2020高中化学 专题12 pH的计算及应用培优试题 新人教版选修4

专题12 pH的计算及应用
（测试时间：70分钟，总分：100分）
班级：____________ 姓名：____________ 座号：____________ 得分：____________
一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求
的。

1．准确量取25.00 mL高锰酸钾溶液，可选用的仪器是
A．50 mL量筒B．10 mL量筒
C．50 mL酸式滴定管D．50 mL碱式滴定管
【答案】C
【解析】量筒只估读到0.1 mL，滴定管能估读到0.01 mL，高锰酸钾为强氧化性物质，不能用碱式滴定管。

2．25 ℃时，浓度均为0.1 mol·L−1的盐酸和醋酸溶液，下列说法正确的是
A．两溶液的pH相同
B．两溶液的导电能力相同
C．由水电离出的c(OH−)相同
D．中和等物质的量的NaOH溶液，消耗两溶液的体积相同
【答案】D
3．2
5 ℃时，pH=2的HCl溶液中，由水电离出的H+浓度是
A．1.0×10−2mol·L−1B．1.0×10−7mol·L−1
C．1.0×10−12mol·L−1D．1.0×10−1mol·L−1
【答案】C
【解析】25 ℃时，pH=2的HCl溶液中，c(H+)=1.0×10−2mol·L−1，c(H+)·c(OH−)=K w=1.0×10−14，c(OH−)=1.0×10−12 mol·L−1；盐酸电离出的氢离子抑制水电离，所以水电离出的H+浓度等于OH−的浓度，为1.0×10−12mol·L−1，故C正确。

4．用盐酸作标准液滴定待测浓度的NaOH溶液，若用甲基橙作指示剂，当滴定达终点时，消耗盐酸V1 mL；若用酚酞作指示剂，当滴定达终点时，消耗盐酸V2 mL；则两种情况下消耗盐酸的体积关系是
A．V1>V2B．V1＝V2
C．V1<V2D．无法确定
【答案】A
5．某学生用碱式滴定管量取0.1 mol/L的NaOH溶液，开始时仰视液面读数为1.00 mL，取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.00 mL，该同学在操作中实际取出的液体体积为
A．大于10.00 mL B．小于10.00 mL
C．等于10.00 mL D．等于11.00 mL
【答案】A
【解析】滴定管的“0”刻度在上，量取NaOH溶液，开始时仰视液面使读数偏大，取出部分溶液后，俯视液面使读数偏小，滴定前后刻度差为10.00 mL，但实际取出的液体体积偏大。

6．下列说法正确的是
A．pH=0的溶液不存在
B．使用广泛pH试纸测得某溶液的pH=3.5
C．中性溶液的pH不一定等于7
D．酸或碱溶液稀释时，溶液的pH均减小
【答案】C
【解析】由pH=-lg c(H+)知，pH=0时，c(H+)=1 mol/L，A项错误；广泛pH试纸测得溶液的pH只能取整数，B 项错误；100 ℃时，中性溶液的pH<7，C项正确；酸溶液稀释时，溶液的pH增大，D项错误。

7．一定温度下，将一定质量的冰醋酸加水稀释过程中，溶液的导电能力变化如图所示，下列说法正确的是
A ．a 、b 、c 三点溶液的pH ：c ＜a ＜b
B ．用湿润的pH 试纸测量a 处溶液的pH ，测量结果偏小
C ．a 、b 、c 三点CH 3COOH 的电离程度：c ＜a ＜b
D ．a 、b 、c 三点溶液用1 mol·L −1
NaOH 溶液中和，消耗NaOH 溶液体积：c ＜a ＜b 【答案】B
8．常温下，pH=1的H 2SO 4和pH=12的NaOH 溶液按体积比2∶9混合，混合后溶液的pH 为（忽略体积变化） A ．9
B ．10
C ．2
D ．3
【答案】C
【解析】常温下，pH=1的H 2SO 4（氢离子浓度是0.1 mol/L ）和pH=12的NaOH 溶液（氢氧根离子浓度是0.01 mol/L ）按体积比2∶9混合后酸过量，混合后溶液中氢离子浓度是
0.120.019
mol/L 0.01mol/L 29
⨯-⨯=+，因此溶液的pH ＝2，答案选C 。

