人教版高中化学选修四课时提升作业:(九) 3.2.1 水的电离 溶液的酸碱性与pH Word版含解析
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课时提升作业(九)
水的电离溶液的酸碱性与pH
(30分钟50分)
一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)
1.(双选)(2015·连云港高二检测)常温下,某溶液由水电离出的c(OH-)=1×10-13mol·L-1,对该溶液的叙述正确的是( )
A.溶液一定显酸性
B.溶液一定显碱性
C.溶液一定不显中性
D.溶液可能是pH=13的溶液
【解析】选C、D。
根据水的离子积原理,溶液中水电离出的c(H+)=c(OH-)=1×10-13mol·L-1,是由于在水中加酸或加碱,抑制了水的电离,如水中加碱c(OH-)=1×10-1mol·L-1,溶液的pH=13。
2.在相同温度下,0.01 mol·L-1NaOH溶液和
0.01 mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
【解析】选A。
温度一定,溶液中存在离子积常数,0.01 mol·L-1NaOH 溶液中水电离出的c(H+)水=mol·L-1,0.01 mol·L-1的盐酸溶液中水电离出的
c(H+)水=c(OH-)水=mol·L-1,所以由水电离出的c(H+)相等,A正确;温度不一定是常温下,离子积常数不一定是10-14,计算出的水电离出的c(H+)不一定是1.0×10-12mol·L-1,B错误;水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相同,温度不知,水电离出的c(H+)水=c(OH-)水=mol·L-1,C错误;酸、碱均抑制水的电离平衡,D错误。
3.(2015·青岛高二检测)25℃时,水的电离达到平衡,下列叙述正确的是( )
A.将纯水加热到95℃时,K w变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,K w变小
C.在纯水中加入硫酸会抑制水的电离,加醋酸会促进水的电离
D.加入电解质不一定会破坏水的电离平衡
【解析】选D。
水的电离吸热,将纯水加热,电离平衡正向移动,c(H+)、c(OH-)均增大但仍相等,因此K w变大,pH变小,水仍呈中性,A错;向纯水中加入稀氨水,溶液中c(OH-)增大,电离平衡逆向移动,但K w只与温度有关,因此保持不变,B错;在纯水中加入酸都会抑制水的电离,C错;并不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡,如氯化钠等,D正确。
【方法规律】水的电离平衡及c(H+)、c(OH-)与K w的变化关系
水既可以看作一元弱酸,也可看作一元弱碱。
(1)当向水中加入酸时,由于c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,c(H+)>1×10-7mol·L-1>c(OH-)。
(2)当向水中加入碱时,c(OH-)增大,水的电离平衡将逆向移动,c(H+)<1×10-7mol·L-1<c(OH-)。
虽然水的电离平衡被破坏,但K w=c(H+)·c(OH-)并没有改变,只是c(H+)和c(OH-)的相对大小发生变化而已。
4.(2015·成都高二检测)已知NaHSO4在水中的电离方程式为
NaHSO4Na++H++S。
某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH为2。
下列对该溶液的叙述中不正确的是( )
A.该温度高于25℃
B.由水电离出的H+的浓度是1.0×10-10mol·L-1
C.NaHSO4晶体的加入抑制了水的电离
D.该温度下加入等体积pH为12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性
【解析】选D。
pH=6的蒸馏水,说明该温度高于25℃。
此时溶液pH=2,
则说明c(H+)=1.0×10-2mol·L-1,此温度下水的离子积K w=1.0×10-12,则
c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1,则水电离出的c(H+)=1.0×10-10mol·L-1。
NaHSO4
电离出H+抑制了水的电离。
5.(2015·桂林高二检测)常温下,下列溶液中酸性一定最弱的是
( )
A.pH=4
B.c(H+)=1×10-3mol·L-1
C.c(OH-)=1×10-11mol·L-1
D.=1012
【解析】选A。
A项,pH=4,则c(H+)=1×10-4mol·L-1;C项,c(OH-)=1
×10-11mol·L-1,则c(H+)==1×10-3mol·L-1;D项,=1012,则c(H+)=1×10-1mol·L-1,故A项的c(H+)最小,酸性最弱。
【补偿训练】25℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液
C.1 L中含有4 g NaOH的溶液
D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的溶液
【解析】选B。
碱性最强的溶液中c(OH-)最大,pH=11的溶液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1;C项c(OH-)=0.1 mol·L-1,D项中c(OH-)=1×10-4mol·L-1。
6.如图表示水中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-)=K W
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】选D。
任何水溶液中都有K W=c(H+)·c(OH-),因此两条曲线间任一点均有此关系,A项正确;XZ线上任意点溶液呈中性,M区域在XZ上方均有c(H+)<c(OH-),B项正确;T1时K W小于T2时K W,则T1<T2,C项正确;XZ线上任意点溶液呈中性,但只有在25℃时pH=7,D项错误。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)
7.(10分)已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,回答下列各问题:
(1)该溶液的pH=________;
(2)HA的电离平衡常数K=________;
(3)升高温度时,K将________(填“增大”“减小”或“不变”),pH将________(填“增大”“减小”或“不变”);
(4)由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的________倍。
【解析】(1)HA电离出的c(H+)=0.1×0.1% mol·L-1=1×10-4mol·L-1,pH= -lg(1×10-4)=4;
(2)电离平衡常数K===1×10-7;
(3)因HA H++A-,电离过程是吸热的,所以升高温度,c(H+)、c(A-)均增大,则K增大,而pH减小;
(4)c(H+)HA=1×10-4mol·L-1。
c(H+)水=c(OH-)==1×10-10mol·L-1,所以c(H+)HA∶c(H+)水=(1×10-4)∶(1×10-10)=106∶1。
答案:(1)4(2)1×10-7(3)增大减小(4)106
8.(10分)(2015·泰安高二测)对于常温下pH=1的硝酸溶液
(1)若升温到100℃,溶液中的c(OH-)=1×10-11mol·L-1,则100℃时水的离子积为________。
(2)该溶液中硝酸电离出的c(H+)与H2O电离出的c(H+)之比为________。
(3)该溶液中水电离出的c(H+)与pH=3的硝酸中水电离出的c(H+)之比为________。
(4)加水稀释,水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
【解析】(1)pH=1的硝酸溶液c(H+)=10-1mol·L-1,若升温到100℃,K w=c(H+)·c(OH-)=10-1mol·L-1×10-11mol·L-1=1×10-12。
(2)水电离出的c(H+)等于水电离出的c(OH-),即
mol·L-1=10-13mol·L-1,所以该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电
离出的c(H+)之比为=1012。
(3)pH=1的硝酸溶液中水电离出的c(H+)为10-13mol·L-1。
pH=3的硝
酸溶液中c(H+==mol·L-1=10-11mol·L-1,故pH=1的硝酸溶液与pH=3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)之比为
=。
(4)加水稀释,c(H+)减小,对水的抑制作用减弱,水的电离平衡向右移动。
答案:(1)1×10-12
(2)1012∶1 (3)1∶100 (4)向右
【互动探究】(1)上题(2)若在100℃时比值为多少?
提示:100℃时水电离出的c(H+)为mol·L-1=10-11mol·L-1,所以该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为
=1010∶1。
(2)上题(4)所有离子的浓度都减小吗?
提示:不是。
加水稀释,c(H+)、c(N)减小,但K w不变,故c(OH-)增大。
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