内容正文:
第09讲 水与水溶液
内容导航——预习四步曲
第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 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 ,简写为H2OH++OH-。
(3)水的电离是 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:
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)
知识点2 水的离子积及其应用
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温度。
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,但是一般情况下有:
(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 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈 。
知识点3 强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在 或 下能导电的 。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以 形式存在,不能 的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,完成以下实验。
酸
0.1 mol·L-1盐酸
0.1 mol·L-1醋酸
pH
导电能力
与镁条反应的现象
产生无色气泡
产生无色气泡
实验结论
实验表明盐酸中c(H+) ,说明盐酸的电离程度 醋酸的电离程度
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能 的电解质
在水溶液中只能 的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有
既有 ,又有
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①大部分盐(包括难溶性盐);
② ,如HCl、H2SO4等;
③ ,如KOH、Ba(OH)2等
① ,如CH3COOH、HClO等;
② ,如NH3·H2O等;
③水
【易错提醒】
(1)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故应为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
知识点4 电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成 的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向 ,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中 及离子所带 有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
教材习题01(P96)
下列关于水的说法中正确的是( )
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
解题方法
教材习题03(P96)
水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A.4 ℃时,纯水中c(H+)=10-7 mol·L-1
B.升高温度,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子
D.向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,使水的离子积减小
解题方法
考点一 水的电离平衡及Kw
1.25 ℃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
2.下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式:H2O===H++OH-
B.升高温度,水的电离程度增大
C.在NaOH溶液中没有H+
D.在HCl溶液中没有OH-
3.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
考点二 水的电离平衡的影响因素
4.在100 ℃时,100 mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6mol·L-1,当改变下列条件之一时,
c(OH-)仍然等于1×10-6mol·L-1的是( )
①温度降低到25 ℃
②加入10-6mol烧碱固体,保持100 ℃
③加入10-6mol氯化钠,保持100 ℃
④蒸发掉50 mL水,保持100 ℃
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
5.某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·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 mol·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 mol·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
6.水的电离过程为H2OH++OH-,在25 ℃时,水的离子积Kw=1×10-14;在35 ℃时,水的离子积Kw=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )
A.c(H+)随着温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(H+)>c(OH-)
C.35 ℃时比25 ℃时水的电离程度小
D.水的电离是吸热过程
考点三 强电解质与弱电解质的判断
7.下列物质中,属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.NH3·H2O C.NH4NO3 D.BaSO4
8.北魏贾思勰《齐民要术·作酢法》这样描述苦酒:“乌梅苦酒法:乌梅去核,一升许肉,以五升苦酒渍数日,曝干,捣作屑。欲食,辄投水中,即成醋尔。”下列有关苦酒主要成分的说法正确的是( )
A.苦酒的主要溶质是非电解质
B.苦酒的主要溶质是强电解质
C.苦酒的主要溶质是弱电解质
D.苦酒的溶液中只存在分子,不存在离子
