鲁科版 (2019)选择性必修1第3章 物质在水溶液中的行为第1节 水与水溶液课后复习题

水溶液的酸碱性与pH

(建议用时：40分钟)

[基础过关练]

1．关于溶液的酸性及酸性强弱的说法中，正确的是(　　)

A．只要溶液中有H＋，溶液就显酸性

B．H＋浓度大于OH－浓度，溶液一定显酸性

C．H＋浓度增大，溶液的酸性一定增强

D．强酸溶液的酸性一定比弱酸溶液的酸性强

B　[任何溶液中都含有H＋，含有H＋的溶液不一定显酸性，也可能显碱性或中性，A错；c平(H＋)＞c平(OH－)溶液一定显酸性，B对；c平(H＋)增大，c平(OH－)也有可能增大，如将水加热，溶液仍显中性，C错；强酸与弱酸的酸性强弱看溶液中c平(H＋)的相对大小，若强酸的浓度远小于弱酸的浓度，也有可能弱酸的酸性强，如0.01 mol·L－1HCl与10 mol·L－1 CH3COOH，醋酸酸性强，D错。]

2．下列有关水的离子积常数KW或pH变化的判断中，正确的是(　　)

A．随着温度的升高，水的离子积常数减小

B．随着温度的升高，纯水的pH增大

C．新制氯水光照一段时间后，pH增大

D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH减小

D　[A项中升高温度，水的电离平衡右移，KW增大；B项中温度升高，KW增大，纯水中c平(H＋)和c平(OH－)都变大，pH变小；C项中光照时发生反应2HClO2HCl＋O2↑，显然溶液酸性增强，则pH减小；D项中NaOH溶液吸收空气中的CO2，溶液中c平(OH－)减小，则c平(H＋)增大，所以pH减小。]

3．(双选)在100 ℃时，水的离子积为1×10－12 mol2·L－2，若该温度下某溶液中的H＋浓度为1×10－7 mol·L－1，则该溶液(　　)

A．呈碱性　 B．呈酸性

C．呈中性  D．c平(OH－)＝100c平(H＋)

AD　[100 ℃时，纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)＝10－6 mol·L－1，若某溶液中c平(H＋)＝1×10－7 mol·L－1，则c平(OH－)＝ mol·L－1＝10－5 mol·L－1，c平(OH－)＝100c平(H＋)，故选A、D。]

4．常温下，将pH＝5的H2SO4溶液加水稀释到500倍，则稀释后c平(SO)与c平(H＋)的比值为(　　)

A．　　B．　　C．　　D．

B　[溶液pH＝5，即c平(H＋)＝10－5 mol·L－1，原溶液中c平(SO)＝c平(H＋)＝5×10－6 mol·L－1，溶液稀释500倍后接近中性，c平(H＋)不可能小于1×10－7 mol·L－1，只能无限接近1×10－7 mol·L－1，而稀释过程中SO的物质的量不变，稀释后的溶液中c平(SO)＝5×10－6 mol·L－1×＝1×10－8 mol·L－1，因此c平(SO)与c平(H＋)的比值约为，B项正确。]

5．(双选)常温下，某溶液中由水电离产生的c水(H＋)＝1×10－11mol·L－1，则该溶液的pH可能是(　　)

A．3　　　B．7　　　C．8　　　D．11

AD　[由题意知由水电离产生的c水(H＋)＝1×10－11mol·L－1，小于1×10－7mol·L－1，即水的电离被抑制，该溶液可能显酸性，也可能显碱性。若溶液显酸性，则溶液中c平(OH－)＝1×10－11mol·L－1，溶液中c平(H＋)＝＝1×10－3mol·L－1，pH＝3；若溶液显碱性，则溶液中c平(OH－)＝＝1×10－3mol·L－1，pH＝11。]

6．下列叙述正确的是(　　)

