2020_2021学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡2_3pH的应用课时作业含解析新人教版选修4 9页

课时作业14　pH的应用 时间：45分钟　　满分：100分 一、选择题(每小题5分，共55分)‎ ‎1．下面是一段关于酸碱中和滴定实验操作的叙述：①取一锥形瓶，用待测NaOH溶液润洗两次　②在一锥形瓶中加入25 mL待测NaOH溶液　③加入几滴石蕊溶液作指示剂 ‎④取一支酸式滴定管，洗涤干净　⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液，进行滴定　⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞，右手不停摇动锥形瓶　⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面下降，直至滴定终点。文中所述操作有错误的序号为(　D　)‎ A．④⑥⑦　　　　　　　　　 B．①⑤⑥⑦‎ C．③⑤⑦ D．①③⑤⑦‎ 解析：锥形瓶不用待测液润洗，①错；石蕊变色不明显，不易观察颜色，在酸碱中和滴定时不用石蕊作指示剂，③错；滴定管使用前要润洗，⑤错；滴定过程中眼睛应观察锥形瓶中溶液颜色变化，⑦错。‎ ‎2．下列实验操作能达到测量要求的是(　C　)‎ A．用托盘天平称量25.21 g氯化钠 B．用10 mL量筒量取7.50 mL稀硫酸 C．用25 mL滴定管量取14.86 mL溶液 D．用广泛pH试纸测得溶液的pH为4.2‎ 解析：使用托盘天平、量筒时，读数保留至小数点后一位；pH试纸测出的pH为整数；滴定管使用时读数保留至小数点后两位。‎ ‎3．关于下列各实验或装置的叙述中，不正确的是(　D　)‎ 9‎ 9‎ 解析：A、B、C三项都正确；D项，最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色，且半分钟内不恢复成原来的颜色，即达到滴定终点，错误。‎ ‎4．用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，下列操作不正确的是(　A　)‎ A．酸式滴定管用蒸馏水洗净后，直接加入已知浓度的盐酸 B．锥形瓶用蒸馏水洗净后，直接加入一定体积的未知浓度的NaOH溶液 C．滴定时，眼睛观察锥形瓶中溶液颜色的变化 D．读数时，视线与滴定管内液体的凹液面最低处保持水平 解析：滴定管用蒸馏水洗净后，应用标准盐酸润洗2～3次。‎ ‎5．用已知浓度的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液时，以下操作会导致测得的NaOH溶液浓度偏高的是(　A　)‎ A．滴定前滴定管有气泡，滴定后气泡消失 B．碱式滴定管量取NaOH溶液时，未进行润洗操作 C．滴定达到滴定终点时俯视读数 D．锥形瓶在取用NaOH待测液前用少量水洗涤 解析：滴定前滴定管中有气泡，滴定后消失，则读取盐酸的体积偏大，据c(HCl)·V(HCl)＝c(NaOH)·V(NaOH)，c(NaOH)＝，V(HCl)偏大，NaOH溶液浓度偏高，A项正确；B项中，导致NaOH溶液中的溶质减少，消耗的盐酸减少，使结果偏低；C项，滴定终点时俯视读数导致读取的盐酸体积偏小，结果也偏低，D项，无影响。‎ ‎6．用1.0 mol/L的NaOH溶液中和某浓度的H2SO4溶液，其水溶液的pH和所用NaOH溶液的体积关系变化如图所示，则原H2SO4溶液的物质的量浓度和完全反应后溶液的大致体积是(　C　)‎ A．1.0 mol/L,20 mL　　　　　 B．0.5 mol/L,40 mL C．0.5 mol/L,80 mL D．1.0 mol/L,80 mL 解析：通过分析图像知，pH＝7时消耗NaOH溶液的体积为40 mL，可知H2SO4的物质的量为0.02 mol。据此H2SO4的物质的量浓度为1.0 mol/L，体积为20 mL或物质的量浓度为0.5 mol/L、体积为40 mL两者均可以。但是图中所示起点在坐标原点，即反应前溶液pH＝0，则c(H＋)＝1 mol/L，反应前c(H2SO4)＝0.5 mol/L，体积为40‎ 9‎ ‎ mL，则两者完全反应后溶液的大致体积是40 mL＋40 mL＝80 mL，选C。‎ ‎7．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是(　B　)‎ A．盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1‎ B．P点时恰好完全中和，溶液呈中性 C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线 D．