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1、2022屆高考化學 專題十七 溶液pH計算的情況精準培優(yōu)專練
一.溶液pH計算的情況
1.單一溶液pH的計算
典例1.求25℃時,10mol·L?1的NaOH溶液的pH值為 。
【解析】10-5mol·L?1的NaOH溶液中c(OH)=1×10mol·L?1,則
c(H+)=Kw/c(OH)=(1×10)/1×10mol·L?1=1×10mol·L?1,故pH=-lgc(H+)=9
【答案】9
2.混合型(多種溶液混合)
典例2.60mL 0.5mol·L?1 NaOH溶液和40mL 0.4mol·L?1的H2SO4混合后,溶液的pH值為
2、 。
【解析】60mL 0.5mol·L?1的氫氧化鈉溶液中n(OH)=0.5×0.06 = 0.03mol;40mL 0.4mol·L?1硫酸溶液中n(H+) = 0.4×0.04×2 = 0.032mol酸過量,反應后溶液中n(H+) = 0.032-0.03=0.002mol溶液體積約為60+40=100ml=0.1L;所以c(H+)=0.002mol/0.1L=0.02mol·L?1,pH=-lg(0.02)=1.7
【答案】1.7
二.對點增分集訓
1.下列敘述正確的是( )
A.某醋酸溶液的pH=a,將此溶液稀釋1倍后,溶液的pH=b,則a>b
3、
B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好無色,則此時溶液的pH<7
C.1.0×10-3mol·L-1鹽酸的pH=3.0,1.0×10-8mol·L-1鹽酸的pH=8.0
D.常溫下,若1mL pH=1的鹽酸與100mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,則NaOH溶液的pH=11
【解析】A項,醋酸稀釋后,c(H+)減小,則pH增大,即a
4、·L-1,pH=14-3=11,正確。
【答案】D
2.25℃,某濃度的鹽酸、氯化銨溶液中由水電離出的氫離子濃度分別為1.0×10?a mol·L?1、1.0×10?b mol·L?1,這兩種溶液的pH之和為( )
A.14-a+b B.14+a+b C.14-a-b D.14+a-b
【解析】鹽酸中水電離出的H+與溶液中的OH-濃度相同,故該濃度的鹽酸中c(H+)= mol·L?1=1.0×10?14+a mol·L?1,故其pH=14-a;氯化銨溶液中H+完全來自水的電離,即c(H+)=1.0×10?b mol·L?1,故其pH=b,因此兩種
5、溶液的pH之和為14-a+b,即A項正確。
【答案】A
3.某溫度下,向一定體積0.1mol·L?1的醋酸溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]與pH的變化關(guān)系如圖所示,則( )
A.M點所示溶液導電能力強于Q點
B.N點所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M點和N點所示溶液中水的電離程度相同
D.Q點消耗NaOH溶液的體積等于醋酸溶液的體積
【解析】由圖示可知Q點溶液呈中性,M點CH3COOH過量,CH3COOH是弱酸,導電能力M點應弱于Q點,A項錯誤;圖中N點溶液呈堿性,依據(jù)電荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH
6、-)=c(Na+)+c(H+),c(H+)c(CH3COO-),B項錯誤;M點的pOH與N點的pH相同,表示M點的c(OH-)與N點的c(H+)相同,M點表示CH3COOH過量,水的電離程度應用c(OH-)表示,N點NaOH過量,水的電離程度應用c(H)表示,C項正確;CH3COOH與NaOH恰好反應時生成的CH3COONa水解顯堿性,Q點所示的溶液呈中性,說明CH3COOH過量,D項錯誤。
【答案】C
4.常溫下,將一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:
實驗編號
c(HA)/mol·L?1
c(NaOH)/m
7、ol·L?1
混合溶液的pH
甲
0.1
0.1
pH=a
乙
0.2
0.2
pH=9
丙
c1
0.2
pH =7
丁
0.2
0.1
pH<7
下列判斷正確的是( )
A.c1=0.2
B.丁組混合液:c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.a(chǎn)>9
D.在乙組混合液中由水電離出的c(OH-)=10-5mol·L?1
【解析】一元酸HA和NaOH溶液等體積、等濃度0.2mol·L?1混合,二者恰好反應,溶液pH=9,由表中數(shù)據(jù)可知丙組溶液呈中性,酸HA應過量些,故c1>0.2,A錯誤;丁組溶液中HA過量,溶液顯酸性,說明
8、HA的電離程度大于A-的水解程度,則丁組混合液:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B錯誤;由表中甲組數(shù)據(jù)可知,一元酸HA和NaOH溶液等體積、等濃度混合,二者恰好反應,NaA溶液濃度為乙組NaA溶液濃度的一半,濃度對溶液的堿性影響大于電離程度,堿性比乙組的堿性弱,即pH<9,所以a<9,C錯誤;pH=9,NaA溶液中A-水解,溶液顯堿性,溶液中c(H+)=10-9mol·L?1,則溶液中由水電離出的氫氧根即是溶液中的氫氧根,均等于10-5mol·L?1,D正確。
