3.2水的电离和溶液的PH 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

3.2水的电离和溶液的PH同步练习题 一、选择题 1．判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液中，一定呈碱性的是 A．能够使甲基橙呈现黄色 B．溶液的pH>7 C．溶液中：c(H＋)<c(OH－) D．溶液中：c(H＋)>1×10－7mol·L-1 2．常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是 A．高锰酸钾溶液中：、、、葡萄糖分子 B．使甲基橙试液显红色的溶液中：、、、 C．与反应能放出的溶液中：、、、 D．水电离的的溶液中：、、、 3．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－)不变 B．pH增大了 C．c(OH－)降低了 D．水电离出的c(H＋)减小了 4．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+)＞1×10-7 mol/L D．向水中加入少量 NH4Cl 固体，结合水电离出的 OH－，由水电离出的c(H+)＞1×10-7 mol/L 5．氟与碱反应和其他卤素与碱反应不同，在稀碱(例如NaOH)中可发生反应：。用代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．17g羟基(-OH)中含有的电子数为9 B．1L pH=13的NaOH溶液中水电离出的数目为0.1 C．当反应消耗22.4L 时，转移的电子数为2 D．0.1 NaF溶液中含有的数目为0.2 6．常温下，下列各组离子在指定溶液中可能大量共存的是 A．的溶液中： B．滴加几滴溶液显红色的溶液中： C．加入铝粉能生成的溶液：加入 D．的溶液中： 7．25℃某溶液中c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1，满足此条件的溶液可能是溶液 A．酸性 B．碱性 C．酸性或碱性 D．中性 8．常温下，下列各组离子一定能大量共存的是 A．pH>7的溶液中：Na＋、Mg2＋、SO、I- B．使甲基橙溶液变红的溶液中：Al3＋、Cu2＋、NO、SO C．pH<7的溶液中：Na＋、CO、SO、Cl- D．使酚酞变红色的溶液中：Na＋、Fe2＋、SO、NO 二、填空题 9．按要求计算下列各题(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)： (1)时，的硝酸和的氢氧化钡溶液按照体积比为混合，混合溶液的_______________。 (2)在一定体积的溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液．若反应后溶液的体积等于溶液与溶液的体积之和，则溶液与溶液的体积比是_______________。 (3)将的溶液与的稀盐酸混合，若所得溶液呈中性，且则_______________。 10．已知pOH也可以用来表示溶液的酸碱度，规定pOH=−lgc平(OH-)。不同温度下，水溶液中pOH与pH的关系如图所示。 回答下列问题： (1)t_______25(填“>”或“＜”)，图中A、B、C三点对应水的电离程度由大到小的顺序是_______。 (2)25℃时，向溶液中逐滴加入等浓度的溶液至恰好沉淀完全。 ①此过程中水的电离平衡_______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。 ②写出该过程发生反应的离子方程式_______；若反应前后溶液体积的变化忽略不计，则反应后所得溶液的pH值为_______(已知)。 11．酸碱中和滴定实验原理 (1)中和反应的实质：___。 (2)恰好中和时满足关系：n(H+)酸=n(OH-)碱。 (3)一元强酸、强碱间的关系：c待=。 12．根据题意完成下列问题。 （1）将等质量的锌粉分别投入10 mL 0.1 mol·L－1盐酸和10 mL 0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中。若锌不足量，反应快的是________（填写盐酸溶液、醋酸溶液）。 （2）将等量的锌粉分别投入c（H＋）均为1 mol·L－1、体积均为10 mL的盐酸和醋酸溶液中。若锌不足量，反应快的是________（填写盐酸溶液、醋酸溶液）。 （3）设水的电离平衡线如图所示。 