苏教版 (2019)选择性必修1专题3 水溶液中的离子反应第一单元 弱电解质的电离平衡同步达标检测题
展开题型一 水的离子积常数
1.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随着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.水的离子积常数与水的电离平衡常数是两个没有任何关系的物理量
解析:选C 水的离子积常数仅仅是温度的函数,只随温度的变化而变化,与溶液中OH-和H+浓度的变化无关。
2.在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 ml·L-1,则c(OH-)为( )
A.2.4×10-7ml·L-1 B.0.1×10-7 ml·L-1
C. eq \f(1.0×10-14,2.4×10-7) ml·L-1 D.c(OH-)无法确定
解析:选A 纯水中c(H+)=c(OH-),故c(OH-)=2.4×10-7ml·L-1。
3.25 ℃时,在0.01 ml·L-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是( )
A.5×10-13 ml·L-1 B.0.02 ml·L-1
C.1×10-7 ml·L-1 D.1×10-12 ml·L-1
解析:选A 溶液中c(H+)=0.02 ml·L-1,Kw=c(H+)·c(OH-),溶液中的OH-是由水电离产生的,则水溶液中c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)= eq \f(Kw,c(H+)) = eq \f(1×10-14,0.02) ml·L-1=5×10-13 ml·L-1。
4.常温下,下列三种溶液中,由水电离出的氢离子浓度之比为( )
①1 ml·L-1 的盐酸 ②0.1 ml·L-1的盐酸
③0.01 ml·L-1的NaOH溶液
A.1∶10∶100 B.0∶1∶12
C.14∶13∶12 D.14∶13∶2
解析:选A ①1 ml·L-1盐酸中c(H+)=1 ml·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)=10-14 ml·L-1,
②0.1 ml·L-1盐酸中,c(H+)=0.1 ml·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)=10-13 ml·L-1,
③0.01 ml·L-1 NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 ml·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(H+)=10-12 ml·L-1,
则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。
题型二 水的电离平衡的影响因素
5.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)降低
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,Kw不变
C.向水中加入少量固体CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
解析:选B A项,NH3·H2ONH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +OH-,使c(OH-)增大,水的电离平衡逆向移动;B项,NaHSO4===Na++H++SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) ,使c(H+)增大,但温度不变,Kw不变;C项,CH3COOHCH3COO-+H+,使c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动;D项,升高温度,Kw增大,c(H+)增大。
6.下列能促进水的电离,并使溶液中c(H+)=c(OH-)的操作是( )
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠 ③向水中通CO2 ④向水中通NH3 ⑤向水中加NaCl固体
A.① B.①③
C.②④ D.③⑤
解析:选A ①中加热促进水的电离,且c(H+)=c(OH-);②中生成的氢氧化钠抑制水的电离,且c(H+)<c(OH-);③中c(H+)>c(OH-),但这是碳酸电离的结果,并未促进水的电离,反而抑制水的电离;④中生成的一水合氨电离出的氢氧根离子抑制水的电离,且c(H+)<c(OH-);⑤NaCl对水的电离无影响,c(H+)=c(OH-),所以选A。
7.常温下水的离子积常数Kw=1.0×10-14,在100 ℃时水的离子积常数Kw′=1.0×10-12。若将下列溶液加热至90 ℃(忽略溶液体积变化),则溶液pH不变的是( )
A.硫酸钠溶液 B.稀硫酸
C.氢氧化钠溶液 D.浓盐酸
解析:选B 由题目提供的不同温度下水的离子积常数可知,温度升高,水的离子积常数增大。硫酸钠不会破坏水的电离平衡,但升高温度时,水的电离程度增大,溶液中c(H+)增大,溶液的pH减小;稀硫酸的pH取决于H2SO4完全电离产生的c(H+),不会随温度变化而变化;升高温度时,氢氧化钠溶液中c(OH-)不会变化,但由于水的离子积常数增大,所以c(H+)增大,溶液的pH减小;因为加热浓盐酸时,会有大量HCl气体逸出,c(H+)减小,溶液的pH增大。
8.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中对应点的温度关系为a>b
B.水的电离常数Kw数值大小关系为b>d
C.温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D.纯水仅降低温度可由b点到d点
解析:选B H2OH++OH-,Kw=c(H+)·c(OH-),只与温度有关,温度越高,Kw越大。 b点Kw=10-6×10-6=10-12>a点Kw=10-7×10-7=10-14,b点温度高, A错误; d点与a点温度相同,Kw相同,由A分析知Kw数值大小关系为b>a=d,B正确;c点Kw大于a点Kw,温度高于a点,仅加入NaOH不能使溶液从c点变到a点,C错误;纯水中降低温度,溶液中c(H+)和 c(OH-)均减小,而b点到d点溶液的c(OH-)未变,故仅降低温度溶液不能从b点到d点,D错误。
9.关于水的离子积常数,下列说法正确的是( )
A.水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25 ℃时,任何溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.改变溶液的酸碱度,Kw随之改变
解析:选B 纯水中,c(H+)·c(OH-)=Kw,但不一定是1×10-14,这与温度有关,A错误;在纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14,B正确;在任何物质的稀溶液中存在c(H+)·c(OH-)=Kw,若溶液温度是25 ℃,则Kw=1×10-14,C错误;改变溶液的酸碱度,只能改变溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小,但Kw不变,D错误。
10.下列说法中正确的是( )
A.水是极弱的电解质,它能微弱电离出H+,所以严格地说纯水呈微酸性
B.向水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)降低
C.25 ℃纯水中c(OH-)·c(H+)=Kw,稀酸、稀碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)≠10-14
D.H2OH++OH-是吸热过程,所以温度升高,平衡向电离方向移动,Kw随之增大
解析:选D 纯水呈中性,A项错误;向水中加入稀氨水,溶液中氢氧根离子浓度增大,B项错误;25 ℃时,纯水中c(OH-)·c(H+)=Kw=10-14,Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,故稀酸、稀碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)=10-14,C项错误;水的电离是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动,故Kw随之增大,D项正确。
11.下列叙述正确的是( )