【答案】D
5.常溫下,有體積相同的四種溶液:①pH=3的CH3COOH溶液;②pH=3的鹽酸;③pH=11的
9、氨水;④pH=11的NaOH溶液。下列說法正確的是( )
A.①和②混合溶液中:c(H+)=3.0mol·L?1
B.①和④混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.②和③混合溶液中:c(Cl-)+c(H+)>c(NH)+c(OH-)
D.四種溶液稀釋100倍,溶液的pH:③>④>②>①
【解析】 pH=3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)>10-3mol·L?1,pH=3的鹽酸中c(HCl)=10-3mol·L?1,pH=11的氨水中c(NH3·H2O)>10-3mol·L?1,pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=10-3mol·L
10、?1。①與②混合,由于平衡常數(shù)不變,CH3COOH、CH3COO-濃度均減半,則氫離子濃度不變,混合溶液的pH=3,c(H+)=0.001mol·L?1,A錯誤;①和④混合后,醋酸過量,溶液中的溶質(zhì)為CH3COOH和CH3COONa,故c(Na+)<c(CH3COO-)+c(CH3COOH),B錯誤;②和③混合后,氨水過量,溶液中的溶質(zhì)是NH3·H2O和NH4Cl,溶液顯堿性,故有:c(H+)<c(OH-),根據(jù)電荷守恒可知:c(Cl-)<c(NH),故有:c(Cl-)+c(H+)<c(NH)+c(OH-),C錯誤;將這四種溶液加水稀釋100倍,促進醋酸和一水合氨電離,導致醋酸中氫離子濃度大于
11、鹽酸中的,氨水中氫氧根離子濃度大于氫氧化鈉中的,但酸仍然是酸,堿仍然是堿,所以這四種溶液的pH大小順序是③>④>②>①,D正確。
【答案】D
6.室溫時,M(OH)2(s)?M2+(aq)+2OH-(aq) Ksp=a。c(M2+)=bmol·L-1時,溶液的pH等于( )
A.lg B.lg C.14+lg D.14+lg
【解析】根據(jù)溶度積常數(shù)的表達式可知,c(OH-)=mol·L?1= mol·L?1,結(jié)合水的離子積可得c(H+)=mol·L?1=10-14 mol·L?1,則pH=-lg c(H+)=14+lg,C項正確。
【答案】C
7.求
12、25℃時,某濃度的HAC溶液中,由水電離的c(H+)=1×10?12mol·L?1,求該溶液的 pH值為 。
【解析】由題中水電離的c(H+)=1×10?12 mol·L?1可得c(OH?)=1×10?12 mol·L?1,則溶液中的c(H+)=1×10-14/1×10?12 mol·L?1=1×10-2 mol·L?1,故pH=2
【答案】2
8.求25℃時,某濃度的NH3·H2O溶液中,由水電離的c(H+)=1×10?12mol·L?1,求該溶液的pH值為 。
【解析】由題中水電離的c(H+)=1×10?12mol·L?1可得溶液中
13、的c(H+)=1×10?12mol·L?1故pH=12。
【答案】12
9.某地酸雨經(jīng)檢驗除H+和OH外,還含有Na+、Cl、NH和SO等離子,其濃度:C(Na+)=7.0×10-6mol·L?1,C(Cl)=3.5×10-5mol·L?1,C(NH)=2.3×10-5mol·L?1,C(SO)=2.5×10-6 mol·L?1,則該酸雨的pH值為 。
【解析】由溶液中離子電荷守恒可得陰、陽離子電荷相等關(guān)系式如下:C(Na+)+C(NH)+C(H+)=2(SO)+C(Cl-)+C(OH-),C(H+)-C(OH-)=2×2.5×10?6mol·L?1+3.5×10?5
14、mol·L?1-7.0×10-6mol·L?1-2.3×10-5mol·L?1=1.0×10-5mol·L?1,又C(H+)×C(OH?)=1×10?14 mol·L?1,故pH=5。
【答案】5
10.某溫度(T℃)時,測得0.01mol·L?1的NaOH溶液的pH=11。在此溫度下,將pH=2的H2SO4溶液Va L與pH=12的NaOH溶液Vb L混合,若所得混合液為中性,則Va∶Vb=______________。
【解析】某溫度(T℃)時,測得0.01mol·L?1的NaOH溶液的pH=11,據(jù)此計算水的離子積常數(shù)Kw=0.01×10?11=10?13,將pH=2的H2SO4
15、溶液Va L與pH=12的NaOH溶液Vb L混合,若所得混合液為中性說明氫離子和氫氧根離子物質(zhì)的量相同,10?2×Va=×Vb,得到Va∶Vb=10∶1。
【答案】10∶1
11.25℃時,將體積Va、pH=a的某一元強堿與體積為Vb、pH=b的某二元強酸混合。
(1)若所得溶液的pH=11,且a=13,b=2,則Va∶Vb=____________。
(2)若所得溶液的pH=7,且已知Va>Vb,b=0.5a,b值可否等于4________(填“可”或“否”)。
(3)為了更好的表示溶液的酸堿性,科學家提出了酸度(AG)的概念,AG的定義為AG=lg。25℃時,若溶液呈中性,則AG=________,溶液的pH與AG的換算公式為AG=__________________。
【解析】(1)混合后溶液pH為11,說明堿過量,則10-3=可計算出=1∶9。(2)強酸強堿恰好中和則符合公式:a+b=14+lg,由于Vb