3-3 水的离子积和溶液的pH 同步作业 《化学（加工制造类）》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 班级：__________ 姓名：__________ 学号：__________ 得分：__________ 一、选择题（每题3分，共30分） 1. 25℃时，纯水中c(H⁺)与c(OH⁻)的关系是（　　） A. c(H⁺) > c(OH⁻)　　B. c(H⁺) < c(OH⁻)　　C. c(H⁺) = c(OH⁻)　　D. 无法确定 2. 下列溶液一定呈中性的是（　　） A. pH = 7的溶液　　B. c(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁷ mol/L的溶液 C. 酸与碱恰好完全反应生成的溶液　　D. c(H⁺) = c(OH⁻)的溶液 3. 25℃时，某溶液中c(H⁺) = 1.0 × 10⁻³ mol/L，则该溶液的pH为（　　） A. 3　　B. 11　　C. 7　　D. 10 4. 下列关于pH的说法中，正确的是（　　） A. pH越大，溶液酸性越强　　B. pH越小，溶液碱性越强 C. pH每减小1个单位，c(H⁺)增大10倍　　D. pH = 0时，溶液呈中性 5. 25℃时，将pH = 2的盐酸与pH = 12的氢氧化钠溶液等体积混合，所得溶液的pH为（　　） A. 4　　B. 7　　C. 10　　D. 无法确定 6. 某温度下，水的离子积Kw = 1.0 × 10⁻¹²，则该温度下pH = 6的溶液（　　） A. 呈酸性　　B. 呈中性　　C. 呈碱性　　D. 无法判断 7. 将10 mL pH = 3的盐酸稀释至100 mL，所得溶液的pH为（　　） A. 2　　B. 3　　C. 4　　D. 5 8. 下列溶液中，酸性最强的是（　　） A. pH = 3的醋酸溶液　　B. pH = 3的盐酸溶液 C. c(H⁺) = 1.0 × 10⁻² mol/L的溶液　　D. c(OH⁻) = 1.0 × 10⁻¹³ mol/L的溶液 9. 25℃时，向纯水中加入少量NaOH固体，下列说法正确的是（　　） A. 水的电离程度增大　　B. Kw增大　　C. c(H⁺)增大　　D. c(OH⁻)增大 10. 用pH试纸测定某溶液的pH时，正确的操作是（　　） A. 将pH试纸直接浸入待测液中 B. 用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上 C. 先用蒸馏水润湿pH试纸，再滴加待测液 D. 将待测液倒在pH试纸上 二、填空题（每空2分，共20分） 1. 25℃时，水的离子积常数Kw = ______，其表达式为Kw = ______。 2. pH的定义式为pH = ______，若某溶液中c(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁵ mol/L，则pH = ______。 3. 25℃时，pH = 4的溶液中，c(H⁺) = ______mol/L，c(OH⁻) = ______mol/L。 4. 将pH = 2的盐酸稀释100倍，溶液的pH变为______；将pH = 12的NaOH溶液稀释100倍，溶液的pH变为______。 5. 人体血液的pH正常范围为______，若pH低于______会引起酸中毒，高于______会引起碱中毒。 三、判断题（每题2分，共10分） 1. （　　）任何温度下，纯水中c(H⁺) = c(OH⁻)都成立。 2. （　　）25℃时，pH = 7的溶液一定呈中性。 3. （　　）升高温度，水的电离程度增大，Kw增大，pH减小，溶液呈酸性。 4. （　　）将pH = 5的盐酸稀释1000倍，溶液的pH等于8。 5. （　　）强酸溶液的pH一定小于弱酸溶液的pH。 四、简答题（每题8分，共24分） 1. 请解释为什么升高温度时，水的离子积Kw增大，但纯水仍然呈中性？ 2. 某同学用pH试纸测定某溶液的pH时，先用蒸馏水将pH试纸润湿，再蘸取待测液进行测定。请分析该操作对下列溶液pH测定结果的影响（偏大、偏小或无影响）： （1）盐酸溶液；（2）氢氧化钠溶液；（3）氯化钠溶液。 