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- 2021-07-09 发布
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第32讲 水的电离和溶液的酸碱性
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.了解水的电离、离子积常数。
2.了解溶液pH的定义。了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。
3.能根据中和滴定实验试题要求,分析或处理实验数据,得出合理结论。
2017,天津卷,9T
2016,全国卷甲,26T
2016,全国卷乙,12T
2016,天津卷,6T
2016,江苏卷,13T
预计在2019年高考中,外界条件对水的电离平衡的影响仍是命题的重点。有关溶液pH的计算也应予以重视。运用数学工具(图表)进行推理类试题在今后的高考中出现的可能性较大,应予以重视。
分值:4~6分
考点一 水的电离(见学用讲义P157)
1.电离方程式
水是一种极弱的电解质,电离方程式为2H2O??__H3O++OH-__,简写为__H2O??H++OH-__。
2.水的离子积常数
Kw=c(H+)·c(OH-)。
(1)室温下:Kw=__1×10-14__。
(2)影响因素:只与温度有关,水的电离是__吸热__过程,升高温度,Kw__增大__。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的__电解质__水溶液。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度,水的电离程度__增大__,Kw__增大__。
(2)加入酸或碱,水的电离程度__减小__,Kw__不变__。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度__增大__,Kw__不变__。
外界条件对水的电离平衡的影响
体系变化
条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
酸
逆
不变
减小
减小
增大
碱
逆
不变
减小
增大
减小
可水解的盐
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
温度
升温
正
增大
增大
增大
增大
降温
逆
减小
减小
减小
减小
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)将纯水加热到100 ℃,水的电离平衡右移,Kw变大,pH不变,水仍呈中性。( × )
(2)向纯水中加入少量醋酸钠或盐酸,均可抑制水的电离,Kw不变。 ( × )
(3)向纯水中加入少量(NH4)2SO4固体,c(H+)减小,Kw不变,影响水的电离平衡。 ( × )
(4)由水电离出的c(H+)=10-14mol·L-1的溶液中,Ca2+、NH、Cl-、SiO可以大量共存。 ( × )
2.向纯水中加入少量下列物质或改变下列条件,能促进水的电离,并能使溶液中c(OH-)>c(H+)的操作是 ( A )
①稀硫酸 ②金属钠 ③氨气 ④FeCl3固体 ⑤NaClO固体
⑥将水加热煮沸
A.②⑤ B.①④
C.③④⑥ D.④
水电离产生c(H+)和c(OH-)计算的五种类型
任何水溶液中水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的,有关计算有以下五种类型(以常温时的溶液为例)。
1.中性溶液:c(OH-)=c(H+)=10-7 mol·L-1。
2.酸的溶液:OH-全部来自水的电离。
实例:pH=2的盐酸中c(H+)=10-2 mol·L-1,则c(OH-)=Kw/10-2=1×10-12 mol·L-1,即水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1。
3.碱的溶液:H+全部来自水的电离。
实例:pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=10-2 mol·L-1,则c(H+)=Kw/10-2=1×10-12mol·L-1,即水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12 mol·L-1。
4.水解呈酸性的盐溶液:H+全部来自水的电离。
实例:pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的c(H+)=10-5 mol·L-1,因部分OH-与部分NH结合使c(OH-)=10-9 mol·L-1。
5.水解呈碱性的盐溶液:OH-全部来自水的电离。
实例:pH=12的Na2CO3溶液中,由水电离出的c(OH-)=10-2 mol·L-1,因部分H+与部分CO结合使c(H+)=10-12 mol·L-1。
[例1]25 ℃在等体积的①pH=0的H2SO4溶液,②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,③pH=10的Na2S溶液,④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( A )
A.1∶10∶1010∶109
B.1∶5∶5×109∶5×109
C.1∶20∶1010∶109
D.1∶10∶104∶109
