2018版高考化学大一轮专题复习课时作业：水的电离和溶液的酸碱性（有答案）

 
第18讲　水的电离和溶液的酸碱性
　　　　　　　　　　　　　教材习题回扣
1．(选修4 P52－6)室温下，柠檬水溶液的pH是3，其中的c(OH－)是(　　)。
A．0.1 mol•L－1  B．1×10－3 mol•L－1
C．1×10－7 mol•L－1  D．1×10－11 mol•L－1
2．(选修4 P52－7)甲溶液的pH是4，乙溶液的pH是5，甲溶液与乙溶液的c(H＋)之比为(　　)。
A．10∶1  B．1∶10  C．2∶1  D．1∶2
3．(选修4 P52－5)在48 mL 0.1 mol•L－1 HNO3溶液中加入12 mL 0.4 mol•L－1 KOH溶液时，所得到的溶液呈(　　)。
A．弱酸性  B．强酸性  C．碱性  D．中性
4．(选修4 P52－1)下列溶液，c(H＋)由小到大的排列顺序是：________________；pH由小到大的排列顺序是：________________。
①0.1 mol•L－1 HCl溶液
②0.1 mol•L－1 H2SO4溶液
③0.1 mol•L－1 NaOH溶液
④0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液
能力提升训练
一、单项选择题
1．(2016届黑龙江哈尔滨三十二中期末)某温度下，水的离子积约为10－12，将Va L pH＝2的硫酸溶液与Vb L pH＝11的NaOH溶液混合，若混合溶液的pH＝10，体积是(Va＋Vb) L，则Va∶Vb为(　　)。
A．2∶11  B．11∶2  C．9∶2  D．2∶9
2．(2015年广东卷)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是(　　)。
 
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
3．(2015届湖南三市模拟)在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)有如图所示关系。下列条件关于离子共存说法正确的是(　　)。
 
A．d点对应的溶液中大量存在：Na＋、K＋、ClO－、Cl－
B．b点对应的溶液中大量存在：Fe2＋、Ba2＋、K＋、NO－3
C．c点对应的溶液中大量存在：Na＋、Ba2＋、Cl－、Al3＋
D．a点对应的溶液中大量存在：CO2－3、Na＋、Cl－、SO2－4
4．室温下，将一元酸HA溶液和NaOH溶液等体积混合，实验数据如表：
实验编号 起始浓度c(HA) 起始浓度c(NaOH) 反应后溶液的pH
① 0.1 mol•L－1 0.1 mol•L－1 9
② x 0.2 mol•L－1 7
下列说法正确的是(　　)。
A．实验①反应前HA溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)
B．实验①反应后溶液中：c(A－)>c(Na＋)
C．实验②反应前HA溶液浓度：x＝0.2 mol•L－1
D．实验②反应后溶液中：c(A－)＋c(HA)＝c(Na＋)
5．(2017届辽宁葫芦岛六校联考)25 ℃时，某溶液中只含有Na＋、H＋、OH－、A－四种离子。下列说法正确的是(　　)。
A．对于该溶液一定存在：pH≥7
B．若c(OH－)>c(H＋)，则溶液中不可能存在：c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)
C．若溶液中c(A－)＝c(Na＋)，则溶液一定呈中性
D．若溶质为NaA，则溶液中一定存在：c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
6．(2015年河北一模)下列说法中，正确的是(　　)。
A．已知25 ℃时NH4CN水溶液显碱性，则25 ℃时的电离常数K(NH3•H2O)＞K(HCN)
B．25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•L－1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol•L－1  NH4Cl溶液中的Ksp小
C．pH试纸测得新制氯水的pH为4.5
D．FeCl3溶液和Fe2(SO4)3溶液加热蒸干、灼烧都得到Fe2O3
7．(2016年北京卷)在两份相同的Ba(OH)2溶液中，分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液，其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
 
下列分析不正确的是(　　)。
