3-2水的离子积和溶液的pH 同步作业 《化学（农林牧渔）》同步教学 高教版

主题三 溶液与水溶液中的离子反应 第二节 水的离子积和溶液的pH 同步作业 一、基础题（共70分） （一）选择题（每题3分，共33分） 1. 下列关于水的离子积常数（Kᵥ）的说法，正确的是（ ） A. Kᵥ只与温度有关，与溶液的酸碱性无关 B. 常温下（25℃），Kᵥ = 1×10⁻⁷ C. 酸性溶液中Kᵥ增大，碱性溶液中Kᵥ减小 D. 水的离子积常数表示水中H⁺和OH⁻浓度的和 2. 常温下，纯水中H⁺浓度和OH⁻浓度的关系是（ ） A. c(H⁺) > c(OH⁻) B. c(H⁺) < c(OH⁻) C. c(H⁺) = c(OH⁻) = 1×10⁻⁷mol/L D. c(H⁺) + c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴ 3. 农林生产中，土壤pH值的测定常用pH试纸，下列关于pH的说法，错误的是（ ） A. pH = -lg c(H⁺) B. pH越小，溶液酸性越强 C. pH越大，溶液碱性越强 D. pH=7的溶液一定是中性溶液（任何温度下） 4. 常温下，某溶液中c(H⁺) = 1×10⁻⁵mol/L，则该溶液的pH和酸碱性为（ ） A. pH=5，酸性 B. pH=9，碱性 C. pH=5，碱性 D. pH=9，酸性 5. 下列溶液中，pH最大的是（ ） A. 0.1mol/L盐酸 B. 0.1mol/L氢氧化钠溶液 C. 0.1mol/L醋酸溶液 D. 纯水 6. 影响水的离子积常数的因素是（ ） A. 溶液浓度 B. 溶液酸碱性 C. 温度 D. 压强 7. 农林牧渔生产中，下列场景需要调节溶液pH的是（ ） A. 低温储存蔬菜 B. 农药稀释时加水 C. 碱性土壤中施用磷肥 D. 种子晒干储存 8. 常温下，某碱性溶液中c(OH⁻) = 1×10⁻³mol/L，则该溶液中c(H⁺)为（ ） A. 1×10⁻³mol/L B. 1×10⁻¹¹mol/L C. 1×10⁻⁷mol/L D. 1×10⁻¹⁴mol/L 9. 下列关于溶液pH的说法，正确的是（ ） A. 强酸性溶液的pH一定小于弱酸性溶液的pH B. 溶液pH的大小与溶液浓度无关 C. 测定土壤pH时，需先将土壤样品与水按比例混合，静置后取上清液测定 D. pH试纸测定溶液pH时，可直接将试纸浸入溶液中 10. 常温下，将pH=2的盐酸稀释100倍后，溶液的pH为（ ） A. 1 B. 3 C. 4 D. 5 11. 渔业养殖中，适宜鱼类生存的水体pH范围通常为6.5-8.5，下列说法错误的是（ ） A. 该范围的水体呈弱酸性至弱碱性 B. 水体pH低于6.5时，呈酸性过强，会影响鱼类呼吸 C. 水体pH高于8.5时，呈碱性过强，会导致鱼类皮肤损伤 D. 水体pH=7时，一定最适宜鱼类生存 （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 水是一种弱电解质，其解离平衡方程式为______，常温下（25℃），水的离子积常数Kᵥ =______，表达式为______。 2. 溶液的pH是衡量______的物理量，定义式为______，pH的取值范围通常为______，其中pH<7时溶液呈______性，pH=7时呈______性，pH>7时呈______性。 3. 常温下，已知溶液中H⁺浓度或OH⁻浓度，可通过Kᵥ计算另一离子浓度：① 若c(H⁺) = 1×10⁻⁴mol/L，则c(OH⁻) = ______；② 若c(OH⁻) = 1×10⁻⁶mol/L，则c(H⁺) = ______。 4. 农林牧渔类生产中pH调控的应用：① 土壤pH影响肥料有效性，酸性土壤中施用______（如生石灰）调节pH，碱性土壤中施用______（如硫酸铵）调节pH；② 渔业养殖中，水体pH过高时，可通过加入______（如二氧化碳）降低pH，pH过低时，可加入______（如碳酸氢钠）升高pH；③ 农药施用时，需根据土壤pH选择剂型，酸性农药适宜在______性土壤中施用，碱性农药适宜在______性土壤中施用。 