高中化学作业12水的电离和溶液的酸碱性含解析 人教版选修4

高中化学作业12水的电离和溶液的酸碱性含解析 人教版选修4

课时作业（十二）‎ A组—基础巩固 一、水的电离 ‎1．纯水在80 ℃时的pH(　　)‎ A．等于7　　　　　　　　 B．大于7‎ C．小于7 D．无法确定 答案　C ‎2．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为(　　)‎ ‎①1 mol/L的盐酸　 ②0.1 mol·L－1的盐酸 ‎③0.01 mol·L－1的NaOH A．1∶10∶100 B．0∶1∶12‎ C．14∶13∶12 D．14∶13∶2‎ 解析　①1 mol/L盐酸中c(H＋)＝1 mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－14 mol/L，②0.1 mol/L盐酸中，c(H＋)＝0.1 mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－13 mol/L，③0.01 mol/L NaOH溶液中，c(OH－)＝0.01 mol/L，由水电离出的c(H＋)水＝10－12 mol/L，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为：10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。‎ 答案　A ‎3．向纯水中加入少量的硫酸氢钠(溶液温度不变)，则溶液的(　　)‎ A．pH值升高 B．酸性增强 C．水的离子积增大 D．c(OH－)不变 解析　向纯水中加入少量的硫酸氢钠(溶液温度不变)，对水的电离起抑制作用；溶液呈酸性，溶液pH降低，酸性增强，c(OH－)减小，故A、D两项错误，B项正确；温度不变，水的离子积不变，故C项错误。故选B项。‎ 答案　B 二、水的离子积常数 ‎4．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H＋和OH－浓度的变化而变化 B．水的离子积常数Kw与水的电离常数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与水的电离常数K电离是两个没有任何关系的物理量 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，‎ 8‎ 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，OH－的浓度就变小，反之亦然。‎ 答案　C ‎5．如图表示溶液中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 解析　只要是水溶液中，都会有c(H＋)·c(OH－)＝Kw，A项正确；X、Z连线的斜率是1，存在c(H＋)＝c(OH－)，在X、Z连线的上方，c(H＋)＜c(OH－)，在X、Z连线的下方，c(H＋)＞c(OH－)，B项正确；水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则Kw逐渐增大，Z点Kw大于X点，所以T1＜T2，C项正确；X、Z连线是一条Kw渐渐变大的线，pH也变小，D项错误，故选D项。‎ 答案　D ‎6．将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是(　　)‎ A．水的离子积变大、pH变小、呈酸性 B．水的离子积不变、pH不变、呈中性 C．水的离子积变小、pH变大、呈碱性 D．水的离子积变大、pH变小、呈中性 解析　水的电离是一个吸热过程，升温有利于其电离，但是促进电离后c(H＋)和c(OH－)同时增大，所以纯水仍呈中性，由于c(H＋)增大，c(OH－)增大，所以其离子积增大，pH减小，故选D项。‎ 答案　D 三、溶液酸碱性与pH ‎7．在100 ℃时，水的离子积为1×10－12，若该温度下某溶液中的H＋浓度为1×10－7 mol·L－1，则该溶液(　　)‎ A．呈碱性 B．呈酸性 C．呈中性 D．c(OH－)＝10c(H＋)‎ 解析　在100 ℃时，水的离子积为1×10－12，则纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L 8‎ ‎－1，该溶液中c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，则该溶液中c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，c(OH－)＝100c(H＋)。‎ 答案　A ‎8．关于pH的测定，下列说法正确的是(　　)‎ A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿 B．用广泛pH试纸测得某氢氧化钠的pH＝10.6‎ C．利用酸、碱指示剂可以测溶液的pH D．pH计是精确测定溶液pH的仪器 解析　pH试纸在使用之前不能用水润湿，如果用水润湿则会使酸性、碱性溶液中的c(H＋)发生变化，造成误差，故A项错误；广泛pH试纸可以识别的pH差值为1，所以用广泛pH试纸测出的值是整数，故B项错误；酸、碱指示剂只能判断溶液的酸碱性，无法测其pH，故C项错误；pH计能精确到0.1个pH单位，可以精确测定溶液的pH，故D项正确。