2023春新教材高中化学第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课后提能训练新人教版选择性必修1

第三章　第二节　第1课时

A组·基础达标

1．将纯水加热至较高温度，下列叙述中正确的是(　　)

A．水的离子积变大，呈酸性

B．水的离子积不变，呈中性

C．水的离子积变小，呈碱性

D．水的离子积变大，呈中性

【答案】D

2．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25 ℃时，水的离子积Kw＝1.0×10－14；在35 ℃时，水的离子积Kw＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是(　　)

A．c(H＋)随着温度的升高而降低

B．35 ℃时，c(H＋)>c(OH－)

C．35 ℃时的水比25 ℃时的水电离程度小

D．水的电离是吸热过程

【答案】D　【解析】由题中条件可以看出，温度升高时Kw增大。25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1；35 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)≈1.45×10－7 mol·L－1。温度升高，纯水中c(H＋)和c(OH－)都增大，且始终相等，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热过程。

3．将pH试纸用蒸馏水润湿后测定某溶液的pH，测定结果(　　)

A．一定偏高　　　　 B．一定偏低

C．可能无影响　　　　 D．无影响

【答案】C　【解析】pH试纸在使用前不能用蒸馏水润湿，否则会将待测液稀释，可能影响测定结果。若原溶液呈酸性，会使测得结果偏高；若原溶液呈碱性，会使测得结果偏低；若原溶液呈中性，则对测定结果无影响。

4．在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是(　　)

A．由水电离出的c(H＋)相等

B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1

C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1

D．两者都促进了水的电离

【答案】A　【解析】NaOH和HCl均抑制水的电离，且浓度相同时抑制程度相同。由于温度不确定，故不能确定Kw的值。

5．向纯水中加入少量NaHSO4固体，在温度不变时，溶液中(　　)

A．c(H＋)/c(OH－)增大

B．c(H＋)减小

C．水中c(H＋)与c(OH－)的乘积增大

D．c(OH－)增大

【答案】A　【解析】水存在电离平衡：H2OH＋＋OH－，加入NaHSO4固体，c(H＋)增大，c(OH－)减小，c(H＋)·c(OH－)不变，c(H＋)/c(OH－)增大。

6．某温度下，向一定体积0.1 mol·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(　　)

A．M点所示溶液导电能力强于Q点

B．N点所示溶液显酸性

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

【答案】C　【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(溶质为CH3COOH和少量CH3COONa)；Q点pH＝pOH，溶液呈中性(溶质为CH3COONa和少量CH3COOH)；N点加入较多NaOH溶液，混合液呈碱性(溶质为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、B均错误；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正确；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错误。

7．在25 ℃某稀溶液中，由水电离产生的c(H＋)＝10－13 mol·L－1。下列有关该溶液的叙述正确的是(　　)

A．该溶液一定呈酸性

B．该溶液一定呈碱性

C．该溶液的pH一定为1

D．该溶液的pH可能为13

【答案】D　【解析】根据水的离子积常数，可知由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－13 mol·L－1，这是由于在水中加酸或碱，抑制了水的电离。若水中加酸，溶液呈酸性，则溶液中OH－只来自水的电离，c(H＋)总＝ mol·L－1＝10－1 mol·L－1，pH＝1；若水中加碱，溶液呈碱性，则溶液中H＋只来自水的电离，c(H＋)总＝10－13 mol·L－1，pH＝13。

8．在相同温度下，0.01 mol·L－1 的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是(　　)

A．两者等体积混合，溶液呈中性

B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1

C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1

D．两者都促进了水的电离

【答案】A　【解析】若该温度下水的离子积常数为Kw(不一定是25 ℃)，则在0.01 mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离的c(H＋)＝＝ mol·L－1，在0.01 mol·L－1的HCl溶液中，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)水电离＝ mol·L－1。

9．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－)＝Kw

B．M区域内任意点均有c(H＋)<c(OH－)

C．图中T1<T2

D．XZ线上任意点均有pH＝7

【答案】D　【解析】c(H＋)·c(OH－)＝Kw为水的离子积表达式，它适用于纯水及稀的电解质水溶液，A正确；XZ线上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，M区域位于直线XZ的左上侧，则M区域内任意点均有c(H＋)<c(OH－)，B正确；H2OH＋＋OH－　ΔH>0，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，图中Z点Kw(Z)＝(10－6.5)2＝10－13，X点Kw(X)＝(10－7)2＝10－14，Kw(Z)>Kw(X)，所以T1<T2，C正确；pH＝7即c(H＋)＝10－7 mol·L－1，而XZ线上只有X点c(H＋)＝10－7 mol·L－1，也就是说XZ线上只有X点的pH＝7，D错误。

