2022-2023學(xué)年高中化學(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) 溶液的酸堿性與pH作業(yè)1 魯科版選修4

2022-2023學(xué)年高中化學(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) 溶液的酸堿性與pH作業(yè)1 魯科版選修4 [基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)] 在下列溶液中，一定能夠大量共存的離子組是(　　) A．滴加石蕊溶液顯紅色的溶液：Fe3＋、NH、Cl－、SCN－ B．常溫下，由水電離出的[H＋]＝10－14 mol·L－1的溶液中：CO、SO、Na＋、K＋ C．與鋁反應(yīng)放出氫氣的溶液：K＋、HCO、NO、Na＋ D．pH為1的溶液：Ca2＋、Na＋、Mg2＋、NO 解析：選D。A項(xiàng)中Fe3＋與SCN－不能大量共存；B項(xiàng)中水的電離受到抑制，溶液可能呈酸性也可能呈堿性，若呈酸性，則CO不能大量存在；C項(xiàng)中若溶液呈酸性，由于存在大量NO，不能與鋁反應(yīng)生成氫氣，若溶液呈堿性，HCO不能大量存在。 25 ℃時(shí)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含4 g NaOH的溶液 D．[H＋]＝1.0×10－10 mol·L－1的溶液 解析：選B。計(jì)算出每個(gè)選項(xiàng)中的[OH－]，即可比較出堿性最強(qiáng)的溶液。 將純水加熱至較高溫度，下列敘述正確的是(　　) A．水的離子積變大、pH變小、呈酸性 B．水的離子積不變、pH不變、呈中性 C．水的離子積變小、pH變大、呈酸性 D．水的離子積變大、pH變小、呈中性 解析：選D。加熱時(shí)，水的電離平衡：H2OH＋＋OH－，向右移動(dòng)，[H＋]增大(pH減小)，[OH－]增大，水的離子積KW＝[H＋]·[OH－]增大，但[H＋]＝[OH－]，溶液呈中性，故選D。 對(duì)于常溫下pH為1的硝酸溶液，下列敘述正確的是(　　) A．該溶液1 mL稀釋至100 mL后，pH等于3 B．向該溶液中加入等體積pH為14的氫氧化鈉溶液恰好完全中和 C．該溶液中硝酸電離出的[H＋]與水電離出的[H＋]之比為10－12 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 解析：選A。硝酸為強(qiáng)電解質(zhì)，完全電離，稀釋100倍，pH增大2，A項(xiàng)正確；pH為1的硝酸溶液與等體積pH＝13的氫氧化鈉溶液恰好完全中和，B項(xiàng)錯(cuò)；硝酸電離出的[H＋]為0.1 mol·L－1，而水電離出的[H＋]為10－13 mol·L－1，兩者之比應(yīng)為1012，C項(xiàng)錯(cuò)；pH為3的硝酸中水電離出的[H＋]為10－11 mol·L－1，故D項(xiàng)的比值應(yīng)為1∶100，D項(xiàng)錯(cuò)。 若1體積硫酸恰好與10體積pH＝11的氫氧化鈉溶液完全中和，則二者物質(zhì)的量濃度之比應(yīng)為(　　) A．10∶1　　　 B．5∶1 C．1∶1 D．1∶10 解析：選B。酸堿中和時(shí)n(H＋)酸＝n(OH－)堿，2[H2SO4]·V[H2SO4(aq)]＝[NaOH]·V[NaOH(aq)]，則[H2SO4]∶[NaOH]＝V[NaOH(aq)]∶2V[H2SO4(aq)]＝10∶2＝5∶1。 設(shè)在稀的水溶液中，NaHSO4的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，某溫度下，向pH＝6的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測(cè)得溶液的pH為2，對(duì)于該溶液，下列敘述不正確的是(　　) A．該溫度高于25 ℃ B．由水電離出的[H＋]＝1×10－10 mol·L－1 C．[H＋]＝[OH－]＋[SO] D．該溫度下加入等體積pH為12的NaOH溶液，可使反應(yīng)后的溶液恰好呈中性 解析：選D。