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高中化学人教版选修4:第3章第二节第1课时知能优化训练


1.下列说法正确的是( ) - A.25 ℃时水的电离常数是 1.0×10 14 + B.中性溶液的 c(H )= KW + - - + - C.纯水在 100 ℃时,c(H )>10 7mol· 1,所以此时纯水中 c(H )>c(OH ) L D.pH<7 的溶液一定是酸性溶液 - + - 解析:选 B。A 项,25 ℃时水的离子积 KW=1.0×10 14;C 项纯水中 c(H )=c(OH ); D 项,温度高于 25 ℃时,促进水的电离,pH<7。 2.将纯水加热至 80 ℃,下列叙述正确的是( ) A.水的离子积不变 B.水的 pH 变小,呈酸性 C.水的 pH 变大,呈中性 + - - - D.水中 c(H )=c(OH )>1×10 7 mol· 1 L + 解析:选 D。因为水的电离是吸热过程,故升高温度,水的电离程度增大,使得 c(H ) - -7 =c(OH )>1×10 mol/L,溶液仍呈中性,但 pH 变小,Kw 增大,故选 D。 3.(2011 年广东汕头高二检测)下列溶液一定呈酸性的是( ) + A.含 H 的溶液 B.能使酚酞呈无色的溶液 C.pH 小于 7 的溶液 + - D.c(H )大于 c(OH )的溶液 + - 解析:选 D。任何水溶液中均含 H 和 OH 。使酚酞显无色的溶液,可能呈酸性,也可 - + - 能呈中性。以纯水在 100 ℃为例,Kw=1×10 12,c(H )=1×10 6 mol/L,pH=6,但溶液为 中性,故 pH<7 的溶液可能呈酸性,也可能呈中性或碱性。 4. (2011 年江苏南通高二检测)乙醇、 液氨、 水都可以发生自偶电离, H2O+H2O??HO 如 3 + - + - +OH ,NH3+NH3 NH4 +NH2 ,则下列叙述正确的是(双选)( ) A.乙醇的电离方程式为: + - 2CH3CH2OH CH3CH2OH2 +CH3CH2O - + B.乙醇的电离方程式为:CH3CH2OH CH3CH2O +H - - C.若液氨的离子积常数为:1.0×10 28,则液氨浓度为 1.0×10 14 mol/L D.若可用与 pH 相当的定义来规定 pOH、pNH2 等,则乙醇中与 pH 相当的为 + lgc(CH3CH2OH2 ) 解析:选 AB。类比水的自偶电离知 A、B 项正确;C 项中液氨的离子积常数为 1.0×10 -28 + - - ,则 c(NH4 )与 c(NH2 )的浓度为 1.0×10 14 mol/L,而非液氨的浓度,错误;类比 pH 的定 + 义知乙醇中与 pH 相当的为-lgc(CH3CH2OH2 ),D 错误。 5.有一学生甲在实验室测某溶液的 pH,实验时,他先用蒸馏水润湿 pH 试纸,然后用 洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为:操作错误,测定结 果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为:操作错误,但测定结果不一定有误差。 (1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点,原因是 ________________________________________________________________________。 + (2)若用此法分别测定 c(H )相等的盐酸和醋酸溶液的 pH,误差较大的是________,原 因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)只从下列试剂中选择实验所需的物品,你________(填“能”或“不能”)区分 0.1 - - mol· 1 的硫酸和 0.01 mol· 1 的硫酸。若能,简述操作过程。 L L ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。 ①紫色石蕊试液 ②酚酞试液 ③甲基橙试液 ④蒸馏水 ⑤BaCl2 溶液 ⑥pH 试纸 解析:(1)用 pH 试纸测量溶液的 pH 时,试纸不能润湿,否则,相当于将溶液稀释,酸 性溶液的 pH 偏大,碱性溶液的 pH 偏小,但中性溶液的 pH 无影响。 (2)用湿润的 pH 试纸测量溶液的 pH 时,对强电解质溶液 pH 的影响更大,因弱电解质 溶液在稀释过程中要继续电离, 稀释后的弱电解质溶液中离子浓度比强电解质溶液中离子浓 度更接近未稀释时的离子浓度。 - - (3)0.1 mol· 1 的硫酸和 0.01 mol· 1 的硫酸浓度差别较大,可直接用 pH 试纸鉴别。 