2022年高三化学寒假同步练习（含答案）：15水的电离和溶液的酸碱性

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一、水的电离
1．水的电离
实验证明，水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，在一定条件下可以达到电离平衡，其电离方程式为H2O＋H2O
H3O＋＋OH－，简写成H2O
H＋＋OH－。其浓度平衡常数表达式为K＝eq \f(cH＋·cOH－,cH2O)。
25℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 ml·L－1。
2．水的离子积
(1)定义：水中c(H＋)·c(OH－)乘积为一常数，记作：KW＝c(H＋)·c(OH－)。
(2)影响因素：温度，温度升高，KW增大。
(3)25℃时，KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14。
注意：①KW不仅适用于纯水，也适用于酸性或碱性的稀溶液；
②KW只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；
③酸溶液中可以忽略由水电离出来的c(H＋)，碱溶液中可以忽略由水电离出来的c(OH－)。
二、溶液的酸碱性与pH
1．pH＝－lgc(H＋)，反过来c(H＋)＝10－pH。
2．溶液中c(H＋)与c(OH－)的大小关系及溶液的pH：
注意：①溶液的酸性越强，pH越小；溶液的碱性越强，pH越大。
②pH一般适用于表示c(H＋)或c(OH－)小于等于1 ml·L－1的溶液。

知识点一 水的电离
1．在某温度时，测得纯水中的c(H＋)＝2.0×10－7 ml·L－1，则c(OH－)为( )
A．2.0×10－7 ml·L－1 B．0.1×10－7 ml·L－1
C．1.0×10－14/2.0×10－7 ml·L－1 D．无法确定
答案 A
解析 根据水的电离方程式H2O
H＋＋OH－可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)。而该温度下的纯水中c(H＋)＝2.0×10－7 ml·L－1>1.0×10－7 ml·L－1，则所处温度高于25℃，但水电离的c(H＋)＝c(OH－)＝2.0×10－7 ml·L－1，故答案为A。
2．室温下，把1 mL 0.1 ml·L－1的H2SO4加水稀释成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H＋，其浓度接近于( )
A．1×10－4 ml·L－1 B．1×10－8 ml·L－1
C．1×10－11 ml·L－1 D．1×10－10 ml·L－1
答案 D
解析 温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子的方法。
稀释后c(H＋)＝(1×10－3 L×0.1 ml·L－1)/2 L
＝1×10－4 ml·L－1
c(OH－)＝1×10－14/1×10－4＝1×10－10 ml·L－1
3．能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)>c(OH－)的措施是( )
A．向纯水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸
C．向水中通入SO2 D．向水中加入NaCl
答案 C
解析 A项，水与Na反应，使溶液中的c(H＋)c(OH－)；D项对水的电离平衡没影响。
知识点二 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是同一物理量
C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化
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·c(H2O)，一定温度下K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c(H＋)变大，c(OH－)则变小，反之亦然。
5．25℃时，水的电离达到平衡：H2O
H＋＋OH－ ΔH>0，下列叙述正确的是( )
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变
C．向水中加入少量CH3COOH，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 本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c(H＋)、c(OH－)或KW的变化。向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，平衡逆向移动，c(H＋)减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SOeq \\al(2－,4)，c(H＋)增大，但KW不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小，c(H＋)增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、c(OH－)均增大，KW增大，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。
知识点三 溶液的酸碱性
6．下列说法正确的是( )
A．pHc(OH－)时溶液才呈酸性。例如：在100℃时，KW＝1×10－12，此时pH＝6时为中性，小于7，由于c(H＋)＝c(OH－)仍呈中性，所以不能用pH＝7作为判断溶液酸碱性的标准，当然室温下可以；B.pH＝5，c(OH－)＝1×10－9 ml·L－1，pH＝3，c(OH－)＝1×10－11 ml·L－1，前者c(OH－)是后者的100倍，故B正确；C.室温时，每升水有1×10－7 ml水分子发生电离，即eq \f(1 000 g,18 g·ml－1)＝55.6
ml水分子中只有1×10－7 ml水分子电离，1×107个水分子中只有eq \f(1,55.6)个水分子电离，故C
错；D.氨水中存在NH3·H2O
NHeq \\al(＋,4)＋OH－平衡，当加NH4Cl晶体时，c(NHeq \\al(＋,4))增大，平衡向左移动，c(OH－)减小，pH减小，故D错。
7．对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是( )
A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．使温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变
C．加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小
D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多
答案 A
解析 解答本题时要注意以下两点：(1)醋酸和盐酸pH相同时，醋酸浓度比盐酸大；
(2)稀释时两溶液pH均增大，加热pH均减小。
8．下列溶液一定显酸性的是( )
A．溶液中c(OH－)>c(H＋)
B．滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
C．溶液中c(H＋)＝10－6 ml·L－1
D．pH>7的溶液
答案 B
解析 判断溶液酸碱性的关键看c(H＋)和c(OH－)的相对大小，若c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性；而pH