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人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH精品综合训练题
展开1.下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是
A.通入少量氨气B.通入少量氯化氢气体
C.加热D.加入少量氯化钠固体
【答案】C
【解析】A.通入少量氨气,与水结合为一水合氨,电离产生的OH-将抑制水电离,但温度不变,水的离子积常数Kw不变,A不符合题意;
B.通入少量氯化氢气体,溶于水电离产生的H+将抑制水电离,但温度不变,水的离子积常数Kw不变,B不符合题意;
C.水的电离是一个吸热过程,加热,水的电离平衡正向移动,水的离子积常数Kw增大,C符合题意;
D.加入少量氯化钠固体,溶于水电离产生的Na+、Cl-对水的电离不产生影响,水的离子积常数Kw不变,D不符合题意;
故选C。
2.25℃时,水的电离达到平衡:H2O⇌H++OH- ;△H>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.将水加热,KW增大,pH不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
【答案】D
【解析】A.向水中加入稀氨水,加入碱,平衡逆向移动,c(OH-)增大,A错误;
B.将水加热,KW增大,平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小,B错误;
C.向水中加入少量固体CH3COONa,醋酸根结合氢离子,c(H+)降低,平衡正向移动, C错误;
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW只受温度影响,故不变,D正确;
故选D。
3.NaCl是我们生活中必不可少的物质。将NaCl溶于水配成1 ml·L-1的溶液,溶解过程如图所示。已知钠离子、氯离子在水溶液中以水合离子的形式存在。NA代表阿伏伽德罗常数。下列说法正确的是
A.a离子为Na+
B.溶液中含有NA个Na+
C.水合b离子的图示不科学
D.40℃时测得该溶液的pH小于7,则该溶液显酸性
【答案】C
【解析】A.从图中可以看出,a离子半径比b离子大,则b离子为Na+,A不正确;
B.将NaCl溶于水配成1 ml·L-1的溶液,溶液的体积未知,无法求出含有的Na+数目,B不正确;
C.b离子为Na+,带正电性,吸引H2O中带负电性的O,也就是H2O中的O原子应靠近Na+,所以水合b离子的图示不科学,C正确;
D.水的电离是一个吸热过程,升温到40℃时,水的电离程度增大,c(H+)增大,虽然该溶液的pH小于7,但该溶液仍呈中性,D不正确;
故选C。
4.已知水的电离方程式:H2O⇌H++OH-。下列叙述中,正确的是
A.向水中加入少量硫酸氢钠溶液,c(H+)增大,KW增大
B.降低温度,KW减小,pH不变
C.向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)降低
D.向水中加入少量NaClO固体,平衡向正反应方向移动,c(H+)降低
【答案】D
【解析】A.向水中加入少量硫酸氢钠,硫酸氢钠电离生成氢离子,氢离子浓度增大,但是温度不变,KW不变,A错误;
B.降低温度,水的电离程度减小,KW减小,氢离子浓度减小,pH增大,B错误;
C.向水中加入氨水,溶液呈碱性,氢氧根离子浓度增大,抑制水的电离,导致平衡逆向移动,C错误;
D.向水中加入少量NaClO固体,ClO-结合H+生成HClO,导致氢离子浓度减小,水的电离平衡正向移动,D正确;
故答案选D。
5.常温下,下列四种溶液中,水的电离程度最大的是
A.pH=5的NH4Cl NH4Cl溶液B.pH=5的H2SO4溶液
C.pH=8的CH3COONa溶液D.pH=8的NaOH溶液
【答案】A
【分析】溶液中c(H+)水=c(OH-)水,纯水中均为10-7ml/L(常温下);酸和碱抑制水的电离,c(H+)水=c(OH-)水<10-7ml/L;盐的水解促进水的电离,c(H+)水=c(OH-)水>10-7ml/L。
【解析】A.pH=5的NH4Cl溶液中铵根离子水解,促进水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=10-5ml/L;
B.pH=5的H2SO4溶液中,氢离子抑制水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=10−1410−15=10-9ml/L;
C.pH=8的CH3COONa溶液中醋酸根离子水解促进水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=10−1410−8=10-6ml/L;
D.pH=8的NaOH溶液中NaOH电离产生的氢氧根离子抑制水的电离,c(H+)水=c(OH-)水=10-8ml/L;
综上,此题选A。
6.研究弱电解质的电离,有重要的实际意义。
