2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第三章水溶液中的離子平衡2-1水的電離和溶液的酸堿性課后作業(yè)含解析新人教版選修4

PAGEPAGE4水的電離和溶液的酸堿性eq\o(\s\up7(作業(yè)時(shí)限：45分鐘作業(yè)滿(mǎn)分：100分),\s\do5())一、選擇題(每小題4分，每小題有1個(gè)正確選項(xiàng)，共44分)1．25℃時(shí)，下列四種溶液中，由水電離生成的氫離子濃度之比①∶②∶③∶④是(A)①1mol·L－1的鹽酸②0.1mol·L－1的鹽酸③0.01mol·L－1的NaOH溶液④1mol·L－1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：25℃時(shí)，Kw＝1×10－14。酸溶液中由水電離出的c(H＋)等于該溶液中由水電離出的c(OH－)，所以①c(H＋)＝1mol·L－1，由水電離出的c(H＋)與溶液中c(OH－)相等，等于10－14mol·L－1；②c(H＋)＝0.1mol·L－1，則由水電離出的c(H＋)＝10－13mol·L－1。堿溶液中由水電離出的c(H＋)等于該溶液中的c(H＋)，所以，③c(OH－)＝0.01mol·L－1，由水電離出的c(H＋)＝10－12mol·L－1，④由水電離出的c(H＋)＝10－14mol·L－1。即四種溶液中由水電離出的c(H＋)之比為10－14∶10－13∶10－12∶10－14＝1∶10∶100∶1。2．25℃時(shí)，水中存在電離平衡：H2OH＋＋OH－。下列關(guān)于水的說(shuō)法，不正確的是(C)A．水的電離是吸熱過(guò)程B．向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不變C．含H＋的溶液顯酸性，含OH－的溶液顯堿性D．水是極弱的電解質(zhì)，在50℃時(shí)水的pH小于7解析：A項(xiàng)，電解質(zhì)的電離都是吸熱過(guò)程，正確；B項(xiàng)，Kw＝c(H＋)×c(OH－)，只與溫度有關(guān)，正確；C項(xiàng)，應(yīng)當(dāng)依據(jù)溶液中c(H＋)與c(OH－)的相對(duì)大小推斷溶液的酸堿性，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，水的電離是吸熱過(guò)程，常溫下水的pH等于7，升溫到50℃，c(H＋)增大，pH減小。3．室溫下，某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)等于10－13mol·L－1，該溶液的溶質(zhì)不行能是(B)A．NaHSO4 B．NaClC．HCl D．Ba(OH)2解析：此時(shí)c(H＋)小于常溫下純水電離產(chǎn)生的c(H＋)，說(shuō)明水的電離受到了抑制，NaHSO4、HCl、Ba(OH)2對(duì)水的電離都起抑制作用。4．室溫下，水的電離達(dá)到平衡：H2OH＋＋OH－。下列敘述正確的是(B)A．將水加熱，平衡正向移動(dòng)，Kw變小B．向水中加入少量NaOH固體，平衡逆向移動(dòng)，c(OH－)增大C．新制氯水久置后，水的電離平衡正向移動(dòng)，c(OH－)增大D．向水中加入少量CH3COONa固體，平衡正向移動(dòng)，Kw增大解析：A項(xiàng)，加熱后Kw變大，不正確；C項(xiàng)，新制氯水久置后，溶液中c(HCl)增大，促進(jìn)水的電離平衡向左移動(dòng)，c(OH－)減?。籇項(xiàng)，溫度不變，Kw不變，不正確；向水中加入少量NaOH固體，c(OH－)增大，使平衡逆向移動(dòng)，B正確。5．變更下列條件，不能使水的電離程度增大的是(B)A．加熱B．加入少量的鹽酸C．加入少量的Na2CO3固體D．加入少量的NH4Cl晶體解析：A項(xiàng)，水的電離是吸熱過(guò)程，加熱，有利于水的電離，即能使水的電離程度增大；B項(xiàng)，在水中加入酸或堿均會(huì)抑制水的電離；C項(xiàng)，H2OOH－＋H＋，加入少量Na2CO3，H＋會(huì)與COeq\o\al(2－,3)結(jié)合生成HCOeq\o\al(－,3)，會(huì)促進(jìn)水的電離；D項(xiàng)，H2OOH－＋H＋，加入少量的NH4Cl，OH－會(huì)與NHeq\o\al(＋,4)結(jié)合生成NH3·H2O，會(huì)促進(jìn)水的電離。6．下列敘述正確的是(A)A．