课时跟踪检测(十九) 水的电离平衡
[基础巩固练]
知识点一 水的离子积常数
1.(2022·江苏连云港高二月考)下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随着H+和OH-浓度的变化而变化
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.水的离子积常数与水的电离平衡常数是两个没有任何关系的物理量
2.某温度时,测得纯水中c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为( )
A.2.4×10-7 mol·L-1 B.0.1×10-7 mol·L-1
C. mol·L-1 D.c(OH-)无法确定
3.25 ℃时,在0.01 mol·L-1的硫酸溶液中,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
4.(2021·江苏南通高二检测)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
5.(2022·黑龙江哈尔滨高二月考)关于水的离子积常数,下列说法正确的是( )
A.水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25 ℃时,任何溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.改变溶液的酸碱度,Kw随之改变
知识点二 水的电离平衡的影响因素
6.(2021·广东广州高二期末)下列能促进水的电离,并使溶液中c(H+)=c(OH-)的操作是( )
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠 ③向水中通CO2 ④向水中通NH3 ⑤向水中加NaCl固体
A.① B.①③
C.②④ D.③⑤
7.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′=5.6×10-13。若将下列溶液加热至90 ℃(忽略溶液体积变化),则溶液pH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
8.下列说法中正确的是( )
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CH3COOH,水的电离平衡逆向移动,c(H+)降低
C.25 ℃时,纯水中c(OH-)·c(H+)=Kw,稀酸、稀碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)≠10-14
D.H2OH++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
9.下列叙述正确的是( )
A.在常温下,任何稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.无论在什么条件下,中性溶液里的H+浓度一定等于1×10-7 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1CH3COOH溶液的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用c(H+)和c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强弱
10.(2021·江苏盐城高二期中)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
[素养提升练]
11.(2021·江苏扬州高二月考)与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH+NH,据此判断以下叙述中错误的是( )
A.液氨中含有NH3、NH、NH等微粒
B.一定温度下液氨中c(NH)·c(NH)是个常数
C.液氨的电离达到平衡时:c(NH3)=c(NH)=c(NH)
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NH)=c(NH)
12. (2021·湖南怀化高二期末)如图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是( )
A.图中温度:T3>T2>T1
B.C点可能是显酸性的盐溶液
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.图中pH关系:pH=pH=pH
13.有同学为探究Kw的影响因素,做了以下实验:
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数如下表。
t /℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw /10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
由此推出:随着温度的升高,Kw的值________(填“增大”或“减小”);水的电离程度________(填“增大”或“减小”);水的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,水的电离过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(2)取三支烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,分析并填写下表:
纯水 加少量盐酸 加少量NaOH
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1 增大 ________
c(OH-) 1.0×10-7 mol·L-1 ________ 增大
c(H+) 和c(OH-) 大小比较 c(H+)=c(OH-) c(H+)____ c(OH-) c(H+)____ c(OH-)
水的电离平衡移动方向 — ________ ________
Kw值 1.0×10-14 ________ ________
综上所述,可得出如下结论:
①温度、________、________均能影响水的电离平衡。
②Kw只受________的影响,而与其他因素无关。
课时跟踪检测(十九) 水的电离平衡
[基础巩固练]
知识点一 水的离子积常数
1.(2022·江苏连云港高二月考)下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随着H+和OH-浓度的变化而变化
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.水的离子积常数与水的电离平衡常数是两个没有任何关系的物理量
解析:C 水的离子积常数仅仅是温度的函数,只随温度的变化而变化,与溶液中OH-和H+浓度的变化无关。
2.某温度时,测得纯水中c(H+)=2.4×10-7 mol·L-1,则c(OH-)为( )
A.2.4×10-7 mol·L-1 B.0.1×10-7 mol·L-1
C. mol·L-1 D.c(OH-)无法确定
解析:A 纯水中c(H+)=c(OH-),故c(OH-)=2.4×10-7 mol·L-1。
3.25 ℃时,在0.01 mol·L-1的硫酸溶液中,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
解析:A 溶液中c(H+)=0.02 mol·L-1,Kw=c(H+)·c(OH-),溶液中的OH-是由水电离产生的,则水溶液中c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)== mol·L-1=5×10-13 mol·L-1。
4.(2021·江苏南通高二检测)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
解析:A ①1 mol·L-1盐酸中c(H+)=1 mol·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)=10-14 mol·L-1,
②0.1 mol·L-1盐酸中,c(H+)=0.1 mol·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(OH-)=10-13 mol·L-1,
③0.01 mol·L-1 NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L-1,则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10-14∶10-13∶10-12=1∶10∶100。
5.(2022·黑龙江哈尔滨高二月考)关于水的离子积常数,下列说法正确的是( )
