内容正文:
课时梯级训练(15) 水的电离平衡
一 水的离子积常数
1.在某温度时,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为 ( )
A.2.4×10-7mol·L-1 B.0.1×10-7 mol·L-1
C. mol·L-1 D.c(OH-)无法确定
答案:A
2.25 ℃ 时,在0.01 mol·L-1的硫酸中,水电离出的H+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
3.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 mol·L-1 的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸 ③0.01 mol·L-1的NaOH溶液
A.1∶10∶100 B.0∶1∶12
C.14∶13∶12 D.14∶13∶2
答案:A
4.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
答案:B
5.室温下由水电离出的H+的浓度是1×10-12mol·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
答案:D
二 水的电离平衡的影响因素
6.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′约为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基本不变的是 ( )
A.硫酸钠溶液 B.稀硫酸
C.氢氧化钠溶液 D.浓盐酸
答案:B
7.下列说法正确的是 ( )
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(H+)增大
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.H2O⥫⥬H++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
答案:D
8.关于水的离子积常数,下列说法不正确的是 ( )
A.100 ℃ 水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.纯水中,在25 ℃ 时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.在25 ℃ 时,任何以水为溶剂的稀溶液中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.Kw值随温度升高而增大
答案:A
9.已知液氨的性质与水相似,25 ℃时,NH3+NH3⥫⥬NH+NH,NH的平衡浓度为1×10-15 mol·L-1,则下列说法正确的是 ( )
A.在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大
B.在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小
C.在此温度下液氨的离子积为1×10-17
D.在液氨中放入金属钠,可生成NaNH2
D 解析:类比水的离子积可知,液氨的离子积大小只与温度有关。由钠与水反应可推知,2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑。液氨的离子积=c(NH)·c(NH)=1×10-30。
10.常温下,0.1 mol·L-1某一元酸(HA)溶液中=10-8,下列叙述正确的是 ( )
A.溶液中水电离出的c(H+)=10-10 mol·L-1
B.溶液中c(H+)+c(A-)=0.1 mol·L-1
C.向上述溶液中加入NaA晶体,溶液的 c(OH-)增大
D.常温下将HA稀释10倍,氢离子浓度变为原来的1/10
C 解析:由=10-8可知,c(H+)=0.001 mol·L-1,c(OH-)=10-11 mol·L-1,溶液中OH-完全由水电离产生,水电离出的氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,即溶液中水电离出的c(H+)=10-11 mol·L-1,A错误;0.1 mol·L-1 HA溶液中c(H+)=0.001 mol·L-1,则HA为弱酸,溶液中存在电离平衡HA⥫⥬H++A-,故溶液中c(H+)+c(A-)<0.1 mol·L-1,B错误;加入NaA晶体,c(A-)增大,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,则c(OH-)增大,C正确;HA为弱酸,溶液稀释10倍后,电离平衡正向移动,c(H+)大于原来的,D错误。
11.25 ℃ 时,向1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1的溶液中滴加盐酸或NaOH溶液,溶液中的H+、OH-、A-及HA的浓度的对数值(lg c)与pH的关系如图所示(不考虑溶液温度变化),下列说法错误的是 ( )
A.a表示lg c(A-)与pH的关系曲线
B.Ka(HA)的数量级为10-5
C.P点溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol
D.滴加盐酸或NaOH溶液的过程中,c(HA)·c(OH-)均减小
A 解析:根据题图分析,微粒浓度的对数值越大离子浓度越大,随着pH的增大,溶液碱性增强,酸性减弱,则氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度逐渐增大;c代表的微粒浓度对数值逐渐减小,为c(H+)的变化曲线;d代表的微粒浓度对数值逐渐增大,为c(OH-)的变化曲线;pH小于4.75时,a代表的微粒浓度对数值不变,pH大于4.75时,a代表的微粒浓度对数值逐渐减小,为c(HA)的变化曲线;pH小于4.75时,b代表的微粒浓度对数值随pH的增大而增大,pH大于4.75时,b代表的微粒浓度对数值不变,为c(A-)的变化曲线。根据上述分析,a表示lg c(HA)与pH的关系曲线,A错误;Ka(HA)=,pH=4.75时,c(HA)=c(A-),Ka(HA)==10-4.75≈1.78×10-5,数量级为10-5,B正确;P点时,c(OH-)=c(HA),P点溶液中的电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),则c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(HA),根据题中信息,1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1的溶液中,n(HA)+n(A-)=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol,则溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol,C正确;滴加盐酸或NaOH溶液的过程中,Ka(HA)=,c(H+)=,Ka(HA)=,Ka(HA)、Kw只受温度影响,温度不变,Ka(HA)、Kw均不变,滴加盐酸时,c(A-)减小,则c(OH-)·c(HA)减小,D正确。
12.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>c
B.纯水仅升高温度,可从a点变到c点
C.水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>d
D.在b点对应温度下,0.5 mol·L-1的盐酸与1 mol·L-1的KOH溶液等体积混合,混合后c(H+)=1×10-7 mol·L-1
C 解析:水的电离是吸热过程,温度升高,水的离子积常数增大,根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值大小关系为b>c>a=d,温度关系为b>c>a=d,C正确,A错误;a点和c点的c(OH-)相等,若纯水仅升高温度,c(OH-)与c(H+)都增大,B错误;b点的Kw=1×10-12,0.5 mol·L-1的硫酸与1 mol·L-1的KOH溶液等体积混合,充分反应后所得溶液显中性,则c(H+)=1×10-6 mol·L-1,D错误。
13.在相同温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液和0.01 mol·L-1的盐酸相比,下列说法正确的是 ( )
A.由水电离出的c(H+)相等
B.由水电离出的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01 mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
A 解析:NaOH和HCl均抑制水的电离,且浓度相同时抑制程度相同。由于温度不确定,故不能确定Kw的值。
14.25 ℃ 时,三种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
Ka=1.76×10-5
Ka1=4.3×10-7
Ka2=5.61×10-11
Ka=2.95×10-8
回答下列问题:
(1)25 ℃时,等浓度的三种溶液,酸性最强的是________________,一般情况下,当温度升高时,Ka________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)室温下,某溶液中存在着 CH3COOH(aq)+HCO (aq)⥫⥬CH3COO-(aq)+H2CO3(aq),该反应的平衡常数K=____(用Ka、Ka1或Ka2表示)。
(3)用蒸馏水稀释0.10 mol·L-1的醋酸,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是________(填标号)。
a. B.
c. D.
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=______(填准确数值)。
(5)向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式:_________________________ _______________________________________________。
答案:(1)CH3COOH(或醋酸) 增大 (2) (3)b (4)9.9×10-7mol·L-1 (5)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
15.(1)某温度(t ℃)时,水的Kw=1×10-12,则该温度________25 ℃(填“>”“<”或“=”),其理由是 。
(2)该温度下,c(H+)=1×10-7 mol·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-)=________mol·L-1。
(3)该温度下,把1 mL 0.1 mol·L-1的硫酸加水稀释至2 L,在此溶液中由水电离产生的c(H+)接近于________mol·L-1。
(4)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“正向”“逆向”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。
答案:(1)> 升温促进水的电离,Kw增大 (2)碱性 1.0×10-7 (3)1.0×10-8 (4)正向 正向
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