鲁科版 (2019)选择性必修1第2章 化学反应的方向、 限度与速率第1节 化学反应的方向第2课时测试题

课时分层作业(十五)　水溶液的酸碱性与pH

 (建议用时：40分钟)

[合格过关练]

1．关于溶液的酸性及酸性强弱的说法中，正确的是(　　)

A．只要溶液中有H＋，溶液就显酸性

B．H＋浓度大于OH－浓度，溶液一定显酸性

C．H＋浓度增大，溶液的酸性一定增强

D．强酸溶液的酸性一定比弱酸溶液的酸性强

B　[任何溶液中都含有H＋，含有H＋的溶液不一定显酸性，也可能显碱性或中性，A错；c平(H＋)＞c平(OH－)溶液一定显酸性，B对；c平(H＋)增大，c平(OH－)也有可能增大，如将水加热，溶液仍显中性，C错；强酸与弱酸的酸性强弱看溶液中c平(H＋)的相对大小，若强酸的浓度远小于弱酸的浓度，也有可能弱酸的酸性强，如0.01 mol·L－1HCl与10 mol·L－1 CH3COOH，醋酸酸性强，D错。]

2．下列有关水的离子积常数KW或pH变化的判断中，正确的是(　　)

A．随着温度的升高，水的离子积常数减小

B．随着温度的升高，纯水的pH增大

C．新制氯水光照一段时间后，pH增大

D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH减小

D　[A项中升高温度，水的电离平衡右移，KW增大；溶液pH的变化关键看溶液中c平(H＋)的变化；B项中温度升高，KW增大，纯水中c平(H＋)和c平(OH－)都变大，pH变小；C项中光照时发生反应2HClO2HCl＋O2↑，显然溶液酸性增强，则pH减小；D项中NaOH溶液吸收空气中的CO2，溶液中c平(OH－)减小，则c平(H＋)增大，所以pH减小。]

3．(双选)常温下，某溶液中由水电离产生的c平(H＋)＝1×10－11mol·L－1，则该溶液的pH可能是(　　)

A．3　　　　 B．7

C．8 D．11

AD　[由题意知由水电离产生的c平(H＋)＝1×10－11mol·L－1，小于1×10－7 mol·L－1，即水的电离被抑制，该溶液可能显酸性，也可能显碱性。若溶液显酸性，则溶液中c平(OH－)＝1×10－11mol·L－1，溶液中c平(H＋)＝＝1×10－3

mol·L－1，pH＝3；若溶液显碱性，则溶液中c平(OH－)＝＝1×10－3mol·L－1，pH＝11。]

4．在常温下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近 (　　)

A．9.3   B．9.7

C．10.3 D．10.7

D　[pH＝9的NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，pH＝11的NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，混合后c平(OH－)＝ mol·L－1≈

mol·L－1，则溶液中的c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝2.0×10－11 mol·L－1，所以pH＝11－lg 2≈10.7，D项正确。]

5．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

B　[NaOH为强碱，在水溶液中完全电离为Na＋和OH－，所以0.1 mol·L－1的NaOH溶液中c平(OH－)＝0.1 mol·L－1，则由水电离出的OH－的物质的量浓度＝

c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝1.0×10－13 mol·L－1。]

6．下列说法正确的是(　　)

A．在pH＜14的氨水中，由水电离出的c平(H＋)＞1.0×10－14mol·L－1

B．测定溶液的pH时，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取溶液，滴在用蒸馏水润湿过的pH试纸上，再与标准比色卡对比

C．50 ℃时，pH＝12的纯碱溶液中c平(OH－)＝1.0×10－2mol·L－1

D．pH＝4的CH3COOH溶液中c平(H＋)＝4.0 mol·L－1

A　[在pH＜14的氨水中，c平(H＋)＞1.0×10－14mol·L－1；不能用润湿的pH试纸测定溶液的pH；50 ℃时，水的离子积常数大于1.0×10－14mol2·L－2；pH＝4的CH3COOH溶液中c平(H＋)＝1.0×10－4mol·L－1。综上可知，A项正确。]

