专题15 水的电离和溶液pH 1．常温下,下列溶液一定呈碱性的是( )
A．能与金属铝反应放出氢气的溶液
B.[H＋]
[OH－]
＝10－6的溶液
C．pH＝2的CH3COOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合
D．0.01 mol·L－1的氨水与0.01 mol·L－1的HCl溶液等体积混合
【答案】B
2．某溶液中在25 ℃时由水电离出的氢离子浓度为1×10－12mol·L－1,下列说法正确的是( ) A．HCO－3在该溶液中一定不能大量共存
B．该溶液的pH一定是12
C．向该溶液中加入铝片后,一定能生成氢气
D．若该溶液的溶质只有一种,它一定是酸或碱
【答案】A
【解析】由水电离出的[H＋]＝1×10－12mol·L－1,该溶液可能为酸或碱溶液,HCO－3既与酸反应,又与碱反应,所以HCO－3在该溶液中一定不能大量共存,A正确；当该溶液为pH＝2的盐酸溶液,水电离出的[H＋]也为1×10－12mol·L－1,B错误；若是pH＝2的HNO
3溶液,加入铝片后,一定不能生成氢气,C错误；可能是pH＝2的NaHSO4盐溶液,D错误。
3.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定碘水发生的反应为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6,下列说法正确的是( )
A．该滴定反应可用甲基橙作指示剂
B．Na2S2O3是该反应的还原剂
C．该滴定反应可选用如图所示装置
D．该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,转移电子的物质的量为4 mol
【答案】B
4．常温下,将一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：
实验
[HA]/mol·L－1[NaOH]/mol·L－1混合溶液的pH
编号
甲 0.1 0.1 pH＝a
乙 0.2 0.2 pH＝9
丙c1 0.2 pH＝7
丁0.2 0.1 pH＜7
下列判断正确的是( )
A．a＝7
B．在乙组混合液中由水电离出的[OH－]＝10－5mol·L－1
C．c1＝0.2
D．丁组混合液中：[Na＋]>[A－]>[H＋]>[OH－]
【答案】B
【解析】A项,由乙组数据知,HA与NaOH以等物质的量反应,所得NaA溶液呈碱性,HA为弱酸,甲组中,HA与NaOH以等物质的量混合,混合溶液pH>7,错误；B项,乙溶液为NaA溶液,溶液中的OH－全部来自水的电离,且[OH－]＝10－5mol·L－1,正确；C项,HA溶液与NaOH溶液等体积混合溶液的pH＝7,酸过量,c1>0.2,错误；D 项,由数据知,丁组混合溶液是HA与NaA等物质的量混合,溶液呈酸性,HA的电离程度大于A－的水解程度,[A －]>[Na＋],[H＋]>[OH－],即[A－]>[Na＋]>[H＋]>[OH－],错误。
5．常温下,向20 mL某浓度的硫酸溶液中滴入0.1 mol·L－1氨水,溶液中水电离的氢离子浓度随加入氨水的体积变化如图。下列分析正确的是( )
A．V＝40
B．c点所示溶液中：[H＋]－[OH－]＝2[NH3·H2O]
C．NH3·H2O的电离常数K＝10－4
D．d点所示溶液中：[NH＋4]＝2[SO2－4]
【答案】D
6.室温下,用0.1 mol·L－1氨水分别滴定20.0 mL 0.1 mol·L－1的盐酸和醋酸,曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A．Ⅰ曲线表示的是滴定盐酸的曲线
B．x＝20
C．滴定过程中[NH＋4]
[NH3·H2O]
的值逐渐减小
D．当Ⅰ曲线和Ⅱ曲线pH均为7时,一溶液中的[Cl－]等于另一溶液中的[CH3COO－]
【答案】C
【解析】滴定开始时0.1 mol·L－1盐酸pH＝1,0.1 mol·L－1醋酸pH>1,所以滴定盐酸的曲线是图Ⅱ,滴定醋酸的曲线是图Ⅰ,A错误；用0.1 mol·L－1氨水滴定20.0 mL 0.1 mol·L－1的盐酸,两者恰好反应,消耗20.0 mL 0.1 mol·L－1氨水,但反应生成氯化铵,氯化铵水解溶液呈酸性,所以溶液呈中性时,碱应过量,B错误；
NH3·H2O的电离常数K b＝[OH－]·[N H＋4]
[NH3·H2O]
只与温度有关,随着氨水的加入,[OH－]在增大,所以滴定过程中
[NH＋4]
[NH3·H2O]
的值逐渐减小,C正确；当Ⅰ曲线和Ⅱ曲线pH均为7时,分别存在电荷守恒：[NH＋4]＋[H＋]＝[Cl－]＋[OH－],[NH＋4]＋[H＋]＝[CH3COO－]＋[OH－],都存在：[H＋]＝[OH－],所以[NH＋4]＝[Cl－],[NH＋4]＝[CH3COO－],在盐酸中,氨水过量,在醋酸中,氨水恰好反应,所以盐酸中[NH＋4]大,则[Cl－]>[CH3COO－],D错误。