3. 25℃时，有pH均为2的盐酸和醋酸溶液各100 mL。请回答： （1）两溶液中c(H⁺)是否相等？c(酸)是否相等？说明理由。 （2）分别用等浓度的NaOH溶液中和至恰好完全反应，哪种酸消耗的NaOH溶液体积更大？说明理由。 五、综合运用题（16分） 工业废水的pH是衡量其酸碱性的重要指标，国家排放标准规定工业废水pH应在6~9之间。某工厂排放的废水经检测，25℃时c(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁴ mol/L。 （1）计算该废水的pH，并判断该废水是否达到国家排放标准。（4分） （2）若该废水是由硫酸泄漏造成的，计算该废水中H₂SO₄的物质的量浓度。（4分） （3）现有1 mol/L的氢氧化钠溶液，欲将1 L该废水调节至pH = 7，理论上需要消耗氢氧化钠溶液多少毫升？（4分） （4）实际处理废水时，通常选用熟石灰[Ca(OH)₂]而不用氢氧化钠，请说明理由。（4分） 【参考答案】 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D A C B B C D D B 二、填空题 1. 1.0 × 10⁻¹⁴；c(H⁺) · c(OH⁻) 2. -lg c(H⁺)（或lg）；5 3. 1.0 × 10⁻⁴；1.0 × 10⁻¹⁰ 4. 4；10 5. 7.35~7.45；7.35；7.45 三、判断题 1. √　2. √　3. ×　4. ×　5. × 四、简答题 1. 答：水的电离是吸热过程，升高温度促进水的电离，c(H⁺)和c(OH⁻)同等程度增大，因此Kw = c(H⁺) · c(OH⁻)增大。但由于纯水中c(H⁺) = c(OH⁻)的关系仍然成立，所以纯水仍然呈中性，只是中性点的pH小于7（如100℃时，Kw = 10⁻¹²，中性pH = 6）。 2. 答： （1）偏大。润湿后相当于稀释盐酸，c(H⁺)减小，pH测定值比实际值偏大。 （2）偏小。润湿后相当于稀释NaOH溶液，c(OH⁻)减小，c(H⁺)增大，pH测定值比实际值偏小。 （3）无影响。NaCl溶液呈中性，稀释后仍呈中性，pH测定值不变。 3. 答： （1）c(H⁺)相等，均为1.0 × 10⁻² mol/L；c(酸)不相等。 理由：盐酸是强酸，完全电离，c(HCl) = c(H⁺) = 0.01 mol/L； 醋酸是弱酸，部分电离，c(CH₃COOH) >> c(H⁺) > 0.01 mol/L，因此醋酸浓度远大于盐酸浓度。 （2）醋酸消耗的NaOH溶液体积更大。 理由：等pH的盐酸和醋酸，醋酸浓度更大，等体积时醋酸的物质的量更大，中和时需要更多的NaOH。 五、综合运用题 （1） 解： pH = -lg c(H⁺) = -lg(1.0 × 10⁻⁴) = 4 因为pH = 4 < 6，不在6~9范围内，所以未达到国家排放标准。 答：该废水的pH为4，未达到国家排放标准。 （2） 解： c(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁴ mol/L H₂SO₄ = 2H⁺ + SO₄²⁻ c(H₂SO₄) = c(H⁺) = × 1.0 × 10⁻⁴ = 5.0 × 10⁻⁵ mol/L 答：该废水中H₂SO₄的物质的量浓度为5.0 × 10⁻⁵ mol/L。 （3） 解： 1 L废水中n(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁴ mol/L × 1 L = 1.0 × 10⁻⁴ mol 中和反应：H⁺ + OH⁻ = H₂O n(NaOH) = n(OH⁻) = n(H⁺) = 1.0 × 10⁻⁴ mol V(NaOH) = = 1.0 × 10⁻⁴ L = 0.1 mL 答：理论上需要消耗氢氧化钠溶液0.1 mL。 （4） 答：熟石灰[Ca(OH)₂]价格 cheaper，成本低，经济实惠；熟石灰溶解度小，碱性较弱，便于控制pH，不易造成二次污染；熟石灰来源广泛，易于运输和储存；反应生成的CaSO₄微溶于水，易于沉淀分离（合理即可）。 学科网（北京）股份有限公司 $