高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第二节 水的电离和溶液的酸碱性第1课时课后作业题

第二节　水的电离和溶液的酸碱性

第1课时　水的电离　溶液的酸碱性与pH

教材整理　

1．水的电离

水是一种极弱的电解质，电离方程式为2H2OH3O＋＋OH－，也可简写为H2OH＋＋OH－。

2．水的离子积常数

(1)水的电离常数：K电离＝。

(2)水的离子积常数

KW＝c(H＋)·c(OH－)。随着温度的升高，水的离子积增大。在室温下，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，KW＝1.0×10－14。

(3)适用范围

KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。

水的电离

1．水极难电离，通常只有极少量的水分子发生电离；由水分子电离出的H＋和OH－数目相等；水的电离是可逆的吸热反应。

2．影响水的电离平衡的因素

3.水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算

KW表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：

(1)酸溶液中KW＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)，即c(H＋)水＝c(OH－)水＝KW/c(H＋)酸。

(2)碱溶液中KW＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)，即c(H＋)水＝KW/c(OH－)碱。

(3)纯水中，水电离出的c(H＋)与水电离出的c(OH－)一定相等，即c(H＋)＝c(OH－)＝。

[题组·冲关]

题组1　影响水的电离平衡的因素

1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋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，c(H＋)不变

2．已知水在25 ℃和100 ℃时，电离平衡曲线如图所示：

(1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，请说明理由___________________________。

(2)将A点变为B点，采取的措施是_________________________________________。

(3)C点c(H＋)＝________，D点c(OH－)＝________。

题组2　水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算

3．常温下，0.1 mol·L－1的NaOH溶液中由水电离出的OH－的物质的量浓度为(　　)

A．0.1 mol·L－1　　       B．1.0×10－13 mol·L－1     

 C．1.0×10－7 mol·L－1       D．1.0×10－6 mol·L－1

4．25 ℃时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是(　　)

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∶1        B．1∶10－1∶10－12∶10－14     

C．14∶13∶12∶14        D．14∶13∶2∶1

5．25 ℃时，在等体积的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液中    ②0.05 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中　③1 mol·L－1 NaCl溶液中　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

教材整理1　溶液的酸碱性

1．溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系

2.溶液的酸碱性与pH

(1)pH

(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)

教材整理2　溶液酸碱性的测定方法

1．酸碱指示剂法

该法只能测其酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值，常见的酸碱指示剂的变色范围(pH)：

2．pH试纸法

(1)种类

①广范pH试纸：其pH范围是1～14(最常用)。

②精密pH试纸：其pH范围较窄，可判别0.2或0.3的pH差值。

③专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。

(2)使用方法：把小块pH试纸放在玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH。

(3)pH计测定法。

[认知升华]

1．溶液酸碱性与c(H＋)、c(OH－)、pH的关系

2.25 ℃时，溶液酸碱性与c(H＋)、pH的关系

溶液中c(H＋)越小，c(OH－)越大，溶液的酸性越弱，碱性越强，pH越大。

3．溶液酸碱性的判断依据

 [题组·冲关]

题组1　溶液酸碱性的判断

1．下列溶液一定呈中性的是(　　)

A．pH＝7的溶液                            B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液

C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液    D．非电解质溶于水得到的溶液

2．下列说法正确的是(　　)

A．pH＝6的溶液一定显酸性

B．常温下由水电离的c(OH－)为1×10－8 mol·L－1的溶液一定呈酸性

C．c(H＋)<c(OH－)的溶液一定显碱性

D．c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1的溶液一定呈碱性

3．313 K时，水的KW＝3.0×10－14，则在313 K时，c(H＋)＝10－7 mol·L－1的溶液(　　)

A．呈酸性　   B．呈中性   C．呈碱性   D．无法判断

题组2　溶液pH的测定

4．用pH试纸测定溶液的pH，正确操作是(　　)

A．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

C．将一小块试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D．将一小块试纸先用蒸馏水润湿后，再在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照

5．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0.1 mol·L－1硫酸溶液和0.01 mol·L－1硫酸溶液？

________________(填“能”或“否”)，简述操作过程：___________________________________。

试剂：a.紫色石蕊试液　b．酚酞试液　c．甲基橙溶液  d．蒸馏水　e．氯化钡溶液　f．pH试纸

学业分层测评

1．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

2．下列说法中，正确的是(　　)

A．在任何条件下，纯水的pH都等于7

B．在任何条件下，纯水都呈中性

C．在95 ℃时，纯水的pH大于7

D．在95 ℃时，纯水中H＋的物质的量浓度c(H＋)小于10－7 mol·L－1

3．下列溶液一定呈酸性的是(　　)

A．c(H＋)＝10－6 mol·L－1的溶液     B．pH<7的溶液

C．c(H＋)>c(OH－)的溶液           D．滴加酚酞显无色的溶液

4．下列措施能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)>c(OH－)的是(　　)

A．向纯水中投入少量Na2O2              B．将水加热煮沸

C．向水中通入CO2                          D．向水中加入NaCl

5．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是(　　)

A．4 ℃时，纯水的pH＝7

B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小

C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子

D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小

6．向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是(　　)

A．c(H＋)·c(OH－)不变    B．pH减小了    C．c(OH－)降低了    D．水电离出的c(H＋)增加了

7．25 ℃时，在0.01 mol·L－1的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是    (　　)

A．5×10－13 mol·L－1　　　 B．0.02 mol·L－1

C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－12 mol·L－1

8．25 ℃的下列溶液中，碱性最强的是(　　)

A．pH＝11的溶液                B．c(OH－)＝0.12 mol·L－1

C．1 L中含有4 g NaOH的溶液     D．c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液

9．下列溶液中，一定呈中性的是 (　　)

A．由非电解质溶于水得到的溶液             B．c(H＋)、c(OH－)均为5.0×10－7 mol·L－1的溶液

C．等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液 D．将0.1 mol·L－1烧碱溶液稀释100倍所得到的溶液

10．现有下列物质①100 ℃纯水；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，能促进水电离的是________________(填序号，下同)，能抑制水的电离的是________________，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溶液中水的电离度相等，进而可推出的结论是：同一温度下，________________________时，水的电离度相等。

11．某温度下，纯水中c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此溶液中c(OH－)为________ mol·L－1，该温度时的KW＝_______。如温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5.0×10－6 mol·L－1，则c(OH－)为_____ mol·L－1。

12．常温下，求算下列溶液中水电离出的c(H＋)和c(OH－)。

(1)pH＝2的H2SO4溶液中，c(H＋)＝________，c(OH－)＝________。

(2)pH＝10的NaOH溶液中，c(H＋)＝________，c(OH－)＝________。

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＋、NO、SO、Na＋

B．由水电离的c(H＋)＝1×10－14mol·L－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO

C．c(H＋)/c(OH－)＝1012的溶液中：NH、Al3＋、NO、Cl－

D．c(Fe3＋)＝0.1 mol·L－1的溶液中：K＋、ClO－、SO、SCN－

14．一定温度下，用水稀释0.1 mol·L－1的一元弱酸HA，随稀释进行，下列数值一定增大的是(KW表示水的离子积，Ka表示HA的电离常数)(　　)

A．KW     B.   C.   D．c(OH－)

15．已知室温时，0.1 mol·L－1的某一元酸HA在水中有0.1%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”)，pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

(4)由HA电离出的c(H＋)约为水电离出的c(H＋)的________倍。

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