解析 ①中pH=0的H2SO4中c(H+)=1.0 mol·L-1,c(OH-)=1.0×10-14mol·L-1,水电离出的离子浓度为1.0×10-14 mol·L-1。②中c(OH-)=0.1 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1,水电离出的离子浓度为1.0×10-13 mol·L-1。③中c(OH-)=1.0×10-4mol·L-1,水电离出的离子浓度为1.0×10-4 mol·L-1。④中c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1,水电离出的离子浓度为1.0×10-5 mol·L-1。故①②③④中水电离出的离子浓度之比为1.0×10-14 mol·L-1∶1.0×10-13 mol·L-1∶1.0×10-4 mol·L-1∶1.0×10-5 mol·L-1=1∶10∶1010∶109,即发生电离的水的物质的量为1∶10∶1010∶109,A项正确。
[例1]一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
D
没看出来c、d两点纵坐标相同,即两点c(H+)相同,导致错误
-4
[解析] 升高温度,水的电离平衡右移,c(H+)、c(OH-)均增大,而c→b,c(OH-)减小,A项错误;由b点可求算该温度下水的离子积常数为1×10-14,B项错误;加入氯化铁,Fe3+发生水解,结合水电离出的OH-,促进水的电离,c(H+)增大,而c(OH-)减小,满足b→a的变化,C项正确;温度不变时,水的离子积常数不变,而c→d,c(H+)不变,c(OH-)减小,两者的乘积发生变化,D项错误。
[答案] C
1.下列实验事实不能用平衡移动原理解释的是( C )
A.
B.
t/℃
25
50
100
Kw/×10-14
1.01
5.47
55.0
C.
D.
c(氨水)/(mol·L-1)
0.1
0.01
pH
11.1
10.6
解析 用温度变化来解释化学平衡的移动,A项正确;离子积随着温度的升高而增大,即温度升高,水的电离平衡正向移动,B项正确;催化剂对化学反应速率有影响,与化学平衡无关,C项错误;浓度与溶液pH的关系说明浓度对NH3·H2O的电离平衡的影响,D项正确。
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,Kw不变。( × )
(2)NaCl溶液和醋酸铵溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。( × )
(3)水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明水的电离是放热反应。 ( × )
2.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( D )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)c(OH-),溶液呈__酸__性,25 ℃时,pH__<__7。
c(H+)=c(OH-),溶液呈__中__性,25 ℃时,pH__=__7。
c(H+)Vy
C.y为弱酸,VxVy
解析 由图像可知x稀释10倍,pH变化1个单位,故x为强酸;而y稀释10倍,pH变化小于1个单位,故y为弱酸,故A、D项错误;pH都为2的x和y,前者物质的量浓度为0.01 mol/L,而后者物质的量浓度大于0.01 mol/L,故滴加NaOH溶液中和至pH=7时,后者消耗碱的体积大,故C项正确,B项错误。
二 溶液pH计算的思路和类型
1.单一溶液的pH计算
强酸溶液(25 ℃):如HnA,设浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。
强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。
2.混合溶液pH的计算类型
(1)两种强酸混合:直接求出c(H+)混,再据此求pH。c(H+)混=
。
(2)两种强碱混合:先求出c(OH-)混,再据Kw求出c(H+)混, 最后求pH。c(OH-)混=
。
(3)强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H+或OH-的浓度,最后求pH。c(H+)混或c(OH-)混=。
将强酸、强碱溶液以某体积之比混合,若混合液呈中性,则c(H+)∶c(OH-)、V碱∶V酸、(pH酸+pH碱)三者有如下规律(25 ℃):因c(H+)酸·V酸=c(OH-)碱·V碱,故有=。在碱溶液中c(OH-)碱=,将其代入上式得c(H+)酸·c(H+)碱=,两边取负对数得pH酸+pH碱=14-lg。
[例2]在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是( D )
A.1∶9 B.1∶1
C.1∶2 D.1∶4
解析 设Ba(OH)2溶液的体积为V1 L,NaHSO4溶液的体积为V2 L,依题意知,n(Ba2+)=n(SO),由Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O知,生成的NaOH的物质的量为n(NaOH)=n[Ba(OH)2]=0.005 V1 mol,=1×10-3 mol·L-1,则V1∶V2=1∶4。
[例1](2016·北京卷)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
B
从图没有分析出a、b两点的横坐标相同的信息,即a、b两点表示H2SO4、NaHSO4的物质的量相等,导致错误
-6
