化学选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第二节 水的电离和溶液的酸碱性优秀第1课时课后测评

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一、选择题（共10小题，每小题只有一个正确答案）
1．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH+＋OH- △H＞0，下列叙述正确的是
A．向平衡体系中加入水，平衡正向移动，c(H+)增大
B．将水加热，Kw增大，pH不变
C．向水中加入少量硫酸氢钠固体，eq \f(c(H+),c(OH－))增大
D．向水中加入少量NaOH固体，平衡正向移动，，c(H+)降低
【答案】C
【解析】增加水的量，氢离子和氢氧根离子浓度不变且相等，平衡不移动，A项错误；将水加热促进水电离，离子积常数增大，氢离子浓度增大，pH减小，B项错误；向水中加入少量硫酸氢钠，导致溶液中氢离子浓度增大，但温度不变，水的离子积常数不变，所以氢氧根离子浓度增大，氢离子和氢氧根离子浓度比值增大，C项正确；向水中加入NaOH，导致溶液中氢氧根离子浓度增大，抑制水电离，平衡逆向移动，D项错误。答案选C。
2．某温度时，水的离子积为1.0×10-14，由此可知在该温度时水的电离度为
A．1.8×10-7%B．1.0×10-2%C．1.8×10-9%D．1.8×10-14%
【答案】A
【解析】纯水中，氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，某温度时水的离子积常数为1.0×10-14，则c（H+）=c（OH-）=1.0×10-7ml/L，1L水的物质的量ml，则其电离度=×100%=1.8×10-7%。答案选A。
3．室温下，某溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-24，下列离子一定能大量共存的是
A．Fe3+、K+、S2-、B．K+、Na+、、
C．、S2-、CH3COO-、Cl-D．Na+、、、Cl-
【答案】B
【解析】室温下，某溶液中由水电离出的c(H+)·c(OH-)=10-24，则水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12，溶液显酸性或碱性。Fe3+、S2-、OH-反应，S2-、在酸性溶液中发生氧化还原反应，不能大量共存，A项错误；K+、Na+、、之间不反应，都不与H+、OH-反应，能够大量共存，B项正确；与OH-反应，H+与S2-、CH3COO-反应，不能大量共存，C项错误；H+与、反应，与OH-反应，不能大量共存，D项错误。答案选B。
4．25℃，水的电离达到平衡：H2OH++OH->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，Kw不变
C．向水中加入少量固体CH3COOH，平衡逆向移动，c(H+)降低
D．将水中加热，Kw增大，c(H+)不变
【答案】B
【解析】向水中加入稀氨水，由于NH3·H2O比H2O更容易电离，电离出的OH-使溶液中的OH-浓度增大，促使水的电离平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，c(OH-)增大，A项错误；向水中加入少量固体硫酸氢钠，NaHSO4=Na++H++SO42-，c(H+)增大，温度不变Kw不变，B项正确；向水中加入少量固体CH3COOH，由于CH3COOH比H2O更容易电离，电离出的H+使溶液中的H+浓度增大，促使水的电离平衡逆向移动，根据勒夏特列原理可知，c(H+)增大，C项错误；水的电离是一个吸热过程，将水中加热，水的电离平衡正向移动，c(H+)和c(OH-)都增大，Kw增大，D项错误。答案选B。
5．25℃时纯水的Kw＝1.0×10-14，100℃时，Kw＝1.0×10-12，这说明
A．100℃水的电离程度较小
B．前者c(H＋)较后者的大
C．水的电离是吸热的
D．100℃时水的电离程度是室温时的100倍
【答案】C
【解析】25℃时纯水的Kw＝1.0×10-14，100℃时，Kw＝1.0×10-12，这说明100℃水的电离程度较大，A项错误；电离吸热，加热促进水的电离，因此前者c(H＋)较后者的小，B项错误；水的电离是吸热的，加热促进水的电离，因此水的离子积常数增大，C项正确；由于Kw＝c(H＋)·c(OH－)可知，25℃时，水电离产生的氢离子浓度为10-7ml/L,100℃时，水电离产生的氢离子浓度为10-6ml/L,因此100℃时水的电离程度不是室温时的100倍，D项错误。答案选C。
6．某温度下，向c(H+)=1×10-6 ml·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H+)=1×10-2 ml·L-1。下列对该溶液的叙述错误的是
A．该温度高于25 ℃
B．由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 ml·L-1
C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH-)减小
【答案】D
【解析】25℃时纯水中c(H+)=1×10-7ml/L，c(H+)=1×10-6ml/L说明促进了水的电离，故T＞25℃，A项正确；c(H+)=1×10-6ml/L，水的离子积常数为1×10-12，水的离子积常数=氢离子与氢氧根浓度的乘积，故由水电离出来的c(H+)=1×10-10ml/L，B项正确；NaHSO4的电离生成氢离子，对水的电离起抑制作用，水的电离程度减小，C项正确；温度不变时，Kw不变，加水稀释c(H+)减小，Kw=c(H+)×c(OH-)，所以c(OH-)增大，D项错误。答案选D。
7．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度前后两个量的大小关系是
A．大于B．等于C．小于D．不能确定
【答案】C
【解析】Kw是水的离子积常数，常温下，Kw=c（H+）×c（OH-）=1×10-14，水电离出的c（H+）=c（OH-）=1×10-7ml/L，其pH=7；水的电离是吸热过程，温度升高促进电离，80℃时水中氢离子和氢氧根离子浓度大于25℃时水中氢离子和氢氧根离子浓度，所以前者小于后者。答案选C。
