水的电离和溶液的酸碱性(新人教版选修4)

第三章第二节第一课时一、选择题(本题包括8小题，每题5分，共40分)1．25℃时，水的电离达到平衡：H 2O H＋＋OH－ΔH＞0，下列叙述正确的是( ) A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，K w不变C．降温，使平衡左移，c(H＋)减小，溶液呈碱性D．将水加热，K w增大，pH不变解析：A项中，稀氨水是弱碱溶液，加入后水溶液中的c(OH－)增大，平衡逆向移动；B 项中，NaHSO4溶于水中电离使c(H＋)增大，由于温度不变，故K w不变；C项中，降温，平衡左移，但酸碱性不变；D项中，升高温度，水的电离程度增大，K w变大，pH变小．答案：B2．(2010·汕头高二检测)下列溶液肯定显酸性的是( )A．含H＋的溶液B．能使酚酞显无色的溶液C．pH<7的溶液D．c(OH－)<c(H＋)的溶液解析：任何水溶液中均含H＋和OH－，使酚酞显无色的溶液，可能呈酸性，也可能呈中性或碱性．以纯水在100℃为例，K W＝10－12，c(H＋)＝10－6mol·L－1，pH＝6，但溶液为中性，故pH<7的溶液可能呈酸性，也可能呈中性或碱性．故选D.答案：D3．(2010·徐州检测)t℃时，水的离子积为K W，该温度下将a mol·L－1一元酸HA与b mol·L －1一元碱BOH等体积混合，要使混合液呈中性，必要的条件是( )A．混合液中，c(H＋)＝K WB．混合液的pH＝7C．a＝bD．混合液中，c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)解析：因溶液显中性，所以c(H＋)＝c(OH－)，则K W＝c(H＋)·c(OH－)＝c2(H＋)，c(H＋)＝K W，A正确；据pH与7的关系判断溶液的酸碱性，其条件是25℃，B错误；a＝b时，HA与BOH 恰好完全反应，但溶液不一定呈中性，C错误；因电荷守恒等式为c(H＋)＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，所以D错误．答案：A4．现有常温时pH＝1的某强酸溶液10 mL，下列操作能使溶液的pH变成2的是( ) A．加水稀释成100 mLB ．加入10 mL 的水进行稀释C ．加入10 mL 0.01 mol/L 的NaOH 溶液D ．加入10 mL 0.01 mol/L 的HCl 溶液解析：pH 由1变为2，c (H ＋)降低10倍，B 项变为12，C 项c (H ＋)＝0.045 mol /L ，D 项c (H ＋)＝0.055 mol/L.答案：A5．下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是( )①pH ＝0的盐酸 ②0.1 mol /L 的盐酸 ③0.01 mol/L 的NaOH 溶液 ④pH ＝14的NaOH 溶液A ．1∶10∶100∶1B ．1∶10－1∶10－12∶10－14C ．14∶13∶12∶14D ．14∶13∶2∶1解析：此题未指明温度，则按25℃时计算，K w ＝1×10－14.酸溶液中由水电离出的c (H ＋)等于该溶液中的c (OH －)，所以，①c (H ＋)＝1 mol /L ，由水电离出的c (H ＋)与溶液中c (OH －)相等，等于10－14mol/L ；②c (H ＋)＝0.1 mol / L ，则由水电离出的c (H ＋)＝10－13mol/L ；③碱溶液中由水电离出的c (H ＋)等于该溶液中的c (H ＋)，所以，c (OH －)＝0.01 mol /L ，由水电离出的c (H ＋)＝10－12mol/L ；④由水电离出的c (H ＋)＝10－14mol/L.即四种溶液中由水电离出的c (H ＋)之比为10－14∶10－13∶10－12∶10－14＝1∶10∶100∶1.答案：A6．pH ＝5和pH ＝3的两种盐酸以1∶2体积比混合，该混合溶液的pH 为( ) A ．3.2 B ．4.0 C ．4.2D ．5.0解析：设取pH ＝5和pH ＝3的两种盐酸分别为V L 和2V L ，pH ＝5的盐酸c (H ＋)＝10－5mol /L ；pH ＝3的盐酸c (H ＋)＝10－3 mol/L.则混合后，c (H ＋)混＝10－5 mol/L ×V L ＋10－3mol/L ×2V LV L ＋2V L＝6.7×10－4mol/L ；pH ＝－lg c (H ＋)＝－lg(6.7×10－4)＝4－0.8＝3.2. 答案：A7．室温时，下列混合溶液的pH 一定小于7的是( ) A ．pH ＝3的盐酸和pH ＝11的氨水等体积混合 B ．pH ＝3的盐酸和pH ＝11的氢氧化钡溶液等体积混合 C ．pH ＝3的醋酸和pH ＝11的氢氧化钡溶液等体积混合 D ．pH ＝3的硫酸和pH ＝11的氨水等体积混合解析：A 项，氨水是弱碱，反应时氨水过量，反应后溶液显碱性，pH>7；B 项，盐酸中c(H＋)＝1×10－3mol/L，Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝1×10－3 mol/L，等体积混合时n(H＋)＝n(OH －)，混合后溶液呈中性，pH＝7；C项，醋酸是弱酸，反应时CH3COOH过量，反应后溶液显酸性，pH<7；D项同A项．答案：C8．(2010·东城月考)室温时，下列溶液混合后，pH大于7的是( )A．0.1 mol·L－1的盐酸和pH＝13的氢氧化钡溶液等体积混合B．0.1 mol·L－1的NaHCO3溶液和pH＝1的盐酸等体积混合C．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合D．