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. 下列关于水的解离平衡的说法，正确的是（ ） A. 水的解离过程是不可逆的 B. 纯水中c(H⁺) = c(OH⁻) = 1×10⁻⁷mol/L，呈中性 C. 升高温度，水的解离程度减小 D. 加入酸或碱，水的解离平衡不发生移动 2. 水的离子积常数Kᵥ的表达式为（ ） A. Kᵥ = c(H⁺) + c(OH⁻) B. Kᵥ = c(H⁺) × c(OH⁻) C. Kᵥ = c(H⁺)/c(OH⁻) D. Kᵥ = c(OH⁻)/c(H⁺) 3. 25℃时，水的离子积常数Kᵥ的值为（ ） A. 1×10⁻¹⁴ B. 1×10⁻⁷ C. 1 D. 0 4. 农林生产中，测定土壤溶液pH的主要目的是（ ） A. 判断土壤的肥力 B. 确定土壤中微生物的种类 C. 了解土壤的酸碱性质，指导肥料施用 D. 计算土壤中养分的含量 5. 下列溶液中，呈酸性的是（ ） A. pH = 7的溶液 B. c(H⁺) = 1×10⁻⁵mol/L的溶液 C. c(OH⁻) = 1×10⁻⁵mol/L的溶液 D. c(H⁺) < c(OH⁻)的溶液 6. 下列关于pH的说法，错误的是（ ） A. pH的取值范围通常为0~14 B. pH = 0的溶液呈酸性 C. pH = 14的溶液呈碱性 D. pH越大，溶液的酸性越强 7. 农林生产中，改良酸性土壤常用的物质是（ ） A. 硫酸铵 B. 熟石灰[Ca(OH)₂] C. 盐酸 D. 氯化钠 8. 常温下，0.01mol/L盐酸溶液的pH为（ ） A. 1 B. 2 C. 12 D. 13 9. 常温下，0.001mol/L氢氧化钠溶液的pH为（ ） A. 1 B. 3 C. 11 D. 13 10. 下列关于溶液pH的测定，说法正确的是（ ） A. 可用pH试纸直接蘸取待测液测定 B. pH试纸测定前需用蒸馏水湿润 C. 用pH计测定溶液pH更准确 D. 测定土壤溶液pH时，无需过滤土壤悬浊液 11. 常温下，某溶液的pH = 5，则该溶液中c(OH⁻)为（ ） A. 1×10⁻⁵mol/L B. 1×10⁻⁹mol/L C. 1×10⁻⁷mol/L D. 1×10⁻¹⁴mol/L （二）填空题（每空2分，共28分） 1. 水是一种弱电解质，其解离方程式为______，解离过程是______的，达到平衡时，c(H⁺)与c(OH⁻)的乘积为常数，称为______，符号为______。 2. 25℃时，纯水中c(H⁺) = c(OH⁻) = ______mol/L，Kᵥ = ______，此时溶液呈______性。 3. 溶液的pH是指______的负对数，表达式为pH = ______；pH < 7时，溶液呈______性；pH = 7时，溶液呈______性；pH > 7时，溶液呈______性。 4. 影响水的离子积常数的因素只有______，升高温度，Kᵥ______，水的解离程度______。 5. 农林生产中，土壤的pH对植物生长影响显著，大多数作物适宜在______性土壤中生长（pH 6.0~7.5）；当土壤pH < 6.0时，需施用______调节；当土壤pH > 7.5时，需施用______调节。 6. 常温下，pH = 3的盐酸溶液中c(H⁺) = ______mol/L，c(OH⁻) = ______mol/L。 （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随溶液中c(H⁺)或c(OH⁻)的变化而变化。（ ） 2. 任何水溶液中都存在H⁺和OH⁻，且c(H⁺) × c(OH⁻) = Kᵥ。（ ） 3. pH = 7的溶液一定呈中性。（ ） 4. 升高温度，纯水的pH会减小，但仍呈中性。（ ） 5. 常温下，pH = 2的溶液中c(H⁺)是pH = 4的溶液中c(H⁺)的100倍。（ ） 6. 农林 7. 农林生产中，施用铵态氮肥时，土壤pH越低，肥效越高。（ ） 8. 测定溶液pH时，pH试纸湿润后测定结果更准确。（ ） 9. 常温下，0.1mol/L醋酸溶液的pH大于1，因为醋酸是弱电解质。（ ） 10. 向水中加入酸，水的解离平衡向逆反应方向移动，c(OH⁻)减小。（ ） 二、提升题（共30分） （一）简答题（10分） 1. 农林生产中，为什么碱性土壤中施用铵态氮肥会导致肥效降低？请用水的离子积和溶液pH的相关知识解释原因（已知NH₄⁺ + OH⁻⇌NH₃·H₂O⇌NH₃↑ + H₂O）。 2. 某农场发现土壤溶液pH = 5.0（酸性过强），计划施用熟石灰改良。请说明熟石灰改良酸性土壤的原理，并分析施用时需注意控制用量的原因。 （二）分析题（10分） 1. 分析下列操作对溶液pH的影响（常温下），并说明原因： （1）向pH = 6的土壤溶液中加入适量熟石灰； （2）向0.1mol/L盐酸溶液中加水稀释100倍； （3）向纯水中通入少量CO₂气体； （4）向pH = 10的氨水中加入少量氯化铵固体。 2. 农林生产中，常用1%的硫酸溶液调节碱性土壤，某同学配制该溶液时，误将浓硫酸当作稀硫酸使用，导致溶液浓度过高。