高中化学作业12水的电离和溶液的酸碱性含解析 人教版选修4

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高中化学作业12水的电离和溶液的酸碱性含解析 人教版选修4

课时作业(十二)‎ A组—基础巩固 一、水的电离 ‎1.纯水在80 ℃时的pH(  )‎ A.等于7         B.大于7‎ C.小于7 D.无法确定 答案 C ‎2.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为(  )‎ ‎①1 mol/L的盐酸  ②0.1 mol·L-1的盐酸 ‎③0.01 mol·L-1的NaOH A.1∶10∶100 B.0∶1∶12‎ C.14∶13∶12 D.14∶13∶2‎ 解析 ①1 mol/L盐酸中c(H+)=1 mol/L,由水电离出的c(H+)水=10-14 mol/L,②0.1 mol/L盐酸中,c(H+)=0.1 mol/L,由水电离出的c(H+)水=10-13 mol/L,③0.01 mol/L NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol/L,由水电离出的c(H+)水=10-12 mol/L,则三者由水电离出的氢离子浓度之比为:10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。‎ 答案 A ‎3.向纯水中加入少量的硫酸氢钠(溶液温度不变),则溶液的(  )‎ A.pH值升高 B.酸性增强 C.水的离子积增大 D.c(OH-)不变 解析 向纯水中加入少量的硫酸氢钠(溶液温度不变),对水的电离起抑制作用;溶液呈酸性,溶液pH降低,酸性增强,c(OH-)减小,故A、D两项错误,B项正确;温度不变,水的离子积不变,故C项错误。故选B项。‎ 答案 B 二、水的离子积常数 ‎4.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是(  )‎ A.因为水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随溶液H+和OH-浓度的变化而变化 B.水的离子积常数Kw与水的电离常数K电离是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化 D.水的离子积常数Kw与水的电离常数K电离是两个没有任何关系的物理量 解析 水的离子积常数Kw=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数,‎ 8‎ 所以Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,Kw就是不变的常数,溶液中H+的浓度变大,OH-的浓度就变小,反之亦然。‎ 答案 C ‎5.如图表示溶液中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是(  )‎ A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)‎ C.图中T1<T2‎ D.XZ线上任意点均有pH=7‎ 解析 只要是水溶液中,都会有c(H+)·c(OH-)=Kw,A项正确;X、Z连线的斜率是1,存在c(H+)=c(OH-),在X、Z连线的上方,c(H+)<c(OH-),在X、Z连线的下方,c(H+)>c(OH-),B项正确;水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则Kw逐渐增大,Z点Kw大于X点,所以T1<T2,C项正确;X、Z连线是一条Kw渐渐变大的线,pH也变小,D项错误,故选D项。‎ 答案 D ‎6.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是(  )‎ A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性 B.水的离子积不变、pH不变、呈中性 C.水的离子积变小、pH变大、呈碱性 D.水的离子积变大、pH变小、呈中性 解析 水的电离是一个吸热过程,升温有利于其电离,但是促进电离后c(H+)和c(OH-)同时增大,所以纯水仍呈中性,由于c(H+)增大,c(OH-)增大,所以其离子积增大,pH减小,故选D项。‎ 答案 D 三、溶液酸碱性与pH ‎7.在100 ℃时,水的离子积为1×10-12,若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10-7 mol·L-1,则该溶液(  )‎ A.呈碱性 B.呈酸性 C.呈中性 D.c(OH-)=10c(H+)‎ 解析 在100 ℃时,水的离子积为1×10-12,则纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-6 mol·L 8‎ ‎-1,该溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,则该溶液中c(OH-)=1×10-5 mol·L-1,c(OH-)=100c(H+)。‎ 答案 A ‎8.关于pH的测定,下列说法正确的是(  )‎ A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿 B.用广泛pH试纸测得某氢氧化钠的pH=10.6‎ C.