3-3水的离子积和溶液的pH 同步作业 《化学（通用类）》同步教学 高教版

主题三 溶液与水溶液中的离子反应 第三节 水的离子积和溶液的pH 同步作业 一、基础题（共60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于水的解离平衡的说法，正确的是（ ） A. 水的解离是不可逆反应 B. 纯水中c(H⁺) = c(OH⁻) = 1×10⁻⁷mol/L，呈中性 C. 水的解离平衡不受温度影响 D. 向纯水中加入酸，水的解离平衡向正反应方向移动 2. 水的离子积常数Kw的表达式是（ ） A. Kw = c(H⁺) + c(OH⁻) B. Kw = c(H⁺) × c(OH⁻) C. Kw = c(H⁺) / c(OH⁻) D. Kw = c(OH⁻) / c(H⁺) 3. 25℃时，水的离子积常数Kw的值为（ ） A. 1×10⁻⁷ B. 1×10⁻¹⁴ C. 1×10⁷ D. 1×10¹⁴ 4. 下列溶液中，呈酸性的是（ ） A. c(H⁺) = 1×10⁻⁷mol/L B. c(H⁺) = 1×10⁻¹⁰mol/L C. c(H⁺) > c(OH⁻) D. c(H⁺) < c(OH⁻) 5. 溶液的pH的定义是（ ） A. pH = c(H⁺) B. pH = -lg c(H⁺) C. pH = lg c(H⁺) D. pH = -lg c(OH⁻) 6. 25℃时，pH = 7的溶液呈（ ） A. 酸性 B. 中性 C. 碱性 D. 无法判断 7. 下列溶液的pH最大的是（ ） A. 0.1mol/L的盐酸 B. 0.1mol/L的氢氧化钠溶液 C. 0.1mol/L的醋酸溶液 D. 纯水 8. 测定溶液pH的常用仪器是（ ） A. 托盘天平 B. 量筒 C. pH试纸或pH计 D. 烧杯 9. 25℃时，pH = 3的盐酸溶液中，c(OH⁻)的值为（ ） A. 1×10⁻³mol/L B. 1×10⁻¹¹mol/L C. 1×10⁻⁷mol/L D. 1×10⁻¹⁴mol/L 10. 下列关于pH的说法，错误的是（ ） A. pH越小，溶液的酸性越强 B. pH越大，溶液的碱性越强 C. 常温下，pH = 0的溶液呈中性 D. 常温下，pH = 14的溶液呈强碱性 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 水是一种弱电解质，其解离方程式为______，解离过程是______（填“吸热”或“放热”）反应。 2. 水的离子积常数Kw只与______有关，温度升高，Kw的值______（填“增大”“减小”或“不变”）。 3. 溶液的酸碱性取决于______和______的相对大小：当c(H⁺) ______ c(OH⁻)时，溶液呈酸性；当c(H⁺) ______ c(OH⁻)时，溶液呈碱性；当c(H⁺) ______ c(OH⁻)时，溶液呈中性。 4. 常温下，pH = 2的硫酸溶液中，c(H⁺) = ______mol/L，c(OH⁻) = ______mol/L。 5. 测定溶液pH的方法有______和______（至少填写两种）。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 纯水中不存在H⁺和OH⁻。（ ） 2. 水的离子积常数Kw适用于所有水溶液。（ ） 3. 常温下，任何水溶液中都有c(H⁺) × c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴。（ ） 4. pH = 5的溶液比pH = 3的溶液酸性强。（ ） 5. 向纯水中加入碱，水的离子积常数Kw会增大。（ ） 6. 常温下，pH = 12的溶液中，c(OH⁻) = 1×10⁻²mol/L。（ ） 7. 用pH试纸测定溶液pH时，应先将试纸湿润。（ ） 8. 强酸溶液的pH一定小于弱酸溶液的pH。（ ） 9. 温度升高，纯水中c(H⁺)和c(OH⁻)均增大，但溶液仍呈中性。（ ） 10. pH试纸只能粗略测定溶液的pH，精确测定需用pH计。（ ） 二、提升题（共40分） （一）计算题（每题10分，共20分） 1. 计算下列溶液的pH（常温下，Kw = 1×10⁻¹⁴）： （1）0.01mol/L的盐酸溶液； （2）0.001mol/L的氢氧化钠溶液； （3）将pH = 2的盐酸溶液稀释100倍后所得溶液。 2. （1）常温下，某溶液中c(OH⁻) = 1×10⁻⁵mol/L，该溶液的pH是多少？呈酸性、中性还是碱性？ （2）常温下，pH = 9的氨水溶液中，c(H⁺)和c(OH⁻)分别是多少？ （3）常温下，将pH = 4的硫酸溶液与pH = 10的氢氧化钠溶液等体积混合，混合后溶液的pH是多少？（假设混合后溶液体积不变） （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 常温下，分析下列问题： （1）向纯水中加入少量盐酸，水的解离平衡会向哪个方向移动？c(H⁺)和c(OH⁻)如何变化？溶液的pH如何变化？ （2）向纯水中加入少量氢氧化钠固体，水的离子积常数Kw会改变吗？为什么？溶液的酸碱性如何变化？ （3）将pH = 5的盐酸溶液稀释1000倍后，溶液的pH是多少？为什么不能稀释到pH = 8？ （4）用pH试纸测定某酸性溶液的pH时，若先将试纸湿润，测定结果会偏大还是偏小？请说明理由。 2. 