③强碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH=b-n
④弱碱pH=b,加水稀释到10n倍,则pH>b-n(b-n>7)
A.①②B.②③C.③④D.②④
答案 D
解析 本题考查溶液稀释的pH计算。
强酸、强碱稀释时,其稀释的离子分别为H+、OH-,故酸的稀释pH与碱的稀释pH在计算上不同。
若为强酸时,pH=a,c(H+)=10-amol·L-1,加水稀释到10n倍,稀释后c(H+)=10-(a+n)mol·L-1,则pH=n+a,但这时稀释程度不大,当(a+n)接近7时,应考虑水的电离,此时(a+n)<7,故A不完全正确。
若为强碱时,pH=b,则c(H+)=10-bmol·L-1,即c(OH-)=10-14+b,加水稀释到10n倍后,c(OH-)=10-14+b-n,换算成c(H+)=10n-b,即pH=b-n。
同理,稀释到很稀时,应考虑水的电离,此时(b-n)>7。
弱酸与弱碱稀释时除考虑稀释因素外,还要考虑稀释对水电离的促进。
三、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较与判断
8.pH=2的两种一元酸x和y,体积均为100mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示。
分别滴加NaOH溶液(c=0.1mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则( )
A.x为弱酸,VxVy
C.y为弱酸,VxVy
答案 C
解析 由图知:
将一元酸x和y分别稀释10倍,pH的变化量ΔpHx=1,ΔpHy<1,所以x为强酸,y为弱酸;pH=2时弱酸y的浓度大,滴加NaOH至pH=7时需NaOH溶液的体积则y要比x大。
9.pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50mL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
答案 D
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。
10.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是( )
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
答案 C
解析 A项,由于氨水是弱碱,部分电离,其浓度远大于10-3mol·L-1,故盐酸与氨水混合后,氨水过量,反应后溶液显碱性,同理,D项反应后的溶液也显碱性;B项,盐酸电离出的氢离子与氢氧化钡电离出的氢氧根离子的物质的量相等,它们恰好完全反应,反应后溶液显中性;C项,醋酸是弱酸,部分电离,其浓度远大于10-3mol·L-1,与氢氧化钡反应后,醋酸过量,反应后溶液显酸性,即pH小于7,故C项正确。
[能力提升]
11.为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg
,则下列叙述正确的是( )
A.中性溶液的AG=1
B.酸性溶液的AG<0
C.常温下0.1mol·L-1NaOH溶液的AG=12
D.常温下0.1mol·L-1盐酸溶液的AG=12
答案 D
解析 中性溶液中
=1,AG=0;酸性溶液中,
>1,AG>0;常温下0.1mol·L-1氢氧化钠溶液中,
=10-12,AG=-12;常温下0.1mol·L-1盐酸溶液中,
=1012,AG=12。
12.有pH=12的NaOH溶液100mL,要使它的pH降为11。
(假设溶液混合体积等于稀释前两液体体积之和)
(1)若加入蒸馏水,应加________mL。
(2)若加入pH为10的NaOH溶液,应加________mL。
(3)若加入0.01mol·L-1的盐酸,应加________mL。
答案
(1)900
(2)1000 (3)81.8
解析 本题考查了溶液稀释的三种方法:
加水稀释;加入更稀的溶液稀释;加入能消耗溶质的溶液稀释。
(1)加水稀释pH=12的NaOH溶液至pH=11,应使体积增大至10倍,所以需加水900mL。
(2)设需pH=10的NaOH溶液体积为V,那么
=1×10-3mol·L-1,V=1L=1000mL。
(3)设需0.01mol·L-1的盐酸体积为V,那么:
=1.0×10-3mol·L-1,V≈81.8mL。
13.某温度(t℃)时,水的离子积为Kw=1×10-13。
若将此温度下pH=11的苛性钠溶液aL与pH=1的稀硫酸bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。
(1)若所得混合溶液为中性,则a∶b=____________________________________________;
此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是____________________________________。
(2)若所得混合溶液的pH=2,则a∶b=___________________________________________。
此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是____________________________________。
答案
(1)10∶1 c(Na+)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)
(2)9∶2 c(H+)>c(SO
)>c(Na+)>c(OH-)
解析
(1)若混合后溶液为中性,则
=
=
,溶液中溶质恰为Na2SO4,所以c(Na+)>c(SO
)>c(H+)=c(OH-)。
(2)若混合液的pH=2,则c(H+)=0.01mol·L-1,硫酸过量。
c(H+)=
,即
=0.01,解之得a∶b=9∶2,c(Na+)=
mol·L-1,c(SO
)=
mol·L-1,所以c(H+)>c(SO
)>c(Na+)>c(OH-)。
14.在25℃时,有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液,取VxL该盐酸同该NaOH溶液中和,需VyLNaOH溶液(其中x≤6,y≥8)。
问:
(1)若x+y=14,
=______________________________________________________(填数值);
(2)若x+y=13,
=_____________________________________________________(填数值);
(3)若x+y>14,
=____________________________________________________(填表达式),
且Vx________Vy(填“>”、“<”或“=”)。
答案
(1)1
(2)
(3)10x+y-14 >
解析 pH=x的盐酸,c(H+)=10-xmol·L-1,pH=y的NaOH溶液,c(OH-)=10y-14mol·L-1,则Vx·10-x=Vy·10y-14,
=10x+y-14。
(1)x+y=14,
=1;
(2)x+y=13,
=10-1=
;
(3)x+y>14,
=10x+y-14>1,Vx>Vy。
[拓展探究]
15.25℃时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va请填写下列空白:
(1)a值可否等于3____________(填“可”或“否”),其理由是________________________。
(2)a值可否等于5____________(填“可”或“否”),其理由是________________________。
(3)a的取值范围是______________________________________________________。
答案
(1)否 若a=3,则b=6,溶液显酸性,与题意不符,故a≠3
(2)否 若a=5,c(H+)a=10-5mol·L-1,则b=10,c(OH-)b=10-4mol·L-1,
=
>1,不符合题意,故a≠5 (3)
解析 (3)
=
=
=
=10(a+b-14)<1,所以a+b-14<0,而a=0.5b,即3a<14,a<
;pH碱=b=2a>7,a>
。
所以,
。