高考化学一轮复习限时规范训练第八章第2讲水的电离和溶液的酸碱性含解析新人教版

水的电离和溶液的酸碱性A组(20分钟)1．在一个月黑风高的夜晚，吉吉从学校的小鱼塘中装取了一定体积的液体，准备用pH试纸测定该溶液的pH，吉吉该选择的正确操作是()A．将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照C．将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照解析：选D。A.pH试纸先用蒸馏水润湿，这样的操作会使溶液变稀，测量的数据不准确，再在待测液中蘸一下，这样的操作会污染溶液，故A错误；B.将一小块试纸用蒸馏水润湿，这样的操作会使溶液变稀，测量的数据不准确，故B错误；C.将一小条试纸在待测液中蘸一下，这样的操作会污染溶液，故C错误；D.将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照，符合测量要求，故D正确。2．常温下，某溶液中由水电离的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1，该溶液可能是()①二氧化硫水溶液②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液A．①④ B．①②C．②③ D．③④解析：选A。常温下某溶液中由水电离的c(H＋)＝10－13mol·L－1<10－7mol·L－1，说明溶质抑制水电离，则溶质为酸或碱，①二氧化硫水溶液，即为亚硫酸溶液抑制水电离；②氯化铵水溶液，含有弱离子的盐促进水电离；③硝酸钠水溶液，既不抑制也不促进水的电离；④氢氧化钠水溶液，属于强碱能抑制水电离，故选A。3．某温度下，向pH＝6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH为2。下列对该溶液的叙述中，不正确的是()A．该温度下加入等体积pH＝12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性B．该温度高于25℃C．加入NaHSO4晶体抑制了水的电离D．该溶液中由水电离出来的H＋浓度是1.0×10－10mol/L解析：选A。pH为12的NaOH的浓度是1mol·L－1，而硫酸氢钠溶液的H＋浓度是0.01mol·L－1，等体积混合，NaOH有剩余，溶液呈碱性，A项错误；25℃时Kw＝10－14，本题Kw＝10－6×10－6＝10－12，水电离吸热，升高温度，K变大，该温度高于25℃，B项正确；加入NaHSO4晶体，提高H＋的浓度，抑制了水的电离，C项正确；蒸馏水的pH＝6，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－12，溶液的pH为2，故由水电离出来的c(H＋)＝1×10－10mol·L－1，D项正确。4．常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是()①b不可能显碱性②a可能显酸性或碱性③a不可能显酸性④b可能显碱性或酸性A．①② B．③④C．①③ D．②④解析：选A。①pH为3的某酸溶液，为强酸时与等体积pH为11的氢氧化钠恰好完全反应，生成强酸强碱盐，则溶液为中性；酸为弱酸时酸过量，则溶液一般为酸性，即b不可能显碱性，故①正确；②某酸溶液为强酸时与等体积pH为11的氨水反应时氨水过量，则a可能显碱性；若为弱酸时恰好完全反应，生成弱酸弱碱盐，当弱酸酸根离子的水解小于弱碱中离子的水解，则a可能显酸性，故②正确；③若弱酸酸根离子的水解程度大于弱碱中阳离子的水解程度，则a显碱性，故③错误；④若pH为3的某酸溶液，为强酸时与等体积pH为11的氢氧化钠恰好完全反应，生成强酸强碱盐，则溶液为中性，若酸为pH＝3弱酸与等体积pH为11的氢氧化钠溶液反应时酸过量，则溶液一般为酸性，即b不可能显碱性，故④错误；故选A。5．pH＝2的强酸溶液，加水稀释，若溶液体积扩大10倍，则由水电离的c(H＋)和c(OH－)的变化()A．c(H＋)和c(OH－)都减少B．c(H＋)和c(OH－)都增大C．c(H＋)增大和c(OH－)减少D．c(H＋)减小和c(OH－)增大解析：选B。强酸稀释后，溶液中氢离子浓度减小，稀释前后，溶液的温度不变，水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)不变，所以溶液中氢氧根离子浓度增大，故A、C、D错误，B正确；故选B。6．下列相关实验事实的说法不正确的是()A．当溶液中水电离的c(H＋)＝10－12mol·L－1时，Cl－、COeq\o\al(2－,3)、NOeq\o\al(－,3)、NHeq\o\al(＋,4)一定能大量共存B．90℃时测得纯水中c(H＋)·c(OH－)＝3.8×10－13；H2O(l)H＋(aq)＋OH－(aq)ΔH＞0C．常温下将相同体积的pH＝3硫酸和pH＝11一元碱BOH溶液混合，所得溶液可能为中性也可能为碱性D．使甲基橙变红的溶液中Fe2＋、Al3＋、NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)不能大量共存解析：选A。当溶液中水电离的c(H＋)＝10－12mol·L－1时溶液可能显酸性或碱性，在酸性溶液中COeq\o\al(2－,3)不能大量共存，在碱性溶液中NHeq\o\al(＋,4)不能大量共存，故A错误；B.90℃时测得纯水中c(H＋)·c(OH－)＝3.8×10－13，说明水的电离是吸热过程，ΔH>0，故B正确；C.一元碱BOH可能为强碱、也可能为弱碱，则c(BOH)≥10－3mol/L，而硫酸中c(H＋)＝10－3mol/L，则等体积混合时所得溶液可能为中性也可能为碱性，故C正确；D.