内容正文:
3.1.3水的电离平衡
梯度分层
基础巩固:课堂衔接,回归教材,夯实根本
根基训练:轻松练习,关注重点,梳理难点
拔高提升:深度演练,能力提升,高阶练习
基础巩固
1
1.(1)水的离子积常数表达式为 。
(2)Kw及影响因素
①25 ℃时,Kw= 。
②水的电离是 的可逆过程,故温度升高,Kw 。
③水的离子积常数只受 的影响,与c(H+)、c(OH-)的变化无关。
2.某温度时,水溶液中Kw=4×10-14,那么该温度比室温(25 ℃)高还是低?该温度下纯水中c(H+)是多少?
3.水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)中H+和OH-一定是水电离出来的吗?
4.请判断下列说法的正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)升高温度,若Kw增大到1×10-12,则纯水电离出的c(H+)=1×10-6 mol·L-1( )
(2)在纯水中加入少量酸,水的电离平衡逆向移动,Kw减小( )
(3)25 ℃时,若溶液中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则溶液中c(OH-)=1×10-8 mol·L-1( )
(4)25 ℃时,0.01 mol·L-1的盐酸中,由水电离出的c(OH-)=1×10-12 mol·L-1( )
(5)Kw=c(H+)·c(OH-),c(H+)和c(OH-)均指溶液中总物质的量浓度( )
5.硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05 mol·L-1 H2SO4溶液。
(1)若将溶液温度升高到100 ℃,溶液中的c(OH-)=1×10-11 mol·L-1,则100 ℃时水的离子积是________。
(2)该溶液中硫酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为________。
(3)将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酞,插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。
①向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡,灯泡逐渐变暗,后熄灭。该过程中反应的离子方程式为________________________________________________。
②向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液,观察到灯泡逐渐变亮,还观察到溶液________,此过程中水的电离程度________(填“增大”“减小”或“不确定”)。
(4)将该H2SO4溶液加水稀释,水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。
根基训练
2
1.下列物质溶于水时,电离出的阳离子能使水的电离平衡向右移动的是( )
A. B. C. D.
2.常温下,某溶液中由水电离产生的,该溶液不可能是( )
A.稀盐酸 B.氢氧化钠溶液
C.硫酸氢钠溶液 D.氯化钠溶液
3.室温下,在pH=12的强碱溶液中,由水电离出的为( )
A. B.
C. D.
4.微粒观和平衡观是认识化学的两个重要观念。引入下列微粒对水的电离平衡无影响的是( )
A. B. C. D.
5.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.加入少量稀HCl
C.加热
D.加入少量醋酸钠固体
6.下列操作中,能使水的电离平衡向右移动,而且所得溶液显酸性的是( )
A.对水加热到100℃,测得 B.在水中加入
C.在水中加入 D.在水中加入
7.90℃时水的离子积,该温度时纯水的pH是( )
A.等于7 B.小于7 C.大于7 D.无法确定
8.水是生命之源,生产、生活都离不开水。下列有关说法正确的是( )
A.水是一种非电解质 B.水的电离是放热过程
C.纯水的pH一定等于7 D.纯水中
9.25 ℃时,加水将5 mL pH=12的氨水稀释至500 mL,下列说法正确的是( )
A.稀释后一水合氨的电离度增大
B.稀释过程中,溶液中所有离子的浓度均减小
C.稀释后溶液中减小
D.稀释后水的离子积常数变大
10.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( )
A.水的离子积不变
B.水的pH变小,呈酸性
C.水中的
D.水的pH变大、呈中性
拔高提升
3
1.常温下,已知。下列溶液等体积混合后,所得混合溶液中水的电离程度最小的是( )
A.盐酸和溶液
B.醋酸和溶液
C.的醋酸和的氨水
D.的醋酸和的溶液
2.常温下,往溶液中滴入溶液,溶液中由水电离出的的负对数与所加NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法错误的是( )
已知:常温下,。
A.a点溶液中,
B.b点溶液中,
C.c点溶液中,由水电离出的和由水电离出的的乘积为
D.往碳酸钠溶液中加入足量的HCN溶液,一定无气泡产生
3.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.在水中加入酸或碱一定会抑制水的电离,加入盐一定会促进水的电离
C.pH=7的水溶液一定呈中性
D.升高温度,水的电离程度增大
4.下列说法正确的是( )
A.水是极弱的电解质,它能微弱电离出,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,减小
C.25 ℃纯水中,稀酸、稀碱溶液中
D.是吸热过程,所以温度升高,平衡向电离方向移动,随之增大
5.如图表示水中和的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有
B.XZ线上任意点均有
C.图中
D.M区域内任意点均有
6.常温下两种不同浓度的NaOH溶液,分别为和。将此两溶液等体积混合后所得溶液中的是( )