無(wú)論是純水，還是酸性、堿性或中性稀溶液，在常溫下，其c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14B．c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液肯定是中性溶液C．0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍D．任何濃度的溶液都可以用pH來(lái)表示其酸性的強(qiáng)弱解析：Kw＝c(H＋)·c(OH－)，且Kw只與溫度有關(guān)，所以，在常溫下，純水、酸性、堿性或中性稀溶液，其Kw＝1×10－14；在溫度不確定時(shí)，中性溶液里的c(H＋)不肯定等于1×10－7mol·L－1；0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度比0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度小，所以，0.2mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)小于0.1mol·L－1CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍；當(dāng)c(H＋)或c(OH－)大于1mol·L－1時(shí)，用pH表示溶液的酸堿性就不簡(jiǎn)便了，所以，當(dāng)c(H＋)或c(OH－)大于1mol·L－1時(shí)，一般不用pH表示溶液的酸堿性，而是干脆用c(H＋)或c(OH－)來(lái)表示。7．常溫下，在0.01mol·L－1硫酸溶液中，水電離出的氫離子濃度是(A)A．5×10－13mol·L－1B．0.02mol·L－1C．1×10－7mol·L－1D．1×10－12mol·L－1解析：溶液中共有兩部分H＋：水電離出來(lái)的H＋和硫酸電離出來(lái)的H＋。其中硫酸電離出來(lái)的H＋為c(H＋)＝0.01×2＝0.02mol·L－1。水電離出來(lái)的H＋要小于10－7mol·L－1，硫酸電離出來(lái)的H＋是主要的，因此認(rèn)為溶液中的H＋的總濃度就是0.02mol·L－1。依據(jù)c(OH－)＝Kw/c(H＋)，溶液中的c(OH－)＝10－14/0.02＝5×10－13mol·L－1。因?yàn)樗婋x出來(lái)的H＋和OH－的個(gè)數(shù)相等(不受任何條件限制)，則水電離出來(lái)的H＋濃度就是5×10－13mol·L－1。8．下列關(guān)于水的離子積常數(shù)敘述正確的是(C)A．因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw隨溶液中H＋和OH－濃度的變更而變更B．水的離子積常數(shù)Kw和水的電離平衡常數(shù)K是同一個(gè)物理量C．水的離子積常數(shù)僅僅是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變更而變更D．水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K是兩個(gè)沒(méi)有任何關(guān)系的物理量解析：水的離子積常數(shù)Kw＝K·c(H2O)，肯定溫度下K和c(H2O)都是不變的常數(shù)，所以Kw僅僅是溫度的函數(shù)，水的離子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，只要溫度肯定，Kw就是不變的常數(shù)，溶液中c(H＋)變大，c(OH－)則變小，反之亦然。9．室溫下，某溶液中水電離出的H＋和OH－的物質(zhì)的量濃度乘積為1×10－26，該溶液中肯定不能大量存在的是(B)A．Cl－ B．HCOeq\o\al(－,3)C．Na＋ D．NOeq\o\al(－,3)解析：由水電離的H＋、OH－的濃度相等，所以c水(H＋)＝c水(OH－)＝eq\r(1×10－26)mol·L－1＝1×10－13mol·L－1，此溶液可能是pH＝1的酸溶液，也可能是pH＝13的堿溶液，所以HCOeq\o\al(－,3)肯定不能大量存在。10．已知NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4=Na＋＋H＋＋SOeq\o\al(2－,4)。某溫度下，向pH＝6的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測(cè)得溶液的pH為2。下列對(duì)該溶液的敘述中，不正確的是(D)A．該溶液的溫度高于25℃B．由水電離出來(lái)的H＋的濃度是1.0×10－10mol·L－1C．