- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
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．
由此推出：随着温度的升高，KW的值______；水的电离程度______；水的电离平衡向______移动，水的电离过程是______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，并分析下表：
综上所述，可得出如下结论：
①温度、酸、______均能影响水的电离平衡．
②KW只受______的影响，而与其他因素无关．
正确答案
解：（1）由题干所给数据可知水的KW与温度成正比，即随着温度的升高，KW的值增大，由Kw=c（H+）•c（OH-）可知，c（H+）和c（OH-）增大，水的电离程度增大，水的电离平衡向右移动，说明水的电离是吸热的过程，
故答案为：增大；增大；右；吸热；
（2）纯水中加入盐酸，增大了c（H+），使溶液呈酸性，即c（H+）＞c（OH-），纯水中加氢氧化钠，增大了c（OH-），溶液呈碱性，即c（H+）＞c（OH-）；由表中所给数据可知：温度升高促进水的电离，在纯水中加入酸、碱抑制水的电离，温度、酸、碱均能影响水的电离平衡，但温度不变，水的离子积常数不变，
故答案为：＞；＜；碱；温度．
解析
解：（1）由题干所给数据可知水的KW与温度成正比，即随着温度的升高，KW的值增大，由Kw=c（H+）•c（OH-）可知，c（H+）和c（OH-）增大，水的电离程度增大，水的电离平衡向右移动，说明水的电离是吸热的过程，
故答案为：增大；增大；右；吸热；
（2）纯水中加入盐酸，增大了c（H+），使溶液呈酸性，即c（H+）＞c（OH-），纯水中加氢氧化钠，增大了c（OH-），溶液呈碱性，即c（H+）＞c（OH-）；由表中所给数据可知：温度升高促进水的电离，在纯水中加入酸、碱抑制水的电离，温度、酸、碱均能影响水的电离平衡，但温度不变，水的离子积常数不变，
故答案为：＞；＜；碱；温度．
（2015秋•陕西校级月考）能使水的电离平衡右移，且水溶液显碱性的离子是（ ）
正确答案
解析
解：水的电离方程式为H2O⇌H++OH-，
A．加入氢离子，抑制了水的电离，水的电离平衡左移，故A错误；
B．加入OH-，溶液中c（OH-）增大，抑制水电离，水的电离平衡左移，故B错误；
C．Al3+和氢氧根离子反应生成氢氧化铝沉淀，促进水电离，导致溶液中c（H+）＞c（OH-），溶液呈酸性，故C错误；
D．HCO3-和氢离子反应生成碳酸，促进水电离，导致溶液中c（H+）＜c（OH-），溶液呈碱性，故D正确；
故选D．
下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、除了温度外，要破坏水的电离平衡，必须改变溶液中氢离子或者氢氧根离子的浓度，所以水溶液中c（H+）和c（OH-）不能同时增大，故A正确；
B、pH=0的溶液中氢离子浓度为1mol/L，酸溶液中氢离子浓度可以远远大于此氢离子浓度，所以其溶液不是酸性最强的溶液，故B错误；
C、无论任何水溶液中，都一定存在氢离子和氢氧根离子，故C错误；
D、某温度下，纯水中c（H+）=2×10-7mol•L-1，氢氧根离子浓度也等于2×10-7mol•L-1，纯水显示中性，故D错误；
故选A．
下列说法正确的是（ ）
A水的离子积常数KW只与温度有关，但外加酸、碱、盐一定会影响水的电离程度
BKsp不仅与难溶电解质的性质和温度有关，还与溶液中相关离子的浓度有关
C常温下，向10mL PH=3的醋酸溶液中加水稀释后，溶液中
D常温下，在0.10mol•L-1的NH3•H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，能使溶液的pH减小，
正确答案
解析
解：A．水的离子积常数KW只与温度有关，但外加酸、碱和能够水解的盐一定会影响水的电离程度，如果盐为强酸强碱盐，则不影响水的电离程度，故A错误；
B．Ksp与难溶电解质的性质和温度有关，与溶液中离子浓度大小无关，故B错误；
C．将该表达式的分子、分母同时乘以氢离子浓度可得：
D．常温下，在0.10mol•L-1的NH3•H2O溶液中加入少量NH4Cl晶体，铵根离子浓度增大，抑制了氨水的电离，溶液中氢氧根离子浓度减小，溶液的pH减小，设氨水的电离平衡常数为K，则K=
故选D．
现有浓度均为0.1mol/L的下列溶液：①氢氧化钠、②硫酸、③氯化铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵、⑥氨水，请回答下列问题：
（1）①、②溶液中由水电离出的H+浓度之比是______．
（2）③、④、⑤、⑥三种溶液中NH4+浓度由大到小的顺序是（填序号）______．
