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高中化学沪科技版(2020)选择性必修1第3章 水溶液中的离子反应与平衡3.1水的电离和溶液的酸碱性优秀课后复习题
展开一、水的电离平衡
1.水的电离
(1)水是一种极弱的 。
(2)水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为 。
(3)水的电离是吸热过程。
2.水的离子积
3.外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
4.Kw的应用
1.水的电离平衡曲线的理解与识别
(1)曲线上的任意点(如a,b,c)的Kw都 ,即c(H+)·c(OH-) ,温度 。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ,温度 。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变 ;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变 。
2.溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法
Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中总物质的量浓度,但是一般情况下:
(1)酸溶液中Kw= (忽略水电离出的H+的浓度)。
(2)碱溶液中Kw= (忽略水电离出的OH-的浓度)。
(3)外界条件改变,水的电离平衡发生移动;但由水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定 。
(4)室温下,由水电离出的c(H+)=1×10-13 ml·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。
二、溶液的酸碱性与测定
1.溶液的酸碱性与氢离子、氢氧根离子浓度的关系
(1)任何水溶液中都有H+和OH-。
(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(酸性溶液:cH+>cOH- ,中性溶液:cH+=cOH-,碱性溶液:cH+
3.溶液酸碱性测定
(1)利用酸碱指示剂(石蕊、酚酞、甲基橙等)
(2)pH试纸
(3)pH计:pH计精确度高,可直接从仪器中读数。
(4)pH传感器:又称pH探头,是用来检测被测物中c(H+)并转换成相应的输出信号的传感器,可全量程测量溶液的酸碱度,自动绘制出溶液的pH曲线。
三、相关计算
1.强酸、强碱单一溶液pH的计算
(1)计算c ml·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)。
①c(H+)=nc ml·L-1;
②pH=-lg c(H+)= 。
(2)计算c ml·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)。
①c(OH-)=nc ml·L-1;
②c(H+)= eq \f(Kw,c(OH-))= ml·L-1;
③pH=-lg c(H+)= 。
2.酸碱溶液混合后pH的计算
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
c(H+)混= ,然后再求pH。
(2)强碱与强碱混合
先计算c(OH-)混= ,再求c(H+)混= eq \f(Kw,c(OH-)混),最后求pH。
(3)强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃);
②酸过量:
先求c(H+)余= ,再求pH。
③碱过量:
先求c(OH-)余= ,再求c(H+)= eq \f(Kw,c(OH-)余),最后求pH。
课后分层练
1.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随溶液中c(H+)和c(OH-)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电离是同一个物理量
C.水的离子积常数是温度的函数,随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
2.与纯水的电离相似,液氨中也存在微弱的电离:2NH3NHeq \\al(+,4)+NHeq \\al(-,2)。据此判断,以下叙述错误的是( )
A.液氨中含有NH3、NHeq \\al(+,4)、NHeq \\al(-,2)等粒子
B.一定温度下,液氨中c(NHeq \\al(+,4))·c(NHeq \\al(-,2))是定值
C.液氨中电离达到平衡时,c(NH3)=c(NHeq \\al(+,4))=c(NHeq \\al(-,2))
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NHeq \\al(+,4))=c(NHeq \\al(-,2))
3.下列操作能使水的电离平衡发生移动,且c(H+)>c(OH-)是( )
A.向水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2气体
D.向水中加食盐晶体
4.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
A.将纯水加热到95 ℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.向纯水中加入少量碳酸钠固体,影响水的电离平衡,c(H+)减小,Kw不变
D.向纯水中加入氯化钠固体或盐酸,均可抑制水的电离,Kw不变
5.下列关于水的说法正确的是( )
A.水的离子积仅适用于纯水
B.水的电离需要通电
C.升高温度一定使水的离子积增大
D.加入电解质一定会破坏水的电离平衡
6.25 ℃时,纯水的Kw=1×10-14,100 ℃时,纯水的Kw=1×10-12,这说明( )
A.100 ℃时水的电离常数较小
B.前者c(H+)比后者大
C.水的电离过程是一个吸热过程
D.Kw和温度无直接关系