利用酸、碱指示剂可以测溶液的pH D.pH计是精确测定溶液pH的仪器 解析 pH试纸在使用之前不能用水润湿,如果用水润湿则会使酸性、碱性溶液中的c(H+)发生变化,造成误差,故A项错误;广泛pH试纸可以识别的pH差值为1,所以用广泛pH试纸测出的值是整数,故B项错误;酸、碱指示剂只能判断溶液的酸碱性,无法测其pH,故C项错误;pH计能精确到0.1个pH单位,可以精确测定溶液的pH,故D项正确。‎ 答案 D ‎9.下列说法正确的是(  )‎ A.强碱的水溶液中不存在H+‎ B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液 C.在温度不变时,水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大 D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性 解析 在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-,所以A项错误;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 mol·L-1,并不是酸性最强的溶液,只是c(H+)>1.0 mol·L-1的溶液用pH表示酸性强弱不方便,故B项错误;温度一定时,Kw=c(H+)·c(OH-)是一个定值,c(H+)和c(OH-)二者不能同时增大,故C项正确;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性,所以D项错误。‎ 答案 C B组—能力提升 ‎10.常温下,对于pH=3的硝酸和pH=3的醋酸,下列说法不正确的是(  )‎ A.两溶液均稀释100倍后所得溶液盐酸的pH比醋酸大 B.pH相同的硝酸和醋酸溶液,c(NO3-)=c(CH3COO-)‎ C.在10 mL pH=3醋酸溶液中,加入足量的锌粉,产生n(H2)>5×10-6 mol D.用上述溶液分别中和等量的氢氧化钠,醋酸消耗的多 解析 弱酸越稀越电离,同样稀释100倍后,电离出的H+变多,弱酸比强酸的c(H+)大,则稀释后盐酸的pH比醋酸大,故A项正确;pH相同的硝酸和醋酸溶液,氢离子浓度相同,则c(NO3-)=c(CH3COO-),故B项正确;在10 mL pH=3醋酸溶液中,醋酸的浓度大于氢离子的浓度,加入足量的锌粉,产生n(H2)>5×10-6 mol,故C项正确;等pH的硝酸和醋酸,‎ 8‎ 醋酸的浓度大,中和等量的氢氧化钠,醋酸消耗的少,故D项错误。故选D项。‎ 答案 D ‎11.常温下,某溶液中由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1,那么该溶液的pH可能为(  )‎ A.10 B.4‎ C.10或4 D.11‎ 解析 常温下,中性溶液中由水电离产生的c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,某溶液中c(H+)=10-10 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,可能为酸性或碱性溶液。若为酸性溶液,H+来源于酸和水,OH-来源于水,则c(H+)==10-4 mol·L-1,pH=4。若为碱性溶液,H+来源于水,OH-来源于碱和水,则c(H+)=10-10 mol·L-1,pH=10。故选C项。‎ 答案 C ‎12.水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法不正确的是(  )‎ A.图中五点Kw间的关系:B>C>A=D=E B.若从A点到D点,可采用:温度不变在水中加入少量的酸 C.若从A点到C点,可采用:温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体 D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液呈中性 解析 Kw=c(H+)·c(OH-),根据图像上五点的坐标,得出Kw值的大小关系为B>C>A=D=E,A项正确;A、D点为恒温条件,且D点的c(H+)大,由比较可知溶液中加入了酸,B项正确;A点为25 ℃条件,C点脱离了该温度下平衡曲线,由A点到C点一定是升温,且保证c(H+)=c(OH-),温度不变在水中加NH4Cl固体不可能实现,故C项错误;B点时Kw=1.0×10-12,该温度下pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1,该温度下pH=10的KOH溶液中,c(OH-)==1.0×10-2 mol·L-1,二者等体积混合,恰好完全反应,溶液呈中性,D项正确。‎ 答案 C ‎13.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是(  )‎ A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO42-、Na+‎ B.由水电离的c(H+)=1×10-14 mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCO3-‎ C.c(H+)/c(OH-)=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、Cl-‎ 8‎ D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-、SCN-‎ 解析 A项中Fe2+、NO3-、H+会发生氧化还原反应;B项,符合条件的溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液,HCO3-既与H+反应,又与OH-反应,B项错误;=1012的溶液为强酸性溶液,离子可以大量共存,C项正确;Fe3++3SCN-===Fe(SCN)3,D项错误。