化学第二节 水的电离和溶液的pH同步达标检测题

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A．水的离子积不仅只适用于纯水，升高温度一定使水的离子积增大
B．水的电离和电解都需要电，常温下都是非自发过程
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
【解析】A．水的离子积与温度有关，与溶液的类型以及浓度无关，适用于一切水溶液，不光适用于水，水的电离是吸热的过程，升高温度使水的离子积增大，故A正确；
B．电离是指电解质在一定条件下（例如溶于某些溶剂、加热熔化等），电离成可自由移动的离子的过程，不需要通电；水的电离是自发过程，电解过程需要通电，电解过程是非自发进行的氧化还原反应，故B错误；
C．水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，故C错误；
D．水的电离方程式为：H2O⇌H++OH﹣，只有加入了影响c（H+）和c（OH﹣）的电解质，水的电离平衡才会平衡，如，加入少量氯化钠，平衡不移动，故D错误；故选：A。
2．下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是（ ）
A．加热B．通入少量氯化氢气体
C．通入少量氨气D．加入少量醋酸钠固体
【答案】A
【解析】A．水的电离过程为吸热过程，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，故A正确；
B．通入少量氯化氢气体，相当于加酸抑制水的电离，但是Kw不变，故B错误；
C．通入少量氨气，相当于加碱抑制水的电离，但是Kw不变，故C错误；
D．加入少量醋酸钠固体，加可以水解的盐，可以使水的电离平衡发生移动，只要温度不变，Kw不改变，故D错误；故选：A。
3．室温时纯水中存在电离平衡：H2O⇌H++OH﹣．下列叙述正确的是（ ）
A．升高温度，水的电离程度增大，c（H+）增大，pH＜7，溶液显酸性
B．向水中加入少量氨水，平衡逆向移动，抑制水的电离，c（OH﹣）降低
C．向水中加入少量硫酸，c（H+）增大，由水电离出的c（H+）＞1×10﹣7ml/L
D．向水中加入少量NH4Cl固体，NH4+结合水电离出的OH﹣，由水电离出的c（H+）＞1×10﹣7ml/L
【答案】D
【解析】A．升高温度，水的电离程度增大，c（H+）增大，pH＜7，c（H+）＝c（OH﹣），溶液显中性，故A错误；
B．加入氨水，NH3•H2O⇌OH﹣+NH4+碱性增强，c（OH﹣）增大，故B错误；
C．H2O⇌H++OH﹣，加入硫酸，氢离子浓度增大，抑制水的电离，水电离出氢离子浓度减小，故C错误；
D．水中加入少量NH4Cl固体，NH4+结合水电离出的OH﹣，促进水的电离，使水电离出的c（H+）＞1×10﹣7ml/L，故D正确；故选：D。
4．下列操作中，能使电离平衡H2O⇌H++OH﹣，向逆反应反向移动的是（ ）
A．向水中加入2.0ml/L碳酸钠溶液
B．向水中加入2.0ml/L氢氧化钠溶液
C．向水中加入2.0ml/L氯化钠溶液
D．将水加热到100℃，使pH＝6
【答案】B
【解析】A．向水中加入2.0ml/L碳酸钠溶液，碳酸根离子水解，消耗溶液中的氢离子，使水的电离平衡正向移动，故A错误；
B．向水中加入2.0ml/L氢氧化钠溶液，氢氧化钠属于强碱，在溶液中完全电离产生OH﹣，导致溶液中OH﹣浓度增大，使水的电离平衡逆向移动，故B正确；
C．向水中加入2.0ml/L氯化钠溶液，氯化钠在溶液中钠离子和氯离子对水的电离平衡无影响，但是氯化钠溶液的水使得该平衡正向移动，故C错误；
D．常温下，水的pH＝7，即水中氢离子浓度为10﹣7ml/L，将水加热到100℃，使pH＝6，即升高温度使水中氢离子浓度变为10﹣6ml/L，温度升高，水中氢离子浓度增大，说明平衡正向移动，故D错误；故选：B。
5．60℃时水的离子积Kw＝3.2×10﹣14，则在60℃时，c（H+）＝2×10﹣7ml•L﹣1的溶液（ ）
A．呈酸性B．呈碱性C．呈中性D．无法判断
【答案】A
【解析】60℃时水的离子积Kw＝3.2×10﹣14，c（H+）＝2×10﹣7ml•L﹣1的溶液中c（OH﹣）＝＝＝1.6×10﹣7 ml/L＜c（H+），则溶液呈酸性，故选：A。
6．T℃时，NaCl溶液中c（H+）＝1×10﹣6ml/L．下列说法正确的是（ ）
A．该NaCl溶液显酸性
B．该NaCl溶液中KW＝1×10﹣12
C．该NaCl溶液中c（OH﹣）＞c（H+）
D．该NaCl溶液pH＝7
【答案】B
【解析】A．该NaCl溶液显中性，故A错误；
B．Kw＝c（OH﹣）c（H+）＝1×10﹣6ml/L×1×10﹣6ml/L＝1×10﹣12，故B正确；
C．该NaCl溶液中c（OH﹣）＝c（H+），故C错误；
D．T℃时，NaCl溶液中c（H+）＝1×10﹣6ml/L，pH＝﹣lg（1×10﹣6）＝6，故D错误；故选：B。
7．100℃时，水的离子积为1×10﹣12，若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10﹣7ml/L则该溶液是（ ）
A．酸性B．碱性C．中性D．无法判断
【答案】B
【解析】100℃时，纯水中pH＝﹣＝6，若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10﹣7ml/L，
