1、课时规范练 23 水的电离和溶液的酸碱性 课时规范练第 46 页 基础巩固1.(2019 湖北部分重点中学高三上学期起点考试)下列有关滴定操作的说法正确的是()A.用 25 mL 滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为 21.7 mLB.用标准的 KOH 溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准 KOH 溶液进行滴定,则测定结果偏低C.用标准的 KOH 溶液滴定未知浓度的盐酸,配制标准溶液的固体 KOH 中含有 NaOH 杂质,则测定结果偏高D.用未知浓度的盐酸滴定标准的 KOH 溶液时,若读取读数时,滴定前仰视,滴定到终点后俯视,会导致测定结果偏高答案 D解析滴定管精确值为 0.
2、01 mL,读数应保留小数点后 2 位,A 项错误;用标准 KOH 溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准 KOH 溶液进行滴定,由于没有润洗,标准液浓度减小,消耗标准液体积增大,则测定结果偏高,B 项错误;所用的固体 KOH 中混有 NaOH,由于相同质量的氢氧化钠和氢氧化钾,氢氧化钠的物质的量大于氢氧化钾的物质的量,故所配的溶液的 OH-浓度偏大,导致消耗标准液的体积偏小,则测定结果偏低,C 项错误;用未知浓度的盐酸滴定标准的 KOH 溶液时,若滴定前仰视读数,滴定至终点后俯视读数,导致消耗的盐酸体积偏小,依据 c(酸)=(碱)(碱)(酸)可知测定结果偏高,D项正确。2.常温时
3、,下列叙述正确的是()A.稀释 pH=3 的醋酸溶液,溶液中所有离子的浓度均降低B.用标准盐酸滴定未知浓度的烧碱溶液,滴定前仰视,滴定后俯视,测得的烧碱溶液浓度偏低C.pH 均为 11 的 NaOH 和 NH3H2O 溶液中,水的电离程度不相同D.分别中和 pH 与体积均相同的硫酸和醋酸溶液,硫酸溶液消耗氢氧化钠的物质的量多答案 B解析稀释 pH=3 的醋酸溶液,醋酸的电离程度增大,n(H+)、n(CH3COO-)增大,但 c(H+)、c(CH3COO-)减小,根据 KW=c(H+)c(OH-)可知,c(OH-)增大,A 项错误;滴定前仰视,读数偏大,滴定后俯视,读数偏小,则读取的标准盐酸的体
4、积偏小,导致测得的烧碱溶液浓度偏低,B 项正确;pH 均为 11 的 NaOH 和NH3H2O 溶液中,c(OH-)相同,故水的电离程度相同,C 项错误;醋酸为弱酸,不完全电离,故分别中和 pH与体积均相同的硫酸和醋酸溶液时,醋酸溶液消耗氢氧化钠的物质的量多,D 项错误。3.常温下,取浓度相同的 NaOH 和 HCl 溶液,以 32 体积比相混合(假设混合溶液的体积为二者体积之和),所得溶液的 pH 等于 12,则原溶液的浓度为()A.0.01 molL-1B.0.17 molL-1C.0.05 molL-1D.0.50 molL-1答案 C解析设原溶液物质的量浓度均为 c molL-1,Na
5、OH 溶液体积为 3 L,HCl 溶液体积为 2 L,则二者混合后溶液体积为 5 L。因为常温下二者混合反应后所得溶液 pH=12,即 c(H+)=10-12 molL-1,所以 c(OH-)=W(H+)=10-2 molL-1,则 c molL-13 L-c molL-12 L=10-2 molL-15 L,解得 c=0.05,则原溶液的浓度为0.05 molL-1。4.(2019 安徽合肥高三质量检测)在指定条件下,下列各组离子一定能大量共存的是()A.滴加甲基橙试剂显红色的溶液中:Na+、Fe2+、Cl-、NO3-B.滴入 KSCN 溶液显血红色的溶液中:NH4+、Mg2+、SO42-、
6、Cl-C.(OH-)(H+)=1012的溶液中:NH4+、Al3+、NO3-、CO32-D.由水电离的 c(H+)=1.010-13 molL-1的溶液中:K+、NH4+、AlO2-、HCO3-答案 B解析滴加甲基橙试剂显红色的溶液呈酸性,在酸性溶液中 H+、Fe2+、NO3-不能共存,A 项错误;滴入KSCN 溶液显血红色的溶液中含有 Fe3+,Fe3+与 NH4+、Mg2+、SO42-、Cl-不会发生反应,可大量共存,B项正确;(OH-)(H+)=1012的溶液显强碱性,NH4+、Al3+不能大量共存,Al3+和 CO32-发生离子反应不能大量共存,C 项错误;室温下纯水电离产生的 c(H
7、+)=1.010-7 molL-1,但该溶液中由水电离的 c(H+)=1.010-13molL-11.010-7 molL-1,说明水的电离受到了抑制,则该溶液可能呈酸性也可能呈碱性。在酸性溶液中 AlO2-、HCO3-不能大量存在;在碱性溶液中 NH4+不能大量存在,D 项错误。5.(双选)室温下,下列说法正确的是()A.将 pH=2 的盐酸和 pH=4 的硫酸等体积混合,所得溶液 pH=3B.HF 比 HCN 易电离,则 NaF 溶液的 pH 比同浓度 NaCN 溶液的 pH 小C.将 10 mL pH=3 的 HA 溶液稀释到 100 mL,若溶液的 pH4,则 HA 为弱酸D.向 0.
