3.1水与水溶液 同步练习题（含解析） 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

3.1水与水溶液 同步练习题
一、选择题
1．下列叙述不正确的是
A．常温常压下，等物质的量的N2和CO所含的分子数目均为NA
B．常温常压下，4.6gNO2和N2O4混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA
C．25℃1.0LpH=13的Ca(OH)2溶液中含有的OH-数目为0.1NA
D．标准状况下，2.24LHCl与3.4gH2S气体分子所含电子数目均为1.8NA
2．是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．的溶液中，阴离子数为
B．室温下，的硫酸中，离子数约为
C．一定条件下，与足量的反应，生成分子数为
D．电解精炼铜，若阴极获得纯铜，外电路中通过的电子数为
3．25℃时，用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定50mL同浓度的盐酸，当加入NaOH溶液的体积为50.01mL时，溶液pH为
A．4 B．5 C．9 D．10
4．下列说法正确的是
A．1mol·L-1的稀硫酸中存在OH-
B．Kw随溶液c(H+)和c(OH-)的变化而改变
C．水的电离只受温度影响
D．Kw=10-14适用于任何温度、任何溶液
5．25 ℃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
6．已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．1mol甲酸钠中含有共用电子对的数目为5NA
B．D218O和T2O的混合物1.1g，含有的质子数为0.5NA
C．0.1molCH3COOCH2CH3与稀硫酸充分反应，生成CH3COOH的分子数目为0.1NA
D．1LpH=3的CH3COOH与1LpH=3的盐酸混合后(忽略溶液的体积变化)，溶液中H+数目大于0.002NA
7．常温下，某溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-12 mol·L-1，该溶液可能是
①SO2水溶液 ②NH4Cl水溶液 ③NaNO3溶液 ④NaOH溶液
A．①④ B．①② C．②③ D．③④
8．下列溶液一定呈中性的是
A．的溶液
B．的溶液
C．遇酚酞显无色的溶液
D．室温下将的酸与的碱等体积混合后的溶液
9．时水的电离达到平衡：，下列叙述不正确的是
A．将水加热，增大，减小
B．向水中加入少量硫酸氢钠固体，增大
C．某溶液中由水电离出的氢离子浓度为，则该溶液一定显碱性
D．向水中滴入少量溶液，平衡逆向移动，降低
10．常温下，将pH=13的NaOH溶液VaL与pH=2的硫酸VbL混合，混合后溶液的pH=11，则Va∶Vb为
A．1：10 B．10：1 C．9：1 D．1：9
二、填空题
11．常温下，现有5种溶液：
①pH=1的稀硫酸②稀硫酸③pH=1的盐酸④pH=1的氢氟酸⑤氢氟酸溶液
常温下，氢氟酸的。
(1)若锌片形状相同，在相同条件下与上述5种溶液反应，开始产生氢气的速率最快的是 。(填写序号)
(2)等体积的上述5种溶液分别与足量的锌粒完全反应，在相同条件下产生氢气体积最大的是 。(填写序号)
(3)等体积的①、②、③、⑤溶液与等浓度的氢氧化钠溶液恰好完全中和，消耗NaOH溶液体积最大的是 。(填写序号)
(4)③中水电离出的为 。
(5)25℃时，⑤中约为 。
12．溶液是实验室中的常用试剂。
(1)请分析溶液的组成： 。
(2)下列说法中，能够解释溶液呈酸性的是 。
A．中含氢元素
B．电离使溶液中
C．能电离出
D．能促使水电离出更多的
