课时作业25：3.2.1 水的电离

第二节水的电离和溶液的酸碱性
第1课时水的电离
题组一水的离子积常数
1．下列关于水的说法中正确的是()
A．水的离子积仅适用于纯水
B．水的电离需要通电
C．升高温度一定使水的离子积增大
D．加入电解质一定会破坏水的电离平衡
答案 C
解析水的离子积适用于稀的电解质水溶液及纯水，A项错误；水的电离不需要通电，B项错误；水的电离是吸热过程，温度升高，促进水的电离，水的离子积增大，C项正确；不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡，如NaCl，D项错误。

2．25 ℃时，纯水的K w＝1×10－14,100 ℃时，纯水的K w＝1×10－12，这说明()
A．100 ℃时水的电离常数较小
B．前者c(H＋)比后者大
C．水的电离过程是一个吸热过程
D．K w和温度无直接关系
答案 C
解析由题意知，温度较高K w较大。

K w较大，即c(H＋)·c(OH－)较大。

c(H＋)·c(OH－)较大，说明H2O H＋＋OH－向右进行的程度大，水的电离过程是吸热过程。

题组二水的电离平衡及其影响因素
3．在100 ℃时，100 mL蒸馏水中c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，当改变下列条件之一时，
c(OH－)仍然等于1×10－6mol·L－1的是()
①温度降低到25 ℃
②加入10－6mol烧碱固体，保持100 ℃
③加入10－6mol氯化钠，保持100 ℃
④蒸发掉50 mL水，保持100 ℃
A．①②B．③④C．①③D．②④
答案 B
解析c(OH－)不变，K w不变，表明温度不变(100 ℃)，且无酸、碱加入。

4．下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液的c(H＋)增大的是()
A．HSO－4B．Cl－C．Na＋D．OH－
答案 A
解析A项HSO－4电离出H＋使溶液显酸性抑制水的电离；B中Cl－、C中Na＋对水的电离无影响；D项OH－抑制水的电离，使溶液的c(H＋)减小。

5．室温下，某溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1，该溶液的溶质不可能是() A．NaHSO4B．NaCl
C．HCl D．Ba(OH)2
答案 B
解析溶液中c(H＋)小于常温下纯水电离产生的c(H＋)，说明该溶液中水的电离受到了抑制，NaHSO4、HCl、Ba(OH)2对水的电离都起抑制作用。

6．向纯水中加入少量的硫酸(温度不变)，则()
A．溶液的pH增大
B．水的电离平衡逆向移动
C．溶液中c(H＋)与c(OH－)的乘积增大
D．c(OH－)增大
答案 B
解析溶液中c(H＋)增大，pH减小，A错误；水的电离平衡逆向移动，B正确；温度不变，水的离子积常数不变，C错误；溶液中c(H＋)增大，水的离子积常数不变，则c(OH－)减小，D错误。

7．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl②NaOH③H2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是()
A．③＞②＞①B．②＞③＞①
C．①＞②＞③D．③＞①＞②
答案 C
解析分析三种物质可知②③抑制水的电离，①不影响水的电离平衡，在②③中H2SO4为二元强酸，产生的c(H＋)大于NaOH产生的c(OH－)，抑制程度更大，故顺序为①＞②＞③。

题组三水的电离平衡的应用
8．常温下，在0.01 mol·L－1 H2SO4溶液中，由水电离出的氢离子浓度是()
A．5×10－13 mol·L－1B．0.02 mol·L－1
C．1×10－7 mol·L－1D．1×10－12 mol·L－1
答案 A
解析H2SO4溶液中电离出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由K w＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×
10－13 mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。

9．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子的浓度之比为()
①1 mol·L－1的盐酸②0.1 mol·L－1的盐酸③0.01 mol·L－1的NaOH溶液
A．1∶10∶100 B．0∶1∶12
C．14∶13∶12 D．14∶13∶2
答案 A
解析①1 mol·L－1盐酸中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝10－14 mol·L－1；②0.1 mol·L－1盐酸中，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝10－13 mol·L－1；③0.01 mol·L－1 NaOH 溶液中，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝10－12 mol·L－1，则这三种溶液中由水电离出的氢离子浓度之比为10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。

