选修四化学反应原理 第三章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第1课时 溶液的酸碱

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组1水的电离及水的离子积

1.下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是()

A.因为水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化而变化

B.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量

C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化

D.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量

答案C

解析水的离子积常数Kw＝K电离·c(H2O)，一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数，所以Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但是只要温度一定，Kw就是不变的常数。溶液中H＋的浓度变大，则OH－的浓度变小，反之亦然。

2.在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是()

A.由水电离出的c(H＋)相等

B.由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1

C.由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1

D.两者都促进了水的电离

答案A

解析二者均抑制水的电离，且抑制程度相同。由于温度不确定，故不能确定Kw的值。

3.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比(①∶②∶③∶④)是()

①pH＝0的盐酸②0.1 mol·L－1的盐酸

③0.01 mol·L－1的NaOH溶液④pH＝11的NaOH溶液

A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11

C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3

答案A

解析①中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(OH－)相等，等于1.0×10－14mol·L－1；

②中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1；

③中c(OH－)＝1.0×10－2mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(H＋)相等，等于1.0×10－12mol·L－1；

④中c(OH－)＝1.0×10－3mol·L－1，同③所述由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1。

即(1.0×10－14)∶(1.0×10－13)∶(1.0×10－12)∶(1.0×10－11)＝1∶10∶100∶1 000。

4.水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14；在35 ℃时，水的离子积Kw＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是()

A.c(H＋)随着温度的升高而降低

B.35 ℃时，c(H＋)>c(OH－)

C.35 ℃时的水比25 ℃时的水电离程度小

D.水的电离是吸热过程

答案D

解析由题中条件可以看出，温度升高时，Kw增大。25 ℃时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；35 ℃时，c(H＋)＝c(OH－)≈1.45×10－7mol·L－1。温度升高，c(H＋) 和 c(OH－) 都增大，且始终相等，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热过程。

5.室温下，若溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol·L－1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是()

A.Al3＋、Na＋、NO3－、Cl－B.K＋、Na＋、Cl－、NO3－

C.K＋、Na＋、Cl－、AlO2－D.K＋、NH4＋、SO42－、NO3－

答案B

解析溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol·L－1，溶液的pH为0或14，在这两种情况下均存在的离子组则一定可以大量共存，在A选项中Al3＋与OH－不能大量共存；在C选项中AlO2－与H＋不能大量共存；在D选项中NH4＋与OH－不能大量共存；所以一定能够大量共存的离子组为B选项。

题组2溶液的pH和溶液的酸碱性

6.常温下，c(OH－)最小的是()

A.pH＝0的溶液

B.0.05 mol·L－1H2SO4

C.0.5 mol·L－1HCl

D.0.05 mol·L－1的Ba(OH)2

答案A

解析A项，c(OH－)＝11×10－14mol·L－1＝1×10－14mol·L－1；B项，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，则c(OH－)＝0.11×10－14mol·L－1＝1×10－13mol·L－1；C项，c(OH－)＝0.51×10－14mol·L－1＝2×10－14mol·L－1；D项，c(OH－)＝0.1 mol·L－1。

7.下列溶液一定显酸性的是()

A.含H＋的溶液

B.c(OH－)<c(H＋)的溶液

C.pH<7的溶液

D.能与金属Al反应放出H2的溶液

答案B

解析溶液中的酸碱性取决于溶液中c(H＋)与c(OH－)的相对大小；25 ℃时pH<7的溶液才是酸性溶液；与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。

8.用试纸测定溶液酸碱性的正确操作是()

A.将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

C.将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照

答案A

解析pH试纸使用方法：把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，随即(30 s内)用标准比色卡与之对照，确定溶液的pH。pH试纸不能用水润湿，若用水湿润会使溶液变稀，使测定结果可能产生误差。

9.下列叙述正确的是()

A.无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液在常温下，其c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14

B.c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1的溶液一定是中性溶液

C.0.2 mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍

D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱

答案A

解析Kw＝c(H＋)·c(OH－) ，且Kw只与温度有关，所以常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，其Kw＝1.0×10－14；在温度不确定时，中性溶液中的c(H＋)不一定等于1.0×10－7mol·L－1；0.2 mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以0.2 mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍；当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，用pH表示溶液的酸碱性就不简便了，所以，当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，而是直接用c(H＋)或c(OH－)来表示。

10.如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是()

A.两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw

B.M区域内任意点均有c(H＋)<c(OH－)

C.图中T1<T2

D.XZ线上任意点均有pH＝7

答案D

解析A项正确，c(H＋)·c(OH－)＝Kw为水的离子积表达式，它适用于水及稀溶液；B项正确，XZ线上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，M区域位于直线XZ的左上侧，则M区域内任意点均有c(H＋)<c(OH－)；C项正确，H2OH＋＋OH－ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，图中Z点Kw(Z)＝(10－6.5)2＝10－13，X点Kw(X)＝(10－7)2＝10－14，Kw(Z)>Kw(X)，所以T1<T2；D项错误，pH＝7即c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，而XZ线上只有X点c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1，也就是说XZ线上只有X点的pH＝7。

[能力提升题]

11.(1)某温度(t℃)时，水的Kw＝1×10－12，则该温度(填“>”、“<”或“＝”)25 ℃，其理由是。

(2)该温度下，c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液呈(填“酸性”、“碱性”或“中性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH－)＝mol·L－1。

(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡(填“向左”、“向右”或“不”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡移动。

