新教材适用高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第2节水的电离和溶液的pH第1课时水的电离溶液的酸碱性与pH课后习题新人教版选择性必修1

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第二节　水的电离和溶液的pH第1课时　水的电离　　溶液的酸碱性与pH基础巩固1.常温下,水的电离达到平衡:H2OH++OH-　ΔH>0。下列叙述正确的是(　　)。A.向水中通入少量氨气,平衡逆向移动,c(OH-)减小B.向水中加入少量NaHSO4粉末,c(H+)增大,KW不变C.向水中加入少量CH3COONa固体,平衡逆向移动,c(H+)降低D.将水加热,KW增大,pH不变答案:B解析:向水中通入少量氨气,生成一水合氨,一水合氨电离产生OH-,c(OH-)增大,A项错误。向水中加入少量CH3COONa固体,CH3COO-与H+结合生成弱酸CH3COOH,c(H+)减小,平衡正向移动,C项错误。将水加热,水的电离平衡正向移动,KW增大,pH减小,D项错误。2.常温下,在0.01 mol·L-1硫酸中,水电离出的H+的浓度是(　　)。A.5×10-13 mol·L-1B.0.02 mol·L-1C.1×10-7 mol·L-1D.1×10-12 mol·L-1答案:A解析:溶液中的H+有两部分来源:水电离出来的H+和H2SO4电离出来的H+。其中H2SO4电离出来的H+为c(H+)=0.01mol·L-1×2=0.02mol·L-1,受H2SO4的抑制,水电离出来的H+要小于10-7mol·L-1,溶液中的H+几乎全部来自H2SO4,可以认为溶液中的H+的总浓度就是0.02mol·L-1。根据KW可计算出溶液中的c(OH-)=5×10-13mol·L-1。水电离出等量的H+和OH-,所以水电离出的H+的浓度也是5×10-13mol·L-1。3.下列叙述正确的是(　　)。A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则该温度一定高于25 ℃B.25 ℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水C.25 ℃时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小D.25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同答案:A解析:某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,水的离子积为4×10-14,比25℃时的水的离子积大,因为水的电离吸热,则该温度必然高于25℃;25℃时,任何稀的电解质溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。4.常温下,某无色溶液中,由水电离产生的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,下列各组离子肯定能大量共存的是(　　)。A.Cu2+、N、S、Fe3+B.Cl-、S2-、Na+、K+C.C、N、K+、Mg2+D.Cl-、Na+、N、S答案:D解析:无色溶液中不能大量存在Cu2+、Fe3+,A项错误;水电离产生的c(H+)=1×10-12mol·L-1,水的电离受到抑制,溶液中可能存在大量H+或OH-,B项中S2-与H+不能大量共存,C项中C与H+不能大量共存、N和Mg2+不能与OH-大量共存;只有D项符合题意。5.某学生在实验室测溶液的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)该学生的操作是否一定产生误差?　　　　　　　　　　　　。 (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)只选用蒸馏水、氯化钡溶液、pH试纸中的部分试剂或用品,你能否区分0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和0.01 mol·L-1 H2SO4溶液?　　　,简述操作过程:  　　　　　　　　　。 答案:(1)错误　该学生测得的pH是稀释后溶液的pH(2)不一定产生误差(3)氢氧化钠溶液　稀释过程中,NH3·H2O继续电离出OH-,OH-浓度减小的程度小,所以测得氢氧化钠溶液的pH误差较大(4)能　用pH试纸分别测两种H2SO4溶液的pH,pH较大的是0.01 mol·L-1 H2SO4溶液,pH较小的是0.1 mol·L-1 H2SO4溶液解析:(1)用pH试纸测量溶液时,pH试纸不能润湿,否则相当于测量稀释后溶液的pH。(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和氨水来说,加水稀释至原体积的相同倍数,氨水的pH减小程度小,误差小。(4)用pH试纸分别测定这两种H2SO4溶液的pH,pH较大的是浓度较小的H2SO4溶液,pH较小的是浓度较大的H2SO4溶液。6.t℃时,水的KW=1×10-13。(1)t　　　　(填“>”“<”或“=”)25,理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (2)t℃时,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液呈　　　(填“酸”“碱”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。 答案:(1)>　升温促进水电离,KW增大　(2)碱　1×10-7解析:(1)升高温度,KW增大,KW=1×10-13>1×10-14,因此t>25。(2)t℃时该溶液中c(OH-)=mol·L-1=1×10-6mol·L-1,c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于该溶液中的c(H+),即c(OH-)=1×10-7mol·L-1。