3.2 第1课时 水的电离溶液的酸碱性与pH-【新课程能力培养】2024-2025学年高中化学选择性必修1同步练习（人教版）

第三章 水溶液中的离子反应与平衡 练 知识点 １ 水的电离和水的离子积 1. 《科学 》 杂志评出的 “十大科技突破 ” 中， “在火星上 ‘找’ 到水的影子” 名 列第一。 下列关于水的说法中正确的是 （ ） A. 水的离子积仅适用于纯水 B. 水的电离和电解都需要电 C. 升高温度一定使水的离子积增大 D. 加入电解质一定会破坏水的电离平衡 2. 能影响水的电离平衡， 并使溶液中的 c （ H + ） >c （ OH - ）的操作是 （ ） A. 向水中投入一小块金属钠 B. 将水加热煮沸 C. 向水中通入二氧化碳气体 D. 向水中加食盐晶体 3. 水的电离过程为 H 2 O H + +OH - ， 在不同 温度下其离子积为 K w （ 25 ℃ ） ＝1×10 -14 ， K w （ 35 ℃ ） ＝2.1×10 -14 。 则下列叙述中， 正 确的是 （ ） A. c （ H + ）随温度升高而降低 B. 在 35 ℃ 时， c （ H + ） >c （ OH - ） C. 水的电离是一个吸热过程 D. 水的电离程度 25 ℃>35 ℃ 知识点 2 溶液酸碱性 （ pH ） 检测方法 的解析 4. 用 pH 试纸测定某无色溶液的 pH 时， 规 范的操作是 （ ） A. 把 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 5. 下列溶液 pH 一定小于 7 的是 （ ） A. 等体积的盐酸与氨水的混合液 B. 水电离出的 c （ OH - ） ＝1×10 -10 mol/L 的 溶液 C. 80 ℃ 时的氯化钠溶液 D. c （ H + ） ＝1×10 -3 mol/L 的酸与 c （ OH - ） ＝1× 10 -3 mol/L 的碱等体积混合液 6. 下列有关 pH 变化的判断中 ， 正确的是 （ ） A. 随着温度升高， 纯水的 pH 不变 B. 随着温度升高， 纯水的 pH 增大 C. 新制氯水经光照一段时间后， pH 减小 第二节 水的电离和溶液的 pH 第 1课时 水的电离 溶液的酸碱性与 pH 基 础 练 习 57 练 高中化学选择性必修 1 （人教版） 1. 25 ℃ 的下列溶液中， 碱性最强的是 （ ） A. pH＝11 的溶液 B. c （ OH - ） ＝0.12 mol · L -1 C. 1 L 中含有 4 g NaOH 的溶液 D. c （ H + ） ＝1×10 -10 mol · L -1 的溶液 2. 25 ℃ 时， 在 0.01 mol · L -1 的硫酸溶液中， 水电离出的 H + 浓度是 （ ） A. 5×10 -13 mol · L -1 B. 0.02 mol · L -1 C. 1×10 -7 mol · L -1 D. 1×10 -12 mol · L -1 3. 能表示人体喝水时， 胃液 pH 变化的图像 是 （ ） 4. 下列关于溶液的酸碱性， 说法正确的是 （ ） A. pH＝7 的溶液显中性 B. 中性溶液中一定有 c （ H + ） ＝1.0×10 -7 mol · L -1 C. c （ H + ） ＝c （ OH - ）的溶液显中性 D. 在 100 ℃ 时 ， 纯水的 pH<7 ， 因此显 酸性 5. 25 ℃ 时纯水的电离度为 α 1 ， pH＝2 的醋酸 D. 氢氧化钠溶液久置于空气中， pH 增大 7. 下列叙述正确的是 （ ） A. 某温度下 ， 蒸馏水中的 c （ H + ） ＝2.0× 10 -7 mol · L -1 ， 则该温度一定高于 25 ℃ B. 25 ℃ 时 ， 某液体中由水电离产生的 c （ H + ）和 c （ OH - ）的乘积为 1×10 -14 mol 2 · L -2 ， 该液体一定为纯水 C. 25 ℃ 时， 向水中加入氢氧化钠固体， 水的电离平衡逆向移动， 水的离子积 减小 D. 25 ℃ 时， 0.1 mol · L -1 的盐酸与 0.1 mol · L -1 的 NaOH 溶液中 ， 水的电离程度 不同 8. 有一学生甲测某溶液的 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。 学生乙对学生甲 的操作的评价： 操作错误， 测定结果一定 有误差； 学生丙对学生甲操作的评价： 操 作错误， 但测定结果不一定有误差。 （ 1 ） 你支持 （填 “乙” 或 “丙”） 同学的观点， 原因是 。 （ 2 ） 若用此法分别测定 c （ H + ）相等的盐酸 和醋酸溶液的 pH ， 误差较大的是 溶液， 原因是 。 （ 3 ） 只从下列试剂中选择实验所需的物 品， （填 “能” 或 “不能”） 区分 0.05 mol · L -1 的硫酸和 0.0005 mol · L -1 的硫酸。 若能， 简述操作过 程： 。 A. 紫色石蕊溶液 B. 蒸馏水 C. BaCl 2 溶液 D. pH 试纸 7 pH O V （ H 2 O ） 7 pH O V （ H 2 O ） 7 pH O V （ H 2 O ） 7 pH O V （ H 2 O ） CBA D 提 升 练 习 58 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 练 溶液中水的电离度为 α 2 ， pH＝12 的氢氧化 钠溶液中水的电离度为 α 3 。 若将上述醋酸 与氢氧化钠溶液等体积混合， 所得溶液中 水的电离度为 α 4 。 下列关系式中正确的是 （ ） A. α 2 ＝α 3 <α 4 <α 1 B. α 3 ＝α 2 <α 1 <α 4 C. α 2 <α 3 <α 1 <α 4 D. α 1 <α 2 <α 3 <α 4 6. 某温度下， 相同 pH 的 盐酸和醋酸溶液分别加 水稀释 ， pH 随溶液体 积变化的曲线如图所 示。 据图判断正确的是 （ ） A. Ⅱ 为盐酸稀释时的 pH 变化曲线 B. b 点溶液的导电性比 c 点溶液的导电 性强 C. a 点 K w 的数值比 c 点 K w 的数值大 D. b 点酸溶液的总浓度大于 a 点酸溶液的 总浓度 7. 水的电离平衡曲 线如图所示 。 下 列说法正确的是 （ ） 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 K w 数值大小关系为 b> c>d D. 在 b 点对应温度下， 0.5 mol/L 的 H 2 SO 4 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 8. 25 ℃ 时， K w ＝1.0×10 -14 ； 100 ℃ 时， K w ＝1× 10 -12 ， 下列说法正确的是 （ ） A. 100 ℃ 时， pH＝10 的 NaOH 溶液和 pH＝ 2 的 H 2 SO 4 恰好中和， 所得溶液的 pH＝7 B. 25 ℃ 时， 0.2 mol · L -1 Ba （ OH ） 2 溶液和 0.2 mol · L -1 HCl 等体积混合， 所得溶 液的 pH＝7 C. 25 ℃ 时 ， 0.2 mol · L -1 NaOH 溶液与 0.2 mol · L -1 CH 3 COOH 恰好中和， 所得 溶液的 pH＝7 D. 25 ℃ 时 ， pH＝12 的氨水和 pH＝2 的 H 2 SO 4 等体积混合， 所得溶液的 pH>7 9. 在某温度下的水溶液 中， c （ H + ） ＝10 x mol/L ， c （ OH - ） ＝10 y mol/L ， x 与 y 的关系如图所 示： （ 1 ） 该温度下， 水的 离子积为 。 （ 2 ） 该温度下， 0.01 mol/L NaOH 溶液中 c （ H + ）为 。 0 b a c Ⅰ Ⅱ pH 溶液体积 第 6 题图 a c b d 10 -6 10 -7 10 -7 O 10 -6 c （ H + ）（ mol/L ） c （ OH - ）（ mol/L ） 第 7 题图 0 -5 -10 -15 -10 -5 0 x y 第 9 题图 59 参考答案与解析 第二节 水的电离和溶液的 pH 第 1 课时 水的电离 溶液的酸碱性与 pH 基础练习 1. C 【解析】 水的离子积适用于稀的电解质水溶液 及纯水， A 错误； 水的电离不需要电， B 错误； 水的电 离是吸热过程， 温度升高， 促进水的电离， 水的离子积 增大， C 正确； 不是所有的电解质都能破坏水的电离平 衡， 如 NaCl ， D 错误。 2. C 【解析】 影响水的电离平衡可以运用平衡移动 原理进行分析， c （ H + ） >c （ OH - ）表示溶液呈酸性。 3. C 【解析】 由于 K w （ 35 ℃ ） >K w （ 25 ℃ ）， 说明升 高温度能促进水的电离， 即水的电离是一个吸热过程， 且水的电离程度在 35 ℃ 时大于 25 ℃ 时的， 因此 35 ℃ 的 c （ H + ）大。 另外由水的电离方程式可知， 无论什么温度， 水自身电离产生的 c （ H + ）和 c （ OH - ）总是相等的。 