2021-2022學年高中化學第三章水溶液中的離子平衡第2節(jié)第1課時水的電離和溶液的酸堿性作業(yè)含解析選修4

第1課時水的電離和溶液的酸堿性課后篇鞏固提升基礎鞏固1.水的電離過程為H2OH++OH-,在25℃時,水的離子積KW=1.0×10-14;在35℃時,水的離子積KW=2.1×10-14。則下列敘述正確的是()A.c(H+)隨著溫度的升高而降低B.35℃時,c(H+)>c(OH-)C.35℃時的水比25℃時的水電離程度小D.水的電離是吸熱過程解析由題中條件可以看出,溫度升高時KW增大。25℃時,純水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1;35℃時,純水中c(H+)=c(OH-)≈1.45×10-7mol·L-1。溫度升高,純水中c(H+)和c(OH-)都增大,且始終相等,水的電離程度也增大,因溫度升高平衡向正反應方向移動,故水的電離為吸熱過程。答案D2.室溫下,某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)等于10-10mol·L-1,該溶液的溶質不可能是()A.NaHSO4 B.NaCl C.HCl D.Ba(OH)2解析由水電離產(chǎn)生的c(H+)等于10-10mol·L-1,說明溶液中的溶質抑制了水的電離,Ba(OH)2、HCl、NaHSO4都能電離出氫氧根離子或氫離子,能夠抑制水的電離;而NaCl中的鈉離子和氯離子對水的電離無影響,故該溶液的溶質不可能是NaCl。答案B3.如圖表示水中c(H+)和c(OH-)的關系,下列判斷錯誤的是()A.兩條曲線間任意點均有c(H+)·c(OH-)=KWB.M區(qū)域內任意點均有c(H+)<c(OH-)C.圖中T1<T2D.XZ線上任意點均有pH=7解析A項正確,c(H+)·c(OH-)=KW為水的離子積表達式,它適用于純水及稀溶液;B項正確,XZ線上任意點都有c(H+)=c(OH-),M區(qū)域位于直線XZ的左上側,則M區(qū)域內任意點均有c(H+)<c(OH-);C項正確,H2OH++OH-ΔH>0,升高溫度,平衡正向移動,KW增大,圖中Z點KW(Z)=(10-6.5)2=10-13,X點KW(X)=(10-7)2=10-14,KW(Z)>KW(X),所以T1<T2;D項錯誤,pH=7即c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,而XZ線上只有X點c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1,也就是說XZ線上只有X點的pH=7。答案D4.常溫下,下列溶液中酸性最強的是()A.pH=3的鹽酸B.c(H+)=5×10-5mol·L-1的溶液C.c(OH-)=1×10-12mol·L-1的溶液D.0.1mol·L-1的鹽酸解析常溫下,溶液中c(H+)越大,溶液的酸性越強。A.pH=3的鹽酸中c(H+)=0.001mol·L-1;B.該溶液中c(H+)=5×10-5mol·L-1;C.該溶液中c(H+)=KWc(OH-)=10-1410-12mol·L-1=0.01mol·L-1;D.0.1mol·L-1答案D5.一定溫度下,滿足下列條件的溶液一定呈酸性的是()A.能與金屬Al反應放出H2的溶液B.加酚酞后顯無色的溶液C.pH=6.5的某溶液D.c(H+)>c(OH-)的任意水溶液解析與Al反應放出H2的溶液可能是酸性溶液,也可能是堿性溶液,A項錯誤;加入酚酞后顯無色的溶液可能呈中性或弱堿性或酸性,B項錯誤;pH=6.5的溶液也可能呈中性,C項錯誤。答案D6.為更合理地表示溶液的酸堿性,科學家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lg[c(H+)c①任何溫度下,純水的AG等于0②溶液的AG越小,酸性越強③25℃時,0.1mol·L-1鹽酸的AG=12④25℃時,某溶液的AG=-10,其pH=10A.①③ B.②④ C.①② D.③④解析任何溫度下,純水中c(H+)=c(OH-),故AG=0;酸性越強,H+濃度越大,OH-濃度越小,AG越大;0.1mol·L-1鹽酸中,c(OH-)=10-13mol·L-1,AG=12;lg[c(H+)c(OH-)]=-10,c(OH-)=1010c(H+),由c(H+)·c(OH-)=10-14得答案A7.關于pH的測定下列說法正確的是()A.pH試紙在使用之前應用蒸餾水潤濕B.用廣泛pH試紙測得某鹽酸的pH=2.3C.利用酸堿指示劑可以測溶液的pHD.pH計是精確測定溶液pH的儀器解析pH試紙在使用之前不能用蒸餾水潤濕,如果用蒸餾水潤濕了,則會使酸、堿中的c(H+)發(fā)生變化,造成誤差,故A項說法錯誤;廣泛pH試紙可以識別的pH差值約為1,用廣泛pH試紙測得的是整數(shù),故B項錯誤;酸堿指示劑只能判斷溶液的酸堿性,無法測其pH,故C項錯誤;pH計可以精確測定溶液的pH,故D項正確。答案D8.將pH試紙用蒸餾水潤濕后測定某溶液的pH,測定結果()A.一定偏高 B.一定偏低C.可能無影響 D.無影響解析pH試紙在使用前不能用蒸餾水潤濕,否則會將待測液稀釋,可能影響測定結果。若原溶液呈酸性,會使測得結果偏高;若原溶液呈堿性會使測得結果偏低;若原溶液呈中性,則對測定結果無影響。答案C9.(1)在由水電離產(chǎn)生的H+的濃度為1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的離子組是。