A. B.
C. D.
7.在不同温度下,水溶液中与有如图关系。下列说法正确的是( )
A.图中
B.纯水中,升高温度可由a点变到d点
C.c点对应的溶液中大量存在:
D.d点对应的溶液中大量存在:
8.考前再做下列关于水的电离说法正确的是( )
A.升高温度,水的平衡向正反应方向移动,K增大,增大,pH增大
B.向水中加入少量稀硫酸,水的平衡向逆反应方向移动,不变,增大
C.向水中加入氨水,水的平衡向逆反应方向移动,不变,降低
D.向水中加入少量固体醋酸钠,平衡向逆反应方向移动,不变,)降低
9.已知水的电离平衡如图所示,且。下列说法错误的是( )
A.各点对应的水的离子积:
B.加热点纯水,其组成由点沿直线向方向迁移
C.向点纯水中通入少量气体,其组成由点沿曲线向点移动
D.直线上各点对应的水溶液(或纯水)一定显中性
10.水的电离平衡图像如图所示。已知:,,下列说法正确的是( )
A.各点对应的水的离子积:
B.
C.向b点溶液中加入大量NaOH固体,b点向a点移动
D.在温度下,的盐酸中由水电离出的
答案以及解析
1、 基础巩固
1.(1)Kw=c(H+)·c(OH-) (2)①1.0×10-14 ②吸热 增大 ③温度
2.因此时水的离子积大于常温时水的离子积,故温度高于25 ℃,此时c(H+)=2×10-7mol/L。
3.不一定。c(H+)和c(OH-)均指溶液中H+或OH-的总浓度,如盐酸中的H+包括HCl和H2O电离产生的H+,即c(H+)=c酸(H+)+c水(H+),而OH-全部来自于水的电离。
4.(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)√
5.(1)1×10-12 (2)1012∶1
(3)①2H++SO+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O
②变红色 减小 (4)向右
2、 根基训练
1.答案:B
解析:本题考查盐类水解对水的电离平衡的影响。选项A中,水解显碱性,但其阳离子不影响水的电离平衡。选项B中,水解显酸性,其阳离子会与水电离出的结合,促进水的电离,使平衡向右移动。选项C中,HCl是强酸,会抑制水的电离,使平衡向左移动。选项D中,KBr是强电解质,其阴阳离子均不影响水的电离平衡。因此,正确答案为B。
2.答案:D
解析:A.稀盐酸中有大量氢离子,能抑制水的电离,A不符合题意;
B.氢氧化钠溶液中有大量氢氧根,能抑制水的电离,B不符合题意;
C.硫酸氢钠溶液中有大量氢离子,能抑制水的电离,C不符合题意;
D.氯化钠溶液为中性溶液,对水的电离不影响,D符合题意;
故答案选D。
3.答案:D
解析:酸或碱就是抑制水的电离。pH=12的强碱溶液中,氢离子是水电离出的,其浓度是。根据水的电离方程式可知,水电离出的氢离子和一定是相等的,所以由水电离出的也为。答案选D。
4.答案:A
解析:A.不水解,即不会影响氢离子、氢氧根离子的浓度,对水的电离平衡无影响,故A符合题意;
B.能水解,即硫离子与氢离子结合,使氢离子浓度减小而促进水的电离,故B不符合题意;
C.能水解,即与氢氧根离子结合,使氢氧根离子浓度减小而促进水的电离,故C不符合题意;
D.能水解,即与氢离子结合,使氢离子浓度减小而促进水的电离,故D不符合题意;
故选A。
5.答案:C
解析:水的离子积常数是温度函数,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,水的电离是吸热过程,升高温度,水的离子积常数增大;
故选C。
6.答案:C
解析:A.升高温度,水的电离平衡向正方向移动,氢离子浓度增大,pH减小,但溶液中的氢离子和氢氧根离子浓度相等,溶液显中性,A项错误;
B.水电离生成氢离子和氢氧根离子,在水中加入硫酸氢钠,硫酸氢钠电离出氢离子,钠离子和硫酸根离子,氢离子抑制水的电离,平衡向左移动,B项错误;
C.在水中加入氯化铝固体,铝离子水解,促进水的电离平衡向右移动,溶液显酸性,C项正确;
D.在水中加入碳酸氢钠,水电离产生的氢离子与碳酸氢根结合生成碳酸,平衡向右移动,氢氧根浓度大于氢离子浓度,溶液显碱性,D项错误;
答案选C。
7.答案:B
解析:常温下,水的离子积,90℃时水的离子积,说明升高温度,水的电离程度增大,水电离出的氢离子的浓度大于,可知,氢离子浓度越大,pH越小,所以90℃时pH<7,答案选B。
8.答案:D
解析:水能微弱电离,是弱电解质,A错误;电离过程吸热,B错误;常温下纯水的pH等于7,若升高温度,纯水的电离程度增大,增大,pH小于7,C错误;纯水是中性的,,D正确。
9.答案:A