A．①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B．b点，溶液中大量存在的离子是Na＋、OH－
C．c点，两溶液中含有相同量的OH－
D．a、d两点对应的溶液均显中性
二、非选择题
8．(2016年四川成都模拟)水的电离平衡曲线如下图所示。
 
(1)若以A点表示25 ℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100 ℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________。
(2)常温下，将pH＝10的Ba(OH)2溶液与pH＝5的稀盐酸混合，然后保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为______。
(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 g•mL－1，Ca(OH)2的离子积为________。
(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液，②0.05 mol•L－1的Ba(OH)2溶液，③pH＝10的Na2S溶液，④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是____________________。
(5)等体积的下列溶液中，阴离子的总物质的量最大的是________(填序号)。
①0.1 mol•L－1的CuSO4溶液
②0.1 mol•L－1的Na2CO3
③0.1 mol•L－1的KCl
④0.1 mol•L－1的NaHCO3
(6)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是：H2A===H＋＋HA－，HA－
H＋＋A2－。
①则Na2A溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)；NaHA溶液显________(填“酸性”“中性”或“碱性”)。
②若有0.1 mol•L－1 Na2A 的溶液，其中各种离子浓度由大到小的顺序是________(填字母)。
A．c(Na＋)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(HA－)＞c(H＋)
B．c(Na＋)＞c(OH－)＞c(HA－)＞c(A2－)＞c(H＋)
C．c(Na＋)＞c(H＋)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(HA－)
D．c(A2－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)＞c(HA－)
9．下表是不同温度下水的离子积常数：
温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数 1×10－14 a 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________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO2－4)＝5×10－4 mol•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)T2 ℃时，将pH＝11的苛性钠溶液V1 L与pH＝1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝______。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是____________________________。
10．现有下列化合物：①NaCl；②NaOH；③HCl；④NH4Cl；⑤CH3COONa；⑥CH3COOH；⑦NH3•H2O；⑧H2O。回答问题：
(1)NH4Cl溶液显________性，用离子方程式表示其原因：______________________。
(2)pH＝10的CH3COONa溶液中，水电离出来的c(OH－)为________，在pH＝3的CH3COOH溶液中水电离出来的c(H＋)为________。
(3)已知水存在如下平衡：H2O＋H2O H3O＋＋OH－　ΔH>0，现欲使平衡向右移动，且所得溶液显酸性，选择的方法是________(填序号)。
A．向水中加入NaHSO4固体
B．向水中加入Na2CO3固体
C．加热至100 ℃
D．向水中加入(NH4)2SO4固体
(4)若等pH、等体积的②(NaOH)溶液和⑦(NH3•H2O)溶液分别加水稀释m倍、n倍，稀释后pH相等，则m________n(填“>”“<”或“＝”)。

