第3章 第2节 第1课时 水的电离　溶液的酸碱性与pH（Word练习）-【精讲精练】2024-2025学年高中化学选择性必修第一册（人教版2019）

[基础训练] 1．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1.0×10－12mol·L－1 C．由水电离出的c(H＋)都是0.01 mol·L－1 D．两者都促进了水的电离 解析　A　0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)是0.01 mol·L－1,0.01 mol·L－1的盐酸中c(H＋)是0.01 mol·L－1，二者均抑制水的电离，且抑制程度相同，故A正确，D错误；在相同温度下，温度未知，Kw未知，无法计算由水电离的c(H＋)，故B、C错误。 2．(2024·四川凉山宁南中学高二模拟)25 ℃时，在等体积的下列溶液中，①5 mol/L的NaOH溶液；②1 mol/L的Na2SO4溶液；③pH＝1的HCl溶液，由水电离出的H＋物质的量由大到小的顺序为(　　) A．②①③ B．①②③ C．②③① D．③①② 解析　C　①5 mol/L的NaOH溶液c(OH－)＝5 mol/L，由水电离出的氢离子浓度为c(H＋)＝＝＝2×10－15 mol/L；②Na2SO4溶液c水(H＋)＝c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol/L；③pH＝1的HCl溶液c(H＋)＝0.1 mol/L，水电离出的c(H＋)为c水(H＋)＝c水(OH－)＝＝＝10－13 mol/L；c水(H＋)由大到小顺序为②③①，故选C。 3．下列溶液一定呈中性的是(　　) A．pH＝7的溶液 B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液 C．由等物质的量的强酸、强碱反应得到的溶液 D．非电解质溶于水得到的溶液 解析　B　溶液呈中性的标志是c(H＋)＝c(OH－)溶液。pH＝7时，只说明c(H＋)＝10－7 mol·L－1，当温度升高时，中性溶液中的c(H＋)>10－7 mol·L－1，即pH<7；等物质的量的强酸与强碱，由于它们所含的H＋和OH－的物质的量未知，因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性。非电解质只是它本身不能直接电离产生离子，当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质，使溶液呈酸性或碱性，如SO2溶于水生成H2SO3，溶液呈酸性，NH3溶于水生成NH3·H2O，溶液呈碱性。 4．(2021·山东高二检测)如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断正确的是(　　) A．各点的温度高低顺序：Z>Y>X B．M区域内任意点都是碱溶于水所得的溶液 C．常温下，向纯水中加入少量金属Na，可使X点溶液变为Y点溶液 D．XZ线上的任意点一定表示的是纯水 解析　C　A项，由图可知，两条曲线是反比例曲线，曲线上的横纵坐标c(H＋)·c(OH－)为一定值，所以X和Y点的温度相同，错误；B项，由图看出M区域内c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性，但不一定是碱溶液，也可能是Na2CO3等溶于水所得的碱性溶液，错误；C项，常温下，向纯水中加入少量金属Na，消耗水电离出的H＋，促进了水的电离，使水中的c(OH－)>c(H＋)，可使X点溶液变为Y点，正确；D项，pH＝－lg c(H＋)，XZ线上任意点的c(H＋)＝c(OH－)，且从X到Z，H＋和OH－在同等程度升高，所以此时肯定是中性溶液，但不一定是纯水，也可能是NaCl等盐溶于水所得的中性溶液，错误。 5．在由水电离出的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是(　　) A．K＋、Fe2＋、SO、MnO B．Na＋、Cl－、NO、SO C．Al3＋、NH、Cl－、SO D．Na＋、AlO、Br－、Cl－ 解析　B　由水电离出的c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1的溶液中，水的电离受到了抑制，该溶液可能呈酸性也可能呈碱性。在酸性溶液中，MnO能氧化Fe2＋和SO，H＋与AlO不能共存；在碱性溶液中，Fe2＋、Al3＋及NH与OH－不能共存，故A、C、D项不符合题意。 6．用pH试纸测定溶液的pH，下列叙述正确的是(　　) A．测得某浓度的NaClO溶液的pH为10 B．常温下测得HCl溶液pH约为4.1 C．用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是盐酸 D．在试管内放入少量溶液并煮沸，把pH试纸放在管口观察其颜色并与标准比色卡比较 解析　C　 NaClO溶液具有漂白性，会将pH试纸漂白，故不能用pH试纸测定其pH，故A错误；广泛的pH试纸测定的溶液的pH的数值为整数，故B错误；稀释时，醋酸还会继续电离出氢离子，故稀释pH相同的盐酸和醋酸溶液时，醋酸的氢离子浓度变化小，pH变化小，故用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是盐酸，故C正确；在试管内放入少量溶液并煮沸，把pH试纸放在管口，无法测定溶液的pH，故D错误。 