH≈9.7。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 強(qiáng)堿溶液混合的pH計(jì)算 5.室溫時(shí),下列混合溶液的pH一定小于7的是 (  ) A.pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合 B.pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合 C.pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合 D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等體積混合 答案 C 解析 A項(xiàng),由于一水合氨是弱堿,部分電離,其濃度遠(yuǎn)大于10-3 mol·L-1,故鹽酸與氨水混合后,氨水過(guò)量,反應(yīng)后溶液顯堿性;同理,D項(xiàng)反應(yīng)后的溶

26、液也顯堿性;B項(xiàng),HCl電離出的氫離子與氫氧化鋇電離出的氫氧根離子的物質(zhì)的量相等,它們恰好完全反應(yīng),反應(yīng)后溶液顯中性;C項(xiàng),醋酸是弱酸,部分電離,其濃度遠(yuǎn)大于10-3 mol·L-1,與氫氧化鋇反應(yīng)后,醋酸過(guò)量,反應(yīng)后溶液顯酸性,即pH小于7。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸堿溶液混合的pH計(jì)算 題組3 溶液的稀釋與混合的綜合 6.常溫下,關(guān)于溶液稀釋的說(shuō)法正確的是(  ) A.將1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀釋為2 L,pH=13 B.pH=6的鹽酸加水稀釋10倍,pH=7 C.pH=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,溶液中由水電離產(chǎn)生的[H+]=

27、1×10-6 mol·L-1 D.pH=8的NaOH溶液加水稀釋100倍,其pH=6 答案 A 解析 A項(xiàng),稀釋后溶液中[OH-]==0.1 mol·L-1,pH=-lg[H+]= -lg=13,正確;B項(xiàng)和D項(xiàng)溶液稀釋時(shí)不能忽略水的電離,不正確;C項(xiàng),pH=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,溶液中[H+]=10-6 mol·L-1,水電離出的[H+]==10-8 mol·L-1,不正確。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的計(jì)算及變化規(guī)律 7.對(duì)于常溫下pH為1的硝酸溶液,下列敘述不正確的是(  ) A.該溶液1 mL稀釋至100 mL后,pH等于3 B.向

28、該溶液中加入等體積pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和 C.該溶液中硝酸電離出的[H+]與水電離出的[H+]的比值為1012 D.該溶液中水電離出的[H+]是pH為3的硝酸中水電離出的[H+]的100倍 答案 D 解析 A項(xiàng),HNO3是強(qiáng)酸,pH為1的硝酸[H+]為0.1 mol·L-1,溶液體積增大100倍,pH增大2,正確;B項(xiàng),Ba(OH)2為強(qiáng)堿,pH為13的Ba(OH)2溶液中[OH-]為0.1 mol·L-1,與HNO3恰好完全反應(yīng),正確;C項(xiàng),[OH-]水=[H+]水=mol·L-1=10-13 mol·L-1,==1012,正確;D項(xiàng),pH為3的硝酸中水電離出的[H

29、+]水=[OH-]水=mol·L-1=10-11 mol·L-1,兩種HNO3溶液中水電離出的[H+]水的比值為=1∶100,不正確。 考點(diǎn) 溶液pH與水電離[H+]的相關(guān)應(yīng)用 題點(diǎn) 由溶液pH確定水電離出的[H+] 8.已知在100 ℃下,水的離子積Kw=1×10-12 mol2·L-2,下列說(shuō)法正確的是(  ) A.0.05 mol·L-1的H2SO4溶液pH=1 B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液pH=11 C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液與0.01 mol·L-1的NaOH溶液等體積混合,混合后溶液pH為6,溶液顯酸性 D.完全中和pH=3

30、的H2SO4溶液50 mL,需要pH=11的NaOH溶液50 mL 答案 A 解析 A項(xiàng),[H+]=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,pH=-lg 0.1=1,正確;B項(xiàng),[OH-]=10-3 mol·L-1,則100 ℃時(shí),[H+]==mol·L-1=10-9 mol·L-1,pH=9,錯(cuò)誤;C項(xiàng),[H+]=2×0.005 mol·L-1=0.01 mol·L-1,[OH-]=0.01 mol·L-1,等體積混合后溶液呈中性,[H+]=[OH-]=10-6 mol·L-1,pH=6,錯(cuò)誤;D項(xiàng),所需NaOH溶液的體積V==0.5 mL,錯(cuò)誤。 考點(diǎn) 溶

31、液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 非常溫時(shí)溶液pH的計(jì)算 9.在常溫下,下列各組溶液中的pH一定等于7的是(  ) A.pH=2和pH=12的兩種溶液等體積混合 B.0.05 mol·L-1 H2SO4與0.10 mol·L-1 NaOH溶液以等體積混合 C.將pH=5的CH3COOH溶液稀釋100倍 D.pH=1的H2SO4與0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液以等體積混合 答案 B 解析 A項(xiàng),沒(méi)有指明強(qiáng)酸和強(qiáng)堿,反應(yīng)后溶液不一定呈中性;B項(xiàng),H2SO4與NaOH的物質(zhì)的量濃度之比為1∶2,等體積混合后恰好中和顯中性;C項(xiàng),pH=5的CH3COOH溶液稀釋100倍后pH<7;D項(xiàng),