第18讲　水的电离和溶液的酸碱性
【教材习题回扣】
1．D　2.A　3.D
4．③④①②　②①④③
【能力提升训练】
1．C　解析：根据题意10－2＝10－1×Vb－10－2×VaVa＋Vb，Va∶Vb＝9∶2，故C正确。
2．C　解析：由图可知a、b、c三点对应的平衡常数不变，故abc为等温线，故升高温度，不能由c到b，A错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－6，故Kw＝1.0×10－6×1.0×10－6＝1.0×10－12，B错误；加入FeCl3，氯化铁为强酸弱碱盐，铁离子结合水电离出的氢氧根，促进水的电离平衡右移，即氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小(由b到a)，符合图象变化趋势，C正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，温度不变，Kw不变，故不能利用稀释引起此变化，D错误。
3．A　解析：d点温度高于25 ℃，c(OH－)＞c(H＋)，溶液显碱性，该组离子之间不反应，能大量共存，故A正确；b点为25 ℃，c(OH－)＜c(H＋)，溶液显酸性，Fe2＋、H＋、NO－3发生氧化还原反应，不能大量共存，故B错误；c点温度高于25 ℃，c(OH－)＝c(H＋)，溶液显中性，不能存在大量的Al3＋，故C错误；a点为25 ℃，c(OH－)＝c(H＋)，溶液显中性，不能大量存在CO2－3，故D错误。
4．A　解析：根据电荷守恒可知，HA溶液中c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，A项正确；实验①反应后，根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于溶液的pH＝9，则c(OH－)>
c(H＋)，故c(Na＋)>c(A－)，B项错误；由实验①可知，HA为弱酸，实验②中，若x＝0.2 mol•
L－1，反应后溶液的pH>7，现在溶液的pH＝7，说明x>0.2 mol•L－1，C项错误；由电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，由于溶液的pH＝7，即c(H＋)＝c(OH－)，故c(A－)＝c(Na＋)，D项错误。
5．C　解析：若是较多的酸溶液和少量的盐溶液混合，则混合溶液显酸性，pH<7，A项错误；若是氢氧化钠溶液和少量的盐溶液混合，则混合溶液显碱性，且混合溶液中，
c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)，B项错误；根据电荷守恒，c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，若溶液中c(A－)＝c(Na＋)，则一定有c(H＋)＝c(OH－)，即溶液一定呈中性，C项正确；若NaA是强酸强碱盐，则c(A－)＝c(Na＋)，D项错误。
6．A　解析：已知25 ℃时NH4CN水溶液显碱性，说明CN－的水解程度大于NH＋4的水解程度，HCN电离程度小于NH3•H2O电离程度，则25 ℃时的电离常数K(NH3•H2O)＞K(HCN)，A正确；溶度积Ksp随温度变化，不随浓度变化，25 ℃时，Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol•
L－1氨水中的Ksp和在20 mL 0.01 mol•L－1 NH4Cl溶液中的Ksp相同，B错误；pH是近似测定溶液酸碱性，只能测定整数，且新制氯水具有漂白性，无法与标准比色卡对照读数，C错误；FeCl3溶液中氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢加热蒸干得到水解产物氢氧化铁，灼烧得到氧化铁，Fe2(SO4)3溶液中硫酸铁水解生成硫酸和氢氧化铁加热蒸干水被蒸发得到硫酸铁、灼烧得到硫酸铁，D错误。
7．C　解析：反应的方程式为：①Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4＋2H2O；②Ba(OH)2＋NaHSO4===NaOH＋BaSO4＋H2O；③NaOH＋NaHSO4===Na2SO4＋H2O。从方程式分析，当氢氧化钡恰好和硫酸完全反应时，溶液的导电能力最小，故①代表滴加硫酸时的变化曲线，A正确；b点是加入硫酸氢钠进行反应②，溶液中含有氢氧化钠，B正确；c点①曲线为硫酸，②曲线为氢氧化钠和硫酸钠，因为SO2－4浓度相同，②中的Na＋浓度大于①中的H＋浓度，所以溶液中的OH－浓度不相同，C错误；a点为Ba2＋和SO2－4完全沉淀，d点为硫酸钠溶液，溶液都显中性，D正确。