分析下列实验现象，回答问题： 实验1：常温下，用pH试纸分别测定0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的醋酸溶液的pH，盐酸的pH = 1，醋酸的pH > 1。 实验2：将pH = 1的盐酸溶液和pH = 1的醋酸溶液分别稀释100倍，测定稀释后溶液的pH，盐酸的pH = 3，醋酸的pH < 3。 实验3：常温下，向pH = 4的盐酸溶液中加入少量氯化钠固体，测定溶液pH，pH仍为4。 请回答下列问题： （1）实验1中醋酸溶液pH > 1的原因是什么？说明盐酸和醋酸的解离程度有何差异？ （2）实验2中稀释后醋酸溶液pH < 3的原因是什么？体现了弱电解质的什么性质？ （3）实验3中加入氯化钠固体后pH不变的原因是什么？ （4）综合上述实验，总结溶液pH的影响因素及弱电解质溶液稀释时pH变化的特点。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1. B 2. B 3. B 4. C 5. B 6. B 7. B 8. C 9. B 10. C （二）填空题 1. H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻；吸热 2. 温度；增大 3. c(H⁺)；c(OH⁻)；>；<；= 4. 1×10⁻²；1×10⁻¹² 5. pH试纸法；pH计法（或其他合理答案） （三）判断题 1. × 2. √ 3. √ 4. × 5. × 6. √ 7. × 8. × 9. √ 10. √ 二、提升题 （一）计算题 1. （1）盐酸是强酸，完全解离，c(H⁺) = 0.01mol/L = 1×10⁻²mol/L，pH = -lg(1×10⁻²) = 2； （2）氢氧化钠是强碱，完全解离，c(OH⁻) = 0.001mol/L = 1×10⁻³mol/L，c(H⁺) = Kw / c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻³ = 1×10⁻¹¹mol/L，pH = -lg(1×10⁻¹¹) = 11； （3）pH = 2的盐酸溶液，c(H⁺) = 1×10⁻²mol/L，稀释100倍后，c(H⁺) = 1×10⁻⁴mol/L，pH = -lg(1×10⁻⁴) = 4。 2. （1）c(H⁺) = Kw / c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻⁵ = 1×10⁻⁹mol/L，pH = -lg(1×10⁻⁹) = 9，溶液呈碱性； （2）pH = 9的氨水溶液，c(H⁺) = 1×10⁻⁹mol/L，c(OH⁻) = Kw / c(H⁺) = 1×10⁻¹⁴ / 1×10⁻⁹ = 1×10⁻⁵mol/L； （3）pH = 4的硫酸溶液，c(H⁺) = 1×10⁻⁴mol/L；pH = 10的氢氧化钠溶液，c(OH⁻) = 1×10⁻⁴mol/L；等体积混合后，H⁺与OH⁻恰好完全中和，混合溶液呈中性，pH = 7。 （二）综合分析题 1. （1）向纯水中加入少量盐酸，c(H⁺)增大，根据勒夏特列原理，水的解离平衡（H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻）向逆反应方向移动；c(H⁺)总体增大，c(OH⁻)减小；溶液的pH = -lg c(H⁺)，c(H⁺)增大，pH减小，呈酸性。 （2）不会改变；水的离子积常数Kw只与温度有关，加入氢氧化钠固体不改变溶液温度，故Kw不变；氢氧化钠电离出OH⁻，使c(OH⁻)增大，c(H⁺)减小，溶液呈碱性。 （3）pH = 5的盐酸溶液，c(H⁺) = 1×10⁻⁵mol/L，稀释1000倍后，c(H⁺) = 1×10⁻⁸mol/L，但此时不能忽略水电离出的H⁺（约1×10⁻⁷mol/L），混合后溶液中c(H⁺) ≈ 1.1×10⁻⁷mol/L，pH ≈ 6.96（接近7）；不能稀释到pH = 8，因为稀释过程中，盐酸的H⁺浓度逐渐减小，但水电离出的H⁺始终存在，溶液始终呈酸性，pH只能无限接近7，不会大于7。 （4）偏大；用pH试纸测定酸性溶液时，先湿润试纸会稀释溶液，使c(H⁺)减小，根据pH = -lg c(H⁺)，c(H⁺)减小，pH增大，导致测定结果比实际值偏大。 2. （1）醋酸是弱电解质，部分解离，0.1mol/L的醋酸溶液中c(H⁺) < 0.1mol/L，故pH > 1；说明盐酸是强电解质，完全解离，醋酸是弱电解质，部分解离。 （2）醋酸是弱电解质，稀释过程中，解离平衡（CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺）向正反应方向移动，更多醋酸解离出H⁺，使稀释后c(H⁺)大于1×10⁻³mol/L，故pH < 3；体现了弱电解质的解离平衡具有移动性，稀释促进弱电解质解离的性质。 （3）氯化钠是强酸强碱盐，在溶液中完全解离出Na⁺和Cl⁻，两种离子都不影响盐酸的解离（盐酸是强电解质，完全解离），也不改变溶液中c(H⁺)，故pH不变。 （4）溶液pH的影响因素：① 电解质的解离程度（强电解质完全解离，弱电解质部分解离）；② 溶液浓度（浓度越大，强电解质溶液的H⁺或OH⁻浓度越大，pH变化越明显）；③ 稀释倍数（强电解质稀释时pH按倍数变化，弱电解质稀释时pH变化小于倍数，因解离平衡移动）；弱电解质溶液稀释时pH变化特点：稀释促进解离，pH变化幅度小于相同浓度的强电解质溶液，不会改变溶液的酸碱性（如酸性溶液稀释后仍呈酸性，pH接近7）。 学科网（北京）股份有限公司 $