7．25 ℃时，某溶液中由水电离产生的c平(H＋)和c平(OH－)的乘积为1×

10－18mol2·L－2，下列说法正确的是(　　)

A．该溶液可能pH＝5

B．该溶液的pH一定是9

C．该溶液的pH可能是7

D．不会有这样的溶液

A　[25 ℃水电离产生c平(H＋)和c平(OH－)的乘积为1×10－18mol2·L－2，说明抑制了水的电离，可能是酸溶液，也可能是碱溶液。若为酸溶液，c平(H＋)酸·c平

(OH－)水＝10－14mol2·L－2，c平(H＋)酸＝10－5mol·L－1，pH＝5；若为碱溶液，

c平(H＋)水·c平(OH－)碱＝10－14mol2·L－2，c平(OH－)＝10－5mol·L－1，pH＝9。所以正确选项为A。]

8．常温下，pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱溶液与强酸溶液的体积比是(　　)

A．11∶1   B．9∶1

C．1∶11     D．1∶9

D　[可设碱溶液与酸溶液的体积分别为V碱L和V酸L，由题意可知，混合后碱过量，可列等式：＝10－(14－11)，可得V碱∶V酸＝1∶9。]

9．对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述不正确的是 (　　)

A．1 mL该溶液稀释至100 mL后，pH等于3

B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液，恰好能完全中和

C．该溶液中硝酸电离出的c平(H＋)与水电离出的c平(H＋)的比值为1012

D．该溶液中水电离出的c平(H＋)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c平(H＋)的100倍

D　[A项，HNO3是强酸，pH为1的硝酸溶液中c平(H＋)为0.1 mol·L－1，溶液体积增大到原来的100倍，pH增大2，正确；B项，Ba(OH)2为强碱，pH为13的Ba(OH)2溶液中c平(OH－)为0.1 mol·L－1，与题述硝酸溶液等体积混合后恰好能完全反应，正确；C项，c平(OH－)水＝c平(H＋)水＝ mol·L－1＝10－13 mol·L－1，＝＝1012，正确；D项，pH为3的硝酸溶液中水电离出的

c平(H＋)水＝c平(OH－)水＝ mol·L－1＝10－11 mol·L－1，pH＝1与pH＝3的HNO3溶液中水电离出的c平(H＋)水的比值为＝，错误。]

10．25 ℃，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为(　　)

A．0.01 mol·L－1   B．0.017 mol·L－1

C．0.05 mol·L－1 D．0.50 mol·L－1

C　[pH＝12的溶液中c平(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，设NaOH溶液和HCl溶液的浓度均为c，则c平(H＋)＝＝＝1.0×10－12 mol·L－1，解得：c＝0.05

mol·L－1。]

11．常温下，有pH＝12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH降为11。

(1)若加入蒸馏水，应加________mL。

(2)若加入pH为10的NaOH溶液，应加________mL。

(3)若加入0.01 mol·L－1的盐酸，应加________mL。

[解析]　(1)加水稀释pH＝12的NaOH溶液至pH＝11，体积增大到原体积的10倍，所以需加水900 mL。

(2)设需pH＝10的NaOH溶液体积为V，那么：

＝10－3mol·L－1，V＝1 L＝1 000 mL。

(3)设需0.01 mol·L－1盐酸体积为V′，那么：

＝10－3mol·L－1，V′≈81.8 mL。

[答案]　(1)900　(2)1 000　(3)81.8

12．(素养题)某学生在实验室测某稀硫酸溶液的pH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)该学生的操作是________(填“正确的”或“错误的”)，理由是________

________________________________________________________________。

(2)若用此方法分别测定c平(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是_____________________________________________________

____________________________________________________________________。

(3)该学生用此方法测定下列溶液的pH，其中测定结果无误差的是________(填序号)。

A．NaOH溶液

B．CH3COONa溶液

C．NaCl溶液

D．NaHSO4溶液

[解析]　在测酸性或碱性溶液的pH时，若用蒸馏水润湿pH试纸，会使待测液浓度下降，测定结果出现误差；但是用pH试纸测定中性溶液时，用蒸馏水润湿pH试纸对测定结果一般没有影响。