‎ 答案　D ‎9．下列说法正确的是(　　)‎ A．强碱的水溶液中不存在H＋‎ B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液 C．在温度不变时，水溶液中c(H＋)和c(OH－)不能同时增大 D．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，其呈酸性 解析　在酸性或碱性水溶液中均存在H＋和OH－，所以A项错误；pH＝0的溶液中c(H＋)＝1.0 mol·L－1，并不是酸性最强的溶液，只是c(H＋)>1.0 mol·L－1的溶液用pH表示酸性强弱不方便，故B项错误；温度一定时，Kw＝c(H＋)·c(OH－)是一个定值，c(H＋)和c(OH－)二者不能同时增大，故C项正确；纯水中，c(H＋)＝c(OH－)，呈中性，所以D项错误。‎ 答案　C B组—能力提升 ‎10．常温下，对于pH＝3的硝酸和pH＝3的醋酸，下列说法不正确的是(　　)‎ A．两溶液均稀释100倍后所得溶液盐酸的pH比醋酸大 B．pH相同的硝酸和醋酸溶液，c(NO3－)＝c(CH3COO－)‎ C．在10 mL pH＝3醋酸溶液中，加入足量的锌粉，产生n(H2)>5×10－6 mol D．用上述溶液分别中和等量的氢氧化钠，醋酸消耗的多 解析　弱酸越稀越电离，同样稀释100倍后，电离出的H＋变多，弱酸比强酸的c(H＋)大，则稀释后盐酸的pH比醋酸大，故A项正确；pH相同的硝酸和醋酸溶液，氢离子浓度相同，则c(NO3－)＝c(CH3COO－)，故B项正确；在10 mL pH＝3醋酸溶液中，醋酸的浓度大于氢离子的浓度，加入足量的锌粉，产生n(H2)>5×10－6 mol，故C项正确；等pH的硝酸和醋酸，‎ 8‎ 醋酸的浓度大，中和等量的氢氧化钠，醋酸消耗的少，故D项错误。故选D项。‎ 答案　D ‎11．常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1，那么该溶液的pH可能为(　　)‎ A．10 B．4‎ C．10或4 D．11‎ 解析　常温下，中性溶液中由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，某溶液中c(H＋)＝10－10 mol·L－1，说明水的电离受到抑制，可能为酸性或碱性溶液。若为酸性溶液，H＋来源于酸和水，OH－来源于水，则c(H＋)＝＝10－4 mol·L－1，pH＝4。若为碱性溶液，H＋来源于水，OH－来源于碱和水，则c(H＋)＝10－10 mol·L－1，pH＝10。故选C项。‎ 答案　C ‎12．水的电离平衡曲线如下图所示，下列说法不正确的是(　　)‎ A．图中五点Kw间的关系：B>C>A＝D＝E B．若从A点到D点，可采用：温度不变在水中加入少量的酸 C．若从A点到C点，可采用：温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体 D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸与pH＝10的KOH溶液等体积混合后，溶液呈中性 解析　Kw＝c(H＋)·c(OH－)，根据图像上五点的坐标，得出Kw值的大小关系为B>C>A＝D＝E，A项正确；A、D点为恒温条件，且D点的c(H＋)大，由比较可知溶液中加入了酸，B项正确；A点为25 ℃条件，C点脱离了该温度下平衡曲线，由A点到C点一定是升温，且保证c(H＋)＝c(OH－)，温度不变在水中加NH4Cl固体不可能实现，故C项错误；B点时Kw＝1.0×10－12，该温度下pH＝2的H2SO4溶液中c(H＋)＝1.0×10－2 mol·L－1，该温度下pH＝10的KOH溶液中，c(OH－)＝＝1.0×10－2 mol·L－1，二者等体积混合，恰好完全反应，溶液呈中性，D项正确。‎ 答案　C ‎13．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(　　)‎ A．pH＝1的溶液中：Fe2＋、NO3－、SO42－、Na＋‎ B．由水电离的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO3－‎ C．c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液中：NH4＋、Al3＋、NO3－、Cl－‎ 8‎ D．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SO42－、SCN－‎ 解析　A项中Fe2＋、NO3－、H＋会发生氧化还原反应；B项，符合条件的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液，HCO3－既与H＋反应，又与OH－反应，B项错误；＝1012的溶液为强酸性溶液，离子可以大量共存，C项正确；Fe3＋＋3SCN－===Fe(SCN)3，D项错误。‎ 答案　C ‎14．将pH试纸湿润后测量以下溶液，不会产生误差的是(　　)‎ A．Na2SO4 B．Na2CO3‎ C．CH3COOH D．