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  • 2021-08-06 发布

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第1课时水的电离和溶液的酸碱性课后提升练习含解析新人教版选修4

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水的电离和溶液的酸碱性 ‎[A篇 对点强化训练]‎ 知识点一 水的电离与水的离子积 ‎1.关于水的离子积常数,下列说法不正确的是(  )‎ A.蒸馏水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14‎ B.纯水中,‎25 ℃‎时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14‎ C.‎25 ℃‎时,任何以水为溶剂的稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14‎ D.Kw值随温度升高而增大 答案 A 解析 Kw只与温度有关,升高温度,Kw增大,‎25 ℃‎时,纯水和任何以水为溶剂的稀溶液中Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,A中未指明温度,关系式不一定成立。‎ ‎2.‎25 ℃‎时,在0.01 mol/L的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是(  )‎ A.5×10-13 mol/L B.0.02 mol/L C.1×10-7 mol/L D.1×10-12 mol/L 答案 A 解析 0.01 mol/L硫酸溶液中c(H+)=0.02 mol/L,c(H+)水=c(OH-)== mol/L=5×10-13 mol/L。‎ ‎3.‎25 ℃‎时,在等体积的①0.5 mol·L-1的H2SO4溶液、②0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液、③1 mol·L-1 NaCl溶液、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 答案 A 解析 ‎25 ℃‎时,0.5 mol·L-1 H2SO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-14 mol·L-1,0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中,c(OH-)=0.1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)水=10-13 mol·L-1,NaCl和纯水中由水电离出的c(H+)水均为10-7 mol·L-1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H+)(即发生电离的水的物质的量)之比为10-14∶10-13∶10-7∶10-7=1∶10∶107∶107。‎ 知识点二 溶液的酸碱性与pH ‎4.用pH试纸测定某无色溶液的pH时,规范的操作是(  )‎ A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化,跟标准比色卡比较 B.将溶液倒在pH试纸上,跟标准比色卡比较 C.用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,跟标准比色卡比较 D.在试管内放入少量溶液,煮沸,把pH试纸放在管口,观察颜色,跟标准比色卡比较 答案 C 解析 用pH试纸测量溶液pH时,不得将试纸放入溶液中,以免污染溶液,不能将溶液直接倒在试纸上,以免浪费溶液。‎ ‎5.水的电离过程为H2OH++OH-,在不同温度下,其离子积为Kw(‎25 ℃‎)=1.0×10‎ - 6 -‎ ‎-14,Kw(‎35 ℃‎)=2.1×10-14。则下列叙述正确的是(  )‎ A.c(H+)随温度的升高而降低 B.‎35 ℃‎时,c(H+)>c(OH-)‎ C.溶液:pH(‎35 ℃‎)>pH(‎25 ℃‎)‎ D.水的电离是吸热的过程 答案 D 解析 因为在纯水中,任何温度下均有c(H+)=c(OH-),故由所给Kw数据可知:在‎35 ℃‎时,水电离产生的c(H+)=c(OH-)且大于‎25 ℃‎时数值,A、B错误;依据pH=-lg c(H+)可计算出pH(‎35 ℃‎)n D.不能确定 答案 C 解析 醋酸溶液在稀释过程中继续电离出H+以削弱c(H+)的减小,稀释后pH仍然相同,则醋酸溶液稀释倍数大。‎ ‎[B篇 综合提升训练]‎ ‎8.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,都抑制了水的电离。若水中加酸,溶液呈酸性,则溶液中OH-只来自水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=c(OH-)总=10-13 mol·L-1,由Kw=c(H+)总·c(OH-)总得:c(H+)总==10-1 mol·L-1,pH=1;若水中加碱,溶液呈碱性,则溶液中H+‎ - 6 -‎ 只来自水的电离,c(H+)总=c(H+)水=10-13mol·L-1,pH=13。‎ ‎9.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+)等于1×10-7 mol/L的溶液一定是中性溶液 C.0.2 mol/L CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol/L CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍 D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱度 答案 A 解析 在常温下,Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14且Kw只与温度有关,而与溶液酸碱性无关,A正确;温度不确定,c(H+)=1×10-7 mol/L的溶液不一定为中性溶液,B错误;0.2 mol/L CH3COOH的电离程度比0.1 mol/L CH3COOH的电离程度小,所以c(H+)应小于后者的2倍,C错误;pH一般表示c(H+)或c(OH-)小于1 mol/L的溶液的酸碱度,当c(H+)或c(OH-)大于1 mol/L时,则直接用c(H+)或c(OH-)来表示,D错误。‎ ‎10.‎25 ℃‎时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是(  )‎ A.向水中加入稀NaOH溶液,平衡逆向移动,c(OH-)降低 B.向水中滴加浓盐酸至c(H+)=0.01 mol/L,则溶液中c(OH-)=1×10-12 mol/L C.降温,使平衡右移,c(H+)增大,溶液呈酸性 D.将水加热,Kw增大,pH不变 答案 B 解析 加入稀NaOH溶液,c(OH-)增大,A错误;滴加浓盐酸,c(H+)增大,平衡逆向移动, Kw不变,则c(OH-)== mol/L=1×10-12 mol/L,B正确;降温,平衡左移,c(H+)减小,溶液仍然呈中性,C错误;加热,Kw增大,pH应变小,D错误。‎ ‎11.