2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第3章 第2节 第2课时

2019-2020高中化学（人教版 选修4）练习：第3章 第2节 第2课时

第三章 第二节 第 2 课时 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－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．ab 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 c乙·α乙 ＝10，但因稀醋酸的电离程度增大， 所以α甲 α乙 ＝10c乙 c甲 <1，故 c(甲)>10c(乙)，所以 A 错误。两溶液中 KW 相同，c(OH－)＝ KW cH＋ ， 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＋)＝1×10－4mol·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．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 B．b－lg2 C．a＋lg2 D．b＋lg2 解析：pH＝a 的 NaOH 溶液，c(H＋)＝10－a mol·L－1，c(OH－)＝10a－14 mol·L－1；pH＝b 的 NaOH 溶液，c(H＋)＝10－b mol·L－1，c(OH－)＝10b－14 mol·L－1；而溶液等体积混合后：c(OH－) ＝10a－14 mol·L－1×1 L＋10b－14 mol·L－1×1 L 2 L 由于 b＝a＋2，所以 c(OH－)＝5×10b－15 mol·L－1； 则 c(H＋)＝2×10－b mol·L－1，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( ) 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－1，pH 为 13 的 Ba(OH)2，溶液 c(OH－)＝0.1 mol·L －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 ＋)＝0.1 mol·L－1，则水电离的 c(H＋)＝10－13 mol·L－1，二者之比为 10－1∶10－13，C 错；pH 为 3 的硝酸中水电离的 c(H＋)＝10－11 mol·L－1，故 D 项中二者之比为 10－13∶10－11，D 项错误。 答案：AB 8．(2014·西安四校联考)室温时，在一定体积 pH＝12 的 Ba(OH)2 溶液中，逐滴加入一 定物质的量浓度的 NaHSO4 溶液，当溶液中的 Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液 pH＝11。若反应 后溶液的体积等于 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶液的体积之和，则 Ba(OH)2 溶液与 NaHSO4 溶 液的体积比是( ) A．1∶9 B．1∶1 C．1∶2 D．1∶4 解析：Ba2＋恰好完全沉淀时的反应为： Ba(OH)2 ＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O，pH＝12，c(OH － )＝0.01 mol·L － 1 ， c[Ba(OH)2]＝0.005 mol·L － 1，设 Ba(OH)2 溶液体积为 V1，NaHSO4 溶液体积为 V2，则有 V1×0.005 mol·L－1 V1＋V2 ＝1×10－3 mol·L－1；V1∶V2＝1∶4。 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 10－7 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 10－7 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。 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－1 NaHSO4 和 0.1 mol·L－1 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)c(OH－)＝c1V1＋c2V2 V1＋V2 ＝10－4·1＋10－2·1 1＋1 ≈5×10－3 c(H＋)·c(OH－)＝KW＝1×10－14 c(H＋)＝1×10－14 5×10－3 ＝2×10－12 pH＝－lgc(H＋)＝－lg(2×10－12)＝12－0.3＝11.7 (2)NaHSO4 为强电解质 c(H＋)＝0.2＋1 1＋1 ＝0.1(mol·L－1) pH＝－lgc(H＋)＝1 (3)混合后溶液呈碱性，则 10－4＝10－3V碱－10－4V酸 V碱＋V酸 整理可得：2×10－4V(酸)＝9×10－4V(碱) 所以，V酸 V碱 ＝9 2 答案：(1)11.7 (2)1 (3)9∶2 12．