2025人教版高中化学选择性必修1同步--分层作业14　水的电离　溶液的酸碱性与pH（含解析）

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2025人教版高中化学选择性必修1
分层作业14　水的电离　溶液的酸碱性与pH
A级 必备知识基础练
　　　　　　　　　　　　　　　　
题组1.水的电离和水的离子积
1.(2024·湖北鄂东南名校联考)水是地球的血液,没有水就没有生命。不同温度下水的离子积常数(KW)如下表所示。下列有关水或溶液的说法错误的是(　　)
T/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
A.水分子电离过程示意图可表示为
B.0 ℃和40 ℃时,水中H+浓度之比约为0.25
C.90 ℃时,20 mL 0.003 71 mol·L-1NaOH溶液的pH为10
D.升高温度促进了水的电离,KW增大
2.(2024·广州实验外国语学校检测)关于水的电离平衡H2OH++OH-　ΔH>0,下列说法不正确的是(　　)
A.将水加热至50 ℃,水的电离平衡正向移动,水依然呈中性
B.向水中加入少量NaOH,水的电离平衡逆向移动,溶液呈碱性
C.向水中加入少量冰醋酸,水的电离平衡逆向移动,溶液呈酸性
D.常温下,pH=2的盐酸中,水电离的c(H+)=1.0×10-2 mol·L-1
3.(2024·湖南长沙实验中学模拟)不同温度下,水的离子积常数如下所示。
T/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
0.1 0.3 0.7 1.0 2.9 5.3 37.1 54.5
下列说法不正确的是(　　)
A.水的电离为吸热过程
B.25 ℃,纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1
C.90 ℃,0.1 mol·L-1NaCl溶液的pH<7,呈中性
D.pH=5的稀盐酸中c(OH-)一定为10-9 mol·L-1
4.(2024·天津河北区模拟)下列措施能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的是(　　)
A.向水中通入SO2
B.将水加热煮沸
C.向水中加入NaCl
D.向水中加入少量Na2O
题组2.溶液的酸碱性和pH
5.(2024·湖北云学名校联盟联考)下列有关pH试纸和pH计的说法错误的是(　　)
A.pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,再经高温烘干制成的
B.最常用的广泛pH试纸的pH范围是1~14,可以识别的pH误差约为1
C.精密pH试纸的pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差
D.pH计又叫酸度计,可以用来精密测量溶液的pH,其量程为0~14
6.(2024·广州实验外国语学校检测)下列说法正确的是(　　)
A.pH<7的液体一定呈酸性
B.将1 mL 1×10-6 mol·L-1盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH为9
C.在常温下,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,此溶液的pH可能为1或13
D.将pH=2的盐酸与醋酸各1 mL 分别稀释至100 mL,所得醋酸的pH略大
7.(2024·广东清远名校联考)下列叙述正确的是(　　)
A.使甲基橙显黄色的溶液一定是碱性溶液
B.用润湿的pH试纸测定1 mol·L-1硫酸氢钠溶液的pH,结果偏高
C.一定温度下,pH=a的氨水,稀释到体积为原来的10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.常温下,由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10 mol·L-1,则原溶液的pH=4
8.(2024·河南商丘名校联考)下列条件下溶液中的相关计算正确的是(混合溶液忽略体积的变化)(　　)
A.常温下1 mL pH=8的NaOH溶液加水至100 mL,pH为6
B.常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液pH为1
C.某温度时KW=1×10-13,溶液中由水电离的c(H+)=1×10-11 mol·L-1,则该溶液的pH可能为11或3
D.常温下pH=11的氨水和pH=1的盐酸等体积混合后恰好完全反应,则原氨水中占含氮微粒总数的1%
9.已知:25 ℃时,KW=1.0×10-14;35 ℃时,KW=2.1×10-14。下列有关水的电离的叙述正确的是(　　)
