2023-2024学年高中化学人教版2019选择性必修1课后习题 第三章第二节 第1课时 水的电离 溶液的酸碱性（含解析）

第二节　水的电离和溶液的pH
第1课时　水的电离　溶液的酸碱性
A级 必备知识基础练
1.下列物质或措施能促进水的电离的是(　　)
A.加热 B.醋酸
C.乙醇 D.氯化钠
2.能说明溶液呈中性的可靠依据是(　　)
A.pH=7
B.紫色石蕊溶液不变色
C.pH试纸不变色
D.c(H+)=c(OH-)
3.相同条件下,0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液和0.1 mol·L-1的盐酸中,水的电离程度(　　)
A.前者大 B.前者小
C.一样大 D.无法比较
4.关于溶液的酸性及酸性强弱的说法正确的是 (　　)
A.只要溶液中有H+,溶液就显酸性
B.H+浓度大于OH-浓度,溶液一定显酸性
C.H+浓度增大,溶液的酸性一定增强
D.强酸溶液的酸性一定比弱酸溶液的酸性强
5.40 ℃时,水的离子积常数KW≈3.0×10-14,则在40 ℃时,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1的溶液(　　)
A.呈酸性 B.呈中性
C.呈碱性 D.无法判断
6.下列有关水的离子积常数KW和pH变化的判断正确的是(　　)
A.随着温度的升高,水的离子积常数变小
B.随着温度的升高,纯水的pH变大
C.新制氯水光照一段时间后,pH变大
D.氢氧化钠溶液久置于空气中,pH变小
7.下列说法正确的是(　　)
A.在pH<14的氨水中,由水电离出的c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1
B.测定溶液的pH时,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取溶液,滴在用蒸馏水润湿过的pH试纸上,再与标准比色卡对比
C.50 ℃时,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1
D.pH=4的CH3COOH溶液中c(H+)=4.0 mol·L-1
8.t ℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=13,请回答下列问题:
(1)该温度下水的离子积常数KW=　。
(2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为　　　　,该NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)为　　　　　　。
(3)给该NaOH溶液加热,pH　　　　　　(填“变大”“变小”或“不变”)。
B级 关键能力提升练
以下选择题中有一个或两个选项符合题目要求
9.(2021山西运城高二月考)下列说法错误的是 (　　)
A.c(H+)=的溶液一定是中性
B.c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1的溶液一定呈酸性
C.同温同浓度的HCl和NaOH溶液中,水的电离程度相同
D.任何水溶液中,都一定同时存在H+和OH-
10.在t ℃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-)=100c(H+)
11.25 ℃时,某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,下列说法正确的是(　　)
A.该溶液可能pH=5
B.该溶液可能pH=9
C.该溶液的pH可能是7
D.不会有这样的溶液
12.为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lg。下列叙述中正确的是(　　)
A.任何温度下,纯水的AG=0
B.溶液的AG越小,酸性越强
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1盐酸的AG=12
D.25 ℃时,某溶液的AG=-10,其pH=10
13.已知液氨的性质与水相似。t ℃时,NH3+NH3N+N,N的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法中正确的是 (　　)
A.在此温度下液氨的离子积为1×10-17
B.在液氨中放入金属钠,可生成NaNH2
C.恒温下,在液氨中加入NH4Cl,可使液氨的电离平衡逆向移动
D.降温,可使液氨电离平衡逆向移动,且c(N)14.水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.图中对应点的温度关系为a>b>c
B.纯水仅升高温度,可从a点变到c点
C.水的离子积常数KW数值大小关系为b>c>d
D.在b点对应温度下,0.5 mol·L-1的H2SO4溶液与1 mol·L-1的KOH溶液等体积混合,混合后c(H+)=1×10-6 mol·L-1
15.在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
(1)A点水的离子积常数为1×10-14,B点水的离子积常数为　　　　　。造成水的离子积常数变化的原因是　 　。
(2)T ℃时,若向水中滴加盐酸,　　　　　(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)T ℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=　 。