[答案]　(1)错误的　用蒸馏水润湿pH试纸相当于稀释了原溶液，使其浓度减小，引起测量误差　(2)盐酸　盐酸是强电解质溶液，醋酸溶液是弱电解质溶液，在醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋，稀释时平衡右移，继续电离出H＋，稀释后Δc平(H＋)较小、ΔpH较小　(3)C

13．下表所列是不同温度下水的离子积常数：

试回答以下问题：

(1)若25＜t1＜t2，则a________1×10－14(填“＞”“＜”或“＝”)，作此判断的理由是___________________________________________________________

___________________________________________________________________。

(2)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c平(SO)＝5×10－4mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c平(Na＋)∶c平(OH－)＝____________________。

(3)t2 ℃时，pH＝10的NaOH溶液中由水电离产生的OH－的浓度为____________________________________________________________________。

(4)t2℃时，将pH＝11的苛性钠溶液V1 L与pH＝1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液的体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________。　

[解析]　(1)水的电离为吸热过程，升高温度，水的电离程度增大，则水的离子积常数KW增大。(2)c平(SO)＝5×10－4 mol·L－1，则c平(Na＋)＝2c平(SO)＝1×

10－3mol·L－1，稀释10倍，则c平(Na＋)＝1×10－4mol·L－1。25 ℃时，Na2SO4溶液中

c平(OH－)＝1×10－7mol·L－1，稀释10倍后，溶液中c平(OH－)仍然为1×10－7

mol·L－1，则c平(Na＋)∶c平(OH－)＝103∶1。(3)pH＝10的NaOH溶液中c平(H＋)＝

10－10mol·L－1，NaOH溶液中H＋全部来自水的电离，由水电离产生的c平(OH－)＝c平(H＋)＝1×10－10mol·L－1。(4)t2℃时，混合溶液的pH＝2，说明溶液为酸性，则稀硫酸过量。t2℃时，pH＝11的NaOH溶液中c平(OH－)＝0.1 mol·L－1，则＝0.01，解得＝。

[答案]　(1)＞　水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，离子积常数增大　(2)1 000∶1　(3)1×10－10mol·L－1　(4)9∶11

[素养培优练]

14．室温下，用1 mol·L－1NaOH溶液中和某浓度的硫酸溶液时，其pH和所加NaOH溶液的体积关系如图所示，原硫酸溶液的物质的量浓度和反应后溶液的总体积分别是(　　)

A．0.5 mol·L－1 100 mL   B．0.5 mol·L－1　80 mL

C．1 mol·L－1　60 mL D．1 mol·L－1　80 mL

B　[由图像可知，加入氢氧化钠溶液之前，溶液的pH＝0，氢离子浓度为1 mol·L－1，则H2SO4的初始浓度为0.5 mol·L－1；当加入40 mL 1 mol·L－1NaOH溶液时，恰好与硫酸完全中和，溶液的pH＝7，根据反应关系式：H2SO4～2NaOH，则2n(H2SO4)＝n(NaOH)，设消耗硫酸溶液的体积为V，则：2×V×0.5 mol·L－1＝1 mol·L－1×0.04 L，解得V＝0.04 L＝40 mL，反应后溶液的体积为80 mL，故选B。]

15．室温时，某浓度的盐酸、氯化铵溶液中由水电离出的c平(H＋)分别是1.0×10－a mol·L－1、1.0×10－b mol·L－1，这两种溶液的pH之和为(　　)

A．14－a＋b   B．14＋a＋b

C．14－a－b D．14＋a－b

A　[盐酸抑制水的电离，由水电离出的c平(H＋)为1.0×10－a mol·L－1，则盐酸中c平(H＋)＝ mol·L－1＝1.0×10a－14 mol·L－1，溶液的pH＝14－a。氯化铵水解，溶液呈酸性，促进水的电离，溶液中由水电离出的c平(H＋)为1.0×10－b

mol·L－1，则溶液的pH＝b。故这两种溶液的pH之和为14－a＋b，A项符合题意。]

16．(双选)下列有关pH的计算(均在室温下)一定正确的是(　　)

A．pH＝a的强酸溶液，加水稀释10n倍，则pH＝a＋n

B．pH＝a的弱酸溶液，加水稀释10n倍，则pH<a＋n(a＋n<7)