[解析] 向Ba(OH)2溶液中加入等物质的量浓度的H2SO4溶液,发生反应:H2SO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+2H2O,当加入的H2SO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时,溶液中的离子浓度最低,导电能力最弱,对应①中a点,继续滴加H2SO4溶液,导电能力逐渐增强,故①代表滴加H2SO4溶液的曲线。另一份溶液,当加入少量NaHSO4溶液时,发生反应:NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+H2O+NaOH,当加入的NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的物质的量相等时,反应后混合液的主要溶质为NaOH,此时对应②中b点,B项正确;继续滴加NaHSO4溶液,发生反应NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O,当加入的NaHSO4的物质的量与Ba(OH)2的总物质的量之比为2∶1时,发生反应:2NaHSO4+Ba(OH)2===BaSO4↓+Na2SO4+H2O,溶质为Na2SO4,对应②中d点。c点两溶液导电能力相同,但是①中主要溶质为H2SO4,溶液显酸性,②中主要溶质为NaOH和Na2SO4,溶液显碱性,C项错误;a点溶液几乎为纯水,d点主要溶质为Na2SO4,a、d两点溶液均显中性,D项正确。
[答案] C
1.室温时,M(OH)2(s)??M2+(aq)+2OH-(aq),Ksp=a。c(M2+)=b mol·L-1时,溶液的pH等于( C )
A.lg B.lg
C.14+lg D.14+lg
解析 Ksp=c(M2+)×c2(OH-)=b×c2(OH-)=a,则c(OH-)=,有c(H+)==,pH=-lgc(H+)=14+lg,C项正确。
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)用玻璃棒蘸取溶液点在水润湿的pH试纸上,测定该溶液的pH。( × )
(2)室温下pH=3的CH3COOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH>7。( × )
(3)酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗。( √ )
2.0.1 mol下列气体分别与1 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液反应,形成的溶液pH最小的是( C )
A.NO2 B.SO2
C.SO3 D.CO2
解析 A项,0.1 mol NaOH与0.1 mol NO2发生反应:2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,反应的溶液中溶质为0.05 mol NaNO3、0.05 mol NaNO2,NO水解使溶液呈碱性;B项,0.1 mol SO2与0.1 mol NaOH完全反应生成0.1 mol NaHSO3,HSO的电离程度大于水解程度,溶液呈弱酸性;C项,0.1 mol SO3与0.1 mol NaOH完全反应生成0.1mol NaHSO4,NaHSO4完全电离生成Na+、H+、SO,溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,溶液pH=1;D项,0.1 mol CO2与0.1 mol NaOH完全反应生成0.1 mol NaHCO3,HCO的水解程度大于电离程度,溶液呈弱碱性。综上所述,C项形成的溶液pH最小。
3.(双选)室温下,甲、乙两烧杯均盛有5 mL pH=3的某一元酸溶液,向乙烧杯中加水稀释至pH=4。下列关于甲、乙两烧杯中溶液的描述正确的是( AD )
A.溶液的体积:10V甲≤V乙
B.水电离出的OH-浓度:10c(OH-)甲≤c(OH-)乙
C.若分别用等浓度的NaOH溶液完全中和,所得溶液的pH:甲≤乙
D.若分别与5 mL pH=11的NaOH溶液反应,所得溶液的pH:甲≤乙
解析 若酸为强酸,则稀释过程中氢离子物质的量不变,5 mL×10-3=V×10-4,解得V=50 mL,则10V甲=V乙,若酸为弱酸,加水稀释时,促进弱酸的电离,电离产生的氢离子增多,要使pH仍然为4,加入的水应该多一些,所以10V甲8.0蓝色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0浅红色
>10.0红色
1.判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”。
(1)中和滴定操作中所需标准溶液越浓越好,指示剂一般加入2~3 mL。( × )
(2)25 ℃时,用醋酸溶液滴定等浓度NaOH溶液至pH=7,V(醋酸)KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
B
中和百分数为50%的P点,pH<5,溶质为等物质的量的HB和NaB,由物料守恒得到c(HB)+c(B-)=2(Na+),不能继续运用电荷守恒找到c(B-)与c(Na+)的关系
-6
