化学选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第二节 水的电离和溶液的pH测试题

3.2.1  水的电离 溶液的酸碱性与pH  练习（解析版）

1．最近《科学》杂志评出“十大科技突破”，其中“火星上‘找’到水的影子”名列第一。下列关于水的说法中正确的是（　　）

A．水的离子积不仅只适用于纯水，升高温度一定使水的离子积增大 

B．水的电离和电解都需要电，常温下都是非自发过程 

C．水中氢键的存在既增强了水分子的稳定性，也增大了水的沸点 

D．加入电解质一定会破坏水的电离平衡，其中酸和碱通常都会抑制水的电离

【答案】A

【解析】A．水的离子积与温度有关，与溶液的类型以及浓度无关，适用于一切水溶液，不光适用于水，水的电离是吸热的过程，升高温度使水的离子积增大，故A正确；

B．电离是指电解质在一定条件下（例如溶于某些溶剂、加热熔化等），电离成可自由移动的离子的过程，不需要通电；水的电离是自发过程，电解过程需要通电，电解过程是非自发进行的氧化还原反应，故B错误；

C．水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，故C错误；

D．水的电离方程式为：H2O⇌H++OH﹣，只有加入了影响c（H+）和c（OH﹣）的电解质，水的电离平衡才会平衡，如，加入少量氯化钠，平衡不移动，故D错误；故选：A。

2．下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是（　　）

A．加热 B．通入少量氯化氢气体 

C．通入少量氨气 D．加入少量醋酸钠固体

【答案】A

【解析】A．水的电离过程为吸热过程，水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，故A正确；

B．通入少量氯化氢气体，相当于加酸抑制水的电离，但是Kw不变，故B错误；

C．通入少量氨气，相当于加碱抑制水的电离，但是Kw不变，故C错误；

D．加入少量醋酸钠固体，加可以水解的盐，可以使水的电离平衡发生移动，只要温度不变，Kw不改变，故D错误；故选：A。

3．室温时纯水中存在电离平衡：H2O⇌H++OH﹣．下列叙述正确的是（　　）

A．升高温度，水的电离程度增大，c（H+）增大，pH＜7，溶液显酸性 

B．向水中加入少量氨水，平衡逆向移动，抑制水的电离，c（OH﹣）降低 

C．向水中加入少量硫酸，c（H+）增大，由水电离出的c（H+）＞1×10﹣7mol/L 

D．向水中加入少量NH4Cl固体，NH4+结合水电离出的OH﹣，由水电离出的c（H+）＞1×10﹣7mol/L

【答案】D

【解析】A．升高温度，水的电离程度增大，c（H+）增大，pH＜7，c（H+）＝c（OH﹣），溶液显中性，故A错误；

B．加入氨水，NH3•H2O⇌OH﹣+NH4+碱性增强，c（OH﹣）增大，故B错误；

C．H2O⇌H++OH﹣，加入硫酸，氢离子浓度增大，抑制水的电离，水电离出氢离子浓度减小，故C错误；

D．水中加入少量NH4Cl固体，NH4+结合水电离出的OH﹣，促进水的电离，使水电离出的c（H+）＞1×10﹣7mol/L，故D正确；故选：D。

4．下列操作中，能使电离平衡H2O⇌H++OH﹣，向逆反应反向移动的是（　　）

A．向水中加入2.0mol/L碳酸钠溶液 

B．向水中加入2.0mol/L氢氧化钠溶液 

C．向水中加入2.0mol/L氯化钠溶液 

D．将水加热到100℃，使pH＝6

【答案】B

【解析】A．向水中加入2.0mol/L碳酸钠溶液，碳酸根离子水解，消耗溶液中的氢离子，使水的电离平衡正向移动，故A错误；

B．向水中加入2.0mol/L氢氧化钠溶液，氢氧化钠属于强碱，在溶液中完全电离产生OH﹣，导致溶液中OH﹣浓度增大，使水的电离平衡逆向移动，故B正确；

C．向水中加入2.0mol/L氯化钠溶液，氯化钠在溶液中钠离子和氯离子对水的电离平衡无影响，但是氯化钠溶液的水使得该平衡正向移动，故C错误；

D．常温下，水的pH＝7，即水中氢离子浓度为10﹣7mol/L，将水加热到100℃，使pH＝6，即升高温度使水中氢离子浓度变为10﹣6mol/L，温度升高，水中氢离子浓度增大，说明平衡正向移动，故D错误；故选：B。

5．60℃时水的离子积Kw＝3.2×10﹣14，则在60℃时，c（H+）＝2×10﹣7mol•L﹣1的溶液（　　）

A．呈酸性 B．呈碱性 C．呈中性 D．无法判断

【答案】A

【解析】60℃时水的离子积Kw＝3.2×10﹣14，c（H+）＝2×10﹣7mol•L﹣1的溶液中c（OH﹣）＝＝＝1.6×10﹣7 mol/L＜c（H+），则溶液呈酸性，故选：A。

