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[对应知能达标训练P34]
1.已知室温下0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液中c(H+)=4.32×10-4 mol·L-1,则该CH3COOH溶液中水的离子积常数( )
A.小于1×10-14 B.大于1×10-14
C.等于1×10-14 D.无法确定
答案 C
2.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.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是同一个物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,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是两个没有任何关系的物理量
解析 水的离子积常数Kw=K·c(H2O)。一定温度下K和c(H2O)都是不变的常数,所以Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,Kw就是不变的常数。溶液中H+的浓度变大,OH-的浓度就变小,反之亦然。
答案 C
3.已知:25 ℃时,Kw=1.0×10-14;35 ℃时,Kw=2.1×10-14。下列有关水的电离的叙述正确的是( )
A.c(H+)随温度的升高而减小
B.水的电离属于吸热过程
C.向蒸馏水中加入NaOH溶液,Kw增大
D.35 ℃时,水中c(H+)>c(OH-)
解析 水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-),升高温度,Kw增大,说明升高温度,水的电离程度增大,水中c(H+)、c(OH-)均增大,平衡右移,则水的电离是吸热过程,A错误;B正确;Kw仅与温度有关,向蒸馏水中加入NaOH溶液,c(OH-)增大,由于温度不变,则Kw不变,C错误;任何温度下水电离的c(H+)与c(OH-)总是相等的,35 ℃时,虽然促进了水的电离,但纯水中一直都存在c(H+)=c(OH-),D错误。
答案 B
4.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.HSO B.Cl-
C.Na+ D.
答案 A
5.25 ℃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
解析 分析三种物质可知②③抑制水的电离,①不影响水的电离平衡,H2SO4为二元强酸,产生的c(H+)大于NaOH产生的c(OH-),抑制程度更大,故顺序为①>②>③。
答案 C
6.在25 ℃和100 ℃时,某溶液的pH和pOH[-lg c(OH-)]的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.100 ℃时Kw=10-12
B.c点对应溶液显碱性
C.若将b点溶液稀释,可沿所在的线移到c点
D.某温度下,d点对应的溶液可能是碱溶液或盐溶液
解析 由Kw=c(H+)c(OH-)可得-lg(Kw)=-lg[c(H+)c(OH-)]=-lg c(H+)+[-lg c(OH-)],即pKw=pH+pOH,a点所在线pH+pOH=12,则其为100 ℃曲线,Kw=10-12,A正确;c点所在曲线为25 ℃时,pH=8>7,故溶液显碱性,B正确;b点所在曲线为25 ℃时,将b点溶液稀释,Kw不变,沿曲线移动,b点对应的溶液pH=6,呈酸性,稀释后pH趋近7, c点对应的溶液呈碱性,b点不能移动到c点,C错误;d点对应的溶液pH=8,pOH约等于5,pH>pOH,溶液呈碱性,可以是碱溶液或水解呈碱性的盐溶液,D正确。
答案 C
7.下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比①∶②∶③∶④是( )
①c(H+)=1.0 mol·L-1的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸 ③0.01 mol·L-1的NaOH溶液 ④0.001 mol·L-1的NaOH溶液
A.1∶10∶100∶1000 B.0∶1∶12∶11
C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3
解析 ①中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14 mol·L-1;②中c(H+)=0.1 mol·L-1,由水电离的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1;③中c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1,由水电离的c(H+)与溶液中c(H+)相等,等于1.0×10-12 mol·L-1;④中由水电离的c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1。即(1.0×10-14)∶(1.0×10-13)∶(1.0×10-12)∶(1.0×10-11)=1∶10∶100∶1000。
答案 A
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(不包括边界)任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点的c(H+)都相等
解析 只要在水溶液中,都会有c(H+)·c(OH-)=Kw,故A项正确;XZ线的斜率是1,XZ线上的点均存在c(H+)=c(OH-),在X、Z连线的上方M区域(不包括边界),c(H+)<c(OH-),故B项正确;水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,则Kw逐渐增大,因Kw:Z点>X点,所以T1<T2,故C项正确;XZ线的斜率是1,XZ线上的点均存在c(H+)=c(OH-),但每一点的c(H+)不相等,故D项错误。
答案 D
9.(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 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)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,0.1 mol·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=1.75×10-5) ④NH3·H2O(氨水)(Kb=1.8×10-5)
⑤NaOH ⑥Ba(OH)2
解析 (1)升高温度,Kw增大,由于Kw=1×10-12>1×10-14,因此该温度大于25 ℃。(2)该温度下,溶液中c(OH-)= mol·L-1=1×10-5 mol·L-1,因为c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中c(H+),即为1×10-7 mol·L-1。(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体,平衡Cl2+H2O⥫⥬H++Cl-+HClO向左移动,溶液中c(H+)减小,水的电离平衡向右移动。(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸中c(H+)与0.1 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 mol·L-1 H2SO4和0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1 mol·L-1 CH3COOH和0.1 mol·L-1氨水中水的电离程度几乎相等,酸溶液中c(H+)越大或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥。
答案 (1)> 升温促进水的电离,Kw增大
(2)碱性 1×10-7
(3)向右 向右 (4)③=④>①=⑤>②=⑥
10.科学家利用太空望远镜首次探测到木卫二喷出的羽状物是水蒸气,而这些羽状物的源头证实在它的冰壳下隐藏着一个巨大的咸海洋。
水是最宝贵的资源之一。若在木卫二上某地,水的离子积常数Kw=1.0×10-12。
(1)利用我们的地球经验,木卫二该地的温度 25 ℃(填“大于”“小于”或“等于”),其理由是____________________________________________________________。
(2)已知水中存在如下平衡:H2O+H2O⥫⥬H3O++OH- ΔH>0,现欲使平衡向左移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是_________________________________________________ _______________________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4 B.向水中加入NaCl
C.加热水至100 ℃ D.在水中加入KOH
(3)若在常温下的水中加入某种物质使由水电离出的c(H+)=1×10-13,则加入的物质可能是 。
A.HCl B.NaCl
C.Na2CO3 D.NaOH
解析 (1)Kw随温度升高而增大,温度高于25℃。
(2)向水中加入NaHSO4,c(H+)增大,平衡向左移动,A正确;向水中加入NaCl对水的电离平衡无影响,平衡不移动,B错误;加热平衡向右移动,仍呈中性,C错误;在水中加入KOH,c(OH-)增大,平衡向左移动,但溶液呈碱性,D错误。
(3)加酸或加碱都会抑制水的电离,所以加入的物质应为HCl或NaOH,故选AD。
答案 (1)大于 Kw随温度升高而增大 (2)A (3)AD
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