[解析] 由题图可知,未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)的pH关系为pH(HD)>pH(HB)>pH(HA),说明三种酸的强弱关系为HA>HB>HD,故三种酸的电离常数关系为KHA>KHB>KHD,A项正确;P点的中和百分数为50%,此时溶液为等浓度的NaB和HB的混合液,溶液的pH<5,说明HB的电离程度大于NaB的水解程度,故溶液中的离子浓度关系为c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),B项正确;由图可知,当溶液的pH=7时,因三种溶液中阴离子的水解程度不同,加入的NaOH溶液的体积不同,三种阴离子浓度分别等于钠离子浓度,但三种溶液中钠离子浓度不等,C项错误;当中和百分数达100%时,三种酸均与NaOH溶液恰好完全反应生成相应的钠盐(NaA、NaB和NaD),三种溶液混合后,据电荷守恒可得c(A-)+c(B-)+c(D-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),据物料守恒可得c(A-)+c(B-)+c(D-)+c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(Na+),上述两式联立可得c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),D项正确。
[答案] C
1.中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为0.25 g·L-
1。某兴趣小组用图甲装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。
(1)B中加入300.00 mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为__SO2+H2O2===H2SO4__。
(2)除去C中过量的H2O2,然后用0.090 0 mol·L-1 NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图乙中的__③__;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为__酚酞__。
(3)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00 mL,该葡萄酒中SO2含量为__0.24__g·L-1。
(4)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施:__原因:盐酸的挥发,改进措施:用不挥发的强酸硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响__。
解析 (1)SO2被H2O2氧化为H2SO4,反应的化学方程式为SO2+H2O2===H2SO4。(2)NaOH标准溶液应盛装在碱式滴定管中,故排除①②,③是排碱式滴定管中的气泡,④是从碱式滴定管中放液,故应选③;滴定终点时溶液的pH=8.8,正好在酚酞的变色范围(8.2~10)之内,故指示剂选用酚酞。(3)根据SO2~H2SO4~2NaOH,得n(SO2)=n(NaOH)=×0.090 0 mol·L-1×0.025 L=0.001 125 mol,则该葡萄酒中SO2的含量为0.001 125 mol×64 g·mol-1÷0.3 L=0.24 g·L-1。(4)由于实验中用的盐酸具有挥发性,挥发到锥形瓶中的HCl会消耗NaOH标准溶液,导致滴定结果偏高,为避免这种情况,可选用无挥发性的硫酸代替盐酸。
1.(2017·江苏卷节选)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分布如图1和图2所示。
(1)以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,
当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为__OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O__。
(2)H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4??H2AsO+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=__2.2__(pKa1=-lgKa1)。
解析 (1)观察图1知,在pH为8~10之间,H3AsO3的分布分数逐渐减小,H2AsO的分布分数逐渐增大,故该过程中,NaOH与H3AsO3反应生成NaH2AsO3和水,离子方程式为OH-+H3AsO3===H2AsO+H2O。(2)由H3AsO4的第一步电离方程式知,Ka1=,观察图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2 mol/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lgKa1=-lg10-2.2=2.2。
2.(2016·全国卷乙节选)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH)(绿色)、Cr2O(橙红色)、CrO(黄色)等形式存在。Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是__蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液__。
(2)CrO和Cr2O在溶液中可相互转化。室温下,初始浓度为1.0 mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2O)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应:__2CrO+2H+??Cr2O+H2O__。
②由图可知,溶液酸性增大,CrO的平衡转化率__增大__(填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为__1.0×1014__。