pH＝1的醋酸和0.1 mol·L－1的氢氧化钠溶液等体积混合解析：盐酸和氢氧化钡溶液都是强电解质溶液，二者混合后呈中性；NaHCO3＋HCl===NaCl ＋CO2↑＋H2O，故B项溶液显弱酸性；氨水是弱电解质，所以pH＝3的硫酸与pH＝11的氨水混合后，氨水过量，混合溶液的pH大于7；D项由于醋酸过量，混合后溶液呈酸性．答案：C二、非选择题(本题包括5小题，共60分)9．(12分)已知95℃时水的离子积K w＝1×10－12,25℃时K w＝1×10－14，回答下列问题：(1)95℃时水的电离常数________(填“＞”“＝”或“＜”) 25℃时水的电离常数．(2)95℃纯水中c(H＋)________(填“＞”、“＝”或“＜”)c(OH－)．(3)95℃时向纯水中加入NaOH，c(OH－)＝1×10－1 mol/L，此时pH＝________.解析：(1)升温促进水的电离，故电离平衡常数增大．(2)升温虽促进水的电离，但仍呈中性，c(H＋)＝c(OH－)．(3)c(H＋)＝K Wc(OH－)＝1×10－121×10－1＝1×10－11，pH＝11.答案：(1)＞(2)＝(3)1110．(12分)有甲、乙两份等体积的浓度均为0.1 mol/L的氨水，pH为11.(1)甲用蒸馏水稀释100倍，则NH3·H2O的电离平衡将向______(选填“促进”或“抑制”)电离的方向移动，溶液的pH将为______(选填序号)．A．9～11之间B．11C．12～13之间D．13(2)乙用0.1 mol/L的氯化铵溶液稀释100倍，稀释后的乙溶液与稀释后的甲溶液相比较，pH______(选填“甲大”“乙大”或“相等”)，其原因是__________________________ ________________________________________________________________________.解析：加水稀释会促进氨水的电离，但由于溶液体积增大，pH会减小；若用氯化铵溶液稀释，由于铵根离子浓度增大，会抑制氨水的电离，使得pH减小得更多．答案：(1)促进 A (2)甲大由于c(NH＋4)增大，抑制了氨水的电离，使得c(OH－)减小得更多11．(12分)(1)将pH ＝10和pH ＝12的NaOH 溶液以1∶2的体积比混合，则混合后所得溶液的pH 约为________．(2)0.2 mol /L NaHSO 4和0.1 mol/L BaCl 2溶液按等体积混合后，则溶液的pH 等于________．(3)用pH ＝4和pH ＝11的强酸和强碱混合，使pH ＝10，则两溶液的体积比为________． 解析：欲求混合后溶液中的pH ，应先判断混合后溶液的酸碱性．若呈碱性，应先求溶液中c (OH －)，再求c (H ＋)，而后计算pH ；若呈酸性，可直接求出混合后c (H ＋)，再计算pH.答案：(1)11.7 (2)1 (3)9∶212．(12分)在25℃时，有pH 为a 的HCl 溶液和pH 为b 的NaOH 溶液，取V a L 该HCl 溶液用该NaOH 溶液中和，需V b L NaOH 溶液，问：(1)若a ＋b ＝14，则V a ∶V b ＝____________. (2)若a ＋b ＝13，则V a ∶V b ＝______.(3)若a ＋b ＞14，则V a ∶V b ＝________，且V a ________V b (填“＞”“＜”或“＝”)． 解析：强酸与强碱完全中和时，有n (H ＋)＝n (OH －)，即10－aV a ＝10b －14V b ，V a V b ＝10b －1410－a ＝10a＋b －14.当a ＋b ＝14时，V a V b＝100＝1；当a ＋b ＝13时，V a V b＝10－1＝1/10；当a ＋b ＞14时，V a V b＝10a ＋b －14＞100＝1，即V a ＞V b .答案：(1)1 (2)110(3)10a ＋b －14＞13．(12分)实验表明，液体时纯硫酸的电离能力强于纯硝酸，纯硫酸的导电性强于纯水；又知液态电解质都能像水一样自身电离，而建立电离平衡(即像2H 2O H 3O ＋＋OH －)，且在一定温度下都有各自的离子积常数．据此回答下列问题：(1)纯硫酸在液态时，自身电离的电离反应方程式是____________________，它在25℃时的离子积常数K (H 2SO 4)比水的离子积常数K (H 2O)[K (H 2O)＝c (H ＋)·c (OH －)]________(填“大”“小”或“相等”)．(2)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合物中，存在的阴离子主要是________；这是因为混合液中不但存在两种电离平衡(即H 2SO 4和HNO 3各自的电离平衡，且硫酸的酸性强于硝酸)，又在无水的条件下，混合酸中必发生____________________(写离子反应方程式)反应而造成的．解析：(1)根据H 2O 自身电离：2H 2O H 3O ＋＋OH －，可写出H 2SO 4自身电离的方程式：2H 2SO 4H 3SO ＋4＋HSO －4，因为纯H 2SO 4的导电能力大于纯水的导电能力，所以纯H 2SO 4比水更易电离，故K (H 2SO 4)＝c (H 3SO ＋4)·c (HSO －4)比K (H 2O)＝c (H ＋)·c (OH －)要大．(2)因为纯H2SO4的导电能力强于纯HNO3，说明H2SO4比HNO3更易电离，H2SO4中电离出的自由移动的离子的浓度更大，主要存在的阴离子应来源于H2SO4电离出的HSO－4；而且因为H2SO4的酸性强于HNO 3，发生的反应就类似于强酸制弱酸，即H＋＋HNO3H2NO＋3.答案：(1)2H 2SO4H3SO＋4＋HSO－4大(2)HSO－4H＋＋HNO3H2NO＋3。