10．已知某温度下，水的离子积常数Kw＝1.0×10－12，请回答下列问题：

(1)此温度　　　(填“>”“<”或“＝”)25 ℃，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)对水进行下列操作，能抑制水的电离的是　　　　　　(填标号，双选)。

A．通入适量SO2气体　　　

B．加入适量Ba(OH)2溶液

C．升温

D．加入一小块Na

(3)此温度下纯水中的c(H＋)＝　　　　。

【答案】(1)>　水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，水的离子积常数随温度的升高而增大

(2)AB

(3)10－6 mol/L

B组·能力提升

11．下列叙述正确的是(　　)

A．在常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14

B．c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1的溶液一定是中性溶液

C．0.2 mol·L－1 CH3COOH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来表示其酸碱性的强弱

【答案】A　【解析】Kw＝c(H＋)·c(OH－)，且Kw只与温度有关，所以常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，其Kw＝1.0×10－14，A正确；在温度不确定时，中性溶液中的c(H＋)不一定等于1.0×10－7 mol·L－1，B错误；0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍，C错误；当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·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1 mol·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，D错误。

12．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为(　　)

①1 mol·L－1的盐酸　②0.1 mol·L－1的盐酸　③0.01 mol·L－1的NaOH

A．1∶10∶100　　　　 B．0∶1∶12

C．14∶13∶12　　　　 D．14∶13∶2

【答案】A　【解析】①1 mol·L－1盐酸中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－14 mol·L－1；②0.1 mol·L－1盐酸中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－13 mol·L－1；③0.01 mol·L－1 NaOH溶液中，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－12 mol·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。

13．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？其理由是__________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(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 H2SO4溶液和0.01 mol·L－1 H2SO4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

【答案】(1)错误　该学生测得的pH是溶液稀释后的pH

(2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不呈中性时，稀释后溶液pH发生了变化，会造成误差；但若是中性溶液，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－，减弱了因稀释导致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，将其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1 H2SO4溶液

14．(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”，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡　　　　移动。

(4)25 ℃时，0.1 mol·L－1的下列6种溶液，水电离出的c(H＋)由大到小的关系是______　　　　　　　　　(填序号)。

①盐酸　②H2SO4　③CH3COOH(Ka＝1.7×10－5)　④NH3·H2O(氨水)(Kb＝1.7×10－5)　⑤NaOH　⑥Ba(OH)2

(5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度　　　　pH＝10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。

(6)下列曲线中，可以描述0.1 mol·L－1乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和0.1 mol·L－1氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)的水溶液中，水电离出的c(H＋)与加入水体积V的关系是　　　　(填字母)。

【答案】(1)>　升温促进水的电离，Kw增大

(2)碱性　1×10－7

(3)向右　向右

(4)③＝④>①＝⑤>②＝⑥

(5)等于

(6)c

【解析】(2)该温度下溶液中c(OH－)＝ mol·L－1＝1×10－5 mol·L－1，因为c(OH－)>c(H＋)，所以溶液呈碱性；NaOH溶液中由水电离出来的c(OH－)等于溶液中的 c(H＋)，即为1×10－7 mol·L－1。(3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。(4)25 ℃时，0.1 mol·L－1的盐酸中c(H＋)与0.1 mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)相等，故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 mol·L－1 H2SO4和0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等；0.1 mol·L－1 CH3COOH和0.1 mol·L－1氨水中水的电离程度相等，酸溶液中c(H＋)越大，或碱溶液中c(OH－)越大，水电离出的c(H＋)就越小，故6种溶液中水电离出的c(H＋)由大到小的关系为③＝④>①＝⑤>②＝⑥。(5)pH＝4盐酸中，由水电离出的c(H＋)＝ mol·L－1＝10－10 mol·L－1，pH＝10的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－10 mol·L－1(溶液中的H＋浓度)。

(6)乙酸Ka小于氯乙酸Ka，所以0.1 mol·L－1乙酸溶液中的c(H＋)小于0.1 mol·L－1氯乙酸溶液中的c(H＋)，故水的电离程度0.1 mol·L－1乙酸溶液的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H＋)减小，水的电离程度增大，故选c。