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优秀随堂练习题

3.2 水的电离和溶液的PH

分层解读

考点一  水的电离及溶液的酸碱性

1．一定温度下，用水稀释的一元弱酸，随着稀释的进行，下列数值一定增大的是(表示水的离子积，表示的电离常数)

A． B． C． D．

【答案】D

【解析】A．一元弱酸加水稀释时，温度不变，水的离子积常数Kw不变，故A错误；

B．加水稀释时，温度不变，一元弱酸HA的电离常数不变，溶液中氢离子浓度减小，则减小，故B错误；

C．由电离常数可得：=，加水稀释时，温度不变，一元弱酸HA的电离常数不变，溶液中氢离子浓度减小，则减小，故C错误；

D．加水稀释时，温度不变，水的离子积常数Kw不变，溶液中氢离子浓度减小，则溶液中的氢氧根离子浓度增大，故D正确；

故选D。

2．水的电离过程为，在不同温度下其离子积常数不同，，。则下列关于纯水的叙述正确的是

A．随着温度升高而减小

B．在时，

C．时水的电离程度大于时水的电离程度

D．水的电离是吸热的

【答案】D

【解析】A．水在不同温度下的离广积常数不同，，则随温度的升高而增大，A错误；
B．升高温度，促进水的电离，但水电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度始终相等，B错误；
C．升高温度，促进水的电离，故35℃时水的电离程度大于25℃时水的电离程度，C错误；
D．，说明升高温度，水的电离程度增大，则水的电离为吸热过程，D正确；
答案选D。

3．25℃时，在等体积的①pH=0的溶液、②0.05mol/L的溶液中，由水电离出的c(H+)之比是

A．1：10 B．1：5 C．1：20 D．1：100

【答案】A

【解析】25℃时，pH=0的溶液中由水电离出的；的溶液中，根据可知，由水电离出的，故等体积的题述两种溶液中由水电离出的之比为，即选项A正确。

4．已知100℃时，，在100℃下将的溶液与的硫酸溶液混合(忽略溶液混合后体积变化)，若所得溶液，则溶液与硫酸溶液的体积比为___________。

【答案】1∶9

【解析】100℃时，，的溶液中，的硫酸溶液中，二者混合后所得溶液，显碱性，，设加入溶液的体积为，加入硫酸溶液的体积为，则，解得氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积之比。

5．在水的电离平衡中，和的关系如图所示：

(1)A点水的离子积常数为，B点水的离子积常数为____。造成水的离子积常数变化的原因是____。

(2)时，若向水中滴加盐酸，____(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态，原因是_____。

(3)时，若盐酸中，则由水电离产生的_______。

【答案】    水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，则离子积常数增大    不能    滴加盐酸后，平衡左移，体系中       

【解析】(1) 纯水的电离平衡中，=，B点，B点水的离子积常数大于A点，原因是：水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，则离子积常数增大。

(2)向水中加入盐酸，体系中增大，水的电离平衡向左移动，减小，，体系不会处于B点状态。

(3)时，，若盐酸中，则由水电离产生的等于水电离产生的氢氧根离子浓度，则为。

考点二  溶液的酸碱性与PH的计算

6．25℃时，若pH = a的10体积某强酸溶液与pH = b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是

A．a + b = 14 B．a + b = 13 C．a + b = 15 D．a + b = 7

【答案】C

【解析】25℃时，混合后，溶液中H+物质的量为，OH-物质的量为，混合溶液呈中性，说明溶液中氢离子的物质的量和氢氧根离子的物质的量相等，则，得到a+b=15，答案选C。

7．常温下，用0.1 mol/LNaOH溶液滴定0.1 mol/L盐酸，若达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL)，继续加水至50 mL，所得溶液的pH是

A．4 B．7.2 C．10 D．11.3

【答案】C

【解析】常温下，用0.1 mol/LNaOH溶液滴定0.1 mol/L盐酸，若达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL)，继续加水至50 mL，所得溶液中，，所得溶液的pH=10，故合理选项是C。

8．已知一种的酸溶液和一种的碱溶液等体积混合后所得溶液呈酸性，其原因可能是

A．浓的强酸溶液和稀的强碱溶液混合 B．浓的弱酸溶液和稀的强碱溶液混合

C．强酸溶液和弱碱溶液混合 D．生成了一种强酸弱碱盐

【答案】B

【解析】若是强和强混合，，恰好完全反应，则所得溶液呈中性；若是强酸与弱碱混合，强酸全部电离，弱碱只部分电离，由于，则反应后碱剩余，所得溶液呈碱性；同理，若是弱酸与强碱混合，则酸剩余，所得溶液呈酸性，综上所述，故本题选B。