下表是不同温度下水的离子积常数:
试回答以下问题:
(1)若25℃<t1<t2,则KW 1×10﹣14(填“>”、“<”或“=”),判断的理由是 。
(2)若25℃时,pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈 性(填“酸”、“中”或“碱”),溶液中c(Na+) c(Cl﹣)(填“>”、“=”或“<”)。
(3)醋酸是一种常见的有机酸。醋酸的电离方程式为 。
保持温度不变,向醋酸溶液中通入一定量的氨气,下列量将变小的是 。
A.c(CH3COO-) B.c(H+)
C.c(OH-) D.CH3COOH电离平衡常数
(4)向0.1 ml·L-1CH3COOH溶液中加水稀释,c(CH3COO-) / c(CH3COOH)的比值将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
(5)下列事实一定能说明CH3COOH是弱电解质的是 (填字母)。
A.相同温度下,浓度均为1 ml·L-1的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸>醋酸
B.1 ml·L-1 CH3COOH溶液能使紫色石蕊试液变红
C.25℃时,1 ml·L-1 CH3COOH溶液的pH约为2
D.10 mL 1ml·L-1的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1ml·L-1 NaOH溶液完全反应
E.相同物质的量浓度的CH3COOH和HCl溶液中,水的电离程度的大小关系为a大于b
(6)某些弱酸的电离常数如下:
下列反应可以发生的是_______(填字母)。
A.CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2↑
【答案】(1) > 因为水的电离是吸热反应,温度升高,水的电离程度增大,离子积也增大
(2) 中 =
(3) CH3COOH⇌CH3COO-+H+ B
(4)变大
(5)ACE
(6)AB
【解析】(1)水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,KW增大,故KW大于1×10﹣14;
(2)25℃时,pH=3的盐酸溶液中c(H+)=10-3ml/L;pH=11的氢氧化钠溶液中c(OH-)=KWc(H+)=1.0×10−141.0×10−11=10-13ml/L;两溶液等体积混合恰好完全中和,得到氯化钠溶液,溶液呈中性;c(Na+)等于c(Cl﹣);
(3)醋酸为弱酸,其电离方程式为:CH3COOH⇌CH3COO-+H+;保持温度不变,向醋酸溶液中通入一定量的氨气,醋酸与氨水反应生成强电解质醋酸铵,c(CH3COO-)增大、c(H+)减小、c(OH-)增大、CH3COOH电离平衡常数不变,故B选;
(4)c(CH3COO−)c(CH3COOH)=Kac(H+),CH3COOH溶液中加水稀释,Ka不变,c(H+)减小,则Kac(H+)增大,c(CH3COO−)c(CH3COOH)变大。
(5)A.相同温度下,浓度均为1ml•L−1的盐酸和醋酸的导电性对比:盐酸>醋酸,说明盐酸中离子浓度大于醋酸,HCl是强电解质,则醋酸是弱电解质,故A正确;
B.1ml•L−1CH3COOH溶液能使紫色石蕊试液变红,说明醋酸显酸性,不证明醋酸是弱电解质,故B错误;
C.25℃时,1ml•L−1CH3COOH溶液的pH约为2,氢离子浓度小于1ml/L,说明醋酸部分电离,为弱电解质,故C正确;
D.10mL1ml•L−1的CH3COOH溶液恰好与10mL1ml•L−1NaOH溶液完全反应,说明醋酸为酸,不能说明醋酸为弱电解质,故D错误;
E.相同物质的量浓度的CH3COOH和HCl溶液中,水的电离程度的大小关系为a大于b,说明醋酸溶液中氢离子浓度小于HCl,醋酸电离程度小于HCl,可证明醋酸为弱电解质,故E正确;
(6)由电离平衡常数可知酸性:HSCN>CH3COOH> H2CO3>HClO> HCN>HCO- 3,依据强酸制弱酸判断;
少量CH3COOH与碳酸钠反应生成碳酸氢和醋酸钠,过量时生成二氧化碳、醋酸钠和水,故A正确;
酸性:CH3COOH> HCN,该反应符合强酸制取弱酸原理,可发生,故B正确;
酸性:H2CO3>HClO>HCO- 3,则NaClO与二氧化碳和水反应最终生成碳酸氢钠,故C错误;
H2CO3> HCN,碳酸氢钠与HCN不能反应,故D错误。
7.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.水电离产生的c(H+)=1×10-13ml·L-1的溶液中:K+、Fe3+、Cl-、SO2- 4
B.使甲基橙试液变红的溶液中:Ca2+、NH+ 4、Cl-、HCO- 3
C.在加入铝粉能产生H2的溶液中:Fe2+、Mg2+、NO- 3、Na+
D.KWc(H+)=0.1ml·L-1的溶液:Na+、K+、SiO2- 3、NO- 3
【答案】D