L L 答案:(1)丙 当溶液呈中性时,则不产生误差;否则将产生误差 + + + (2)盐酸在稀释过程中醋酸继续电离产生 H ,使得溶液中 c(H )较盐酸溶液中 c(H )大, 误差较小 (3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张 pH 试纸上,与标准比色卡比较其 pH,pH - 较大的为 0.01 mol· 1 的硫酸 L 1.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( ) + - + - A.因为水的离子积常数的表达式是 Kw=c(H )· c(OH ),所以 Kw 随溶液 H 和 OH 浓 度的变化而变化 B.水的离子积常数 Kw 与水的电离平衡常数 K 电离是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化 D.水的离子积常数 Kw 与水的电离平衡常数 K 电离是两个没有任何关系的物理量 解析;选 C。水的离子积常数 Kw=K 电离· 2O),一定温度下 K 电离和 c(H2O)都是不变的 c(H + - 常数,所以 Kw 仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是 Kw=c(H )· c(OH ),但是只 + - 要温度一定,Kw 就是不变的常数,溶液中 H 的浓度变大,OH 的浓度就变小,反之亦然。 + 2.(2011 年湖北武昌实验中学高二月考)常温下,某溶液中由水电离出来的 c(H )= -13 1.0×10 mol/L,该溶液可能是( ) ①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液 A.①④ B.①② C.②③ D.③④ + - - 解析:选 A。某溶液中由水电离出来的 c(H )=1.0×10 13 mol· 1,说明溶液既可能呈 L - + - 2- 酸性,也有可能呈碱性。①SO2+H2O??HSO3,H2SO3??HSO +H ,HSO3 ??SO +H 2 3 3 + + - ,溶液呈酸性;④NaOH===Na +OH ,溶液呈碱性。 3.关于 pH 的测定下列说法正确的是( ) A.pH 试纸在使用之前应用蒸馏水润湿 B.用广泛 pH 试纸测得某盐酸的 pH=2.3 C.利用酸碱指示剂可以测溶液的 pH D.pH 计是精确测定溶液 pH 的仪器 解析:选 D。pH 试纸在使用之前不能用水润湿,如果用水润湿了则会使酸、碱中的 c(H + )发生变化,造成误差,故 A 项说法错误;广泛 pH 试纸可以识别的 pH 差值为 1,所以用 广泛 pH 试纸测的是整数,故 B 项错误;酸、碱指示剂只能判断溶液的酸碱性,无法测其 pH,故 C 项错误;pH 计可以精确测定溶液的 pH,可以精确到 0.1 个 pH 单位,故 D 项叙述 正确。 4.(2011 年河北衡水高二检测)将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( ) A.水的离子积变大、pH 变小、呈酸性 B.水的离子积不变、pH 不变、呈中性 C.水的离子积变小、pH 变大、呈酸性 D.水的离子积变大、pH 变小、呈中性 + - + 解析:选 D。加热时,水的电离平衡:H2O H +OH ,向右移动,c(H )增大(pH - + - + - 减小),c(OH )增大,水的离子积 Kw=c(H )· c(OH )增大,但 c(H )=c(OH ),溶液呈中性,

故选 D。 + - - 5.在某温度时,测得纯水中的 c(H )=2.4×10 7 mol/L,则 c(OH )为( ) - - A.2.4×10 7 mol/L B.0.1×10 7 mol/L - 1.0×10 14 - C. mol/L D.c(OH )无法确定 -7 2.4×10 解析:选 A。本题考查对水的电离的理解。首先应注意的是,题中给出的测得数据并不 + - 是水在常温下的氢离子浓度,但无论是在什么温度下,纯水中 H 和 OH 的浓度都应相等。 6.(2011 年湖南株洲高二检测)判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液中,一定呈碱 性的是( ) A.能够使甲基橙呈现黄色 B.溶液的 pH>7 + - C.溶液中:c(H )<c(OH ) + - - D.溶液中:c(H )>1×10 7 mol· 1 L + - 解析:选 C。溶液酸碱性最本质的判断标准是看 H 和 OH 浓度的相对大小。甲基橙的 变色范围是 3.1~4.4,即 pH<3.1 时呈现红色,3.1<pH<4.4 时,呈现橙色,pH>4.4 时呈 现黄色。所以,甲基橙呈现黄色的溶液可能是酸性、中性或碱性。溶液的 pH 与温度有关, + 常温下 pH>7 的溶液一定是碱性的,但在低于常温的情况下就不一定了。温度不同,c(H ) - - >1×10 7 mol· 1 的溶液的酸碱性也不同。 L - + - 7. 在某温度时, 水的离子积为 1×10 12, 若该温度下某溶液中 H 浓度为 1×10 7 mol· L -1 ,则该溶液(双选)( ) A.