10．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是()
A．图中A、B、D三点处K w的大小关系：B＞A＞D
B．25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8的稀氨水，溶液中c(NH＋4)
c(NH3·H2O)
的值逐渐减小C．在25 ℃时，保持温度不变，在水中加入适量NaHSO4固体，体系可从A点变化到C点D．A点所对应的溶液中，可同时大量存在Na＋、Fe3＋、Cl－、SO2－4
答案 B
解析A、D都处于25 ℃时，K w相等，c(H＋)和c(OH－)越大，K w越大，故B＞A＝D，故A 错误；25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8的稀氨水，会发生反应得到硫酸铵溶液，随着氨水的逐渐滴入，氨水的电离程度大于铵根离子的水解程度，c(OH－)逐渐增大，而
c(NH＋4)·c(OH－) c(NH3·H2O)的值不变，即溶液中
c(NH＋4)
c(NH3·H2O)
的值逐渐减小，故B正确；温度不变，K w不
变，向水中加入NaHSO4固体，溶液中c(OH－)变小，c(H＋)变大，溶液呈酸性，H＋浓度大于OH－浓度，故C错误；Fe3＋会发生水解导致溶液呈酸性，而A点所对应的溶液中，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，故D错误。

11．25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)为1×10－10，下列说法不正确的是() A．该溶液一定不是中性
B．NH＋4、Na＋、Cl－、HCO－3在该溶液中不能大量共存
C．该溶液c(H＋)一定为1×10－10 mol·L－1
D．该溶液中水的电离受到抑制
答案 C
解析 25 ℃时，纯水中水电离产生的c (H ＋
)＝1×10－
7，说明该溶液中水的电离受到了抑制，则该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液，不可能呈中性，A 、D 正确；NH ＋
4在碱溶液中不能大量存在，HCO －
3在酸、碱溶液中均不能大量存在，B 正确；该溶液中c (H ＋
)可能为1×10－
4 mol· L －
1，也可能为1×10
－10
mol·L －
1，C 错误。

12．下列曲线中，可以描述0.1 mol·L
－1
乙酸(甲，K a ＝1.8×10－
5)和0.1 mol·L
－1
氯乙酸(乙，
K a ＝1.4×10－
3)的水溶液中，水电离出的c (H ＋
)与加入水体积V 的关系正确的是( )
答案 C
解析 乙酸K a 小于氯乙酸K a ，所以0.1 mol·L
－1
乙酸溶液中的c (H ＋
)小于0.1 mol·L
－1
氯乙酸
溶液中的c (H ＋
)，故由水电离出的2H O (H )c ＋乙酸溶液中的大，加水稀释，两种酸溶液中的 c (H ＋
)减小，水的电离程度增大，2H O (H )c ＋增大，故选C 。

13．现有下列物质：①100 ℃纯水；②25 ℃ 0.1 mol·L －1 HCl 溶液；③25 ℃ 0.1 mol·L －
1 KOH 溶液；④25 ℃ 0.1 mol·L －
1 Ba(OH)2溶液。

(1)这些物质与25 ℃纯水相比，水的电离被促进的是 (填序号，下同)，水的电离被抑制的是 ，水电离的c (OH －
)等于溶液中c (OH －
)的是 ，水电离的 c (H ＋
)等于溶液中c (H ＋
)的是 。

(2)从②和③溶液中水的电离程度相等，进而可推出的结论是同一温度下， 时，水的电离度相等。

答案 (1)① ②③④ ①② ①③④ (2)酸溶液中的c (H ＋
)等于碱溶液中的c (OH －
)
解析 水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c (H ＋
)远大于水电离出的c (H ＋
)，酸电离出的c (H ＋
)可看成溶液中的c (H ＋
)；强碱溶液中，由于碱电离出的c (OH －
)远大于水电离出的c (OH －
)，碱电离出的c (OH －
)可看成溶液中的c (OH －
)。