9.醋酸铅因有甜味而被称为“铅糖”,它有毒但能入药,又知(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸铅与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2++2CH3COO-===(CH3COO)2Pb。下列有关说法中不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1 mol·L-1
B.“铅糖”是强电解质
C.“铅糖”是共价化合物
D.“铅糖”的溶液可能导电性很弱
考点四 电离方程式书写的正误判断
10.下列电离方程式的书写正确的是( )
A.熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO
B.H2CO3的电离:H2CO32H++CO
C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++HSO
11.下列各项中电解质的电离方程式正确的是( )
A.氨水:NH3·H2O===NH+OH-
B.NaHCO3的水溶液:NaHCO3===Na++HCO
C.HF的水溶液:HF===H++F-
D.H2S 的水溶液:H2S2H++S2-
考点五 水的电离平衡的应用
12.常温下,在0.01 mol·L-1 H2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是( )
A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1
13.室温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·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+、NO、Cl- B.K+、Na+、Cl-、NO
C.K+、Na+、Cl-、AlO D.K+、NH、SO、NO
14.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 mol·L-1的硫酸溶液与由水电离的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.认识水的电离,了解水的离子积常数。
2.熟练运用弱电解质的电离分析水的电离、分析外界条件对水的电离平衡的影响。
3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-),能分析应用水的电离平衡曲线。
4.强、弱电解质的判断。
5.电解质溶液的导电性分析。
【学习重难点】
1.外界条件对水的电离平衡的影响。
2.强、弱电解质的判断。
3.水的电离平衡曲线。
1.下列说法错误的是
A.在任何温度下,纯水都呈中性
B.熵增加的反应都能正向自发进行
C.医用药品通常在低温、干燥的环境中密封保存
D.平衡常数数值越大,说明该反应可以进行得越完全
2.下列说法不正确的是
A.Kw的大小与溶液的酸碱性无关
B.一定显中性
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L的溶液一定显中性
D.pH>7的溶液不一定呈碱性
3.常温下,关于pH=3的盐酸,下列叙述错误的是
A.溶液中c(H+)=1.0×10-3mol·L-1
B.加水稀释100倍后,溶液的pH=5
C.此溶液中由水电离出的H+和OH-浓度均为1.0×10-11mol·L-1
D.加入等体积pH=11的Ba(OH)2溶液,溶液呈碱性
4.下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
5.下图为不同条件下水的电离平衡曲线。
下列说法正确的是
A.将纯水从室温冷却至5℃,可以使其从A点变化为C点
B.常温下,将NaCl溶液蒸发一部分水,可以使其从A点变化为B点
C.若某温度下Kw = 1.0×10−13,则此时0.1mol·L−1 KOH溶液的pH为12
D.在90℃时,中性溶液的pH可能大于7
6.温度为25 ℃时,在水中加入某物质,水的电离平衡逆向移动,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.氢氧化钠固体 B.氨水 C.稀硫酸 D.NH4Cl溶液
7.下列说法正确的是
A.用广泛试纸测得某溶液的为2.3 B.水是非电解质
C.用量筒量取稀盐酸 D.升高温度,水的离子积常数增大
8.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.使甲基橙变黄的溶液中:、、、
B.由水电离的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.在的溶液中:、、、
9.25℃时,水的电离达到平衡。下列说法正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入少量固体,平衡逆向移动,降低
C.向水中通入少量气体,增大,不变
D.将水加热,增大,不变,水依然呈中性
10.不同温度下,水溶液中和的物质的量浓度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.M点和N点对应的溶液均呈中性
B.℃时,P点对应溶液中,水电离出来的可能为
C.℃时,的溶液与的稀溶液等体积混合,所得溶液的
D.将某溶液升温,可以使该溶液从P点转化为N点
11.下列关于水的说法中正确的是
A.水的电离过程需要通电 B.加入电解质一定会破坏水的电离平衡
C.水的离子积仅适用于纯水 D.升高温度,纯水中增大
12.时,纯水中存在电离平衡: ,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入固体,温度降低,增大
C.向水中加入少量盐酸,平衡逆向移动,增大
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,增大,不变
13.水的电离平衡为 ,下列说法不正确的是
A.纯水加热,增大,pH减小
B.相同温度下,pH相同的溶液和氨水中水的电离程度相同
C.25 ℃时,的盐酸中,由水电离出的
D.纯水中加入固体,平衡逆向移动,降低
14.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A.通入少量氨气 B.通入少量氯化氢气体
C.加入少量氯化钠固体 D.加热
15.常温下,某溶液中由水电离出的,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
A. B. C. D.
16.25°时,水的离子积,若温度T时水的离子积常数为,则下列叙述正确的是
A.