请分析该错误操作对土壤的危害，并提出补救措施。 （三）计算题（10分） 1. 常温下，某土壤溶液的pH = 4.5，计算该溶液中c(H⁺)和c(OH⁻)的浓度（写出计算过程）。 2. 常温下，将0.005mol/L的氢氧化钠溶液稀释100倍，计算稀释后溶液的pH（写出计算过程）。 3. 农林生产中，用pH计测得某农药溶液的pH = 3.0，计算该溶液中c(H⁺)；若将该溶液与等体积的pH = 11的氢氧化钠溶液混合，忽略混合后体积变化，计算混合后溶液的pH（写出计算过程）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. B 3. A 4. C 5. B 6. D 7. B 8. B 9. C 10. C 11. B （二）填空题 1. H₂O⇌H⁺ + OH⁻；可逆；水的离子积常数；Kᵥ 2. 1×10⁻⁷；1×10⁻¹⁴；中 3. 氢离子浓度；-lgc(H⁺)；酸；中；碱 4. 温度；增大；增大 5. 中；碱性物质（如熟石灰）；酸性肥料（如硫酸铵、过磷酸钙） 6. 1×10⁻³；1×10⁻¹¹ （三）判断题 1. × 2. √ 3. × 4. √ 5. √ 6. × 7. × 8. √ 9. √ 二、提升题 （一）简答题 1. 碱性土壤的pH > 7.5，溶液中c(OH⁻)较大。铵态氮肥中的NH₄⁺与土壤中的OH⁻发生反应：NH₄⁺ + OH⁻⇌NH₃·H₂O⇌NH₃↑ + H₂O。根据水的离子积原理，碱性土壤中c(OH⁻)升高，促使平衡正向移动，NH₄⁺转化为NH₃·H₂O并进一步分解为NH₃气体逸出，导致土壤中可被植物吸收的NH₄⁺浓度降低，肥效损失。因此，碱性土壤中施用铵态氮肥会因pH过高导致肥效降低。 2. 熟石灰[Ca(OH)₂]改良酸性土壤的原理：Ca(OH)₂溶于水解离出OH⁻，OH⁻与土壤溶液中的H⁺结合生成H₂O，使c(H⁺)减小，根据pH = -lgc(H⁺)，土壤pH升高，酸性减弱，达到改良目的。控制用量的原因：若施用过多，Ca(OH)₂过量会使土壤溶液中c(OH⁻)过大，pH超过7.5，土壤呈碱性；碱性过强会导致土壤中磷、钙等养分离子沉淀，难以被植物吸收，同时可能灼伤植物根系，影响作物生长。因此，需根据土壤初始pH计算适宜用量，避免过量施用。 （二）分析题 1. （1）pH升高（酸性减弱）。原因：熟石灰解离出OH⁻，OH⁻与土壤溶液中的H⁺结合，c(H⁺)减小，pH增大；（2）pH升高（从1变为3）。原因：盐酸是强电解质，稀释100倍后c(H⁺)从0.1mol/L降至0.001mol/L，根据pH = -lgc(H⁺)，pH由1升高到3；（3）pH降低（呈酸性）。原因：CO₂与水反应生成H₂CO₃，H₂CO₃解离出H⁺，使c(H⁺)增大，pH减小；（4）pH降低（碱性减弱）。原因：氯化铵固体解离出NH₄⁺，NH₄⁺与氨水中的OH⁻结合，使氨水的解离平衡逆向移动，c(OH⁻)减小，根据水的离子积，c(H⁺)增大，pH降低。 2. 危害：浓硫酸浓度极高，稀释后c(H⁺)过大，会使土壤pH急剧降低，酸性过强；过量的H⁺会破坏土壤结构，导致土壤板结，同时抑制土壤微生物活性，还可能灼伤植物根系，导致作物死亡。补救措施：① 立即向土壤中大量浇水，稀释硫酸浓度，降低c(H⁺)；② 施用适量碱性物质（如熟石灰、草木灰），中和土壤中的过量H⁺，调节pH至适宜范围；③ 检测土壤pH，根据检测结果调整碱性物质的施用量，避免过度中和导致土壤呈碱性。 （三）计算题 1. 解：常温下，pH = 4.5，根据pH = -lgc(H⁺)，则c(H⁺) = 10⁻ᵖᴴ = 10⁻⁴.⁵ ≈ 3.16×10⁻⁵mol/L； 由Kᵥ = c(H⁺)×c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴，得c(OH⁻) = Kᵥ/c(H⁺) = 1×10⁻¹⁴ / 3.16×10⁻⁵ ≈ 3.16×10⁻¹⁰mol/L； 答：该溶液中c(H⁺)约为3.16×10⁻⁵mol/L，c(OH⁻)约为3.16×10⁻¹⁰mol/L。 2. 解：0.005mol/L NaOH溶液中c(OH⁻) = 0.005mol/L； 稀释100倍后，c(OH⁻) = 0.005mol/L ÷ 100 = 5×10⁻⁵mol/L； 由Kᵥ = c(H⁺)×c(OH⁻)，得c(H⁺) = 1×10⁻¹⁴ / 5×10⁻⁵ = 2×10⁻¹⁰mol/L； pH = -lgc(H⁺) = -lg(2×10⁻¹⁰) ≈ 9.7； 答：稀释后溶液的pH约为9.7。 3. 解：（1）pH = 3.0的农药溶液中，c(H⁺) = 10⁻³.⁰ = 1×10⁻³mol/L； （2）pH = 11的NaOH溶液中，c(OH⁻) = 10⁻³.⁰ = 1×10⁻³mol/L； 等体积混合后，H⁺与OH⁻恰好完全中和：H⁺ + OH⁻ = H₂O，混合后溶液呈中性； 常温下中性溶液的pH = 7.0； 答：该农药溶液中c(H⁺)为1×10⁻³mol/L；混合后溶液的pH为7.0。 学科网（北京）股份有限公司 $