8、1 molL-1氨水中加入少量硫酸铵固体,溶液中(OH-)(NH3H2)增大答案 BC解析混合后 c(H+)=10-2+10-42molL-10.510-2molL-1,pH=2.3,故 A 项错误;根据越弱越水解的原则,HF比 HCN 易电离,则 NaF 溶液的 pH 比同浓度 NaCN 溶液的 pH 小,故 B 项正确;将 10 mLpH=3 的 HA溶液稀释到 100 mL,如 pH=4,则 HA 为强酸,如 pH4,加水促进弱酸的电离,则 HA 为弱酸,故 C 项正确;向 0.1 molL-1氨水中加入少量硫酸铵固体,加入少量硫酸铵固体,平衡向逆方向移动,溶液中(OH-)(NH3H2)
9、减小,故 D 项错误。6.过氧化氢的水溶液适用于医用消毒、环境消毒和食品消毒。.过氧化氢性质探究实验(1)酸性条件下 H2O2可将 Fe2+转化成 Fe3+,由此说明 H2O2具有 性。(2)已知 H2O2是一种二元弱酸,其中 Ka1=2.2010-12、Ka2=1.0510-25,则 H2O2的电离方程式为 ,常温下,1 molL-1的 H2O2溶液的 pH 约为 。.过氧化氢含量的测定实验某兴趣小组同学用 0.100 0 molL-1的酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中过氧化氢的浓度,反应原理为2MnO4-+5H2O2+6H+2Mn2+8H2O+5O2。(3)滴定达到终点的现象是。(4)用移液
10、管移取 25.00 mL 试样置于锥形瓶中,重复滴定四次,每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如下表所示:第一次 第二次 第三次 第四次 V(KMnO4溶液)/mL 17.10 18.10 18.00 17.90 计算试样中过氧化氢的浓度为 molL-1。(5)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,则测定结果 (填“偏高”“偏低”或“不变”)。答案.(1)氧化(2)H2O2H+HO2-、HO2-H+O22-5.8.(3)当滴入最后一滴标准溶液,锥形瓶内溶液恰好由无色变为紫色,且半分钟内溶液不褪色(4)0.180 0(5)偏高解析.(1)酸性条件下,H2O2可将 Fe2+氧化为 Fe3+,体现了
11、过氧化氢的氧化性。(2)过氧化氢属于二元弱酸,应分步电离,其电离的方程式为 H2O2H+HO2-、HO2-H+O22-;又 Ka1=2.2010-12,Ka2=1.0510-25,Ka1Ka2,以第一步电离为主,则 Ka1=(H+)(HO2-)(H2O2)=2(H+)1molL-1=2.2010-12 molL-1,所以c(H+)1.4810-6 molL-1,即 pH5.8。.(3)滴定达到终点的现象是当滴入最后一滴标准液,锥形瓶内溶液恰好由无色变为紫色,且半分钟内溶液不褪色。(4)由于第一次数据误差过大,故应舍去;其他三组数据的平均值为 18.00 mL,根据反应 2MnO4-+5H2O2
12、+6H+2Mn2+8H2O+5O2,n(H2O2)=2.5n(MnO4-)=2.50.100 0 molL-10.018 L,c(H2O2)=2.50.100 00.0180.025molL-1=0.180 0 molL-1。(5)滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定后消失,导致读取的标准液体积偏大,则测定结果偏高。能力提升7.常温下,已知电离常数:Kb(NH3H2O)=1.810-5;Ka1(H2C2O4)=5.910-2,Ka2(H2C2O4)=6.410-5。下列说法正确的是()A.(NH4)2C2O4溶液中,c(NH4+)=2c(C2O42-)B.等物质的量浓度的氨水和 H2C2O4溶液等体
13、积混合,所得溶液呈碱性C.pH=11 的氨水和 pH=3 的 H2C2O4溶液等体积混合,所得溶液呈酸性D.用 H2C2O4溶液中和氨水至中性时,溶液中 c(NH4+)=2c(C2O42-)+c(HC2O4-)答案 D解析 Kb(NH3H2O)与 Ka2(H2C2O4)不相等,因此 NH4+、C2O42-的水解程度不同,故(NH4)2C2O4溶液中c(NH4+)2c(C2O42-),A 项错误;等物质的量浓度的氨水和 H2C2O4溶液等体积混合,反应后得到NH4HC2O4溶液,由于 Kb(NH3H2O)c(Cl-)=c(OH-)c(H+)答案 D解析 NH3H2O 属于弱碱,HCl 属于强酸,