A．95 ℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性

B．常温下，pH＝3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH＝4

C．常温下，pH＝3的醋酸溶液与pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝7

D．常温下，0.2 mol·L－1的盐酸与等体积水混合后pH＝1

D　[水是弱电解质，电离过程吸热，加热促进水的电离，所以95 ℃纯水的pH<7，但任何纯水都是显中性的，A错误；醋酸是弱酸，存在电离平衡，稀释促进电离，氢离子的物质的量增加，所以pH＝3的醋酸溶液稀释至10倍后3<pH<4，B错误；醋酸是弱酸，则pH＝3的醋酸溶液中醋酸的浓度大于10－3 mol·L－1，而pH＝11的氢氧化钠溶液中氢氧化钠的浓度为10－3 mol·L－1，所以二者等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性，即pH<7，C错误；0.2 mol·L－1的盐酸与等体积水混合后溶液的浓度为0.1 mol·L－1，所以溶液的pH＝1，D正确。]

7．在常温下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近 (　　)

A．9.3　　　B．9.7　　　C．10.3　　　D．10.7

D　[pH＝9的NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，pH＝11的NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10－3 mol·L－1，混合后c平(OH－)＝ mol·L－1≈ mol·L－1，则溶液中的c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝2.0×10－11 mol·L－1，所以pH＝11－lg 2≈10.7，D项正确。]

8．常温下，0.1 mol·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 mol·L－1　　　 B．1.0×10－13 mol·L－1

C．1.0×10－7 mol·L－1  D．1.0×10－6 mol·L－1

B　[NaOH为强碱，在水溶液中完全电离为Na＋和OH－，所以0.1 mol·L－1的NaOH溶液中c平(OH－)＝0.1 mol·L－1，则由水电离出的OH－的物质的量浓度＝c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝1.0×10－13 mol·L－1。]

9．一定温度下，用水稀释0.1 mol·L－1的一元弱酸HA，随着稀释的进行，下列数值一定增大的是(KW表示水的离子积)(　　)

A．KW     B．

C．  D．c(OH－)

D　[温度不变，KW不变，A项不符合题意；加水稀释时，HA电离程度增大，n(HA)减小，n(A－)增大，则减小，C项不符合题意；加水稀释，HA的电离程度增大，但是c(H＋)减小，因KW不变，可知c(OH－)增大，B项不符合题意，D项符合题意。]

10．常温下，pH＝10的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别加水稀释到100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．稀释前，两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等

B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强

C．完全中和X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积VX>VY

D．若8<a<10，则X、Y都是弱碱

D　[X、Y溶液的pH随溶液体积变化的程度不同，所以X、Y溶液的碱性强弱程度不同，稀释前，两种pH相等的碱溶液中溶质的物质的量浓度一定不相等，故A错误；稀释相同倍数后，X溶液的pH比Y溶液的小，即X溶液的碱性比Y溶液的碱性弱，故B错误；X溶液的pH随溶液稀释变化快，所以X的碱性比Y强，起始时X、Y溶液的pH相等，则X溶液的溶质浓度小于Y溶液，完全中和等体积pH＝10的X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积VX<VY，故C错误；X的碱性比Y强，若X为强碱，则a＝8，若8<a<10，则X、Y都是弱碱，故D正确。]

11．25 ℃时，某溶液中由水电离产生的c平(H＋)和c平(OH－)的乘积为1×10－18mol2·L－2，下列说法正确的是(　　)

A．该溶液可能pH＝5   B．该溶液的pH一定是9

C．该溶液的pH可能是7  D．不会有这样的溶液

A　[25 ℃水电离产生c平(H＋)和c平(OH－)的乘积为1×10－18mol2·L－2，说明抑制了水的电离，可能是酸溶液，也可能是碱溶液。若为酸溶液，c平(H＋)酸·c平(OH－)水＝10－14mol2·L－2，c平(H＋)酸＝10－5mol·L－1，pH＝5；若为碱溶液，c平(H＋)水·c平(OH－)碱＝10－14mol2·L－2，c平(OH－)＝10－5mol·L－1，pH＝9。所以正确选项为A。]

12．(素养题)某学生在实验室测某稀硫酸溶液的pH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。

(1)该学生的操作是________(填“正确的”或“错误的”)，理由是______________________________________。

(2)若用此方法分别测定c平(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是__________________________。