呈碱性 B.呈酸性 - + C.呈中性 D.c(OH )=100c(H ) + - 解析:选 AD。化学上定义 Kw=c(H )· c(OH ),Kw 称为水的离子积常数,简称水的离 + - 子积。在一定温度下,Kw 为常数。溶液的酸碱性与 c(H )和 c(OH )的相对大小相一致。若 + - + - + - c(H )=c(OH ),溶液呈中性;若 c(H )>c(OH ),溶液呈酸性;若 c(H )<c(OH ),溶液呈 -12 1×10 + - - - - - - 碱性。此题中 c(H )=1×10 7 mol· 1,则 c(OH )= L mol· 1=1×10 5 mol· 1, L L - 1×10 7 + - 可见,c(H )<c(OH )。 + - - 8.在约 100 ℃的温度下,NaCl 稀溶液中 c(H )=1.0×10 6mol· 1。下列说法中正确的 L 是(双选)( ) A.该溶液呈酸性 B.该溶液呈中性 - C.该溶液的 Kw=1.0×10 12 - D.该溶液的 Kw=1.0×10 14 + - + - + 解析:选 BC。在 NaCl 溶液中,Na 、Cl 对 H2O??H +OH 无影响,c(H )=1.0×10 -6 -1 - -6 -1 - mol· ,c(OH )也为 1.0×10 mol· 。因此,该 NaCl 溶液显中性,Kw=1.0×10 L L - - 6 ×1.0×10 6=1.0×10 12。 9.(2011 年河南开封调研)为更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用 AG + - 表示)概念,AG=lg[c(H )/c(OH )]。下列叙述中正确的是( ) ①任何温度下, 纯水的 AG 等于 0 ②溶液的 AG 越小, 酸性越强 ③常温下, mol· 0.1 L -1 盐酸的 AG=12 ④25 ℃时,某溶液的 AG=-10,其 pH=10 A.①③ B.②④ C.①② D.③④ + - + 解析:选 A。任何温度下,纯水 c(H )=c(OH ),故 AG=0;酸性越强,H 浓度越大, - -1 - -13 -1 + OH 浓度越小, 越大; mol· 盐酸中 c(OH )=10 mol· , AG 0.1 L L AG=12; lg[c(H )/c(OH - - + + - -14 -1 2 + -12 - )]=-10, c(OH )=1010c(H ), c(H )· 由 c(OH )=10 (mol· ) 得, L c(H )=10 mol· 1, L pH=12。 + 10. (2011 年辽宁大连高二检测)已知液氨的性质与水相似, ℃时, 3+NH3??NH 25 NH 4 - + - - +NH2 ,NH4 的平衡浓度为 1×10 15mol· 1,则下列说法中正确的是(双选)( L ) A.在液氨中加入 NaNH2 可使液氨的离子积变大 B.在液氨中加入 NH4Cl 可使液氨的离子积减小

C.在此温度下液氨的离子积为 1×10 30 D.在液氨中放入金属钠,可生成 NaNH2 解析:选 CD。本题考查对水的离子积理解与迁移能力。由水的离子积可知,其大小只 - + 与温度有关。由钠与水反应可推知,2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑,K=c(NH2 )· c(NH4 )= -30 1×10 。 + - - - 11 . 某 温 度下 , 纯 水中的 c(H ) = 2.0×10 7 mol· 1 , 则 此 时 溶 液 的 c(OH )是 L -1 ________mol· ,这种水显________性(“酸”、“碱”或“中”),其理由是 L ________________________________________________________________________; + - - - 若 温 度 不 变 , 滴 入 稀 盐 酸 使 c(H ) = 5.0×10 6 mol· 1 , 则 c(OH ) = L -1 __________________mol· 。 L - + - - - 解析:此温度时,水电离的 c(OH )=c(H )=2×10 7 mol· 1,则 Kw=2×10 7×2×10 L -7 -14 + -6 -1 - -14 -6 - - =4×10 ;c(H )=5.0×10 mol· ,则 c(OH )=4×10 /5.0×10 =8×10 9(mol· L L 1 )。 - + - - 答案:2.0×10 7 中 c(H )=c(OH ) 8×10 9 -1 - - 12.现有四瓶溶液,分别是 NaCl(0.1 mol· )、盐酸(0.1 mol· 1)、NaOH(0.1 mol· 1) L L L 和酚酞溶液(0.1%)中的一种。