2019高中化学第三章水溶液中的离子平衡3.2.1水的电离和溶液的酸碱性精练新人教版

2019高中化学第三章水溶液中的离子平衡3.2.1水的电离和溶液的酸碱性精练新人教版

水的电离和溶液的酸碱性A组　定向巩固定向巩固一、水电离1.常温下,将1mL0.1mol·L-1的H2SO4溶液加入纯水中制成200mL溶液,该溶液中由水自身电离产生的c(H+)最接近于(　　)A.1.0×10-3mol·L-1B.1.0×10-11mol·L-1C.1.0×10-7mol·L-1D.1.0×10-13mol·L-1解析:制成200mL溶液后,c(H2SO4)=(0.1mol·L-1×1mL)÷200mL=5.0×10-4mol·L-1,即c(H+)酸=1.0×10-3mol·L-1,KW=c(H+)酸·c(OH-)水=1.0×10-14,则c(OH-)水=1.0×10-11mol·L-1。答案:B2.在100℃时,100mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6mol·L-1,当改变下列条件之一时,c(OH-)仍然等于1×10-6mol·L-1的是(　　)①温度降低到25℃　②加入10-6molNaOH固体,保持100℃　③加入10-6molNaCl,保持100℃　④蒸发掉50mL水,保持100℃A.①②B.③④C.①③D.②④解析:100℃时KW=c(OH-)·c(H+)=1×10-12,而25℃时KW=c(OH-)·c(H+)=1×10-14,c(OH-)=1×10-7mol·L-1;100mL水中加入10-6molNaOH,由NaOH电离出的c(OH-)=10-6mol0.1L=10-5mol·L-1;蒸馏水中加入NaCl,保持100℃,仍符合c(OH-)=1×10-6mol·L-1;蒸发50mL水,保持100℃,c(OH-)·c(H+)不变,c(OH-)=1×10-6mol·L-1。答案:B3.导学号90514102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-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,则在这两种情况下不与OH-或H+反应的离子组一定可以大量共存。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;所以一定能够共存的离子组为B选项。答案:B4.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为(　　)①1mol·L-1的盐酸　②0.1mol·L-1的盐酸③0.01mol·L-1的NaOHA.1∶10∶100B.0∶1∶12nC.14∶13∶12D.14∶13∶2解析:①1mol·L-1盐酸中c(H+)=1mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14mol·L-1。②0.1mol·L-1盐酸中c(H+)=0.1mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13mol·L-1,③0.01mol·L-1NaOH溶液中,c(OH-)=0.01mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-12mol·L-1,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定向巩固二、溶液的酸碱性及pH5.一定温度下,满足下列条件的溶液一定呈酸性的是(　　)A.能与金属Al反应放出H2的溶液B.加酚酞后显无色的溶液C.pH=6.5的某溶液D.c(H+)>c(OH-)的任意水溶液解析: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,A项错误;加入酚酞后显无色的溶液可能呈中性或弱碱性或酸性,B项错误;pH=6.5的溶液也可能呈中性,C项错误。答案:D6.为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lg[c(H+)c(OH-)]。下列叙述中正确的是(　　)①任何温度下,纯水的AG等于0　②溶液的AG越小,酸性越强　③25℃时,0.1mol·L-1盐酸的AG=12　④25℃时,某溶液的AG=-10,其pH=10A.①③B.②④C.①②D.③④解析:任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH-),故AG=0;酸性越强,H+浓度越大,OH-浓度越小,AG越大;0.1mol·L-1盐酸中,c(OH-)=10-13mol·L-1,AG=12;lg[c(H+)c(OH-)]=-10,c(OH-)=1010c(H+),由c(H+)·c(OH-)=10-14得,c(H+)=10-12mol·L-1,pH=12。答案:A7.导学号90514103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试纸测得某盐酸的pH=2.3C.利用酸碱指示剂可以测溶液的pHD.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蒸馏水润湿,如果用蒸馏水润湿了,则会使酸、碱中的c(H+)发生变化,造成误差,故A项说法错误;广泛pH试纸可以识别的pH差值约为1,用广泛pHn试纸测得的是整数,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计可以精确测定溶液的pH,故D项正确。答案:D8.有一学生在实验室测某溶液的pH,实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作　　　　(填“正确”或“错误”),其理由是　; (2)该操作是否一定有误差?   　; (3)若用此方法分别测定c(OH-)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH,误差较大的是　　　　　　　,原因是　  　; (4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂,你能否区分0.1mol·L-1H2SO4溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液?　　　　