第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性课后提升练习含解析新人教版选修4

第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性课后提升练习含解析新人教版选修4

水的电离和溶液的酸碱性 ‎[A篇　对点强化训练]‎ 知识点一　水的电离与水的离子积 ‎1．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是(　　)‎ A．蒸馏水中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14‎ B．纯水中，‎25 ℃‎时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14‎ C．‎25 ℃‎时，任何以水为溶剂的稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14‎ D．Kw值随温度升高而增大 答案　A 解析　Kw只与温度有关，升高温度，Kw增大，‎25 ℃‎时，纯水和任何以水为溶剂的稀溶液中Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，A中未指明温度，关系式不一定成立。‎ ‎2．‎25 ℃‎时，在0.01 mol/L的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是(　　)‎ A．5×10－13 mol/L B．0.02 mol/L C．1×10－7 mol/L D．1×10－12 mol/L 答案　A 解析　0.01 mol/L硫酸溶液中c(H＋)＝0.02 mol/L，c(H＋)水＝c(OH－)＝＝ mol/L＝5×10－13 mol/L。‎ ‎3．‎25 ℃‎时，在等体积的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1 Ba(OH)2溶液、③1 mol·L－1 NaCl溶液、④纯水中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)‎ A．1∶10∶107∶107 B．107∶107∶1∶1‎ C．107∶106∶2∶2 D．107∶106∶2×107∶2‎ 答案　A 解析　‎25 ℃‎时，0.5 mol·L－1 H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－14 mol·L－1,0.05 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中，c(OH－)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－13 mol·L－1，NaCl和纯水中由水电离出的c(H＋)水均为10－7 mol·L－1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H＋)(即发生电离的水的物质的量)之比为10－14∶10－13∶10－7∶10－7＝1∶10∶107∶107。‎ 知识点二　溶液的酸碱性与pH ‎4．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是(　　)‎ A．将pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化，跟标准比色卡比较 B．将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较 C．用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较 D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较 答案　C 解析　用pH试纸测量溶液pH时，不得将试纸放入溶液中，以免污染溶液，不能将溶液直接倒在试纸上，以免浪费溶液。‎ ‎5．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在不同温度下，其离子积为Kw(‎25 ℃‎)＝1.0×10‎ - 6 -‎ ‎－14，Kw(‎35 ℃‎)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是(　　)‎ A．c(H＋)随温度的升高而降低 B．‎35 ℃‎时，c(H＋)>c(OH－)‎ C．溶液：pH(‎35 ℃‎)>pH(‎25 ℃‎)‎ D．水的电离是吸热的过程 答案　D 解析　因为在纯水中，任何温度下均有c(H＋)＝c(OH－)，故由所给Kw数据可知：在‎35 ℃‎时，水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)且大于‎25 ℃‎时数值，A、B错误；依据pH＝－lg c(H＋)可计算出pH(‎35 ℃‎)n D．不能确定 答案　C 解析　醋酸溶液在稀释过程中继续电离出H＋以削弱c(H＋)的减小，稀释后pH仍然相同，则醋酸溶液稀释倍数大。‎ ‎[B篇　综合提升训练]‎ ‎8．在‎25 ℃‎某稀溶液中，由水电离产生的c(H＋)＝10－13 mol·L－1。下列有关该溶液的叙述正确的是(　　)‎ A．该溶液一定呈酸性 B．该溶液一定呈碱性 C．该溶液的pH一定为1‎ D．该溶液的pH可能为13‎ 答案　D 解析　根据水的离子积常数，可知由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－13 mol·L－1，这是由于在水中加酸或碱，都抑制了水的电离。若水中加酸，溶液呈酸性，则溶液中OH－只来自水的电离，c(H＋)水＝c(OH－)水＝c(OH－)总＝10－13 mol·L－1，由Kw＝c(H＋)总·c(OH－)总得：c(H＋)总＝＝10－1 mol·L－1，pH＝1；若水中加碱，溶液呈碱性，则溶液中H＋‎ - 6 -‎ 只来自水的电离，c(H＋)总＝c(H＋)水＝10－13mol·L－1，pH＝13。‎ ‎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－)＝1×10－14‎ B．c(H＋)等于1×10－7 mol/L的溶液一定是中性溶液 C．0.2 mol/L CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol/L CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍 D．任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱度 答案　A 解析　在常温下，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14且Kw只与温度有关，而与溶液酸碱性无关，A正确；温度不确定，c(H＋)＝1×10－7 mol/L的溶液不一定为中性溶液，B错误；0.2 mol/L CH3COOH的电离程度比0.1 mol/L CH3COOH的电离程度小，所以c(H＋)应小于后者的2倍，C错误；pH一般表示c(H＋)或c(OH－)小于1 mol/L的溶液的酸碱度，当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol/L时，则直接用c(H＋)或c(OH－)来表示，D错误。