4. 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. C 【解析】 A 项， 没有给出盐酸和氨水的物质的 量浓度， 无法确定其 pH 的大小； B 项， 溶液既可以是 酸性溶液也可以是碱性溶液； C 项， 80 ℃ 时， 水的 K w 大于 1×10 -14 ， c （ H + ） >10 -7 mol/L ， 故 pH 一定小于 7 ； D 项， 没有给定酸和碱的强弱 ， 混合后溶液的 pH 无法 确定。 6. C 【解析】 A 、 B 项， 温度升高， 促进水的电离 （ H 2 O H + +OH - ）， c （ H + ）变大， pH 变小， 错误； C 项， 氯水经光照， 促进 HClO 的分解 （ 2HClO 光照 2HCl+O 2 ↑ ） 及 Cl 2 与水的反应 （ Cl 2 +H 2 O HCl+HClO ）， c （ H + ）变大， pH 减小， 正确； D 项， NaOH 溶液久置于空气中转化为 Na 2 CO 3 溶液 （ 2NaOH+CO 2 Na 2 CO 3 +H 2 O ）， c （ OH - ）减 小， pH 减小， 错误。 7. A 【解析】 常温下， 蒸馏水中的 c （ H + ） ＝10 -7 mol/L ， 现在某温度下 c （ H + ） >10 -7 mol/L ， 所以温度高于 25 ℃ ， 故 A 正确； 25 ℃ 时， 在中性溶液中都有 c （ H + ）· c （ OH - ） ＝ 10 -14 mol 2 · L -2 ， 故 B 错误； 水的离子积只受温度影响， 加入 NaOH 后， K w 不变， 故 C 错误； 0.1 mol/L 的 HCl 和 0.1 mol/L NaOH 溶液中 c （ H + ） ＝c （ OH - ） ＝0.1 mol/L ， 对水电离的抑制能力相同， 水的电离程度相同， 故 D 错误。 8. （ 1 ） 丙 当溶液呈中性时， 则不产生误差； 否则 将产生误差 （ 2 ） 盐酸 在稀释过程中醋酸继续电离 产生 H + ， 使得溶液中 c （ H + ） 较盐酸溶液中 c （ H + ）大， 误 差较小 （ 3 ） 能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两 张 pH 试纸上， 与标准比色卡比较其 pH ， pH 较大的为 0.0005 mol · L -1 的硫酸 提升练习 1. B 【解析】 常温下， 可以根据 pH 或 c （ H + ）比较溶 液的酸碱性， 同样也可以根据 c （ OH - ）的大小来比较。 A 、 C 、 D 三个选项中溶液的 c （ OH - ）依次为 1×10 -3 mol · L -1 、 0.1 mol · L -1 、 1×10 -4 mol · L -1 ， 所以 B 中溶液的 c （ OH - ）最 大， 碱性最强。 2. A 【解析】 H 2 SO 4 电离出的 c （ H + ） ＝0.02 mol · L -1 ， 由 K w ＝1.0×10 -14 可知 c （ OH - ） ＝5×10 -13 mol · L -1 ， OH - 是由 水电离产生的 ， 则水电离产生的 c （ H + ） ＝c （ OH - ） ＝5× 10 -13 mol · L -1 。 3. A 【解析 】 胃酸呈酸性 ， 喝水稀释 ， 但不会为 碱性。 4. C 【解析】 A 中运用 pH 判断溶液的酸碱性时， 用 到了水的离子积常数， 它与温度有关， 但 A 未给出温 度， 所以错误； 在中性溶液中， c （ H + ）和 c （ OH - ）一定相 等， 但并不一定 c （ H + ） ＝c （ OH - ） ＝1.0×10 -7 mol · L -1 ， 所 以 B 错误， C 正确； 100 ℃ 的纯水中， 虽然 pH<7 ， 但 c （ H + ） ＝c （ OH - ）， 还是中性， 所以 D 错误。 5. A 【解析】 水为极弱的电解质， 存在电离平衡， 酸、 碱抑制水的电离， 而加入能消耗 H + 或 OH - 的物质能 促进水的电离， 等浓度的 H + 和 OH - 对水的抑制作用相 同， 所以 α 2 ＝α 3 <α 1 ； 而醋酸与 NaOH 等体积混合后， 所 得溶液为醋酸、 醋酸钠的混合溶液， 溶液呈酸性， 对水 的电离起抑制作用， 但较原醋酸对水的电离的抑制作用 弱， 所以 α 2 ＝α 3 <α 4 <α 1 ， A 正确。 