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判断下列溶液的酸碱性并计算其pH值。
(1)0.010mol·L1弱酸H2O2溶液，已知Ka=1.80×1012；
(2)0.20mol·L1N
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判断下列溶液的酸碱性并计算其pH值。&&(1)0.010mol·L-1弱酸H2O2溶液，已知Ka=1.80×10-12；&&(2)0.20mol·L-1NaH2PO4溶液，已知Ka1=7.52×10-3，Ka2=6.23×10-8，Ka3=2.2×10-13；&&(3)0.10mol·L-1NaHCO3溶液，已知Ka1=4.3×10-7，Ka2=5.61×10-11；&&(4)0.050mol·L-1NaAc溶液，已知Ka=1.76×10-5；&&(5)0.10mol·L-1NH4Cl溶液，已知Kb=1.76×10-5。
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溶液的酸碱性与pH的计算学案
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溶液的酸碱性和pH的计算题型及解题规律
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&&溶​液​的​酸​碱​性​和​p​H​的​计​算​题​型​及​解​题​规​律
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问题表意不明
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例3 计算c（NaOH）=0.1mol·L-1氢氧化钠溶液的pH？
解 NaOH为强电解质在水中全部电离
[OH-]=0.1mol·L-1
pH= -lg[H+]=-lg10-13=13
问：为什么OH-的ph等于1？而H+的ph等于13呢？不应该是氢氧化钠溶液的pH等于13吗？就算是氢氧化钠溶液的pH等于13，那为什么用H+浓度算？
题主第一个和第二个问题没看懂。计算过程的数学方面不会算了，但是如果对的话，那该氢氧化钠溶液的ph是13。对于第四个问题，回答如下：pH的全称是potential of hydrogen，意思是氢离子的浓度，习惯上用来表征溶液的酸碱性。同样也有pOH(potential of hydroxide 氢氧根离子的浓度）也可以表征溶液的酸碱性。计算该氢氧化钠溶液的酸碱性可以是pH=1，也可以是pOH=13，只是习惯上用pH罢了
题主需要理解pH的含义。p是取负对数，H是氢离子的浓度，所以此处pH等于13，pOH等于1。
pH是H+浓度pOH是OH-浓度pH+pOH=14pH是描述溶液的，没有某种离子的pH这种说法
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& 【全优设计】学年高二化学人教版选修4同步：第三章　水溶液中的离子平衡 （Word版含解析）
【全优设计】学年高二化学人教版选修4同步：第三章　水溶液中的离子平衡 （Word版含解析）
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第三章过关检测
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个正确选项)
1.有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说法正确的是(　　)
A.两种溶液中,由水电离出的氢离子浓度均为1×10-11 mol·L-1
B.分别加水稀释100倍后,两种溶液的pH仍相同
C.醋酸中的c(CH3COO-)和硫酸中的c(S)相等
D.分别加入足量锌片,两种溶液生成H2的体积相同
解析:酸溶液中氢氧根离子全部来自于水的电离,氢离子浓度相同的情况下,氢氧根离子浓度也相同,则由水电离出的氢氧根离子浓度也相同。
2.将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是(　　)
解析:HF溶液加水稀释,平衡向右移动,所以增大,D项正确。
3.已知某酸H2B在水溶液中存在下列关系:
①H2BH++HB-,②HB-H++B2-。关于该酸对应的酸式盐NaHB的溶液,下列说法中一定正确的是(　　)
A.NaHB属于弱电解质
B.溶液中的离子浓度c(Na+)>c(HB-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)=c(HB-)+c(B2-)+c(H2B)
D.NaHB和NaOH溶液反应的离子方程式为H++OH-H2O
解析:NaHB属于强电解质,A项错;由于HB-的电离程度和水解程度大小未知,所以NaHB溶液的酸碱性不确定,B项错;C项表达的是物料守恒,正确;由于HB-只有部分电离,所以写离子方程式时不能拆写为H+,D项错。
4.(2012·四川理综,10)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是(　　)
A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)
B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na+)>c(HC)>c(C)>c(H2CO3)
C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl-)=c(N)>c(OH-)=c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
解析:A项,新制的氯水中,结合电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),A项错误;B项,NaHCO3Na++HC,HCH++C、HC+H2OH2CO3+OH-,溶液pH=8.3,说明HC的水解程度大于其电离程度,水解产生的H2CO3多于电离产生的C,错误;C项,pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合,氨水过量,溶液显碱性,错误;D项,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,即CH3COOH与NaOH以物质的量之比为2∶1混合,根据物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两式叠加,可得D项正确。