9．0.1  mol·L-1氨水10 mL，加蒸馏水稀释到1 L后，下列变化正确的是

①电离程度增大　②c(NH3·H2O)增大  ③数目增多　④c(OH-)增大　⑤导电性增强 ⑥增大

A．①②③ B．①③⑤ C．①③⑥ D．②④⑥

【答案】C

【解析】①因加水促进弱电解质的电离，电离程度增大，故正确；

②加水促进电离，溶液的体积增大，所以c(NH3·H2O)减小，故错误；

③加水促进电离，数目增多，故正确；

④碱性变弱，c(OH－)减小，故错误；

⑤加水稀释时，溶液中离子的浓度减小，则导电性减弱，故错误；

⑥加水促进电离，c(OH－)减小， c()/c(NH3∙H2O)=K/c(OH－)增大，故正确；

①③⑥正确；

答案选C。

10．某温度下，向的蒸馏水中加入晶体，保持温度不变，测得溶液中。下列对该溶液的叙述不正确的是

A．该温度高于 B．由水电离出来的的浓度为

C．加入晶体后抑制水的电离 D．加水稀释，溶液中的减小

【答案】D

【解析】A．某温度下，蒸馏水中c(H+)=1×10-6mol·L-1，则蒸馏水中c(OH-)=1×10-6mol·L-1，该温度下水的离子积Kw=c(H+)×c(OH-)=1×10-6×1×10-6=1×10-12＞1×10-14，则溶液温度高于25℃，故A正确；

B．该温度下水的离子积Kw=10-12，则c(H+)=1×10-2mol·L-1的溶液中c(OH-)=mol/L=1×10-10mol/L，由于酸溶液中OH-来自于水的电离，所以水电离出来的H+的浓度c(H+)水=c(OH-)=1×10-10mol/L，故B正确；

C．加入NaHSO4晶体时，NaHSO4属于强电解质，完全电离，即NaHSO4═Na++H++，电离的H+抑制水的电离，故C正确；

D．取该溶液加水稀释，溶液的酸性减弱，促进了水的电离，溶液中的c(OH-)增大，故D错误；

答案为D。

11．(1)在某温度下，水的离子积常数为，则该温度下:

①某溶液中的浓度为，则该溶液显______性。

②99 mL pH=1的溶液与101 mL pH=12的KOH溶液混合(不考虑混合时溶液体积的变化)，溶液的pH=______。

(2)现有①醋酸溶液、②盐酸、③硫酸，回答下列问题:

a．若三种溶液的pH相同，则其浓度由大到小的顺序是______(用序号表示，下同)。

b．若三种溶液的浓度相同，则pH由大到小的顺序是______。

c．中和等体积相同浓度的烧碱溶液，需同浓度的三种溶液的体积分别为、、，则、、的关系为______(用等式表示，下同)。

d．体积和浓度均相同的三种溶液，分别与同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，需烧碱溶液的体积分别为、、，则、、的关系为______。

【答案】碱    10    ①>②>③    ①>②>③           

【解析】(1)①某溶液中的浓度为，则该溶液中，则该溶液显碱性；

②99 mL pH=1的溶液中，101 mL pH=12的KOH溶液中，则等体积混合后溶液显碱性，混合后溶液中，，溶液的pH=10；

(2)a．pH相同的溶液中氢离子浓度相同，酷酸是一元弱酸，硫酸是二元强酸、盐酸是一元强酸，假设氢离子浓度为，则酷酸溶液浓度大于、盐酸浓度是、硫酸浓度是，所以其浓度由大到小的顺序是①>②>③；

b．若三种溶液的浓度相同，假设都是，醋酸溶液中氢离子浓度小于、硫酸中氢离子浓度是、盐酸中氢离子浓度是，氨离子浓度越大pH越小，所以pH由大到小的顺序是①>②>③；

c．中和等物质的量的氧氧化钠，消耗三种酸的物质的量之比为2:2:1，所以消耗网浓度的三种溶液的体积之比为2:2:1，即；

d．体积和浓度均相同的三种溶液，其物质的量相等，分别与同浓度的烧碱溶液恰好完全反应，所需NaOH的物质的量之比为1:1:2，则所需同浓度烧碱溶液的体积关系为。

12．已知水在25℃和95℃时的电离平衡曲线如图所示：

(1)25℃时水的电离平衡曲线应为________ (填“A”或“B”)。其理由是_________。

(2)95℃时，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_______ 。

(3)25℃时，等体积的pH=12的NaOH溶液和氨水分别与0.1mol/L的盐酸发生中和反应时，恰好完全反应时消耗盐酸的体积_______。(填：“前者多”或“后者多”或“一样多”)