(3)实验测得溶液的，由此确定是弱电解质，理由是 。
13．计算下列溶液的pH：
(1)pH=2的某酸稀释100倍，pH ，pH=12的某碱稀释100倍，pH 。
(2)室温时，将pH=5的H2SO4溶液稀释10倍，c(H+)：c(SO)= ，将稀释后的溶液再稀释100倍，c(H+)：c(SO)= 。
(3)某温度(t℃)时，水的离子积Kw=1×10-12。将此温度下pH=11的NaOH溶液与pH=1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH= 。
14．室温下，将稀盐酸和一元碱BOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液的体积变化)，实验数据如下表，请回答下列问题：
实验序号 起始浓度/ 反应后溶液的pH
① 0.1 0.1 5
② 0.2 x 7
③ 0.1 0.2 9
(1)HCl溶液和BOH溶液反应的离子方程式为 。
(2)实验①反应后的溶液中由水电离出的 ；实验③反应后的溶液中由水电离出的
(3)x (填“>”“＜”或“=”；)
15．(1)常温下，已知0.1mol·L-1一元酸HA溶液中=1×108。
①常温下，0.1mol·L-1HA溶液的pH= ；写出该酸(HA)与NaOH溶液反应的离子方程式： 。
②0.2mol·L1HA溶液与0.1mol·L1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中：c(H+)+c(HA)-c(OH-)= mol·L1。(溶液体积变化忽略不计)
(2)t℃时，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，则该温度下水的离子积常数Kw= 。
①该温度下(t℃)，将100mL0.1mol·L1的稀H2SO4溶液与100mL0.4mol·L1的NaOH溶液混合后(溶液体积变化忽略不计)，溶液的pH= 。
②该温度下(t℃)，1体积的稀硫酸和10体积的NaOH溶液混合后溶液呈中性，则稀硫酸的pH(pHa)与NaOH溶液的pH(pHb)的关系是： 。
16．综合利用、对构建低碳社会有重要意义。
(1)利用与制备合成气CO、，可能的反应历程如图所示：
说明：为吸附性活性炭，E表示方框中物质的总能量(单位：)，表示过渡态。
①制备合成气、总反应的热化学方程式为 。
②若，则决定制备“合成气”反应速率的化学方程式 。
(2)工业上常采用和为原料合成乙醇，反应方程式为：.一定温度下，向容积均为的恒容密闭容器中分别通入和，在不同催化剂X、Y的催化下发生反应.测得时，转化率与温度的变化关系如图所示。
①该反应适宜选用的催化剂为 (填“X”或“Y”)。
②时，a点对应容器在内的平均反应速率 ；b、c点对应状态下反应物的有效碰撞几率b c(填“>”“<”或“=”)，原因为 。
③时，保持温度不变向容器中再充入、，平衡将 移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)。
(3)随着科学技术的发展，的捕集利用技术成为研究重点，可以被溶液捕获，所得溶液，该溶液的 。[已知室温下，，]
17．某学习小组通过实验探究一种蛋白质的元素组成。
I．确定该蛋白质中的某些组成元素
(1)为确定该蛋白质中含氮元素，将样品中有机氮转化成铵盐，能证明铵盐存在的实验方法是 。
(2)为确定该蛋白质中含碳、氢、硫三种元素，采用如图装置进行探究，通入氧气使样品在装置A中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过其余装置。
①装置B中的试剂是 (填名称)。
②装置E的作用是 。
③当装置B、C、E、F依次出现下列现象： ，C中品红溶液褪色，E中品红溶液 ，F中出现白色浑浊，可证明燃烧产物中含有H2O、SO2、CO2。