使甲基橙变红的溶液显酸性，在酸性溶液中Fe2＋、NOeq\o\al(－,3)能够发生氧化还原反应，不能大量共存，故D正确。7．常温下，pH均为9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的OH－浓度为Amol·L－1和Bmol·L－1，则A与B的关系是()A．A＝10－4B B．A>BC．B＝10－4A D．A＝解析：选A。酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离，pH＝9的氢氧化钠和醋酸钠，醋酸钠促进水电离，氢氧化钠抑制水电离，NaOH溶液中水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－9mol/L，醋酸钠溶液中水电离出的c(OH－)＝eq\f(Kw,cH＋)＝eq\f(10－14,10－9)mol/L＝10－5mol/L，所以A＝10－4B，故选A。8．常温下，有甲、乙两份体积为1L，浓度均为0.1mol·L－1的醋酸溶液，其pH为3，①甲用蒸馏水稀释100倍后，溶液的pH变为x；②乙与等体积、浓度为0.2mol·L－1的NaOH混合，在混合液中：n(CH3COO－)＋n(OH－)－n(H＋)＝ymol，x、y的正确答案组合为()C．3<x<50.1 D．3<x解析：选D。醋酸为弱电解质，加水稀释促进电离，0.1mol/L的醋酸用蒸馏水稀释100倍后，溶液的3<pH<5，与等体积、浓度为0.2mol/L的NaOH混合，根据电荷守恒可知：n(Na＋)＋n(H＋)＝n(OH－)＋n(CH3COO－)，则n(CH3COO－)＋n(OH－)－n(H＋)＝n(Na＋)＝ymol，n(Na＋)＝0.2mol/L×1L＝0.2mol，所以y＝0.2，故选D。9．0.10mol·L－1的酸溶液逐渐滴入VmL0.10mol·L－1碱溶液中时，混合溶液pH的变化如图所示。下列组合中能正确表示图示关系的是()选项碱酸种类VANaOH溶液20盐酸BBa(OH)2溶液10醋酸CBa(OH)2溶液10硫酸D氨水20盐酸解析：选B。由曲线知：酸体积为20mL时所得溶液显碱性，pH＞7。A项，若是盐酸来滴定NaOH，则消耗等体积的盐酸时得到NaCl溶液，呈中性，pH＝7，错误；B项，由于Ba(OH)2是二元强碱，而CH3COOH是弱酸，所以10mLBa(OH)2溶液中滴入等浓度的20mLCH3COOH时恰好完全反应生成Ba(CH3COO)2，由于CH3COO－水解使溶液呈碱性，即pH＞7，正确；C项，当Ba(OH)2溶液为10mL，所加等浓度的硫酸体积为20mL时，酸过量，此时溶液呈酸性，pH＜7，错误；D项，等浓度等体积的氨水和盐酸恰好反应得到NH4Cl溶液，NHeq\o\al(＋,4)水解使得溶液呈酸性，pH＜7，错误。B组(30分钟)10．在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)有如图所示关系。下列说法正确的是()A．b点溶液中不可能存在NH3·H2OB．b、c两点pH相同，但溶液的酸碱性不同C．通过降温的方法，可使溶液的状态中d点变为a点D．a点溶液中可能大量共存的离子：Fe3＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)解析：c(H＋)＝10－6mol·L－1，溶液显酸性，如NH4Cl溶液中，NHeq\o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，溶液显酸性，也有NH3·H2O存在，故A错误；B.b、c两点pH相同，但溶液的温度不同，b点溶液中c(H＋)＝10－6mol·L－1c(H＋)＝10－7mol·L－1，溶液为中性，Fe3＋发生水解，生成氢氧化铁沉淀，所以a点溶液中Fe3＋、Na＋、Cl－、SOeq\o\al(2－,4)不能大量共存，故D错误。11．水的电离平衡曲线如图所示，若以A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度，B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度，则下列说法正确的是()A．纯水中25℃时的c(H＋)比100℃时的c(H＋)大B．100℃时某溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1，则该溶液的pH可能是11或3C．将pH＝9的Ba(OH)2溶液与pH＝4的稀盐酸混合，并保持100℃的恒温，混合溶液的pH＝7，则Ba(OH)2溶液和盐酸的体积比为10∶1D．25℃时，某Na2SO4溶液中c(SOeq\o\al(2－,4))＝5×10－4mol·L－1，则溶液中c(Na＋)∶c(OH－)为104∶1解析：选D。A.温度越高，水的电离程度越大，溶液中氢离子浓度越大，所以纯水中25℃时的c(H＋)比100℃时的c(H＋)小，故A错误；B.100℃时水的离子积为10－12，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1，若溶液为酸性溶液，氢离子浓度为：0.1mol/L，溶液的pH＝1；若为碱性溶液，则溶液中氢离子浓度为1×10－11mol·L－1，溶液pH＝11，故B错误；C.100℃时水的离子积为10－12，混合溶液的pH＝7，溶液中氢离子浓度为1×10－7mol·L－1，氢氧根离子浓度为1×10－5mol·L－1，反应后的溶液为碱性溶液；pH＝9的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子浓度为1×10－3mol·L－1，pH＝4的稀盐酸中氢离子浓度为1×10－4mol·L－1，设氢氧化钡的体积为x，盐酸溶液的体积为y，则eq\f(10－3x－10－4y,x＋y)＝1×10－5，解得x∶y＝11∶9，故C错误；D.25℃时，c(OH－)为1.0×10－7mol/L，钠离子浓度为1.0×10－3mol/L，则溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝1.0×10－3mol/L∶1.0×10－7mol/L＝104∶1，故D正确。