A.c(H+)随着温度的升高而减小
B.35 ℃时,c(H+)>c(OH-)
C.向蒸馏水中加入少量NaOH溶液,KW增大
D.水的电离属于吸热过程
10.已知水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是(　　)
A.水的离子积常数关系为KW(B)>KW(A)>KW(C)>KW(D)
B.恒温下向水中加入氢氧化钠固体,可从C点到D点
C.B点对应的温度下,0.5 mol·L-1的硫酸与1 mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合后所得溶液c(H+)=1×10-7 mol·L-1
D.温度升高可实现由C点到D点
11.某温度下,测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,将该温度下pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合,通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比:
(1)若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=　 。
(2)若所得混合溶液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=　 。
(3)若所得混合溶液的pH为10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=　 。
B级 关键能力提升练
12.(2024·广东深圳联盟校期中)常温下,稀释pH均为12的NaOH溶液和氨水时pH的变化如图所示,下列说法错误的是(　　)
A.曲线b表示NaOH溶液
B.若x=103,则y=9
C.稀释之前,两溶液的导电性相同
D.稀释之前,等体积的两溶液中和相同浓度盐酸的能力:NaOH溶液>氨水
13.(2024·江苏连云港赣榆区检测)25 ℃时,体积为Va、pH=a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b的某一元强碱溶液均匀混合后,溶液的pH=7,已知b=6a,VaA.a可能等于1 B.a一定大于2
C.a一定小于2 D.a一定等于2
14.(2024·山西吕梁检测)25 ℃时,甲酸、乙酸的电离常数分别为1.8×10-4和1.75×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。两种酸用通式HY表示,下列叙述正确的是(　　)
A.曲线Ⅱ代表甲酸
B.酸的电离程度:c点>d点
C.溶液中水的电离程度:b点>c点
D.从c点到d点,溶液中保持不变
15.(2024·山东省实验中学模拟)常温下,分别向体积相同、浓度均为0.1 mol·L-1的MOH、ROH两种碱溶液中不断加水稀释,溶液的pH与溶液浓度的对数(lg c)之间的关系如图所示。下列说法错误的是(　　)
A.MOH和ROH都是弱碱,但MOH的碱性强
B.Kb(MOH)的数量级为10-5
C.a、b两点对应的溶液中,水的电离程度:aD.用相同浓度的盐酸分别中和a、b两点对应的溶液,恰好完全中和消耗盐酸体积:Va>Vb
16.已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,在该温度下,向10 mL浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中溶液中pOH[pOH=-lg c(OH-)]与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是(　　)
A.Q点对应a值等于7
B.M点所示溶液中c(CH3COO-)>c(N)
C.在滴加过程中,水的电离程度始终增大
D.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
17.现有a.盐酸、b.醋酸、c.H2SO4溶液三种稀溶液,用字母回答下列问题。
(1)若三种酸的物质的量浓度相等。
①三种溶液中的c(H+)大小关系为　　　　　　　　。
②取等体积上述三种溶液,分别用同浓度的NaOH溶液完全中和,所需NaOH溶液体积大小关系为
　 。
③若取等质量的Zn分别与这三种溶液反应,使Zn恰好完全反应时,消耗三种酸溶液的体积大小关系为　　　　　　　　。
④对于a(盐酸)和b(醋酸),若加水稀释相同的倍数,　　　　的pH大;若加水稀释到相同的pH,　　　　加的水多。
(2)若三种酸溶液中的c(H+)相等。
①三种酸的物质的量浓度大小关系为 　。
②取等体积上述三种溶液,分别用同浓度的NaOH溶液完全中和,所需NaOH溶液体积大小关系为
　 。