7.在100 ℃时,100 mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6 ml·L-1,当改变下列条件之一时,c(OH-)仍然等于1×10-6 ml·L-1的是( )
①温度降低到25 ℃
②加入10-6 ml烧碱固体,保持100 ℃
③加入10-6 ml氯化钠,保持100 ℃
④蒸发掉50 mL水,保持100 ℃
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
8.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )
A.pH=7的溶液呈中性
B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7 ml·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
9.用pH试纸测定某无色溶液的pH,下列说法正确的是( )
A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
10.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,测得溶液中c(H+)=1×10-3 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1×10-11 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-)增大
11.温度为T ℃时,在水中加入某物质,水的电离平衡向逆反应方向移动,体系中的c(H+)增大,且水的Kw不变。加入的这种物质可能是( )
A.氯化钠固体 B.氨水
C.稀硫酸 D.Na2SO4溶液
12.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
13.25 ℃的下列溶液中,碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c(OH-)=0.12 ml·L-1的溶液
C.含有4 g NaOH的1 L溶液
D.c(H+)=1×10-10 ml·L-1的溶液
14.在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-10 ml·L-1。下列有关该溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液一定呈酸性
B.该溶液中c(H+)可能等于10-5 ml·L-1
C.该溶液的pH可能为4,也可能为10
D.该溶液有可能呈中性
15.用pH试纸测定溶液pH的正确操作是( )
A.将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比色卡对照
B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比色卡对照
C.将一小块试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照
D.将一小块试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照
16.向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为( )
A.2 B.3 C.4 D.5
17.(1)某温度时,水的Kw=1×10-12,则该温度 (填“>”“<”或“=”)25 ℃,其理由是
。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 ml·L-1的溶液呈 (填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)= ml·L-1。
(3)实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡 (填“向左”“向右”或“不”,下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCl固体,水的电离平衡 移动。
(4)25 ℃时,下列0.1 ml·L-1的6种溶液,水电离出的c(H+)由大到小的关系是
(填序号)。
①盐酸 ②H2SO4 ③CH3COOH(Ka=1.8×10-5) ④NH3·H2O(氨水)(Kb=1.8×10-5)
⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
1.一定温度下,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.该温度下,a点溶液呈碱性
B.该温度下,0.01 ml·L-1NaOH溶液中c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1
C.该温度下,加入NaOH可能引起由d向b的变化
D.b点时,升高温度,可能引起由b向c的变化
2.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(不包括边界)任意点均有c(H+)
3.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl、②NaOH、③H2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )
A.③>②>① B.②>③>①
C.①>②>③ D.③>①>②
4.一定温度下,用水稀释0.1 ml·L-1的一元弱酸HA溶液,随着稀释的进行,下列一定增大的是( )
A.Kw B.eq \f(cH+,Ka) C.eq \f(cHA,cA-) D.c(OH-)
5.常温下,在0.01 ml·L-1 H2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是( )
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
6.下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液中的c(H+)增大的是( )
A.HSOeq \\al(-,4) B.Cl-
C.Na+ D.