14、点 pH=7 溶液显中性,氨水稍过量,即 V 略大于 20 mL,故 A项错误;根据电荷守恒,有 c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故 B 项错误;点 pH=7,因此 c(H+)=c(OH-),故 C 项错误;和之间溶质为 NH3和 NH4Cl,因此可能存在 c(NH4+)c(Cl-)=c(OH-)c(H+),故 D 项正确。10.(双选)在 25 时,将 1.0 L c molL-1CH3COOH 溶液与 0.1 mol NaOH 固体混合,使之充分反应。然后向该混合溶液中加入少量 CH3COOH 或 CH3COONa 固体(忽略体积和温度变化),引起溶液 pH 的变化如图所示。下列叙
15、述错误的是()A.水的电离程度:cbaB.a 点对应的混合溶液中,c(Na+)c(CH3COOH)c(OH-)C.当混合溶液呈中性时,c(Na+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-)D.该温度下,醋酸的电离平衡常数 Ka=10-8答案 BD解析由图可得,25 时 c 点 pH=7,所以 c 点水电离出的 c(H+)水=c(OH-)水=10-7molL-1,b 点 pH=4.3,所以b 点溶液中 c(H+)=10-4.3molL-1,则由水电离出的 c(H+)水=c(OH-)水=10-(14-4.3)molL-1=10-9.7molL-1,a 点pH=3.1,所以 a 点溶液中 c(H
16、+)=10-3.1molL-1,则由水电离出的 c(H+)水=(OH-)水=10-(14-3.1)molL-1=10-10.9molL-1,因此水的电离程度:cba,A 项叙述正确;b 点时溶液呈酸性,说明加入 0.1 mol NaOH 固体后 CH3COOH 有剩余,c(Na+)=0.1 molL-1,混合前 CH3COOH 溶液浓度 c 应比 0.1 molL-1大,a 点时又加入 0.1 mol CH3COOH,因为 CH3COOH 电离程度很小,所以此时溶液中的 c(CH3COOH)一定大于c(Na+),又根据前面的分析 a 点 c(OH-)=10-10.9molL-1,所以 a 点对
17、应的混合溶液中,c(CH3COOH)c(Na+)c(OH-),故 B 项叙述错误;由题意混合溶液中阳离子有 Na+和 H+,阴离子有CH3COO-和 OH-,根据电荷守恒 c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),25 当混合溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1,则 c(Na+)=c(CH3COO-),结合图像可得 c(Na+)=0.2 molL-1,所以c(Na+)=c(CH3COO-)c(H+)=c(OH-),故 C 项叙述正确;由前面的分析并结合图像可得,25 当混合溶液呈中性时,c(H+)=10-7molL-1,c(CH3COO-)=0.2
18、molL-1,c(CH3COOH)=(c+0.1-0.2)molL-1=(c-0.1)molL-1,所以该温度下,醋酸的电离平衡常数 Ka=(CH3O-)(H+)(CH3)=0.210-7-0.1,故 D 项叙述错误。11.已知水在 25 和 95 时,其电离平衡曲线如图所示:(1)25 时水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”),请说明理由:。(2)95 时,若 100 体积 pH1=a 的某强酸溶液与 1 体积 pH2=b 的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的 pH1与强碱的 pH2之间应满足的关系是 。(3)95 时,向 Ba(OH)2溶液中逐滴加入 pH=a 的盐酸,测得