结论：该蛋白质中含碳、氢、硫、氮等元素。
II．为测定该蛋白质中硫元素的质量分数，小组取蛋白质样品充分燃烧，先用足量碘水吸收二氧化硫，再取吸收液，以淀粉为指示剂，用硫代硫酸钠溶液滴定过量的碘。
已知：2+I2=+2I-。
(3)写出二氧化硫与碘水反应的离子方程式 。
(4)滴定终点的现象为 。
(5)取蛋白质样品m g进行测定，采用c1 mol·L-1的碘水V1 mL进行吸收，滴定过量的碘样时消耗c2 mol L-1硫代硫酸钠溶液V2 mL。该蛋白质中的硫元素的质量分数为 。 (列出计算式)
(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中，可能会导致该蛋白质中的硫元素的质量分数测定值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．常温常压下，等物质的量的N2和CO的物质的量不确定，无法判断所含的分子数目，A错误；
B．N2O4的最简式为NO2，4.6gNO2和N2O4组成的混合气体相当于0.1mol“NO2”，0.1mol“NO2”中含有0.2mol氧原子，混合气体中含有的氧原子数目为0.2NA，B正确；
C．pH=13的Ca(OH)2溶液中OH-的浓度为0.1mol/L，1L该溶液中含有0.1molOH-，即OH-数目为0.1NA，C正确；
D．标准状况下，2.24LHCl与3.4gH2S的物质的量均为0.1mol，而HCl分子和H2S分子中均含18个电子，故0.1molHCl和0.1molH2S中含有的电子数目均为1.8NA，D正确；
故选A。
2．D
解析：A．溶液体积未知，不可计算，故A错误；
B．的硫酸中，，，离子数约为，B错误；
C．该反应为可逆反应，生成的分子数小于，C错误；
D．阴极只有铜析出，电极反应为Cu2++2e-=Cu，则铜析出转移电子数为，D正确；
答案选D。
3．C
解析：由体积可知NaOH溶液过量，则过量的氢氧根离子的物质的量为：，混合后的体积近似为100mL即0.1L，则混合后c(OH-)=1.0×10-5mol/L，pH为9，
故选：C。
4．A
解析：A．稀硫酸中含水，水是弱电解质，会电离出氢氧根，则溶液中存在OH-，A正确；
B．水的离子积常数仅随温度的变化而变化，B错误；
C．酸、碱均可抑制水的电离，盐类的水解可以促进水的电离，C错误；
D．常温下，Kw=10-14，温度升高，Kw增大，D错误；
答案选A。
5．A
解析：0.01 mol·L-1的硫酸溶液中， ，，
故选：A。
6．B
解析：A．甲酸钠中C和H共用一对电子，与其中一个O共用两对，与另一个O共用一对，甲酸根和钠离子间为离子键，所以1mol甲酸钠中含有共用电子对的数目为4NA，A错误；
B．D218O和T2O的摩尔质量均为22g/mol，所以1.1g混合物的物质的量为0.05mol电子，每个D218O和T2O分子均含10个质子，所以混合物中含有的质子数为0.5NA，B正确；
C．乙酸乙酯在酸性环境中的水解为可逆反应，生成CH3COOH的分子数目小于0.1NA，C错误；
D．1LpH=3的CH3COOH与1LpH=3的盐酸混合后pH仍为3，c(H+)=0.001mol/L，溶液总体积为2L，所以H+数目等于0.002NA，D错误；
综上所述答案为B。
7．A
【分析】常温下，某溶液中由水电离的c(OH-)=10-12mol·L-1，，说明水的电离受到抑制，应为酸溶液或碱溶液。
解析：①二氧化硫的水溶液中含有亚硫酸，亚硫酸可以电离出氢离子抑制水的电离，故①可能；
②氯化铵水溶液中存在铵根的水解促进水的电离，故②不可能；
③硝酸钠为强碱强酸盐，不影响水的电离，故③不可能；
④NaOH可以电离出氢氧根抑制水的电离，故④可能；
故选A。
8．B
【分析】当溶液中c(H+)=c(OH-)时，溶液呈中性。
解析：A．溶液呈中性与的溶液无关，水的离子积常数与温度有关，只有当温度为25℃，pH=7时溶液呈中性，A错误；