32、pH=1的H2SO4溶液中的[H+]=0.1 mol·L-1,0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中的[OH-]=0.2 mol·L-1,等體積混合反應(yīng)后OH-剩余,溶液顯堿性,故選B。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 關(guān)于溶液pH計(jì)算的綜合 10.在25 ℃時(shí),關(guān)于下列溶液混合后溶液pH的說(shuō)法中正確的是(  ) A.pH=10與pH=12的NaOH溶液等體積混合,溶液的pH約為11 B.pH=5的鹽酸溶液稀釋1 000倍,溶液的pH=8 C.pH=2的H2SO4與pH=12的NaOH溶液等體積混合,混合液pH=7 D.pH=12的NH3·H2O與pH=2的HCl溶液等體積混合

33、,混合液pH=7 答案 C 解析 A項(xiàng),[OH-]混合= mol·L-1≈5.0×10-3 mol·L-1,[H+]混合= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,pH=-lg (2×10-12)=12-lg 2≈11.7,不正確;B項(xiàng),pH=5的鹽酸中,水電離出的[H+]不能忽略,稀釋1 000倍后溶液的pH<7,不正確;C項(xiàng),pH=2的H2SO4溶液中[H+]=0.01 mol·L-1,pH=12的NaOH溶液中[OH-]=0.01 mol·L-1,等體積混合溶液pH=7,正確;D項(xiàng),pH=12的NH3·H2O,NH3·H2O部分電離,[NH3·H2O]>0.01 mol·L-

34、1,pH=2的HCl,[H+]=0.01 mol·L-1,等體積混合后剩余NH3·H2O,溶液顯堿性,不正確。 [綜合強(qiáng)化] 11.溫度T下的溶液中,[H+]=1.0×10-x mol·L-1,[OH-]=1.0×10-y mol·L-1,x與y的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(  ) A.T時(shí),水的離子積Kw為1×10-13 mol2·L-2 B.T>25 ℃ C.T時(shí),pH=7的溶液顯堿性 D.T時(shí),pH=12的苛性鈉溶液與pH=1的稀硫酸等體積混合,溶液的pH=7 答案 D 解析 由圖像可知,x=0時(shí),y=13,y=0時(shí),x=13,則有x+y=13,則Kw=[H+

35、][OH-]=10-x mol·L-1×10-y mol·L-1=10-(x+y)=10-13 mol2·L-2>10-14 mol2·L-2,則溫度高于常溫,A、B對(duì);該溫度下,Kw=10-13 mol2·L-2,T時(shí),pH=6.5的溶液顯中性,pH=7的溶液顯堿性,C對(duì);該溫度下,pH=12的苛性鈉溶液,[OH-]=0.1 mol·L-1,pH=1的稀硫酸中[H+]= 0.1 mol·L-1,等體積混合,溶液顯中性,pH=6.5,D錯(cuò)。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 非常溫時(shí)溶液的pH計(jì)算 12.有一學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室測(cè)某溶液的pH。實(shí)驗(yàn)時(shí),他先用蒸餾水潤(rùn)濕pH試紙,然后用潔凈干燥的玻璃棒

36、蘸取試樣進(jìn)行檢測(cè)。 (1)該學(xué)生的操作是 (填“正確的”或“不正確的”),其理由是 。 (2)如不正確,請(qǐng)分析是否一定有誤差

37、 。 (3)若用此法分別測(cè)定[H+]相等的鹽酸和醋酸溶液的pH,誤差較大的是 , 原因是 。 答案  (1)不正確的 該學(xué)生測(cè)得的pH是稀釋后溶液的pH  (2

38、)不一定有誤差,當(dāng)溶液為中性時(shí)則不產(chǎn)生誤差 (3)鹽酸 因?yàn)樵谙♂屵^(guò)程中醋酸繼續(xù)電離產(chǎn)生H+,使得溶液中[H+]較鹽酸中的[H+]大,誤差較小 解析 (1)用pH試紙測(cè)量溶液的pH時(shí),pH試紙不能潤(rùn)濕,否則相當(dāng)于將原溶液稀釋。 (2)若溶液呈酸性或堿性,稀釋必然會(huì)造成誤差,若溶液呈中性,則不會(huì)造成誤差。(3)若溶液是酸性溶液,pH增大,對(duì)于弱酸溶液(如醋酸溶液)來(lái)說(shuō),其pH變化相對(duì)較小。 考點(diǎn) 溶液的酸堿性與pH 題點(diǎn) 溶液酸堿性的實(shí)驗(yàn)測(cè)定 13.已知水在25 ℃和95 ℃時(shí),其電離平衡曲線如圖所示。 (1)25 ℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為