①K+、Cl-、NO3-、S2-②K+、Fe2+、I-、③Na+、Cl-、NO3-、SO42-④Na+、Cu2+、⑤K+、Ba2+、Cl-、NO(2)不會影響水的電離平衡的操作是。

A.向水中投入一小塊金屬鈉B.將水加熱煮沸C.向水中通入CO2氣體D.向水中加食鹽晶體解析(1)水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-13mol·L-1<1.0×10-7mol·L-1,水的電離受到了抑制,則溶液可能是酸性溶液也可能是堿性溶液。①若為酸性溶液,則H+、NO3-與S2-反應;②若為堿性溶液,則Fe2++2OH-Fe(OH)2↓;④HCO3-既不能與H+大量共存,也不能與OH-大量共存,且Cu2+與答案(1)③⑤(2)D10.有一學生在實驗室測某溶液的pH,實驗時,他先用蒸餾水潤濕pH試紙,然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進行檢測。(1)該學生的操作(填“正確”或“錯誤”),其理由是;

(2)該操作是否一定有誤差?

;

(3)若用此方法分別測定c(OH-)相等的氫氧化鈉溶液和氨水的pH,誤差較大的是,原因是

;

(4)只從下列試劑中選擇實驗所需的試劑,你能否區(qū)分0.1mol·L-1H2SO4溶液和0.01mol·L-1H2SO4溶液?,簡述操作過程:

