2019_2020学年高中化学课时作业14pH的计算含解析新人教版选修.doc

课时作业14　pH的计算
基础训练
1．能表示人体大量喝水时，胃液的pH变化的图像是(　　)

解析：胃液是稀盐酸，喝大量水可将胃酸稀释，pH变大，但小于7。
答案：A
2．在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是(　　)
A．pH＝3的硝酸和pH＝11的NaOH溶液
B．pH＝3的盐酸和PH＝11的氨水
C. pH＝3的硫酸和pH＝11的NaOH溶液
D．pH＝3的醋酸和PH＝11的NaOH溶液
解析：A、C两选项为强酸与强碱的混合，且pH1＋ pH2＝14，则溶液呈中性，PH＝7；B选项为强酸与弱碱的混合，且pH1＋ pH2＝14，则溶液呈碱性，pH＞7；D选项为弱酸与强碱的混合，且pH1＋ pH2＝14，则溶液呈酸性，pH＜7。
答案：D
3．25 ℃时，两种不同浓度的NaOH溶液中，c(H＋)分别为1×10－14 mol·L－1和1×10－10 mol·L－1。将这两种溶液等体积混合后，所得溶液中c(H＋)是(　　)
A．1×(10－14＋10－10)mol·L－1
B.mol·L－1
C．2×10－10 mol·L－1
D．2×10－14 mol·L－1
解析：c(H＋)为1×10－14mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝1 mol·L－1，c(H＋)为1×10－10mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－4 mol·L－1，设混合前两溶液的体积均为V L，则两溶液等体积混合后，c混(OH－)＝ mol·L－1≈5×10－1 mol·L－1，所以c混(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－14 mol·L－1。
答案：D
4．若1体积硫酸恰好与10体积的氢氧化钠溶液完全反应，则二者物质的量浓度之比为(　　)
A．10∶1 B．5∶1
C．1∶1 D．1∶10
解析：H2SO4和NaOH完全反应时，存在关系：2c(酸)·V(酸)＝c(碱)·V(碱)，变换后得到：c(酸)∶c(碱)＝V(碱)∶2V(酸)＝5∶1。
答案：B
5．在T ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a mol·L－1，c(OH－)＝10－b mol·L－1，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T ℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
序号
NaOH溶液体积
盐酸体积
溶液pH
①
20.00
0.00
8
②
20.00
20.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为(　　)
A．1 B．4 C．5 D．6
解析：据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14，通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝10－4 mol·L－1；由②可知，加入20 mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和，则c(H＋)＝＝1×10－4 mol·L－1，则c＝4。
答案：B
6．(2019年河北邢台模拟)25 ℃时，体积为Va、pH＝a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，Va<Vb，下列有关a的说法中正确的是(　　)
A．a可能等于1 B.a一定大于2
C．a一定小于2 D.a一定等于2
解析：由b＝6a>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<Vb，即10a＋b－14<1，得a＋b－14<0，结合b＝6a得a<2，综合知，<a<2，故选C项。
答案：C
7．某温度(t℃)时，水的离子积Kw＝1×10－12，则该温度(填＞” “＜”或“＝”)________25℃，其理由是____________________。
(1)将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH＝________。
(2)将此温度下pH＝11的NaOH溶液a L与pH＝1的H2SO4溶液b L混合：
①若所得混合液呈中性，则a∶b＝________；
②若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________。
解析：温度越高，水的电离程度越大，Kw越大，25 ℃时Kw＝1×10－14，故t＞25。
(1)此温度下pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝10－1 mol/L，pH＝1的HCl溶液中c(H＋)＝10－1 mol/L，所以两溶液等体积混合后应恰好完全反应，则混合后溶液的pH＝6。
(2)①若所得混合液呈中性，则0.1 mol/L×a L＝0.1 mol/L×b L，所以a∶b＝1∶1；
②若所得混合液的pH＝2，
则混合后c(H＋)＝0.01 mol/L，
则＝0.01 mol/L，
即＝0.01 mol/L，
解得a∶b＝9∶11。
答案：＞　水的电离是吸热过程，升高温度，能促进水的电离，水的离子积增大
(1)6　(2)①1∶1　②9∶11
提高训练
8．常温下，关于溶液稀释的说法正确的是(　　)
A．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，pH＝13
B．pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，pH＝5
C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1
D．pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH＝6
解析：A.将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，Ba(OH)2溶液的物质的量浓度变为0.05mol·L－1，氢氧根离子浓度为0.1 mol·L－1，pH＝13，正确；B.pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，促进醋酸的电离，因此稀释100倍后，其pH<5，错误；C.pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1，错误；D.pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH应接近7，但不会小于7，错误。
答案：A
9．(2019年吉林一中月考)某温度时，水的离子积常数Kw＝10－13，将此温度下pH＝11的Ba(OH)2溶液a L与pH＝1的H2SO4溶液b L混合(设混合溶液体积为两者之和，固体体积忽略不计)。下列说法中不正确的是(　　)
A．若所得混合溶液为中性，则a∶b＝1∶1
B．若所得混合溶液为中性，则生成沉淀的物质的量为0.05b mol
C．若a∶b＝9∶2，则所得溶液pH等于2
D．若a∶b＝9∶2，则该混合溶液最多能够溶解铁粉
0．28(a＋b)g
解析：因为Kw＝10－13，所以pH＋pOH＝13，Ba(OH)2溶液中：pH＝11，pOH＝2，即c(OH－)＝0.01 mol·L－1，H2SO4溶液中：pH＝1，即c(H＋)＝0.1mol·L－1，若所得混合溶液为中性，则a∶b＝10∶1，A项错误；若所得溶液为中性时，Ba2＋与SO42－恰好完全反应，所以用SO42－计算沉淀的物质的量为n＝0.05b mol，B项正确；令a＝9x，b＝2x，则c(H＋)＝(0.1×2x－0.01×9x)/(9x＋2x)＝0.01(mol·L－1)，pH＝－lg0.01＝2，C项正确；又因为n(H＋)＝0.01 mol·L－1×(a＋b) L＝0.01(a＋b)mol，2H＋＋Fe===Fe2＋＋H2↑，所以m(Fe)＝0.01(a＋b)/2mol×56 g·mol－1＝0.28(a＋b)g，D项正确。
答案：A
10．常温下某强酸溶液pH＝a，强碱溶液pH＝b，已知a＋b＝12，酸碱溶液混合后pH＝7，则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系为(　　)
A．V(酸)＝102V(碱)
B．V(碱)＝102V(酸)
C．V(酸)＝2V(碱)
D．V(碱)＝2V(酸)
解析：强酸中：c(H＋)＝10－amol/L；强碱中：c(OH－)＝＝10－14＋b(mol/L)＝10－14＋12－a(mol/L)＝10－2－a(mol/L)。混合后pH＝7，即n(H＋)＝n(OH－)，故V(碱)＝102V(酸)。
答案：B
11．(2019年重庆市高三适应性考试)常温下，将pH＝a的NaOH溶液与pH＝b的醋酸溶液等体积混合后，两者恰好完全反应，则该温度下醋酸的电离平衡常数约为(　　)
A．1014－a－2b B．10a＋b－14
C．10a－2b D．10a－2b＋14
解析：pH＝b的醋酸溶液中c(H＋)＝c(CH3COOO－)＝10－bmol/L，pH＝a的NaOH溶液中c(OH－)＝c(NaOH)＝10a－14mol/L，将两者等体积混合，恰好完全反应，则说明醋酸的物质的量浓度等于NaOH的物质的量浓度，c(CH3COOH)约为10a－14mol/L，故该温度下醋酸的电离平衡常数为1014－a－2b。
答案：A
12．(2019年四川省绵阳模拟)取0.1 mol·L－1的NaA和NaB两种盐溶液各1 L，分别通入0.02 mol CO2，发生如下反应：NaA＋CO2＋H2OHA＋NaHCO3、2NaB＋CO2＋H2O2HB＋ Na2CO3，则HA和HB的1 L溶液分别加水稀释至体积为V L时对应的曲线是(　　)