【解析】A.常温下,水电离产生的c(H+)=1×10-13ml·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,可能呈碱性,在碱性环境下,Fe3+与OH-间发生反应形成沉淀,不能共存,故A错误;
B.使甲基橙试液变红的溶液呈酸性,溶液中HCO- 3与H+间发生反应,不能共存,故B错误;
C.在加入铝粉能产生H2的溶液可能呈酸性,可能呈碱性,在碱性环境下OH-与Fe2+、Mg2+间均可发生反应生成沉淀,故C错误;
D.常温下,KWc(H+)=c(OH-)=0.1ml·L-1的溶液呈碱性,在碱性环境下各离子间不反应,可以大量共存,故D正确;
答案选D。
8.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是
A.两条曲线间任意点均有c(H+)c(OH—)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)
【答案】D
【解析】A.水的离子积常数为温度函数,温度不变,平衡常数不变,则两条曲线间任意点均有c(H+)c(OH—)=Kw,故A正确;
B.由图可知,M区域内任意点均有c(H+)
故选D。
9.下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.常温下,水电离的c(H+)=1×10-12ml·L-1的溶液:K+、NH+ 4、ClO-、Cl-
B.常温下,c(H+)c(OH−)=1×10-12的溶液中:K+、Na+、CO2- 3、NO- 3
C.0.1ml/L的NaNO3溶液中:NH+ 4、H+、I-、SO2- 4
D.能使石蕊试液变蓝的溶液中:Na+、Fe2+、NO- 3、Cl-
【答案】B
【解析】A.常温下,水电离的c(H+)=1×10-12ml·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,在碱性条件下,OH-与NH+ 4间发生反应不能共存;酸性环境下,H+与ClO-间发生反应形成弱电解质,不能共存,故A错误;
常温下,c(H+)c(OH−)=1×10-12的溶液呈碱性,溶液中各离子间不发生反应,可以共存,故B正确;
C.在酸性环境下,NO- 3具有氧化性,I-具有还原性,二者间发生氧化还原反应,不能共存,故C错误;
D.能使石蕊试液变蓝的溶液呈碱性,OH-与Fe2+间发生反应生成Fe(OH)2沉淀,故D错误;
答案选B。
10.通过传感器测定冰醋酸被水稀释后的电导率及pH,根据变化曲线图判断下列说法正确的是
A.离子总浓度越大,溶液电导率越大
B.b点后,溶液继续稀释,所有离子浓度均减小
C.a点醋酸水溶液未达到电离平衡状态
D.实验曲线说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素
【答案】D
【解析】A.由曲线变化趋势可知,溶液的电导率与溶液中的离子浓度和离子所带电荷、温度等均有关,故A错误;
B.b点后,溶液继续稀释,醋酸根和氢离子离子浓度均减小,氢氧根浓度增大,故B错误;
C.加水稀释过程中,a点、b点都达到了平衡状态,故C错误;
D.结合加水过程中的微粒种类、离子浓度、温度等变化,说明传感器测量值取决于带电微粒种类、浓度、温度等因素,故D正确。
答案选D。
11.25 ℃时,在等体积的:①0.5 ml/L的H2SO4溶液中;②0.05 ml/L Ba(OH)2溶液中;③1 ml/L NaCl溶液中;④纯水中,发生电离的水的物质的量之比是
A.1∶10∶107∶107B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2D.107∶106∶2×107∶2
【答案】A
【解析】设溶液的体积为1L,则
①中H2SO4中c(H+)=0.5 ml/L×2=1 ml/L,所以c(OH-)=1.0×10-14 ml/L,则水电离的物质的量为1.0×10-14ml;
②中c(OH-)=0.05 ml/L×2=0.1 ml/L,所以c(H+)=1.0×10-13 ml/L,则水电离的物质的量为1.0×10-13ml;
③中c(H+)=1.0×10-7ml/L,水的电离的物质的量为1.0×10-7ml;
④中c(H+)=1.0×10-7ml/L,水的电离的物质的量为1.0×10-7ml;
故①②③④中水的电离的物质的量之比为(1.0×10-14ml):(1.0×10-13ml):(1.0×10-7ml):(1.0×10-7ml)=1:10:107:107;
故选A。
常温下,浓度均为0.1ml·L-1、体积均为100mL的两种一元酸HX、HY的溶液中,分别加入NaOH固体,1gc(H+)c(OH−)随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是
A.HX的酸性弱于HY
B.a点由水电离出的c(H+)=10-13ml·L-1
C.b点时酸碱恰好完全反应
D.b点溶液中的Ka(HY)小于c点溶液
【答案】B
【解析】A.未加氢氧化钠时,相同浓度溶液中,HX的1gc(H+)c(OH−)=12,而HY的1gc(H+)c(OH−)<9,由于c(H+)×c(OH-)=Kw,则HX溶液中氢离子浓度更大,故HX的酸性强于HY,故A错误;
