《2025年同步练习册人民教育出版社高中化学选择性必修第一册人教版B山东专版》

【例1】25℃时，在等体积的①0.5mol·L⁻¹的H₂SO₄溶液；②0.05mol·L⁻¹的Ba(OH)₂溶液；③1mol·L⁻¹的NaCl溶液；④纯水中，由水电离出的H⁺的物质的量之比是(A)。

A.1 : 10 : 10⁷ : 10⁷
B.10⁷ : 10⁷ : 1 : 1
C.10⁷ : 10⁶ : 2 : 2
D.10⁷ : 10⁶ : (2×10⁷) : 2

答案： A 解析$25° C$时，$0.5\ \mathrm{mol· L^{-1}}$的$\mathrm{H_2SO_4}$溶液中$c(\mathrm{H^+}) = 1\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，由水电离出的$c_{水}(\mathrm{H^+}) = 10^{-14}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$；$0.05\ \mathrm{mol· L^{-1}}$的$\mathrm{Ba(OH)_2}$溶液中$c(\mathrm{OH^-}) = 0.1\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，由水电离出的$c_{水}(\mathrm{H^+}) = 10^{-13}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$；$\mathrm{NaCl}$溶液和纯水中由水电离出的$c_{水}(\mathrm{H^+})$均为$10^{-7}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的$n(\mathrm{H^+})$(即发生电离的水的物质的量)之比为$10^{-14}:10^{-13}:10^{-7}:10^{-7}=1:10:10^7:10^7$。

【对点训练1】某温度下，向c(H⁺) = 1×10⁻⁶mol·L⁻¹的蒸馏水中加入NaHSO₄晶体，保持温度不变，测得溶液中c(H⁺) = 1×10⁻³mol·L⁻¹。下列对该溶液的叙述不正确的是(B)。

A.该温度高于25℃
B.由水电离出来的H⁺的浓度为1×10⁻¹¹mol·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⁻)增大

答案： B 解析$25° C$时，纯水中$c(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-7}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，$c(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-6}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$说明水的电离得到促进，故该温度高于$25° C$，A项正确。$c(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-6}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，水的离子积常数为$1×10^{-12}$，$K_w = c(\mathrm{H^+})· c(\mathrm{OH^-})$，当$c(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-3}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$时，$c(\mathrm{OH^-}) = 1×10^{-9}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，故由水电离出来的$c(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-9}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，B项错误。$\mathrm{NaHSO_4}$电离生成的氢离子，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，$K_w$不变，加水稀释，$c(\mathrm{H^+})$减小，$K_w = c(\mathrm{H^+})· c(\mathrm{OH^-})$不变，所以$c(\mathrm{OH^-})$增大，D项正确。

中学化学实验中，要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H⁺的浓度来测定溶液的pH。
(1) 测定100℃沸水的pH及酸碱性，乙同学选择了pH计，请分析pH计的读数等于7吗？水溶液还呈中性吗？
(2) 25℃，某溶液由水电离出的c_水(H⁺) = 1×10⁻¹²mol·L⁻¹，请探究该溶液的pH可能为多少？

答案：
(1)提示由于沸水电离程度增大，溶液中$c(\mathrm{H^+})$增大，所以测定的pH＜7，但由于$c(\mathrm{H^+}) = c(\mathrm{OH^-})$，溶液呈中性。
(2)提示若为酸性溶液，则水电离出的$c_{水}(\mathrm{OH^-}) = 1×10^{-12}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，则$c(\mathrm{H^+}) = \frac{1×10^{-14}}{1×10^{-12}}\ \mathrm{mol· L^{-1}} = 1×10^{-2}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，则pH = 2；若为碱性溶液，则$c(\mathrm{H^+}) = c_{水}(\mathrm{H^+}) = 1×10^{-12}\ \mathrm{mol· L^{-1}}$，则pH = 12。