③若取等质量Zn分别与这三种溶液反应,使Zn恰好完全反应时,消耗三种酸的体积大小关系为　　　　　　　。
④对于a(盐酸)和b(醋酸),若加水稀释到相同的倍数,　　　　的pH大;若加水稀释到相同的pH,　　　　加的水多。
C级 学科素养拔高练
18.(2024·山西太原三校联考)已知水的电离平衡曲线如图所示,试回答下列问题:
(1)图中五点KW间的关系为　 。
(2)若从A点到D点,可采用的措施是　　　　。
a.升高温度
b.加入少量的盐酸
c.加入少量NaOH(s)
(3)C点对应的温度下,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为　　　　。该温度下,测得某H2SO4溶液中c(S)=5×10-6 mol·L-1,该溶液中c(OH-)=　　　mol·L-1。
(4)E点对应的温度下,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为　　　　　。
(5)B点对应温度下,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积等于原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=　　　　。
分层作业14　水的电离　溶液的酸碱性与pH
1.B　解析 根据水的电离过程可知,A正确;0 ℃和40 ℃时,水中H+浓度之比约为≈0.2,B错误;90 ℃时,KW=37.1×10-14,则0.003 71 mol·L-1NaOH溶液中c(H+)==10-10 mol·L-1,故溶液pH=10,C正确;水的电离是吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,KW增大,D正确。
2.D　解析 水的电离吸热,将水加热至50 ℃,水的电离平衡正向移动,但水电离出c(H+)与c(OH-)始终相等,水仍呈中性,A正确;向水中加入少量NaOH,c(OH-)增大,水的电离平衡逆向移动,溶液呈碱性,B正确;向水中加入少量冰醋酸,c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,溶液呈酸性,C正确;盐酸抑制水电离,常温下,pH=2的盐酸中,水电离的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,D错误。
3.D　解析 根据温度与水的离子积常数KW的关系可知,升高温度可促进水的电离,水电离程度增大,说明水的电离为吸热过程,A正确;25 ℃时KW=10-14,此时纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,B正确;90 ℃相比常温下,水的离子积常数增大,溶液中c(H+)增大,0.1 mol·L-1 NaCl溶液的pH<7,但溶液中c(H+)=c(OH-),因此溶液呈中性,C正确;pH=5的稀盐酸中,c(H+)=10-5 mol·L-1,若常温下溶液中c(OH-)=10-9 mol·L-1;若不是常温下,则溶液中c(OH-)可能大于10-9 mol·L-1,也可能小于10-9 mol·L-1,D错误。
4.A　解析 向水中通入SO2生成H2SO3,溶液呈酸性,则有c(H+)>c(OH-),酸对水的电离起抑制作用,A正确;加热时促进水的电离,但是c(H+)=c(OH-),仍然呈中性,B错误;NaCl不影响水的电离,溶液呈中性,C错误;Na2O和水反应生成NaOH,使水的电离向右移动,溶液呈碱性,则有c(H+)5.A　解析 pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,再经自然晾干制成的,不能高温烘干,A错误。
6.C　解析 升高温度,KW增大,在100 ℃时,pH约为6的纯水中始终存在c(H+)=c(OH-),液体呈中性,故pH<7的液体不一定呈酸性,A错误;盐酸稀释不可能变成碱性,将1 mL 1×10-6 mol·L-1盐酸稀释至1 000 mL ,溶液的pH接近7,但始终小于7,B错误;当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,水的电离受到抑制,酸或碱均抑制水的电离,因此溶液的pH可能为1或13,C正确;醋酸是弱酸,稀释可促进其电离,将pH=2的盐酸与醋酸各1 mL 分别稀释至100 mL ,盐酸的pH=4,醋酸溶液的pH<4,盐酸的pH略大,D错误。
