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第三章 水溶液中的离子平衡 3.2。2 pH的计算b

基础
中档
稍难
溶液pH的计算
1、2、4
6、9、10

综合提升
5、7
3、8、11、12

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－1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－1的醋酸，与等体积水混合后，溶液的浓度变为0。1 mol·L－1，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　　　 B．a＝b>10 mL
C．a〈b D．a>b
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＝10，但因稀释醋酸其电离程度增大，所以＝〈1，故c（甲）>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）。
答案：C
4．室温下，下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH一定大于7的是(　　)
A．0。1 mol·L－1的盐酸和0.1 mol·L－1的氢氢化钠溶液
B．0。1 mol·L－1的盐酸和0。05 mol·L－1的氢氧化钡溶液
C．pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氢氧化钠溶液
D．pH＝4的盐酸和pH＝10的氨水
解析：本题考查了酸碱反应后溶液pH的计算及判断。HCl为一元强酸，NaOH为一元强碱，Ba（OH）2为二元强碱，故等体积等物质的量浓度的HCl与NaOH恰好中和，pH＝7,与Ba(OH）2反应时,c（H＋）＝c（OH－）＝2c[Ba（OH)2],pH＝7,故A、B错误；pH＝4的醋酸溶液中电离出的c(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，pH＝10的NaOH溶液电离出的c(OH－）＝1×10－4 mol·L－1，因此CH3COOH电离出的H＋恰好与NaOH中和，还有大量的CH3COOH分子过量，故pH<7，同理，D项中氨水过量，溶液显碱性,pH>7，故C错误，D正确。
答案：D
5．［2014·天津河西期末质量调查］已知某温度时水的离子积常数为Kw,该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是(　　）
A．a＝b
B．混合溶液的pH＝7
C．混合溶液中，c（H＋)＝ mol·L－1
D．混合溶液中,c(H＋）＋c（B＋)＝c（OH－）＋c(A－)
解析：一元酸HA可能为强酸也可能为弱酸,一元碱BOH可能为强碱也可能为弱碱，所以A、B、D三项均不能判定该溶液呈中性;C项中c（H＋）＝c（OH－),故C项正确。
答案：C
6．［2015·合肥八中期中］在t ℃时，某Ba（OH）2的稀溶液中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，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
序号
Ba（OH)2溶液的体积(mL)
盐酸的体积(mL）
溶液的pH
①
22.00
0。00
8
②
22。00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为(　　)
A．3 B．4
C．5 D．6
解析：本题考查了pH的综合计算和从图表中获取关键信息的能力。Ba（OH）2溶液的pH＝8，即a＝8，再根据a＋b＝12，则b＝4，该温度下Kw＝10－12；当恰好完全中和时，溶液的pH＝6，即加盐酸的体积为22.00 mL时，恰好完全中和，根据c(H＋)×22。00 mL＝c(OH－)×22。00 mL，又c(OH－)＝10－4 mol·L－1，则盐酸c（H＋）＝10－4 mol·L－1,pH＝4，即c＝4。
答案：B
7．［2015·石家庄二中期中]分别在等体积、等pH或等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液中,加入足量锌粉，氢离子浓度c(H＋）及氢气的体积V（H2)（同温同压下测定）的变化图示如下，其中正确的是(　　）

①等pH

②等pH

③等物质的量浓度

④等物质的量浓度
A．①②③ B．②④
C．①③④ D．①②③④
解析：本题主要考查Zn与盐酸、醋酸反应的相关图象，意在考查考生的理解能力和识图能力.①随着反应的进行，氢离子浓度逐渐减小，但是醋酸溶液中CH3COOH会继续电离出氢离子，所以醋酸中c（H＋)变化慢，正确;②等pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液浓度较大,加入足量锌粉，不仅产生的氢气的体积大,而且反应速率快，正确；③等物质的量浓度的盐酸和醋酸,盐酸中c(H＋）大，盐酸和金属锌反应的速率比醋酸快，正确；④等物质的量浓度的盐酸和醋酸，因为盐酸是强酸，醋酸是弱酸,盐酸中H＋浓度大,盐酸和金属锌反应的速率比醋酸快，错误.故A项正确。
答案A