(4)25 ℃时，0.1 mol·L－1的6种溶液，水电离出的c(H＋)由大到小的关系是(填序号)。

①盐酸②H2SO4③CH3COOH(Ka＝1.7×10－5)④NH3·H2O(氨水)(Kb＝1.7×10－5)⑤NaOH⑥Ba(OH)2

(5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度pH＝10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。

(6)下列曲线中，可以描述0.1 mol·L－1乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和0.1 mol·L－1氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)的水溶液中，水电离出的c(H＋)与加入水体积V的关系是(填字母)。

答案(1)>升温促进水的电离，Kw增大

(2)碱性1×10－7

(3)向右向右

(4)③＝④>①＝⑤>②＝⑥

(5)等于

(6)c

解析(1)升高温度，Kw增大，现Kw＝1×10－12>1×10－14，因此温度大于25 ℃。

(2)该温度下该溶液中c(OH－)＝1×10－71×10－12mol·L－1＝1×10－5mol·L－1，因为c(OH－)>c(H＋)，所以溶液呈碱性；NaOH溶液中由水电离出来的c(OH－)等于溶液中的 c(H＋)，即为1×10－7mol·L－1。

(3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。

(4)25 ℃时，0.1 mol·L－1的盐酸中c(H＋)与0.1 mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)相等，故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 mol·L－1H2SO4和0.1 mol·L－1Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等；0.1 mol·L－1CH3COOH和0.1 mol·L－1氨水中水的电离程度相等，酸溶液中c(H＋)越大，或碱溶液中c(OH－)越大，水电离出的c(H＋)就越小，故6种溶液中水电离出的c(H＋)由大到小的关系为③＝④>①＝⑤>②＝⑥。

(5)pH＝4盐酸中，由水电离出的c(H＋)＝10－410－14mol·L－1＝10－10mol·L－1，pH＝10的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－10mol·L－1(溶液中的H＋浓度)。

(6)乙酸Ka小于氯乙酸Ka，所以0.1 mol·L－1乙酸溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1氯乙酸溶液中的c(H＋)，故水的电离程度0.1 mol·L－1乙酸溶液的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H＋)减小，水的电离程度增大，故选c。

12.在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：

(1)A点水的离子积为1×10－14，B点水的离子积为。造成水的离子积变化的原因是。

(2)下列说法正确的是(填字母)。

a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B>A>D

b.AB线上任意点的溶液均显中性

c.B点溶液的pH＝6，显酸性

d.图中温度T1>T2

(3)T2℃时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？。

(4)T2℃时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)＝。

答案(1)1×10－12水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大(2)b

(3)否，在盐酸中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点位置(4)2×10－9mol·L－1

13.已知室温时，0.1 mol·L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列问题：

(1)该溶液的pH＝。

(2)HA的电离平衡常数K＝。

(3)升高温度时，K将(填“增大”、“减小”或“不变”，下同)，pH将。

(4)由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的倍。

答案(1)4(2)1.0×10－7(3)增大减小(4)106

解析(1)c(H＋)＝0.1 mol·L－1×0.1%＝10－4mol·L－1，pH＝4。

(2)K＝c(HA)c(H＋)·c(A－)＝0.1－10－410－4×10－4≈0.110－8＝1.0×10－7。

(3)升高温度，平衡右移，K将增大，pH减小。

(4)0.1 mol·L－1HA溶液中的c(OH－)＝10－41×10－14mol·L－1＝10－10mol·L－1，故其中水电离出的c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，由HA电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)比值为10－10 mol·L－110－4 mol·L－1＝106。

14.回答下列问题：

(1)25 ℃时，pH＝3的盐酸中由水电离出的c(H＋)是pH＝5的盐酸中由水电离的c(H＋)的

倍。

(2)25 ℃时，某溶液由水电离出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，则该溶液的pH可能为。

(3)99 ℃时，向pH＝6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH＝2。此时水的离子积Kw＝，水电离出的c(H＋)＝，溶液中c(Na＋)(填“>”、“＝”或“<”)c(SO42－)。

(4)25 ℃时，将amol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1盐酸等体积混合，反应后溶液中c(NH4＋)＝c(Cl－)，则溶液显(填“酸”、“碱”或“中”)性。

(5)25 ℃时，pH＝3的醋酸和pH＝11的NaOH溶液混合后，溶液呈(填“酸”、“中”或“碱”)性，溶液中c(Na＋)(填“>”、“＝”或“<”)c(CH3COO－)。

答案(1)10－2(2)2或12(3)1.0×10－121.0×10－10mol·L－1＝(4)中(5)酸<

解析(1)25 ℃时，pH＝3和pH＝5的盐酸中水电离出的c(H＋)的比值为10－310－14∶10－510－14＝10－2。

(2)水电离出的c(H＋)水＝c(OH－)水，若为碱性溶液，则c(OH－)·c(H＋)水＝Kw＝10－14，c(OH－)＝10－1210－14＝10－2mol·L－1，pH＝12；若为酸性溶液，则c(OH－)＝c(H＋)水＝10－12mol·L－1，c(H＋)＝c(OH－)Kw＝10－2mol·L－1，pH＝2。

(3)由pH＝6的蒸馏水可知，该温度下水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－6mol·L－1，故此时Kw＝1.0×10－12。水电离产生的c(H＋)＝c(H＋)溶液Kw＝1.0×10－10mol·L－1。根据原子守恒知溶液中c(Na＋)＝c(SO42－)。

(4)根据电荷守恒可知c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性。

(5)pH＝3的CH3COOH和pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液中剩余CH3COOH。溶液显酸性，c(H＋)>c(OH－)，根据电荷守恒知c(Na＋)<c(CH3COO－)。

选修四化学反应原理 第三章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性 第1课时 溶液的酸碱性与pH课时练