7.B　解析 使甲基橙显黄色的溶液的pH大于4.4,不一定是碱性溶液,A错误;用润湿的pH试纸测定1 mol·L-1硫酸氢钠溶液的pH,相当于将1 mol·L-1硫酸氢钠溶液加水稀释,c(H+)减小,pH增大,B正确;一定温度下,pH=a的氨水,稀释到体积为原来的10倍,由于电离程度增大,c(OH-)比原来的十分之一要大,故有a8.D　解析 碱性溶液无论如何稀释都不能变为中性或酸性溶液,故1 mL pH=8的NaOH溶液加水至100 mL ,pH只能接近7但不能等于7,A错误;醋酸是弱酸,部分电离,溶液中c(H+)小于酸浓度,则0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液pH>1,B错误;若溶液呈碱性,溶液中H+来源于水的电离,溶液pH=-lg 10-11=11,若溶液呈酸性,溶液中OH-来源于水的电离,故溶液中c(OH-)=10-11 mol·L-1,该温度下温度KW=1×10-13,则溶液中c(H+)=10-2 mol·L-1,溶液的pH=-lg 10-2=2,C错误;等体积混合刚好反应生成NH4Cl,可知原氨水中c(NH3·H2O)+c()=c(Cl-)=c(HCl)=0.1 mol·L-1,氨水中c()≈c(OH-)=10-3 mol·L-1,则原氨水中占含氮微粒总数的=1%,D正确。
9.D　解析 水的电离是一个吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,故c(H+)随着温度的升高而增大,A错误;任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH-),B错误;KW仅仅是温度的函数,温度不变,KW不变,向蒸馏水中加入少量NaOH溶液,KW不变,C错误;水的电离属于吸热过程,D正确。
10.B　解析 水的离子积常数只与温度有关,温度相同,则KW相同,温度升高,则KW增大,根据图示可知温度:A>B>C=D,所以水的离子积常数关系为KW(A)>KW(B)>KW(C)=KW(D),A错误;保持温度不变,向水中加入氢氧化钠固体,氢氧化钠溶于水电离出OH-,抑制水的电离,水电离产生的H+的浓度变小,使溶液中c(OH-)>c(H+),温度不变,KW不变,所以可从C点到D点,B正确;B点对应的温度下,KW(B)>10-14,0.5 mol·L-1硫酸与1 mol·L-1氢氧化钠溶液等体积混合,恰好完全反应,溶液显中性,故混合后c(H+)>1×10-7 mol·L-1,C错误;升高温度,水的离子积常数增大,而C点到D点水的离子积是不变的,所以不可实现由C点到D点,D错误。
11.答案 (1)1∶10　(2)10∶1　(3)1∶9
解析 根据题意可知,该温度下KW=1×10-13。(1)pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,混合溶液为中性,则Va L×0.1 mol·L-1=Vb L×0.01 mol·L-1,解得Va∶Vb=1∶10。(2)pH=a的NaOH溶液中c(OH-)=10a-13mol·L-1,pH=b的H2SO4溶液中c(H+)=10-b mol·L-1,所得混合溶液为中性,则Va L×10a-13 mol·L-1=Vb L×10-b mol·L-1,且a+b=12,解得Va∶Vb=10∶1。(3)pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,pH=2的H2SO4溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,所得混合溶液的pH=10,碱过量混合溶液中c(OH-)=0.001 mol·L-1,则(Va+Vb)L×0.001 mol·L-1=Va L×0.1 mol·L-1-Vb L×0.01 mol·L-1,解得Va∶Vb=1∶9。
12.D　解析 NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱,稀释溶液时,两溶液的pH都减小,但稀释至相同倍数时,由于促进NH3·H2O的电离,氨水的pH变化较小,故曲线b表示NaOH溶液,曲线a表示氨水,A正确;取1 L pH=12的NaOH溶液,c(H+)=10-12 mol·L-1,c(OH-)=10-2 mol·L-1,若x=103,则稀释后c(OH-)==10-5 mol·L-1,溶液中c(H+)=10-9 mol·L-1,此时pH=9,B正确;稀释之前,NaOH溶液中,c(Na+)=c(OH-)=10-2 mol·L-1,氨水中,c()=c(OH-)=10-2 mol·L-1,两溶液中的离子浓度相同,则两溶液的导电性相同,C正确;稀释之前,由于NaOH溶液和氨水的pH相同,NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱,则由n(NH3·H2O)>n(NaOH),则等体积的两溶液中和相同浓度盐酸的能力:氨水>NaOH溶液,D错误。