pH＝6為中性，則此溫度下KW＝1×10－12 mol2·L－2，故溫度高于25 ℃，A項(xiàng)正確；該溫度下pH＝2，[H＋]＝10－2mol·L－1，故此時(shí)水電離出的[H＋]＝10－10 mol·L－1，B項(xiàng)正確；根據(jù)電荷守恒，[Na＋]＋[H＋]＝2[SO]＋[OH－]，又[Na＋]＝[SO]，故C項(xiàng)正確；該溫度下pH＝12的NaOH溶液中，[OH－]＝1 mol·L－1，故等體積加入到pH＝2的溶液中，NaOH過(guò)量，溶液呈堿性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)某溶液的pH。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他先用蒸餾水濕潤(rùn)pH試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢測(cè)。 (1)該學(xué)生的操作是________(填“正確的”或“錯(cuò)誤的”)。 (2)如不正確，請(qǐng)說(shuō)明理由，同時(shí)請(qǐng)分析是否一定有誤差： ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(若正確，此空不填)。 (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________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 解析：用蒸餾水潤(rùn)濕pH試紙的操作是錯(cuò)誤的，會(huì)使測(cè)定的溶液被稀釋?zhuān)瑢?duì)于酸性、堿性或中性溶液和強(qiáng)酸或弱酸溶液將會(huì)產(chǎn)生不同的誤差。 答案：(1)錯(cuò)誤的　(2)用潤(rùn)濕的pH試紙來(lái)測(cè)定pH，相當(dāng)于將溶液稀釋了，測(cè)出的不是原溶液的pH，若溶液不顯中性，就會(huì)產(chǎn)生誤差；不一定有誤差，當(dāng)溶液為中性時(shí)則不產(chǎn)生誤差　(3)鹽酸的pH　在稀釋過(guò)程中醋酸繼續(xù)電離產(chǎn)生H＋，使得溶液中[H＋]受到的影響較鹽酸溶液中的小，故誤差較小 在某溫度下，重水(D2O)的離子積常數(shù)為1×10－12 mol2·L－2，若用與pH一樣的定義來(lái)規(guī)定pD，則pD＝－lg [D＋]，則在該溫度下： (1)純重水的pD＝____________。 (2)溶有0.01 mol的NaOD的D2O溶液1 L，其pD＝____________。 (3)100 mL 0.1 mol·L－1的D2SO4的D2O溶液與100 mL 0.4 mol·L－1的KOD的D2O溶液混合后pD＝____________。 解析：(1)在重水中存在：D2OD＋＋OD－，所以[D＋][OD－]＝1×10－12 mol2·L－2，[D＋]＝1×10－6 mol·L－1，pD＝6；(2)[OD－]＝0.01 mol·L－1，則[D＋]＝＝1×10－10 mol·L－1，pD＝10；(3)二者混合后堿過(guò)量，溶液呈堿性，[OD－]＝＝0.1 mol·L－1，所以[D＋]＝＝1×10－11 mol·L－1，pD＝11。 答案：(1)6　(2)10　(3)11 [能力提升] 常溫下，將pH＝8和pH＝10的兩種氫氧化鈉溶液等體積混合，混合后溶液中的[H＋]最接近于(　　) A．(10－8＋10－10)/2 mol·L－1 B．(10－8＋10－10) mol·L－1 C．(10－14－5×10－5) mol·L－1 D．2×10－10 mol·L－1 解析：選D。由于堿溶液中的[OH－]＞[H＋]，這就決定了不能用混合前溶液中的[H＋]直接求混合后溶液的[H＋]，一定要先求出混合后溶液中的[OH－]，再換算成混合后的[H＋]。根據(jù)水的離子積常數(shù)可知，pH＝8和pH＝10的兩種氫氧化鈉溶液的[OH－]分別為10－6 mol·L－1和10－4 mol·L－1，因此混合后溶液的[OH－]＝(10－6＋10－4)/2 mol·L－1，可近似看為10－4/2 mol·L－1。根據(jù)水的離子積常數(shù)可知，混合后溶液的[H＋]＝2×10－10 mol·L－1。因此應(yīng)選D。 常溫下，下列關(guān)于溶液的稀釋說(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＋]＝1×10－6 mol·L－1 D．