a.若以A点表示25°时水在电离平衡时的粒子浓度，当温度升高到100°时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积增加到____________； b.将pH=8的Ba（OH）2溶液与pH=5的稀盐酸混合，并保持在100°的恒温，欲使混合溶液的pH=7，则Ba(OH) 2溶液和盐酸的体积比为___________。 （4）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合溶液pH＝6，则溶液中c（CH3COO－）－c（Na＋）＝________ mol/L （填准确数值）。 （5）已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4=Na＋＋H＋＋SO42－。某温度下，向c（H＋）＝1×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c（H＋）＝1×10－2 mol·L－1。下列对该溶液的叙述正确的是________________。 A．该温度高于25 ℃ B．由水电离出来的H＋的浓度为1×10－10 mol·L－1 C．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c（H＋）减小 D．加入NaHSO4晶体抑制水的电离 13．常温下，将0.01 mol·L-1的Ba(OH)2溶液200mL和0.01 mol·L-1的NaHSO4溶液100mL混合，反应过程中生成______g沉淀，反应后溶液的pH值为______________________。 14．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？_______________； (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硫酸溶液和0.01 mol·L－1硫酸溶液？试剂：A紫色石蕊试液 B酚酞试液 C甲基橙溶液 D蒸馏水 E氯化钡溶液 F pH试纸 ________________，简述操作过程：_________________。 【参考答案】 一、选择题 1．C 解析：A．甲基橙的变色范围是pH<3.1的变红,pH>4.4的变黄，所以能够使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性； B．在室温下，若溶液的pH>7，溶液显碱性； C．溶液中：c(H＋)<c(OH－)溶液肯定显碱性； D．在较高温度下，水的离子积大于1×10－14mol·L-1，所以溶液中 c(H＋)>1×10－7mol·L-1时，溶液不一定呈碱性。 综上所述，本题选C。 2．B 解析：A．与氢离子会生成弱酸草酸分子，且草酸根离子和葡萄糖分子都有还原性，均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能大量共存，A不符合题意； B．使甲基橙试液显红色的溶液中存在大量氢离子，、、、不和H+反应，、、、相互间也不反应，能大量共存，B符合题意； C．与Al反应能放出 H2的溶液中可存在大量氢离子，也可存在大量氢氧根离子，若存在氢离子，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能氧化Fe2+，若存在氢氧根离子，则亚铁离子会与氢氧根离子反应生成沉淀而不能共存，C不符合题意； D．水电离的 的溶液中可存在大量氢离子，也可存在大量氢氧根离子，若存在氢离子，、均会反应不能大量共存，D不符合题意； 故选B。 3．B 解析：c(H＋)·c(OH－)＝KW，KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，A正确；滴入少量盐酸后，c(H＋)增大，pH减小，B错误；因c(H＋)·c(OH－)＝KW，c(H＋)增大，则c(OH－)减小，C正确；滴入盐酸，会抑制水的电离，水电离出的c(H＋)减小，D正确 4．D 解析：A． 升高温度，水的电离程度增大，c(H+)增大，pH＜7，但溶液中c(H+)仍然等于c(OH－)，溶液显中性，故A错误； B． 向水中加入少量氨水，由于c(OH－)增大导致平衡逆向移动，抑制水的电离，移动的结果只能减弱这种变化，故c(OH－)增大，故B错误； C． 向水中加入少量硫酸，c(H+)增大导致平衡逆向移动，抑制水的电离，故由水电离出的 c(H+)＜1×10-7 mol/L，故C错误； D． 