人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH精品课时作业

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第三章 水溶液中的离子平衡
第二节 水的电离和溶液的酸碱性
课时1 水的电离
重点
1．认识水的电离，水是一种极弱的电解质。
2．结合电离常数，了解水的离子积常数，适用于任何电解质稀溶液。

1．下列关于水的说法正确的是
A．纯水和溶液中的水都能电离
B．水的电离和电解都需要通电
C．水中氢键的存在既增强了水分子的稳定性，也增大了水的沸点
D．加入电解质一定会破坏水的电离平衡，其中酸和碱通常都会抑制水的电离
【答案】A
【详解】
A．纯水和溶液中的水都能电离，A项正确；
B．电离是指电解质在一定条件下(如溶于某些溶剂、加热熔化等)电离成可自由移动的离子的过程，不需要通电，B项错误；
C．水分子的稳定性强，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与水分子间形成的氢键无关，C项错误；
D．水的电离方程式为，加入影响或的电解质，水的电离平衡会移动，D项错误。
故选A。
2．（2020·重庆高二期末）下列说法正确的是
A．1 mol·L-1的稀硫酸中存在OH-
B．Kw=10-14适用于任何温度、任何溶液
C．Kw随溶液中c(H＋)和c(OH-)的变化而改变
D．水的电离只受温度影响，酸碱性对其无影响
【答案】A
【详解】
A．1 mol·L-1的稀硫酸中有水存在，所以存在H2OH++OH-，从而存在OH-，A正确；
B．25℃时，水的离子积常数Kw=10-14，改变温度，Kw会发生改变，B不正确；
C．Kw只受温度变化的影响，不受溶液的酸碱性的影响，当温度不变时Kw不变，它不随溶液中c(H＋)和c(OH-)的变化而变化，C不正确；
D．水的电离平衡可表示为H2OH++OH-，当温度改变时，平衡会发生移动，当改变溶液的酸碱性时，平衡也会发生移动，D不正确；
故选A。
3．（2020·吉林江城中学高二期中）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-)乘积不变 B．c(OH-)降低
C．c(H+)降低 D．水电离出的c(H+)降低
【答案】C
【详解】
A．在任何物质的稀溶液中都存在水的电离平衡，溶液中c(H＋)·c(OH-)乘积不变，等于该温度下的水的离子积常数，A正确；
B．向蒸馏水中加入少量盐酸后，HCl电离产生H+，使溶液中c(H+)增大，c(OH-)降低，B正确；
C．向蒸馏水中加入少量盐酸后，HCl电离产生H+，使溶液中c(H+)增大，C错误；
D．盐酸电离产生H+，使溶液中c(H+)增大，对水的电离平衡起抑制作用，导致水电离产生的c(H+)减小，D正确；
故选：C。
4．（2021·马关县第一中学校高二月考）在某温度时，测得纯水中的c(H＋)=2.4×10-7mol·L-1，则c(OH-)为
A．2.4×10-7mol·L-1 B．0.1×10-7mol·L-1
C．mol·L-1 D．无法确定
【答案】A
【详解】
纯水呈中性，氢离子浓度与氢氧根浓度相等，则纯水中c(H+)=c(OH-)=2.4×10-7 mol/L；答案为A。
【点睛】
特别注意，不能根据水的离子积进行相关计算。
5．（2020·福建莆田二中高二期中）关于水的电离，下列叙述中，正确的是
A．升高温度，水的平衡向正反应方向移动，KW增大，c(H+)不变
B．向水中加入少量硫酸，水的平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(H+)增大
C．向水中加入氨水，水的平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(OH-)降低
D．向水中加入少量固体NaCl，平衡向逆反应方向移动，KW不变，c(H+)降低
【答案】B
【详解】
A．升高温度促进水的电离，c(H+)增大，A错误；
B．硫酸电离出氢离子，c(H+)增大，抑制水的电离，Kw只与温度有关，所以KW不变，B正确；
C．一水合氨会电离出氢氧根，所以c(OH-)增大，C错误；
D．NaCl为强酸强碱盐，加入少量固体NaCl，对水的电离无影响，D错误；
综上所述答案为B。
6．（2021·江苏高二期中）下列有关“水”的说法正确的是
A．水是强电解质
B．氢氧两种元素只能组成水
C．水的电子式可表示为：
D．水的电离方程式可表示为：
【答案】D
【详解】
A．水是弱电解质，故A错误；
B．氢氧两种元素能组成水、过氧化氢，故B错误；
C．水是共价化合物，电子式可表示为，故C错误；
D．水是弱电解质，电离方程式可表示为，故D正确；
选D。
7．（2020·眉县槐芽中学高二期中）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-)=1×10-14