（3）将②和③等体积混合后，混合液中各离子浓度由大到小的顺序是______．
（4）⑤中利用电荷守恒的等量关系式是______
（5）某温度（t℃）时，测得0.01mol•L-1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的Kw=______．在此温度下，将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的H2SO4溶液VbL混合，若所得混合液为中性，且a=12，b=2，则Va：Vb=______．
正确答案
解：（1）①0.1mol/L氢氧化钠溶液，抑制了水的电离，溶液中氢离子是水电离的，水电离的氢离子浓度为：c（H+）=
②0.1mol/L硫酸溶液，抑制了水的电离，溶液中的氢氧根离子为水电离的，水电离的氢离子与氢氧根离子浓度相等，所以水电离的氢离子浓度为：c（H+）=
两种溶液，由水电离产生的c（H+）之比①：②=10-13mol/L：5×10-14mol/L=2：1，
故答案为：2：1；
（2）③氯化铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵、⑥氨水溶液中存在：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，其中硫酸铵溶液中铵根离子浓度最大，氯化铵次之，硫酸氢铵存在大量的H+，抑制NH4+的水解，氨水为弱电解质，难以电离，在这五种溶液中NH4+最小，合液中各离子浓度由大到小的顺序是：⑤③④⑥；
故答案为：⑤③④⑥；
（3）将②和③等体积混合后，铵根离子发生水解减小了铵根离子浓度、增大了氢离子浓度，氢离子浓度最大，硫酸根离子浓度等于氯离子浓度，氢氧根离子浓度最小，因此混合液中各离子浓度由大到小的顺序是c（H+）＞c（SO4 2-）＞c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（OH-），
故答案为：c（H+）＞c（SO4 2-）＞c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（OH-）；
（4）硫酸铵中含有的阳离子有：H+、NH4+，阴离子有：SO4 2-、OH-，电荷守恒式为：c（H+）+c（NH4+）=2c（SO4 2-）+c（OH-），
故答案为：c（H+）+c（NH4+）=2c（SO4 2-）+c（OH-）；
（5）0.01mol•L-1 的NaOH溶液的pH=11，则c（H+）=10-11 mol/L，氢氧化钠是强碱，完全电离，所以氢氧根离子浓度等于氢氧化钠浓度=0.01mol/L，
则Kw=c（H+）×c（OH-）=10-11×10-2=1.0×10-13；
混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等，pH=a的NaOH溶液中氢氧根离子浓度=10a-15 mol/L，
pH=b的H2SO4溶液氢离子浓度=10-b mol/L，10a-13 mol/L×VaL=10-b mol/L×VbL且a=12，b=2，Z则Va：Vb=1：10，
故答案为：1.0×10-13；1：10．
解析
解：（1）①0.1mol/L氢氧化钠溶液，抑制了水的电离，溶液中氢离子是水电离的，水电离的氢离子浓度为：c（H+）=
②0.1mol/L硫酸溶液，抑制了水的电离，溶液中的氢氧根离子为水电离的，水电离的氢离子与氢氧根离子浓度相等，所以水电离的氢离子浓度为：c（H+）=
两种溶液，由水电离产生的c（H+）之比①：②=10-13mol/L：5×10-14mol/L=2：1，
故答案为：2：1；
（2）③氯化铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵、⑥氨水溶液中存在：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+，其中硫酸铵溶液中铵根离子浓度最大，氯化铵次之，硫酸氢铵存在大量的H+，抑制NH4+的水解，氨水为弱电解质，难以电离，在这五种溶液中NH4+最小，合液中各离子浓度由大到小的顺序是：⑤③④⑥；
故答案为：⑤③④⑥；
（3）将②和③等体积混合后，铵根离子发生水解减小了铵根离子浓度、增大了氢离子浓度，氢离子浓度最大，硫酸根离子浓度等于氯离子浓度，氢氧根离子浓度最小，因此混合液中各离子浓度由大到小的顺序是c（H+）＞c（SO4 2-）＞c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（OH-），
故答案为：c（H+）＞c（SO4 2-）＞c（Cl-）＞c（NH4+）＞c（OH-）；
（4）硫酸铵中含有的阳离子有：H+、NH4+，阴离子有：SO4 2-、OH-，电荷守恒式为：c（H+）+c（NH4+）=2c（SO4 2-）+c（OH-），
