《水的电离和溶液的酸碱性》课时练
双基练习
1.(2011·新课标全国高考)将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF)
C.cF-cH+ D.cH+cHF
解析:HF属于弱电解质,加水促进HF的电离平衡向右移动,即电离程度增大,但电离平衡常数只与温度有关,所以选项B不变;但同时溶液的体积也增大,所以溶液的酸性会降低,即c(H+)、c(F-)和c(HF)的浓度均降低,考虑到溶液中水还会电离出氢离子,所以稀释到一定程度(即无限稀释时),c(H+)就不再发生变化,但c(F-)和c(HF)却一直会降低,所以选D符合题意。
答案:D
2.(2011·咸阳高二检测)常温下,c(OH-)最小的是( )
A.pH=0的溶液
B.0.05 mol/L H2SO4
C.0.5 mol/L HCl
D.0.05 mol/L的Ba(OH)2
解析:四种溶液中OH-的浓度分别为1×10-14 mol/L、1×10-13 mol/L、2×10-14 mol/L、0.1 mol/L。
答案:A
3.下列液体pH>7的是( )
A.人体血液 B.蔗糖溶液
C.橙汁 D.胃液
解析:人体血液的正常pH范围是7.35~7.45。
答案:A
4.(2011·广州模拟)常温下,0.1 mol/L的一元弱酸溶液的pH为( )
A.1 B.大于1
C.小于1 D.无法确定
解析:假设为一元强酸,则pH=1,据题意为一元弱酸,由于不能完全电离,故c(H+)<0.1 mol/L,pH>1。
答案:B
5.有人建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[c(H+)/c(OH-)],下列表述正确的是( )
A.在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B.在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为:AG=2(7-pH)
解析:根据定义式可看出:中性溶液中c(H+)=c(OH-),AG=0;酸性溶液,AG>0;碱性溶液,AG<0,前三项均错。
AG=lgcH+cOH-=lgc2H+10-14=lgc2(H+)+14=2lgc(H+)+14=2(7-pH)。
答案:D
6.将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液后c(H+)最接近于( )
A.(10-8+10-10) mol/L
B.(10-4+10-6) mol/L
C.(10-8+10-10) mol/L
D.2×10-10 mol/L
解析:混合溶液中c(OH-)=10-1410-8+10-1410-102≈10-42 mol/L,c(H+)=10-1410-42=2×10-10 mol/L。
答案:D
7.常温下,某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol/L,则该溶液的pH可能是( )
A.3 B.7 C.8 D.11
解析:根据水的电离平衡H2OH++OH-知:由水电离产生的c(H+)=c(OH-)=1×10-11 mol/L,抑制水电离的原因是溶液中c(H+)或c(OH-)增大,若由于c(H+)增大,则该溶液中c(H+)=1×10-141×10-11=1×10-3 mol/L,即pH=3;若由于c(OH-)增大,则该溶液中c(OH-)=1×10-141×10-11=1×10-3 mol/L,即pH=11。
答案:AD
8.如图所示,能表示人体大量喝水时,胃液的pH变化的图像是( )
A. B. C. D.
解析:由于胃液中有HCl,所以胃液应呈酸性,pH<7。大量喝水时,相当于HCl无限稀释,则开始稀释时,溶液中c(H+)变化较大,所以pH迅速变大,但随着稀释程度增大程度增大,水的电离则不能被忽略,无论怎么稀释,溶液不可能呈碱性,只是无限制的接近中性,即向pH=7靠拢。
答案:A
9.下列有关pH变化的判断中,正确的是( )
A.酸雨样品放置一段时间后,pH会增大
B.随着温度的升高,纯水的pH增大
C.新制氯水经光照一段时间后,pH减小
D.氢氧化钠溶液久置于空气中,pH增大
解析:A项,酸雨放置一段时间后,弱酸H2SO3会被空气中的氧气氧化成强酸H2SO4,溶液中的c(H+)增大,pH变小;B项,温度升高后,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH变小;C项,新制氯水光照一段时间后主要成分变为HCl,c(H+)增大,pH减小;氢氧化钠溶液外置与空气中的CO2反应生成Na2CO3,溶液中c(OH-)减小,pH减小。
答案:C
10.(2011·山东师大附中模拟)室温下,在pH=11的某溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )
①1.0×10-7 mol/L ②1.0×10-6 mol/L ③1.0×10-3 mol/L ④1.0×10-11 mol/L
A.③ B.④
C.①③ D.③④
解析:pH=11的溶液可能是碱溶液或盐溶液,若为碱溶液,则抑制水的电离,水电离出的c(OH-)=1.0×10-11 mol/L;若为盐溶液,即该盐水解使溶液pH=11,则由水电离出的c(OH-)=1.0×10-3 mol/L。
答案:D
11.若已知100℃时KW=1×10-12,在该温度下将100 mL 0.001 mol/L的NaOH溶液加水稀释到1 L,则溶液的pH为__________,若加水稀释至1 000 L,则溶液的pH__________。
解析:100℃时,100 mL 0.001 mol/L的NaOH溶液,c(OH-)=10-3 mol/L,稀释至1L后,c(OH-)=10-4mol/L,故c(H+)=1×10-1210-4 mol/L=10-8 mol/L,pH=8,100℃时,中性溶液pH=6,若将NaOH溶液加水稀释至1 000 L,则c(OH-)≈10-6 mol/L。即变为极稀的碱液,其pH≈6,但pH>6。
答案:8 约为6
能力提升
12.水是人类生命活动不可缺少的物质。