8．pH＝2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示.分别滴加NaOH溶液(c＝0。1 mol·L－1）至pH＝7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则(　　）
A．x为弱酸，VxVy
C．y为弱酸，Vx01 mol·L－1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积Kw＝________。在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的H2SO4溶液Vb L混合。
（1）若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2,则Va∶Vb＝________；
(2）若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝________；
(3）若所得混合液的pH＝10,且a＝12,b＝2，则Va∶Vb＝________。
答案：Kw＝10－13　(1）1∶10　(2)10∶1　（3）1∶9
10．[2014·湖南师大附中高二月考］（1) 25 ℃时,0.05 mol·L－1 H2SO4溶液的pH＝________，0。01 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝________；
（2）某温度下纯水中的c（H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时溶液中的c(OH－)＝________；若温度不变,滴入稀盐酸，使c（H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则此时溶液中由水电离产生的c（H＋）＝________.
解析：（1）0.05 mol·L－1 H2SO4溶液的c(H＋）＝0。05 mol·L－1×2＝0。1 mol·L－1，pH＝1。
0．01 mol·L－1 NaOH溶液中，c(OH－）＝0.01 mol·L－1,c(H＋）＝＝ mol·L－1＝10－12 mol·L－1,pH＝12。
(2)纯水中，H2O电离的c(OH－)＝c（H＋）＝2×10－7 mol·L－1，此温度下Kw＝4×10－14.
加入稀盐酸，c(H＋）＝5×10－4 mol·L－1，则
c（OH－)＝ mol·L－1＝8×10－11 mol·L－1。
则由水电离产生的c（H＋）＝8×10－11 mol·L－1。
答案：（1)1　12
(2）2×10－7 mol·L－1　8×10－11 mol·L－1
11．下表是不同温度下水的离子积数据：
温度/℃
25
t
水的离子积Kw
1×10－14
1×10－12
试回答以下问题：
(1）25 ℃下，某Na2SO4溶液中c(SO）＝5×10－4 mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋）∶c（OH－)＝________.
(2）在t ℃下pH＝10的NaOH溶液中，水电离产生的OH－浓度为________。
(3)t ℃下,将pH＝11的NaOH溶液V1 L与pH＝1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pH＝2,则V1∶V2＝________。
解析：(1）c（SO）＝5×10－4 mol·L－1,则c（Na＋)＝2c(SO）＝1×10－3 mol·L－1，稀释10倍,则c（Na＋）＝1×10－4 mol·L－1。25 ℃时Na2SO4溶液中c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1，稀释10倍后仍然为1×10－7 mol·L－1，则c(Na＋)∶c（OH－）＝103∶1.
（2）pH＝10的NaOH溶液c(H＋）＝10－10 mol·L－1，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，pH＝2,说明溶液为酸性，酸过量。
t ℃时，pH＝11的NaOH溶液，c（OH－）＝0.1 mol·L－1，
＝0。01 mol·L－1
9V2＝11V1，＝。
答案：(1)1000∶1 （2)1×10－10 mol·L－1　(3)9∶11
12. ［2013·临沂高二期末]已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示。

（1)则25 ℃时水的电离平衡曲线应为________（填“A”或“B"），请说明理由___________________________________________________
__________________________________________________________.
（2） 25 ℃时，将pH＝9的NaOH的溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
（3）95 ℃时，若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2＝b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__________________________________
_________________________________________________________。
解析：(1）当温度升高时，促进水的电离,水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，结合图象中A、B曲线变化情况可以判断25 ℃时水的电离平衡曲线应为A,因为水的电离是吸热过程，降低温度，水的电离程度减小，c(H＋）、c(OH－）变小。
（2）25 ℃时所得混合溶液的pH＝7,溶液呈中性，即n(OH－)＝n（H＋)，则V（NaOH)×10－5 mol·L－1＝V（H2SO4)×10－4 mol·L－1,得V（NaOH）∶V(H2SO4）＝10∶1.
（3）要注意95 ℃时，水的离子积为10－12，即c（H＋)·c（OH－）＝10－12。根据95 ℃时混合后溶液呈中性，则100×10－a＝1×10b－12，即：10－a＋2＝10b－12，得以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14.
答案：（1）A　 水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c（H＋）、c（OH－)小　(2）10∶1
（3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14

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