B． Kw= c(H+)c(OH-)，当时，c(H+)=c(OH-)，该溶液一定呈中性，B正确；
C．酚酞的便变色范围为8.2到10.0，遇酚酞显无色的溶液不一定是中性溶液，C错误；
D．室温下将的酸与的碱等体积混合后的溶液不一定呈中性，未说明酸和碱的强弱，只有酸和碱的强弱相同等体积混合后溶液才呈中性，D错误；
故选B。
9．C
解析：A．将水加热，水的电离程度变大，氢离子浓度变大，增大，减小，A正确；
B．硫酸氢钠溶于水电离出氢离子，向水中加入少量硫酸氢钠固体，氢离子浓度变大，增大，B正确；
C．某溶液中由水电离出的氢离子浓度等于水电离出的氢氧根离子浓度为，说明水的电离受到抑制，则该溶液可能显碱性也可能显酸性，C错误；
D．向水中滴入少量溶液，水的电离被抑制，平衡逆向移动，降低，D正确。
故选C。
10．D
解析：常温下，pH=13的NaOH溶液中c(OH-)=0. 1mol/L，pH=2的稀盐酸中c(H+)=0.01mol/L，Va L NaOH溶液与Vb L稀盐酸混合，所得溶液pH=11，则溶液显碱性，氢氧化钠过量，c(OH-)=0. 001mol/L，则 ，Va ∶Vb =1∶9。
故D正确；
故选D。
二、填空题
11．(1)②
(2)④
(3)②
(4)10-13
(5)0.008
解析：（1）越大，与反应速率越快。①中，；②中，；③中，；④中，；⑤中为弱酸，，所以②中生成最快；
（2）在等体积下，电解质所能电离出的的物质的量越多，生成的体积越大。假设溶液的体积均为，则①中，；②中，；③中，；⑤中，④中，，起始时，，得，所以④中生成最多；
（3）电解质所能电离出的的物质的量越多，消耗越多，体积相等的①、②、③、⑤溶液中，②中所能电离出的最多，则消耗最多；
（4）的盐酸中，，水电离出的；
（5）⑤中，，起始时，，电离出的为，得。
12．(1)氢离子、醋酸根离子、氢氧根离子、水分子、醋酸分子
(2)B
(3)溶液中氢离子浓度为0.01小于醋酸的浓度，说明醋酸部分电离
解析：（1）为弱酸，在水溶液中部分电离出氢离子和醋酸根离子，水也会部分电离出氢离子、氢氧根离子，故溶液中含有氢离子、醋酸根离子、氢氧根离子、水分子、醋酸分子；
（2）溶液呈酸性，是因为醋酸溶液中醋酸电离出氢离子导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子；
A．中含氢元素不能说明醋酸溶液显酸性，A错误；
B．电离使溶液中，使得溶液显酸性，B正确；
C．能电离出，不能说明溶液中氢离子浓度一定大于氢氧根离子，C错误；
D．电离出氢离子，会抑制水电离，D错误；
故选B。
（3）测得溶液的，则溶液中氢离子浓度为0.01小于醋酸的浓度，说明醋酸部分电离，由此确定是弱电解质。
13．(1) ≤4 ≥10
(2)2：1 20：1
(3)pH=6
解析：(1)若某酸为强酸，则c(H+)被稀释100倍，即稀释后c(H+)=10-4 mol/L，pH=4，若为弱酸，由于稀释过程中弱酸继续电离补充H+，c(H+)被稀释小于100倍，即稀释后c(H+)＞10-4 mol/L，则pH＜4，故此处填：≤4；若某碱为强碱，则c(OH-)被稀释100倍，即稀释后c(OH-)=10-4 mol/L，pH=10，若为弱碱，由于稀释过程中弱碱继续电离补充OH-，c(OH-)被稀释小于100倍，稀释后c(OH-)＞10-4 mol/L，则pH＞10，故此处填：≥10；
(2)pH=5的H2SO4稀释10倍，c(H＋)和c(SO42-)同等倍数减小，所以c(H＋)∶c(SO42-)=2∶1；若将稀释后的溶液再稀释100倍，其pH≈7，而c(SO42-)相当于在起始浓度基础上被稀释1000倍，则c(SO42-)=，所以c(H＋)∶c(SO42-)=10-7∶5×10-9=20∶1；