6. B 【解析】 盐酸是强酸， 醋酸是弱酸， 根据弱电 解质电离的特点， 盐酸加水稀释比醋酸溶液加水稀释的 pH 增大的程度较大， 故 Ⅰ 是盐酸的， Ⅱ 是醋酸溶液的， A 错误； b 点溶液中的离子浓度大于 c 点， 故 b 点溶液 的导电性强， B 正确； 温度相同时， K w 值相同， C 错 误； pH 相同时， 醋酸溶液的浓度大， 稀释相同倍数后 仍是醋酸溶液的浓度大， 因此 b 点酸溶液的浓度小于 a 点酸溶液的浓度， D 错误。 7. 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 K w 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 错误； a 点和 c 点的 c （ OH - ）相等， 若纯水仅 升高温度， c （ OH - ）与 c （ H + ）都增大， B 错误； b 点的 K w ＝ 1×10 -12 ， 0.5 mol/L 的 H 2 SO 4 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 21 高中化学选择性必修 1 （人教版） 错误。 8. D 【解析 】 100 ℃ 时 ， NaOH 和 H 2 SO 4 恰好中 和时， pH＝6 ， A 错误； 25 ℃ 时， c （ OH － ） ＝0.4 mol · L －1 ， c （ H ＋ ） ＝0.2 mol · L －1 ， 等体积混合后 pH 大于 7 ， B 错误； 由于 CH 3 COO － 的水解 pH 大于 7 ， C 错误 ； 氨水过量 ， pH>7 ， D 正确。 9. （ 1 ） 1×10 -15 （ 2 ） 10 -13 mol/L 【解析】 （ 1 ） 选取图像中的一点 ， 如当 x＝-5 时 ， y＝-10 时 ， 水的 K w ＝10 -5 · 10 -10 ＝10 -15 。 （ 2 ） 0.01 mol/L NaOH 溶液中 c （ OH - ） ＝10 -2 mol/L ， c （ H + ） ＝ K w c （ OH - ） ＝ 10 -15 10 -2 ＝ 10 -13 mol/L 。 第 2 课时 溶液 pH 的计算 基础练习 1. A 【解析】 0.01 mol · L -1 NaOH 溶液的 c （ OH - ） ＝ 1.0×10 -2 mol · L -1 ， c （ H + ） ＝ K w c （ OH - ） ＝ 1.0×10 -12 1.0×10 -2 mol · L -1 ＝1.0× 10 -10 mol · L -1 ， pH＝-lg c （ H + ） ＝10 。 2. A 【解析】 常温下 K w ＝c （ H + ）· c （ OH - ） ＝1×10 -14 ， 由 各溶液的 pH＝-lg c （ H + ）， 不难求出 c （ OH - ）。 3. D 【解 析 】 可 设 碱 与 酸 的 体 积 分 别 为 V 碱 和 V 酸 ， 由 题 意 可 知 ， 混 合 后 碱 过 量 ， 可 列 等 式 ： 10 - （ 14-13 ） · V 碱 -10 -2 · V 酸 V 酸 +V 碱 ＝10 - （ 14-11 ） ， 解得 V 碱 ∶V 酸 ＝1 ∶ 9 。 4. C 【解析】 pH 相同的弱酸或弱碱的物质的量浓度 比强酸或强碱的大。 pH＝3 的盐酸、 醋酸、 硫酸的 c （ H + ） 均为 10 -3 mol · L -1 ； 同理 pH＝11 的 Ba （ OH ） 2 溶液、 氨水 中 c （ OH - ）均为 10 -3 mol · L -1 。 显然等体积 pH＝3 的 HCl 或 H 2 SO 4 与 pH＝11 的氨水混合时 ， 氨水过量 ， pH>7 ； 等体积的 pH＝3 的 HCl 与 pH＝11 的 Ba （ OH ） 2 混合时 ， pH＝7 ； 等体积 pH＝3 的醋酸和 pH＝11 的 Ba （ OH ） 2 混合 时醋酸过量， pH<7 。 5. A 【解析】 加水稀释为原溶液体积的 10 倍， 强酸 的 pH 正好增大 1 个单位。 