6．T℃时，NaCl溶液中c（H+）＝1×10﹣6mol/L．下列说法正确的是（　　）

A．该NaCl溶液显酸性 

B．该NaCl溶液中KW＝1×10﹣12 

C．该NaCl溶液中c（OH﹣）＞c（H+） 

D．该NaCl溶液pH＝7

【答案】B

【解析】A．该NaCl溶液显中性，故A错误；

B．Kw＝c（OH﹣）c（H+）＝1×10﹣6mol/L×1×10﹣6mol/L＝1×10﹣12，故B正确；

C．该NaCl溶液中c（OH﹣）＝c（H+），故C错误；

D．T℃时，NaCl溶液中c（H+）＝1×10﹣6mol/L，pH＝﹣lg（1×10﹣6）＝6，故D错误；故选：B。

7．100℃时，水的离子积为1×10﹣12，若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10﹣7mol/L则该溶液是（　　）

A．酸性 B．碱性 C．中性 D．无法判断

【答案】B

【解析】100℃时，纯水中pH＝﹣＝6，若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10﹣7mol/L，

则该溶液的pH＝﹣＝7＞6，所以该溶液呈碱性，故选B。

8．酸碱度影响鱼类生长发育，饲养罗汉鱼理想pH是6.8～7.2．山西某些地区水的pH低于6.8，饲养罗汉鱼时可向水中添加少量（　　）

A．NaCl B．H3PO4 C．NH4Cl D．NaHCO3

【答案】D

【解析】A．氯化钠为中性不能升高pH，故A错误；

B．H3PO4是酸，不能升高pH到碱性，故B错误；

C．NH4Cl是强酸弱碱盐，水溶液中水解显酸性，不能升高溶液pH，故C错误；

D．NaHCO3是强碱弱酸盐，水溶液中水解显碱性，可以升高pH到碱性，故D正确；故选：D。

9．常温下，某地土壤的pH约为8，则土壤中的c（OH﹣）最接近于多少mol/L（　　）

A．1×10﹣5 B．1×10﹣6 C．1×10﹣8 D．1×10﹣9

【答案】B

【解析】某地土壤的pH约为8，则土壤中c（H+）＝10﹣pH＝10﹣8mol/L，由于溶液中存在c（OH﹣）×c（H+）＝Kw，则土壤中氢氧根离子浓度c（OH﹣）＝＝mol/L＝1×10﹣6mol/L，故B正确、ACD错误；故选：B。

10．常温下，①pH＝3的醋酸和②0.01 mol•L﹣1 NaOH溶液两种溶液中，由水电离产生的氢离子浓度之比（①：②）是（　　）

A．1：10 B．1：4 C．10：1 D．无法计算

【答案】C

【解析】pH＝3的醋酸中c（H+）＝0.001mol•L﹣1，水电离产生的氢离子浓度等于溶液中的c（OH﹣），c（OH﹣）＝＝mol/L＝10﹣11mol/L，

0.01 mol•L﹣1 NaOH溶液中c（OH﹣）＝0.01 mol•L﹣1，水电离产生的氢离子浓度等于溶液中的c（H+），c（H+）＝＝mol/L＝10﹣12mol/L，

两溶液中由水电离产生的氢离子浓度之比（①：②）是10﹣11mol/L：10﹣12mol/L＝10：1，故选：C。

11．室温下，下列叙述正确的是（　　）

A．pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水等体积混合后pH＞7 

B．pH＝4的盐酸溶液，稀释至10倍后pH＞5 

C．0.2mol•L﹣1的醋酸，与等体积水混合后pH＝1 

D．100℃纯水的pH＝6，所以水在100℃时呈酸性

【答案】A

【解析】A．一水合氨为弱碱，溶液中部分电离，盐酸为强酸，完全电离，pH＝2的盐酸与pH＝12的氨水，氨水的物质的量浓度大于盐酸，所以两种溶液等体积混合后所得溶液显碱性，故A正确；

B．pH＝4的盐酸，氢离子浓度为1×10﹣4 mol•L﹣1，稀释10倍，氢离子浓度为1×10﹣5 mol•L﹣1，溶液pH＝5，故B错误；

C．醋酸溶液中存在电离平衡，加水稀释促进其电离，与等体积水混合后pH＞1，故C错误；

D．加热促进水的电离，氢离子和氢氧根离子浓度都同等程度增大，纯水始终显中性，故D错误；故选：A。

12．常温下，某酸溶液中由水电离出的离子浓度关系为c（H+）•c（OH﹣）＝1×10﹣20，该溶液的pH等于（　　）

A．1 B．2 C．3 D．4

【答案】D

【解析】（1）常温时，c（H+）水＝c（OH﹣）水＝mol/L＝10﹣10mol/L、由于该溶液为酸溶液，故溶液中的c（OH﹣）近似等于水电离产生的c（OH﹣）＝10﹣10mol/L，根据c（H+）×c（OH﹣）＝Kw，则c（H+）＝＝＝10﹣4mol/L，pH＝﹣lgc（H+）＝﹣lg10﹣4＝4。故选：D。