B．c(H＋)=1×10-6 mol·L-1的溶液一定是酸性溶液
C．向水中加入少量稀硫酸，水的电离平衡逆向移动，Kw减小
D．将水加热，Kw增大，pH不变
【答案】A
【详解】
A．水的离子积常数只与温度有关，与溶液酸碱性无关，所以无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c(H+)•c(OH-)=10-14，故A正确；
B．c(H+)=1×10-6mol•L-1的溶液可能是中性溶液，如：100℃时纯水中c(H+)=1×10-6mol•L-1，如果该温度下溶液中c(H+)=1×10-6mol•L-1，则该溶液呈中性，故B错误；
C．向水中加入稀硫酸，溶液中氢离子浓度增大，抑制水的电离，平衡向逆反应方向移动，Kw不变，故C错误；
D．水的电离是吸热反应，升高温度，促进水电离，KW增大，pH变小，故D错误；
故选：A。
8．（2020·福建省南安市柳城中学高二月考）常温下，下列溶液中c(H+ )最小的是
A．0.01 mol·L-1 NaOH溶液 B．c(H+)=1×10-3 mol·L-1
C．c(OH-)=1×10-11 mol·L-1 D．c(OH-)= 1×10-14 mol·L-1
【答案】A
【详解】
A．0.01 mol·L-1 NaOH溶液中氢离子浓度为1×10-12mol•L-1；
B．c(H+)=1×10-3mol•L-1；
C．c(OH- )=1×10-11mol•L-1的溶液中氢离子浓度为：1×10-3mol•L-1；
D．c(OH-)= 1×10-14 mol·L-1的溶液中氢离子浓度为：1mol•L-1；
氢离子浓度越大，溶液酸性越强，各选项中氢离子浓度最小的为A，综上所述，故选A。
9．（2021·江苏苏州中学高二月考）水的电离平衡为H2O= H++OH- △H>0，下列叙述正确的是
A．将水加热至100℃，水的pH=6，呈酸性
B．恒温下，向水中加入少量固体KOH，水的电离平衡左移，水电离的c(OH-)减小
C．恒温下，向水中通入少量氨气，水的电离平衡左移，Kw减小
D．向水中通入少量H2S气体，H2S在溶液中的电离方程式为：H2S2H++S2-
【答案】B
【详解】
A．水的电离是吸热过程，加热促进电离，氢离子浓度增大，pH减小，但氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等，溶液仍为中性，故A错误；
B．向水中加入少量KOH固体，KOH完全电离产生OH-，c(OH-)增大，水电离平衡逆向移动，水电离的c(OH-)减小，故B正确；
C．恒温下，向水中通入少量氨气，一水合氨电离出水OH-，水的电离平衡左移，但温度不变，Kw不变，故C错误；
D．H2S为弱酸，在溶液中不完全电离，以第一步电离为主，电离方程式为：H2SH++HS-，故D错误；
故选B。
10．（2021·浙江高二月考）关于水的电离，下列叙述中，正确的是
A．升高温度，Kw增大，c(H+)不变
B．向水中加入少量硫酸，c(H+)增大，Kw不变
C．向水中加入氨水，平衡向逆反应方向移动，c(OH-)降低
D．向水中加入少量固体NaCl，平衡向逆反应方向移动，c(H+)降低
【答案】B
【详解】
A．水的电离方程式：H2O⇌H++OH-，Kw=c(OH-)×c(H+)，常温下，水的离子积常数为Kw=10-14，水的电离为吸热过程，升高温度，Kw增大，氢离子浓度变大，故A错误；
B．向水中加入少量硫酸，水中氢离子浓度增大，抑制了水的电离，水中氢氧根离子浓度减小，由于温度不变，水的离子积Kw不变，故B正确；
C．加入氨水，溶液的碱性增强，c(OH-)增大，抑制了水的电离，水的电离平衡逆向移动，故C错误；
D．NaCl为强酸强碱盐，向水中加入少量固体NaCl，平衡不移动，c(H+)不变，故D错误；
故选B。
11．（2021·四川省新津中学高二开学考试）若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol∙L-1，满足此条件的溶液中一定不能大量共存的离子组是
A．A13+、Na+、、Cl- B．K+、Na+、Cl-、
C．K+、Na+、Cl-、 D．K+、Fe3+、、
【答案】B
【分析】
水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol∙L-1，说明水的电离被抑制，则溶液可能是酸也能是碱溶液，据此分析。
【详解】
A．Al3＋与OH－发生反应，不能大量存在于碱溶液中，A错误；
B． 四种离子彼此不反应，既能存在于酸性也能存在于碱性，能大量共存，B正确；
C．与既能与H＋反应，也能与OH－反应，不能大量存在溶液中，C错误；
D．Fe3+与OH－反应，不能大量存在于碱溶液中，D错误；
故选：B。
12．（2021·云南省玉溪第一中学高二月考）水的电离平衡曲线如图所示。下列说法错误的是