9．下列实验操作和数据记录都正确的是
A ．用托盘天平称量时，将NaOH 固体放在右盘内的纸上，称得质量为10.2 g
B ．用25 mL 碱式滴定管量取高锰酸钾溶液，体积为16.60 mL
C ．用干燥的广泛pH 试纸测稀盐酸的pH=3.2
D ．用10 mL 量筒量取NaCl 溶液，体积为9.2 mL 【答案】D
【解析】用托盘天平称量时，物质应放在左盘，A 错；因为KMnO 4溶液具有强氧化性，可腐蚀橡皮管，B 错；广泛pH 试纸只能测pH 为整数，C 错。

10．现有温度相同，pH=a和pH=b的两种NaOH溶液，已知b=a+2，将两种溶液等体积混合后，所得溶液的pH接近于
A．a－lg2 B．b－lg2 C．a+lg2 D．b+lg2
【答案】B
【解析】pH=a的NaOH溶液，c(H+)=10－a mol·L－1，c(OH－)=10a－14mol·L－1；pH=b的NaOH溶液，c(H+)= 10−b
mol·L−1，c(OH－)=10b－14mol·L－1；而溶液等体积混合后：c(OH－)=
14114-1
10mol L1L+10mol L1L
2L
a b
---
⋅⨯⋅⨯
，由于
b=a+2，所以c(OH－)=5×10b－15mol·L－1；则c(H+)=2×10－b mol·L－1，所以pH=b－lg2，故答案选B。

11．25 ℃时，下列两溶液混合后所得溶液pH<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
12．已知乙酸钠溶液呈碱性。

以下是几种酸碱指示剂变色时的pH范围：
①甲基橙3.1~4.4 ②甲基红4.4~6.2 ③酚酞8.2~10
现用0.100 0 mol·L-1氢氧化钠溶液滴定浓度相近的乙酸时，上述指示剂
A．都可以用B．只能用③
C．可以用①或②D．可以用②或③
【答案】B
【解析】氢氧化钠溶液与乙酸等物质的量反应时，生成的乙酸钠溶液呈碱性，选用在碱性条件下变色的指示剂酚酞为宜。

13．下列实验误差分析不正确
．．．的是
A．用润湿的pH试纸测稀碱溶液的pH，测定值偏小
B．用沾有水珠的锥形瓶盛装待测液进行滴定，测定浓度偏小
C．滴定前滴定管内无气泡，终点读数时有气泡，读取数值偏小
D．测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，所测温度值偏小
【答案】B
14．下图是向100 mL的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像，根据如图所得结论正确的是
A．原来盐酸的物质的量浓度为0.1 mol/L
B．X为0.1 mol/L的NaOH溶液
C．原来盐酸的物质的量浓度为1 mol/L
D．X为0.01 mol/L的NaOH溶液
【答案】A
【解析】原盐酸的pH=1，则c(HCl)=0.1 mol/L，A项正确。

滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01 mol，但浓度与体积都无法计算。

15．下图是用一定物质的量浓度的NaOH溶液滴定10.00 mL一定物质的量浓度的盐酸的图像，依据图像推出盐酸和NaOH溶液的物质的量浓度是下表内各组中的
0.
【答案】D
【解析】由图像可知，30.00 mL NaOH溶液恰好中和10.00 mL盐酸，则3c(NaOH)=c(HCl)，表中A、D组属此种情况，但A组中c(HCl)=0.120 0 mol·L－1，c(H+)=0.120 0 mol·L－1，pH<1，不符合图像；D组中c(HCl)=0.090 00 mol·L－1，pH>1，加入20.00 mL NaOH后溶液的
c(H+)=
11
0.09000mol L0.01000L0.03000mol L0.02000L
0.01000L+0.02000L
--
⋅⨯-⋅⨯
=1×10－2mol·L－1，pH=－lg(1×10－2)=2，正
好符合题意。

16．某温度下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。

据图判断正确的是
A．Ⅱ为盐酸稀释时pH变化曲线
B．b点溶液的导电性比c点溶液的导电性弱
C．a点K W的值比c点K W的值大
D．与相同浓度的NaOH溶液完全中和，消耗NaOH溶液的体积，a点比b点大
【答案】D
二、非选择题：本题包括4个小题，共52分。

