3.1水与水溶液 同步练习题 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

3.1水与水溶液 同步练习题 一、选择题 1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法不正确的是 A．标准状况下，11.2 L丙烷中含C-C键的数目为NA B．1 L pH=1的H2SO4溶液中含H＋的数目为0.2NA C．0.1 mol 重水(D2O)分子中含有的中子数为NA D．1.6 g硫在足量的氧气中完全燃烧，转移的电子数为0.2NA 2．下列有关溶液的酸碱性的说法中不正确的是 A．一定温度下，越小，溶液酸性越强 B．或较小时，用表示溶液酸碱性更方便 C．的溶液中，一定存在 D．溶液的酸碱性取决于溶液中和的相对大小 3．实验室模拟工业处理含铬废水，操作及现象如图1所示，反应过程中铬元素的化合价变化如图2，已知：深蓝色溶液中生成了CrO5。下列说法不正确的是 A．0-5 s过程中，发生的氧化还原反应为： B．实验开始至30 s溶液中发生的总反应离子方程式为： C．30-80 s过程中，Cr元素被氧化，可能是溶液中剩余的H2O2所致 D．80 s时，在碱性条件下，溶液中含铬微粒主要为 4．25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl溶液②NaOH溶液③溶液，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 5．下列溶液一定呈中性的是 A．水电离出的OH- 浓度为10-7mol/L的溶液 B．pH=7的溶液 C．能使石蕊试液呈紫色的溶液 D．c(H+)=的溶液 6．1L K2SO4和CuSO4的混合溶液中c( )=1.5 mol·L-1，用石墨作电极电解此溶液，当通电一段时间后，两极均收集到11.2 L气体(标准状况)。假设电解后溶液体积不变，下列说法正确的是 A．原混合溶液中n(K2SO4)=2 mol B．电解过程中共转移2 mol电子 C．电解得到Cu的质量为64 g D．电解后所得溶液的pH= 1 7．25℃时，0.01mol/L的NaOH溶液的pH为 A．0.1 B．1 C．12 D．13 8．下列说法正确的是 A．在任何条件下，纯水的pH=7 B．pH＝6的溶液一定显酸性 C．c(H＋)＜c(OH-)的溶液一定显碱性 D．c(OH-)＝1×10-6mol/L的溶液一定显酸性 9．表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．常温下，pH=1的硫酸溶液中，含有数目为0.1 B．常温下，4.6g和的混合气体中含有的氧原子数为0.3 C．0.3mol和0.1mol于密闭容器中充分反应后，容器内分子总数等于0.2 D．标准状况下，4.48L溶于水得到的溶液中，和的总数小于0.2 10．设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是 A．25℃时，1LpH=13的Ba(OH)2溶液中Ba2+的数目为0.05NA B．标准状况下，22.4LF2与足量H2反应生成HF，转移的电子数为2NA C．电极反应LiFePO4−xe－=xLi++Li1−xFePO4，每转移1mol电子释放NA个Li+ D．1mol中π键数目为4NA 二、填空题 11．水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。 (1)图中A、B、C、D、E五点间的关系： 。 (2)在水中加少量酸，可实现A点向 点移动。 (3)形成的区域中的点都呈现 性。 (4)若在B点温度下，的硫酸溶液中， 。 12．水的离子积常数Kw (1)表达式： 。 (2)影响因素： ①水的离子积常数只受 的影响，与c平(H＋)、c平(OH－)的变化 。 ②升高温度，Kw 。 (3)数值：常温下，水的离子积常数Kw＝ mol2·L－2。 (4)Kw适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。 13．回答下列有关水溶液的问题： (1)下列两种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比(①：②)是 。 ①pH＝1的盐酸 ②0.01 mol·L－1的NaOH溶液 (2)已知在25℃和95℃时，水的电离平衡曲线如图所示： ①在25℃时，水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”)；95℃时水的离子积KW＝ 。 ②25℃时，将pH＝9的Ba(OH)2溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若冷却至25℃时所得混合溶液的pH＝7，则Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液的体积比为 。 ③曲线B对应温度下，pH＝2的盐酸溶液和pH＝11的氢氧化钠溶液按体积比9：1混合，溶液的pH＝ 。 14．完成下列问题 (1)将溶于水后，经加热蒸发、蒸干，灼烧，最后所得白色固体的主要成分是 。 (2)某温度下，纯水中的，该温度时的水的离子积 。保持温度不变，滴入稀盐酸使溶液中的，则溶液中的为 。 (3)25℃时，溶液和等体积混合，所得溶液的 。 (4)常温下，某溶液的pH=3，则该溶液中水电离出的氢离子浓度 。若100体积该硫酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则b= 。 15．pH＝12的NaOH溶液100mL，要使它的pH为11。（体积变化忽略不计） (1)如果加入蒸馏水，应加 mL； (2)如果加入pH＝10的NaOH溶液，应加 mL； (3)如果加0.01mol/L HCl，应加 mL。 16．Ⅰ.碳是形成化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活中的主要能源物质。回答下列问题： (1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，转化过程如下： ΔH＝＋88.6 kJ/mol，则M、N相比，较稳定的是 。 (2)将Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式为 。 Ⅱ．无色气体N2O4是一种强氧化剂，为重要的火箭推进剂之一。N2O4与NO2转换的热化学方程式为N2O4(g) 2NO2(g) ΔH＝＋24.4 kJ/mol。 (3)将一定量N2O4投入固定容积的真空容器中，下述现象能说明反应达到平衡的是 。 A．v正(N2O4)＝2v逆(NO2) B．体系颜色不变 C．气体平均相对分子质量不变 D．气体密度不变 达到平衡后，升高温度，再次到达新平衡时，混合气体颜色 （填 “变深”、“变浅”或“不变”）。 Ⅲ．(4)常温下，设pH＝5的H2SO4溶液中由水电离出的H＋浓度为c1；pH＝5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H＋浓度为c2，则= 。 (5)常温下，pH＝13的Ba(OH)2溶液a L与pH＝3的H2SO4溶液b L混合。若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝ 。 (6)已知常温下HCN的电离平衡常数K＝5.0×10－10。将0.2 mol/L HCN溶液和0.1 mol/L的NaOH溶液等体积混合后，溶液中c(H＋)、c(OH－)、c(CN－)、c(Na＋)大小顺序为 。 17．PCl3是磷的常见氯化物，可用于半导体生产的外延、扩散工序。有关物质的部分性质如下： 熔点/℃ 沸点/℃ 密度/g·mL－1 其它 黄磷 44.1 280.5 1.82 2P+3Cl2(少量) 2PCl3 2P+5Cl2(过量) 2PCl5 PCl3 －112 75.5 1.574 遇水生成H3PO3和HCl， 遇O2生成POCl3 如图是实验室制备PCl3的装置(部分仪器已省略)。 （1）仪器乙的名称是 。 （2）实验室用二氧化锰和浓盐酸反应制备Cl2的离子方程式 。实验过程中，为减少PCl5的生成，应控制 。 （3）碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解；二是吸收多余的Cl2，防止污染环境。写出PCl3遇水反应的化学方程式 。 （4）向仪器甲中通入干燥Cl2之前，应先通入一段时间CO2排尽装置中的空气，其目的是 。 （5）测定产品中PCl3纯度的方法如下：迅速称取4.100 g产品，水解完全后配成500 mL溶液，取出25.00 mL加入过量的0.1000 mol·L－120.00 mL碘溶液，充分反应后再用0.1000 mol·L－1 Na2S2O3溶液滴定过量的碘，以淀粉溶液作指示剂，终点时消耗12.00 mL Na2S2O3溶液。已知：H3PO3+H2O+I2＝H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6；假设测定过程中没有其它反应。滴定终点的现象是： 。根据上述数据，该产品中PCl3(相对分子质量为137.5)的质量分数为 。 【参考答案】 一、选择题 1．B 解析：A．标准状况下，11.2L丙烷的物质的量为0.5mol，0.5mol 丙烷分子中C-C键的数目为NA，A正确； B．pH=1的H2SO4溶液中c(H＋)=0.1mol·L-1，溶液体积为1L，H＋数目为0.1NA，B错误； C．1个D2O分子中含有的中子数为10，0.1mol D2O中含有的中子数为NA，C正确； D．1mol S完全燃烧生成SO2转移4mol 电子，1.6g硫（即0.05mol硫）完全燃烧转移的电子数为0.2NA，D正确； 故选B。 2．C 解析：A．