C．pH＝b的强碱溶液，加水稀释10n倍，则pH＝b－n

D．pH＝b的弱碱溶液，加水稀释10n倍，则pH>b－n(b－n>7)

BD　[本题考查溶液稀释后pH的计算。强酸、强碱溶液稀释时，对其浓度影响较大的离子分别为H＋、OH－，故酸稀释后pH的计算方法与碱稀释后pH的计算方法不同。若为pH＝a的强酸溶液，c平(H＋)＝10－a mol·L－1，加水稀释10n倍，稀释后c平(H＋)＝10－(a＋n) mol·L－1，则pH＝n＋a，但这在溶液稀释程度不大且水的电离可忽略的情况下成立，当a＋n≥7时，必须考虑水的电离，此时pH≠a＋n，故A不完全正确。若为pH＝b的强碱溶液，则c平(H＋)＝10－b mol·L－1，即c平(OH－)＝

10－14＋b mol·L－1，加水稀释10n倍后，溶液中c平(OH－)＝10－14＋b－n mol·L－1，即

c平(H＋)＝10n－b mol·L－1，pH＝b－n，同理，当稀释程度很大时，应考虑水的电离，此时pH≠b－n，故C不完全正确。弱酸与弱碱溶液稀释时还要考虑稀释对弱酸、弱碱的电离的促进。]

17．常温下，pH＝10的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别加水稀释到100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．稀释前，两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等

B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强

C．完全中和X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积VX>VY

D．若8<a<10，则X、Y都是弱碱

D　[X、Y溶液的pH随溶液体积变化的程度不同，所以X、Y溶液的碱性强弱程度不同，稀释前，两种pH相等的碱溶液中溶质的物质的量浓度一定不相等，故A错误；稀释相同倍数后，X溶液的pH比Y溶液的小，即X溶液的碱性比Y溶液的碱性弱，故B错误；X溶液的pH随溶液稀释变化快，所以X的碱性比Y强，起始时X、Y溶液的pH相等，则X溶液的溶质浓度小于Y溶液，完全中和等体积pH＝10的X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积VX<VY，故C错误；X的碱性比Y强，若X为强碱，则a＝8，若8<a<10，则X、Y都是弱碱，故D正确。]

18．T ℃下的某溶液中，c平(H＋)＝10－x mol·L－1，c平(OH－)＝10－y mol·L－1，x与y的关系如图所示。

请回答下列问题：

(1)此温度下，水的离子积KW＝________ mol2·L－2，则T________25 ℃(填“>”“<”或“＝”)。

(2)在此温度下，向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示：

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a＝______，实验②中由水电离产生的c平(OH－)＝______ mol·L－1。

(3)在此温度下，将0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：

①按丁方式混合后，所得溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”)。

②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：_________________________

________________________________________________________________。

③按甲方式混合后，所得溶液的pH为________。

[解析]　(1)此温度下，水的离子积KW＝c平(H＋)·c平(OH－)＝10－x·10－y＝

10－12·100＝1×10－12>1×10－14，升温促进水的电离，则T>25 ℃。

(2)由实验①可知，在此温度下，Ba(OH)2溶液的pH＝8，c平(OH－)＝＝ mol·L－1＝1×10－4 mol·L－1，向22.00 mL Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸22.00 mL，所得溶液的pH＝6，混合溶液呈中性，则盐酸中c平(H＋)＝1×

10－4 mol·L－1，pH＝a＝4；实验②中溶液呈碱性，由水电离产生的c平(OH－)＝c平(H＋)＝1×10－7 mol·L－1。

(3)在此温度下，0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中c平(H＋)＝0.1 mol·L－1,0.1

mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c平(OH－)＝0.2 mol·L－1。①按丁方式混合后，由于

n(OH－)＝n(H＋)，所以所得溶液显中性。

②按乙方式混合后，反应的离子方程式为Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O。③按甲方式混合后，OH－剩余，所得溶液中c平(OH－)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，故所得溶液的pH为11。

[答案]　(1)1×10－12　>　(2)4　10－7　　(3)①中　②Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O　③11