A.在常温下,任何稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.无论在什么条件下,中性溶液里的H+浓度一定等于1×10-7 ml·L-1
C.0.2 ml·L-1CH3COOH溶液的c(H+)是0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用c(H+)和c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强弱
解析:选A B选项,只有在25 ℃时,中性溶液中c(H+)=1×10-7 ml·L-1;C选项,由于醋酸为弱酸,所以c(H+)= eq \r(c(CH3COOH)·K) ,c(H+)之比为 eq \f(\r(c1(CH3COOH)·K),\r(c2(CH3COOH)·K)) = eq \f(\r(0.2),\r(0.1)) = eq \r(2) ,不是2倍;D选项,对于浓度大于1 ml·L-1的酸或碱溶液,就不用c(H+)和c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强弱。
12.室温下由水电离出的H+的浓度是1×10-12ml·L-1,则该溶液( )
A.一定是酸性溶液
B.一定是碱性溶液
C.可能是中性溶液
D.可能是酸性溶液也可能是碱性溶液
解析:选D 水电离出的c(H+)=1×10-12 ml·L-1<1×10-7 ml·L-1,说明抑制了水的电离,该溶液可能为酸性或者碱性溶液,故选D。
13.某温度下,向c(H+)=1×10-6 ml·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 ml·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于25 ℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 ml·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-)减小
解析:选D 该温度下蒸馏水中c(H+)=1×10-6 ml·L-1,大于25 ℃时纯水中c(H+),故温度高于25 ℃,A项正确;此温度下Kw=1×10-12,故该NaHSO4溶液中c(OH-)= eq \f(1×10-12,1×10-2) ml·L-1=1×10-10 ml·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中的c(OH-)相等,B项正确;加入NaHSO4后,NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,C项正确;加水稀释时,c(H+)减小,而Kw不变,故c(OH-)增大,D项错误。
14.与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) +NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) ,据此判断以下叙述中错误的是( )
A.液氨中含有NH3、NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 、NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 等微粒
B.一定温度下液氨中c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )·c(NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) )是个常数
C.液氨的电离达到平衡时:c(NH3)=c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )=c(NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) )
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) )=c(NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) )
解析:选C 此题要求将水的电离迁移应用于NH3。NH3分子电离产生H+和NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) ,H+与NH3结合生成NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) ,液氨电离产生等量的NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 与NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) ,一定温度下离子浓度乘积为一常数;NH eq \\al(\s\up1(+),\s\d1(4)) 类似于H+,NH eq \\al(\s\up1(-),\s\d1(2)) 类似于OH-。
15.下表是不同温度下水的离子积常数。
试回答以下问题:
(1)若298
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)298 K时,某Na2SO4溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) )=5×10-4 ml·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-)=________。
解析:(1)升高温度,水的电离程度变大,Kw变大。
(2)c(SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) )=5×10-4 ml·L-1,则c(Na+)=2c(SO eq \\al(\s\up1(2-),\s\d1(4)) )=1×10-3 ml·L-1,稀释到原溶液体积的10倍,则c(Na+)=1×10-4 ml·L-1。298 K时Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 ml·L-1,稀释到原溶液体积的10倍后仍然为1×10-7 ml·L-1,则c(Na+)∶c(OH-)=103∶1。
答案:(1)> 水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度变大,离子积常数增大
(2)1 000∶1(或103∶1)
16.有同学为探究Kw的影响因素,做了以下实验:
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数如下表。
由此推出:随着温度的升高,Kw的值________(填“增大”或“减小”);水的电离程度________(填“增大”或“减小”);水的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,水的电离过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(2)取三支烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,分析并填写下表:
综上所述,可得出如下结论:
①温度、________、________均能影响水的电离平衡。
②Kw只受________的影响,而与其他因素无关。
解析:水的电离是吸热过程,升高温度,Kw增大;向水中加入酸或碱,c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离;Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变。
答案:(1)增大 增大 右 吸热
(2)减小 减小 > < 向左 向左 1.0×10-14 1.0×10-14
①酸 碱 ②温度
T/K
298
T1
T2
水的离子积常数(Kw)
1×10-14
a
1×10-12
t/℃
0
10
20
25
40
50
90
100
Kw/10-14
0.134
0.292
0.681
1.01
2.92
5.47
38.0
55.0
纯水
加少量盐酸
加少量NaOH
c(H+)
1.0×10-7
ml·L-1
增大
c(OH-)
1.0×10-7
ml·L-1
增大
c(H+)
和c(OH-)
大小比较
c(H+)=
c(OH-)
c(H+)____
c(OH-)
c(H+)____
c(OH-)
水的电离平
衡移动方向
—
Kw值
1.0×10-14
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