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的计算习题

第2节 水的电离和溶液的酸碱性（第2课时）溶液pH的计算

一、选择题

1．下列叙述正确的是( )

A．100 ℃纯水的pH＝6，所以水在100 ℃时呈酸性 B．pH＝3的盐酸溶液，稀释至10倍后pH>4 C．0.2 mol·L的醋酸，与等体积水混合后pH＝1

D．常温时，pH＝3的盐酸与pH＝11的氢氧化钠等体积混合后pH＝7

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pH＝4；C选项中将0.2 mol·L的醋酸，与等体积水混合后，溶液的浓度变为0.1 mol·L，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。

答案：D

2．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( )

A．a＝b＝10 mL C．a

B．a＝b>10 mL D．a>b

－1

－1

－1

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a＝b，稀释后的CH3COOH溶液pH<5，若使CH3COOH

溶液pH＝5，就必须继续加水稀释，即a>b。

答案：D

3．有甲、乙两瓶醋酸稀溶液，测得甲的pH＝a，乙的pH＝a＋1，下列推断正确的是( ) 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＋

＋

－

c?甲?·α?甲?

＝10，但因稀醋酸的电离

c?乙?·α?乙?

α?甲?10c?乙?

程度增大，所以＝<1，故c(甲)>10c(乙)，所以A错误。两溶液中KW相

α?乙?c?甲?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)

c?H?

＋－

KW

－＋

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)。

答案：C

1

4．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：pH相同的弱酸或弱碱的物质的量浓度比强酸或强碱的大。pH＝3的盐酸、醋酸、硫酸的c(H)均为10 mol·L；同理pH＝11的Ba(OH)2的溶液、氨水中c(OH)均为10

3

－1

＋

－3

－1

－

－

mol·L。显然等体积pH＝3的HCl或H2SO4与pH＝11的氨水混合时，氨水过量，pH>7；等

体积的pH＝3的HCl与pH＝11的Ba(OH)2混合时，pH＝7；等体积pH＝3的醋酸和pH＝11的Ba(OH)2混合时醋酸过量，pH<7。

答案：C

5．现有温度相同，pH＝a和pH＝b的两种NaOH溶液，已知b＝a＋2，将两种溶液等体积混合后，所得溶液的pH接近于( )

A．a－lg2 C．a＋lg2

＋

－aB．b－lg2 D．b＋lg2

－1

－

解析：pH＝a的NaOH溶液，c(H)＝10 mol·L，c(OH)＝10的NaOH溶液，c(H)＝10 mol·L，c(OH)＝10

－

＋

－b－1

－

a－14

mol·L；pH＝b－1

b－14

mol·L；而溶液等体积混合后：c(OH

－1

)＝ 10

a－14

mol·L×1 L＋10

2 L

＋

－b－1b－14

mol·L×1 L

－1

－1

由于b＝a＋2，所以c(OH)＝5×10

－b－15

mol·L；则c(H)＝2×10 mol·L，所以pH＝b－lg2，故答案选B。

答案：B

6．pH＝3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( )

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：D

7．(双选)对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是( )

＋

＋

－1

2

A．该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3

B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和 C．该溶液中硝酸电离出的c(H)与水电离出的c(H)之比为10

＋

＋

＋

－12

＋

D．该溶液中水电离出的c(H)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H)的100倍 解析：硝酸为强电解质，完全电离，故稀释100倍，c(H)为原溶液的1/100，pH会由1变为3，A正确；硝酸中c(H)＝0.1 mol·L，pH为13的Ba(OH)2，溶液c(OH)＝0.1 mol·L

－1

＋

－1

－

＋

，当二者等体积混合时n(H)＝n(OH)，即二者恰好完全中和，B项正确；硝酸电离的c(H

－1

＋

－13

＋－

＋

)＝0.1 mol·L，则水电离的c(H)＝10

＋

－11

mol·L，二者之比为10∶10

－13

－1－1－13

，C错；pH，D项错

为3的硝酸中水电离的c(H)＝10误。

答案：AB

mol·L，故D项中二者之比为10

－1

∶10

－11

8．在相同温度下，甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液的2倍，则甲溶液中c(H)

甲

＋

与乙溶液中c(H)乙之比是( ) A．10∶1 C．1∶100

B．100∶1 D．无法确定

＋

解析：因为甲溶液的pH是乙溶液的2倍，若设甲溶液的pH＝2a，则乙溶液的pH＝a，

c?H＋?甲10－2a－a＋

＝－a＝10。由于a值不定，所以甲、乙两溶液中c(H)比值不能确定。 ＋

c?H?乙10

答案：D

9．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( )

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10 mol/L C．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)<10c(B)；B项，A可以抑制水的电离，稀释前，A溶液中由水电离出的OH的浓度小于10 mol/L；C项，在M点，A、B两种碱溶液的pH相等即c(OH)相等，则阳离子浓度相等；D项，A的电离程度与醋酸的电离程度相对大小未知，用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时，溶液的pH无法确定。

3

－

－

－7

－

－7

答案：C

10．常温下，将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释，溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示。判断下列说法中，正确的是( )

A．两溶液稀释前的浓度相同

B．a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为a>b>c C．a点的KW值比b点的KW值大

D．a点水电离的c(H)大于c点水电离的c(H)

解析：本题考查强、弱电解质溶液的性质，考查考生识图、分析判断能力。难度较大。 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。

答案：D 二、非选择题

11．(1)常温下，将pH＝10和pH＝12的NaOH溶液以1∶1的体积比混合，则混合后所得溶液的pH约为________。

(2)0.2 mol·L NaHSO4和0.1 mol·L BaCl2溶液按等体积混合后，则溶液的pH等于________。

(3)用pH＝4和pH＝11的强酸和强碱混合，使pH＝10，则两溶液的体积比为________。 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

－1

－

－

＋

＋

c1V1＋c2V210－4·1＋10－2·1－3(1)c(OH)＝＝≈5×10

V1＋V21＋1

－

c(H＋)·c(OH－)＝KW＝1×10－14

1×10－12

c(H)＝ －3＝2×105×10

＋

－14

pH＝－lgc(H)＝－lg(2×10(2)NaHSO4为强电解质

＋－12

)＝12－0.3＝11.7

4