2021高考化学一轮复习 8.2 水的电离和溶液的酸碱性练习（含解析）苏教版

水的电离和溶液的酸碱性 滴定操作的方法:(1)传统方法:滴定作为一种经典的分析技术被广泛使用。最早,滴定剂通过带有刻度的玻璃管(滴定管)添加并记录消耗的体积,手动调节旋塞开关来控制滴定剂的添加量,当反应进行到终点时,指示剂颜色发生变化。起初,只能进行那些到终点有颜色变化的滴定,后来的滴定可以人为加入指示剂。结果的精确性主要靠化学师的技术能力,尤其是辨别不同颜色的能力。(2)现代方法:用于电位测量的电极取代了颜色指示剂,从而提高了结果的精确性与准确性。自动滴定仪是由微处理器控制的仪器,可自动完成所有滴定相关操作:添加滴定剂;监测反应(采集信号);识别终点;数据存储;计算;存储结果;将数据传送至打印机或电脑/外部系。 问题1.传统方法中是如何提高结果的精准性的?(素养角度宏观辨识与微观探析)提示:重复滴定23次,求消耗标准溶液体积的平均值。问题2.在氧化还原滴定实验中,氧化剂通常使用什么滴定管?(素养角度科学探究与创新意识)提示:氧化剂会氧化橡胶管,故应该用酸式滴定管取用。问题3.室温下,用0.10 moll-1的盐酸滴定20.00 ml 0.10 moll-1的某碱boh溶液,用自动滴定仪得到的滴定曲线如下。(素养角度变化观念与平衡思想)(1)a点时,溶液呈碱性,溶液中c(b+)和c(cl-)的大小关系如何?提示:a点为bohbcl共存的溶液,呈碱性,故有c(b+)c(cl-)。(2)b点时溶液的ph=7吗?提示:不对。从图象起点ph13,可知boh为弱碱,b点为滴定终点,生成强酸弱碱盐,水解呈酸性,故phc(hc2o4-)c(h2c2o4)c(c2o42-)【解析】选d。-lgc(h+)c(h2c2o4)+-lgc(hc2o4-)=-lgka1,同理-lgc(h+)c(hc2o4-)+-lgc(c2o42-)=-lgka2,因ka1ka2,故曲线m表示-lgc(h+)c(h2c2o4)和-lgc(hc2o4-)的关系,曲线n表示-lgc(h+)c(hc2o4-)和-lgc(c2o42-)的关系,由此分析各选项正误。由上述分析可知,曲线m表示-lgc(h+)c(h2c2o4)和-lgc(hc2o4-)的关系,ka1=c(h+)c(hc2o4-)c(h2c2o4),根据曲线m上的数值ka1=10-110-1=10-2,曲线n表示-lgc(h+)c(hc2o4-)和-lgc(c2o42-)的关系,根据曲线n上的数值ka2=c(h+)c(c2o42-)c(hc2o4-)=10-210-3=10-5,故a项正确;由上述分析可知,曲线m表示-lgc(h+)c(h2c2o4)和-lgc(hc2o4-)的关系,故b项正确;当c(c2o42-)=c(hc2o4-)时,ka2=c(h+)c(c2o42-)c(hc2o4-)=10-5,c(h+)=ka2=10-5,故ph为5,c项正确;hc2o4-在溶液中既存在电离平衡又存在水解平衡,hc2o4-水解的离子方程式为hc2o4-+h2oh2c2o4+oh-,hc2o4-水解平衡常数为c(h2c2o4)c(oh-)c(hc2o4-)=kw/ka1=110-1410-2=110-12c(hc2o4-)c(c2o42-)c(h2c2o4),d项错误。2.乳酸亚铁晶体ch3ch(oh)coo2fe3h2o是一种很好的食品铁强化剂,易溶于水,吸收效果比无机铁好,可由乳酸与feco3反应制得:2ch3ch(oh)cooh+feco3+2h2och3ch(oh)coo2fe3h2o+co2。乳酸亚铁晶体纯度的测量:(1)若用kmno4滴定法测定样品中fe2+的量进而计算纯度时,发现结果总是大于100%,其原因可能是_。(2)经查阅文献后,改用ce(so4)2标准溶液滴定进行测定。反应中ce4+的还原产物为ce3+。测定时,先称取5.760 g 样品溶解后进行必要处理,用_配制成250 ml溶液,每次取25.00 ml、0.100 0 moll-1 ce(so4)2标准溶液滴定至终点,记录数据如表。则产品中乳酸亚铁晶体的纯度为_(以质量分数表示,乳酸亚铁晶体相对分子质量为288)。滴定次数0.100 0 moll-1 ce(so4)2标准液体积/ml滴定前读数滴定后读数10.1019.8520.1221.3231.0520.70【解析】(1)根据乳酸亚铁的结构简式,乳酸亚铁中含有羟基,羟基能被酸性高锰酸钾溶液氧化,乳酸根中羟基(oh)被氧化多消耗了酸性高锰酸钾溶液,因此滴定实验中发现结果总是大于100%;(2)用250 ml容量瓶配制成250 ml溶液,三次消耗ce(so4)2的体积分别是19.75 ml、21.20 ml、19.65 ml,第二次消耗的体积与另外两次消耗的体积差别大,删去21.20 ml,因此平均消耗的ce(so4)2的体积为19.75+19.652 ml=19.70 ml,根据得失电子数目守恒,因此有19.7010-3 l0.1 moll-1125025=n(fe2+)1,解得n(fe2+)=1.9710-2 mol,样品的纯度为1.9710-2mol288 gmol-15.760 g100%=98.5%。答案:(1)乳酸根中羟基(oh)被氧化多消耗了酸性高锰酸钾溶液(2)250 ml容量瓶98.5%【加固训练】1.