在-‎50 ℃‎时,液氨的电离跟水的电离相似,存在如下电离平衡:2NH3(l)NH+NH,NH的平衡浓度为 1×10-15 mol·L-1,下列说法错误的是(  )‎ A.在液氨中加入NaNH2,可使液氨的离子积变大 B.在液氨中加入NH4Cl,液氨的离子积不变 C.此温度下液氨的离子积K为1×10-30‎ D.在液氨中加入金属钠可能有NaNH2生成 答案 A 解析 液氨的离子积跟水的离子积性质一样,即只与温度有关,向液氨中加入NaNH2、NH4Cl相当于分别在水中加入NaOH、HCl,水的离子积和液氨的离子积均不变,A项错误,B项正确;该温度下液氨的离子积K=1×10-15×1×10-15=1×10-30,C项正确;NH相当于纯水中水电离出的H3O+,因此将钠加入液氨中会生成氢气和NaNH2,D项正确。‎ ‎12.水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(  )‎ - 6 -‎ A.图中对应点的温度关系为a>b>c B.纯水仅升高温度,可从a点变到c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的H2SO4溶液与1 mol/L 的KOH溶液等体积混合,充分反应后,所得溶液的pH=7‎ 答案 C 解析 水的电离是吸热反应,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数值大小关系为b>c>a=d,温度关系为b>c>a=d,C项正确,A项错误;a点和c点的c(OH-)相等而c(H+)不相等,若纯水仅升高温度,c(OH-)与c(H+)都增大,B项错误;b点的Kw=1×10-12,0.5 mol/L的H2SO4溶液与1 mol/L的KOH溶液等体积混合,充分反应后所得溶液显中性,pH=6,D项错误。‎ ‎13.在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:‎ ‎(1)A点水的离子积为1×10-14,B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是____________________________________。‎ ‎(2)‎100 ℃‎时,若向水溶液中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?________(填“能”或“否”),请说明原因:______________________________。‎ ‎(3)‎100 ℃‎时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)是________。‎ 答案 (1)1×10-12 水的电离要吸热,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大 ‎(2)否 在盐酸中c(H+)≠c(OH-),所以不可能处于B点 ‎(3)2×10-9 mol·L-1‎ 解析 (1)B点对应的c(H+)=10-6 mol·L-1,c(OH-)=10-6 mol·L-1,故Kw=10-6×10-6=10-12。(3)由水电离产生的H+浓度等于溶液中OH-的浓度,即 c(H+)水=c(OH-)==2×10-9 mol·L-1。‎ ‎14.回答下列问题:‎ - 6 -‎ ‎(1)‎25 ℃‎时,pH=3的盐酸中由水电离出的c(H+)是pH=5的盐酸中由水电离的c(H+)的    倍。‎ ‎(2)‎25 ℃‎时,某溶液由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,则该溶液的pH可能为__________。‎ ‎(3)‎99 ℃‎时,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH=2。此时水的离子积Kw=__________,水电离出的c(H+)=__________,溶液中c(Na+)________(填“>”“=”或“<”)c(SO)。‎ ‎(4)‎25 ℃‎时,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1盐酸等体积混合,反应后溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显 ________(填“酸”“碱”或“中”)性。‎ ‎(5)‎25 ℃‎时,pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液呈________(填“酸”“中”或“碱”)性,溶液中c(Na+)________(填“>”“=”或“<”)c(CH3COO-)。‎ 答案 (1)10-2 (2)2或12 (3)1.0×10-12 1.0×10-10 mol·L-1 = (4)中 (5)酸 <‎ 解析 (1)‎25 ℃‎时,pH=3和pH=5的盐酸中由水电离出的c(H+)的比值为∶=10-2。‎ ‎(2)水电离出的c(H+)水=c(OH-)水,若为碱性溶液,则c(OH-)·c(H+)水=Kw=10-14,c(OH-)==10-2 mol·L-1,pH=12;若为酸性溶液,则c(OH-)=c(H+)水=10-12 mol·L-1,c(H+)==10-2 mol·L-1,pH=2。‎ ‎(3)由pH=6的蒸馏水可知,该温度下水电离产生的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6 mol·L-1,故此时Kw =1.0×10-12。水电离产生的c(H+)==1.0×10-10 mol·L-1。根据原子守恒知溶液中c(Na+)=c(SO)。‎ ‎(4)根据电荷守恒可知c(H+)=c(OH-),溶液显中性。‎ ‎(5)pH=3的CH3COOH和pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液中剩余CH3COOH。溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒知c(Na+)”“<”或“=”)1×10-14。‎ ‎(3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是________,这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡,而且硫酸的电离能力强于硝酸,在此条件下,混合酸中必然发生__________________________(写离子方程式)反应。故硫酸与硝酸的无水混合酸中存在的化学平衡为__________________。‎ 答案 (1)2H2SO4H3SO+HSO (2)> (3)HSO H++HNO3H2NO HNO3+H2SO4H2NO+HSO - 6 -‎ 解析 题干信息告诉我们纯硫酸存在电离平衡,且电离程度强于纯硝酸和纯水,仿照纯水的电离方程式,可以推知纯硫酸的电离方程式为2H2SO4H3SO+HSO。在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中2H2SO4H3SO+HSO为主要的电离方式,而纯硝酸电离受到纯硫酸电离出的H+的抑制,因此在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是HSO。同时,无水条件下,混合酸中必然发生H++HNO3H2NO的反应。‎ - 6 -‎