(3)该学生用此方法测定下列溶液的pH，其中测定结果无误差的是________(填序号)。

A．NaOH溶液

B．CH3COONa溶液

C．NaCl溶液

D．NaHSO4溶液

[解析]　在测酸性或碱性溶液的pH时，若用蒸馏水润湿pH试纸，会使待测液浓度下降，测定结果出现误差；但是用pH试纸测定中性溶液时，用蒸馏水润湿pH试纸对测定结果一般没有影响。

[答案]　(1)错误的　用蒸馏水润湿pH试纸相当于稀释了原溶液，使其浓度减小，引起测量误差　(2)盐酸　盐酸是强电解质溶液，醋酸溶液是弱电解质溶液，在醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO－＋H＋，稀释时平衡右移，继续电离出H＋，稀释后Δc平(H＋)较小、ΔpH较小　(3)C

[拓展培优练]

13．pH＝2的X、Y、Z三种酸的溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的变化关系如图所示，下列说法中错误的是(　　)

A．X是强酸，Y和Z是弱酸

B．稀释前的浓度大小为c(Z)＞c(Y)＞c(X)

C．稀释前电离程度大小为X＞Y＞Z

D．pH＝2时，X、Y、Z都是稀溶液

D　[pH＝2的酸溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，当将其稀释到原溶液体积的1 000倍时，若为强酸，则稀释后的溶液中c(H＋)＝10－5 mol·L－1，此时pH＝5；若为弱酸，由于稀释过程中电离程度增大，使n(H＋)增多，则稀释后的c(H＋)＞10－5 mol·L－1，此时pH＜5。由三条曲线的变化趋势可知，Z对应的曲线表示浓的弱酸溶液稀释过程中pH的变化，X、Y对应的曲线表示稀溶液稀释过程中pH的变化；因为X为强酸，Y为弱酸，要使pH均为2，则c(Y)＞c(X)；pH＝2时，X已完全电离，而弱酸在稀溶液中比在浓溶液中电离程度大，故A、B、C正确，D错误。]

14．某温度下，重水中存在电离平衡：D2OD＋＋OD－，D2O的离子积常数为1.0×10－12 mol2·L－2，若pD＝－lg c(D＋)，该温度下有关分析不正确的是(　　)

A．0.1 mol NaOD溶于重水制成1 L溶液，pD＝13

B．将pD＝4的DCl的重水溶液稀释100倍，所得溶液的pD不等于6

C．向30 mL 0.5 mol·L－1 NaOD的重水溶液中加入20 mL 0.5 mol·L－1 DCl的重水溶液，所得溶液的pD＝11

D．pD＝10的NaOD的重水溶液中，由重水电离出的c(OD－)为1.0×10－10 mol·L－1

A　[D2O的离子积常数为1.0×10－12 mol2·L－2，pD＝6的溶液为中性；溶液中c(OD－)＝0.1 mol·L－1，则c(D＋)＝1.0×10－11 mol·L－1，pD＝11，A不正确；pD＝6的溶液为中性，DCl的重水溶液稀释100倍后接近中性，pD接近6但不等于6，B正确；混合溶液中c(OD－)＝＝0.1 mol·L－1，则c(D＋)＝1.0×10－11 mol·L－1，pD＝11，C正确；NaOD的重水溶液中，D＋全部由重水电离出来，pD＝10，说明c(D＋)＝1.0×10－10 mol·L－1，重水电离出来的D＋和OD－浓度相等，D正确。]

15．室温下，用1 mol·L－1NaOH溶液中和某浓度的硫酸溶液时，其pH和所加NaOH溶液的体积关系如图所示，原硫酸溶液的物质的量浓度和反应后溶液的总体积分别是(　　)