B.时,向纯水中加入HCl气体,水的电离被抑制,水的离子积将变小
C.任何温度,任何水溶液中水电离出的与水电离出的一定相等
D.温度T时,的盐酸中由水电离出的浓度是
17.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A.加热 B.通入少量氯化氢气体
C.通入少量氨气 D.加入少量氯化铵固体
18.水是最常见的溶剂。下列说法不正确的是
A.水的电离方程式为
B.升高温度,水的离子积常数增大
C.常温下,由水电离出的溶液呈碱性
D.由水电离产生的
19.时,水的电离达到平衡:。下列叙述正确的
A.将水加热至沸腾,增大,
B.向水中加入稀溶液,平衡正向移动,增大
C.向水中通入少量气体,平衡逆向移动,减小
D.相同条件下,向水中分别加入等体积的盐酸与溶液,水的电离程度不同
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第09讲 水与水溶液
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第一步:学
析教材 学知识:教材精讲精析、全方位预习
第二步:练
练习题 强方法:教材习题学解题、强化关键解题方法
练考点 会应用:核心考点精准练、快速掌握知识应用
第三步:记
串知识 识框架:思维导图助力掌握知识框架、学习目标复核内容掌握
第四步:测
过关测 稳提升:小试牛刀检测预习效果、查漏补缺快速提升
知识点1 水的电离平衡
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-。
(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:
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
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入活泼
金属(如Na)
右移
减小
增大
增大
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
知识点2 水的离子积及其应用
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都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
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,但是一般情况下有:
(1)酸溶液中Kw=c酸(H+)·c水(OH-) (忽略水电离出的H+的浓度)。
(2)碱溶液中Kw=c水(H+)·c碱(OH-) (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-)一定相等。
(4)室温下,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性。
知识点3 强电解质和弱电解质
1.电解质和非电解质
电解质:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物。
非电解质:在水溶液中和熔融状态下均以分子形式存在,不能导电的化合物。
2.强电解质和弱电解质
(1)实验探究盐酸和醋酸的电离程度
取相同体积、0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,完成以下实验。
酸
0.1 mol·L-1盐酸
0.1 mol·L-1醋酸
pH
较小
较大
导电能力
较强
较弱
与镁条反应的现象
产生无色气泡较快
产生无色气泡较慢
实验结论
实验表明盐酸中c(H+)更大,说明盐酸的电离程度大于醋酸的电离程度
(2)强电解质与弱电解质的比较
强电解质
弱电解质
概念
在水溶液中能全部电离的电解质
在水溶液中只能部分电离的电解质
电解质在溶液中的存在形式
只有阴、阳离子
既有阴、阳离子,又有电解质分子
化合物类型
离子化合物、部分共价化合物
共价化合物
实例
①大部分盐(包括难溶性盐);
②强酸,如HCl、H2SO4等;
③强碱,如KOH、Ba(OH)2等
①弱酸,如CH3COOH、HClO等;
②弱碱,如NH3·H2O等;
③水
【易错提醒】
(1)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电,是因为溶于水后生成H2CO3、H2SO3、NH3·H2O等电解质导电,不是其本身电离出离子,故应为非电解质。单质、溶液既不是电解质,也不是非电解质。
(2)电解质的强、弱与其溶解性无关。难溶的盐如AgCl、CaCO3等,溶于水的部分能完全电离,是强电解质。易溶的如CH3COOH、NH3·H2O等在溶液中电离程度较小,是弱电解质。
3.电离方程式的书写
(1)强电解质
完全电离,在写电离方程式时,用“===”。
(2)弱电解质
部分电离,在写电离方程式时,用“”。
①一元弱酸、弱碱一步电离。
如CH3COOH:CH3COOHCH3COO-+H+,
NH3·H2O:NH3·H2ONH+OH-。
②多元弱酸分步电离,必须分步写出,不可合并(其中以第一步电离为主)。
如H2CO3:H2CO3H++HCO(主),HCOH++CO(次)。
③多元弱碱分步电离 (较复杂),在中学阶段要求一步写出。
如Fe(OH)3:Fe(OH)3Fe3++3OH-。
知识点4 电解质溶液的导电性