酚酞不能用作本实验的指示剂 解析：由图可知，盐酸与氢氧化钠溶液的浓度相等，都是0.1 mol·L－1，A错误；P点时盐酸与氢氧化钠溶液的体积相等，恰好完全中和，溶液呈中性，故B项正确；曲线a对应的溶液起点的pH等于1，故曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的滴定曲线，C项错误；强酸和强碱的中和滴定，达到终点时溶液为中性，指示剂选择酚酞或甲基橙都可以，D项错误。‎ ‎8.某学生用碱式滴定管量取0.1 mol·L－1的NaOH溶液，开始时仰视液面，读数为1.00 mL。取出部分溶液后，俯视液面，读数为11.00 mL，该同学在操作中实际取出的液体为(　A　)‎ A．大于10.00 mL B．小于10.00 mL C．等于10.00 mL D．等于11.00 mL 解析：由于开始读数时，视线低，读数大于正确读数，而取出液体后读数视线高，读数小于正确读数，说明实际量取的体积大于他读数的体积，故体积大于10.00 mL。‎ 9‎ ‎9．右图是向100 mL盐酸中逐渐加入NaOH溶液时，溶液的pH变化图像。根据图像所得结论正确的是(　A　)‎ A．原来盐酸的物质的量浓度为0.1 mol·L－1‎ B．X为0.1 mol·L－1的NaOH溶液 C．原来盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1‎ D．X为0.01 mol·L－1的NaOH溶液 解析：原来盐酸的pH＝1，则c(HCl)＝0.1 mol·L－1，n(HCl)＝0.01 mol，滴定终点时所需NaOH的物质的量n(NaOH)＝0.01 mol，但体积与浓度无法计算。‎ ‎10．常温下，用氢氧化钠溶液来测定硫酸溶液，当达到滴定终点时，消耗氢氧化钠溶液的体积等于锥形瓶中硫酸溶液的体积，这说明(　D　)‎ A．NaOH和H2SO4溶液的物质的量浓度相等 B．H2SO4的物质的量浓度等于NaOH物质的量浓度的两倍 C．NaOH和H2SO4溶液的质量分数相等 D．氢氧化钠溶液的pH和硫酸溶液的pH之和等于14‎ 解析：根据化学方程式：2NaOH＋H2SO4===Na2SO4＋2H2O可知，c(NaOH)·V(NaOH)＝2c(H2SO4)·V(H2SO4)，当V(NaOH)＝V(H2SO4)时，c(NaOH)＝2c(H2SO4)，且中和反应的实质是n(H＋)＝n(OH－)。‎ ca(H＋)·V(H2SO4)＝cb(OH－)·V(NaOH)‎ 因为V(H2SO4)＝V(NaOH)。所以ca(H＋)＝cb(OH－)，对于NaOH溶液cb(H＋)＝，所以ca(H＋)＝，两边同时取负对数即：pHa＋pHb＝14，所以D说法正确。‎ ‎11．以酚酞试液为指示剂，对某新制的NaOH溶液进行中和滴定实验，数据记录如下表：‎ 待测液 消耗标准盐酸(0.10 mol/L)的体积 9‎ ‎①‎ ‎20 mL NaOH溶液 V1 mL ‎②‎ ‎20 mL NaOH溶液＋10 mL水 V2 mL ‎③‎ 敞口隔夜放置的 ‎20 mL NaOH溶液 V3 mL 该新制的NaOH溶液的浓度c(mol/L)合理的是(　B　)‎ A．c＝0.10×(V1＋V2＋V3)/(3×20)‎ B．c＝0.10×(V1＋V2)/(2×20)‎ C．c＝0.10×(V1＋V3)/(2×20)‎ D．c＝0.10V1/20‎ 解析：③样品吸收空气中的CO2，生成Na2CO3，用酚酞作指示剂，会造成误差，计算式中不能出现V3，应用①②的平均值，答案选B。‎ 二、非选择题(45分)‎ ‎12．(16分)某学生用标准的0.20 mol·L－1的盐酸滴定待测的NaOH溶液，其实验操作如下：‎ A．用碱式滴定管取待测的NaOH溶液放入锥形瓶中，滴加2～3滴指示剂 B．用待测的NaOH溶液润洗碱式滴定管 C．把滴定管用蒸馏水洗干净 D．取下酸式滴定管，用标准的盐酸润洗后，将标准的盐酸溶液注入酸式滴定管至刻度0以上2～3 cm处，再把酸式滴定管固定好，调节液面 E．检查滴定管是否漏水，并分别固定在滴定管夹两边 F．另取锥形瓶，再重复滴定操作一次 G．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴定边摇动锥形瓶，直到加入一滴酸后溶液颜色突变并在半分钟内不再变色为止，记下滴定管液面所在的刻度 根据上述滴定操作填空：‎ ‎(1)滴定操作的正确顺序是(用字母填空)‎ C→E→D→B→A→G→F。‎ ‎(2)G步操作中在锥形瓶底下垫一张白纸的作用是便于观察溶液的颜色变化(或便于判断滴定终点)。‎ ‎(3)D步操作中液面应调节到“0”或“0”以下某一刻度，尖嘴部分应充满溶液且无气泡。