A．图中对应点的温度关系为b>c>a=d
B．纯水仅升高温度，可从a点变到b点
C．水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>d
D．在b点对应温度下，0.5 mol·L-1的H2SO4溶液与1 mol·L-1的KOH溶液等体积混合，混合后c(H+)=1×10-7 mol·L-1
【答案】D
【详解】
A．水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值的大小关系为b>c>a=d，温度关系为b>c>a=d，故A正确；
B．a点和b点的c(H+)=c(OH-)相等，若纯水仅升高温度，水的离子积常数增大，可从a点变到b点，故B正确；
C．水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值的大小关系为b>c>a=d，所以b>c>d，故C正确；
D．b点的Kw=1×10-12，0.5mol·L-1的H2SO4溶液与1mol·L-1的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，pH=6，故D错误；
答案选D。
13．（2020·吉林江城中学高二期中）下列说法正确的是
A．将水加热，Kw增大，水的电离程度增大，溶液仍呈中性，pH=7
B．25℃时，c(H+)==1.0×10-7 mol·L-1的溶液一定呈中性
C．向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H+)增大，Kw增大
D．25℃时，向0.1 mol·L-1醋酸溶液中加水稀释，电离平衡正向移动，电离平衡常数增大
【答案】B
【详解】
A．水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，溶液中c(H+)增大，pH减小，水电离出的c(H+)=c(OH-)，Kw=c(H+)•c(OH-)增大，故A错误；
B．Kw=c(H+)•c(OH-)，c(H+)=，说明溶液中c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性，故B正确；
C．向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H+)增大，抑制了水的电离，但温度不变，Kw不变，故C错误；
D．25℃时，向0.1 mol·L-1醋酸溶液中加水稀释，促进醋酸电离，但温度不变，电离平衡常数不变，故D错误；
故选B。
14．（2021·呼图壁县第一中学高二期中）常温下①在0.01mol/LHCl溶液中，c(OH-)=_______，c(H+)=_______，由水电离出的c(H+)=_______，由水电离出的c(OH-)=_______。
②在0.01mol/LNaOH溶液中，c(OH-)=_______，c(H+)=_______，由水电离出的c(H+)=_______，由水电离出的c(OH-)=_______。
③在0.01mol/LNaCl溶液中，c(OH-)=_______，c(H+)=_______，由水电离出的c(H+)=_______，由水电离出的c(OH-)=_______。
【答案】10-12 0.01 10-12 10-12 0.01 10-12 10-12 10-12 10-7 10-7 10-7 10-7
【详解】
①盐酸是一元强酸，盐酸的浓度为0.01mol/L，c(H+)=0.01mol/L，，盐酸中的氢氧根离子完全来源于水的电离，且水中电离出的氢离子和氢氧根离子浓度一定相等，所以该溶液中水电离的氢离子和氢氧根离子浓度相等，均为10-12mol/L；
②氢氧化钠是一元强碱，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L，c(OH-)=0.01mol/L，，氢氧化钠中的氢离子完全来源于水的电离，且水中电离出的氢离子和氢氧根离子浓度一定相等，所以该溶液中水电离的氢离子和氢氧根离子浓度相等，均为10-12mol/L；
③在0.01mol/LNaCl溶液中，呈中性，氢离子和氢氧根离子全部来源于水的电离，并且氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，故。
15．（2021·科尔沁左翼后旗甘旗卡第二高级中学高二开学考试）某温度下，Kw=10-12。
(1)若保持温度不变，向少量水中加入_______g的NaOH固体，并加水至1 L，才能使溶液中水电离产生的H＋、OH-的浓度乘积即：c(H＋)水·c(OH-)水=10-26。
(2)若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中c(H＋)/c(OH-)=1010，则此时水电离的c(OH-)=_______mol·L-1。
(3)若保持温度不变，某溶液中c(H＋)为1×10-7mol·L-1，则该溶液显_______性(选填“酸”、“碱”或“中”)。
【答案】400 10-11 碱
【详解】
(1)水溶液中水电离产生的H＋、OH-的浓度是相等的，当 c(H＋)水·c(OH-)水=10-26时，可知c(H＋)水=10-13 mol·L-1，该温度下，水的Kw=10-12，则溶液中的c(OH-)溶液= 10mol·L-1，所以需向1L水中加入10 mol的NaOH固体，其质量为400g。
(2)向水中通入HCl气体，使溶液显酸性，则溶液中的OH-都来源于水，由 c(H＋)/c(OH-)=1010，c(H＋)c(OH-)=10-12，可计算出c(OH-)=10-11 mol·L-1。
(3)此温度下Kw=10-12，c(H＋)为1×10-7mol·L-1，则溶液中的c(OH-)=1×10-5mol·L-1，c(OH-)> c(H＋)，则该溶液显碱性。
16．某学生为探究的影响因素，做了以下实验。
(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。