‎ ‎10．‎25 ℃‎时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　)‎ A．向水中加入稀NaOH溶液，平衡逆向移动，c(OH－)降低 B．向水中滴加浓盐酸至c(H＋)＝0.01 mol/L，则溶液中c(OH－)＝1×10－12 mol/L C．降温，使平衡右移，c(H＋)增大，溶液呈酸性 D．将水加热，Kw增大，pH不变 答案　B 解析　加入稀NaOH溶液，c(OH－)增大，A错误；滴加浓盐酸，c(H＋)增大，平衡逆向移动， Kw不变，则c(OH－)＝＝ mol/L＝1×10－12 mol/L，B正确；降温，平衡左移，c(H＋)减小，溶液仍然呈中性，C错误；加热，Kw增大，pH应变小，D错误。‎ ‎11．在－‎50 ℃‎时，液氨的电离跟水的电离相似，存在如下电离平衡：2NH3(l)NH＋NH，NH的平衡浓度为 1×10－15 mol·L－1，下列说法错误的是(　　)‎ A．在液氨中加入NaNH2，可使液氨的离子积变大 B．在液氨中加入NH4Cl，液氨的离子积不变 C．此温度下液氨的离子积K为1×10－30‎ D．在液氨中加入金属钠可能有NaNH2生成 答案　A 解析　液氨的离子积跟水的离子积性质一样，即只与温度有关，向液氨中加入NaNH2、NH4Cl相当于分别在水中加入NaOH、HCl，水的离子积和液氨的离子积均不变，A项错误，B项正确；该温度下液氨的离子积K＝1×10－15×1×10－15＝1×10－30，C项正确；NH相当于纯水中水电离出的H3O＋，因此将钠加入液氨中会生成氢气和NaNH2，D项正确。‎ ‎12．水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ - 6 -‎ A．图中对应点的温度关系为a＞b＞c B．纯水仅升高温度，可从a点变到c点 C．水的离子积常数Kw数值大小关系为b＞c＞d D．在b点对应温度下，0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L 的KOH溶液等体积混合，充分反应后，所得溶液的pH＝7‎ 答案　C 解析　水的电离是吸热反应，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值大小关系为b＞c＞a＝d，温度关系为b＞c＞a＝d，C项正确，A项错误；a点和c点的c(OH－)相等而c(H＋)不相等，若纯水仅升高温度，c(OH－)与c(H＋)都增大，B项错误；b点的Kw＝1×10－12,0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，pH＝6，D项错误。‎ ‎13．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)‎100 ℃‎时，若向水溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？________(填“能”或“否”)，请说明原因：______________________________。‎ ‎(3)‎100 ℃‎时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)是________。‎ 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)否　在盐酸中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点 ‎(3)2×10－9 mol·L－1‎ 解析　(1)B点对应的c(H＋)＝10－6 mol·L－1，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，故Kw＝10－6×10－6＝10－12。(3)由水电离产生的H＋浓度等于溶液中OH－的浓度，即 c(H＋)水＝c(OH－)＝＝2×10－9 mol·L－1。‎ ‎14．回答下列问题：‎ - 6 -‎ ‎(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＋)＝1×10－12 mol·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(SO)。‎ ‎(4)‎25 ℃‎时，将a mol·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(NH)＝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溶液等体积混合后，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)1.0×10－12　1.0×10－10 mol·L－1　＝　(4)中　(5)酸　<‎ 解析　(1)‎25 ℃‎时，pH＝3和pH＝5的盐酸中由水电离出的c(H＋)的比值为∶＝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－)＝＝10－2 mol·L－1，pH＝12；若为酸性溶液，则c(OH－)＝c(H＋)水＝10－12 mol·L－1，c(H＋)＝＝10－2 mol·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－)＝1.0×10－6 mol·L－1，故此时Kw ＝1.0×10－12。水电离产生的c(H＋)＝＝1.0×10－10 mol·L－1。根据原子守恒知溶液中c(Na＋)＝c(SO)。‎ ‎(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＋)”“<”或“＝”)1×10－14。‎ ‎(3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是________，这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡，而且硫酸的电离能力强于硝酸，在此条件下，混合酸中必然发生__________________________(写离子方程式)反应。故硫酸与硝酸的无水混合酸中存在的化学平衡为__________________。‎ 答案　(1)2H2SO4H3SO＋HSO　(2)>　(3)HSO　H＋＋HNO3H2NO　HNO3＋H2SO4H2NO＋HSO - 6 -‎ 解析　题干信息告诉我们纯硫酸存在电离平衡，且电离程度强于纯硝酸和纯水，仿照纯水的电离方程式，可以推知纯硫酸的电离方程式为2H2SO4H3SO＋HSO。在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中2H2SO4H3SO＋HSO为主要的电离方式，而纯硝酸电离受到纯硫酸电离出的H＋的抑制，因此在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是HSO。同时，无水条件下，混合酸中必然发生H＋＋HNO3H2NO的反应。‎ - 6 -‎