,简述操作过程:　   　。 试剂:A.紫色石蕊溶液　B.酚酞溶液　C.甲基橙溶液　D.蒸馏水　E.氯化钡溶液　F.pH试纸解析:(1)用pH试纸测量溶液时,pH试纸不能润湿,否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性,稀释必然会造成误差,若溶液呈中性,则不会造成误差。(3)NH3·H2O是弱电解质,加水稀释时,促进它的电离,故对OH-浓度相等的氢氧化钠溶液和氨水来说,加水稀释相同倍数,氨水的pH减小程度小些,误差小些。(4)分别测定这两种H2SO4溶液的pH,pH较小的是浓度较大的H2SO4溶液,pH较大的是浓度较小的H2SO4溶液。答案:(1)错误　该学生测得的pH是稀释后溶液的pH(2)该学生操作错误,但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时,稀释后溶液pH发生了变化,只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些;若是中性溶液,稀释不会产生误差(3)氢氧化钠溶液　稀释过程中,NH3·H2O继续电离出OH-,减弱了因稀释对OH-浓度减小的程度,所以测得氢氧化钠溶液误差较大(4)能　用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上,其显示的颜色与标准比色卡对照,pH较大的是0.01mol·L-1H2SO4溶液B组　综合提升1.导学号90514104某温度下,向一定体积0.1mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]与pH的变化关系如图所示,则(　　)nA.M点所示溶液导电能力强于Q点B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积解析:温度一定时,将c(H+)·c(OH-)=KW两边取负对数,得pH+pOH=-lgKW=常数。向醋酸溶液中逐滴加入NaOH溶液的过程中,pH增大,pOH减小。图中M点加入少量NaOH溶液,混合液呈酸性(溶质CH3COOH和少量CH3COONa);Q点pH=pOH,溶液呈中性(溶质CH3COONa和少量CH3COOH);N点加入较多NaOH溶液,混合液呈碱性(溶质CH3COONa和NaOH)。可见,M点溶液中离子浓度比Q点小,导电能力比Q点弱,A错。混合液一定符合电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),N点pH>pOH、c(H+)c(CH3COO-),B错。M点pOH等于N点pH,得M点c(H+)等于N点c(OH-),两者对水的电离平衡的抑制程度相同,C对。Q点溶液呈中性,溶质为CH3COONa和少量CH3COOH,故消耗NaOH溶液的体积小于醋酸溶液的体积,D错。答案:C2.已知在25℃和100℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示:(1)表示25℃时的曲线应为　　　(填“A”或“B”),请说明理由:　 　。 (2)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为　　　　　。 (3)100℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是　　　　　。 (4)在曲线B对应的温度下,pH=2的HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析原因:   　。 解析:(2)25℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,即酸、碱恰好完全中和,n(OH-)=n(H+),则V(NaOH)×10-5mol·L-1=V(H2SO4)×10-4mol·L-1,得V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。(3)100℃时,水的离子积为1×10-12,即c(H+)·c(OH-)=1×10-12。100℃时混合后溶液呈中性,则100×10-a=1×10b-12,即a+b=14。答案:(1)A　水的电离是吸热过程,温度降低时,电离程度减小,c(H+)·c(OH-)减小　(2)10∶1　(3)a+b=14　(4)曲线B对应的温度是100℃,此时水的离子积为1×10-12,HA若为强酸,最后应为pH=6,现pH=5,说明HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中还剩余较多的HA,可继续电离出H+n3.导学号90514105(1)某温度下纯水中c(H+)=3×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)=　　　　　　　　;该温度下向纯水中加入少量NaOH固体使c(OH-)=9×10-6mol·L-1,则此时c(H+)=　　　　　　　　　　。 (2)某温度下重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15,像定义pH一样来规定pD=-lgc(D+),请回答以下问题:①写出重水的电离方程式:　　　　　　　　　　。 ②该温度下,重水中的c(D+)=　　　　　　　　,pD=　　　　　　　　　　。(已知lg2=0.3) ③0.01mol·L-1的NaOD溶液中pD=　　　　。 解析:(1)在纯水中c(H+)=c(OH-)。由KW=c(H+)·c(OH-)=3×10-7×3×10-7=9×10-14可求得,c(H+)=9×10-149×10-6mol·L-1=1×10-8mol·L-1。(2)①重水的电离方程式类似于H2O,D2OD++OD-;②该温度下,重水中c(D+)=1.6×10-15mol·L-1=4×10-8mol·L-1,pD=-lg(4×10-8)=8-2lg2=7.4。③由公式c(D+)·c(OD-)=KW可求得,c(D+)=1.6×10-150.01mol·L-1=1.6×10-13mol·L-1,pD=-lg(1.6×10-13)=14-lg16=14-4lg2=12.8。答案:(1)3×10-7mol·L-1　1×10-8mol·L-1(2)①D2OD++OD-　②4×10-8mol·L-1　7.4　③12.8