(1)下列有关水的说法中错误的是__________。
A.矿泉水是纯净物
B.纯水几乎不导电,所以水是非电解质
C.高效催化剂可使水分解获得氢气,同时释放能量
D.非电解质的水溶液中无离子存在
(2)写出两项能影响水的电离平衡,且使溶液显酸性的措施:
①________________________________,
②________________________________。
(3)室温下平均每n个水分子中只有一个水分子发生电离,则n=__________。
解析:(1)选A、B、C、D。A项矿泉水含Ca2+、Mg2+等多种离子,不是纯净物;B项水是很弱的电解质;C项要使H2O分解制取氢气,只能吸收能量;D项中任何物质的水溶液中都有水电离的H+、OH-存在。
(2)能影响水的电离平衡,且使溶液显酸性的有:①通入与水反应呈酸性的气体,如CO2、SO2、Cl2、NO2等;②如酸;③加酸式盐如NaHSO4等。
(3)取1 L水,则n(H2O)=1 00018 mol,则1n=10-71 00018,故n=5.56×108
答案:(1)A、B、C、D
(2)①通入CO2 ②加入盐酸(其他合理答案亦可)
(3)5.56×108
13.(2011·崇雅中学高二期末)有一学生在实验室测某溶液的pH。实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
(1)该学生的操作是__________(填“正确”或“错误”)的。
(2)如不正确请说明理由,同时请分析是否一定有误差?
____________________________________________________________________________________________________________。
(3)若按此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是__________,原因是________________________________ _________________________________________________________。
解析:测溶液pH时,若先将试纸润湿,相当于把待测液稀释了,若溶液不显中性,则一定会产生误差,若用此方法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸,则盐酸的pH变化大,误差较大。
答案:(1)错误的 (2)若溶液不显中性,则c(H+)或c(OH-)被稀释,测出的值不是原溶液的pH 不一定有误差,当溶液为中性时不产生误差 (3)盐酸 因为盐酸为强电解质,加水稀释后不再电离,而CH3COOH属于弱电解质,其溶液存在电离平衡,稀释后促进了CH3COOH的电离,故盐酸误差大,CH3COOH误差小
14.(2011·宜昌高二检测)常温下,将pH=2的硫酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液相混合。
(1)若要使混合液的pH为7,则硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为__________;
(2)若要使混合液的pH为10,则硫酸和氢氧化钠溶液的体积比为__________。
(3)若将pH=2的硫酸溶液稀释108倍,则所得溶液中c(H+)/c(SO2-4)为__________。
解析:pH=2的硫酸溶液中H2SO4的物质的量浓度为0.01 mol/L2,pH=11的氢氧化钠溶液中NaOH的物质的量浓度为0.001 mol/L,两种溶液混合后,
(1)若混合液的pH为7,说明二者恰好反应,
V(H2SO4)·c(H2SO4)·2=V(NaOH)·c(NaOH),V(H2SO4)∶V(NaOH)=1∶10;
(2)若要使混合液的pH为10,则溶液中c(OH-)=0.000 1 mol/L,则有[V(NaOH)·c(NaOH)-V(H2SO4)·c(H2SO4)·2]÷[V(NaOH)+V(H2SO4)]=0.000 1 mol/L,V(H2SO4)∶V(NaOH)=9∶101;
(3)若使pH=2的硫酸溶液稀释108倍,c(H+)=1×10-7,c(SO2-4)=12×10-10,则所得溶液中c(H+)/c(SO2-4)为2 000。
答案:(1)1∶10 (2)9∶101 (3)2 000
15.温度t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol/L,c(OH-)=10-b mol/L,已知a+b=12,请回答下列问题:
(1)该温度下水的离子积常数KW=__________。
(2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为________,该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为__________。
(3)给该NaOH溶液加热,pH__________(填“变大”,“变小”或“不变”)。
(4)该温度下若a=8,要中和该NaOH溶液500 mL,需pH=2的盐酸溶液的体积为__________。
解析:(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-a·10-b=10-(a+b)=10-12
(2)c(NaOH)=c(OH-)=10-b mol/L;该溶液中c(H+)=10-a mol/L,NaOH溶液中H+全是水电离的,c(H+)水电离=c(OH-)水电离=10-a mol/L。
(3)温度升高时,KW变大,而c(H+)=KWcOH-,所以c(H+)变大,pH变小。
(4)a=8时,NaOH溶液中c(H+)=10-8 mol/L,c(OH-)=10-1210-8=10-4 mol/L,设需pH=2即c(H+)=10-2 mol/L的盐酸体积为V,则10-4 mol/L×0.5 L=10-2 mol/L·V,得V=5×10-3 L=5 mL
答案:(1)10-12 (2)10-b mol/L 10-a mol/L (3)变小 (4)5 mL