19、混合溶液的部分 pH 如表所示。实验序号 Ba(OH)2溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH 22.00 0.00 8 22.00 18.00 7 22.00 22.00 6 假设溶液混合前后的体积不变,则 a=,实验所得溶液中由水电离产生的 c(OH-)=molL-1。答案(1)A 水的电离是吸热过程,温度较低时,电离程度较小,c(H+)、c(OH-)均较小(2)a+b=14(或 pH1+pH2=14)(3)4 1.010-7解析(1)温度升高,促进水的电离,水的离子积增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的 pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中 A、B 曲线变化情况
20、及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25 时水的电离平衡曲线应为 A。(2)要注意 95 时,水的离子积为 110-12,即 c(H+)c(OH-)=110-12,则等体积强酸、强碱反应至中性时,有 pH(酸)+pH(碱)=12。根据 95 时混合后溶液呈中性,pH2=b 的某强碱溶液中 c(OH-)=10-12molL-1;由 100V10-amolL-1=V10-12molL-1,可得 10-+2=10-12,得 a+b=14 或 pH1+pH2=14。(3)95,pH=6 时溶液呈中性,根据表中实验数据可得 c(OH-)=1.010-4molL-1,根据表中实验的数据可以判断,盐酸中的
21、 c(H+)与 Ba(OH)2溶液中 c(OH-)相等,所以 a=4,即 pH=4;实验溶液呈碱性,其 c(OH-)=22.0010-4-18.0010-422.00+18.00molL-1=1.010-5molL-1,由水电离出的 c(OH-)=1.010-7molL-1。12.现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为 0.1 molL-1的 NaOH 溶液,乙为 0.1 molL-1的 HCl 溶液,丙为 0.1 molL-1的 CH3COOH 溶液。试回答下列问题:(1)甲溶液的 pH=。(2)丙溶液中存在的电离平衡为 (用电离平衡方程式表示)。(3)常温下,用水稀释 0.1 molL-1
22、的 CH3COOH 溶液时,下列各量随加水量的增加而增大的是 (填序号)。n(H+)c(H+)(CH3)(CH3O-)c(OH-)(4)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的 c(OH-)的大小关系为 。(5)某同学用甲溶液分别滴定 20.00 mL 乙溶液和 20.00 mL 丙溶液,得到如图所示的两条滴定曲线,请回答有关问题:甲溶液滴定丙溶液的曲线是 (填“图 1”或“图 2”)曲线。a=。答案(1)13(2)CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+(3)(4)丙甲=乙(5)图 2 20.00解析(1)甲溶液中 c(OH-)=0.1 molL-1,则 c(H+)=10-13 mol
23、L-1,pH=13。(2)CH3COOH 溶液中存在CH3COOH 和 H2O 的电离平衡。(3)CH3COOH 是弱酸,当向 0.1 molL-1的 CH3COOH 溶液中加水稀释时,CH3COOH 的电离程度增大,电离平衡向右移动,n(H+)增大,但是 c(H+)减小,即增大,减小;设CH3COOH 在水中的电离常数为 K,则(CH3)(CH3O-)=(H+),c(H+)减小,而 K 在一定温度下是常数,故(CH3)(CH3O-)减小,即减小;温度一定,KW为一定值,KW=c(H+)c(OH-),c(H+)减小,则 c(OH-)增大,即增大。(4)酸、碱对水的电离具有抑制作用,水溶液中 c
24、(H+)或 c(OH-)越大,水的电离程度越小,反之越大。(5)HCl 是强酸,CH3COOH 是弱酸,分析题中图示,可知图 2 是甲溶液滴定丙溶液的曲线。氢氧化钠溶液滴定盐酸恰好中和时,pH=7,因二者浓度相等,则二者体积相等,所以 a=20.00。拓展深化13.常温下,向浓度为 0.1 molL-1、体积为 V L 的氨水中逐滴加入一定浓度的盐酸,用 pH 计测溶液的pH 随盐酸的加入量而降低的滴定曲线,d 点两种溶液恰好完全反应。根据图中信息回答下列问题:(1)该温度时 NH3H2O 的电离常数 K=。(2)比较 b、c、d 三点时的溶液中,由水电离出的 c(OH-)大小顺序为 。(3)