8．常温下，0.1 ml·L-1的NaOH溶液中由水电离出的OH-的物质的量浓度为
A．0.1 ml·L-1B．1.0×10-13 ml·L-1
C．1.0×10-7 ml·L-1D．无法确定
【答案】B
【解析】NaOH为强碱，在水溶液中完全电离为Na＋和OH-，水电离出的OH-很少，可以忽略不计，所以0.1 ml·L-1 的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 ml·L-1，则由水电离出的c水(OH-)=c水(H＋)= ml·L-1=1.0×10-13 ml·L-1。。答案选B。
9．一定温度下，水存在电离平衡H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) △H>0，下列叙述一定正确的是
A．向水中加入KHSO4溶液，平衡逆向移动，Kw减小
B．将水加热，Kw增大，pH减小
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H+)降低
D．向水中加入AlCl3溶液，平衡向右移动，Kw增大
【答案】B
【解析】KHSO4═K＋+SO42-+H+，其中电离出的氢离子使c(H+)增大，水的电离平衡逆向移动，但是温度不变，KW不变，A项错误；H2O(l)H＋(aq)+OH－(aq) △H>0，将水加热，平衡正向移动，c(H＋)和c(OH－)均增大，KW增大，pH减小，B项正确；CH3COONa中的醋酸根水解对水的电离起到促进作用，电离平衡正向移动，c(H+)降低，C项错误；向水中加如AlCl3，Al3＋水解对水的电离起到促进作用，电离平衡右移，但温度不变，KW不变，D项错误。答案选B。
10．常温下，pH=12的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，（体积变化忽略不计）所得混合液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是
A．11：1B．9：11C．1：11D．11：9
【答案】D
【解析】常温下，pH=12的强碱溶液中c(OH-)=0.01ml/L，pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01ml/L，两溶液混合后发生酸碱中和反应，由所得混合液的pH=11可知，混合后溶液呈碱性，混合溶液的c(OH-)=0.001ml/L，则碱是过量的，则有eq \f(0.01ml/LV(强碱)－0.01ml/LV(强酸),V(强碱)＋V(强酸))＝0.001ml/L，解得：V(强碱):V(强酸)=11:9，D项正确。答案选D。
二、非选择题（共5小题）
11．下表是不同温度下水的离子积数据：
试回答以下问题：
(1)若25”“<”或“=”)1×10-14。
(2)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 ml·L-1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH-)=___________。
(3)在t2 ℃，pH=10的NaOH溶液中，水电离产生的OH-浓度为___________。
【答案】(1)>
(2)1000∶1
(3)1×10-10ml·L-1
【解析】（1）水的电离吸热，升温促进水的电离，Kw变大；
（2）c(SO)=5×10-4 ml·L-1，则c(Na＋)=2c(SO)=1×10-3 ml·L-1，稀释10倍，则c(Na＋)=1×10-4 ml·L-1.25 ℃时，Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 ml·L-1，稀释10倍后仍然为1×10-7 ml·L-1，则c(Na＋)∶c(OH-)=1 000∶1；
（3）在t2 ℃时，pH=10的NaOH溶液中c(H＋)=1×10-10 ml·L-1，NaOH溶液中c(H＋)来自水的电离，水电离出H＋的同时也电离出等量的OH-。
12．（1）不同温度下水的离子积的数据：Kw(25℃)=1×10-14；Kt1=a；Kt2=1×10-12，试回答以下问题：
①若25＜t1＜t2，则a__1×10-14(填“＞”“＜”或“＝”)，做此判断的理由是__。
②25℃时，某Na2SO4溶液中c(SO42-)=5×10-4ml/L，取该溶液1mL加水稀释至10mL，则稀释后溶液中c(Na+)：c(OH-)=__。
（2）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c(H+)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为__。
【答案】（1）①＞ 升高温度，水的电离程度增大，离子积增大 ②1000∶1
（2）①a＞c＞b ②a＝b＝c
【解析】（1）①水的电离是吸热过程，温度越高水的电离程度越大，离子积越大，而25＜t1＜t2，所以a＞1×10-14；
②硫酸钠溶液中一定满足c(Na+)：c(SO42- )=2：1，所以c(Na+)=2×5×10-4 ml•L-1，稀释后c(Na+)=1×10-4 ml•L-1；硫酸钠溶液显中性，稀释后依然为中性，所以c(OH-)=1×10-7 ml•L-1，所以c(Na+)：c(OH-)=1×10-4 ml•L-1：1×10-7 ml•L-1=1000：1；
（2）①酸可以电离出氢离子抑制水的电离，酸电离出的氢离子浓度越大，对水的电离抑制作用越大，物质的量浓度相同时三种溶液中氢离子浓度：b＞c＞a，所以水的电离程度a＞c＞b；
②锌的形状、密度、质量完全相同，则反应速率与氢离子浓度有关，当c(H+)相同、体积相同时，开始时反应速率：a＝b＝c。
13．某学生为探究的影响因素，做了以下实验。
(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。
由此推出：随着温度的升高，的值___________(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；水的电离程度___________；水的电离平衡向___________(填“左”或“右”)移动，水的电离过程是___________(填“吸热”或“放热”)过程。
(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。