7.现有下列物质:①50 ℃ 0.1 mol·L-1 NaCl溶液,②25 ℃ 0.1 mol·L-1 HCl溶液,③25 ℃ 0.1 mol·L-1 KOH溶液,④25 ℃ 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液。(1)这些物质与25 ℃纯水相比,其中水的电离得到促进的是　　　　(填序号,下同),其中水的电离被抑制的是　　　 　　,水电离的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是　　　　,水电离的c(H+)等于溶液中c(H+)的是　　　。 (2)从②和③溶液中水的电离程度相等,进而可推出的结论是:同一温度下,当　　　　　　　　　　　　　　　　　　　时,水的电离程度相等。 答案:(1)①　②③④　①②　①③④　(2)酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-)解析:水的电离过程吸热,升温促进水的电离,加入酸或碱抑制水的电离。强酸溶液中,由于酸电离出的c(H+)远大于水电离出的c(H+),酸电离出的c(H+)可看成溶液中总的c(H+);强碱溶液中,由于碱电离出的c(OH-)远大于水电离出的c(OH-),碱电离出的c(OH-)可看成溶液中的c(OH-)。能力提升1.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-)=1×10-14B.c(H+)=1×10-7mol·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-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱答案:A解析:KW=c(H+)·c(OH-),且KW只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其KW=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol·L-1;常温下,0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1mol·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1mol·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。2.(双选)一定温度下,用水稀释0.1 mol·L-1的一元弱酸HA,随着稀释的进行,下列数值一定增大的是(　　)。A.KW B.C. D.c(OH-)答案:CD解析:温度不变,KW不变,A项不符合题意;根据Ka=,推出,加水稀释时,HA电离程度增大,n(HA)减小,n(A-)增大,则减小,减小,增大,B项不符合题意,C项符合题意;加水稀释HA电离程度增大,但是c(H+)减小,因KW不变,可知c(OH-)增大,D项符合题意。3.(双选)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-)=KWB.M区域内任意点均有c(H+)>c(OH-)C.图中T1<T2D.XZ线上任意点均有pH=7答案:BD解析:任何水溶液中都有KW=c(H+)·c(OH-),因此两条曲线间任一点均有此关系,A项正确;XZ线上任意点溶液呈中性,M区域在XZ上方,均有c(H+)<c(OH-),B项错误;T1时KW小于T2时KW,则T1<T2,C项正确;XZ线上任意点溶液呈中性,但只有在25℃时pH=7,D项错误。4.25 ℃时,下列四种溶液中,由水电离出的c(H+)之比是(　　)。①1 mol·L-1的盐酸　②0.1 mol·L-1的盐酸　③0.01 mol·L-1的NaOH溶液　④1 mol·L-1的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1B.1∶10-1∶10-12∶10-14C.14∶13∶12∶14D.14∶13∶2∶1答案:A解析:25℃时,KW=1.0×10-14,酸溶液中由水电离出的c(H+)等于该溶液中由水电离出的c(OH-),①中,c(H+)=1mol·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-14mol·L-1;②中,c(H+)=0.1mol·L-1,则由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1。碱溶液中由水电离出的c(H+)等于该溶液中的c(H+),③中,c(OH-)=0.01mol·L-1,水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1;④中,由水电离出的c(H+)=1.0×10-14mol·L-1。四种溶液中由水电离出的c(H+)之比为10-14∶10-13∶10-12∶10-14=1∶10∶100∶1。5.常温下,0.1 mol·L-1的某一元酸HA在水中有1%发生电离,回答下列各问题。(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)3　(2)1×10-5　(3)增大　减小　(4)108解析:(1)HA电离出的c(H+)=0.1mol·L-1×1%=1×10-3mol·L-1,pH=-lg(1×10-3)=3。(2)K==1×10-5。(3)HAH++A-,电离过程吸热,升高温度,c(H+)、c(A-)均增大,则K增大,而pH减小。(4)HA电离出的c(H+)=1×10-3mol·L-1,水电离出的c(H+)=c(OH-)=mol·L-1=1×10-11mol·L-1,所以由HA电离出的c(H+)与由水电离出的c(H+)之比为(1×10-3)∶(1×10-11)=108∶1。