C级 学科素养拔高练
16.(1)温度为T ℃时,水的KW=1×10-12,则该温度　　　　(填“>”“<”或“=”)25 ℃,其理由是　　　　　　　　　　　　　。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液呈　　　　(填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)=　　　 mol·L-1。
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡　　　　(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡　　　移动。
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1下列物质的溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是　　　　　　　　　(填序号)。
①HCl　②H2SO4　③CH3COOH(Ka=1.8×10-5)　④NH3·H2O(Kb≈1.8×10-5)　⑤NaOH　⑥Ba(OH)2
(5)25 ℃时,pH=4的盐酸中水的电离程度　　　　pH=10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
(6)下列曲线中,可以描述0.1 mol·L-1乙酸(甲,Ka≈1.8×10-5)和0.1 mol·L-1氯乙酸(乙,Ka=1.4×10-3)的水溶液中,水电离出的c(H+)与加入水体积V的关系的是　　　(填字母)。
第1课时　水的电离　溶液的酸碱性
1.A　水的电离为吸热过程,加热能促进水的电离,A项正确;加入醋酸,c(H+)增大,水的电离被抑制,B项错误;乙醇和NaCl对水的电离无影响,C、D两项错误。
2.D　pH=7的溶液不一定呈中性,如升高至某温度,水的离子积常数可能是10-12,pH=6时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,A项错误;紫色石蕊溶液的变色范围是5.0~8.0,紫色石蕊溶液不变色,溶液不一定显中性,B项错误;pH试纸不能精确测定溶液的pH,pH试纸不变色,只能说明溶液接近中性,C项错误;c(H+)=c(OH-)时溶液一定呈中性,D项正确。
3.C　NaOH溶液中的c(OH-)和盐酸中的c(H+)相等时,它们对水电离的抑制程度相同。
4.B　任何水溶液中都含有H+,含有H+的溶液不一定显酸性,也可能显碱性或中性,A项错误;c(H+)>c(OH-)溶液一定显酸性,B项正确;将NaOH溶液适当加热,c(H+)增大,但溶液仍显碱性,C项错误;溶液酸性强弱是看溶液中c(H+)的相对大小,若强酸的浓度远小于弱酸的浓度,也有可能弱酸溶液的酸性强,D项错误。
5.C　40 ℃时,溶液中c(OH-)≈=3.0×10-7 mol·L-1。溶液中c(OH-)>c(H+),故溶液呈碱性。
6.D　升高温度,水的电离平衡右移,KW增大,纯水中c(H+)和c(OH-)都变大,pH变小,A、B项均错误。新制氯水在光照时发生反应2HClO2HCl+O2↑,促使平衡Cl2+H2OHCl+HClO正向移动,溶液酸性增强,则pH减小,C项错误;NaOH溶液吸收空气中的CO2,溶液中c(OH-)减小,则c(H+)增大,所以pH减小,D项正确。
7.A　在pH<14的氨水中,c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1,氨水中的H+来自水的电离,因此由水电离出的c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1,A项正确;不能用湿润的pH试纸测定溶液的pH,B项错误;50 ℃时,水的离子积常数大于1.0×10-14,溶液的pH=12,则c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,则c(OH-)大于1.0×10-2 mol·L-1,C项错误;pH=4的CH3COOH溶液中c(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,D项错误。
8.答案 (1)10-13　(2)10-b mol·L-1　10-a mol·L-1
(3)变小
解析 (1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-a×10-b=10-(a+b)=10-13。
(2)c(NaOH)=c(OH-)=10-b mol·L-1;该溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,NaOH溶液中H+全部是水电离的,则由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-a mol·L-1。
(3)温度升高时,KW变大,所以c(H+)变大,pH变小。
9.B　c(H+)=的溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,溶液呈中性,故A项正确;升高至某温度,水的离子积常数为1×10-12,中性溶液中c(H+)和c(OH-)相等,都为1×10-6 mol·L-1,故B项错误;酸或碱都抑制水的电离,抑制程度与溶液中c(H+)或c(OH-)大小有关,同温同浓度的盐酸和氢氧化钠溶液中,酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-),对水的电离程度抑制作用相同,故C项正确;温度一定,任何水溶液中水的离子积常数是一个定值,溶液中一定同时存在H+和OH-,故D项正确。