则该溶液的pH＝﹣＝7＞6，所以该溶液呈碱性，故选B。
8．酸碱度影响鱼类生长发育，饲养罗汉鱼理想pH是6.8～7.2．山西某些地区水的pH低于6.8，饲养罗汉鱼时可向水中添加少量（ ）
A．NaClB．H3PO4C．NH4ClD．NaHCO3
【答案】D
【解析】A．氯化钠为中性不能升高pH，故A错误；
B．H3PO4是酸，不能升高pH到碱性，故B错误；
C．NH4Cl是强酸弱碱盐，水溶液中水解显酸性，不能升高溶液pH，故C错误；
D．NaHCO3是强碱弱酸盐，水溶液中水解显碱性，可以升高pH到碱性，故D正确；故选：D。
9．常温下，某地土壤的pH约为8，则土壤中的c（OH﹣）最接近于多少ml/L（ ）
A．1×10﹣5B．1×10﹣6C．1×10﹣8D．1×10﹣9
【答案】B
【解析】某地土壤的pH约为8，则土壤中c（H+）＝10﹣pH＝10﹣8ml/L，由于溶液中存在c（OH﹣）×c（H+）＝Kw，则土壤中氢氧根离子浓度c（OH﹣）＝＝ml/L＝1×10﹣6ml/L，故B正确、ACD错误；故选：B。
10．常温下，①pH＝3的醋酸和②0.01 ml•L﹣1 NaOH溶液两种溶液中，由水电离产生的氢离子浓度之比（①：②）是（ ）
A．1：10B．1：4C．10：1D．无法计算
【答案】C
【解析】pH＝3的醋酸中c（H+）＝0.001ml•L﹣1，水电离产生的氢离子浓度等于溶液中的c（OH﹣），c（OH﹣）＝＝ml/L＝10﹣11ml/L，
0.01 ml•L﹣1 NaOH溶液中c（OH﹣）＝0.01 ml•L﹣1，水电离产生的氢离子浓度等于溶液中的c（H+），c（H+）＝＝ml/L＝10﹣12ml/L，
两溶液中由水电离产生的氢离子浓度之比（①：②）是10﹣11ml/L：10﹣12ml/L＝10：1，故选：C。
11．室温下，下列叙述正确的是（ ）
A．pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合后pH＞7
B．pH＝4的盐酸溶液，稀释至10倍后pH＞5
C．0.2ml•L﹣1的醋酸，与等体积水混合后pH＝1
D．100℃纯水的pH＝6，所以水在100℃时呈酸性
【答案】A
【解析】A．一水合氨为弱碱，溶液中部分电离，盐酸为强酸，完全电离，pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水，氨水的物质的量浓度大于盐酸，所以两种溶液等体积混合后所得溶液显碱性，故A正确；
B．pH＝4的盐酸，氢离子浓度为1×10﹣4 ml•L﹣1，稀释10倍，氢离子浓度为1×10﹣5 ml•L﹣1，溶液pH＝5，故B错误；
C．醋酸溶液中存在电离平衡，加水稀释促进其电离，与等体积水混合后pH＞1，故C错误；
D．加热促进水的电离，氢离子和氢氧根离子浓度都同等程度增大，纯水始终显中性，故D错误；故选：A。
12．常温下，某酸溶液中由水电离出的离子浓度关系为c（H+）•c（OH﹣）＝1×10﹣20，该溶液的pH等于（ ）
A．1B．2C．3D．4
【答案】D
【解析】（1）常温时，c（H+）水＝c（OH﹣）水＝ml/L＝10﹣10ml/L、由于该溶液为酸溶液，故溶液中的c（OH﹣）近似等于水电离产生的c（OH﹣）＝10﹣10ml/L，根据c（H+）×c（OH﹣）＝Kw，则c（H+）＝＝＝10﹣4ml/L，pH＝﹣lgc（H+）＝﹣lg10﹣4＝4。故选：D。
13．25℃时，pH＝2的硫酸中和由水电离出的H+的浓度是（ ）
A．1×10﹣14ml•L﹣1B．1×10﹣2ml•L﹣1
C．1×10﹣7ml•L﹣1D．1×10﹣12ml•L﹣1
【答案】D
【解析】25℃时，pH＝2的硫酸中c（H+）＝0.01ml/L，溶液中c（OH﹣）＝＝＝1×10﹣12ml/L，溶液中由水电离出的H+的浓度等于氢氧根离子的浓度为1×10﹣12ml/L，故选：D。
二．解答题（共2小题）
14．在某温度（T℃）的水溶液中，c（H+）＝10xml/L，c（OH﹣）＝10yml/L，x与y关系如图所示。
（1）该温度下，水的离子积为____________，T℃____________25℃（填“大于”“小于”或“等于”）。
（2）将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH约为____________。（已知lg2＝0.3）
（3）在此温度下，将pH＝13的NaOH溶液VaL与pH＝1的硫酸溶液VbL混合。若所得混合液的pH＝2，则Va：Vb＝__________。
【答案】（1）10﹣15；小于；（2）1.3；（3）9：2。
【解析】（1）T℃下，水的离子积Kw＝c（H+）×c（OH﹣）＝10﹣15，25℃时，水的离子积Kw值为10﹣14，所以T℃小于25℃，
故答案为：10﹣15；小于；
（2）此温度下，pH＝11的NaOH中c（OH﹣）＝0.0001ml/L，pH＝1的HCl溶液的c（H+）＝0.1ml/L，等体积混合，酸过量，
c（H+）＝≈ ml/L
pH＝﹣lgc（H+）＝﹣lg＝1+lg2＝1.3，
故答案为：1.3；
（3）将此温度下pH＝13的NaOH溶液VaL，溶液中c（OH﹣）＝0.01ml/L，与pH＝1的H2SO4的溶液VbL混合，溶液中c（H+）＝0.1ml/L，