39、 (填“A”或“B”),請(qǐng)說(shuō)明理由 。 (2)25 ℃時(shí),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=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為 。 (3)95 ℃時(shí),若100體積pH=a的某強(qiáng)酸溶液與1體積pH=b的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性,則a與b之間應(yīng)滿足的關(guān)系是 。 (4)曲線A所對(duì)應(yīng)的溫度下,pH=2的HCl溶液和pH=11

40、的某NaOH溶液中,若水的電離程度分別用α1、α2表示,則α1 (填“大于”“小于”“等于”或“無(wú)法確定”)α2。 (5)在曲線B所對(duì)應(yīng)的溫度下,將0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液等體積混合,所得混合液的pH= 。 答案 (1)A 水電離需要吸熱,溫度越高Kw越大 (2)10∶1 (3)a+b=14 (4)小于 (5)10 解析 (2)25 ℃時(shí),pH=9的NaOH溶液中[OH-]=1×10-5 mol·L-1,pH=4的硫酸中[H+]=1×10-4 mol·L-1,當(dāng)二者恰好反應(yīng)完時(shí)有1×10-5V(堿)

41、=1×10-4V(酸),V(堿)∶V(酸)=10∶1。(3)95 ℃時(shí),Kw=1×10-12mol2·L-2,pH=a的強(qiáng)酸溶液中,[H+]=1×10-a mol·L-1,pH=b的強(qiáng)堿溶液中,[OH-]=10b-12 mol·L-1,100×10-a=1×10b-12,2-a=b-12,a+b=14。(4)由于鹽酸中[H+]>NaOH溶液中[OH-],結(jié)合水的電離方程式知二者對(duì)水電離程度的抑制能力前者較強(qiáng),故α1小于α2。(5)等體積混合時(shí),溶液中Ba2+反應(yīng)完畢,但此時(shí)OH-消耗掉一半,故混合溶液中[OH-]=0.01 mol·L-1,[H+]=1×10-10 mol·L-1,故pH=10

42、。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 關(guān)于溶液pH計(jì)算的綜合 14.下表是不同溫度下水的離子積的數(shù)據(jù): 溫度/℃ 25 T1 T2 水的離子積 1×10-14 mol2·L-2 α 1×10-12 mol2·L-2 試回答以下問(wèn)題: (1)若25”或“=”)1×10-14,作出此判斷的理由是 。 (2)25 ℃下,某Na2SO4溶液中[SO]=5×10-4 mol·L-1,取該溶

43、液1 mL,加水稀釋至10 mL,則稀釋后溶液中[Na+]∶[OH-]= 。 (3)在T2溫度下測(cè)得某溶液pH=7,該溶液顯 (填“酸”“堿”或“中”)性。將此溫度下pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的H2SO4溶液b L混合。 ①若所得混合液為中性,則a∶b= 。 ②若所得混合液pH=2,則a∶b= 。 答案 (1)> 溫度升高,水的電離程度增大,離子積增大 (2)1 000∶1 (3)堿?、?∶1?、?∶11 解析 (1)水是弱電解質(zhì),存在電離平衡,溫度升高,水的電離程度增大,離子積增大。 (2)25 ℃時(shí),某Na2

44、SO4溶液中[SO]=5×10-4 mol·L-1,則溶液中鈉離子濃度是1×10-3 mol·L-1。如果稀釋10倍,則鈉離子濃度是1×10-4 mol·L-1,但硫酸鈉溶液是顯中性的。所以[Na+]∶[OH-]=10-4∶10-7=1 000∶1。 (3)T2溫度下水的離子積常數(shù)是1×10-12 mol2·L-2,在該溫度下,pH=6是顯中性的。該溶液pH=7,溶液顯堿性;此溫度下pH=11的NaOH溶液中OH-的濃度是0.1 mol·L-1。 ①若所得混合液為中性,由于硫酸中氫離子的濃度也是0.1 mol·L-1,則a∶b=1∶1。 ②所得混合溶液的pH=2,說(shuō)明稀硫酸過(guò)量。所以有

45、mol·L-1=0.01 mol·L-1,解得a∶b=9∶11。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 非常溫時(shí)溶液的pH計(jì)算 15.25 ℃時(shí),取pH為a的鹽酸V1 L,用pH為b的NaOH溶液中和(a≤6且b≥8),需NaOH溶液V2 L。 (1)若a+b=14,則= 。 (2)若a+b=13,則= (3)若a+b>14,則= ,且V1 (填“>”“<”或“=”)V2。 答案 (1)1 (2)0.1 (3)10a+b-14 > 解析 pH=a的鹽酸,[H+]=10-a mol·L-1;pH=b的NaOH溶液,[OH-]=10b-14 mol·L-1。若酸堿恰好中和時(shí),V1·10-a=V2·10b-14,所以==10a+b-14。(1)當(dāng)a+b=14時(shí),則=1;(2)當(dāng)a+b=13時(shí),=0.1;(3)當(dāng)a+b>14時(shí),=10a+b-14>1,即V1>V2。 考點(diǎn) 溶液pH的計(jì)算 題點(diǎn) 酸堿溶液混合的pH計(jì)算

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