故答案为：c（H+）+c（NH4+）=2c（SO4 2-）+c（OH-）；
（5）0.01mol•L-1 的NaOH溶液的pH=11，则c（H+）=10-11 mol/L，氢氧化钠是强碱，完全电离，所以氢氧根离子浓度等于氢氧化钠浓度=0.01mol/L，
则Kw=c（H+）×c（OH-）=10-11×10-2=1.0×10-13；
混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等，pH=a的NaOH溶液中氢氧根离子浓度=10a-15 mol/L，
pH=b的H2SO4溶液氢离子浓度=10-b mol/L，10a-13 mol/L×VaL=10-b mol/L×VbL且a=12，b=2，Z则Va：Vb=1：10，
故答案为：1.0×10-13；1：10．
水是宝贵资源，研究生活和工业用水的处理有重要意义．
请回答下列问题：
（1）已知水的电离平衡曲线如图1所示．A、B、C三点水的电离平衡常数KA、KB、KC关系为______，若从B点到D点，可采用的措施是______（填序号）．
a．加入少量盐酸
b．加入少量碳酸钠
c．加入少量氢氧化钠
d．降低温度
（2）饮用水中的NO3-主要来自于NH4+．已知在微生物的作用下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-．两步反应的能量变化如图2，1molNH4+全部被氧化成NO3-的热化学方程式为______．
（3）某工厂用电解法除去废水中含有的Cr2O72-，总反应方程式为：Cr2O72-+6Fe+17H2O+2H+ 2Cr（OH）3↓+6Fe（OH）3↓+6H2↑，该电解反应的负极材料反应的电极式为______，若有9mol电子发生转移，则生成的cr（OH）3物质的量为______．
（4）废水中的N、P元素是造成水体富营养化的主要因素，农药厂排放的废水中．常含有较多的NH4+和PO43-，其中一种方法是：在废水中加入镁矿工业废水，可以生成高品位的磷矿石--鸟粪石，反应的离子方程式为Mg2++NH4++PO43-→MgNH4PO4↓．该方法中需要控制污水的pH为7.5-10，若pH高于l0.7，鸟粪石产量会降低，其原因可能是______．
正确答案
解：（1）A点的C（OH-）和C点C（OH-）相等，但A点c（H+）大于C点c（H+），所以KA＞KC，C点的c（H+）和c（OH-）都大于B点c（H+）和c（OH-），所以KC＞KB，即KA＞KC＞KB；
从B点到D点c（OH-）变大，但cc（H+）变小，温度不变，Kw不变，溶液碱性增强，故答案为：KA＞KC＞KB；bc；
（2）第一步的热化学方程式为：NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=-273KJ/mol，
第二步的热化学方程式为：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq）△H=-73KJ/mol，
根据盖斯定律则NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq）△H=-346 kJ/mol，
故答案为：NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq）△H=-346 kJ/mol；
（3）负极材料反应的电极式为：Fe-2e-═Fe2+，因电子和cr（OH）3的关系式：cr（OH）3～9e-，所以9mol电子发生转移，生成的cr（OH）3物质的量为1mol，
故答案为：Fe-2e-═Fe2+；1mol；
（4）因Mg2+能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，降低了鸟粪石的产量，故答案为：生成难溶的氢氧化镁，降低了鸟粪石的产量．
解析
解：（1）A点的C（OH-）和C点C（OH-）相等，但A点c（H+）大于C点c（H+），所以KA＞KC，C点的c（H+）和c（OH-）都大于B点c（H+）和c（OH-），所以KC＞KB，即KA＞KC＞KB；
从B点到D点c（OH-）变大，但cc（H+）变小，温度不变，Kw不变，溶液碱性增强，故答案为：KA＞KC＞KB；bc；
（2）第一步的热化学方程式为：NH4+（aq）+1.5O2（g）═NO2-（aq）+2H+（aq）+H2O（l）△H=-273KJ/mol，
第二步的热化学方程式为：NO2-（aq）+0.5O2（g）═NO3-（aq）△H=-73KJ/mol，
根据盖斯定律则NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq）△H=-346 kJ/mol，