KOH 解析　硫酸钠是强酸强碱盐，溶液呈中性，pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液，呈中性的溶液pH值不变，不会产生误差，A项正确；碳酸钠为强碱弱酸盐，水解呈碱性，pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液，虽水解的程度增大，但溶液的体积增大，所以pH变小，B项错误；乙酸为弱酸，溶液呈酸性，pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液，虽电离的程度增大，但溶液的体积增大，所以pH变大，C项错误；氢氧化钾为强碱，溶液呈碱性，pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液，所以pH变小，D项错误，故选A项。‎ 答案　A ‎15．下列各选项均有两个数据，其中前者大于后者的是(　　)‎ A．25 ℃和60 ℃时纯水的pH B．25 ℃和60 ℃时水的离子积(Kw)‎ C．盐酸中滴加氨水至中性时溶液中的c(NH4＋)与c(Cl－)　‎ D．盐酸中滴加氨水至恰好中和时溶液中的c(NH4＋)与c(Cl－)　‎ 解析　水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则溶液中氢离子浓度增大，pH减小，所以25 ℃和60 ℃时纯水的pH，前者大于后者，故A项正确；水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则溶液中氢离子、氢氧根离子浓度都增大，所以离子积常数增大，则25 ℃和60 ℃时水的离子积(Kw)，前者小于后者，故B项错误；中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)，根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH4＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，所以c(NH4＋)＝c(Cl－)，故C项错误；二者恰好中和时生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子易水解而使其溶液呈酸性，则c(H＋)＞c(OH－)，根据电荷守恒得c(H＋)＋c(NH4＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，所以c(NH4＋)＜c(Cl－)，故D项错误，故选A项。‎ 答案　A ‎16．有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍，则甲溶液中c(H＋)与乙溶液中c(H＋)的关系是(　　)‎ A．2∶1 B．100∶1‎ C．1∶100 D．无法确定 8‎ 解析　由于溶液具体的pH未知，所以无法确定氢离子浓度的倍数关系。‎ 答案　D ‎17．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱度。在25 ℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色，而要精确测定溶液的pH，需要用pH计，pH计主要通过测定溶液的c(H＋)来测定溶液的pH。‎ ‎(1)(双选)已知水中存在如下平衡：H2O＋H2OH3O＋＋OH－　ΔH＞0；现要使平衡向右移动，且所得的溶液呈酸性，选择的方法是________(填字母)。‎ A．向水中加入NaHSO4‎ B．向水中加入Cu(NO3)2‎ C．加热水至100 ℃[其中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1]‎ D．向水中加入(NH4)2SO4‎ ‎(2)现要测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显________色，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)；若用pH计测定，则pH________7(填“＞”“＜”或“＝”)，溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。‎ 解析　(1)向水中加入NaHSO4，NaHSO4电离出氢离子，抑制水电离，平衡逆向移动，导致溶液中c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性，故A项错误；向水中加入Cu(NO3)2，Cu(NO3)2是强酸弱碱盐能水解，铜离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铜，从而促进水电离，导致溶液中c(OH－)＜c(H＋)，溶液呈酸性，故B项正确；水的电离是吸热反应，加热至100 ℃，促进水电离，溶液c(OH－)＝c(H＋)，溶液呈中性，故C项错误；向水中加入(NH4)2SO4，(NH4)2SO4是强酸弱碱盐能水解，铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，从而促进水电离，导致溶液中c(OH－)＜c(H＋)，溶液呈酸性，故D项正确；故选B、D两项。