1.电解质溶液的导电原理
电解质在溶液中电离成自由移动的阴、阳离子,在电源(电场)的作用下沿某一方向定向移动,形成电流。
2.影响电解质溶液导电能力的因素
电解质溶液的导电能力与溶液中离子浓度及离子所带电荷多少有关,离子浓度越大,离子所带电荷越多,导电能力越强。
教材习题01(P96)
下列关于水的说法中正确的是( )
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
解题方法
【解析】水的离子积适用于稀的电解质水溶液及纯水,A项错误;水的电离不需要通电,B项错误;水的电离是吸热过程,温度升高,促进水的电离,水的离子积增大,C项正确;不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡,如NaCl,D项错误。
【答案】C
教材习题03(P96)
水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A.4 ℃时,纯水中c(H+)=10-7 mol·L-1
B.升高温度,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小
C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子
D.向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,使水的离子积减小
解题方法
【解析】水的电离是吸热过程,常温下纯水中c(H+)=10-7 mol·L-1,A错误;升高温度,促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度均增大,B错误;水在常温下电离出氢离子和氢氧根离子的浓度为10-7 mol·L-1,纯水中主要以水分子的形式存在,C正确;向水中加入酸或碱,可抑制水的电离,但水的离子积只随温度的变化而变化,D错误。
【答案】C
考点一 水的电离平衡及Kw
1.25 ℃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
【答案】C
【解析】由题意知,温度较高Kw较大。Kw较大,即c(H+)·c(OH-)较大。c(H+)·c(OH-)较大,说明H2OH++OH-向右进行的程度大,水的电离过程是吸热过程。
2.下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式:H2O===H++OH-
B.升高温度,水的电离程度增大
C.在NaOH溶液中没有H+
D.在HCl溶液中没有OH-
【答案】B
【解析】水是极弱电解质,只有少部分电离,电离方程式中应用“”表示,故A错;水的电离是吸热的,所以升高温度,电离程度增大,B正确;在NaOH溶液中c(OH-)>c(H+),在HCl溶液中c(OH-)<c(H+),在酸、碱溶液中都存在H+和OH-,所以C、D项错误。
3.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
【答案】C
【解析】水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),但是Kw是温度的函数,不随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化,A错误,C正确;水的离子积常数Kw=K电离·c(H2O),B、D错误。
考点二 水的电离平衡的影响因素
4.在100 ℃时,100 mL蒸馏水中c(OH-)=1×10-6mol·L-1,当改变下列条件之一时,
c(OH-)仍然等于1×10-6mol·L-1的是( )
①温度降低到25 ℃
②加入10-6mol烧碱固体,保持100 ℃
③加入10-6mol氯化钠,保持100 ℃
④蒸发掉50 mL水,保持100 ℃
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
【答案】B
【解析】c(OH-)不变,Kw不变,表明温度不变(100 ℃),且无酸、碱加入。
5.某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·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 mol·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 mol·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 ℃时,纯水中c(H+)=1×10-7 mol·L-1,c(H+)=1×10-6 mol·L-1说明水的电离得到促进,故T>25 ℃,A项正确;c(H+)=1×10-6 mol·L-1,水的离子积常数为1×10-12,Kw=c(H+)·c(OH-),当c(H+)=1×10-3 mol·L-1时,c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,故由水电离出来的c(H+)=1×10-9 mol·L-1,B项错误;NaHSO4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,Kw不变,加水稀释,c(H+)减小,Kw=c(H+)·c(OH-)不变,所以c(OH-)增大,D项正确。