14．硫酸是中学阶段常见的强酸之一。

对于常温下0.05 mol·L －
1 H 2SO 4溶液。

(1)若将溶液温度升高到100 ℃，溶液中的c (OH －
)＝1×10
－11
mol·L －
1，则100 ℃时水的离子
积是。

(2)该溶液中硫酸电离出的c(H＋)与H2O电离出的c(H＋)之比为。

(3)将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酞，插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。

①向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡，灯泡逐渐变暗，后熄灭。

该过程中反应的离子方程式为。

②向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液，观察到灯泡逐渐变亮，还观察到溶液，此过程中水的电离程度(填“增大”“减小”或“不确定”)。

(4)将该H2SO4溶液加水稀释，水的电离平衡(填“向左”“向右”或“不”)移动。

答案(1)1×10－12(2)1012∶1(3)①2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O②变红色减小(4)向右
解析(1)100 ℃时，溶液中的c(H＋)＝0.05 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，水电离产生的c(OH－)＝10－11 mol·L－1，所以100 ℃时水的离子积为K w＝0.1×1×10－11＝1×10－12。

(2)0.05 mol·L－1 H2SO4溶液中硫酸电离出的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－13 mol·L－1，两者之比为(10－1 mol·L－1)∶(10－13 mol·L－1)＝1012∶1。

(3)①向硫酸中逐滴加入同浓度的氢氧化钡，灯泡逐渐变暗，后熄灭，是因为两者反应生成了难溶的BaSO4和弱电解质水，溶液中几乎没有自由移动的离子，该过程中反应的离子方程式为2H＋＋SO2－4＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O。

②向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液，此时Ba(OH)2电离出Ba2＋和OH－，自由移动的离子浓度增加，导电性增强，所以灯泡变亮，同时Ba(OH)2为强碱，硫酸与氢氧化钡反应后显中性，再滴加Ba(OH)2溶液，溶液显碱性，酚酞遇碱变红色，所以还能观察到溶液变红色。

Ba(OH)2溶液能抑制水的电离，所以水的电离程度减小。

(4)将H2SO4溶液稀释，该过程中由硫酸电离产生的c(H＋)变小，对水的电离抑制程度变小，水的电离程度增大。

15．(1)某温度(t℃)时，水的K w＝1×10－12，则该温度(填“>”“<”或“＝”)25 ℃，其理由是。

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。

(2)实验室用锌和稀硫酸制取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。

(3)25 ℃时，0.1 mol·L－1的6种溶液，水电离出的c(H＋)由大到小的关系是(填序号)。

①盐酸②H2SO4③CH3COOH(K a＝1.7×10－5) ④NH3·H2O(氨水)(K b＝1.7×10－5)⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
(4)25 ℃时，10
－4
mol·L
－1
的盐酸中水的电离程度 (填“大于”“小于”或“等
于”)0.5×10－
4mol·L －1
的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。

答案 (1)> 升温促进水的电离，K w 增大 碱性 1×10－
7 (2)向右 向右 (3)③＝④＞①＝⑤＞②＝⑥ (4)等于
解析 (1)升高温度，K w 增大，现K w ＝1×10
－12
>1×10
－14
，因此温度大于25 ℃。

该温度下该溶液中c (OH －
)＝1×10－
121×10－7 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。

(2)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。

新制氯水中加入少量NaCl 固体，Cl 2＋H 2O H ＋＋Cl －＋HClO 平衡向左移动，溶液中c (H ＋
)减小，水的电离
平衡向右移动。

(3)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 H 2SO 4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 CH 3COOH 和0.1 mol·L
－1
氨水中水的电离程度相等，酸溶液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。

(4)盐酸中，由水电离出的c (H ＋
)＝10－
1410
－4 mol·L －1＝10－10 mol·L －1，Ba(OH)2溶液中，由水电离
出的c (H ＋
)＝10
－10
mol·L －1(溶液中的H ＋
浓度)。