A．0.5 mol·L－1　100 mL

B．0.5 mol·L－1　80 mL

C．1 mol·L－1　60 mL

D．1 mol·L－1　80 mL

B　[由图像可知，加入氢氧化钠溶液之前，溶液的pH＝0，氢离子浓度为1 mol·L－1，则H2SO4的初始浓度为0.5 mol·L－1；当加入40 mL 1 mol·L－1NaOH溶液时，恰好与硫酸完全中和，溶液的pH＝7，根据反应关系式：H2SO4～2NaOH，则2n(H2SO4)＝n(NaOH)，设消耗硫酸溶液的体积为V，则：2×V×0.5 mol·L－1＝1 mol·L－1×0.04 L，解得V＝0.04 L＝40 mL，反应后溶液的体积为80 mL，故选B。]

16．(双选)下列有关pH的计算(均在室温下)一定正确的是(　　)

A．pH＝a的强酸溶液，加水稀释10n倍，则pH＝a＋n

B．pH＝a的弱酸溶液，加水稀释10n倍，则pH<a＋n(a＋n<7)

C．pH＝b的强碱溶液，加水稀释10n倍，则pH＝b－n

D．pH＝b的弱碱溶液，加水稀释10n倍，则pH>b－n(b－n>7)

BD　[强酸、强碱溶液稀释时，对其浓度影响较大的离子分别为H＋、OH－，故酸稀释后pH的计算方法与碱稀释后pH的计算方法不同。若为pH＝a的强酸溶液，c平(H＋)＝10－a mol·L－1，加水稀释10n倍，稀释后c平(H＋)＝10－(a＋n)mol·L－1，则pH＝n＋a，但这在溶液稀释程度不大且水的电离可忽略的情况下成立，当a＋n≥7时，必须考虑水的电离，此时pH≠a＋n，故A不完全正确。若为pH＝b的强碱溶液，则c平(H＋)＝10－b mol·L－1，即c平(OH－)＝10－14＋b mol·L－1，加水稀释10n倍后，溶液中c平(OH－)＝10－14＋b－n mol·L－1，即c平(H＋)＝10n－b mol·L－1，pH＝b－n，同理，当稀释程度很大时，应考虑水的电离，此时pH≠b－n，故C不完全正确。弱酸与弱碱溶液稀释时还要考虑稀释对弱酸、弱碱的电离的促进。]

17．T ℃下的某溶液中，c平(H＋)＝10－x mol·L－1，c平(OH－)＝10－y mol·L－1，x与y的关系如图所示。

请回答下列问题：

(1)此温度下，水的离子积KW＝________ mol2·L－2，则T________25 ℃(填“>”“<”或“＝”)。

(2)在此温度下，向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示：

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a＝______，实验②中由水电离产生的c平(OH－)＝______ mol·L－1。

(3)在此温度下，将0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：

①按丁方式混合后，所得溶液显________性(填“酸”“碱”或“中”)。

②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：

_____________________________________________________________

_____________________________________________________________。

③按甲方式混合后，所得溶液的pH为________。

[解析]　(1)此温度下，水的离子积KW＝c平(H＋)·c平(OH－)＝10－x·10－y＝10－12·100＝1×10－12>1×10－14，升温促进水的电离，则T>25 ℃。

(2)由实验①可知，在此温度下，Ba(OH)2溶液的pH＝8，c平(OH－)＝＝ mol·L－1＝1×10－4 mol·L－1，向22.00 mL Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸22.00 mL，所得溶液的pH＝6，混合溶液呈中性，则盐酸中c平(H＋)＝1×10－4 mol·L－1，pH＝a＝4；实验②中溶液呈碱性，由水电离产生的c平(OH－)＝c平(H＋)＝1×10－7 mol·L－1。

(3)在此温度下，0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液中c平(H＋)＝0.1 mol·L－1，0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c平(OH－)＝0.2 mol·L－1。

①按丁方式混合后，由于n(OH－)＝n(H＋)，所以所得溶液显中性。②按乙方式混合后，反应的离子方程式为Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O。③按甲方式混合后，OH－剩余，所得溶液中c平(OH－)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，c平(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－11 mol·L－1，故所得溶液的pH为11。

[答案]　(1)1×10－12　>　(2)4　10－7　　(3)①中　②Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O　③11