6.水的电离过程为H2OH++OH-,在25 ℃时,水的离子积Kw=1×10-14;在35 ℃时,水的离子积Kw=2.1×10-14。则下列叙述正确的是( )
A.c(H+)随着温度的升高而降低
B.35 ℃时,c(H+)>c(OH-)
C.35 ℃时比25 ℃时水的电离程度小
D.水的电离是吸热过程
【答案】D
【解析】由题中条件可以看出,温度升高时,Kw增大。25 ℃时,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1;35 ℃时,c(H+)=c(OH-)≈1.45×10-7 mol·L-1。温度升高,c(H+) 和 c(OH-) 都增大,且始终相等,水的电离程度也增大,因温度升高平衡向正向移动,故水的电离为吸热过程。
考点三 强电解质与弱电解质的判断
7.下列物质中,属于弱电解质的是( )
A.CO2 B.NH3·H2O C.NH4NO3 D.BaSO4
【答案】B
【解析】A项,CO2为非电解质;B项,NH3·H2O为弱电解质;C项,NH4NO3为强电解质;D项,BaSO4为强电解质。
8.北魏贾思勰《齐民要术·作酢法》这样描述苦酒:“乌梅苦酒法:乌梅去核,一升许肉,以五升苦酒渍数日,曝干,捣作屑。欲食,辄投水中,即成醋尔。”下列有关苦酒主要成分的说法正确的是( )
A.苦酒的主要溶质是非电解质
B.苦酒的主要溶质是强电解质
C.苦酒的主要溶质是弱电解质
D.苦酒的溶液中只存在分子,不存在离子
【答案】C
【解析】苦酒的主要溶质是乙酸,属于弱电解质,在水中部分电离,所以既有电解质分子CH3COOH,又有离子H+和CH3COO-。
9.醋酸铅因有甜味而被称为“铅糖”,它有毒但能入药,又知(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸铅与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2++2CH3COO-===(CH3COO)2Pb。下列有关说法中不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1 mol·L-1
B.“铅糖”是强电解质
C.“铅糖”是共价化合物
D.“铅糖”的溶液可能导电性很弱
【答案】B
【解析】由离子反应条件知,题述反应能发生至少应满足下列四个条件中的一种:有难溶性物质、难电离的物质、挥发性气体生成或有电子转移。由于(CH3COO)2Pb可溶于水,不挥发,此反应没有电子的转移,所以(CH3COO)2Pb是弱电解质,A项正确、B项错误;因为离子化合物均是强电解质,故“铅糖”只能是共价化合物,C项正确;若“铅糖”电离程度很小,则其溶液导电性很弱,D项正确。
考点四 电离方程式书写的正误判断
10.下列电离方程式的书写正确的是( )
A.熔融状态下的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++H++SO
B.H2CO3的电离:H2CO32H++CO
C.Fe(OH)3的电离:Fe(OH)3Fe3++3OH-
D.水溶液中的NaHSO4电离:NaHSO4===Na++HSO
【答案】C
【解析】熔融状态下NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++HSO,水溶液中NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,A、D错误;H2CO3作为二元弱酸,电离分步进行,以第一步为主,B项错误;Fe(OH)3是多元弱碱,通常以一步电离表示,故C项正确。
11.下列各项中电解质的电离方程式正确的是( )
A.氨水:NH3·H2O===NH+OH-
B.NaHCO3的水溶液:NaHCO3===Na++HCO
C.HF的水溶液:HF===H++F-
D.H2S 的水溶液:H2S2H++S2-
【答案】B
【解析】氨水的电离方程式应为NH3·H2ONH+OH-;HF属于弱酸,应是部分电离,HFH++F-;H2S属于二元弱酸,应分步电离,H2SH++HS-、HS-H++S2-。
考点五 水的电离平衡的应用
12.常温下,在0.01 mol·L-1 H2SO4溶液中,由水电离出的氢离子浓度是( )
A.5×10-13 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1
C.1×10-7 mol·L-1 D.1×10-12 mol·L-1
【答案】A
【解析】H2SO4电离出的c(H+)=0.02 mol·L-1,由Kw=1.0×10-14可知c(OH-)=5×10-13 mol·L-1,OH-是由水电离产生的,则水电离产生的c(H+)=c(OH-)=5×10-13 mol·L-1。
13.室温下,若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·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+、NO、Cl- B.K+、Na+、Cl-、NO
C.K+、Na+、Cl-、AlO D.K+、NH、SO、NO
【答案】B
【解析】溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-14 mol·L-1,溶液的pH为0或14,溶液呈酸性或碱性。A项,Al3+与OH-不能大量共存;C项,AlO与H+不能大量共存;D项,NH与OH-不能大量共存。