若所得混合液的pH＝2，c（H+）＝0.01ml/L，则＝0.01，Va：Vb＝9：2，
故答案为：9：2。
15．水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。河水01是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可宵接毒害人体，也可通过食物链和溉溉农田间接危及健康。请回答下列问题：
（1）纯水在100℃时，pH＝6，该温度下1 ml•L﹣1的NaOH溶液中，由水电离出的c（OH﹣）＝______________ml•L﹣1。
（2）25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解的离子方程式为_____________。
（3）体积均为100 mLpH均为2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则相同温度时，HX的电离平衡常数_____________（填“大于”或“小于”或“等丁”）CH3COOH的电离平衡常数，理由是______________。
（4）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。
已知：
①25℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三种溶液的pH由大到小的顺序为_________________________。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的化学方程式为____________。
（5）25℃时，在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，若测得pH＝6，则溶液中c（CH3COO﹣ ）﹣c（Na+）＝________________ml•L﹣1（填精确值）。
【答案】（1）10﹣12；
（2）CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣；
（3）小于；稀释相同倍数，HX溶液的pH变化量比醋酸的小；
（4）①Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液；
②NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3；
（5）9.9×10﹣7。
【解析】（1）100℃时，pH＝6的纯水中的c（OH﹣）＝c（H+）＝1×10﹣6ml•L﹣1，KW＝1×10﹣6×1×10﹣6＝1×10﹣12，1ml•L﹣1的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为1ml/L，c（H+）＝1×10﹣12ml•L﹣1，氢氧化钠溶液中的氢离子是水的电离的，则水电离的氢氧根离子为10﹣12ml/L，
故答案为：10﹣12；
（2）碳酸钠溶液中pH为11，则碳酸根发生水解、但以第一步为主，离子方程式为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣，
故答案为：CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣；
（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱，即HX的电离平衡常数比醋酸小，
故答案为：小于；稀释相同倍数，HX溶液的pH变化量比醋酸的小；
（4）①根据图表数据分析，电离常数：醋酸＞HCN＞碳酸氢根离子，所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故溶液的pH为：Na2CO3＞NaCN＞CH3COONa，
故答案为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液；
②根据电离平衡常数大小可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3﹣，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN和碳酸氢钠，不能生成二氧化碳，反应的化学方程式为：NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3，
故答案为：NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3；
（5）CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中电荷关系为c（CH3COO﹣ ）+c（OH﹣）＝c（Na+）+c（H+），溶液的pH＝6，即c（H+）＝1×10﹣6ml•L﹣1，c（OH﹣）＝1×10﹣8ml•L﹣1，所以c（CH3COO﹣ ）﹣c（Na+）＝1×10﹣6ml•L﹣1﹣1×10﹣8ml•L﹣1＝9.9×10﹣7ml•L﹣1，
故答案为：9.9×10﹣7。
化学式
电离常数（25℃）
HCN
K＝4.9×10﹣10
CH3COOOH
K＝1.8×10﹣5
H2CO3
K1＝4.3×10﹣7、K2＝5.6×10﹣11