25、滴定时,由 b 点到 c 点的过程中,下列各选项中数值保持不变的是 (填字母,下同)。A.c(H+)c(OH-)B.(H+)(OH-)C.(NH4+)(OH-)(NH3H2)D.(NH3H2)(H+)(NH4+)(4)根据以上滴定曲线判断下列说法正确的是 (溶液中 N 元素只存在 NH4+和NH3H2O 两种形式)。A.b 点所示溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(NH3H2O)B.c 点所示溶液中:c(Cl-)=c(NH3H2O)+c(NH4+)C.d 点所示溶液中:c(Cl-)c(H+)c(NH4+)c(OH-)D.滴定过程中可能有:c(NH3H2O)c(NH4+)c(O
26、H-)c(Cl-)c(H+)(5)滴定过程中所用盐酸的 pH=,d 点之后若继续加入盐酸至图像中的 e 点(此时不考虑 NH4+水解的影响),则 e 点对应的横坐标为 。答案(1)10-5(2)dcb(3)ACD(4)D(5)1 119解析(1)未加入盐酸前,0.1 molL-1氨水的 pH=11,则溶液中 c(OH-)=110-1410-11molL-1=0.001 molL-1;由于水的电离程度较小,可忽略水的电离,则溶液中 c(NH4+)c(OH-)=0.001 molL-1;NH3H2O 的电离程度较小,则 c(NH3H2O)0.1 molL-1,故该温度时 NH3H2O 的电离常数
27、K=(NH4+)(OH-)(NH3H2)=0.0010.0010.1=10-5。(2)b、c 两点溶液中都含有 NH3H2O,抑制水的电离,且 c(NH3H2O)越大,对水的电离的抑制程度越大,d 点氨水与盐酸恰好完全反应生成 NH4Cl,NH4+发生水解而促进水的电离,故三点水电离出的c(OH-)大小顺序为 dcb。(3)滴定时,由 b 点到 c 点的过程中,c(H+)c(OH-)=KW,由于温度不变,则 KW不变,A 项正确;随着反应的进行,溶液的碱性减弱,溶液中 c(OH-)减小而 c(H+)增大,故(H+)(OH-)的值增大,B 项错误;NH3H2O 的电离常数 Kb=(NH4+)(O
28、H-)(NH3H2),温度不变,则 Kb不变,即(NH4+)(OH-)(NH3H2)保持不变,C 项正确;(NH3H2)(H+)(NH4+)=Wb,温度不变,则 KW、Kb均不变,即(NH3H2)(H+)(NH4+)不变,D 项正确。(4)b 点溶液为等浓度 NH4Cl 和 NH3H2O 的混合液,溶液呈碱性,说明 NH3H2O 的电离程度大于NH4+的水解程度,据电荷守恒可得 c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),据物料守恒可得 2c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3H2O),综合上述两式可得 c(NH4+)+2c(H+)=c(NH3H2O)+2c(OH-),A 项错误
29、;c 点溶液的pH=7,则有 c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒式可得 c(NH4+)=c(Cl-)c(H+)=c(OH-),B 项错误;d 点盐酸与氨水恰好完全反应生成 NH4Cl,NH4+发生水解而使溶液呈酸性,但其水解程度较小,故离子浓度关系为c(Cl-)c(NH4+)c(H+)c(OH-),C 项错误;当加入盐酸的量较少时,氨水中 c(NH3H2O)较大,生成的NH4Cl 较少,溶液中 c(NH3H2O)远大于 c(NH4Cl),可能出现 c(NH3H2O)c(NH4+)c(OH-)c(Cl-)c(H+),D 项正确。(5)由题图可知,d 点盐酸与氨水恰好完全反应生成 NH4Cl,由 NH3H2OHCl 可知,c(HCl)=0.1molL-1LL=0.1 molL-1,故滴定过程中所用盐酸的 pH=1。设 e 点加入盐酸的体积为 x L,则剩余盐酸的量 n 余(HCl)=0.1 molL-1x L-0.1 molL-1V L=0.1(x-V)mol,此时溶液的 pH=2,则有 0.1(x-V)mol=10-2molL-1(x+V)L,解得 x=119。