17．（13分）某学生为测定某烧碱样品中NaOH的质量分数，进行如下实验（已知该样品中含有少量不与酸作用的杂质）：
A．在250 mL的容量瓶中定容，配制250 mL烧碱溶液；
B．用碱式滴定管移取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中，并滴几滴甲基橙指示剂；
C．在天平上准确称取烧碱样品20.5 g，在烧杯中用蒸馏水溶解；
D．将物质的量浓度为1.00 mol·L−1的标准硫酸溶液装入酸式滴定管中，调节液面，记下开始时的读数；
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定至溶液变为橙色为止，记下读数。

试填空：
（1）正确操作步骤的顺序是（用字母填写）______________________________________。

（2）观察滴定管液面的读数时应注意什么问题？ ______________________________。

（3）E步操作中下垫一张白纸的作用是________________________。

（4）下列操作中可能使所测NaOH的质量分数偏低的是_______________。

a．A步操作中未将溶液冷却至室温就转移到容量瓶中定容
b．C步操作中，称量药品时，砝码放在左盘，NaOH放在右盘
c．D步操作中酸式滴定管在装入标准H2SO4溶液前未用标准液润洗
d．读取硫酸体积时，开始时仰视读数，结束时俯视读数
（5）硫酸的初读数和末读数如图所示，末读数为______mL，初读数为______mL，用量为______mL（全对给分）。

（6）按滴定所得数据来计算出的烧碱样品中NaOH的质量分数为__________。

【答案】（1）CABDE（2分）
（2）视线与凹液面最低点平齐，读数估读到0.01 mL（2分）
（3）使滴定终点时，溶液颜色变化更明显，易于分辨（2分）
（4）b、d（2分）
（5）24.00（1分） 0.30（1分） 23.70（1分）
（6）92.49%（2分）
【解析】（1）正确的操作顺序为：称量→溶解→定容→滴定，所以操作步骤的顺序为：CABDE。

（2）观察滴定管液面时视线应与凹液面最低点平齐，读数估读到0.01 mL。

（5）注意读数估读到0.01 mL，滴定管“0”刻度在上，末读数为24.00 mL，初读数为0.30 mL，用量为23.70 mL。

（6）氢氧化钠溶液的浓度为：c (NaOH)= 124242(H SO )(H SO )2 1.00mol L 0.0237L =(Na OH)0.025L c V V -⋅⨯⋅⨯=1.896 mol·L −1
，
烧碱样品中NaOH 的质量分数为：w （NaOH ）=11
1.896mol L 0.25L 40g mol 20.5g
--⋅⨯⨯⋅×100%=92.49%。

18．（10分）（1）常温下，将1 mL pH=1的H 2SO 4溶液加水稀释到100 mL ，稀释后的溶液中
()
()
c H c OH
+-
=_________。

（2）某温度时，测得0.01 mol·L −1的NaOH 溶液的pH 为11，则该温度下水的离子积常数
K w =_________。

该温度_________（填“高于“或“低于"）25℃。

（3）常温下，设pH=5的H 2SO 4溶液中由水电离出的H +
浓度为c 1；pH=10的NaOH 溶液中由水电离出的H +
浓度
为c 2，则1
2
c c =_________。

（4）常温下，pH=13的Ba （OH ）2溶液a L 与pH=3的H 2SO 4溶液b L 混合（混合后溶液体积变化忽略不计），
若所得混合溶液呈中性，则a ∶b=_________。

【答案】（1）108（2分） （2）1×10−13（2分） 高于（2分）
（3）10（2分） （4）1∶100（2分）
【解析】（1）常温下，将1 mL pH=1的H 2SO 4溶液加水稀释到100 mL ，稀释后的pH ＝3，则溶液中()(
)
c H c OH +
-
=10−3÷10−11
＝108。

（2）某温度时，测得0.01 mol·L −1
的NaOH 溶液的pH 为11，其中氢氧根浓度是0.01 mol·L −1
，所以该温度下水的离子积常数K w =10−11
×0．01＝1×10−13。

水的电离吸热，所以该温度高于25 ℃。

（3）硫酸抑制水的电离，常温下pH=5的H 2SO 4溶液中由水电离出的H +浓度为10−9 mol·L −1；NaOH 溶液抑制水的
电离，则pH=10的NaOH 溶液中由水电离出的H +
浓度为10−10
mol·L −1
，则1
2
c c =10。