0
10
20
25
40
50
90
100

0.115
0.296
0.687
1.01
2.87
5.31
37.1
54.5
由此推出：随着温度的升高，的值_______(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；水的电离程度_______；水的电离平衡向_______(填“左”或“右”)移动，水的电离过程是_______(填“吸热”或“放热”)过程。
(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。

A(纯水)
B(加少量盐酸)
C(加少量NaOH溶液)


增大
____


____
增大
和大小比较

__
__
水的电离平衡移动方向

____
____


___
___
综上所述，可得出如下结论：
①温度、_______、_______均能影响水的电离平衡。
②只受_______的影响，而与其他因素无关。
【答案】增大 增大 右 吸热 减小 减小 > < 向左 向左 酸 碱 温度
【详解】
(1)由题目所给信息可知水的Kw与温度成正比，升高温度时，增大，由=c(OH-)c(H+)可知， 和增大，水的电离程度增大，水的电离平衡向右移动，说明水的电离过程是吸热的，故答案为：增大；增大；右；吸热；
(2)水溶液中加入少量NaOH溶液，增大，=c(OH-)c(H+)不变，则减小，>，平衡向左移动，水的电离程度减小；加入少量盐酸，增大，=c(OH-)c(H+)不变，则减小，<，平衡向左移动，，水的电离程度减小；故答案为：减小；减小；>；<；向左；向左；；；
①综上所述，可得出结论：温度、酸、碱均能影响水的电离平衡，故答案为：酸；碱；
②只受温度的影响，而与其他因素无关，故答案为：温度。
17．（2020·山东青岛市·高二期末）已知水的电离平衡曲线如图所示：