(4)95℃时，某溶液由水电离出H+的浓度为10-8，则该溶液的pH=_______。

(5) 在一定温度下，有以下三种酸：a.醋酸   b.硫酸   c.盐酸

①当三种酸物质的量浓度相同时，三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是_________ (用a、b、c表示，下同)。

②当三种酸的PH相同、体积相同时，分别加入足量的锌，产生H2 的体积(相同状况)由大到小的顺序为_________。

【答案】A    水的电离是吸热过程，温度越高，Kw越大    1∶9    后者多    8或4    a＞c＞b    a＞b=c   

【解析】（1）由图像可知，水的离子积为10，且水的电离为吸热过程，故答案为A；水的电离是吸热过程，温度越高，Kw越大

（2）95°C时纯水的pH= 6，混合溶液中的pH= 7, 说明酸碱混合时碱过量溶液呈碱性, pH = 9的NaOH 溶液c(OH-) = 10-3 mol/L, pH = 4的H2SO4溶液 c(H+) = 10-4mol/L，设酸的体积为x，碱的体积为y，c(OH-) =  =10-5 mol/L，x:y=1:9,故答案为：1:9

（3）氢氧化钠为强电解质在水溶液中完全电离，一水合氨为弱电解质在水溶液中部分电离，所以25°C时， 等体积的pH = 12的NaOH和氨水溶液，氢氧化钠的物质的量小于氨水的物质的量，则与0.1 mol/L的盐酸发生中和反应时，恰好完全反应时消耗盐酸的体积氨水多于氢氧化钠，故答案为：后者多

（4）95°C时Kw= c(H+)c(OH-)= 110-12， 某溶液由水电离出H+的浓度为10-8 mol/L，当溶液呈碱性时，c(OH-)= 110-4 mol/L则pH=8，当溶液呈酸性时，c(H+)= 10-4 mol/L, 则pH=4,故答案为：8或4

（5）主要是判断三种酸对水的电离的抑制情况，醋酸是弱酸电离出的H+最少，盐酸完全电离，硫酸电离的的氢离子比盐酸多，故答案为a＞c＞b；醋酸为弱酸，其中还有很多醋酸分子存在，随着与锌反应，醋酸不断电离，所以放出的氢气最多，盐酸与硫酸中氢离子的物质的量相等，所以产生氢气的量相同，故答案为a＞b=c

考点三  酸碱中和滴定

13．将含有杂质的4.0g NaOH配成1000mL溶液，取20mL置于锥形瓶中，用0.1mol/L的盐酸滴定，用甲基橙作指示剂，滴定达终点时，耗酸19.0mL，则NaOH中含有的杂质不可能为

A．NaCl B．Na2CO3 C．NaHCO3 D．Ca(OH)2

【答案】D

【解析】假设4.0g全部为NaOH，则NaOH物质的量n=4.0g÷40g/mol=0.1mol，设与20mLNaOH反应时消耗HCl的物质的量为x，则根据NaOH+HCl＝NaCl+H2O解得x＝0.1mol×=0.002mol，而实际消耗HCl物质的量=cv=0.1mol/L×0.019L=0.0019mol，所以NaOH含的杂质应与盐酸反应且等质量的杂质和氢氧化钠与盐酸反应消耗盐酸的量前者小于后者，设四个选项中的物质质量同为m g，消耗盐酸的量：

A．氯化钠和盐酸不反应，A不符合；

B．由Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑，得n(HCl)=mol；

C．由NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑，得n(HCl)=mol；

D．由Ca(OH)2+2HCl＝CaCl2+2H2O，得n(HCl)=mol；

从以上计算可以看出质量同为m的物质消耗的量大小为：Ca(OH)2＞NaOH＞Na2CO3＞NaHCO3，所以杂质不可能为Ca(OH)2。

故选D。

14．用标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，选用酚酞为指示剂，造成测定结果偏高的原因，可能是

A．配制标准溶液的氢氧化钠中混有碳酸钠

B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入待测液

C．用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2～3次

D．待测盐酸溶液用滴定管放出20.00mL溶液

【答案】A

【解析】A．等质量的碳酸钠消耗盐酸的物质的量小于氢氧化钠，若配制标准溶液的氢氧化钠中混有Na2CO3杂质，会使c(标准)偏小，导致消耗的V(标准)偏大，则c(待测)偏大，故A正确；

B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入待测液，消耗的V(标准)不变，则测定结果不变，故B错误；