13.C　解析 25 ℃时,体积为Va、pH=a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b的某一元强碱溶液均匀混合后,溶液的pH=7,则有n(H+)=n(OH-),即10-a×Va=10b—14×Vb,那么=10a+b-14;由于Va14.D　解析 常温下,甲酸的电离常数大于乙酸,则酸性:甲酸>乙酸;pH相同的两种酸加水稀释相同倍数时,甲酸的pH变化大,故曲线Ⅱ代表乙酸,A错误;给酸溶液加水稀释,电离平衡正向移动,电离程度增大,故酸的电离程度:c点15.D　解析 由图可知,横坐标由-1变为-2时,两种碱溶液的pH变化均小于1,且MOH的pH大,故MOH和ROH都是弱碱,MOH的碱性强,A正确;0.1 mol·L-1MOH溶液的pH=11,电离平衡常数Kb(MOH)=≈10-5,则Kb(MOH)的数量级为10-5,B正确;碱抑制水的电离,碱溶液碱性越强,其抑制水电离程度越大,a点碱性大于b点,则水电离程度a16.B　解析 根据图示可知Q点时pH=pOH=a,说明c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,但温度未知,中性溶液的pH不一定为7,A项错误;溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(N)+c(H+),M点pHc(OH-),结合电荷守恒可知c(CH3COO-)>c(N),B项正确;CH3COOH会抑制水的电离,加入氨水生成CH3COONH4,溶液酸性减弱,水的电离程度增大,氨水过量时水的电离程度又减小,C项错误;根据守恒规律可知,溶液中n(CH3COOH)与n(CH3COO-)之和始终不变,但溶液体积在变,所以c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和会发生变化,D项错误。
17.答案 (1)①c>a>b　②c>a=b　③a=b>c　④b　a
(2)①b>a>c　②b>a=c　③a=c>b　④a　b
解析 (1)①H2SO4为二元强酸,CH3COOH为弱酸,CH3COOH在水溶液中发生部分电离,故c>a>b。②三种酸的物质的量相等,因H2SO4为二元酸,所以消耗的NaOH是盐酸和醋酸的两倍,盐酸和醋酸消耗的NaOH相等,所以c>a=b。③等质量的Zn完全反应,消耗的盐酸和醋酸的体积相等,消耗的H2SO4的体积最少,所以a=b>c。④由于醋酸部分电离,若加水稀释到相同的倍数,醋酸的pH仍然大,若稀释到相同的pH,盐酸加入的水多。
(2)①CH3COOH是弱酸,CH3COOH溶液中c(CH3COOH) c(H+),H2SO4、HCl均为强酸,所以b>a>c。②等体积的三种溶液中,CH3COOH是弱电解质,HCl和H2SO4都是强电解质,则消耗的NaOH b>a=c。③等质量的Zn完全反应,消耗的n(H+)相等,H2SO4溶液与盐酸中的c(H+)相等,而CH3COOH在反应中会继续电离产生H+,所以消耗体积最小,所以a=c>b。④由于醋酸是弱电解质,在稀释过程中会继续电离,稀释到相同倍数时,其pH要小,若加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多。
18.答案 (1)B>C>A=D=E　(2)b　(3)2.4×10-7 mol·L-1　5.76×10-9　　(4)10∶1　(5)9∶11
解析 (1)温度相同时,KW相同;水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,KW增大,所以图中五点KW间的关系是B>C>A=D=E。
(2)从A点到D点,溶液由中性变为酸性,升高温度,水的电离程度增大,c(H+)、c(OH-)都增大,但仍呈中性,a错误;加入少量的盐酸,水的电离平衡逆向移动,溶液中c(H+)增大,c(OH-)减小,b正确;加入NaOH固体,所得溶液呈碱性,c错误。
(3)纯水中,c(OH-)=c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1。该温度下,测得某H2SO4溶液中c(S)=5×1 mol·L-1,则c(H+)=1×10-5 mol·L-1,该溶液中c(OH-)=mol·L-1=5.76×10-9 mol·L-1。
(4)E点对应温度为25 ℃,KW=10-14。pH=9的NaOH溶液中,c(OH-)=10-5 mol·L-1,pH=4的H2SO4溶液中,c(H+)=10-4 mol·L-1,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为10-4∶10-5=10∶1。
(5)B点对应温度为100 ℃,KW=10-12。pH=11的苛性钠溶液中c(OH-)=10-1 mol·L-1,pH=1的稀硫酸,c(H+)=10-1 mol·L-1,所得混合溶液的pH=2,则有=10-2,V1∶V2=9∶11。
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