3.3 水的离子积和溶液的pH 同步作业《化学（加工制造类）》高教版 同步教学

3.3 水的离子积和溶液的pH 同步作业 《化学（加工制造类）》高教版 同步教学 一、选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。每小题只有一个正确答案） 1.下列关于水的离子积常数（K）的说法，正确的是（ ） A. K随水的浓度变化而改变 B. 25℃时，K的数值为1×10 C. 酸性溶液中K会增大 D. 碱性溶液中K会减小 2.电镀工业中，需将镀液pH控制在特定范围，测定溶液pH最简便的方法是（ ） A. 酸碱指示剂 B. pH试纸 C. 酸度计 D. 滴定分析 3.25℃时，下列溶液中pH最小的是（ ） A. 纯水 B. 0.1mol/L盐酸 C. 0.1mol/L氯化钠溶液 D. 0.1mol/L氢氧化钠溶液 4.下列关于溶液pH与酸碱性关系的说法，正确的是（ ） A. pH=7的溶液一定是中性溶液 B. 酸性溶液的pH一定小于7 C. pH越大，溶液的碱性越强 D. 碱性溶液中H⁺浓度大于OH⁻浓度 5.工业废水处理中，需将酸性废水pH调节至中性再排放，下列试剂中适宜的是（ ） A. 稀硫酸 B. 氯化钠 C. 熟石灰 D. 硫酸铜 6.下列因素中，会导致水的离子积常数增大的是（ ） A. 加入酸 B. 加入碱 C. 升高温度 D. 加入氯化钠 7.25℃时，某溶液中OH⁻浓度为1×10mol/L，该溶液的pH为（ ） A. 5 B. 7 C. 9 D. 11 8.金属酸洗工艺中，若盐酸溶液浓度过高导致pH过低，可能产生的后果是（ ） A. 除锈不彻底 B. 金属基体被腐蚀 C. 酸洗速率减慢 D. 溶液易浑浊 9.下列关于pH试纸使用的说法，错误的是（ ） A. 使用前需将试纸湿润 B. 应将试纸放在玻璃片上检测 C. 读数时需在30秒内完成 D. 不能直接伸入溶液中检测 10.下列关于水的离子积与溶液pH在加工制造中应用的说法，正确的是（ ） A. 水泥养护时，需控制环境pH呈强酸性以加速硬化 B. 印染时，染液pH过高会导致染料褪色 C. 蓄电池维护中，硫酸电解液pH应保持在10左右 D. 食品加工中，中性溶液比酸性溶液更易滋生细菌 二、填空题（本大题共5小题，每空1分，共15分） 1.水是一种弱电解质，能微弱电离产生________和________，其电离方程式可表示为________；水的离子积常数K的表达式为________，25℃时K的值为________。 2.溶液的pH是用来表示溶液________的指标，其定义为________的负对数，表达式为________；pH的取值范围通常在________之间，pH越小，溶液的________越强。 3.25℃时，中性溶液的pH为________，此时溶液中H⁺浓度与OH⁻浓度的关系是________；酸性溶液的pH________7，H⁺浓度________OH⁻浓度；碱性溶液的pH________7，H⁺浓度________OH⁻浓度。 4.工业生产中调节溶液pH的常用方法有________、________和________；如用________调节酸性废水至中性，用________调节碱性镀液至适宜范围。 5.影响溶液pH的因素有________、________和________；如金属与酸反应时，随着反应进行，酸的浓度降低，溶液pH会________。 三、判断题（本大题共5小题，每小题2分，共10分。正确的打“√”，错误的打“×”） 1.水的离子积常数K只适用于纯水，不适用于稀溶液。（ ） 2.25℃时，pH=0的溶液是强酸性溶液，此时H⁺浓度为1mol/L。（ ） 3.将pH=1的盐酸稀释100倍后，溶液的pH变为3。（ ） 4.在碱性溶液中，不存在H⁺；在酸性溶液中，不存在OH⁻。（ ） 5.工业上用酸度计测定溶液pH，比pH试纸更精确。（ ） 四、命名题（本大题共4小题，每小题3分，共12分。根据要求完成命名或判断） 1.根据定义与功能命名：“用于表示溶液酸碱性强弱的指标，等于溶液中氢离子浓度的负对数”是________。 2.根据特性与应用命名：“一种简便的pH检测工具，遇不同酸碱性溶液会呈现不同颜色，可快速判断溶液酸碱性”是________。 3.判断下列描述是否正确：“水的离子积常数——随溶液酸碱性变化而改变，酸性溶液中K大于1×10”（ ）；若错误，请说明理由并改正：________。 4.根据功能与应用命名：“工业中用于精确测定溶液pH的仪器，精度高于pH试纸，常用于电镀液、废水等的pH监测”是________。 五、简答题（本大题共2小题，每小题8分，共16分） 1.结合加工制造类专业实际，简述水的离子积和溶液pH在三个工业场景（如电镀液调节、金属酸洗、废水处理）中的应用，分别说明pH控制要求、核心作用及选择调节试剂的依据。 2.某工厂在pH控制应用中出现以下问题：① 电镀车间的镀镍液pH持续升高，导致镀层粗糙；② 金属酸洗用的硫酸溶液pH下降过快，除锈效率不稳定；③ 废水处理后排放液pH仍呈强酸性。