14.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 mol·L-1的硫酸溶液与由水电离的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
【答案】C
【解析】由图像可知,A点在T2时的曲线上,而B点在T1时的曲线上,因为A、B点溶液中的氢离子与氢氧根离子的浓度相等,所以是纯水的电离,B点的电离程度大于A点,所以温度T1>T2,故A正确;由图像可知,A、E、D都是T2时曲线上的点,Kw只与温度有关,温度相同时Kw相同,温度升高,促进水的电离,Kw增大,则B>A=D=E,由C点c(OH-)·c(H+)可知,C点的Kw大于A点,则Kw:B>C>A=D=E,故B正确;由E和D点c(H+)≠c(OH-)可知其不是纯水的电离,故C错误;B点时,Kw=1×10-12,0.005 mol·L-1的硫酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,由水电离的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1的KOH溶液中c(OH-)=1 mol·
L-1,两溶液等体积混合后,溶液显碱性,故D正确。
知识导图记忆
知识目标复核
【学习目标】
1.认识水的电离,了解水的离子积常数。
2.熟练运用弱电解质的电离分析水的电离、分析外界条件对水的电离平衡的影响。
3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-),能分析应用水的电离平衡曲线。
4.强、弱电解质的判断。
5.电解质溶液的导电性分析。
【学习重难点】
1.外界条件对水的电离平衡的影响。
2.强、弱电解质的判断。
3.水的电离平衡曲线。
1.下列说法错误的是
A.在任何温度下,纯水都呈中性
B.熵增加的反应都能正向自发进行
C.医用药品通常在低温、干燥的环境中密封保存
D.平衡常数数值越大,说明该反应可以进行得越完全
【答案】B
【解析】任何温度下,纯水中存在c(H+)=c(OH-),呈中性,故A说法正确;仅从焓变或熵变不能准确判断反应进行的方向,需要根据复合判据:ΔG=ΔH-TΔS,如某些吸热且属于熵增的反应,在低温下不能自发进行,故B说法错误;药品密闭保存可避免吸潮而变质,在低温下药品分解和变质速度减慢,对药品保管有利,因此医用药品通常在低温、干燥的环境中密封保存,故C说法正确;平衡常数是表明化学反应限度的一个特征值,K越大,说明平衡体系中生成物所占的比例越大,正反应进行程度越大,即该反应进行得越完全,故D说法正确;答案为B。
2.下列说法不正确的是
A.Kw的大小与溶液的酸碱性无关
B.一定显中性
C.水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L的溶液一定显中性
D.pH>7的溶液不一定呈碱性
【答案】C
【解析】水的离子积Kw是一个平衡常数,仅仅是温度的函数,故Kw的大小与溶液的酸碱性无关,A正确;已知Kw=c(H+)c(OH-),则当时c(H+)=c(OH-),溶液一定显中性,B正确;水电离出的氢离子物质的量浓度为10-7mol/L中温度未知,无法判断该溶液对水电离的影响,所以无法判断该溶液是否一定呈中性,C错误;题干未告知温度,故pH>7的溶液不一定呈碱性,D正确;故选C。
3.常温下,关于pH=3的盐酸,下列叙述错误的是
A.溶液中c(H+)=1.0×10-3mol·L-1
B.加水稀释100倍后,溶液的pH=5
C.此溶液中由水电离出的H+和OH-浓度均为1.0×10-11mol·L-1
D.加入等体积pH=11的Ba(OH)2溶液,溶液呈碱性
【答案】D
【解析】pH=-lgc(H+),其中c(H+)表示溶液中c(H+),即常温下,pH=3的盐酸,溶液中c(H+)=1.0×10-3mol·L-1,A选项正确;稀释前后溶质的物质的量不变,假设稀释前溶液的体积为1L,稀释100倍后,溶液中c(H+)=mol·L-1=1×10-5mol·L-1,即pH=5,B选项正确;盐酸中c(OH-)==mol·L-1=10-11mol·L-1,水电离出的c(H+)等于水电离出的c(OH-),酸溶液中OH-全部来自水电离,即水电离出的H+和OH-浓度均为1.0×10-11mol·L-1,C选项正确;pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-3mol·L-1,等体积混合后,H+和OH-恰好完全反应,溶液为中性,D选项错误;故选D。
4.下列溶液一定呈中性的是
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
【答案】B
【解析】pH=7的溶液不一定呈中性,如100℃时,水的离子积常数是10-12,pH=6时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,A项错误;c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L溶液,氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,溶液一定呈中性,B项正确;石蕊的变色范围为5-8,使石蕊试液呈紫色的溶液,常温下溶液可能显酸性、碱性或中性,C项错误;若是强酸强碱反应,则溶液呈中性,若是强酸弱碱反应,溶液呈酸性,若是弱酸强碱反应溶液呈碱性,故酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液,可能呈酸性、中性或碱性,D项错误;故选B。