综上所述，可得出如下结论：
①温度、___________、___________均能影响水的电离平衡。
②只受___________的影响，而与其他因素无关。
【答案】(1) 增大 增大 右 吸热
(2) 减小 减小 ＞ ＜ 向左 向左 酸 碱 温度
【解析】（1）由题目所给信息可知水的Kw与温度成正比，升高温度时，Kw增大，由Kw=c(OH-) c(H+)可知，c(H+)和c(OH-)增大，水的电离程度增大，水的电离平衡向右移动，说明水的电离过程是吸热的；
（2）水溶液中加入少量NaOH溶液，c(OH-)增大，Kw =c(OH-) c(H+)不变，则c(H+)减小，c(H+)＞c(OH-)，平衡向左移动，水的电离程度减小；加入少量盐酸，c(H+)增大，Kw =c(OH-) c(H+)不变，则c(OH-)减小，c(H+)＜c(OH-)，平衡向左移动，，水的电离程度减小；
①综上所述，可得出结论：温度、酸、碱均能影响水的电离平衡，故答案为：酸；碱；
②Kw只受温度的影响，而与其他因素无关。
14．请回答下列问题：
(1)该温度下水的离子积常数Kw＝________。
(2)该NaOH溶液中NaOH的物质的量浓度为______________，该NaOH溶液中由水电离出的c(OH－)为________。
(3)给该NaOH溶液加热，pH________(填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】(1)10－12
(2)10－b ml·L－1 10－a ml·L－1
(3)变小
【解析】(1)Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－a·10－b＝10－(a＋b)＝10－12。
(2)c(NaOH)＝c(OH－)＝10－b ml·L－1；该溶液中c(H＋)＝10－a ml·L－1，NaOH溶液中H＋全是水电离的，c(H＋)水电离＝c(OH－)水电离＝10－a ml·L－1。
(3)温度升高时，Kw变大，而c(H＋)＝eq \f(Kw,c(OH－))，所以c(H＋)变大，pH变小。
15．(1)某温度(t ℃)时，水的Kw＝1×10－12，则该温度____(填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃，其理由是______________。
(2)该温度下，c(H＋)＝1×10－7 ml·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－)＝______________ml·L－1。
(3)实验室用Zn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。
(4)25 ℃时，0.1 ml·L－1的下列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 ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka＝1.7×10－5) ④NH3·H2O(氨水)(Kb＝1.7×10－5) ⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
(5)25 ℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度________pH＝10的Ba(OH)2溶液中水的电离程度。
(6)下列曲线中，可以描述0.1 ml·L－1乙酸(甲，Ka＝1.8×10－5)和0.1 ml·L－1氯乙酸(乙，Ka＝1.4×10－3)的水溶液中，水电离出的c(H＋)与加入水体积V的关系是________(填字母)。

【答案】(1)> 升温促进水的电离，Kw增大
(2)碱性 1×10－7
(3)向右 向右
(4)③＝④>①＝⑤＞②＝⑥
(5)等于
(6)c
【解析】(1)升高温度，Kw增大，现Kw＝1×10－12>1×10－14，因此温度大于25 ℃。
(2)该温度下该溶液中c(OH－)＝eq \f(1×10－12,1×10－7) ml·L－1＝1×10－5 ml·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 ml·L－1。
(3)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，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。
(4)25 ℃时，0.1 ml·L－1的盐酸中c(H＋)与0.1 ml·L－1NaOH溶液中c(OH－)相等，故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 ml·L－1 H2SO4和0.1 ml·L－1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等；0.1 ml·L－1 CH3COOH和0.1 ml·L－1氨水中水的电离程度相等，酸溶液中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。
(5)pH＝4盐酸中，由水电离出的c(H＋)＝eq \f(10－14,10－4) ml·L－1＝10－10 ml·L－1，pH＝10的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的c(H＋)＝10－10 ml·L－1(溶液中的H＋浓度)。
(6)乙酸Ka小于氯乙酸Ka，所以0.1 ml·L－1乙酸溶液中的c(H＋)小于0.1 ml·L－1氯乙酸溶液中的c(H＋)，故水的电离程度0.1 ml·L－1乙酸溶液的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H＋)减小，水的电离程度增大，故选c。温度/℃
25
t1
t2
水的离子积Kw
1×10-14
a
1×10-12
0
10
20
25
40
50
90
100
0.115
0.296
0.687
1.01
2.87
5.31
37.1
54.5
A(纯水)
B(加少量盐酸)
C(加少量NaOH溶液)
增大
____
____
增大
和大小比较
___
___
水的电离平衡移动方向
____
____
____
____