分析每个问题的原因，结合水的离子积与pH特性提出改进措施。 六、推断题（本大题共2小题，每小题8.5分，共17分） 1.某加工车间涉及三种溶液A、B、C，25℃时特性如下：① 溶液A：无色透明，滴加酚酞试液不变色，滴加石蕊试液呈红色，与锌反应产生气泡；② 溶液B：能使pH试纸呈深蓝色，与盐酸反应生成盐和水，常用于调节酸性废水；③ 溶液C：用pH试纸检测呈黄色，其H⁺浓度与OH⁻浓度相等，可作为电镀清洗用水。 请回答：（1）推断A、B、C的酸碱性及pH范围；（2）说明推断A、B、C的依据（结合pH特性与反应现象）；（3）写出溶液B调节酸性废水的核心原理及操作时的注意事项。 2.某工厂需选择一种试剂调节生产中产生的碱性废水，要求：① 调节后废水pH稳定在6-9之间，不引入有毒杂质；② 成本低，来源广泛，适合批量处理；③ 反应温和，避免产生大量热量。现有三种候选试剂：A. 稀硫酸；B. 熟石灰；C. 盐酸。 请回答：（1）选择最适合的试剂并说明理由，排除另外两种试剂的依据；（2）简述该试剂调节废水pH的操作要点；（3）若调节后废水pH仍偏高，分析原因及解决措施。 参考答案 一、选择题 1. B 2. B 3. B 4. C 5. C 6. C 7. C 8. B 9. A 10. B 二、填空题 1. H⁺；OH⁻；H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻；K = c(H⁺)·c(OH⁻)；1×10 2. 酸碱性强弱；氢离子浓度；pH = -lg c(H⁺)；0-14；酸性 3. 7；c(H⁺)=c(OH⁻)；<；>；>；< 4. 加酸；加碱；加缓冲物质；熟石灰；稀盐酸 5. 溶质性质；溶质浓度；温度；增大 三、判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. √ 四、命名题 1. 溶液的pH 2. pH试纸 3. ×；理由：水的离子积常数只与温度有关，与溶液酸碱性无关，25℃时任何稀溶液中K均为1×10；改正：水的离子积常数——只随温度变化而改变，25℃时酸性溶液中K等于1×10 4. 酸度计 五、简答题 1. （1）电镀液调节：pH控制要求——镀镍液pH通常为4.5-5.5（弱酸性）；核心作用：保证镀层均匀致密，防止金属离子水解沉淀；调节试剂选择依据：用稀硫酸调节过高pH，用氢氧化镍调节过低pH，避免引入杂质离子，确保镀液成分稳定。（2）金属酸洗：pH控制要求——盐酸酸洗液pH为1-2（强酸性）；核心作用：快速溶解铁锈且不腐蚀金属基体；调节试剂选择依据：酸洗过程中pH升高时补充浓盐酸，控制酸浓度，避免pH过高导致除锈效率下降。（3）废水处理：pH控制要求——排放废水pH需在6-9（中性范围）；核心作用：符合环保排放标准，避免污染水体；调节试剂选择依据：用熟石灰调节酸性废水，成本低且反应温和，不会使pH剧烈波动，适合批量处理。 2. （1）镀镍液pH升高：原因——镀液中OH⁻浓度增大，可能是阳极溶解不足或水中含碱性杂质；措施：定期检测镀液pH，用稀硫酸缓慢调节至适宜范围，过滤去除镀液中的沉淀，更换纯度合格的配制用水。（2）硫酸溶液pH下降过快：原因——金属与硫酸反应剧烈，酸过量消耗快，或溶液中混入活泼金属杂质；措施：控制酸洗时间，采用分批加入硫酸的方式维持浓度，酸洗前去除零件表面的油污和杂质，避免杂质与酸反应。（3）废水pH仍呈强酸性：原因——熟石灰加入量不足，或废水酸性过强导致反应不充分；措施：增加熟石灰用量，采用多级调节工艺，在废水处理池中安装搅拌装置确保反应均匀，出口处安装pH在线监测仪实时调控。 六、推断题 1. （1）A：酸性，pH范围0-7；B：碱性，pH范围7-14；C：中性，pH=7。（2）A：石蕊呈红色、与锌反应产气泡，说明含H⁺，为酸性溶液；B：pH试纸深蓝色、与盐酸反应生成盐和水，说明含OH⁻，为碱性溶液；C：H⁺与OH⁻浓度相等，25℃时pH=7，为中性溶液。（3）核心原理：碱性溶液中的OH⁻与废水中的H⁺结合生成水，降低溶液酸性；注意事项：缓慢加入试剂并搅拌，避免局部pH过高，操作时佩戴防护手套和护目镜，定期检测废水pH。 2. （1）适合的试剂：无（题目候选试剂中无符合所有要求的，若必选则需调整，此处按合理逻辑修正：应选择稀盐酸而非选项中给定的，若严格按选项，最优为A但需控制量）；修正后选择A（稀硫酸）：理由：能中和碱性废水，调节后易控制pH在达标范围，硫酸性质稳定；排除依据：B（熟石灰）是碱性试剂，无法中和碱性废水；C（盐酸）挥发性强，易导致调节后pH波动且可能引入Cl⁻杂质。（2）操作要点：将稀硫酸稀释后缓慢加入废水，边加边搅拌，实时用pH试纸检测，当pH接近8时停止加酸。（3）pH仍偏高原因：稀硫酸加入量不足，或废水搅拌不均匀；措施：补加少量稀硫酸，延长搅拌时间，确保试剂与废水充分混合，采用分段调节方式逐步接近目标pH。 学科网（北京）股份有限公司 $