7.25 ℃时,在等体积的①0.5 ml·L-1的H2SO4溶液;②0.05 ml·L-1的Ba(OH)2溶液;
③1 ml·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.1∶10∶107∶107 B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2 D.107∶106∶(2×107)∶2
8.室温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 ml·L-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是( )
A.Al3+、Na+、NOeq \\al(-,3)、Cl-
B.K+、Na+、Cl-、NOeq \\al(-,3)
C.K+、Na+、Cl-、AlOeq \\al(-,2)
D.K+、NHeq \\al(+,4)、SOeq \\al(2-,4)、NOeq \\al(-,3)
9.水的电离常数如图所示,曲线上的点都符合c(H+)·c(OH-)=常数,下列说法错误的是( )
A.图中温度:T1>T2
B.图中五点Kw间的关系:B>C>A=D=E
C.曲线a、b均代表纯水的电离情况
D.若处在B点时,将0.005 ml·L-1的硫酸溶液与由水电离的c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
10.常温下,若1体积硫酸与2体积pH=11的氢氧化钠溶液混合后的溶液的pH=3(混合后体积变化不计),则硫酸与氢氧化钠物质的量浓度之比应为( )
A.5∶1 B.5∶2 C.1∶5 D.2∶5
11.下列溶液一定呈中性的是( )
A.由非电解质溶于水得到的溶液
B.c(OH-)、c(H+)均为5.0×10-7 ml·L-1的溶液
C.等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液
D.将c(OH-)=10-5 ml·L-1的烧碱溶液稀释到原来的100倍所得到的溶液
12.常温下,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱溶液与强酸溶液的体积比是( )
A.11∶1 B.9∶1 C.1∶11 D.1∶9
13.25 ℃,将100 mL 0.14 ml·L-1 NaOH溶液与100 mL 0.06 ml·L-1硫酸溶液混合,所得200 mL混合溶液的pH为( )
A.12 B.12.3 C.13 D.14
14.常温下,1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH等于( )
A.9.0 B.9.5 C.10.5 D.11.0
15.常温下,取浓度相同的NaOH溶液和HCl溶液,以3∶2的体积比混合,所得溶液的pH等于12,则原溶液的浓度为( )
A.0.01 ml·L-1 B.0.017 ml·L-1
C.0.05 ml·L-1 D.0.50 ml·L-1
16.25 ℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,若体积可以加和,则V[Ba(OH)2]∶V(NaHSO4)为( )
A.1∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.3∶2
17.某探究小组在某温度下测定溶液的pH时发现:0.01 ml·L-1的氢氧化钠溶液,由水电离出的c(H+)=10-11 ml·L-1。在相同温度下,0.1 ml·L-1氢氧化钠溶液的pH应为( )
A.13 B.12 C.11 D.10
18.已知在100 ℃下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃),水的离子积Kw=1×10-12。下列说法正确的是( )
A.0.005 ml·L-1的H2SO4溶液,pH=2
B.0.001 ml·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005 ml·L-1的H2SO4溶液与0.01 ml·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液100 mL
19.已知水在25 ℃和95 ℃时,水电离平衡曲线如图所示:
(1)95 ℃时,水的电离平衡曲线应为B,请说明理由: 。
25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为 。
(2)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1 (填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)α2。
(3)曲线B对应温度下,将0.02 ml·L-1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH= 。
20.(1)在某温度下,水的离子积常数为1×10-13,则该温度下:
①某溶液中H+的浓度为1×10-7 ml·L-1,则该溶液呈 性。
②99 mL pH=1的H2SO4溶液与101 mL pH=12的KOH溶液混合(不考虑混合时溶液体积的变化),溶液的pH= 。
(2)现有①醋酸溶液、②盐酸、③硫酸三种溶液,回答下列问题:
a.若三种溶液的pH相同,则其浓度由大到小的顺序是 (用序号表示,下同)。
b.若三种溶液的浓度相同,则pH由大到小的顺序是 。
c.中和等体积相同浓度的烧碱溶液,需同浓度的三种溶液的体积分别为V1、V2、V3,则V1、V2、V3的关系为 (用等式表示,下同)。
d.体积和浓度均相同的三种溶液,分别与同浓度的烧碱溶液恰好完全反应,需烧碱溶液的体积分别为V1、V2、V3,则V1、V2、V3的关系为 。改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入活泼
金属(如Na)
加入NaHSO4(s)
计算公式
pH=
意义
pH越大,溶液的碱性 ;
pH越小,溶液的酸性
溶液酸碱性与pH的关系(常温下)
pH<7,为 溶液;
pH=7,为中性溶液;
pH>7,为 溶液
适用范围
1×10-14 ml·L-1<c(H+)<1 ml·L-1
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