故答案为：NH4+（ap）+2O2（g）═2H+（ ap）+H2O（l）+NO3-（aq）△H=-346 kJ/mol；
（3）负极材料反应的电极式为：Fe-2e-═Fe2+，因电子和cr（OH）3的关系式：cr（OH）3～9e-，所以9mol电子发生转移，生成的cr（OH）3物质的量为1mol，
故答案为：Fe-2e-═Fe2+；1mol；
（4）因Mg2+能与氢氧根离子反应生成氢氧化镁沉淀，降低了鸟粪石的产量，故答案为：生成难溶的氢氧化镁，降低了鸟粪石的产量．
下列说法正确的是（ ）
A向50mL 1mol•L-1的盐酸中加入烧碱，水的KW不变
BNH4Cl和NH3•H2O混合液中，二者对对方的平衡都起了抑制作用
C有两种弱酸HX和HY且酸性HX＞HY，则体积和浓度相同的NaX和NaY溶液中有c（Y-）＞c（X-）＞c（OH-）＞c（H+）
D常温下0.1 mol•L-1的HA溶液中
正确答案
解析
解：A．Kw只受温度的影响，盐酸中加入烧碱发生酸碱中和反应，放出热量，使体系温度升高，Kw值增大，故A错误；
B．铵根离子水解方程式：NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+加入一水合氨，一水合氨浓度增大，平衡向逆向移动，抑制铵根离子的水解；一水合氨的电离方程式：NH3•H2O⇌NH4++OH-，加入氯化铵溶液，铵根离子浓度增大，平衡向逆向移动，抑制了一水合氨的电离，故B正确；
C．因为酸性HX＞HY，所以水解能力NaX＜NaY，体积和浓度相同的NaX和NaY溶液混合后离子浓度关系为：c（X-）＞c（Y-）＞c（OH-）＞c（H+）．故C错误；
D．c（OH-）/c（H+）=1×10-8，c（OH-）×c（H+）=1×10-14，所以c（H+）=10-3mol•L-1，该酸为弱酸，加水稀释时弱酸的电离程度增大，所以0.01 mol•L-1 HA溶液中c（H+）＞1×10-4mol•L-1，故D错误；
故选B．
水是一种非常难电离的物质．250C时，水的离子积Kw=1.0×10-14．下列有关水的叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．水能够部分电离出氢离子和氢氧根离子，所以为弱电解质，故A错误；
B．温度升高，水的电离程度增大，水中氢离子都能增大，故B错误；
C．氢氧化钠溶液中氢氧根离子抑制了水的电离，醋酸钠溶液中醋酸根离子水解，促进了水的电离，故C正确；
D．液体时混乱度大于固体的混乱度，所以由液态水结成冰的过程是一个熵减的过程，故D错误；
故选C．
能促进水的电离，并使溶液中的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向水中加入明矾晶体
⑤向水中加入NaHCO3固体
⑥向水中加NaHSO4固体．
正确答案
解析
解：①加热时促进水的电离，但是氢离子和氢氧根浓度依然相等，故①错误；
②加入金属钠，和水电离出的氢离子反应生成氢氧化钠和氢气，使水的电离向右移动，碱性增强，c（H+）＜c（OH-），故②错误；
③二氧化碳溶于水形成碳酸，溶液中的c（H+）＞c（OH-），酸对水的电离起抑制作用，故③错误；
④向水中加入明矾，铝离子水解对水的电离起促进作用，电离后的溶液显酸性，溶液中的c（H+）＞c（OH-），故④正确；
⑤向水中加入NaHCO3，碳酸氢钠中的碳酸氢根水解显碱性，使溶液中的c（H+）＜c（OH-），故⑤错误；
⑥向水中加NaHSO4固体形成硫酸氢钠水溶液，硫酸氢钠在水中完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，氢离子对水的电离起抑制作用，故⑥错误．
故选D．
常温时，某溶液中由水电离产生的OH-的物质的量浓度为1×10-11mol．L-1，此溶液可能是（ ）
正确答案
解析
解：常温下，由水电离出的c（OH-）=10-11mol/L，水电离的氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，则c（H+）•c（OH-）=10-22＜10-14，说明该溶液中溶质抑制了的水的电离，
A、0.001mol•L-1盐酸中，根据水的离子积计算出由水电离出的c（OH-）=10-11mol/L，故A正确；
B、0.001mol•L-1的硫酸中，氢离子浓度是0.002mol•L-1，根据水的离子积计算出由水电离出的c（OH-）=5×10-12mol/L，故B错误；
C、pH=11的NaCN溶液中溶质促进了的水的电离，故C错误；
D、pH=11的KOH溶液中，根据水的离子积计算出由水电离出的c（OH-）=10-11mol/L，故D正确；
故选AD．