5.室温下,将1.000 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如下图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1
B.b点:c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.c点:c(Cl-)=c(N)
D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
解析:A项,氨水中存在NH3·H2ON+OH-的电离平衡,a点溶液pH在7~14之间,呈碱性,由水电离出的c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1,故错误;B项是盐酸和氨水恰好反应时的物料守恒等式,但由图知b点时氨水过量,没有恰好完全反应,故错误;C项,因为c(Cl-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),当pH=7时,c(OH-)=c(H+),所以c(Cl-)=c(N),故正确;D项,d点后温度下降的原因是低温溶液的介入,此时反应已进行完全。
6.在由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液中,能大量共存的离子组是(　　)
A.Fe2+　Na+　N　Cl-
B.Ba2+　Na+　N　Cl-
C.S　S　N　Na+
D.Mg2+　Na+　Br-　ClO-
解析:由水电离出的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1,说明溶液可能为强酸或强碱溶液。Fe2+在强酸环境中与N发生氧化还原反应,在强碱溶液中与OH-反应;S、ClO-在强酸溶液中不能大量存在;N、Mg2+在强碱溶液中不能大量存在。
7.温度相同,浓度均为0.2 mol·L-1的①(NH4)2SO4,②NaNO3,③NH4HSO4,④NH4NO3,⑤CH3COONa溶液,它们的pH由小到大的排列顺序是(　　)
A.③①④②⑤
B.①③⑤④②
C.③②①⑤④
D.⑤②④①③
解析:首先根据盐类水解规律将其按酸碱性分组,呈酸性的是①③④,呈中性的是②,呈碱性的是⑤。在呈酸性的①③④中,NH4HSO4中的HS电离出H+,其溶液的酸性最强,其pH最小,(NH4)2SO4溶液中的N浓度大于NH4NO3溶液中的N浓度,其达到水解平衡时,(NH4)2SO4溶液中的H+浓度大于NH4NO3溶液中的H+浓度。CH3COONa溶液呈碱性,pH最大,综上所述,其pH由小到大的排列顺序是③①④②⑤。
8.(2012·浙江理综,12)下列说法正确的是(　　)
A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4
B.为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。若pH>7,则H2A是弱酸;若pH④=②>③
解析:醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加水稀释时,电离平衡向右移动,故将pH=3的醋酸溶液稀释10倍,其pH小于4,但大于3,A项不正确;若H2A是弱酸,则HA-在溶液中存在两个平衡:HA-H++A2-(电离平衡),HA-+H2OH2A+OH-(水解平衡),电离程度和水解程度的相对大小决定了溶液的酸碱性,如NaHCO3溶液显碱性,NaHSO3溶液显酸性,故B项不正确;完全中和时,生成正盐NaCl和CH3COONa,由于CH3COO-的水解而使溶液显碱性,故溶液呈中性时酸未被完全中和,C项正确;氯化银的溶度积常数表达式为Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),c(Cl-)越大,c(Ag+)越小,故Ag+浓度大小顺序应为:④>①>②>③,D项不正确。
二、非选择题(本题共4小题,共52分)
9.(10分)下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液显浅红色的原因为　　　　　　　　　　　　　　。
(2)实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深,烧瓶③中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是　　　　。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH4NO3溶于水时放出热量
D.NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)向0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体,使CH3COO-水解平衡移动的方向分别为　　　　　、　　　　　、　　　　　、　　　　　(填“左”“右”或“不移动”)。
解析:(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,酚酞试液遇碱显红色。(2)生石灰与水剧烈反应且放出大量热,根据烧杯①中溶液红色变深,判断水解平衡向右移动,说明水解反应是吸热反应,同时烧杯③中溶液红色变浅,则NH4NO3溶于水时吸收热量。(3)酸促进CH3COO-的水解;碱抑制CH3COO-的水解;与CH3COO-带同种电荷,水解都呈碱性相互抑制;Fe2+水解呈酸性、CH3COO-水解呈碱性,相互促进。
答案:(1)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,使溶液显碱性
(3)右　左　左　右
10.(16分)铁、铜单质及其化合物应用范围很广。现有含氯化亚铁杂质的氯化铜晶体(CuCl2·2H2O),为制取纯净的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH,见下表:
Fe3+ Fe2+ Cu2+
氢氧化物开始沉淀时的pH 1.9 7.0 4.7
氢氧化物完全沉淀时的pH 3.2 9.0 6.7
请回答下列问题:
(1)加入氧化剂的目的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)最适合作氧化剂X的是　　　　　。
A.K2Cr2O7 B.NaClO
C.H2O2 D.KMnO4
(3)加入的物质Y是　　　　　。
(4)若不用物质Y而是直接用碱能不能达到目的?　　　　(填“能”或“不能”)。若不能,试解释原因　　　　　　　　　　。
(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体?　　　　(填“能”或“不能”)。若能,不用回答;若不能,回答该如何操作?　　　　　　　　　　。
(6)若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙,产生的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
答案:(1)将Fe2+氧化成Fe3+,便于生成沉淀与Cu2+分离
(3)CuO[Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3也可以]
(4)不能　加碱使Fe3+沉淀的同时也能使Cu2+沉淀
(5)不能　应在HCl气流中加热蒸发结晶
(6)碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀
11.(10分)以下是25 ℃时几种难溶电解质的溶解度:
难溶电解质 Mg(OH)2 Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3
溶解度/g 9×10-4 1.7×10-6 1.5×10-4 3.0×10-9
在无机化合物的提纯中,常利用难溶电解质的溶解平衡原理除去某些杂质离子。例如:
①为了除去氯化铵中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,再加入一定量的试剂反应,过滤结晶即可;
②为了除去氯化镁晶体中的杂质Fe3+,先将混合物溶于水,加入足量的氢氧化镁,充分反应,过滤结晶即可;
③为了除去硫酸铜晶体中的杂质Fe2+,先将混合物溶于水,加入一定量的H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,调节溶液的pH=4,过滤结晶即可。
请回答下列问题:
(1)上述三种除杂方案都能够达到很好的效果,Fe3+、Fe2+都被转化为　　　　(填化学式)而除去。
(2)①中加入的试剂应该选择　　　　为宜,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)②中除去Fe3+所发生的总反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)下列与方案③相关的叙述中,正确的是　　　　(填字母)。
A.H2O2是绿色氧化剂,在氧化过程中不引进杂质,不产生污染
B.将Fe2+氧化为Fe3+的主要原因是Fe(OH)2沉淀比Fe(OH)3沉淀较难过滤
C.调节溶液pH=4可选择的试剂是氢氧化铜或碱式碳酸铜
D.Cu2+可以大量存在于pH=4的溶液中
E.在pH>4的溶液中Fe3+一定不能大量存在
解析:①中加入氨水,利用沉淀的生成,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;②中加入氢氧化镁,利用沉淀的转化,将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀;③中先加入H2O2,将Fe2+氧化成Fe3+,然后调节溶液pH,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
答案:(1)Fe(OH)3
(2)氨水　不会引入新的杂质
(3)2Fe3++3Mg(OH)23Mg2++2Fe(OH)3
12.(2012·大纲全国,29)(16分)氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质。为了提纯氯化钾,先将样品溶于适量水中,充分搅拌后过滤,再将滤液按下图所示步骤进行操作。
回答下列问题:
(1)起始滤液的pH　　　　　7(填“大于”“小于”或“等于”),其原因是　　　　　　　　　　　　　;
(2)试剂Ⅰ的化学式为　　　　　,①中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　;
(3)试剂Ⅱ的化学式为　　　　　,②中加入试剂Ⅱ的目的是　　　　　　　　　　　　;
(4)试剂Ⅲ的名称是　　　　　,③中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　;
(5)某同学称取提纯的产品0.775 9 g,溶解后定容在100 mL容量瓶中,每次取25.00 mL溶液,用0.100 0 mol·L-1的硝酸银标准溶液滴定,三次滴定消耗标准溶液的平均体积为25.62 mL,该产品的纯度为　　　　　。(列式并计算结果)
解析:(1)溶液中含有KCl、K2CO3和K2SO4,C水解,C+H2OHC+OH-使溶液显碱性。
欲除去C和S可向溶液中加入足量BaCl2溶液,过滤,得滤液A含KCl和少量BaCl2,向A中加足量K2CO3溶液,以除去Ba2+,过滤得滤液D,D溶液中含有KCl和少量K2CO3,再向D中加稍过量的盐酸,得溶液E,蒸发结晶,得KCl晶体。
(2)试剂Ⅰ为BaCl2,①中离子方程式为:Ba2++SBaSO4↓、Ba2++CBaCO3↓。
(3)试剂Ⅱ为K2CO3,②中加入试剂Ⅱ的目的是除去①中引入的Ba2+,且引入的C易除去。
(4)试剂Ⅲ为盐酸,③中离子反应为2H++CH2O+CO2↑。
(5)×100%≈98.40%。
答案:(1)大于　强碱弱酸盐K2CO3水解,使体系呈碱性
(2)BaCl2　Ba2++SBaSO4↓、Ba2++CBaCO3↓
(3)K2CO3　除去A中的Ba2+
(4)盐酸　2H++CH2O+CO2↑
(5)×100%≈98.40%
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