‎ 答案 C ‎14.将pH试纸湿润后测量以下溶液,不会产生误差的是(  )‎ A.Na2SO4 B.Na2CO3‎ C.CH3COOH D.KOH 解析 硫酸钠是强酸强碱盐,溶液呈中性,pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液,呈中性的溶液pH值不变,不会产生误差,A项正确;碳酸钠为强碱弱酸盐,水解呈碱性,pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液,虽水解的程度增大,但溶液的体积增大,所以pH变小,B项错误;乙酸为弱酸,溶液呈酸性,pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液,虽电离的程度增大,但溶液的体积增大,所以pH变大,C项错误;氢氧化钾为强碱,溶液呈碱性,pH试纸先用蒸馏水润湿相当于加水稀释溶液,所以pH变小,D项错误,故选A项。‎ 答案 A ‎15.下列各选项均有两个数据,其中前者大于后者的是(  )‎ A.25 ℃和60 ℃时纯水的pH B.25 ℃和60 ℃时水的离子积(Kw)‎ C.盐酸中滴加氨水至中性时溶液中的c(NH4+)与c(Cl-) ‎ D.盐酸中滴加氨水至恰好中和时溶液中的c(NH4+)与c(Cl-) ‎ 解析 水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则溶液中氢离子浓度增大,pH减小,所以25 ℃和60 ℃时纯水的pH,前者大于后者,故A项正确;水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,则溶液中氢离子、氢氧根离子浓度都增大,所以离子积常数增大,则25 ℃和60 ℃时水的离子积(Kw),前者小于后者,故B项错误;中性溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(NH4+)=c(Cl-),故C项错误;二者恰好中和时生成氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,铵根离子易水解而使其溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(NH4+)<c(Cl-),故D项错误,故选A项。‎ 答案 A ‎16.有甲、乙两种溶液,甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍,则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是(  )‎ A.2∶1 B.100∶1‎ C.1∶100 D.无法确定 8‎ 解析 由于溶液具体的pH未知,所以无法确定氢离子浓度的倍数关系。‎ 答案 D ‎17.中学化学实验中,淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱度。在25 ℃时,若溶液的pH=7,试纸不变色;若pH<7,试纸变红色;若pH>7,试纸变蓝色,而要精确测定溶液的pH,需要用pH计,pH计主要通过测定溶液的c(H+)来测定溶液的pH。‎ ‎(1)(双选)已知水中存在如下平衡:H2O+H2OH3O++OH- ΔH>0;现要使平衡向右移动,且所得的溶液呈酸性,选择的方法是________(填字母)。‎ A.向水中加入NaHSO4‎ B.向水中加入Cu(NO3)2‎ C.加热水至100 ℃[其中c(H+)=1×10-6 mol·L-1]‎ D.向水中加入(NH4)2SO4‎ ‎(2)现要测定100 ℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显________色,溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”);若用pH计测定,则pH________7(填“>”“<”或“=”),溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。‎ 解析 (1)向水中加入NaHSO4,NaHSO4电离出氢离子,抑制水电离,平衡逆向移动,导致溶液中c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,故A项错误;向水中加入Cu(NO3)2,Cu(NO3)2是强酸弱碱盐能水解,铜离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铜,从而促进水电离,导致溶液中c(OH-)<c(H+),溶液呈酸性,故B项正确;水的电离是吸热反应,加热至100 ℃,促进水电离,溶液c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,故C项错误;向水中加入(NH4)2SO4,(NH4)2SO4是强酸弱碱盐能水解,铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨,从而促进水电离,导致溶液中c(OH-)<c(H+),溶液呈酸性,故D项正确;故选B、D两项。