10.AD　t ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6 mol·L-1,若某溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1=10-5 mol·L-1,c(OH-)=100c(H+),溶液呈碱性,故选A、D项。
11.AB　25 ℃水电离产生c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,说明溶质抑制了水的电离,可能是酸溶液,也可能是碱溶液。若为酸溶液,溶液中c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,c(H+)=10-5 mol·L-1,pH=5;若为碱溶液,溶液中c(H+)=1×10-9 mol·L-1,pH=9。所以正确选项为A、B项。
12.AC　任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH-),故AG=0,A项正确;溶液酸性越强,H+浓度越大,OH-浓度越小,AG越大;0.1 mol·L-1盐酸中,c(H+)=0.1 mol·L-1,c(OH-)=10-13 mol·L-1,则AG=12;lg[]=-10,c(OH-)=1010c(H+),由c(H+)·c(OH-)=10-14可得,c(H+)=10-12 mol·L-1,pH=12。
13.BC　由电离方程式知,N与N的平衡浓度相等都为1×10-15 mol·L-1,根据水的离子积可得液氨的离子积K=c(N)·c(N)=1×10-30,A项错误;由钠与水反应可推知Na与液氨反应方程式为2Na+2NH32NaNH2+H2↑,B项正确;恒温下向平衡体系中加入NH4Cl,可使溶液中N的浓度增大,电离平衡向逆方向移动,C项正确;因为电离是吸热过程,所以降温使电离平衡NH3+NH3N+N逆向移动,导致c(N)和c(N)都同等程度地减小,减小后c(N)=c(N),D项错误。
14.CD　水的电离是吸热过程,温度升高,水的离子积常数增大,根据图中数据得出水的离子积常数KW数值大小关系为b>c>a=d,温度关系为b>c>a=d,C项正确,A项错误;若纯水仅升高温度,c(OH-)与c(H+)都增大,而a点和c点的c(OH-)相等,B项错误;b点的KW=1×10-12,0.5 mol·L-1的H2SO4溶液与1 mol·L-1的KOH溶液等体积混合,充分反应后所得溶液显中性,则c(H+)=1×10-6 mol·L-1,D项正确。
15.答案 (1)1×10-12　水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,则离子积常数增大
(2)不能　滴加盐酸后,平衡左移,体系中c(H+)≠c(OH-),故体系不可能处于B点状态
(3)2×10-9 mol·L-1
解析 (1)B点KW=10-6×10-6=1×10-12,水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,则离子积常数增大。
(2)向水中加入盐酸,体系中c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,c(H+)≠c(OH-),体系不会处于B点状态。
(3)T ℃时,KW=1×10-12,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=c(OH-)= mol·L-1=2×10-9 mol·L-1。
16.答案 (1)>　升温促进水的电离,KW增大
(2)碱性　1×10-7
(3)向右　向右
(4)③=④>①=⑤>②=⑥
(5)等于　(6)c
解析 (1)升高温度,KW增大,题给温度下KW=1×10-12>1×10-14,因此温度大于25 ℃。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液中c(OH-)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,因为c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为1×10-7 mol·L-1。
(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。向新制氯水中加入少量NaCl固体,平衡Cl2+H2OH++Cl-+HClO向左移动,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等,同理,0.1 mol·L-1 H2SO4溶液和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液和0.1 mol·L-1氨水中水的电离程度相等;酸溶液中c(H+)越大,或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥。
(5)25 ℃时,pH=4的盐酸中,由水电离出的c(H+)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,pH=10的Ba(OH)2溶液中,由水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1。