回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为__________。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是_____。 
(3)从A点到D点，可采取的措施是____。 
a.升温 b.加入少量盐酸 c.降温 d.加入少量NaOH
【答案】10﹣12(mol·L﹣1)2 C＞B＞A＝D b
【详解】
(1)图中C点水的离子积常数为KW= c(H+)c(OH−)=10-610-6(mol·L﹣1)2=10﹣12(mol·L﹣1)2，故答案为：10﹣12(mol·L﹣1)2
(2)水的离子积常数只与温度有关，温度越高，离子积常数越大，同一曲线是相同温度，根据图知，温度高低点顺序是C＞B＞A＝D，所以离子积常数大小顺序是C＞B＞A＝D，故答案为：C＞B＞A＝D；
(3)在A点时，c(H+)=c(OH−)，溶液显中性，而到D点c(H+)变大，c(OH−)变小，溶液显酸性，即由A点到D点，溶液由中性变为酸性，但Kw不变，
a. 升高温度，Kw变大，故a不选；
b. 加入少量盐酸，则溶液显酸性，Kw不变，故b选；
c. 降温，Kw变小，故c不选；
d. 加入少量NaOH，则溶液呈碱性，故d不选；
故答案为：b；
18．（2020·山东高二期中）(1)某温度(t℃)时，水的Kw=1×10-12，则该温度_________ (填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃，其理由是__________________。 
(2)该温度下，c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液呈_________(填“酸性”“碱性”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。 
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡_________ (填“向左”“向右”或“不”)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡_________ (填“向左”“向右”或“不”)移动。
(4)25 ℃时，0.1 mol·L-1下列物质的溶液：①HCl、②H2SO4、③NaCl、④NaOH 、⑤Ba(OH)2，水电离出的c(H+)由大到小的关系是_________ (填序号)。 
【答案】＞ 升温促进水的电离，Kw增大 碱性 1×10-7 向右 向右 ③>①=④>②=⑤
【分析】
水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则溶液的离子积常数增大，通过比较(t℃)时和25℃时Kw的值判断；通过比较溶液在该温度下氢离子浓度与氢氧根离子浓度的大小判断溶液的酸碱性；NaOH为强碱，抑制水电离；根据离子浓度对电离平衡的影响效果判断；酸或碱都抑制水电离，酸溶液中氢离子(氢氧根离子)浓度越大，其抑制水电离程度越大。溶液中水电离的c(H＋)和水电离c(OH－)一直相等，则c(H＋)水＝c(OH－)水，根据溶液组成分析计算。
【详解】
(1)水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，氢离子和氢氧根离子浓度增大，则水的离子积常数增大，25℃时纯水中，某温度(t℃)时，水的离子积常数，则该温度大于25℃，故答案为：>；升温促进水的电离，Kw增大；
(2)根据第(1)问可知，该温度下，c(H＋)＝1×10－7 mol/L的溶液，c(OH−)==1×10−5 mol·L−1，c(H＋)< c(OH−)，溶液显碱性；该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH−)水=c(H+)水= c(H+)=10−7mol⋅L−1；
(3)Zn和稀硫酸反应，使溶液酸性减弱，对水的电离抑制程度减弱，即水的电离平衡向右移动；在新制氯水中加入少量NaCl固体，水中的Cl-浓度增大，则平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO向逆反应方向移动，即向生成Cl2分子的方向移动，氯水中的H+浓度降低，对水的电离抑制程度降低，水的电离向右移动，故答案为：向右；向右；
(4)酸或碱均会抑制水的电离，根据溶液的酸碱性可得出，0.1 mol·L-1下列物质的溶液：①HCl与④NaOH比较，溶质电离的氢离子与氢氧根离子的浓度均为0.1mol·L-1，抑制作用相当；②H2SO4与⑤Ba(OH)2分别为二元强酸和二元强碱，则电离的氢离子与氢氧根离子的浓度均为0.1mol·L-1，抑制作用也一致，比①HCl与④NaOH的抑制作用强，由水电离的氢离子浓度更小；③NaCl为中性溶液，既不促进也不抑制，综上所述，五种溶液中水电离出的c(H+)由大小关系为：③>①=④>②=⑤，故答案为：③>①=④>②=⑤；