‎ ‎(2)温度升高会促进水的电离，所以水的pH会减小，所以100 ℃沸水仍然是中性的，但此时的pH值小于7，pH试纸测定溶液的酸碱性时，试纸为红色，水在任何温度下均为中性的，故答案为：红；中；＜；中。‎ 答案　(1)BD　(2)红　中　＜　中 C组—高分突破 ‎18．(1)常温下在由水电离产生的H＋的浓度为1×10－13 mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是________。‎ ‎①K＋、Cl－、NO3－、S2－‎ ‎②K＋、Fe2＋、I－、SO42－‎ ‎③Na＋、Cl－、NO3－、SO42－‎ ‎④Na＋、Cu2＋、Cl－、HCO3－‎ ‎⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－‎ 8‎ ‎(2)不能影响水的电离平衡的操作是________。‎ A．向水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸 C．向水中通入CO2气体 D．向水中加食盐晶体 解析　(1)水电离产生的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1<1.0×10－7 mol·L－1，水的电离受到了抑制，则溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。①若为酸性溶液，则H＋、NO3－与S2－反应；②若为碱性溶液，则Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；④HCO3－既不能与H＋大量共存，也不能与OH－大量共存，且Cu2＋与OH－产生沉淀。‎ 答案　(1)③⑤　(2)D ‎19．25 ℃时，部分物质的电离常数如表所示：‎ 化学式 CH3COOH H2CO3‎ HClO 电离常数 ‎1.75×10－5‎ K1＝4.4×10－7‎ K2＝4.7×10－11‎ ‎3.0×10－8‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)同浓度的CH3COO－、HCO3－、CO32－、ClO－结合H＋的能力由强到弱的顺序为__________________________________________。‎ ‎(3)常温下0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中，下列表达式的数据一定变小的是________(填字母，下同)。‎ A．c(H＋) B．c(H＋)/c(CH3COOH)‎ C．c(H＋)·c(OH－) D．c(OH－)/c(H＋)‎ E. 若该溶液升高温度，上述5种表达式的数据增大的是________。‎ ‎(4)体积为10 mL pH＝2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1 000 mL，稀释过程pH变化如右图所示，则HX的电离常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数。‎ 8‎ ‎(5)H＋浓度相同等体积的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应，若最后仅有一份溶液中存在锌，放出氢气的质量相同，则下列说法正确的是________(填写序号)。‎ ‎①反应所需要的时间B＞A ‎②开始反应时的速率A＞B ‎③参加反应的锌的物质的量A＝B ‎④反应过程的平均速率B＞A ‎⑤A中有锌剩余 ‎⑥B中有锌剩余 解析　(1)酸的电离常数越大其酸性越强，CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO。‎ ‎(2)电离常数越小，同浓度的CH3COO－、HCO3－、CO32－、ClO－结合H＋的能力越强，即结合H＋由强到弱的顺序为CO32－>ClO－>HCO3－>CH3COO－。‎ ‎(3)醋酸溶液浓度越小，c(H＋)越小；电离常数＝c(H＋)·c(CH3COO－)/c(CH3COOH)，稀释过程中c(CH3COO－)减小，c(H＋)/c(CH3COOH)增大；c(H＋)·c(OH－)不变；醋酸稀释时，c(H＋)越小，c(OH－)增大，c(OH－)/c(H＋)增大；不变。升高温度，醋酸电离平衡右移c(H＋)增大；升高温度，醋酸电离平衡右移c(H＋)/c(CH3COOH)增大；升高温度c(H＋)·c(OH－)增大；升高温度，c(H＋)增大，c(OH－)减小，c(OH－)/c(H＋)减小；升高温度，K＝增大。‎ ‎(4)稀释前pH均为2，稀释相同倍数，pH变化越大，酸性越强，则HX的电离常数大于醋酸的电离常数。‎ ‎(5)①c(CH3COOH)>c(HCl)，盐酸与锌反应，H＋被消耗，CH3COOH与锌反应，H＋被消耗的同时，又由CH3COOH电离产生，即醋酸反应速率快，反应所需要的时间Bc(HCl)，醋酸反应速率快，反应过程的平均速率B＞A；⑤A中有锌剩余；⑥B中有酸剩余。‎ 答案　(1)CH3COOH>H2CO3>HClO ‎(2)CO32－>ClO－>HCO3－>CH3COO－‎ ‎(3)A　ABCE　(4)大于　(5)③④⑤‎ 8‎