向水中加入少量 NH4Cl 固体，结合水电离出的OH－，导致平衡正向移动，促进水的电离，故由水电离出的c(H+)＞1×10-7 mol/L，故D正确； 故答案为：D。 5．A 解析：A．1分子羟基中含有9个电子，17g羟基(-OH，为1mol)中含有的电子数为9，故A正确； B．氢氧化钠抑制水的电离，1L pH=13的NaOH溶液（氢离子浓度为10-13mol/L）中水电离出的等于水电离出的氢离子，其物质的量为10-13mol/L×1L=10-13mol，数目为10-13，故B错误； C．不确定是否为标况，不能计算转移电子的数目，故C错误； D．没有溶液的体积，不能计算钠离子的数目，故D错误； 故选A。 6．C 解析：A．1.0mol/L的KNO3溶液中含有的和H+、Fe2+三者之间因发生氧化还原反应而不能大量共存，A不合题意； B．滴加几滴溶液显红色的溶液中含有的Fe3+和I-因发生氧化还原反应而不能大量共存，B不合题意； C．加入铝粉能生成H2的溶液可能是强酸性溶液，则能够大量共存，也可能是强碱性溶液，则不能含有大量的H+，C符合题意； D．的溶液中含有大量的OH-，则OH-与Mg2+、OH-与不能大量共存，D不合题意； 故答案为：C。 7．A 解析：25℃，KW=c(H+)c(OH-)=10-14，25℃某溶液中c(OH－)＝1×10－14 mol·L－1，则c(H+)=1mol·L－1，溶液显酸性，A正确；综上所述，本题选A。 8．B 解析：A．pH＞7的溶液中：OH－、Mg2+反应而不能大量共存，故A不符合题意； B．使甲基橙溶液变红的溶液中，说明溶液显酸性，H+、Al3+、Cu2+、NO、SO不反应而大量共存，故B符合题意； C．pH<7的溶液呈酸性，H+、CO、SO反应而不大量共存，故C不符合题意； D．使酚酞变红色的溶液，说明显碱性，OH－、Fe2+反应而不能大量共存，故D不符合题意。 故选B。 二、填空题 9．(1)10 (2) (3)10 解析：（1）时，的硝酸溶液中，的溶液中，二者以体积比混合，过量，溶液呈碱性，混合溶液中，则混合后，故。 （2）的溶液的浓度为0.005mol/L，设氢氧化钡溶液的体积为，硫酸氢钠溶液的体积为，的物质的量的为0.005V1mol，依题意知，，由知，生成的氢氧化钠的物质的量为，，则。 （3）的溶液中，的稀盐酸中，根据中和反应，知，，，则。 10．(1) > A>C>B (2) 正向 Ba2+＋OH-＋H+＋=BaSO4↓＋H2O 11.4 解析：（1）A点对应温度为t℃，pH<7，pOH<7，则Kw＞10−14，则t＞25，从A到B点，温度逐渐降低，水的电离程度不断减小，因此图中A、B、C三点对应水的电离程度由大到小的顺序是A＞C＞B； （2）①氢氧化钡电离出钡离子和氢氧根离子，氢氧根离子物质的量浓度是钡离子物质的量浓度的2倍，将钡离子沉淀完全，其反应离子方程式Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O，则溶液还剩余氢氧根离子，碱性不断减小，此过程中水的电离平衡正向移动； ②根据①分析得到该过程发生反应的离子方程式Ba2++OH-+H++SO=BaSO4↓+H2O；若反应前后溶液体积的变化忽略不计，反应后溶液中氢氧根离子物质的量浓度为，pOH=，则反应后所得溶液的pH值为14−2.6=11.4； 11．H++OH-=H2O 解析：略 12． 盐酸溶液 醋酸溶液 10-12 2:9 99×10－8mol/L ABD 【分析】（1）根据氢离子浓度大小判断； （2）根据氢离子浓度大小判断； （3）根据c(H＋)、c(OH-)变化判断Kw的变化； （4）根据电荷守恒c(H＋)+c(Na+)= c(OH-)+c(CH3COO-)进行计算； （5）根据水的电离平衡进行分析。 解析：（1）两种一元酸溶质的物质的量相等，但盐酸中c(H＋)大，故盐酸与锌反应的速率快； （2）这两种酸的c(H＋)相等，显然后者的物质的量浓度大，溶质的物质的量也大，初始的速率相同，但随着反应的进行，H＋不断被消耗，弱酸CH3COOH的电离平衡不断正向移动，又电离出H＋，故在反应进行的同一时刻CH3COOH溶液中的c(H＋)大于盐酸溶液中的c(H＋)，所以醋酸与锌反应速率快； （3）a.25℃时纯水中c(H＋)=c(OH-)=10-7 mol/L，Kw= c(H＋)•c(OH-)=10-14，当温度升高到100℃，纯水中c(H＋)= c(OH-)=10-6 mol/L，则Kw= c(H＋)•c(OH-)=10-12，从A点到B点，水的离子积从10-14增加到10-12； b. 100℃时，将pH=8的Ba(OH)2溶液中：c(OH-)=10-4 