8．(1)10－14　10－12　(2)2∶9　(3)0.004
(4)1∶10∶1010∶109　(5)②
(6)①碱性　酸性　②A
解析：(1)A点H＋和OH－的浓度均是10－7 mol•L－1，则此时水的离子积为10－14；B点H＋和OH－的浓度均是10－6 mol•L－1，则此时水的离子积为10－12，这说明此时水的离子积从
10－14增加到10－12。(2)常温下，pH＝10的Ba(OH)2溶液中OH－的浓度是10－4 mol•L－1，pH＝5的稀盐酸溶液中H＋浓度是10－5 mol•L－1，二者混合，然后保持100 ℃的恒温，设Ba(OH)2的体积为x，盐酸的体积为y，欲使混合溶液pH＝7，则x×10－4－y×10－5x＋y＝10－5，解得x∶y＝2∶9，即Ba(OH)2与盐酸的体积比为2∶9。(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，即100 g水中溶解了0.74 g氢氧化钙，物质的量是0.01 mol。其饱和溶液密度设为1 g•mL－1，则溶液的体积为0.1 L，所以溶液中Ca2＋和OH－的浓度分别是0.1 mol•L－1和0.2 mol•L－1，所以Ca(OH)2的离子积为0.1×0.22＝0.004。(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液中水电离出的H＋浓度是10－14 mol•L－1；②0.05 mol•L－1的Ba(OH)2溶液中水电离出的H＋浓度是10－13 mol•L－1；③pH＝10的Na2S溶液中水电离出的H＋浓度是10－4 mol•L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液中水电离出的H＋浓度是10－5 mol•L－1，所以发生电离的水的物质的量之比是1∶10∶1010∶109。(5)0.1 mol•L－1的CuSO4溶液中SO2－4不水解；0.1 mol•L－1的Na2CO3溶液中CO2－3水解转化为HCO－3和OH－；0.1 mol•L－1的KCl溶液中Cl－不水解；0.1 mol•L－1的NaHCO3溶液中HCO－3水解转化为OH－和H2CO3，所以等体积的溶液中，阴离子的总物质的量最大的是碳酸钠。(6)①根据电离方程式可知H2A的第一步电离是完全的，第二步电离是不完全的，则Na2A溶液中A2－水解，溶液显碱性；NaHA溶液中只有HA－的电离平衡，溶液显酸性。②0.1 mol•L－1 Na2A的溶液阴离子水解溶液显碱性，则各种离子浓度由大到小的顺序是c(Na＋)＞c(A2－)＞c(OH－)＞c(HA－)＞c(H＋)。
9．(1)>　温度升高，水的电离程度增大，所以水的离子积常数增大
(2)1000∶1
(3)9∶11　c(Na＋)>c(SO2－4)>c(H＋)>c(OH－)
解析：(2)Na2SO4溶液中c(Na＋)＝2×5×10－4 mol•L－1＝1×10－3 mol•L－1，稀释10倍后，c(Na＋)＝1×10－4 mol•L－1，此时溶液仍为中性，c(OH－)＝1×10－7 mol•L－1，所以c(Na＋)∶
c(OH－)＝10－4 mol•L－1∶10－7 mol•L－1＝1000∶1。(3)根据酸、碱中和原理及pH计算式(注意此时Kw＝10－12)：V2×0.1 mol•L－1－V1×0.1 mol•L－1V2＋V1＝10－2 mol•L－1解得V1∶V2＝9∶11。根据Na2SO4的化学组成及反应后溶液呈酸性，推知该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为：c(Na＋)>c(SO2－4)>c(H＋)>c(OH－)。
10．(1)酸　NH＋4＋H2O NH3•H2O＋H＋
(2)1.0×10－4 mol•L－1　1.0×10－11 mol•L－1
(3)D　(4)<
解析：(1)氯化铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解使氯化铵溶液呈酸性。(2)醋酸钠溶液中的氢氧根离子即为水电离出的氢氧根离子，pH＝10，c(OH－)＝1.0×10－4 mol•L－1，醋酸溶液中，醋酸电离出的氢离子抑制水的电离，pH＝3的醋酸溶液由醋酸电离出的c(H＋)＝1.0×10－3 mol•L－1，溶液中c(OH－)＝1.0×10－11 mol•L－1，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－11mol•
L－1。(3)向水中加入硫酸氢钠固体，水的电离受到抑制；加入碳酸钠固体，水的电离受到促进但溶液呈碱性；加热时水的电离受到促进但呈中性；加入硫酸铵固体，水的电离受到促进且溶液呈酸性。(4)NH3•H2O为弱电解质，不能完全电离，若稀释相同体积，则氨水溶液的pH较大，应加入较多水稀释。