B.a点溶液1gc(H+)c(OH−)=12,结合c(H+)c(OH-)=10-14,可知c(OH-)=10-131ml/L,酸性溶液中水电离出的c(H+)等于溶液中c(OH-),即a点由水电离出的c(H+)=10-13ml∙L-1,故B正确;
C.HY为0.01ml,b点进入NaOH为0.008ml,二者按物质的量1:1反应,故HY有剩余,故C错误;
D.Ka(HY)只受温度影响,b点和c点温度相等,Ka(HY)相等,故D错误;
故选B。
13.回答下列问题
(1)某温度下纯水中的c(H+)=2×10-7 ml·L-1,则此时c(OH-)为 ;若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 ml·L-1,则溶液中c(OH-)为 ,由水电离产生的c(H+)为 ,此时温度 (填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
(2)已知水溶液中c(H+)和c(OH-)的关系如图所示,试回答下列问题:
①图中五点对应的KW的关系是 。
②若从A点到D点,可采用的措施是 (填序号)。
a.升温 b.加入少量的盐酸 c.加入少量的NH4Cl
(3)25 ℃时,0.1 ml·L-1的HA溶液中c(H+)c(OH−)=1010。HA是 (填“强电解质”或“弱电解质”)。
(4)现有浓度均为0.1 ml·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠,三种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是 (用序号表示)。
【答案】(1) 2.0×10-7 ml·L-1 8.0×10-11 ml·L-1 8.0×10-11 ml·L-1 高于
(2) E=A=D<C<B bc
(3)弱电解质
(4)②>③>①
【解析】(1)某温度下纯水中的c(H+)=2×10-7 ml·L-1,由于水电离产生的c(H+)=c(OH-),则此时c(OH-)为2×10-7 ml·L-1;该温度下水的离子积常数KW= c(H+)·c(OH-)=4×10-14 ml2·L-2,若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 ml·L-1,则溶液中c(OH-)=4×10−145×10−4ml/L=8.0×10-11ml/L;盐酸中的OH-只有H2O电离产生,由于水电离的c(H+)=c(OH-),则此溶液中由水电离产生的c(H+)=c(OH-)=8.0×10-11 ml/L;H2O是弱电解质,溶液中存在电离平衡,谁电离过程会吸收热量,升高温度,会促进水的电离,导致水电离程度增大,KW增大。在25℃时水的离子积KW=1.0×10-14,该温度下水的离子积KW=4×10-14 ml2·L-2>1.0×10-14,因此此时温度高于25℃;
(2)①水的离子积常数KW只与温度有关,温度相同,KW相同,升高温度,KW增大,则由于温度:B>C>A=D=E,所以图中五点对应的KW的关系是E=A=D<C<B;
②由于温度:A=D,溶液中c(H+): A点c(H+)=c(OH-),D点:c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,所以从A点到D点,可使溶液显酸性。
a.升高温度,c(H+)=c(OH-),溶液显中性,不符合题意;
b.加入少量的盐酸,温度不变,c(H+)增大,导致溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),b符合题意;
c.NH4Cl是强酸弱碱盐,水解使溶液显酸性,加入少量的NH4Cl c(H+)增大,导致溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),b符合题意;
故合理选项是bc;
(3)25℃时KW=1.0×10-14,c(H+)·c(OH-)=1×10-14,0.1ml/LHA溶液中c(H+)c(OH−)=1010,解得c(H+)=10-2 ml/L<0.1 ml/L,因此HA是一元弱酸,HA属于弱电解质;
(4)对于0.1 ml/L的①H2SO4、②CH3COOH、③NaOH中,H2SO4是二元强酸,c(H+)=0.2 ml/L,CH3COOH是一元弱酸,c(H+)<0.1 ml/L,但大于10-7 ml/L,NaOH是一元强碱,c(OH-)=0.1 ml/L,电解质电离产生的离子浓度越大,对水电离抑制程度就越大,水电离产生的c(H+)就越小。故三种溶液中水电离产生的c (H+):②>③>①。温度/℃
25
t1
t2
水的离子积常数
1×10﹣14
KW
1×10﹣12
化学式
CH3COOH
HSCN
HCN
HClO
H2CO3
电 离
常 数
1.8×10-5
1.3×10-1
4.9×10-10
3.0×10-8
K1=4.4×10-7
K2=4.7×10-11
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