A．X是HA、Z是HB B．Y是HA、Z是HB
C．Z是HA、R是HB D．Z是HA、Y是HB
解析：已知：NaA＋CO2＋H2OHA＋NaHCO3、2NaB＋CO2＋H2O2HB＋Na2CO3，则酸性：H2CO3＞HA＞HCO3－＞HB，加水稀释，促进弱酸的电离，酸性越弱，溶液稀释时pH变化越小，所以加水稀释相同的倍数时，pH变化小的是HB，由图可知，Z为HB，Y为HA，故B正确。
答案：B
13．(2019年清新区一中高二第二学期第一次月考)常温下，0.1 mol·L－1的某一元酸(HA)溶液中＝1×10－8，下列叙述正确的是(　　)
A．该一元酸溶液的pH＝1
B．该溶液中水电离出的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1
C．该溶液中水的离子积常数为1×10－22
D．用pH＝11的NaOH 溶液V1 L 与V2 L 0.1 mol·L－1该一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH＝7，则V1<V2
解析：A. 常温下，0.1 mol·L－1某一元酸(HA)溶液中＝1×10－8，由Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－14可知，溶液中＝10－8，所以c(H＋)＝0.001 mol/L，氢离子浓度小于酸浓度，所以该酸是弱酸，溶液的pH＝3，故A错误；B. 酸溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，所以该溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1，故B正确；C. 温度不变，水的离子积常数不变，所以该溶液中水的离子积常数为1×10－14，故C错误；D. pH＝11的NaOH溶液中氢氧化钠的浓度＝0.001 mol/L，氢氧化钠是强碱，HA是弱酸，假设HA是强酸，则NaOH和HA的体积之比为100∶1，实际上HA是弱酸，要使混合溶液呈中性则NaOH与HA体积之比小于100∶1，但仍然存在V1>V2，故D错误。
答案：B
14．(2019年山西省太原市第五中学高三第二次模拟)已知X、Y、Z、W、M 均为短周期元素。25℃时，其最高价氧化物对应的水化物(浓度均为0.01 mol/L)溶液的pH和原子半径的关系如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．X、M 简单离子半径大小顺序：X>M
B．X、Y、Z、W、M 五种元素中只有一种是金属元素
C．Z 的最高价氧化物的化学式为ZO3
D．X、Z的最简单气态氢化物反应有白烟生成
解析： 由图信息可知，X、Z的最高价氧化物对应的水化物为一元强酸，则X为N元素，Z为Cl元素；M对应的为一元强碱，则M为Na元素；进一步可推出Y对应的为H2CO3，则Y为C元素；W对应H2SO4，则W为S元素。N和Na的简单离子的电子层结构相同，N的原子序数较小，故N3－的半径大于Na＋，A正确； X、Y、Z、W、M 五种元素中只有M是金属元素，B正确； Z 的最高价氧化物的化学式为Cl2O7，C不正确； X、Z的最简单气态氢化物是氨气和氯化氢，两者反应生成氯化铵小颗粒，故有白烟生成，D正确。
答案：C
15．有三瓶pH均为2的盐酸溶液、硫酸溶液、醋酸溶液：
(1)设三种溶液的物质的量浓度依次为c1、c2、c3，则它们之间的关系是______(用“＞”“＜”或“＝”表示，下同)。
(2)取同体积的三种酸溶液分别加入足量的锌粉，反应开始放出H2的速率依次为a1、a2、a3，则它们之间的关系是________；反应过程中放出H2的速率依次为b1、b2、b3，则它们之间的关系是________。
(3)完全中和体积和物质的量浓度均相同的三份NaOH溶液时，需三种酸的体积依次为V1、V2、V3，则它们之间的关系是________。
解析：(1)HCl为一元强酸，H2SO4为二元强酸，当二者pH相同时，c(HCl)＝2c(H2SO4)，即c1＝2c2；醋酸为一元弱酸，pH相同的醋酸的浓度远大于盐酸、硫酸的浓度，故c1＝2c2＜c3。
(2)取体积相同、pH相同的盐酸、硫酸、醋酸，分别与足量锌粉反应，开始时因c(H＋)相同，反应速率相同，即a1＝a2＝a3，反应过程中由于醋酸会电离出H＋，使溶液中c(H＋)较盐酸、硫酸中c(H＋)大，反应速率较快，即b3＞b1＝b2。
(3)当中和等物质的量浓度等体积的NaOH溶液时，醋酸的浓度大，所需体积小，故V1＝V2＞V3。
答案：(1)c1＝2c2＜c3
(2)a1＝a2＝a3　b3＞b1＝b2
(3)V1＝V2＞V3
16．(1)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：欲求混合后溶液中的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。
答案：(1)11.7　(2)1　(3)9∶2
探究创析
17．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示：