NaHSO4晶體的加入抑制了水的電離D．該溫度下加入等體積pH為12的NaOH溶液，可使反應(yīng)后的溶液恰好呈中性解析：在某溫度下，蒸餾水的pH＝6，c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，即水的電離程度增大了，故溫度高于25℃，水的離子積為1×10－12，A、B正確；D項(xiàng)，pH＝12的NaOH溶液c(OH－)＝1mol·L－1和pH＝2的該溶液混合后，溶液呈堿性。11．下列說(shuō)法正確的是(A)A．6mol/L的H2SO4溶液中存在OH－B．因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw隨溶液中c(H＋)和c(OH－)的變更而變更C．水的電離方程式是H2O=H＋＋OH－D．Kw＝10－14適用于任何溫度時(shí)的溶液解析：任何水溶液中都存在H＋和OH－，A項(xiàng)正確；Kw只與溫度有關(guān)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水為弱電解質(zhì)，電離方程式應(yīng)用“”，C項(xiàng)錯(cuò)誤；Kw＝10－14適用于常溫下的任何稀的電解質(zhì)溶液，D項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題(共56分)12．(18分)(1)在常溫下的0.05mol·L－1硫酸溶液中，c(H＋)＝0.1mol·L－1，水電離出的c(H＋)＝10－13mol·L－1，水電離出的c(OH－)＝10－13mol·L－1。水電離出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的Ba(OH)2溶液中，c(OH－)＝0.1mol·L－1，c[Ba(OH)2]＝0.05mol·L－1。(2)某溫度下，純水的c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，則此時(shí)c(OH－)為2×10－7mol·L－1。若溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，則溶液中c(OH－)為8×10－11mol·L－1，由水電離產(chǎn)生的c(H＋)為8×10－11mol·L－1，此時(shí)溫度高于(填“高于”“低于”或“等于”)25℃。13．(12分)某溫度下，Kw＝10－12。(1)若保持溫度不變，向少量水中加入400g的NaOH固體，并加水至1L，才能使溶液中水電離產(chǎn)生的H＋、OH－的濃度乘積即：c(H＋)水·c(OH－)水＝10－26(2)若保持溫度不變，向水中通入的HCl氣體恰好使溶液中c(H＋)/c(OH－)＝1010，則此時(shí)水電離的c(OH－)＝10－11mol·L－1。(3)若保持溫度不變，某溶液中c(H＋)為1×10－7mol·L－1，則該溶液顯堿性(選填“酸”“堿”或“中”)。14．(10分)(1)某溫度(t℃)時(shí)，水的Kw＝1×10－12，則該溫度>(填“>”“<”或“＝”)25℃，其理由是升溫促進(jìn)水電離，Kw增大。(2)該溫度下，c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液呈堿性(填“酸性”“堿性”或“中性”)；若該溶液中只存在NaOH溶質(zhì)，則由H2O電離出來(lái)的c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。解析：(1)上升溫度，Kw增大，現(xiàn)Kw＝1×10－12>1×10－14，因此溫度大于25℃。(2)該溫度下該溶液中c(OH－)＝eq\f(1×10－12,1×10－7)＝1×10－5mol·L－1，因?yàn)閏(OH－)>c(H＋)，所以溶液呈堿性；NaOH溶液中由水電離出來(lái)的c(OH－)等于溶液中c(H＋)，即為1×10－7mol·L－1。15．(16分)t℃時(shí)，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－amol·L－1，c(OH－)＝10－bmol·L－1，已知a＋b＝12，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)該溫度下水的離子積常數(shù)Kw＝10－12。(2)該NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為10－b_mol·L－1，該NaOH溶液中由水電離出的c(OH－)為10