若不用其他试剂把它们一一鉴别开来,实验步骤如下: (1)各取溶液少许,两两混合,根据现象不同可分成两组:Ⅰ组是盐酸和________,Ⅱ 组是 NaOH 溶液和________。 (2)取Ⅱ组 C、 混合液, D 不断滴入Ⅰ组 A、 中的 A 溶液; B 无明显现象, A 是________, 则 B 是________。 (3)取已鉴别出的 B 溶液 2 mL,滴入 3 滴未知 C 溶液,再加入 D 溶液 4 mL,在这个过 程中无明显颜色变化,则 C 是________,D 是________。 (4)常温下,若对 A、B、C 三溶液分别稀释至原体积的 100 倍,则稀释后 pH 分别为: A________,B________,C________。 解析:(1)四种溶液两两混合,只有 NaOH 溶液与酚酞溶液混合出现红色即混合出现红 色的为 NaOH 溶液和酚酞溶液,另外两种为 NaCl 溶液或盐酸。(2)取变红后的混合液不断加 入 NaCl 溶液或盐酸,若加入盐酸则最终红色褪去,而加入 A 溶液后无明显现象,则 A 为 NaCl,B 就为盐酸。(3)取鉴别出的盐酸 2 mL,滴入 3 滴 C 溶液,再加 4 mL D 溶液,若 D 溶液为 NaOH 溶液,则滴定过程中,溶液由无色最终会变红,而整个过程无明显颜色变化, 则 D 为酚酞溶液, 为 NaOH 溶液。 C (4)NaCl 溶液呈中性, 稀释时 pH 不变化, 仍为 7,0.1 mol/L 的盐酸,pH=1,稀释 100 倍时 pH=1+2=3,0.1 mol/L 的 NaOH,pH=13,稀释 100 倍时, pH=13-2=11。 答案:(1)NaCl 溶液 酚酞溶液 (2)NaCl 盐酸 (3)NaOH 酚酞 (4)7 3 11 13.(原创题)2011 年 3 月 22 日是第十九届“世界水日”。3 月 22 日——28 日是第二十 四届“中国水周”。我国纪念 2011 年“世界水日”和开展“中国水周”活动的宣传主题为 “严格管理水资源,推进水利新跨越”。 (1)下列有关水的说法中错误的是________(填编号)。 A.矿泉水是纯净物 B.纯水几乎不导电,所以水是非电解质 C.高效催化剂可使水分解获得氢气,同时释放能量 D.非电解质的水溶液中无离子存在 (2)写出两项能影响水的电离平衡,且使溶液显酸性的措施: ①________________________________________________________________________, ②________________________________________________________________________。 (3)室温下平均每 n 个水分子中只有一个水分子发生电离,则 n=________。 + + 解析:(1)选 A、B、C、D。A 项矿泉水中含 Ca2 、Mg2 等多种离子,不是纯净物;B 项水是很弱的电解质;C 项要使 H2O 分解制取氢气,只能吸收能量;D 项中任何物质的水 + - 溶液中都有水电离的 H 、OH 存在。 (2)能影响水的电离平衡, 且使溶液显酸性的有: ①通入与水反应呈酸性的气体, CO2、 如



SO2、Cl2、NO2 等;②加酸;③加酸式盐如 NaHSO4 等。 -7 1000 1 10 (3)取 1 L 水,则 n(H2O)= mol,则 = , 18 n 1000 18 故 n=5.56×108。 答案:(1)ABCD (2)①通入 CO2 ②加入盐酸(其他合理答案亦可) (3)5.56×108 14.已知室温时,0.1 mol/L 某一元酸 HA 在水中有 0.1%发生电离,回答下列各问题: (1)该溶液的 pH=________; (2)HA 的电离平衡常数 K=________; (3)升高温度时,K________(填“增大”、“减小”或“不变”),pH________(填“增 大”、“减小”或“不变”); + + (4)由 HA 电离出的 c(H )约为水电离出的 c(H )的________倍。 + - - 解析:(1)HA 电离出的 c(H )=0.1×0.1% mol/L=1×10 4 mol/L,pH=-lg1×10 4=4; + - - - c?H ?· ? 1×10 4×1×10 4 c?A - (2)电离平衡常数 K= = =1×10 7; 0.1 c?HA? + - + (3)因 HA??H +A ,电离过程是吸热的,所以升高温度 c(H )、c(A)均增大,则 K 增 大,而 pH 减小; - 1×10 14 + -4 + - - 10 (4)c(H )HA=1×10 mol/L。c(H )水=c(OH )= mol/L,所以 c(H - =1×10 1×10 4 + + -4 -10 6 )HA∶c(H )水=(1×10 )∶(1×10 )=10 。 - 答案:(1)4 (2)1×10 7 (3)增大 减小 (4)106


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