(3)某温度时，水的离子积Kw=1×10-12，则温度下pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol/L，pH=1的盐酸中c(H+)=0.1 mol/L，两溶液等体积混合，二者恰好完全反应，溶液呈中性，故溶液pH=6。
14．H++BOH=B++H2O 10-5 10-9 >
解析：(1) ①中酸碱恰好完全反应生成BCl，溶液的pH<7，溶液呈酸性，则BOH为弱碱，酸碱反应离子方程式为H++BOH=B++H2O。
(2) 实验①中BCl是强酸弱碱盐，促进水电离，由水电离出的c(OH )等于溶液中c(H+)为10 5mol/L；实验③的溶液中溶质为等物质的量浓度的BCl、BOH，溶液呈碱性，说明BOH电离程度大于BCl水解程度，水电离出的c(OH )等于溶液中c(H+)为10 9mol/L。
(3) BCl是强酸弱碱盐，其水溶液呈酸性，要使混合溶液呈中性，则BOH应该稍微过量，酸碱体积相等，则x>。
15．HA+OH-=A-+H2O 0.05 10-13 12 pHa+pHb=12
解析：(1)①常温下，已知0.1mol·L-1一元酸HA溶液中=1×108，又，则，故常温下，0.1mol·L-1HA溶液的pH=3；HA为弱酸，则该酸(HA)与NaOH溶液反应的离子方程式为：HA+OH-=A-+H2O。
②0.2mol·L1HA溶液与0.1mol·L1NaOH溶液等体积混合后所得溶液中，存在物料守恒：c(A-)+c(HA)=2c(Na+)=0.1mol·L1，还存在电荷守恒：c(H+)+ c(Na+)= c(OH-)+ c(A-)，故c(H+)= c(OH-)+ c(A-)- c(Na+)，则c(H+)+c(HA)-c(OH-)= c(OH-)+ c(A-)- c(Na+)+c(HA)-c(OH-)= c(A-)- c(Na+)+c(HA)=0.05 mol·L1。
(2) pH=-lg c(H+)，t℃时，pH=2的稀硫酸中c(H+)=0.01 mol·L1，pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，则pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L1，c(H+)=1.0×10-11mol·L1，则该温度下水的离子积常数Kw=。
①该温度下(t℃)，将100mL0.1mol·L1的稀H2SO4溶液与100mL0.4mol·L1的NaOH溶液混合后，NaOH过量，溶液显碱性，混溶液中，则，pH=12。
②该温度下(t℃)，1体积的稀硫酸和10体积的NaOH溶液混合后溶液呈中性，则稀硫酸中c(H+)是NaOH溶液中c(OH-)的10倍，设稀硫酸中c(H+)=a mol·L1，则NaOH溶液中c(OH-)=amol·L1，则稀硫酸的pHa=-lga，NaOH溶液的，故稀硫酸的pH(pHa)与NaOH溶液的pH(pHb)的关系是：pHa+pHb=12。
16． X ＞ b点比c点对应状态下反应物浓度大，体系温度高 向逆反应方向 11
解析：(1)①根据图示，利用与制备合成气CO、总反应的热化学方程式为；
②化学反应速率由反应进行较慢的决定，活化能越大，反应进行越慢，若，则，即第二步反应的活化能大，反应进行更慢，因此决定制备“合成气”反应速率的化学方程式；
(2)①根据图示可知，在相同温度下，催化剂X作用下二氧化碳的转化率更高，则该反应适宜选用的催化剂为X；
②时，a点对应容器中二氧化碳的转化率为40%，则在内二氧化碳的浓度变化量为×40%=0.2mol/L，二氧化碳的平均反应速率为=0.04，反应速率之比等于反应化学计量数之比，则氢气的平均反应速率3×0.04=；根据碰撞理论，有效碰撞几率越大，反应速率越快，题图中b点对应的温度大于c点，且b点对应的二氧化碳转化率小于c点，b点的二氧化碳浓度比c点大，温度越高、浓度越大，反应速率越快，有效碰撞几率越大，则b点的反应速率比c点快，因此b、c点对应状态下反应物的有效碰撞几率b＞c；