解析:A项,弱电解质“越稀越电离”,加水稀释,会促进的电离,电离度增大,正确;B项,稀释过程中,减小,但为一常数,所以增大,错误;C项,的电离平衡常数为,仅与温度有关,稀释时,不变,减小,则增大,错误;D项,仅与温度有关,稀释后,不变,错误。
10.答案:C
解析:温度升高促进水的电离,水的离子积增大,A错误;温度升高促进水的电离,)增大,pH变小,但是=,呈中性,B错误;水的电离是吸热过程,将纯水加热至较高温度,促进了水的电离,生成的中和浓度增大,pH减小,水的离子积增大,水中的=>,C正确,D错误。
3、 拔高提升
1.答案:D
解析:盐酸和溶液等体积混合后溶液呈中性,不影响水的电离;醋酸和溶液等体积混合后是强碱弱酸盐溶液,促进水的电离;的醋酸和的氨水等体积混合后是弱酸弱碱盐溶液,促进水的电离;的醋酸和的溶液等体积混合后是酸过量的溶液,抑制水的电离。综上所述,D符合题意。故选D。
2.答案:C
解析:C.c点溶液溶质为氢氧化钠和氰化钠,由于氢氧化钠的电离抑制水的电离,所以由水电离出的和由水电离出的的乘积小于,C错误;
故选C。
3.答案:D
解析:电离的条件是溶于水或加热熔化,电离过程不需要通电,故A错误;在水中加入酸或碱一定会抑制水的电离,加入盐可能促进水的电离,也可能抑制水的电离,还可能对水的电离无影响,如硫酸氢钠抑制水的电离、氯化钠对水的电离无影响,故B错误;当时,的水溶液呈碱性,故C错误;水的电离吸热,升高温度,水的电离程度增大,故D正确。
4.答案:D
解析:水是极弱的电解质,它能微弱电离出等量的氢离子和氢氧根离子,故纯水呈中性,A项错误;向水中加入稀氨水,一水合氨电离出铵根离子和氢氧根离子,则溶液中氢氧根离子浓度增大,B项错误;25 ℃时,纯水中只与温度有关,温度不变,不变,故稀酸、稀碱溶液中,C项错误;水的电离是吸热过程,温度升高,平衡向电离方向移动,氢离子和氢氧根离子浓度增大,随之增大,D项正确。
5.答案:B
解析:只要在水溶液中,均有,则两条曲线间任意点均有,故A正确;据图可知,在X点,,,在Z点,,,则在XZ线上只有X点,故B错误;水的电离是吸热过程,升温促进水的电离,及都增大,所以,故C正确;XZ连线的斜率是1,存在,在XZ线的上方,,在XZ线的下方,,故D正确;答案选B。
6.答案:C
解析:对于NaOH溶液来说,溶液中的浓度大于溶液中的浓度,要先计算溶液中。常温下,为的NaOH溶液中;为的NaOH溶液中。将两种溶液等体积混合,假设每种溶液的体积为1L,混合过程中溶液体积变化不计,则根据混合前后溶质的物质的量不变,可知混合溶液中,则该溶液中。
7.答案:C
解析:从图中可以看出,c点水的离子积为,a点水的离子积为,水的电离是吸热反应,升高温度,促进水的电离,水的离子积常数增大,所以,A错误;升高温度,促进水的电离,和的浓度都变大,可由a点变到c点,B错误;c点对应的溶液呈中性,能大量存在,C正确;d点对应的溶液呈碱性,与反应,不能大量存在,D错误。
8.答案:B
解析:水的电离吸热,升高温度,水的电离平衡正向移动,增大,增大,增大,pH减小,A错误;向水中加入少量稀硫酸,使溶液中增大,水的电离平衡逆向移动,只与温度有关,温度不变,不变,B正确;向水中加入氨水,氨水电离生成,升高,水的电离平衡逆向移动,温度不变,不变,C错误;向水中加入少量固体醋酸钠,醋酸钠电离生成,结合H+生成醋酸分子,降低,水的电离平衡正向移动,温度不变,不变,D错误。
9.答案:B
解析:,故越大,越小,,故越大,越小;。水的电离吸热,温度越高,水的离子积越大,越小,所以温度,即,同时只与温度有关,点在等温线上,所以,A正确;由于水的电离吸热,所以升高温度,水的离子积增大,减小,即加热点纯水,其组成由点沿直线向方向迁移,B错误;恒温条件下,向点纯水中通入少量,溶液酸性增强,减小,由于,所以增大,其组成由点沿曲线向点移动,C正确;直线上各点对应的水溶液中均有,即,所以直线上各点对应的水溶液均呈中性,D正确。
10.答案:D
解析:水的离子积,由图可知,温度下水的离子积为,温度下水的离子积小于,则,A错误;
温度越高,水的离子积越大,由图可知,温度下水的离子积为温度下水的离子积小于,则,B错误;
向b点溶液中加入大量NaOH固体,溶液中的浓度增大,且NaOH固体溶于水会放热,导致溶液温度升高,则水的离子积会增大,则溶液中的浓度也会增大,则b点不会向a点移动,C错误;
在温度下,水的离子积为,的盐酸中,溶液中的全部由水电离,,则由水电离的,则的盐酸中由水电离出的,D正确。
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