。

試劑:A.紫色石蕊溶液B.酚酞溶液C.甲基橙溶液D.蒸餾水E.氯化鋇溶液F.pH試紙解析(1)用pH試紙測量溶液時,pH試紙不能潤濕,否則相當于將原溶液稀釋。(2)若溶液呈酸性或堿性,稀釋必然會造成誤差,若溶液呈中性,則不會造成誤差。(3)NH3·H2O是弱電解質,加水稀釋時,促進它的電離,故對OH-濃度相等的氫氧化鈉溶液和氨水來說,加水稀釋相同倍數(shù),氨水的pH減小程度小些,誤差小些。(4)分別測定這兩種H2SO4溶液的pH,pH較小的是濃度較大的H2SO4溶液,pH較大的是濃度較小的H2SO4溶液。答案(1)錯誤該學生測得的pH是稀釋后溶液的pH(2)該學生操作錯誤,但不一定產(chǎn)生誤差。因為原溶液不是中性時,稀釋后溶液pH發(fā)生了變化,只是弱酸或弱堿溶液變化程度小些;若是中性溶液,稀釋不會產(chǎn)生誤差(3)氫氧化鈉溶液稀釋過程中,NH3·H2O繼續(xù)電離出OH-,減弱了因稀釋對OH-濃度減小的程度,所以測得氫氧化鈉溶液誤差較大(4)能用玻璃棒分別蘸取兩種溶液滴在兩張pH試紙上,其顯示的顏色與標準比色卡對照,pH較大的是0.01mol·L-1H2SO4溶液能力提升11.常溫下,下列各組離子在指定溶液中能大量共存的是()A.pH=1的溶液中:Fe2+、NO3-、SO4B.由水電離的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCOC.c(H+)c(OH-)=1012的溶液中:ND.c(Fe3+)=0.1mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、SO42-解析A項中Fe2+、NO3-、H+會發(fā)生氧化還原反應,錯誤;B項,符合條件的溶液可能是強酸性溶液也可能是強堿性溶液,HCO3-既能與H+反應,又能與OH-反應,錯誤;c(H+)c(OH-)=1012的溶液為強酸性溶液,答案C12.某溫度下,向一定體積0.1mol·L-1醋酸溶液中逐滴加入等濃度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]與pH的變化關系如圖所示,則()A.M點所示溶液導電能力強于Q點B.N點所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)C.M點和N點所示溶液中水的電離程度相同D.Q點消耗NaOH溶液的體積等于醋酸溶液的體積解析溫度一定時,將c(H+)·c(OH-)=KW兩邊取負對數(shù),得pH+pOH=-lgKW=常數(shù)。向醋酸溶液中逐滴加入NaOH溶液的過程中,pH增大,pOH減小。圖中M點加入少量NaOH溶液,混合液呈酸性(溶質CH3COOH和少量CH3COONa);Q點pH=pOH,溶液呈中性(溶質CH3COONa和少量CH3COOH);N點加入較多NaOH溶液,混合液呈堿性(溶質CH3COONa和NaOH)。可見,M點溶液中離子濃度比Q點小,導電能力比Q點弱,A錯。混合液一定符合電荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),N點pH>pOH、c(H+)<c(OH-),則c(Na+)>c(CH3COO-),B錯。M點pOH等于N點pH,得M點c(H+)等于N點c(OH-),兩者對水的電離平衡的抑制程度相同,C對。Q點溶液呈中性,溶質為CH3COONa和少量CH3COOH,故消耗NaOH溶液的體積小于醋酸溶液的體積,D錯。答案C13.已知在25℃和100℃時,水溶液中c(H+)與c(OH-)的關系如圖所示:(1)表示25℃時的曲線應為(填“A”或“B”),請說明理由:

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(2)25℃時,將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為。

(3)100℃時,若100體積pH=a的某強酸溶液與1體積pH=b的某強堿溶液混合后溶液呈中性,則混合前,該強酸的pH與強堿的pH之間應滿足的關系是。

(4)在曲線B對應的溫度下,pH=2的HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后,混合溶液的pH=5。請分析原因:

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解析(2)25℃時所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,即酸、堿恰好完全中和,n(OH-)=n(H+),則V(NaOH)×10-5mol·L-1=V(H2SO4)×10-4mol·L-1,得V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。(3)100℃時,水的離子積為1×10-12,即c(H+)·c(OH-)=1×10-12。100℃時混合后溶液呈中性,則100×10-a=1×10b-12,即a+b=14。答案(1)A水的電離是吸熱過程,溫度降低時,電離程度減小,c(H+)·c(OH-)減小(2)10∶1(3)a+b=14(4)曲線B對應的溫度是100℃,此時水的離子積為1×10-12,HA若為強酸,最后應為pH=6,現(xiàn)pH=5,說明HA為弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中還剩余較多的HA,可繼續(xù)電離出H+14.(1)某溫度下純水中c(H+)=3×10-7mol·L-1,則此時c(OH-)=;該溫度下向純水中加入少量NaOH固體使c(OH-)=9×10-6mol·L-1,則此時c(H+)=。

(2)某溫度下重水(D2O)的離子積常數(shù)為1.6×10-15,像定義pH一樣來規(guī)定pD=-lgc(D+),請回答以下問題:①寫出重水的電離方程式:

。

②該溫度下,重水中的c(D+)=,pD=。(已知lg2=0.3)

③0.01mol·L-1的NaOD溶液中pD=。

解析(1)在純水中c(H+)=c(OH-)。由KW=c(H+)·c(OH-)=3