一定温度下，越小，溶液中氢离子浓度越大，溶液酸性越强，A正确； B．或较小时，pH数值较大，用表示溶液酸碱性更方便，B正确； C．温度未知，的溶液不一定显酸性，故不一定存在，C错误； D．溶液的酸碱性取决于溶液中和的相对大小，氢离子浓度较大则为酸性，氢氧根离子浓度较大则为碱性，D正确； 故选C。 3．A 解析：A．K2Cr2O7中Cr的化合价为+6，由图2可知：5s时Cr的化合价为+6，Cr的化合价没变化，即0 ~ 5s过程中，没有发生氧化还原反应，而中元素化合价发生了变化，因此这5s内没有发生该变化，A错误； B．实验开始至30s时，Cr元素化合价由+6价变为+3价，K2Cr2O7→CrO5→Cr3+，过量的H2O2还原K2Cr2O7生成Cr3+，H2O2被氧化生成O2，总反应离子方程式为：，B正确； C．30 ~ 80s过程中，Cr由+3价升高为+6价，反应过程中被氧化，H2O2具有氧化性，可能是剩余的H2O2所致，C正确； D．80s时溶液呈黄色，并且溶液呈碱性，已知2+2H++H2O，碱性条件下，反应逆向移动，生成，所以80 s时溶液中含铬微粒主要是，D正确； 故合理选项是A。 4．C 解析：抑制水的电离，NaCl不影响水的电离平衡，为二元强酸，电离产生的大于NaOH电离产生的，对水的抑制程度更大，故水的电离程度按由大到小的顺序为①>②>③，故答案为：C。 5．D 解析：A．溶液温度未知，水电离出的OH- 浓度为10-7mol/L的溶液不一定是中性溶液，如100℃时，水电离出的OH- 浓度为10-7mol/L的溶液说明水的电离受到抑制，可能为酸或碱的溶液，故A错误； B．溶液温度未知，pH=7的溶液不一定呈中性，如100℃时，pH=6的溶液呈中性，故B错误； C．常温能使石蕊试液呈紫色的溶液pH为5—8，溶液可能呈酸性、中性或碱性，故C错误； D．c(H+)=的溶液中氢离子和氢氧根离子浓度相等，溶液呈中性，故D正确； 故选D。 6．B 【分析】根据溶液中离子放电能力的强弱，该混合溶液在电解过程中分两个阶段：第一阶段，当阴极析出铜时，阳极析出O2；第二阶段，当阴极析出H2时，阳极析出O2。已知通电一段时间后，两极均收集到11.2L气体(标准状况下)即0.5mol，可见当阴极析出0.5mol H2时转移电子1mol，同时，在阳极只能析出0.25mol O2，即第二阶段； 所以在第一阶段阳极析出的O2也是0.25mol，转移电子1mol，同时在阴极析出0.5mol Cu，溶液中生成1mol H+，电路中共转移电子2mol。 解析：A．n(Cu2 +)=0.5mol，n(SO42-)=，由电荷守恒可得n(K+)=， 则原混合溶液中n(K2SO4)=1mol，故A项错误； B．两个阶段转移电子都是1 mol，所以共转移电子2mol，故B项正确； C．根据上述分析，第一阶段，溶液中的Cu2+在阴极全部放电，析0.5molCu，其质量为32g，故C项错误； D．溶液中的H+是在第一阶段生成的， 当阳极析出0.25mol02时， 溶液中生成1mol H+，所以c(H + )=1 mol·L-1，则pH=0，故D项错误。 故答案选B。 7．C 解析：25℃时，Kw=10-14，0.01mol/LNaOH溶液中c(OH-)=0.01mol/L，所以c(H+)=mol/L，则pH=-lgc(H+)=-lg10-12=12，答案选C。 8．C 解析：A. 若为常温下，pH=7的溶液显中性，但温度未知，不能确定酸碱性，故A错误； B. 100℃时pH=6的溶液显中性，故B错误； C. 由c(H +)<c(OH −)可知，溶液一定显碱性，故C正确； D. c(OH−)=1×10−6mol/L的溶液，不能确定与氢离子浓度关系，不能确定酸碱性，故D错误； 故选C。 9．D 解析：A．没有给出溶液的体积，无法计算氢离子的数目，A错误； B．和的最简式相同为，所以可将混合物看成是，则其物质的量为，根据可知混合气体中含有的氧原子数为0.2，B错误； C．氮气和氢气的反应为可逆反应，无法计算最终容器中的分子总数，C错误； D．标准状况下，4.48L的物质的量为，由原子守恒可知，，故和的总数小于0.2，D正确； 故选D。 10．D 解析：A．25℃时，则，，则，该溶液中的数目，故A正确； B．标准状况下，的物质的量，，转移的电子数为，故B正确； C．由电极反应可知，转移电子放出，则每转移电子释放个，故C正确； D．中苯环上存在大键，不含3个碳碳双键，故D错误。 综上所述，答案为D。 二、填空题 11．(1) (2)D (3)碱 (4) 解析：（1）水的电离常数受温度影响，温度越高电离程度越大，故A、B、C、D、E五点间的关系：； （2）在水中加少量酸，电离常数不变，溶液中氢离子浓度变大、氢氧根离子浓度减小，可实现A点向D点移动。 （3）形成的区域中的点都是氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，呈现碱性。 （4）若在B点温度下，水的电离常数为10-12，，的硫酸溶液中，。 