③时，b点对应的二氧化碳转化率为60%，列三段式：
该温度下的平衡常数K==，保持温度不变向容器中再充入、，二氧化碳的物质的量变为0.6mol，乙醇的物质的量变为0.9mol，则Qc=，＞1，即Qc＞K，平衡将向逆反应方向移动；
(3)已知所得溶液，，则===1.0×10-11mol/L，则溶液的pH=11。
17．取待测物质少许加水配成溶液，向其中加入NaOH浓溶液，然后加热，若反应产生了有刺激性气味的气体，该气体使湿润的湿润红色石蕊试纸变蓝色，证明存在铵盐 无水硫酸铜 检验二氧化硫已除尽 B中固体由白色变为蓝色 不褪色 I2+SO2+2H2O=4H+++2I- 当滴入最后一滴Na2S2O3溶液后，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复蓝色 偏小
解析：I．铵盐与碱共热产生氨气，氨气能够使湿润的红色石蕊试纸变为蓝色；将蛋白质在装置A中灼烧，B装置盛放无水硫酸铜来检验生成的水，证明含有氢元素；C装置的品红溶液用来检验二氧化硫，证明含有S元素；D中酸性高锰酸钾溶液除去二氧化硫，防止影响二氧化碳的检验；E中品红检验二氧化硫已除尽；F装置检验二氧化碳，证明含有碳元素；
II．为测定该蛋白质中硫元素的质量分数，将蛋白质灼烧，其中的S元素变为SO2，用碘水吸收，二者反应产生硫酸和氢碘酸，过量的I2用Na2S2O3标准溶液滴定，由消耗的硫代硫酸钠计算剩余的碘，进而计算氧化二氧化硫的碘的量，根据方程式、硫元素守恒计算硫元素的质量分数；若燃烧时过量氧气进入吸收液中，由于氧气会氧化二氧化硫，导致实际消耗的碘减少，滴定消耗的硫代硫酸钠体积偏大，用于计算硫元素质量的碘的量偏小。
I．(1)铵盐与碱反应生成氨气，氨气能使湿润的湿润红色石蕊试纸变蓝色，反应的离子方程式是：+OH-NH3↑+H2O，故能证明铵盐存在的实验方法是：取待测物质少许加水配成溶液，向其中加入NaOH浓溶液，然后加热，若反应产生了有刺激性气味的气体，该气体使湿润的湿润红色石蕊试纸变蓝色，证明物质中存在铵盐；
(2)①B装置盛放无水硫酸铜，作用是检验生成的H2O，若看到固体由白色变为蓝色，就证明产生了H2O，说明蛋白质中含有氢元素；
②C装置检验SO2，证明含有S元素，现象是品红溶液褪色；D中酸性高锰酸钾溶液作用是除去SO2，防止影响CO2的检验，看到的现象是溶液紫色变浅；E中品红作用是检验SO2已除尽，看到的现象是溶液红色不褪色；F装置检验CO2，看到石灰水变浑浊，就证明反应产生了CO2气体，说明该蛋白质中含有碳元素，由此可证明燃烧产物中含有H2O、SO2、CO2。
II. (3)二氧化硫与碘在溶液中反应生成硫酸与HI，反应的离子方程式为：I2+SO2+2H2O=4H+++2I-；
(4)以淀粉为指示剂，用Na2S2O3标准溶液滴定剩余I2，当达到滴定终点时，碘完全反应，溶液蓝色褪去，故达到滴定终点的标志为：当滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液时，溶液的蓝色褪去，且半分钟内不恢复蓝色；
(5)由反应2+I2=+2I-可知：吸收SO2后溶液中剩余I2的物质的量为n(I2)剩=c2V2×10-3 mol，则与SO2反应的I2的物质的量为n(I2)=c1·V1×10-3 mol-c2V2×10-3 mol=(c1V1-0.5 c2V2) ×10-3 mol，由I2+SO2+2H2O=4H+++2I-可知n(S)=n(SO2)=n(I2)=(c1V1-0.5c2V2)×10-3 mol，故S元素的质量分数；
(6)若燃烧时过量氧气进入吸收液中，由于氧气会氧化二氧化硫，导致实际消耗的碘减少，滴定剩余I2消耗的硫代硫酸钠体积偏大，用于计算硫元素质量的碘的量偏小，故会导致该蛋白质中的硫元素的质量分数测定值偏小