‎ ‎(2)温度升高会促进水的电离,所以水的pH会减小,所以100 ℃沸水仍然是中性的,但此时的pH值小于7,pH试纸测定溶液的酸碱性时,试纸为红色,水在任何温度下均为中性的,故答案为:红;中;<;中。‎ 答案 (1)BD (2)红 中 < 中 C组—高分突破 ‎18.(1)常温下在由水电离产生的H+的浓度为1×10-13 mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是________。‎ ‎①K+、Cl-、NO3-、S2-‎ ‎②K+、Fe2+、I-、SO42-‎ ‎③Na+、Cl-、NO3-、SO42-‎ ‎④Na+、Cu2+、Cl-、HCO3-‎ ‎⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-‎ 8‎ ‎(2)不能影响水的电离平衡的操作是________。‎ A.向水中投入一小块金属钠 B.将水加热煮沸 C.向水中通入CO2气体 D.向水中加食盐晶体 解析 (1)水电离产生的c(H+)=1×10-13 mol·L-1<1.0×10-7 mol·L-1,水的电离受到了抑制,则溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。①若为酸性溶液,则H+、NO3-与S2-反应;②若为碱性溶液,则Fe2++2OH-===Fe(OH)2↓;④HCO3-既不能与H+大量共存,也不能与OH-大量共存,且Cu2+与OH-产生沉淀。‎ 答案 (1)③⑤ (2)D ‎19.25 ℃时,部分物质的电离常数如表所示:‎ 化学式 CH3COOH H2CO3‎ HClO 电离常数 ‎1.75×10-5‎ K1=4.4×10-7‎ K2=4.7×10-11‎ ‎3.0×10-8‎ 请回答下列问题:‎ ‎(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为________________________________________________________________________。‎ ‎(2)同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为__________________________________________。‎ ‎(3)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是________(填字母,下同)。‎ A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH)‎ C.c(H+)·c(OH-) D.c(OH-)/c(H+)‎ E. 若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据增大的是________。‎ ‎(4)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程pH变化如右图所示,则HX的电离常数________(填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数。‎ 8‎ ‎(5)H+浓度相同等体积的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是________(填写序号)。‎ ‎①反应所需要的时间B>A ‎②开始反应时的速率A>B ‎③参加反应的锌的物质的量A=B ‎④反应过程的平均速率B>A ‎⑤A中有锌剩余 ‎⑥B中有锌剩余 解析 (1)酸的电离常数越大其酸性越强,CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO。‎ ‎(2)电离常数越小,同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力越强,即结合H+由强到弱的顺序为CO32->ClO->HCO3->CH3COO-。‎ ‎(3)醋酸溶液浓度越小,c(H+)越小;电离常数=c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH),稀释过程中c(CH3COO-)减小,c(H+)/c(CH3COOH)增大;c(H+)·c(OH-)不变;醋酸稀释时,c(H+)越小,c(OH-)增大,c(OH-)/c(H+)增大;不变。升高温度,醋酸电离平衡右移c(H+)增大;升高温度,醋酸电离平衡右移c(H+)/c(CH3COOH)增大;升高温度c(H+)·c(OH-)增大;升高温度,c(H+)增大,c(OH-)减小,c(OH-)/c(H+)减小;升高温度,K=增大。‎ ‎(4)稀释前pH均为2,稀释相同倍数,pH变化越大,酸性越强,则HX的电离常数大于醋酸的电离常数。‎ ‎(5)①c(CH3COOH)>c(HCl),盐酸与锌反应,H+被消耗,CH3COOH与锌反应,H+被消耗的同时,又由CH3COOH电离产生,即醋酸反应速率快,反应所需要的时间Bc(HCl),醋酸反应速率快,反应过程的平均速率B>A;⑤A中有锌剩余;⑥B中有酸剩余。‎ 答案 (1)CH3COOH>H2CO3>HClO ‎(2)CO32->ClO->HCO3->CH3COO-‎ ‎(3)A ABCE (4)大于 (5)③④⑤‎ 8‎
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