12．已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：(1)则25℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，请说明理由________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)25℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液的体积比为________。(3)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)曲线B对应温度下，pH＝2的某HA溶液和pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH＝5。请分析其原因：___________________________________________________________________________________________________________________。解析：(2)25℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH－)＝n(H＋)，则V(NaOH)·10－5mol/L＝V(H2SO4)·10－4mol/L，得V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1。(3)要注意的是95℃时，水的离子积为1×10－12，即c(H＋)·c(OH－)＝1×10－12，则等体积强酸、强碱反应至中性时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－)＝10b－12；有100×10－a＝1×10b－12，可得10－a＋2＝10b－12，所以，有以下关系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。(4)在曲线B对应温度下，因pH(酸)＋pH(碱)＝12，可得酸碱两溶液中c(H＋)＝c(OH－)，如是强酸、强碱，两溶液等体积混合后溶液应呈中性；现混合溶液的pH＝5，即等体积混合后溶液显酸性，说明H＋与OH－完全反应后又有新的H＋产生，即酸过量，所以说酸HA是弱酸。答案：(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H＋)、c(OH－)小(2)10∶1(3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14(4)曲线B对应95℃，此时水的离子积为1×10－12，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中剩余较多的HA分子，可继续电离出H＋，使溶液pH＝513．已知某温度下CH3COOH的电离常数K＝1.6×10－5。该温度下，向20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L－1KOH溶液，其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题：(已知lg4＝0.6)(1)a点溶液中c(H＋)为________，pH约为________。(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________点，滴定过程中宜选用________作指示剂，滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。(3)若向20mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸，则下列变化趋势正确的是________(填字母)。解析：(1)电离消耗的醋酸在计算醋酸的电离平衡浓度时可以忽略不计。由K＝eq\f(c2H＋,cCH3COOH)得，c(H＋)≈eq\r(1.6×10－5×0.01)mol·L－1＝4×10－4mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)≈3.4。(2)a点是醋酸溶液，b点是醋酸和少量CH3COOK的混合溶液，c点是CH3COOK和少量醋酸的混合溶液，d点是CH3COOK和KOH的混合溶液，酸、碱均能抑制水的电离，CH3COOK水解促进水的电离，所以c点溶液中水的电离程度最大。由于酸碱恰好完全反应时溶液显碱性，故应该选择在碱性范围内变色的指示剂酚酞。滴定终点应在c点以上。(3)由于稀氨水显碱性，首先排除选项A和C；两者恰好反应时溶液显酸性，排除选项D，故选B。答案：(1)4×10－4mol·L－13.4(2)c酚酞c点以上(3)B14．一个偶然的机会，葛葛和皓皓在实验室发现了一瓶未知浓度的盐酸溶液，作为新时代的好学生，他们欢快地决定用所学知识测定该瓶盐酸的浓度。他们用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定该瓶未知浓度的盐酸溶液，其操作可分解为如下几步：A．用蒸馏水洗干净滴定管B．检查滴定管是否漏水C．把锥形瓶放在滴定管下面，瓶下垫一张白纸，边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点，记下滴定管液面所在刻度D．