13．25℃时，pH＝2的硫酸中和由水电离出的H+的浓度是（　　）

A．1×10﹣14mol•L﹣1 B．1×10﹣2mol•L﹣1 

C．1×10﹣7mol•L﹣1 D．1×10﹣12mol•L﹣1

【答案】D

【解析】25℃时，pH＝2的硫酸中c（H+）＝0.01mol/L，溶液中c（OH﹣）＝＝＝1×10﹣12mol/L，溶液中由水电离出的H+的浓度等于氢氧根离子的浓度为1×10﹣12mol/L，故选：D。

二．解答题（共2小题）

14．在某温度（T℃）的水溶液中，c（H+）＝10xmol/L，c（OH﹣）＝10ymol/L，x与y关系如图所示。

（1）该温度下，水的离子积为____________，T℃____________25℃（填“大于”“小于”或“等于”）。

（2）将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH约为____________。（已知lg2＝0.3）

（3）在此温度下，将pH＝13的NaOH溶液VaL与pH＝1的硫酸溶液VbL混合。若所得混合液的pH＝2，则Va：Vb＝__________。

【答案】（1）10﹣15；小于；（2）1.3；（3）9：2。

【解析】（1）T℃下，水的离子积Kw＝c（H+）×c（OH﹣）＝10﹣15，25℃时，水的离子积Kw值为10﹣14，所以T℃小于25℃，

故答案为：10﹣15；小于；

（2）此温度下，pH＝11的NaOH中c（OH﹣）＝0.0001mol/L，pH＝1的HCl溶液的c（H+）＝0.1mol/L，等体积混合，酸过量，

c（H+）＝≈  mol/L

pH＝﹣lgc（H+）＝﹣lg＝1+lg2＝1.3，

故答案为：1.3；

（3）将此温度下pH＝13的NaOH溶液VaL，溶液中c（OH﹣）＝0.01mol/L，与pH＝1的H2SO4的溶液VbL混合，溶液中c（H+）＝0.1mol/L，

若所得混合液的pH＝2，c（H+）＝0.01mol/L，则＝0.01，Va：Vb＝9：2，

故答案为：9：2。

15．水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。河水01是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可宵接毒害人体，也可通过食物链和溉溉农田间接危及健康。请回答下列问题：

（1）纯水在100℃时，pH＝6，该温度下1 mol•L﹣1的NaOH溶液中，由水电离出的c（OH﹣）＝______________mol•L﹣1。

（2）25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解的离子方程式为_____________。

（3）体积均为100 mLpH均为2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则相同温度时，HX的电离平衡常数_____________（填“大于”或“小于”或“等丁”）CH3COOH的电离平衡常数，理由是______________。

（4）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。

已知：

①25℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三种溶液的pH由大到小的顺序为_________________________。

②向NaCN溶液中通入少量的CO2，发生反应的化学方程式为____________。

（5）25℃时，在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，若测得pH＝6，则溶液中c（CH3COO﹣ ）﹣c（Na+）＝________________mol•L﹣1（填精确值）。

【答案】（1）10﹣12；

（2）CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣；

（3）小于；稀释相同倍数，HX溶液的pH变化量比醋酸的小；

（4）①Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液；

②NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3；

（5）9.9×10﹣7。

【解析】（1）100℃时，pH＝6的纯水中的c（OH﹣）＝c（H+）＝1×10﹣6mol•L﹣1，KW＝1×10﹣6×1×10﹣6＝1×10﹣12，1mol•L﹣1的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为1mol/L，c（H+）＝1×10﹣12mol•L﹣1，氢氧化钠溶液中的氢离子是水的电离的，则水电离的氢氧根离子为10﹣12mol/L，

故答案为：10﹣12；

（2）碳酸钠溶液中pH为11，则碳酸根发生水解、但以第一步为主，离子方程式为CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣，

故答案为：CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣；

（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱，即HX的电离平衡常数比醋酸小，

故答案为：小于；稀释相同倍数，HX溶液的pH变化量比醋酸的小；

（4）①根据图表数据分析，电离常数：醋酸＞HCN＞碳酸氢根离子，所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故溶液的pH为：Na2CO3＞NaCN＞CH3COONa，

故答案为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液；

②根据电离平衡常数大小可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3﹣，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN和碳酸氢钠，不能生成二氧化碳，反应的化学方程式为：NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3，

故答案为：NaCN+H2O+CO2＝HCN+NaHCO3；

（5）CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中电荷关系为c（CH3COO﹣ ）+c（OH﹣）＝c（Na+）+c（H+），溶液的pH＝6，即c（H+）＝1×10﹣6mol•L﹣1，c（OH﹣）＝1×10﹣8mol•L﹣1，所以c（CH3COO﹣ ）﹣c（Na+）＝1×10﹣6mol•L﹣1﹣1×10﹣8mol•L﹣1＝9.9×10﹣7mol•L﹣1，

故答案为：9.9×10﹣7。