pH＝8的NaOH溶液加水稀釋100倍，其pH＝6 解析：選A。A項(xiàng)，將1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀釋為2 L時(shí)，[OH－]＝＝0.1 mol·L－1，[H＋]＝＝＝1.0×10－13 mol·L－1，pH＝13；B項(xiàng)，加水稀釋時(shí)，溶液酸性減弱，無(wú)論是稀釋10倍還是1 000倍，pH<7；C項(xiàng)，pH＝4的H2SO4溶液稀釋100倍后，由H2SO4電離產(chǎn)生的[H＋]＝1×10－6 mol·L－1，由水電離產(chǎn)生的[H＋]＝＝1×10－8 mol·L－1；D項(xiàng)，pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍后，pH只能接近7，不可能小于7。 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(mǎn)足的關(guān)系(　　) A．a(chǎn)＋b＝14 B．a(chǎn)＋b＝13 C．a(chǎn)＋b＝15 D．a(chǎn)＋b＝7 解析：選C。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。 常溫下，下列4種溶液：①pH＝0的鹽酸；②0.1 mol·L－1的鹽酸；③0.01 mol·L－1的NaOH溶液；④pH＝11的NaOH溶液，它們由水電離生成的H＋的物質(zhì)的量濃度之比為(　　) A．1∶10∶100∶1 000 B．0∶1∶12∶11 C．14∶13∶12∶11 D．14∶13∶2∶1 解析：選A。①中水電離出的[H＋]＝1.0×10－14 mol·L－1，②中水電離出的[H＋]＝ mol·L－1＝1.0×10－13 mol·L－1，③中水電離出的[H＋]＝ mol·L－1＝1.0×10－12 mol·L－1，④中水電離出的[H＋]＝1.0×10－11 mol·L－1，可得由水電離生成的H＋的物質(zhì)的量濃度之比為(1.0×10－14)∶(1.0×10－13)∶(1.0×10－12)∶(1.0×10－11)＝1∶10∶100∶1 000，A項(xiàng)正確。 水的電離平衡曲線如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題。 (1)若以A點(diǎn)表示25 ℃時(shí)水在電離平衡時(shí)的離子濃度，B點(diǎn)表示100 ℃時(shí)水在電離平衡時(shí)的離子濃度，則KW(25 ℃)∶KW(100 ℃)＝________。 (2)100 ℃時(shí)，將pH＝8的Ba(OH)2溶液與pH＝5的稀鹽酸混合，并保持100 ℃恒溫，欲使混合溶液的pH＝7，則Ba(OH)2溶液與鹽酸的體積比為_(kāi)_______。 解析：(1)由圖可知25 ℃時(shí)純水中[H＋]＝[OH－]＝1.0×10－7 mol·L－1，水的離子積KW(25 ℃)＝1.0×10－14 mol2·L－2；100 ℃時(shí)純水中[H＋]＝[OH－]＝1.0×10－6 mol·L－1，水的離子積KW(100 ℃)＝1.0×10－12 mol2·L－2，故KW(25 ℃)∶KW(100 ℃)＝10－2∶1。 (2)100 ℃時(shí)pH＝7，溶液呈堿性，Ba(OH)2過(guò)量。設(shè)Ba(OH)2溶液和鹽酸的體積分別為V1、V2，則有： ＝ ，解得V1∶V2＝2∶9。 答案：(1)10－2∶1　(2)2∶9 為更好地表示溶液的酸堿性，科學(xué)家提出酸度(AG)的概念：AG＝lg，則： (1)中性溶液的AG＝________。 (2)常溫下0.1 mol·L－1 NaOH溶液的AG＝________。 (3)常溫下0.1 mol·L－1鹽酸溶液的AG＝________。 解析：(1)中性溶液中[H＋]＝[OH－]， 則AG＝lg＝lg 1＝0。 (2)0.1 mol·L－1 NaOH溶液中，[OH－]＝0.1 mol·L－1，[H＋]＝10－13 mol·L－1，AG＝lg＝－12。 (3)0.1 mol·L－1鹽酸溶液中，[H＋]＝0.1 mol·L－1， [OH－]＝10－13 mol·L－1，AG＝lg＝12。 答案：(1)0　(2)－12　(3)12