另取锥形瓶，再重复操作2～3次E．用待测定的溶液润洗酸式滴定管F．取下碱式滴定管用标准的NaOH溶液润洗后，将标准液注入碱式滴定管刻度“0”以上2～3cm处，再把碱式滴定管固定好，调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下G．用酸式滴定管取稀盐酸20.00mL，注入锥形瓶中，加入酚酞完成以下填空：(1)正确操作的顺序是________。(2)判断滴定终点的现象是：锥形瓶中溶液从________色变为________色，且半分钟内不变色。(3)如图是葛葛和皓皓第一次滴定时的滴定管中的液面，其读数为X＝________mL。(4)根据下列数据：请计算待测盐酸溶液的浓度：________mol/L。滴定次数待测体积(mL)标准烧碱体积(mL)滴定前读数滴定后读数第一次X第二次第三次(5)在上述实验过程中，他们的好朋友发现他们出现了以下错误操作(其他操作正确)，其中会造成测定结果(待测液浓度值)偏高的有________。A．配制标准溶液定容时，加水超过刻度B．锥形瓶水洗后直接装待测液C．酸式滴定管水洗后未用待测稀盐酸溶液润洗D．滴定到达终点时，俯视读出滴定管读数E．碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失(6)常温下，他们用0.1000mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.2000mol·L－1HCl溶液和20.00mL0.2000mol·L－1CH3COOH溶液，得到2条滴定曲线，如图所示。滴定醋酸溶液的曲线是________(填“图1”或“图2”)；滴定曲线中a＝________mL。解析：(1)酸碱滴定前的操作主要有：检漏、洗涤、润洗、注液、赶气泡、调液，滴定，正确操作的顺序为BAEGFCD(或BAFEGCD)；(2)当锥形瓶中溶液从无色变为粉红色，且半分钟不变色，即为滴定终点；(3)根据图示，读数为X＝20.60mL；(4)3次滴定消耗烧碱的体积分别为：20.00、22.10、20.00、第二次结果误差较大，略去。2次滴定中消耗烧碱的体积平均为20.00mL，则盐酸溶液的浓度＝eq\f(20.00×0.1000,20.00)＝0.1000mol/L；(5)A.配制标准溶液定容时，加水超过刻度，导致标准溶液的浓度偏小，滴定时消耗的标准溶液的体积偏大，根据c(待测)＝eq\f(c标准×V标准,V待测)，浓度偏大；B.锥形瓶水洗后直接装待测液，对实验结果无影响；C.酸式滴定管水洗后未用待测稀盐酸溶液润洗，导致盐酸浓度偏小；D.滴定到达终点时，俯视读出滴定管读数，导致消耗的标准溶液的体积偏小，根据c(待测)＝eq\f(c标准×V标准,V待测)，浓度偏小；E.碱式滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后消失，导致消耗的标准溶液的体积偏大，根据c(待测)＝eq\f(c标准×V标准,V待测)，浓度偏大；故选AE；(6)常温下，用0.1000mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.2000mol·L－1HCl溶液和20.00mL0.2000mol·L－1CH3COOH溶液，加入氢氧化钠溶液前，HCl属于强电解质，完全电离，溶液的pH为1，而醋酸属于弱电解质，醋酸溶液的pH一定大于1，所以图1是滴定盐酸溶液的曲线，图2是滴定醋酸溶液的曲线；20.00mL0.2000mol·L－1HCl溶液中，需要加入40mL0.1000mol·L－1NaOH溶液，溶液恰好反应，溶液的pH＝7，所以a＝40.00。答案：15．草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O通过相关处理后可溶于水，且能做净水剂，在110℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：步骤1：称量4.66g草酸铁晶体进行处理后，配制成250mL一定物质的量浓度的溶液。步骤2：取所配溶液25.00mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至草酸根恰好全部氧化成二氧化碳，同时MnOeq\o\al(－,4)被还原成Mn2＋。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至溶液黄色刚好消失，过滤、洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。步骤3：用0.0200mol·L－1KMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1mL，滴定中MnOeq\o\al(－,4)被还原成Mn2＋，重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.0200mol·L－1KMnO4溶液为V2、V3mL。记录数据如下表：实验编号KMnO4溶液的浓度(mol·L－1)KMnO4溶液滴入的体积(mL)10.0200V120.0200V230.0200V3请回答下列问题：(1)草酸铁溶液能做净水剂的原因__________________________________________________________________________________________________________________(用离子方程式表示)。(2)该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