‎ ‎(4)酸式滴定管未用标准的盐酸润洗，待测的NaOH溶液浓度的测定值会偏高；在D操作中尖嘴部分若滴定前有气泡，滴定后气泡消失，待测的NaOH溶液浓度的测定值会偏高；若碱式滴定管未用待测的NaOH溶液润洗，待测NaOH溶液浓度的测定值会偏低。‎ 9‎ 解析：酸式滴定管未润洗，使标准液浓度降低，消耗标准液的体积增大，误差偏高；在滴定前酸式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失，会使标准液的读数变大，误差偏高；碱式滴定管未用待测液润洗，盛装NaOH溶液，使NaOH溶液的浓度变小，消耗标准液的体积变小，误差偏低。‎ ‎13．(16分)现用邻苯二甲酸氢钾标准溶液来测定NaOH溶液的浓度。滴定时有下列操作：‎ ‎①向溶液中加入1～2滴指示剂。‎ ‎②取20.00 mL标准溶液放入锥形瓶中。‎ ‎③用氢氧化钠溶液滴定至终点。‎ ‎④重复以上操作。‎ ‎⑤用天平精确称取5.105 g邻苯二甲酸氢钾(相对分子质量为204.2)固体配制成250 mL标准溶液(测得pH约为4.2)。‎ ‎⑥根据实验数据计算氢氧化钠的物质的量浓度。‎ ‎(1)以上各步中，正确的操作顺序是⑤②①③④⑥(填序号)，上述②中使用的仪器除锥形瓶外，还需要酸式滴定管。‎ ‎(2)滴定并记录V(NaOH)的初、终读数。数据记录如下表：‎ 滴定次数 ‎1‎ ‎2‎ ‎3‎ ‎4‎ V(标准溶液)/mL ‎20.00‎ ‎20.00‎ ‎20.00‎ ‎20.00‎ V(NaOH)/mL(初读数)‎ ‎0.10‎ ‎0.30‎ ‎0.00‎ ‎0.20‎ V(NaOH)/mL(终读数)‎ ‎20.08‎ ‎20.30‎ ‎20.80‎ ‎20.22‎ V(NaOH)/mL(消耗)‎ ‎19.98‎ ‎20.00‎ ‎20.80‎ ‎20.02‎ 某同学在处理数据过程中计算得到平均消耗NaOH溶液的体积为V(NaOH)＝ mL＝20.20 mL。‎ 他的计算合理吗？不合理。理由是第3组数据明显偏大，不应采用。‎ 已知该实验用酚酞作指示剂，通过仪器测得第4次滴定过程中溶液pH随加入氢氧化钠溶液体积的变化曲线如图所示，则a<20.02(填“>”“<”或“＝”)。‎ 9‎ ‎(3)步骤②中在调节起始读数时，滴定管的尖嘴部分必须充满溶液，如果滴定管内部有气泡，赶走气泡的操作是快速放液。滴定前，用蒸馏水洗净碱式滴定管，然后加入待测定的氢氧化钠溶液，滴定，此操作使实验结果偏小(填“偏大”“偏小”或“不产生误差”)。‎ 解析：(1)因为邻苯二甲酸氢钾溶液显酸性，所以需用酸式滴定管移取。‎ ‎(2)第3组实验所消耗的NaOH溶液的体积为20.80 mL，与其他三组数据相差太大，应舍弃不用；此题以酚酞作为指示剂，酚酞变色的范围是8.2～10.0，所以当pH＝7时，还没有达到滴定终点，故a<20.02。‎ ‎(3)c(NaOH)＝，若碱式滴定管未用NaOH待测液润洗，则消耗NaOH溶液的体积偏大，所测浓度偏小。‎ ‎14．(13分)氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.001 mol·L－1的酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液(反应的离子方程式为2MnO＋5HSO＋H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O)。完成下列问题：‎ ‎(1)该滴定实验所需仪器有ABDEFGH。(填字母序号)‎ A．酸式滴定管(50 mL) B．碱式滴定管(50 mL)‎ C．量筒(10 mL) D．锥形瓶 E．铁架台 F．滴定管夹 G．烧杯 H．白纸 I．胶头滴管 J．漏斗 ‎(2)不用碱(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因：KMnO4溶液能把橡胶管氧化。‎ ‎(3)选何种指示剂，说明理由：不用指示剂，因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫色褪去，所以不需要指示剂。‎ ‎(4)滴定前平视KMnO4液面，刻度为a mL，滴定后俯视液面，刻度为b mL，则(b－a) mL比实际消耗KMnO4溶液体积少(填“多”或“少”)。根据(b－a) mL计算得到的待测液浓度比实际浓度小(填“大”或“小”)。‎ 9‎ 解析：酸性KMnO4具有强氧化性，要放在酸式滴定管中，取用待测NaHSO3溶液要用碱式滴定管，再根据滴定所需的仪器可选出正确答案。酸性KMnO4被还原为Mn2＋后由紫色变为无色。对于滴定管而言，俯视读得的数值偏小。‎ 9‎