在 t℃时，某 Ba(OH)2 的稀溶液中 c(H＋)＝10－amol·L－1，c(OH－)＝10－bmol·L－1，已 知 a＋b＝12，向该溶液中逐滴加入 pH＝b 的盐酸，测得混合溶液的部分 pH 如下表所示： 序号 氢氧化钡溶液 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 (1)依据题意判断，t℃________25℃(填“大于”、“小于”或“等于”)，该温度下水 的离子积 Kw＝________。 (2)b＝________，原 Ba(OH)2 稀溶液的物质的量浓度为________。 (3)该温度下，向 1 L 硫酸与硫酸钠的混合溶液中加入 3 L 该 Ba(OH)2 的稀溶液时，沉淀 正好达到最大量，从所得溶液中取出 4 mL 并加水稀释至 20 mL，测得溶液的 pH 为 7，则原 硫酸与硫酸钠混合溶液的 pH 为________，其中 Na2SO4 的物质的量浓度为________。 解析：(1)在 Ba(OH)2 稀溶液中水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－a·10－b＝10－12>10 －14，说明溶液的温度大于 25℃，且在该温度下有 pH＋pOH＝12，中性溶液的 pH 等于 6。 (2)由题表中①可知 Ba(OH)2 溶液中 c(OH－)＝10－4mol·L－1，c[Ba(OH)2]＝5×10－5mol·L－1，当 滴入盐酸 22 mL 时溶液呈中性，有 c(H＋)＝c(OH－)，所以原盐酸的浓度为 1×10－4mol·L－1， b 等于 4。(3)设混合溶液中 H2SO4 的物质的量为 x mol，Na2SO4 的物质的量为 y mol，所加入 的 Ba(OH)2 与 SO 2－ 4 恰好完全反应时有 x＋y＝5×10－5×3,5×10－5×2×3－2x＝10－5×20，解 得 x＝5×10－5，y＝1×10－4。 答案：(1)大于 10－12 (2)4 5×10－6 mol·L－1 (3)4 10－4 mol·L－1 13．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(SO2－ 4 )＝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 t2 ℃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(SO2－ 4 )＝5×10－4 mol·L－1，则 c(Na＋)＝2c(SO2－ 4 )＝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， 0.1 mol·L－1×V2 L－0.1 mol·L－1×V1 L V1 L＋V2 L ＝0.01 mol·L－1 9V2＝11V1，V1 V2 ＝ 9 11 。 答案：(1)1000∶1 (2)1×10－10 mol·L－1 (3)9∶11 14．(2014·济南高二检测)已知水在 25℃和 95℃时，其电离平 衡曲线如图所示。 (1)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 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________。 (3)曲线 B 所对应的温度下，pH＝2 的某 HA 溶液和 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合 后，混合溶液的 pH＝5。请分析其原因：________________。 解析：(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中 H＋浓度、OH－浓度都 增大，水的 pH 减小，但溶液仍然呈中性。因此结合图像中 A、B 曲线变化情况及 H＋浓度、 OH－浓度可以判断，25 ℃时水的电离平衡曲线应为 A，理由为水的电离是吸热过程，升高 温度，水的电离程度增大。 (2)25 ℃时所得混合溶液的 pH＝7，溶液呈中性，即酸碱恰好中和，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，即等体积强酸强碱反应至中性时 pH(酸)＋pH(碱) ＝12，根据 95 ℃时，混合后溶液呈中性，pH2＝b 的某强碱溶液中 c(OH－)＝10b－12 mol/L， 则有 100×10－a＝1×10b－12，即 b－a＋2＝10b－12，所以有以下关系：a＋b＝14 或 pH1＋pH2＝14。 (4)在曲线 B 对应温度下，因 pH(酸)＋pH(碱)＝12，可得酸碱两溶液中 c(H＋)＝c(OH－)， 如果是强酸、强碱，两溶液等体积混合后，溶液应呈中性；现混合溶液的 pH＝5，即等体积 混合后溶液显酸性，说明酸过量，所以酸 HA 是弱酸。 答案：(1)A 水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度较小，c(H＋)、c(OH－)较小 (2)10∶1 (3)pH1＋pH2＝14 (4)曲线 B 对应 95 ℃，此时水的离子积为 10－12，HA 为弱酸，HA 中和 NaOH 后，混合 溶液中还剩余较多的 HA 分子，可继续电离出 H＋，使溶液 pH＝5