（4）所得混合溶液呈中性，说明氢离子与氢氧根的物质的量相等，即a L×0.1 mol·L −1＝b L×0.001 mol·L −1
，则a ∶b=1∶100。

19．（18分）25 ℃时，用浓度为0.100 0 mol·L −1的NaOH 溶液滴定20.00 mL 浓度均为0.100 0 mol·L −1的三种
酸HX 、HY 、HZ ，滴定曲线如图所示。

（1）等浓度的三种酸溶液的酸性强弱顺序为___________________________。

（2）0.1 mol/L的HX、HY、HZ溶液中水的电离程度最大的是________，其中HY溶液的pH=3，则溶液中H2O 电离出的c(H+)为________。

（3）25 ℃时，向HX溶液中加入20 mL NaOH溶液，溶液的pH________7(填“>”“=”或“<”)。

溶液呈___ _____性。

（4）25 ℃时，向HY溶液中加NaOH溶液呈中性，需加NaOH溶液的体积________20 mL。

(填“>”“=”或“<”)。

（5）体积相同，物质的量浓度相同的HX、HY、HZ中和NaOH的能力是否相同？________________。

（6）①pH=1的HZ与pH=13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。

②pH=1的HX与pH=13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。

（7）浓度均为0.100 0 mol·L－1的三种酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液至pH=7，消耗NaOH溶液的体积V x、V y、V z的大小关系是________________。

【答案】（1）HZ>HY>HX（2分）
（2）HX（2分）1×10－11 mol/L（2分）
（3）>（1分）碱（1分）
（4）<（2分）
（5）相同（2分）
（6）①中（2分）②酸（2分）
（7）V x<V y<V z（2分）
（5）体积相同，物质的量浓度相同，都是一元酸，则中和NaOH的能力相同。

（6）①HZ是强酸，则pH=1的HZ与pH=13的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性。

②HX是弱酸，pH=1的HX与pH=13的NaOH溶液等体积混合，HX的浓度要更大，则混合后溶液呈酸性。

（7）浓度均为0.100 0 mol·L－1的三种酸溶液中滴加同浓度的NaOH溶液至pH=7，即滴加后溶液呈中性，根据酸的强弱程度可判断，消耗NaOH溶液的体积V x、V y、V z的大小关系是V x<V y<V z。

20．（11分）某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时，选择甲基橙作指示剂。

请填写下列空白：
（1）下图中______（填“A”或“B”）是碱式滴定管，进行该实验的第一步操作是____________________。

（2）用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时，左手握酸式滴定管的活塞，右手摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化，直到因加入一滴盐酸后，出现_____________________________（填“现象”）说明达到滴定终点。

（3）下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是。

A．酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B．滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C．酸式滴定管在滴定前有气泡，滴定后气泡消失
D．读取盐酸体积时，开始仰视读数，滴定结束时俯视读数
（4）若滴定开始和结束时，酸式滴定管中的液面如图所示，则起始读数为 mL，终点读数为mL；所用盐酸的体积为mL。

（5）某同学根据3次实验分别记录有关数据如下表：
//
精品
依据上表数据列式计算该NaOH 溶液的物质的量浓度：___________________________________________________________________________________。

【答案】（1）A （1分）
检查是否漏水（1分）
（2）锥形瓶内颜色变化（1分） 半分钟内不变色（1分） （3）D （2分）
（4）0.00（1分） 26.10（1分） 26.10（1分） （5）
mL=26.10 mL ，c (NaOH)=
=0.104 4 mol/L （2分）
（3）
滴定管未用标准盐酸润洗，内壁附着一层水，可将加入的盐酸冲稀，消耗相同量的碱，所需盐酸的体积偏大，结果偏高；用碱式滴定管取出的待测NaOH 溶液的物质的量一旦确定，倒入锥形瓶后，水的加入不影响OH -的物质的量，也就不影响结果；若排出气泡，液面会下降，故读取的V 酸偏大，结果偏高；“前俯后仰”会使V 酸偏小，结果偏低。

（4）读数时，以凹液面的最低点为基准。

（5）先算出耗用标准酸液的平均值：
mL=26.10 mL(第二次偏差太大，舍去)。