12．Kw＝c平(H＋)·c平(OH－) 温度 无关 增大 1.0×10－14 解析：略 13．(1)1：10 (2)A 10-12 10：1 9 解析：（1）①酸溶液中水电离产生的氢离子浓度等于溶液中氢氧根浓度，室温下，pH＝1的盐酸中氢氧根浓度为1×10-13mol/L，②碱溶液中的氢离子全部来自水的电离，室温下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液中氢离子浓度为1×10-12mol/L，由水电离生成的H＋浓度之比(①∶②)是1:10。 （2）①曲线A条件下Kw=c(H+)c(OH-)=10-7×10-7=10-14，曲线B条件下Kw=c(H+)c(OH-)=10-6×10-6=10-12；水的电离时吸热过程，加热促进电离，所以A曲线代表25℃时水的电离平衡曲线； B为95℃水的电离平衡曲线，Kw=c(H+)c(OH-)=10-6×10-6=10-12。 ②25℃时，所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性，酸碱恰好中和，n(OH-)=n(H+)，则V[Ba(OH)2]×10-5 mol/L=V(H2SO4)×10-4 mol/L，则Ba(OH)2溶液与H2SO4溶液的体积比为10：1。。 ③曲线B对应温度下， Kw=10-12，pH＝2的盐酸溶液c(H＋)=0.01mol/L， pH＝11的氢氧化钠溶液c(OH－)=0. 1mol/L，按体积比9：1混合，则混合液中 ，c(H＋)=10-9mol/L，pH=9。 14．(1)A12O3 (2)4.0×10-14 8.0×10-9 (3)1 (4) 13 解析：（1）AlCl3溶液在加热时水解生成Al（OH）3，生成的HCl易挥发，最终生成Al（OH）3，在灼烧时，Al（OH）3不稳定，分解生成。 （2）纯水呈中性、c(H+)= c(OH-)，某温度下，纯水中的，则纯水中的，该温度时的水的离子积 c(H+)·c(OH-)=2.0×10-7×2.0×10-7=4.0×10-14。保持温度不变，滴入稀盐酸使溶液中的，则溶液中的mol/L= 8.0×10-9。 （3）25℃时，溶液和等体积混合，发生反应为2NaOH+H2SO4=Na2SO4+2H2O，且设两者体积分别为VL，所得溶液c（H+）==0.1mol/L，则pH=1。 （4）常温下，某溶液的pH=3，则该溶液中c（OH-）==1.0×10-11mol/L。若100体积该硫酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，且设溶液体积为100VL、VL，则100VL×10-3mol/L=VL×10-（14-b）mol/L，则b=13。 15．(1)900 (2)1000 (3)81.8 【分析】pH＝12的NaOH溶液100mL，c(OH-)=0.01mol/L，n(OH-)=0.01mol/L×100mL=0.001mol。 解析：（1）加水前后n(OH-)基本不变，设加水的体积为vL，0.01×0.1÷(0.1+V)=0.001，V=0.9L=900mL； （2）设加氢氧化钠的体积为vL，则(0.01×0.1+10—4×V)÷(0.1+V)=0.001，V=1L=1000mL； （3）设加盐酸的体积为vL，则(0.01×0.1－10—2×V)÷(0.1+V)=0.001，V=0.0818L=81.8mL。 16．M 2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)=4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290 kJ/mol BC 变深 1:100 c(Na＋)> c(CN－) > c(OH－) >c(H＋) 【分析】Ⅰ．(1)M转化为N是吸热反应，能量低的物质更稳定； (2)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，结合物质聚集状态和对应反应焓变书写热化学方程式； Ⅱ．(3)可逆反应到达平衡时，同种物质的正逆速率相等且保持不变，各组分的浓度、含量保持不变，由此衍生的其它一些量不变，判断平衡的物理量应随反应进行发生变化，该物理量由变化到不再变化说明到达平衡；正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，NO2的浓度增大； Ⅲ．(4)酸抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离； (5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H+)等于碱中c(OH﹣)； (6)CN﹣的水解平衡常数Kh＝＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度。 解析：Ⅰ．