A.水中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25 ℃时,任何溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.改变溶液的酸碱度,Kw随之改变
解析:B 纯水中,c(H+)·c(OH-)=Kw,但不一定是1×10-14,这与温度有关,A错误;在纯水中,25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14,B正确;在任何物质的稀溶液中存在c(H+)·c(OH-)=Kw,若溶液温度是25 ℃,则Kw=1×10-14,C错误;改变溶液的酸碱度,只能改变溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小,但Kw不变,D错误。
知识点二 水的电离平衡的影响因素
6.(2021·广东广州高二期末)下列能促进水的电离,并使溶液中c(H+)=c(OH-)的操作是( )
①将水加热煮沸 ②向水中投入一小块金属钠 ③向水中通CO2 ④向水中通NH3 ⑤向水中加NaCl固体
A.① B.①③
C.②④ D.③⑤
解析:A ①中加热促进水的电离,且c(H+)=c(OH-);②中生成的氢氧化钠抑制水的电离,且c(H+)<c(OH-);③中生成的碳酸电离出的氢离子抑制水的电离,且c(H+)>c(OH-);④中生成的一水合氨电离出的氢氧根离子抑制水的电离,且c(H+)<c(OH-);⑤NaCl对水的电离无影响,c(H+)=c(OH-),所以选A。
7.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′=5.6×10-13。若将下列溶液加热至90 ℃(忽略溶液体积变化),则溶液pH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
解析:B 由题目提供的不同温度下水的离子积常数可知,温度升高,水的离子积常数增大。硫酸钠不会破坏水的电离平衡,但升高温度时,水的电离程度增大,溶液中c(H+)增大,溶液的pH减小;稀硫酸的pH取决于H2SO4完全电离产生的c(H+),不会随温度变化而变化;升高温度时,氢氧化钠溶液中c(OH-)不会变化,但由于水的离子积常数增大,所以c(H+)增大,溶液的pH减小;因为加热浓盐酸时,会有大量HCl气体逸出,c(H+)减小,溶液的pH增大。
8.下列说法中正确的是( )
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CH3COOH,水的电离平衡逆向移动,c(H+)降低
C.25 ℃时,纯水中c(OH-)·c(H+)=Kw,稀酸、稀碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)≠10-14
D.H2OH++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
解析:D 纯水呈中性,A项错误;向水中加入CH3COOH,溶液中氢离子浓度增大,B项错误;25 ℃时,纯水中c(OH-)·c(H+)=Kw=10-14,Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,故稀酸、稀碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)=10-14,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,故Kw随之增大,D项正确。
9.下列叙述正确的是( )
A.在常温下,任何稀溶液中,c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.无论在什么条件下,中性溶液里的H+浓度一定等于1×10-7 mol·L-1
C.0.2 mol·L-1CH3COOH溶液的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用c(H+)和c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强弱
解析:A B选项,只有在25 ℃时,中性溶液中c(H+)=1×10-7 mol·L-1;C选项,由于醋酸为弱酸,所以c(H+)=,两种不同浓度的CH3COOH溶液的c(H+)之比为==,不是2倍;D选项,对于浓度大于1 mol·L-1的酸或碱溶液,就不用c(H+)和c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强弱。
10.(2021·江苏盐城高二期中)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
解析:B H2OH++OH-,Kw=c(H+)·c(OH-),Kw只与温度有关,温度越高,Kw越大。 b点Kw=10-6×10-6=10-12>a点Kw=10-7×10-7=10-14,b点温度高, A错误; d点与a点温度相同,Kw相同,由以上分析知Kw数值大小关系为b>a=d,B正确;c点Kw大于a点Kw,温度高于a点,仅加入NaOH不能使溶液从c点变到a点,C错误;纯水中降低温度,溶液中c(H+)和 c(OH-)均减小,而b点到d点溶液的c(OH-)未变,故仅降低温度不能从b点到d点,D错误。
[素养提升练]
11.(2021·江苏扬州高二月考)与纯水的电离相似,液氨中也存在着微弱的电离:2NH3NH+NH,据此判断以下叙述中错误的是( )
A.液氨中含有NH3、NH、NH等微粒
B.一定温度下液氨中c(NH)·c(NH)是个常数
C.液氨的电离达到平衡时:c(NH3)=c(NH)=c(NH)
D.只要不加入其他物质,液氨中c(NH)=c(NH)
解析:C 此题要求将水的电离迁移应用于NH3。NH3分子电离产生H+和NH,H+与NH3结合生成NH,液氨电离产生等量的NH与NH,一定温度下c(NH)·c(NH)为一常数;NH类似于H+,NH类似于OH-。
12. (2021·湖南怀化高二期末)如图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列说法不正确的是( )
A.图中温度:T3>T2>T1
B.C点可能是显酸性的盐溶液
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.图中pH关系:pH=pH=pH
解析:B 根据图像可知,从T1到T2到T3水的离子积越来越大,因为水的电离是吸热过程,故T3>T2>T1; A正确; C点时,Kw=1×10-14,c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,c(H+)=1×10-8 mol·L-1,溶液中c(OH-)> c(H+),溶液显碱性,B错误;温度越高,水的离子积越大,A、B、C三点温度相同,所以这三点水的离子积相同,E点对应T3,D点对应T2,T3>T2>T1,所以水的离子积E>D>A=B=C,C正确;根据图像可知,B、D、E三点的c(H+)=1×10-6 mol·L-1,故pH=pH=pH,D正确。
13.有同学为探究Kw的影响因素,做了以下实验:
(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数如下表。
t /℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw /10-14 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
由此推出:随着温度的升高,Kw的值________(填“增大”或“减小”);水的电离程度________(填“增大”或“减小”);水的电离平衡向________(填“左”或“右”)移动,水的电离过程是________(填“放热”或“吸热”)过程。
(2)取三支烧杯A、B、C,分别加入适量水,再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH,分析并填写下表:
纯水 加少量盐酸 加少量NaOH
c(H+) 1.0×10-7 mol·L-1 增大 ________
c(OH-) 1.0×10-7 mol·L-1 ________ 增大
c(H+) 和c(OH-) 大小比较 c(H+)=c(OH-) c(H+)____ c(OH-) c(H+)____ c(OH-)
水的电离平衡移动方向 — ________ ________
Kw值 1.0×10-14 ________ ________
综上所述,可得出如下结论:
①温度、________、________均能影响水的电离平衡。
②Kw只受________的影响,而与其他因素无关。
解析:水的电离是吸热过程,升高温度,Kw增大;向水中加入酸或碱,c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离;Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变。
答案:(1)增大 增大 右 吸热
(2)减小 减小 > < 向左 向左 1.0×10-14 1.0×10-14
①酸 碱 ②温度