5.下图为不同条件下水的电离平衡曲线。
下列说法正确的是
A.将纯水从室温冷却至5℃,可以使其从A点变化为C点
B.常温下,将NaCl溶液蒸发一部分水,可以使其从A点变化为B点
C.若某温度下Kw = 1.0×10−13,则此时0.1mol·L−1 KOH溶液的pH为12
D.在90℃时,中性溶液的pH可能大于7
【答案】C
【解析】水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大,氢离子和氢氧根的浓度增大,将常温的纯水加热,可以使其从A点变化为C点,A错误;将NaCl溶液蒸发一部分水,温度不变,水的离子积常数不变,氢离子和氢氧根的浓度仍然相等其不变,不能使其从A点变化为B点,B错误;若某温度时,溶液中c(OH-)=0.1mol/L,c(H+)=,pH=-lgc(H+)=12,C正确;在90℃时,,中性溶液中,c(H+)=,pH<7,D错误;故选C。
6.温度为25 ℃时,在水中加入某物质,水的电离平衡逆向移动,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.氢氧化钠固体 B.氨水 C.稀硫酸 D.NH4Cl溶液
【答案】C
【解析】加入氢氧化钠固体,电离出OH-,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)减小,不符合题意;加入氨水,电离出OH-,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)减小,不符合题意;加入稀硫酸,电离出H+,抑制水的电离,电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)增大,Kw不变,符合题意;加入氯化铵溶液,电离出铵根水解,促进水的电离,电离平衡正向移动,不符合题意;故选C。
7.下列说法正确的是
A.用广泛试纸测得某溶液的为2.3 B.水是非电解质
C.用量筒量取稀盐酸 D.升高温度,水的离子积常数增大
【答案】D
【解析】广泛pH试纸的测量精度为整数,无法精确到小数点后一位(如2.3),A错误;水能微弱电离(H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻),属于极弱的电解质,B错误;10mL量筒的最小刻度通常为0.1mL,只能估读到小数点后一位(如7.1mL),无法精确量取7.13mL,C错误;水的电离是吸热过程,升高温度会促进电离,导致水的离子积常数(Kw)增大。例如,常温下Kw=1×10-14,而100℃时Kw≈1×10-12,D正确;故选D。
8.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.使甲基橙变黄的溶液中:、、、
B.由水电离的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.在的溶液中:、、、
【答案】D
【解析】甲基橙的变色范围为3.1-4.4,使甲基橙变黄的溶液中可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液,若为酸性溶液,则、会与氢离子发生反应,不能大量共存,若为碱性溶液,会与氢氧根发生反应,不能大量共存,故A不选;B.由水电离的溶液中,可以是酸溶液,也可以是碱溶液,酸性条件下,碳酸氢根离子会反应,不能大量共存,碱性条件下,氢氧根与钙离子、碳酸氢根离子会发生反应产生碳酸钙沉淀,不能大量共存,故B不选;的溶液中存在大量氢离子,与在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存,故C不选;在的溶液中,说明溶液中存在大量氢离子,该组离子都不反应,能大量共存,故D选;故选D。
9.25℃时,水的电离达到平衡。下列说法正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入少量固体,平衡逆向移动,降低
C.向水中通入少量气体,增大,不变
D.将水加热,增大,不变,水依然呈中性
【答案】C
【解析】稀氨水呈弱碱性,向水中加入稀氨水,使混合溶液中增大,水的电离平衡逆向移动,A错误;向水中加入少量固体,醋酸根结合氢离子,降低,水的电离平衡正向移动,B错误;向水中通入少量气体,溶于水后完全电离生成H+,增大,只受温度影响,温度不变,不变,C正确;水的电离是吸热的,将水加热,温度升高,平衡正向移动,增大,增大,pH减小,=,水依然呈中性,D错误;故选C。
10.不同温度下,水溶液中和的物质的量浓度的关系如图所示。下列说法不正确的是
A.M点和N点对应的溶液均呈中性
B.℃时,P点对应溶液中,水电离出来的可能为
C.℃时,的溶液与的稀溶液等体积混合,所得溶液的
D.将某溶液升温,可以使该溶液从P点转化为N点
【答案】D
【分析】坐标为离子浓度,水电离吸热,温度越高,离子浓度越大,故T2℃大于T1℃。
【解析】A. M点和N点对应的溶液=,均呈中性,A正确;℃时,根据M点可知Kw=10-14,P点对应溶液中=10-4mol/L,则水电离出来的可能为,B正确;℃时,根据N点可知Kw=10-12,的溶液与的稀溶液等体积混合恰好完全反应,所得溶液呈中性,,C正确;P点溶液为碱性,升温,不可能变为中性溶液N,D错误;故选D。