5. 测定溶液pH的常用方法有______、______和pH计法，其中______的测定精度最高。 6. 稀释强酸溶液时，pH______（填“增大”“减小”或“不变”），但不会超过______；稀释强碱溶液时，pH______（填“增大”“减小”或“不变”），但不会低于______。 （三）判断题（每题1分，共9分，对的打“√”，错的打“×”） 1. 水的离子积常数Kᵥ随温度升高而增大，随温度降低而减小。（ ） 2. 任何水溶液中都存在H⁺和OH⁻，且c(H⁺)×c(OH⁻) = Kᵥ。（ ） 3. pH=0的溶液中，c(H⁺) = 0mol/L，呈中性。（ ） 4. 测定土壤pH时，土壤样品与水的混合比例会影响测定结果，需按标准比例操作。（ ） 5. 常温下，pH=5的溶液和pH=3的溶液相比，后者H⁺浓度是前者的100倍。（ ） 6. 碱性土壤中施用铵态氮肥，会因pH过高导致NH₃挥发，降低肥效。（ ） 7. 渔业养殖中，水体pH值的稳定主要依赖于水体中的缓冲体系，与水的离子积无关。（ ） 8. 稀释pH=12的氢氧化钠溶液100倍后，溶液pH=10。（ ） 9. 植物生长的最适宜土壤pH范围均为中性（pH=7），酸性或碱性土壤都会抑制生长。（ ） 二、提升题（共30分） 简答题（每题10分，共30分） 1. 结合水的离子积和溶液pH知识及农林牧渔类专业分析：① 某酸性土壤的浸出液常温下c(H⁺) = 1×10⁻⁵mol/L，计算该土壤的pH和c(OH⁻)，判断土壤酸性强弱；② 若要将该土壤的pH调节至6.5（适宜农作物生长），需施用生石灰（CaO），写出CaO与水反应的化学方程式，分析该反应如何调节土壤pH；③ 计算pH=5和pH=6.5的土壤浸出液中H⁺浓度的比值，说明调节前后土壤酸性的变化；④ 说明土壤pH调控对肥料利用率的影响，以磷肥为例解释原因。 2. 某渔业养殖场的水体检测结果显示：常温下，水体c(OH⁻) = 1×10⁻⁶mol/L。① 计算该水体的pH和c(H⁺)，判断是否适宜鱼类生存（适宜pH 6.5-8.5）；② 若水体pH偏低（如pH=5.5），分析可能的原因（至少两点），如何通过化学方法调节至适宜范围？写出具体措施及原理；③ 水体中存在缓冲体系（如H₂CO₃-HCO₃⁻），解释该体系如何抵抗外界酸、碱的加入，维持pH稳定；④ 说明水体pH异常对鱼类生长的危害，如何定期监测和维护水体pH稳定？ 3. 结合农林牧渔类专业回答：① 农药中的有效成分若为碱性（如波尔多液），分析其在pH=5的酸性土壤中施用时，药效降低的原因（从pH对农药稳定性的影响角度）；② 畜牧养殖中，动物饮用水的pH需控制在6.5-7.5，若饮用水pH=8.2（碱性偏强），如何调节？写出具体措施及原理；③ 设计一个实验，测定土壤样品的pH值，写出实验原理、仪器、步骤和注意事项，并说明该实验对农业施肥的指导意义。   参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. A 2. C 3. D 4. A 5. B 6. C 7. C 8. B 9. C 10. C 11. D （二）填空题 1. H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻；1×10⁻¹⁴；Kᵥ = c(H⁺)×c(OH⁻) 2. 溶液酸碱性强弱；pH = -lg c(H⁺)；0-14；酸；中；碱 3. 1×10⁻¹⁰mol/L；1×10⁻⁸mol/L 4. 碱性肥料；酸性肥料；二氧化碳（或醋酸）；碳酸氢钠（或生石灰）；酸；碱 5. pH试纸法；酸碱指示剂法；pH计法 6. 增大；7；减小；7 （三）判断题 1. √ 2. √ 3. × 4. √ 5. √ 6. √ 7. × 8. √ 9. × 二、提升题 简答题 1. ① 土壤pH及离子浓度计算：a. pH = -lg c(H⁺) = -lg(1×10⁻⁵) = 5；b. c(OH⁻) = Kᵥ / c(H⁺) = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻⁵ = 1×10⁻⁹mol/L；c. 