③升高温度,溶液中CrO的平衡转化率减小,则该反应的ΔH__小于__0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中的Cl-,利用Ag+与CrO生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5 mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为__2.0×10-5__mol·L-1,此时溶液中c(CrO)等于__5.0×10-3__mol·L-1。(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)
解析 (1)根据题意可知,在硫酸铬溶液中逐滴加入氢氧化钠溶液时,首先发生反应:Cr3
++3OH-===Cr(OH)3↓,蓝紫色溶液逐渐变浅,同时产生灰蓝色沉淀,当氢氧化钠溶液过量时,灰蓝色沉淀逐渐溶解,发生反应:Cr(OH)3+OH-===Cr(OH),最终得到绿色溶液。(2)①从图像看出,铬酸根离子在酸性条件下逐渐转化成重铬酸根离子,离子方程式为2CrO+2H+??Cr2O+H2O。②从图像看出,酸性越强,c(Cr2O)越大,说明CrO的平衡转化率越大;A点对应的离子浓度:c(Cr2O)=0.25 mol·L-1,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1。c(CrO)=1.0 mol·L-1-0.25 mol·L-1×2=0.5 mol·L-1。平衡常数K===1.0×1014。③升高温度,CrO的平衡转化率减小,说明平衡向左移动,根据平衡移动原理,正反应是放热反应,ΔH<0。(3)根据溶度积计算:c(Ag+)== mol·L-1=2.0×10-5 mol·L-1,故c(CrO)== mol·L-1=5.0×10-3 mol·L-1。
3.(2016·浙江卷节选)为测定产品(无水MgBr2)的纯度,可用EDTA(简写为Y4-)标准溶液滴定,反应的离子方程式:
Mg2++Y4-===MgY2-
(1)滴定前润洗滴定管的操作方法是__从滴定管上口加入少量待装液,倾斜着转动滴定管,使液体润湿内壁,然后从下部放出,重复2~3次__。
(2)测定时,先称取0.250 0 g无水MgBr2产品,溶解后,用0.050 0 mol·L-1的EDTA标准溶液滴定至终点,消耗EDTA标准溶液26.50 mL,则测得无水MgBr2产品的纯度是__97.5%__(以质量分数表示)。
解析 (2)由Mg2+~Y4-可知n(MgBr2)=0.050 0 mol/L×26.50×10-3 L=0.001 325 mol,所以无水MgBr2产品的纯度为×100%=97.5%。
课时达标 第29讲(见课时达标P45)
1.对水的电离平衡不产生影响的粒子是( B )
A. B.
C.26M3+ D.HCO
解析 酸和碱在溶液中都能抑制水的电离;“强酸强碱盐”中的酸根离子和金属离子对水的电离平衡没有影响;“弱酸弱碱盐”中的弱酸根离子和金属离子能发生水解,会促进水的电离。
2.下列关于溶液酸碱性的说法正确的是( C )
A.c(H+)很小的溶液一定呈碱性
B.pH=7的溶液一定呈中性
C.c(OH-)=c(H+)的溶液一定呈中性
D.不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性
解析 A项,c(H+)很小的溶液,c(OH-)也可能很小,如:纯水和“强酸强碱盐”的溶液中,c(H+)=c(OH-),溶液成中性,错误;B项,pH=7的溶液只有在常温下才是中性的,错误;D项,常温下,酚酞溶液的变色范围为pH=8.2~10,故pH<8.2的溶液都不能使酚酞溶液变红,即溶液可能为酸性、中性或碱性,错误。
3.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2O??H++OH-。下列叙述正确的是( C )
A.将纯水加热到95 ℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw变小
C.向纯水中加入少量固体碳酸钠,c(H+)减小,Kw不变,促进水的电离
D.向纯水中加入醋酸钠或盐酸,均可抑制水的电离,Kw不变
解析 水的电离为吸热过程,升温时水中c(H+)增大,pH减小,但仍呈中性,A项错误;Kw只与温度有关,B项错误;向纯水中加入少量Na2CO3固体,水的电离受到促进,溶液呈碱性,C项正确;向纯水中加入醋酸钠可促进水的电离,D项错误。
4.室温时,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是( D )
A.若x=y,且a+b=14,则pH>7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
解析 当a+b=14时,说明NaOH与HCl的物质的量浓度相同,若等体积混合,恰好完全反应,pH=7,A项错误;当a+b=13时,说明酸浓碱稀,且酸的浓度是碱的10倍,若10x=y,酸的体积大,该溶液必呈酸性,pH<7,B项错误;若ax=by时,且a+b=13,a>7,b<7,则x<y,酸浓且体积多,pH<7,C项错误;若x=10y,且a+b=14,酸、碱浓度相等,碱的体积大,溶液呈碱性,D项正确。
5.对于常温下,pH为1的HNO3溶液,下列叙述错误的是( D )
A.1 mL该溶液稀释至100 mL后,pH等于3
B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液,恰好完全中和
C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)的比值为1012
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍
解析 pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)为10-11 mol/L,=10-2,D项错误。
6.下列叙述正确的是( D )
A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释1倍后,溶液的pH=b,则a>b
B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
C.1.0×10-3 mol·L-1 盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8.0
D.常温下,若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11
解析 A项,醋酸稀释后,c(H+)减小,则pH增大;B项,酚酞的变色范围是8.2~10.0,即pH<8溶液为无色;C项,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH应小于7;D项,pH=7则1×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.1 L×c(OH-),c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,pH=11,正确。
7.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( C )
A.图中五点Kw的关系:B>C>A=D=E
B.若从A点到D点,可采用温度不变,向水中加入少量的酸
C.若从A点到C点,可采用温度不变,向水中加入适量的NH4Cl固体
D.当处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
解析 Kw只与温度有关,温度相同时,Kw相同,温度越高,Kw越大,A项正确;从A点到D点,溶液中c(H+)增大,c(OH-)减小,可采取温度不变,向水中加入少量酸的措施,B项正确;从A点到C点,溶液中c(H+)、c(OH-)同时增大,Kw增大,应采用升温的方法,C项错误;B点时Kw=10-12,若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性,D项正确。
8.下列说法不正确的是( A )
A.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的判断
B.滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小
C.用0.200 0 mol/L NaOH标准溶液滴定CH3COOH与HCl的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol/L),至中性时,溶液中的酸未被完全中和
D.“中和滴定”实验中,容量瓶和锥形瓶用蒸馏水洗净后即可使用,滴定管和移液管用蒸馏水洗净后,须经干燥或润洗后方可使用
解析 A项,酸碱中和滴定过程中,溶液的pH在不断变化,完全反应时的pH为定值,因此可用pH计确定滴定终点,错误;B
项,滴定前滴定管内无气泡,终点读数时有气泡,所测体积偏小,也就是读数偏小,正确;C项,强酸与强碱溶液正好完全中和时,所得溶液pH=7,而强碱与弱酸正好完全中和时,溶液的pH>7,若所得溶液的pH=7,则碱不足,正确;D项,容量瓶、锥形瓶不用润洗,但滴定管或移液管须润洗或干燥后使用,正确。
9.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO。某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是( D )
A.该温度高于25 ℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 mol·L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制了水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小
解析 某温度下,蒸馏水中的c(H+)=1×10-6 mol·L-1>1×10-7 mol·L-1,且此温度下Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-6×1.0×10-6=1.0×10-12,说明该温度下促进了水的电离,故该温度高于25 ℃,A项正确;由c(H+)水=c(OH-)==1×10-10 mol·L-1,B项正确;NaHSO4属于强酸的酸式盐,抑制了水的电离,C项正确;稀释后,溶液中c(H+)减小,但水的离子积不变,故溶液中的c(OH-)增大,D项不正确。
10.室温下,将1.000 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液的pH和温度随加入的盐酸体积的变化曲线如图所示。下列有关说法正确的是( C )
A.a点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1
B.b点:c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.c点:c(Cl-)=c(NH)
D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