11.下列关于水的说法中正确的是
A.水的电离过程需要通电 B.加入电解质一定会破坏水的电离平衡
C.水的离子积仅适用于纯水 D.升高温度,纯水中增大
【答案】D
【解析】水的电离不需要通电,故A错误;加入电解质不一定会破坏水的电离平衡,如向水中加入强酸强碱盐氯化钠或硫酸钠,水的电离平衡不移动,故B错误;水的离子积适用于稀的电解质水溶液及纯水,故C错误;水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离右移,氢氧根离子浓度增大,故D正确;故选D。
12.时,纯水中存在电离平衡: ,下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,降低
B.向水中加入固体,温度降低,增大
C.向水中加入少量盐酸,平衡逆向移动,增大
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,增大,不变
【答案】D
【解析】向水中加入稀氨水,加入碱,水电离平衡逆向移动,但是由于加入碱导致氢氧根浓度增大,A错误;向水中加入固体,溶解吸热,温度降低,Kw减小,B错误;向水中加入少量盐酸,加入酸水的电离平衡逆向移动,氢氧根浓度减小, C错误;向水中加入少量固体硫酸氢钠,氢离子浓度增大,Kw只受温度影响,故Kw不变,D正确;故选D。
13.水的电离平衡为 ,下列说法不正确的是
A.纯水加热,增大,pH减小
B.相同温度下,pH相同的溶液和氨水中水的电离程度相同
C.25 ℃时,的盐酸中,由水电离出的
D.纯水中加入固体,平衡逆向移动,降低
【答案】D
【解析】,加热,平衡正向移动,Kw增大,pH减小,A正确;相同温度下,pH相同的溶液和氨水对水电离的抑制作用相同,故水的电离程度相同,B正确;25 ℃时,的盐酸中,酸电离的氢离子=,则水电离出的,C正确;纯水中加入固体,平衡逆向移动,增大,D错误;故选D。
14.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A.通入少量氨气 B.通入少量氯化氢气体
C.加入少量氯化钠固体 D.加热
【答案】D
【解析】水的离子积常数,只与温度有关,与水溶液中溶解的溶质无关,温度不变不变,温度升高增大,温度降低减小;加热可以使温度升高,增大,D正确;故选D。
15.常温下,某溶液中由水电离出的,下列离子在该溶液中一定能大量共存的是
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】由水电离出的,,该溶液可能为酸性,也可能为碱性,据此回答。
【解析】由分析知,该溶液可能为酸性,也可能为碱性,在酸性或碱性条件下均不反应,能大量共存,A正确;由分析知,该溶液可能为酸性,也可能为碱性,在酸性条件下与反应,不能大量共存,B错误;由分析知,该溶液可能为酸性,也可能为碱性, 在碱性条件下与反应,不能大量共存,C错误;由分析知,该溶液可能为酸性,也可能为碱性,在碱性条件下与反应,不能大量共存,D错误;故选A。
16.25°时,水的离子积,若温度T时水的离子积常数为,则下列叙述正确的是
A.
B.时,向纯水中加入HCl气体,水的电离被抑制,水的离子积将变小
C.任何温度,任何水溶液中水电离出的与水电离出的一定相等
D.温度T时,的盐酸中由水电离出的浓度是
【答案】C
【解析】水的电离为吸热过程,温度升高促进水的电离,KW增大,>,则,故A错误;只受温度影响,温度不变则不变,故B错误;水的电离:;由电离方程式可知水电离出的与水电离出的始终相等,故C正确;温度T时,的盐酸中,溶液中的氢氧根离子完全来自水的电离=,水电离出的浓度是,故D错误;故选:C。
17.下列操作可以使水的离子积常数增大的是
A.加热 B.通入少量氯化氢气体
C.通入少量氨气 D.加入少量氯化铵固体
【答案】A
【解析】水的离子积常数Kw是温度函数,只与温度有关,温度改变,水的离子积常数改变,与外加酸、碱、盐以及稀释无关,而且水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积常数Kw增大;故选A。
18.水是最常见的溶剂。下列说法不正确的是
A.水的电离方程式为
B.升高温度,水的离子积常数增大
C.常温下,由水电离出的溶液呈碱性
D.由水电离产生的
【答案】C
【解析】水是弱电解质,电离方程式为,A选项正确;水电离吸热,升高温度,电离平衡正向移动,水的离子积常数增大,B选项正确;酸、碱抑制水电离,常温下,由水电离出<,说明水电离受到抑制,溶液呈碱性或酸性,C选项错误;水电离方程式为,由此可看出电离出的,D选项正确;故选C。
19.时,水的电离达到平衡:。下列叙述正确的
A.将水加热至沸腾,增大,
B.向水中加入稀溶液,平衡正向移动,增大
C.向水中通入少量气体,平衡逆向移动,减小
D.相同条件下,向水中分别加入等体积的盐酸与溶液,水的电离程度不同
【答案】C
【解析】水的电离是吸热过程,将水加热至沸腾,水的电离平衡正向移动,氢离子浓度、氢氧根离子浓度均增大,增大,pH减小,则pH<7,A错误;向水中加入稀溶液,溶液中增大,平衡逆向移动,B错误;向水中通入少量氯化氢气体,溶液中增大,平衡逆向移动,减小,C正确;盐酸中氢离子浓度与NaOH溶液中的氢氧根离子浓度相等,则相同条件下,向水中分别加入等体积等浓度的盐酸和氢氧化钠溶液,抑制水的电离程度相同,则水的电离程度,D错误;故选C。
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