土壤pH=5，呈弱酸性。② 生石灰调节土壤pH的原理：a. CaO与水反应：CaO + H₂O = Ca(OH)₂；b. Ca(OH)₂电离产生OH⁻，c(OH⁻)增大，根据Kᵥ = c(H⁺)×c(OH⁻)，c(H⁺)减小，pH升高，从而中和土壤酸性。③ H⁺浓度比值计算：a. pH=5时c(H⁺)=1×10⁻⁵mol/L，pH=6.5时c(H⁺)=1×10⁻⁶.⁵≈3.16×10⁻⁷mol/L；b. 比值 = (1×10⁻⁵) / (3.16×10⁻⁷) ≈ 31.6；c. 调节后H⁺浓度降低，土壤酸性减弱，更适宜农作物生长。④ 土壤pH对磷肥利用率的影响：a. 酸性土壤中，pH过低会导致PO₄³⁻与Fe³⁺、Al³⁺结合生成难溶性沉淀，降低磷肥有效性；b. 调节pH至适宜范围（6.0-7.5），可减少沉淀生成，使PO₄³⁻以可吸收形态存在，提高磷肥利用率。 2. ① 水体pH及离子浓度计算：a. c(H⁺) = Kᵥ / c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻⁶ = 1×10⁻⁸mol/L；b. pH = -lg(1×10⁻⁸) = 8；c. pH=8在6.5-8.5范围内，适宜鱼类生存。② 水体pH偏低的原因及调节：a. 原因：水生植物光合作用消耗过多CO₂；土壤酸性物质流入水体；有机物分解产生大量H⁺；b. 调节措施：加入碳酸氢钠（NaHCO₃），其电离产生HCO₃⁻，HCO₃⁻水解生成OH⁻，升高pH；或加入适量生石灰（CaO），与水反应生成Ca(OH)₂，中和H⁺，提高pH。③ 缓冲体系的稳定原理：a. 缓冲体系H₂CO₃-HCO₃⁻存在解离平衡：H₂CO₃ ⇌ H⁺ + HCO₃⁻；b. 加入少量酸时，H⁺浓度增大，平衡向逆反应方向移动，HCO₃⁻与H⁺结合生成H₂CO₃，消耗H⁺，pH变化较小；c. 加入少量碱时，OH⁻与H⁺结合生成H₂O，H⁺浓度减小，平衡向正反应方向移动，H₂CO₃解离补充H⁺，pH变化较小，从而维持稳定。④ 水体pH异常的危害及维护：a. 危害：pH<6.5时，鱼类血液中H⁺浓度过高，影响氧气运输，导致缺氧窒息；pH>8.5时，水体中OH⁻浓度过高，腐蚀鱼类鳃部和皮肤，影响呼吸和代谢；b. 维护措施：定期用pH计监测水体pH；种植适量水生植物，调节CO₂吸收与释放平衡；避免向水体中排放酸性或碱性污染物；必要时加入缓冲物质（如NaHCO₃）稳定pH。 3. ① 碱性农药在酸性土壤中药效降低的原因：a. 碱性农药（如波尔多液中的Cu(OH)₂）在酸性土壤中，H⁺浓度较高，会与农药中的OH⁻结合生成水，导致农药有效成分分解；b. pH过低会加速碱性农药的水解反应，使有效成分浓度降低，药效下降。② 动物饮用水pH调节：a. 措施：向饮用水中加入少量柠檬酸（C₆H₈O₇），柠檬酸电离产生H⁺，中和水中过量的OH⁻，降低pH；b. 原理：柠檬酸是弱有机酸，适量加入可缓慢调节pH至6.5-7.5，避免pH变化过快对动物造成刺激；或加入适量二氧化碳，溶解后生成H₂CO₃，解离产生H⁺，降低pH。③ 土壤pH测定实验：a. 实验原理：土壤浸出液中H⁺浓度决定pH，通过pH试纸或pH计测定H⁺浓度对应的pH值；b. 实验仪器：烧杯、玻璃棒、漏斗、滤纸、pH试纸（或pH计）、天平、蒸馏水；c. 实验步骤：i. 称取5g土壤样品放入烧杯中，加入25mL蒸馏水，搅拌均匀，静置30分钟；ii. 用滤纸过滤，收集上清液；iii. 用pH试纸蘸取上清液，对照标准比色卡读取pH值（或用pH计直接测定）；d. 注意事项：土壤与水的比例需准确（1:5）；搅拌后需充分静置，确保离子充分溶解；pH试纸需在有效期内使用，测定时避免试纸污染；e. 指导意义：根据土壤pH值选择适宜的肥料类型（如酸性土壤选碱性肥料，碱性土壤选酸性肥料）和农药剂型，避免因pH不适导致肥效、药效降低，同时防止土壤酸化或碱化加剧，维持土壤肥力平衡。 学科网（北京）股份有限公司 $