7．为更合理地表示溶液的酸碱性，科学家提出“酸度”(用AG表示)概念，AG＝lg。下列叙述正确的是(　　) ①任何温度下，纯水的AG等于0　②溶液的AG越小，酸性越强　③25 ℃时，0.1 mol·L－1盐酸的AG＝12　④25 ℃时，某溶液的AG＝－10，其pH＝10 A．①③ B．②④ C．①② D．③④ 解析　A　任何温度下，纯水中c(H＋)＝c(OH－)，故AG＝0；酸性越强，H＋浓度越大，OH－浓度越小，AG越大；0.1 mol·L－1盐酸中，c(OH－)＝10－13 mol·L－1，AG＝12；lg＝－10，c(OH－)＝1010c(H＋)，由c(H＋)·c(OH－)＝10－14得，c(H＋)＝10－12 mol·L－1，pH＝12。 8．下表是常温下几种常见弱酸的电离平衡常数，回答下列问题： 弱酸 电离平衡常数K CH3COOH K＝1.6×10－5 H2C2O4 K1＝5.9×10－2 　K2＝6.4×10－5 H2CO3 K1＝4.4×10－7　K2＝5.6×10－11 H2S K1＝9.1×10－8　K2＝1.1×10－15 (1)某温度下，纯水中的 c(H＋)＝2.0×10－7mol/L，则 c(OH－)为______________mol/L；此时温度________(填“大于”“小于”或“等于”)25 ℃，若温度不变，滴入稀硫酸使 c(H＋)＝8.0×10－6mol/L，则由水电离出的 c(H＋)为____________mol/L。 (2)下列四种离子结合H＋能力最强的是______(填字母)。 A．HCO　　　　　　 B．C2O C．S2－ D．CH3COO－ (3)该温度下1.0 mol·L－1的CH3COOH溶液中的c(H＋)＝______________mol·L－1。 (4)常温下，加水稀释0.1 mol·L－1的H2C2O4溶液，下列说法正确的是____________(填字母)。 A．溶液中n(H＋)×n(OH－)保持不变 B．溶液中水电离的c(H＋)×c(OH－)保持不变 C．溶液中c(HC2O)/c(H2C2O4)保持不变 D．溶液中c(OH－)增大 解析　(1)水电离产生的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，某温度下，纯水中的c(H＋)＝2.0×10－7mol/L，则此时溶液中 c(OH－)＝2.0×10－7mol/L；Kw＝c(OH－)×c(H＋)＝2.0×10－7mol/L×2.0×10－7mol/L＝4.0×10－14 mol2·L－2；而常温下，Kw＝1.0×10－14 mol2·L－2，所以此时温度大于25 ℃；根据Kw＝c(OH－)×c(H＋)可知，c(OH－)＝＝5.0×10－9 mol/L，所以水电离出的 c(H＋)为5.0×10－9 mol/L。(2)根据表中数据，酸性：HC2O>CH3COOH >H2CO3 >HS－，酸的酸性越弱，对应的酸根离子结合氢离子能力越强，所以结合氢离子能力最强的是硫离子，C正确；(3) CH3COOH的电离平衡常数：K＝1.6×10－5；设达到电离平衡时，c(H＋)＝x mol·L－1，则c(CH3COO－)≈c(H＋)，c(CH3COOH) ≈1.0 mol·L－1，根据K＝ 可知，x2＝1×1.6×10－5，x＝4.0×10－3 mol/L；(4)常温下，加水稀释，Kw＝c(OH－)×c(H＋)保持不变，n(H＋)×n(OH－)＝ c(H＋)×V×c(OH－)×V＝ c(H＋)c(OH－)×V2，稀释后溶液的体积变大，该数值变大，故A错误；酸抑制水电离，加水稀释后，c(H＋)减小，对水的电离抑制程度减小，所以水的电离程度增大，溶液中水电离的c(H＋)×c(OH－)增大，故B错误；加水稀释后，c(H＋)减小，但是平衡常数不变，所以＝，该值变大，故C错误；加水稀释后，c(H＋)减小，Kw＝c(OH－)×c(H＋)保持不变，所以溶液中c(OH－)增大，故D正确。 答案　 (1)2.0×10－7　大于　5.0×10－9　(2)C　(3)4.0×10－3　(4)D [能力提升] 9．部分弱酸的电离平衡常数如下表： 弱酸 HCOOH HCN H2CO3 电离平衡常数(25 ℃) Ka＝1.77×10－4 Ka＝4.9×10－10 Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝5.6×10－11 下列选项错误的是(　　) A．2CN－＋H2O＋CO2===2HCN＋CO B．2HCOOH＋CO===2HCOO－＋H2O＋CO2↑ C．由数据可知酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCO D．25 ℃时，在等浓度的CH3COOH溶液和HCN溶液中，水的电离程度后者大 解析　A　A项，Ka1(H2CO3)>Ka(HCN)>Ka2(H2CO3)，故HCN可与CO发生反应生成CN－和HCO，因此向含CN－的溶液中通入CO2发生反应为CN－＋H2O＋CO2===HCN＋HCO，错误；B项，利用甲酸与碳酸的电离平衡常数可知酸性：HCOOH>H2CO3，则HCOOH可与碳酸盐作用生成甲酸盐、CO2和H2O，正确；C项，酸性：HCOOH>H2CO3>HCN>HCO，正确；D项，相同温度下，等浓度的CH3COOH溶液与HCN溶液中，醋酸中c(H＋)大，对水的抑制程度大，即HCN溶液中水的电离程度大，正确。 