2024人教版新教材高中化学选择性必修1同步练习--第2课时　溶液的酸碱性与pH（含解析）

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2024人教版新教材高中化学选择性必修1
第2课时　溶液的酸碱性与pH
基础过关练
题组一　溶液酸碱性的判断
1.下列关于溶液的酸碱性的说法正确的是(　　)
A.pH=7的溶液一定呈中性
B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
2.下列溶液一定显酸性的是(　　)
A.含H+的溶液
B.c(OH-)C.pH<7的溶液
D.能与金属Al反应放出H2的溶液
题组二　溶液pH的测定
3.(2021河南豫西名校第一次联考)关于pH的测定下列说法正确的是(　　)
A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B.用广泛pH试纸测得某盐酸的pH=2.3
C.利用酸碱指示剂可以测溶液的pH
D.pH计是精确测定溶液pH的仪器
4.用pH试纸测定某无色溶液的pH,正确的是(　　)
A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
题组三　有关pH的计算
5.已知在100 ℃下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃),水的离子积KW=1×10-12。下列说法正确的是(　　)
A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=2
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液
100 mL
6.常温下,若1体积H2SO4溶液与2体积pH=11的NaOH溶液混合所得溶液的pH=3(溶液体积变化不计),则H2SO4与NaOH物质的量浓度之比应为(　　)
A.5∶1　　　　B.5∶2　　　　
C.1∶5　　　　D.2∶5
7.常温下,取浓度相同的NaOH溶液和HCl溶液,以3∶2的体积比混合,所得溶液的pH等于12(溶液体积变化不计),则原溶液的浓度为(　　)
A.0.01 mol·L-1　　　　B.0.017 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1　　　　D.0.50 mol·L-1
8.(2022湖北高中协作体联考)某温度下,由D2O组成的水的离子积为1.6×10-13,已知pD=-lgc(D+),下列关于pD的叙述正确的是　(　　)
A.该温度下,D2O呈中性,其pD=7
B.该温度下,1 L含0.01 mol NaOD的D2O溶液的pD=12
C.该温度下,1 L含0.1 mol DCl的D2O溶液的pD=2
D.该温度下,100 mL 0.25 mol/L DCl的D2O溶液和50 mL 0.2 mol/L的NaOD的D2O溶液混合后(混合后溶液的体积变化忽略不计),所得溶液的pD=1
能力提升练
题组一　溶液稀释问题的分析
1.(2022天津五校期中)下列说法正确的是(　　)
A.在100 ℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将1 mL 1×10-6 mol/L盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH约为9
C.常温下,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol/L时,此溶液的pH可能为1或13
D.常温下,将pH=2的盐酸和醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,pH:醋酸>盐酸
2.(2022江西吉安一中月考)常温下,pH均为2、体积均为V0的HA、HB、HC溶液,分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg的变化关系如图所示,下列叙述错误的是(　　)
A.常温下:Ka(HB)>Ka(HC)
B.HC的电离度:a点C.当lg=4时,三种溶液同时升高温度(忽略水的蒸发及溶质的挥发),减小
D.当lg=5时,HA溶液的pH为7
题组二　溶液pH的综合计算
3.(2022湖南长沙长郡中学期中)温度T ℃,向pH=6的蒸馏水中通入一定量的HCl,保持温度不变,测得溶液的pH为2,下列叙述正确的是(　　)
A.T小于25
B.该溶液中由水电离出来的H+的浓度是1.0×10-10 mol/L
C.通入HCl促进了水的电离
D.该温度下加入等体积pH=12的NaOH溶液可使该溶液,恰好呈中性
4.(2020宁夏银川一中期中)在不同温度下,水达到电离平衡时c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。100 ℃时,将0.1 mol·L-1的HCl溶液和0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合后(混合后溶液的体积变化忽略不计),该溶液的pH是(　　)
A.1.7　　　B.2　　　C.10　　　D.10.3
5.按要求计算下列溶液的pH(均为常温下,且忽略溶液体积变化)。
(1)0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH为　　　　(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10-5)。
(2)0.1 mol·L-1的氨水的pH为　　　　(NH3·H2O的电离度α=1%,电离度α=×100%)。
(3)pH=2的盐酸与等体积的水混合后的pH=　　　　。
(4)将0.1 mol·L-1NaOH溶液与0.06 mol·L-1H2SO4溶液等体积混合后的pH=　　　。
(5)pH=3的HNO3溶液和pH=12的Ba(OH)2溶液按照体积比为9∶1混合后的pH=　　　　。
答案全解全析
基础过关练
1.C　中性溶液的本质是c(H+)=c(OH-)。
2.B　酸性溶液的本质是c(H+)>c(OH-)。
3.D　pH试纸在使用之前用蒸馏水润湿,测定pH时会稀释溶液,可能会产生误差,A错误;用广泛pH试纸测得的溶液pH的数值为整数,不能为小数,B错误;酸碱指示剂只能测定溶液酸碱性和溶液pH的范围,不能测定溶液的pH,C错误;pH计是精确测定溶液pH的仪器,D正确。