(1)95 ℃时，水的电离平衡曲线应为B，请说明理由：________________。25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为________。
(2)95 ℃时，若100体积pH＝a的某强酸溶液与1体积pH＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是________。
(3)曲线A所对应的温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1________α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
(4)曲线B对应温度下，将0.02 mol/L Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后，混合溶液的pH＝________。
解析：(1)水的电离是吸热过程，温度高时，电离程度大，c(H＋)、c(OH－)均增大，95 ℃时，水的电离平衡曲线应为B；25 ℃时，pH＝9的NaOH溶液，c(OH－)＝10－5 mol/L；pH＝4的H2SO4溶液，c(H＋)＝10－4 mol/L；若所得混合溶液的pH＝7，n(OH－)＝n(H＋)，则c(OH－)·V(NaOH)＝c(H＋)·V(H2SO4)，故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH)∶V(H2SO4)＝c(H＋)∶c(OH－)＝10∶1。(2)95 ℃时，水的离子积常数是Kw＝10－12，若100体积pH＝a的某强酸溶液中n(H＋)＝100×10－a mol＝102－a mol，1体积pH＝b的某强碱溶液n(OH－)＝10－12÷10－b＝10b－12mol，混合后溶液呈中性，102－amol＝10b－12mol。2－a＝b－12，所以a＋b＝14。(3)曲线A所对应的温度是室温，在室温下，pH＝2的HCl溶液，c水(H＋)＝10－12 mol/L；pH＝11的某BOH溶液中，c水(H＋)＝10－11 mol/L；水电离产生的H＋的浓度越大，水的电离程度就越大，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1<α2。(4)曲线B所对应的温度是95 ℃，该温度下水的离子积常数是Kw＝10－12，在曲线B所对应的温度下，将0.02 mol/L的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，则反应后溶液中c(OH－)＝0.02 mol÷2 L＝0.01 mol/L，由于该温度下水的离子积常数是Kw＝10－12，所以c(H＋)＝10－10 mol/L，所得混合液的pH＝10。
答案：(1)水的电离是吸热过程，温度高时，电离程度大，c(H＋)、c(OH－)均增大　10∶1
(2)a＋b＝14
(3)小于 　(4)10

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