10．已知水的电离平衡曲线如图所示，且pOH＝－lg c(OH－)，下列说法错误的是(　　) A．各点对应的水的离子积：Kw(f)＞Kw(e)＝Kw(d) B．加热f点纯水，其组成由f点沿fd直线向d方向迁移 C．恒温条件下，向c点纯水中通入少量HCl，其组成由c点沿cde曲线向e点移动 D．fd直线上各点对应的水溶液(或纯水)一定显中性 解析　B　pOH＝－lg c(OH－)、pH＝－lg c(H＋)，所以pOH、pH越大，c(OH－)、c(H＋)越小。水的电离吸热，温度越高，Kw越大，pOH、pH越小，所以温度T>20 ℃，即Kw(f)>Kw(d)，同时Kw只与温度有关，d、e点在等温线上，所以Kw(f)>Kw(e)＝Kw(d)，A正确；由于水的电离吸热，加热f点纯水，其组成由f点沿Of直线向O方向迁移，B错误；恒温条件下，向c点纯水中通入少量HCl，溶液酸性增强，pH减小，所以pOH增大，其组成由c点沿cde曲线向e点移动，C正确；fd直线上各点对应的水溶液(或纯水)中均有pH＝pOH，即c(OH－)＝c(H＋)，所以fd直线上各点对应的水溶液(或纯水)均呈中性，D正确。 11．25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)为1×10－10 mol/L，下列说法正确的是(　　) A．该溶液可能呈中性 B．NH、Na＋、Cl－、HCO在该溶液中一定能大量共存 C．该溶液的pH一定为4 D．该溶液中水的电离受到抑制 解析　D　25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)为1×10－10mol/L＜1×10－7 mol/L，说明水的电离受到了抑制，该溶液可能呈酸性，也可能显碱性，而不可能显中性，A错误；在酸性溶液中含有大量H＋，H＋与HCO不能大量共存；在碱性溶液中含有大量OH－，OH－与NH、HCO不能大量共存，B错误；若溶液显酸性，溶液中c(H＋)＝1×10－4 mol/L，溶液pH＝4；若溶液显碱性，则溶液中H＋完全由H2O电离产生，溶液c(H＋)溶液＝c(H＋)水＝1×10－10 mol/L，此时溶液pH＝10，C错误；由A分析知 D正确。 12．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1.0×10－14 mol2·L－2，B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是__________________________________________。 (2)下列说法正确的是________(填字母)。 a．图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＞D b．AB线上任意点的溶液均呈中性 c．B点溶液呈酸性 d．图中温度T1＞T2 (3)T2时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？________________________________________________________________________。 (4)T2时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)＝________________________________________________________________________。 答案　(1)1.0×10－12 mol2·L－2　水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大 (2)b (3)不能，加入盐酸，c(H＋)＞c(OH－)，所以体系不可能处于B点位置 (4)2×10－9 mol·L－1 13．t ℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－a mol·L－1，c(OH－)＝10－b mol·L－1，已知a＋b＝12，请回答下列问题： (1)该温度下水的离子积常数Kw＝________。 (2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为________，该NaOH溶液中由水电离出的c(OH－)为________。 (3)给该NaOH溶液加热，pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。 解析　(1)该温度下，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－a·10－b＝10－(a＋b)＝10－12。 (2)c(NaOH)＝c(OH－)＝10－b mol·L－1；该溶液中c(H＋)＝10－a mol·L－1，NaOH溶液中的H＋全部是由水电离产生的，c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－a mol·L－1。 (3)温度升高，促进水的电离，Kw变大，所以c(H＋)变大，pH变小。 答案　(1)10－12 mol2·L－2　(2)10－b mol·L－1　10－a mol·L－1　(3)变小 学科网（北京）股份有限公司 $$