4.C　pH试纸直接浸入待测液,会污染溶液,A错误;氯水有强氧化性,pH试纸会被漂白,应用pH计测定氯水的pH,B错误;测定溶液pH的正确操作方法为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴到放在玻璃片或表面皿上的pH试纸上,显色后,与标准比色卡比较,C正确;湿润的pH试纸测量的pH不一定偏低,如用湿润的pH试纸测量氯化钠溶液的pH,测定结果不变,D错误。
5.A　A项,0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.005 mol·L-1×2=1×10-2 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(1×10-2)=2,正确;B项,0.001 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=
0.001 mol·L-1,pH=-lg=9,错误;C项,100 ℃下pH=6时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,错误;D项,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,二者等体积混合恰好完全中和,错误。
6.B　H2SO4+2NaOH Na2SO4+2H2O,设H2SO4溶液的物质的量浓度为c mol·L-1,体积为
V L,则氢氧化钠溶液的体积为2V L,混合所得溶液的pH=3,即c(H+)= mol·L-1=
10-3 mol·L-1,解得c=2.5×10-3,则H2SO4与NaOH物质的量浓度之比应为5∶2,B项正确。
7.C　设原溶液物质的量浓度为c mol·L-1,NaOH溶液体积为3V L,HCl溶液体积为2V L,混合溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1,则有10-2 mol·L-1= mol·L-1,c=0.05。
8.D　D2O呈中性,利用水的离子积可知c(D+)= mol/L=4×10-7 mol/L,pD=7-lg4,A项错误;c(OD-)==0.01 mol/L,根据水的离子积可知c(D+)=1.6×10-11 mol/L,pD=11-lg1.6,B项错误;溶液中c(D+)=0.1 mol/L,pD=1,C项错误;两溶液混合后发生反应D++OD-D2O,因D+过量,故混合溶液中c(D+)==0.1 mol/L,则pD=1,D项正确。
能力提升练
1.C　100 ℃时,纯水pH约为6,但是氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,显中性,A错误;常温下,酸溶液无限稀释后其pH不会大于7,B错误;常温下,KW=c(OH-)·c(H+)=10-14,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol/L时,溶液中氢离子浓度可能为1×10-13 mol/L或1×10-1 mol/L,所以pH可能为1或13,C正确;将pH=2的盐酸和醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,由于CH3COOH存在电离平衡,稀释促进CH3COOH的电离,所以醋酸的pH变化小,D错误。
反思升华
常温下,酸或碱溶液稀释后pH的变化规律:
2.D　由题图可知,HA溶液稀释至原体积的10倍pH增大1,则HA为强酸;HB、HC溶液稀释至原体积的10倍,pH增大值小于1,则HB、HC为弱酸。HB、HC溶液稀释同等倍数,pH的改变值:HB>HC,酸性:HB>HC,常温下,Ka(HB)>Ka(HC),A正确;对于HC溶液,b点稀释的倍数大于a点,加水稀释促进弱酸的电离,HC的电离度:a点3.B　T ℃下蒸馏水的pH=6,所以KW=1.0×10-12,25 ℃时KW=1.0×10-14,所以T大于25,A错误;由pH为2可知,c(H+)=10-2 mol/L,则c(H+)水=c(OH-)水= mol/L=1.0×10-10 mol/L,B正确;将HCl通入蒸馏水中,抑制水的电离,C错误;因为KW=1.0×10-12,所以应加入等体积pH=10的NaOH溶液,才能使该溶液恰好呈中性,D错误。
4.C　100 ℃时,KW=c(H+)×c(OH-)=10-12,该温度下0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=
0.1 mol·L-1,0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.06 mol·L-1×2=0.12 mol·L-1,二者等体积混合后,混合溶液中c(OH-)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=10。
5.答案　(1)2.9　(2)11　(3)2.3　(4)2　(5)10
解析　(1)CH3COOH CH3COO-+H+,设溶液中c(H+)为x mol·L-1,则Ka==1.8×10-5,解得x≈1.3×10-3,所以pH=-lgc(H+)=-lg(1.3×10-3)≈2.9。
(2)NH3·H2O OH-+N,则c(OH-)=0.1×1% mol·L-1=10-3 mol·L-1,c(H+)=10-11 mol·L-1,所以pH=11。
(3)c(H+)= mol·L-1,pH=-lg=2+lg2≈2.3。
(4)0.1 mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,0.06 mol·L-1的H2SO4溶液中c(H+)=
0.06 mol·L-1×2=0.12 mol·L-1,二者等体积混合后溶液呈酸性,混合溶液中c(H+)==0.01 mol·L-1,则pH=-lg0.01=2。
(5)pH=3的HNO3溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=12的Ba(OH)2溶液中
c(OH-)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,二者以体积比9∶1混合,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,混合溶液中c(OH-)==1×10-4 mol·L-1,则混合后
c(H+)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,故pH=-lg10-10=10。
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