下列叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、纯水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，溶液显中性，故A错误；
B、pH=3的醋酸溶液中氢离子浓度为0.001mol/L，稀释后醋酸电离程度增大，氢离子浓度大于0.0001mol，溶液的pH小于4，故B正确；
C、0.2mol/L的盐酸，与等体积水混合后，由于溶液的体积不是原来的2倍，溶液中氢离子浓度不是0.1mol/L，所以溶液的pH不等于1，故C错误；
D、pH=3的醋酸溶液，氢离子浓度为0.001mol/L，醋酸的浓度远远大于0.001mol/L，而pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度为0.001mol/L，等体积混合后醋酸过量，溶液显酸性，溶液pH＜7，故D错误；
故选B．
某温度下Kw=10-13，已知该温度下某浓度Na2CO3溶液的pH=10，则该溶液中由水电离的c（OH-）是（ ）
正确答案
解析
解：某温度下，某Na2CO3溶液的pH=10，c（H+）=10-10mol/L，由于在碳酸钠溶液中水电离出的氢离子被碳酸根结合成碳酸氢根，所以该溶液中由水电离的c（OH-）就是溶液中的氢氧根，此时该溶液中由水电离的c（OH-）=
故选：B；
物质溶于水的过程中通常伴随着能量的变化，下表为四种物质的溶解热（“+”为放热，“-”为吸热，18℃）
将等质量的上述物质加入等质量的水中，对水的电离平衡影响最小的是（ ）
正确答案
解析
解：根据四种物质的溶解热可知，等质量时，四种物质的热效应最小的为NH4NO3，其次为KNO3，最大的是NaOH；水的电离为吸热反应，温度影响水的电离，所以热效应越小，温度对水的电离影响越小；又由于硝酸铵中的铵离子水解，促进了水的电离，而硝酸钾不水解，所以综合考虑，对水的电离程度影响最小的为硝酸钾，
故选D．
中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性．在25℃时，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色．而要精确测定溶液的pH，需要用pH计．pH计主要通过测定溶液的c（H+），来测定溶液的pH．
（1）已知水中存在如下平衡：H2O+H2O⇌H3O++OH-；△H＞0kJ•mol-1；现要使平衡向右移动，且所得的溶液呈酸性，选择的方法是______（填编号）
A．向水中加入NaHSO4 B．向水中加入Cu（NO3）2
C．加热水至100℃[其中c（H+）=1×10-6mol•L-1]D．向水中加入（NH4）2SO4
（2）现要测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显______色，溶液呈______性（填酸、碱或中）；若用pH计测定，则pH______7（填＞、＜、=），溶液呈______性（填酸、碱或中）
正确答案
BD
红
中
＜
中
解析
解：（1）A．向水中加入NaHSO4，NaHSO4电离出氢离子，抑制水电离，平衡逆向移动，导致溶液中C（H+）＞C（OH-），溶液呈酸性，故错误；
B．向水中加入Cu（NO3）2，Cu（NO3）2是强酸弱碱盐能水解，铜离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铜，从而促进水电离，导致溶液中C（OH-）＜C（H+），溶液呈酸性，故正确；
C．水的电离是吸热反应，加热至100℃，促进水电离，溶液C（OH-）=C（H+），溶液呈中性，故错误；
D．向水中加入（NH4）2SO4，（NH4）2SO4是强酸弱碱盐能水解，铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨，从而促进水电离，导致溶液中C（OH-）＜C（H+），溶液呈酸性，故正确；
故选BD；
（2）温度升高会促进水的电离，所以水的pH会减小，所以100℃沸水仍然是中性的，但此时的pH值小于7，pH试纸测定溶液的酸碱性时，试纸为红色，水在任何温度下均为中性的，故答案为：红；中；＜；中．
下列溶液一定呈酸性的是（ ）
正确答案
解析
解：A．水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，pH＜7的溶液，不一定显示酸性，如100℃时，水的离子积常数是10-12，当pH=6时溶液呈中性，故A错误；
B．溶液中离子浓度满足c（H+）＞c（OH-）的溶液，溶液一定呈酸性，故B正确；
C．室温下pH＞7的溶液为碱性溶液，不是酸性溶液，故C错误；
D．c（H+）＜c（OH-） 的溶液一定为碱性溶液，故D错误，
故选B．
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