苹果酸(h2ma,ka1=1.410-3;ka2=1.710-5)是一种安全的食品保鲜剂,h2ma分子比离子更易透过细胞膜而杀灭细菌。常温下,向20 ml 0.2 moll-1h2ma溶液中滴加0.2 moll-1 naoh溶液。根据图示判断,下列说法正确的是()a.b点比a点杀菌能力强b.曲线代表hma-物质的量的变化c.ma2-水解常数kh7.1410-12d.当v=30 ml时,溶液显酸性【解析】选d。h2ma与naoh反应过程中h2ma浓度逐渐减小、hma-浓度先增大后减小、ma2-浓度增大,所以表示h2ma、表示hma-、表示ma2-。h2ma分子比离子更易透过细胞膜而杀灭细菌,则h2ma浓度越大杀菌能力越大,h2ma浓度:ab,所以杀菌能力ab,a错误;通过上述分析可知,表示ma2-物质的量的变化,b错误;ma2-水解常数kh=c(hma-)c(oh-)c(ma2-)=kwka2=110-141.710-55.8810-10,c错误;当v=30 ml时,溶液中生成等物质的量浓度的nahma、na2ma,根据图知溶液中c(hma-)c(ch3coo-)c(nh3h2o)c(nh4+)b.溶液呈中性的点处于n、p之间c.已知lg30.5,p点的ph=5d.p点:3c(ch3coo-)+c(ch3cooh)=2c(na+)+c(nh4+)+c(nh3h2o)【解析】选d。m点溶液中溶质为等物质的量浓度的ch3coona、nh3h2o,ch3coona水解,nh3h2o电离,但ch3coona水解程度小于nh3h2o电离程度,c(na+)c(ch3coo-)c(nh3h2o)c(nh4+),故a正确;体积为20 ml时naoh和醋酸恰好完全反应、体积为40 ml时醋酸和一水合氨恰好完全反应;醋酸钠溶液呈碱性、醋酸铵溶液呈中性,要使混合溶液呈中性,应该使醋酸稍微过量,所以要使溶液呈中性,加入醋酸的体积应该大于40 ml,应该在n、p之间,故b正确;加入醋酸60 ml时,溶液中的溶质为ch3coona、ch3coonh4、ch3cooh,且三者的物质的量浓度相等,该溶液为缓冲溶液,溶液的ph=pka-lgn(酸)n(盐)=-lg1.810-5-lg 0.0020.0022=6-lg9=6-2lg35,故c正确;加入醋酸60 ml时,溶液中的溶质为ch3coona、ch3coonh4、ch3cooh,且三者的物质的量浓度相等,根据物料守恒,2c(ch3coo-)+c(ch3cooh)=3c(na+)+c(nh4+)+c(nh3h2o),故d错误。3.常温下,用0.100 0 moll-1的naoh溶液滴定20.00 ml未知浓度的某酸hx,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是()a.滴定过程可用甲基橙作指示剂b.常温下,hx的电离常数约为110-5c.点d溶液中:c(na+)c(x-)c(oh-)c(h+)d.点b溶液中:c(hx)+c(h+)=c(oh-)+c(x-)【解析】选b。由滴定中和曲线可知,加入naoh溶液20.00 ml时,酸碱恰好中和,根据c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱)可知,酸hx的物质的量浓度为0.100 moll-1;未滴定时溶液ph=3,可知酸hx为弱酸。由图示可知,滴加20 ml naoh溶液,恰好反应生成nax,溶液呈碱性,则应该选用酚酞作指示剂,故a错误;a点ph=3,c(h+)=110-3 moll-1,则该酸的电离平衡常数ka=c(h+)c(x-)c(hx)=110-3110-30.1=110-5,故b正确;点d溶液中加入40 ml等浓度的naoh溶液,溶质为等浓度的nax和naoh,x-部分水解,则c(oh-)c(x-),正确的离子浓度大小为c(na+)c(oh-)c(x-)c(h+),故c错误;d.点b溶液中加入10 ml等浓度的naoh溶液,溶质为等浓度的nax和hx,此时溶液显酸性,即hx的电离大于x-的水解,溶液中c(na+)c(hx),另溶液中存在电荷守恒式c(na+)+c(h+)=c(oh-)+c(x-),则c(hx)+c(h+)c(so32-)c(hso3-)c(oh-)d.图中y点对应的溶液中:3c(so32-)=c(na+)+c(h+)-c(oh-)【解析】选c。用0.1 moll-1 naoh溶液滴定40 ml 0.1 moll-1 h2so3溶液,由于h2so3是二元酸,滴定过程中存在两个化学计量点,滴定反应为naoh+h2so3nahso3+h2o,nahso3+naohna2so3+h2o,完全滴定需要消耗naoh溶液的体积为80 ml,结合溶液中的守恒思想分析判断。由图象可知,当溶液中c(hso3-)=c(so32-)时,此时ph=7.19,即c(h+)=10-7.19 moll-1,则h2so3的ka2=c(so32-)c(h+)c(hso3-)=c(h+),所以h2so3的ka2=110-7.19,ka2(h2so3)的数量级为10-8,故a正确;第一反应终点时,溶液中恰好存在nahso3,根据图象,此时溶液ph=4.25,甲基橙的变色范围为3.14.4,可用甲基橙作指示剂,