6. C 【解析】 A 项， CH 3 COOH 是弱酸， 在稀释过程 中电离程度增大， 稀释 100 倍后， 3<pH<5 ； B 项， pH＝ 4 的 H 2 SO 4 溶液稀释 100 倍时 ， 溶液中的 c （ H + ） ＝1.0× 10 -6 mol · L -1 ， 溶液中的 c （ OH - ） ＝ 1.0×10 -14 1.0×10 -6 mol · L -1 ＝1.0× 10 -8 mol · L -1 ， 水电离的 c （ OH - ） ＝1.0×10 -8 mol · L -1 ， 由水 电离的 c （ OH - ）与水电离的 c （ H + ）相等； C 项， 0.1 mol · L -1 Ba （ OH 2 ）溶液稀释到 2 L 时 ， c （ OH - ） ＝ 0.2 2 mol · L -1 ＝ 0.1 mol · L -1 ， c （ H + ） ＝1.0×10 -13 mol · L -1 ， pH＝13 ； D 项 ， NaOH 溶液是碱溶液， 无论怎么稀释， pH 在常温下不可 能成为 6 ， 只能无限接近于 7 。 7. D 【解析】 因为 pH＝11 的 X 、 Y 两种碱溶液稀释 100 倍时， pH ： Y>X ， 所以物质的量浓度： c （ Y ） >c （ X ）， 稀释后碱性： Y>X ， 故 A 、 B 均错误； 因为 c （ Y ） >c （ X ） 且 V （ Y ） ＝V （ X ）， 故 n （ Y ） >n （ X ）， 所以消耗同浓度的盐 酸时， Y 消耗得多， C 错误； 若 9<a<11 ， 说明稀释 100 倍时， X 、 Y 的 pH 均减小不到 2 个单位， 故 X 、 Y 都是 弱碱， D 正确。 8. （ 1 ） 2.3 （ 2 ） 9.7 （ 3 ） 6 （ 4 ） 12 （ 5 ） 0.05 mol · L -1 【解析】 （ 1 ） pH＝2 的 HCl 中， c （ H + ） ＝10 -2 mol · L -1 ， pH＝4 的 H 2 SO 4 中， c （ H + ） ＝10 -4 mol · L -1 ， 两者等体积混 合后 ， c （ H + ） ＝ 10 -2 +10 -4 2 mol · L -1 ≈0.005 mol · L -1 ， pH＝ -lgc （ H + ） ＝2.3 。 （ 2 ） pH＝8 ， c （ OH - ） ＝10 -6 mol · L -1 ， pH＝ 10 ， c （ OH - ） ＝10 -4 mol · L -1 ， 两者等体积混合后， c （ OH - ） ＝ 10 -6 +10 -4 2 mol · L -1 ≈ 10 -4 2 mol · L -1 ， c （ H + ） ＝2×10 -10 mol · L -1 ， pH＝9.7 。 （ 3 ） pH＝5 的盐酸溶液中， c （ H + ） ＝10 -5 mol · L -1 ， pH＝9 的 NaOH 溶液中， c （ OH - ） ＝10 -5 mol · L -1 ， 两者以体积 比 11∶9 混合， 盐酸过量， c （ H + ） ＝ 10 -5 ×11V-10 -5 ×9V 11V+9V mol · L -1 ＝ 1×10 -6 mol · L -1 ， pH＝-lgc （ H + ） ＝6 。 （ 4 ） 两者混合后 ， c （ OH - ） ＝ 0.1 L×0.02 mol · L -1 ×2-0.1 L×0.02 mol · L -1 0.2 L ＝ 0.01 mol · L -1 ， pH＝12 。 （ 5 ） 混合溶液的 pH＝12 ， 说明反 应的 NaOH 过量 ， 设原溶液的浓度为 c ， 则 3c-2c 3+2 ＝ 0.01 mol · L -1 ， c＝0.05 mol · L -1 。 提升练习 1. B 【解析】 柠檬水 pH＝4 ， c （ OH - ） ＝1×10 -10 mol · L -1 ， 苹果醋 pH＝5 ， c （ OH - ） ＝1×10 -9 mol · L -1 ， 则二者 c （ OH - ） 之比为 1 ∶ 10 ， B 正确。 2. D 【解析】 A 项中因为是纯水， 不管其 pH 为多 少都呈中性； B 项中盐酸是强酸， 所以每稀释 10 倍 pH 增大 1 ， 故 pH＝4 ； C 项中将 0.2 mol · L -1 的醋酸， 与等体 积水混合后， 溶液的浓度变为 0.1 mol · L -1 ， 但由于醋酸 是弱酸， 所以 pH 大于 1 ； D 项中盐酸与氢氧化钠恰好 完全反应， 所以呈中性。 3. D 【解析 】 因为甲溶液的 pH 是乙溶液的 2 倍 ， 若设甲溶液的 pH＝2a ， 则乙溶液的 pH＝a ， c 甲 （ H + ） c 乙 （ H + ） ＝ 10 -2a 10 -a ＝10 -a 。 由于 a 值不确定， 所以甲、 乙两溶液中 c （ H + ）比 值不能确定。 4. D 【解析】 A 项， 醋酸为弱酸， pH＝3 的醋酸溶 22