C．用标准氢氧化钠溶液润洗滴定管2～3次，属于正确的操作，对实验结果无影响，故C错误；

D．待测盐酸溶液用滴定管放出20.00mL溶液，属于正确的操作，对实验结果无影响，故D错误；

故答案为A。

15．已知常温常压下，饱和CO2的水溶液pH = 3.9，则可推断用标准盐酸溶液滴定NaHCO3水溶液时，适宜选用的指示剂及滴定终点时颜色变化的情况是

A．石蕊，由蓝变红 B．甲基橙，由橙变黄

C．酚酞，红色褪去 D．甲基橙，由黄变橙

【答案】D

【解析】标准盐酸溶液滴定碳酸氢钠水溶液时，发生的反应是：NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O，滴定终点时pH=3.9，因此滴定终点时溶液显酸性，而指示剂选用甲基橙（3.1～4.4），滴定终点时溶液pH降低到3.9，颜色由黄变橙。

故选D。

16．酸碱中和滴定是一种重要的实验方法，用溶液滴定未知浓度的盐酸，其操作可分为如下几步：

A．检查滴定管是否漏水

B．用蒸馏水洗干净滴定管

C．用待测的溶液润洗酸式滴定管

D．用酸式滴定管取稀盐酸20.00mL，注入锥形瓶中，加入酚酞

E．取下碱式滴定管用NaOH标准溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管“0”刻度以上处，再把碱式滴定管固定好，并排出尖嘴部分的气泡，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下

F．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度

G．另取锥形瓶，再重复操作2～3次

完成以下填空：

（1）排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的___________(填“甲”“乙”或“丙”)，然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。

（2）判断滴定终点的现象：锥形瓶中溶液从___________色变为___________色，且半分钟内不变色。

（3）如图是第一次滴定时的滴定管中的液面，其读数为X=___________mL。

（4）根据下列数据，请计算待测盐酸的浓度：___________mol/L。

（5）在上述实验过程中，出现了以下操作(其他操作正确)，其中会造成测定结果(待测液浓度值)偏高的有___________(填序号，下同)。

A．量取标准液的碱式滴定管未润洗B．锥形瓶水洗后直接装待测液

C．酸式滴定管水洗后未用待测稀盐酸润洗D．滴定到达终点时，俯视读出滴定管读数

E.滴定前碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失

（6）有一支50mL的酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10.00mL刻度处，现把管内液体全部放出，用量筒接收，得到溶液的体积是___________。

A．不能确定 B．为40mL

C．为10mL D．大于40mL

【答案】

（1）丙

（2）无    粉红(浅红)   

（3）20.60

（4）0.1000

（5）AE

（6）D

17．实验室用标准盐酸(0.100mol/L)滴定未知浓度的氨水(20.00ml)时，锥形瓶中通常盛放_______，滴定管中通常盛放_______；用_______作指示剂，滴定终点时，溶液的颜色由_______色变为_______色。滴定时左手_______，右手_______，双眼注视_______。若标准盐酸的体积为18.55ml，则氨水的物质的量浓度为_______。

【答案】氨水    盐酸    甲基橙    黄    橙    控制活塞    振荡锥形瓶    瓶内颜色变化    0.0928   

【解析】实验室用标准盐酸(0.100mol/L)滴定未知浓度的氨水(20.00ml)时，锥形瓶中通常盛放待测液即氨水，滴定管中通常盛放标准液即盐酸；恰好反应时溶液显酸性，用甲基橙作指示剂，滴定终点时，溶液的颜色由黄色变为橙色。滴定时左手控制活塞，右手振荡锥形瓶，双眼注视瓶内颜色变化。若标准盐酸的体积为18.55mL，则氨水的物质的量浓度为≈0.0928mol/L。

18．草酸晶体的组成可以用H2C2O4·xH2O表示，为了测定x值，进行如下实验：

①称取W g草酸晶体，配成100.00mL的水溶液；

②取25.00mL所配溶液置于锥形瓶中，加入适量稀硫酸后，用浓度为a mol/L的KMnO4溶液滴定，所发生的反应如下：2KMnO4 + 5H2C2O4 + 3H2SO4 → K2SO4 + 10CO2↑+ 2MnSO4 + 8H2O。

试回答：

（1）在滴定过程中，眼睛应注视_______，达到终点的标志是_______。

（2）若在接近实验滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，再继续滴定至终点，所测得x值会_______。

（3）在滴定过程中若用去a mol/L的KMnO4溶液V mL，则所配的草酸溶液的物质的量浓度为_______mol/L，由此可以计算出x的值是_______。

【答案】

（1）锥形瓶内溶液颜色的变化    溶液变为浅紫红色并半分钟内不褪色   

（2）无影响

（3）aV/10       

【解析】（1）在滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶内溶液颜色的变化，当溶液变为浅紫红色并半分钟内不褪色，证明达到滴定终点；

（2）若在接近实验滴定终点时，用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下，对H2C2O4物质的量测定不会产生影响，对V(标准)无影响，根据可知，不变，则对测得x值无影响；

（3）根据题目信息可得到比例关系：，则所配的草酸溶液的物质的量浓度为；样品中含有的质量为，则x的值为。