(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N，△H＝+88.6kJ•mol﹣1，为吸热反应，可知M的能量低，能量越低越稳定，说明M稳定； (2)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量，2mol氯气反应放热290kJ，反应的热化学方程式为2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H＝﹣290kJ•mol﹣1； Ⅱ．(3)A．应是2v正(N2O4)＝v逆(NO2) 时反应达到平衡状态，故A错误； B．体系颜色不变，说明二氧化氮浓度不变，反应到达平衡状态，故B正确； C．混合气体总质量不变，随反应减小混合气体总物质的量增大，平均相对分子质量减小，当气体平均相对分子质量不变时，反应到达平衡状态，故C正确； D．混合气体的总质量不变，容器的容积不变，气体密度始终不变，故D错误， 故答案为：BC； 正反应是吸热反应，其他条件不变，温度升高平衡正向移动，c(NO2)增加，颜色加深； Ⅲ．(4)常温下，设pH＝5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度C1＝10﹣9 mol/L，pH＝5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H+浓度C2＝10﹣5mol/L，则＝＝10﹣4； (5)混合溶液呈中性，则酸碱恰好完全中和，即酸中c(H+)等于碱中c(OH﹣)，氢氧化钡溶液中c(OH﹣)＝0.1mol/L、硫酸中c(H+)＝0.001mol/L，0.001b＝0.1a，则a:b＝1:10； (6)CN﹣的水解平衡常数Kh＝＝2×10﹣5＞Ka，说明相同浓度的NaCN和HCN，NaCN水解程度大于HCN电离程度，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaCN、HCN，水解程度大于弱酸的电离程度导致溶液呈碱性，则c(H+)＜c(OH﹣)，根据电荷守恒得c(CN﹣)＜c(Na+)，其水解程度较小，所以存在c(OH﹣)＜c(CN﹣)，所以离子浓度大小顺序为c(Na+)＞c(CN﹣)＞c(OH﹣)＞c(H+)。 17．冷凝管（或冷凝器） MnO2+4H++2Cl－ Mn2++Cl2↑+2H2O 氯气通入的速率(或流量) PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl 防止O2和水蒸气与PCl3反应 最后一滴标准液滴入时，溶液褪色且半分钟内不恢复（或由蓝色变无色） 93.90% 解析：（1）仪器乙为冷凝管，用于冷凝蒸馏产物，为了使冷凝效果最好，进水口为b，故答案为冷凝管； （2）实验室用二氧化锰和浓盐酸加热制备氯气，方程式为：MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；实验过程中，为减少PCl5的生成，应控制氯气的通入速率；故答案为MnO2+4H++2Cl－Mn2++Cl2↑+2H2O；氯气的通入速率； （3）碱石灰的作用：一是防止空气中的水蒸气进入而使PCl3水解；二是吸收多余的Cl2，防止污染环境。PCl3遇水反应的化学方程式PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl；故为： PCl3+3H2O= H3PO3+ 3HCl。 （4）通入二氧化碳赶净空气，避免水和氧气与三氯化磷发生反应，故答案为排净装置中的空气，防止空气中的水分和氧气与PCl3反应； (5) 通过H3PO3+H2O+I2＝H3PO4+2HI；I2+2Na2S2O3＝2NaI+Na2S4O6；假设测定过程中没有其它反应。滴定终点的现象是：最后一滴标准液滴入时，溶液褪色且半分钟内不恢复（或由蓝色变无色）； 0.1000mol•L-1碘溶液20.00mL中含有碘单质的物质的量为：0.1000mol•L-1×0.020L=0.002mol，根据反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6可知，与磷酸反应消耗的碘单质的物质的量为：0.002mol-0.1000mol•L-1×0.012L×1/2=0.0014mol，再由H3PO3+H2O+I2=H3PO4+2HI可知，25mL三氯化磷水解后的溶液中含有的H3PO3的物质的量为：n（H3PO3）=n（I2）=0.0014mol，500mL该溶液中含有H3PO3的物质的量为：0.0014mol×500mL/25mL=0.028mol，所以4.100g产品中含有的三氯化磷的物质的量为0.028mol，该产品中PCl3的质量分数为：137.5g/mol0.025mol/4.1g100=93.9%；故为：最后一滴标准液滴入时，溶液褪色且半分钟内不恢复（或由蓝色变无色）；93.9%。 学科网（北京）股份有限公司 $$