mol/L，pH=5的稀盐酸中：c(H＋)=10-5 mol/L，设氢氧化钡的体积为x，盐酸的体积为y，100℃的恒温，混合溶液pH=7，溶液呈碱性，则溶液中氢氧根离子浓度为：=10-5 mol/L， 则：c(OH-)==10-5 mol/L，解得x：y=2：9； （4）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得混合溶液pH＝6，混合溶液显酸性，则c(H＋)= 10-6 mol/L，c(OH-)=10-8mol/L，溶液中电荷守恒为c(H＋)+c(Na+)= c(OH-)+c(CH3COO-)，则c(CH3COO-)-c(Na+)= c(H＋)- c(OH-)=10-6 mol/L -10-8mol/L=99×10－8mol/L； （5）A．25℃时纯水中c(H＋)=1×10-7mol/L，c(H＋)=1×10-6mol/L说明促进了水的电离，故T>25℃，选项A正确； B．pH=6，水的离子积常数为1×10-12，水的离子积常数=氢离子与氢氧根浓度的乘积，溶液的pH为2，故由水电离出来的c(H＋)=1×10-10mol/L，选项B正确； C．温度不变时，Kw不变，加水稀释c(H＋)减小，Kw= c(H＋)×c(OH-)，所以c(OH-)增大，选项C错误； D．NaHSO4的电离生成氢离子，对水的电离起抑制作用，水的电离程度减小，选项D正确； 答案选ABD。 13．233 12 【分析】两种溶液恰好完全反应方程式为：Ba(OH)2+ 2NaHSO4=BaSO4↓+2H2O； 根据题给信息：n(Ba(OH)2)=0.002mol，n(NaHSO4)=0.001mol，结合反应关系可知，氢氧化钡过量，硫酸氢钠完全反应，所以n(BaSO4)=n(NaHSO4)，从而计算出m(BaSO4)； 根据反应关系可知，硫酸氢钠完全反应，反应后溶液显碱性：n(OH-)=2n[Ba(OH)2]- n(NaHSO4)，从而计算出 c(OH-)，求出c(H+)，计算出反应后溶液的PH值。 解析：两种溶液恰好完全反应方程式为：Ba(OH)2+ 2NaHSO4=BaSO4↓+2H2O；已知n[Ba(OH)2]=0.2×0.01=0.002mol ，n(NaHSO4)=0.1×0.01=0.001mol， 根据反应关系可知，氢氧化钡过量，硫酸氢钠完全反应，所以n(BaSO4)=n(NaHSO4)=0.001mol，m(BaSO4)=0.001×233=0.233g； 根据反应关系可知，硫酸氢钠完全反应，氢氧化钡过量，反应后溶液显碱性，所以n(OH-)=2n[Ba(OH)2]- n(NaHSO4)=0.002×2-0.001×1=0.003mol，c(OH-)=0.003/(200+100) ×10-3=0.01mol/L，所以c(H+)=10-12 mol/L，反应后溶液的PH值为12； 综上所述，故为：0.233，12。 14．(1) 错误 相当于将原溶液稀释 (2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；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OH－浓度减小程度，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，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1硫酸溶液 解析：(1)用pH试纸测量溶液时，pH试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。 (2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；若溶液呈酸性或碱性，稀释必然会造成测量数据错误，若溶液呈中性，则对结果无影响。 (3)NH3·H2O是弱电解质，加水稀释时，促进它的电离，故对OH－浓度相等的氢氧化钠和氨水溶液来说，加水稀释相同倍数，氨水的pH减小程度小些，误差小些，原因为稀释过程中，NH3·H2O继续电离出OH－，减弱了因稀释OH－浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大。 (4)分别测定这两种硫酸溶液的pH，pH较小的是浓度较大的硫酸溶液，pH较大的是浓度较小的硫酸溶液，用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 mol·L－1硫酸溶液。 学科网（北京）股份有限公司 $$