解析 pH=14或0时,由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1,a点:71.0×10-14 mol·L-1,A项错误;b点不能确定氨水是否与HCl恰好反应,若未恰好反应,该关系式不成立,B项错误;根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),在c点pH=7,即c(H+)=c(OH-),故有c(NH)=c(Cl-),C项正确;d点时盐酸和氨水恰好完全反应,放热最多,再加盐酸温度降低是加入盐酸的温度低于溶液温度,这是温度下降的主要原因,D项错误。
11.室温下,用0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL 0.10 mol·L-1的CH3COOH
溶液,水的电离程度随NaOH溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是( C )
A.该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂
B.从P点到N点,溶液中水的电离程度逐渐增大
C.M点对应的NaOH溶液的体积为10.00 mL
D.N点溶液中c(OH-)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)+c(H+)
解析 甲基橙的变色范围为3.1HY>HZ,则酸性强弱顺序为HXc(X-),C项错误;HY和HZ混合,达到平衡时,据电荷守恒有c(H+)=c(Y-)+c(Z-)+c(OH-),对于弱酸HY来说,Ka(HY)=c(H+)·c(Y-)/c(HY),则有c(Y-)=Ka(HY)·c(HY)/c(H+),故c(H+)=Ka(HY)·c(HY)/c(H+)+c(Z-)+c(OH-),D项错误。
13.在25 ℃时,向50.00 mL未知浓度的CH3COOH溶液中逐滴加入0.5 mol·L-1的NaOH溶液。滴定过程中,溶液的pH与滴入NaOH溶液体积的关系如图所示。
则下列说法不正确的是( C )
A.①点所示溶液的导电能力弱于②点
B.图中点③所示溶液中,c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)的关系存在
解析 溶液中自由移动的离子浓度越大,溶液的导电性就越强,由于醋酸是弱酸,当向其中加入NaOH溶液发生中和反应后溶液中自由移动的离子浓度增大,所以溶液的导电性增强,因此①点所示溶液的导电能力弱于②点,A项正确;图中点③所示溶液pH=8,c(H+)=10-8 mol/L,c(OH-)=10-6 mol/L,由电荷守恒有c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因c(OH-)>c(H+),则c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-),D项正确。
14.在25 ℃时,向10 mL 0.01 mol·L-1 NaCN溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的盐酸,滴定曲线如图甲所示,CN-、HCN浓度所占分数(α)随pH变化的关系如图乙所示,下列表述正确的是( B )
A.b点时,溶液中微粒浓度大小的关系:c(CN-)>c(Cl-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
B.d点溶液存在的关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-)+2c(CN-)
C.图乙中的e点对应图甲中的c点
D.在滴定过程中选用酚酞试剂比选用甲基橙试剂作指示剂误差更小
解析 b点时溶液中的溶质是NaCl、HCN、NaCN,且三者的物质的量相等,b点时溶液显碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,微粒浓度大小关系:c(HCN)>c(Cl-)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),A项错误;d点时二者恰好完全反应,溶质为NaCl、HCN,且二者物质的量相等,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-)+c(Cl-),根据物料守恒:c(Cl-)=c(HCN)+c(CN-),二者联立得c(Na+)+c(H+)=c(HCN)+c(OH-)+2c(CN-),B项正确;图乙中e点溶液中的溶质是NaCl、NaCN、HCN,CN-的水解程度大于HCN的电离程度,但水解的程度是非常微弱的,如果c(HCN)=c(CN-),NaCN的物质的量应略大于HCN的,即盐酸体积小于5 mL,在b点左端,C项错误;指示剂的选择应与反应后溶液的pH一致,反应后该溶液显酸性,应选取甲基橙作指示剂,选择酚酞作指示剂误差偏大,D项错误。
15.现有室温下的四种溶液,下列有关叙述不正确的是( C )
编号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸溶液
盐酸
A.相同体积的③、④溶液分别与NaOH完全反应,消耗NaOH的物质的量:③>④
B.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
C.①、④两溶液等体积混合,所得溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
D.Va L ④溶液与Vb L ②溶液混合[近似认为混合溶液体积=(Va+Vb)L],
若混合后溶液的pH=4,则Va∶Vb=11∶9
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