7.下列有关实验操作的叙述错误的是( )
A．过滤操作中,漏斗的尖端应接触烧杯内壁
B．从滴瓶中取用试剂时,滴管的尖嘴可以接触试管内壁
C．滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁
D．向容量瓶转移液体时,引流用玻璃棒可以接触容量瓶内壁
【答案】B
8.常温下,pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合(体积变化忽略不计),所得混合液的pH＝11,则强碱与强酸的体积比是( )
A．11∶1 B．9∶1
C．1∶11 D．1∶9
【答案】D
【解析】酸碱反应后所得混合液的pH＝11,溶液呈碱性,OH－过量,设强碱溶液的体积为x L,强酸溶液的体积为y L,pH＝13的强碱溶液,[OH－]＝0.1 mol·L－1,pH＝2的强酸溶液,[H＋]＝0.01 mol·L－1,混合后pH＝11,
则x×0.1 mol·L－1－y×0.01 mol·L－1
x＋y
＝0.001 mol·L－1,解得x∶y＝1∶9。
9．常温下,将pH＝3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合后,混合溶液均呈中性：
①1×10－3mol·L－1的氨水b L
②[OH－]＝1×10－3mol·L－1的氨水c L
③[OH－]＝1×10－3mol·L－1的Ba(OH)2溶液d L
其中a、b、c、d的关系正确的是( )
A．b>a＝d>c B．a＝b>c>d
C．a＝b>d>c D．c>a＝d>b
【答案】A
【解析】pH＝3的盐酸中[H＋]＝1×10－3mol·L－1,与[OH－]＝1×10－3mol·L－1的Ba(OH)2溶液混合,混合溶液呈中性时二者的体积相等,即d＝a；NH3·H2O为弱电解质,1×10－3mol·L－1的氨水中[OH－]<1×10－3mol·L －1,因此1×10－3mol·L－1的氨水和[OH－]＝1×10－3mol·L－1的氨水分别与盐酸混合,混合溶液呈中性时,b>a,c 10.不同温度下,水溶液中[H＋]与[OH－]的关系如图所示。下列有关说法中正确的是( ) A．若从a点到c点,可采用在水中加入酸的方法 B．b点对应的醋酸中由水电离的[H＋]＝10－6mol·L－1 C．c点对应溶液的K W大于d点对应溶液的K W D．T℃时,0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝11 【答案】D 11.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠的相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( ) A．盐酸的物质的量浓度为1 mol·L－1 B．P点时反应恰好完全,溶液呈中性 C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线 D．酚酞不能用作本实验的指示剂 【答案】B 【解析】根据曲线a知,滴定前盐酸的pH＝1,[HCl]＝0.1 mol·L－1,A错误；P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和,溶液呈中性,B正确；曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的曲线,曲线b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的曲线,C错误；强酸与强碱相互滴定,可以用酚酞作指示剂,D错误。 12.25 ℃时,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。下列关于甲烧杯和稀释后的乙烧杯中的溶液的描述中,不正确的是( ) A．溶液的体积：10V甲≤V乙 B．水电离出的OH－浓度：10[OH－]甲＝[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 【答案】C 【解析】A项,若为强酸,则应加水稀释到体积是原来的10倍,若为弱酸,由于有电离平衡的移动,加水的体积要多,稀释的倍数大于10,正确；B项,在甲溶液中水电离的[OH－]＝10－11mol·L－1,乙溶液中,水电离的[OH－]＝10－10mol·L－1,正确；C项,由于甲和乙中含有的一元酸的物质的量相等,用NaOH中和后得到盐的物质的量也相等,若为强酸,则溶液为中性,若为弱酸,溶液显碱性,而且浓度越小,其pH越小,错误；D项,根据酸碱混合时的规律,当pH加和等于14的酸碱等体积混合,谁弱显谁性。若酸为强酸,则反应后溶液为中性,甲反应后再加水稀释得到乙反应后的溶液,溶液也为中性；若酸为弱酸,则反应后溶液显酸性,浓度越小,其pH越大,正确。 13.在t℃时,某Ba(OH)2的稀溶液中[H＋]＝10－a mol·L－1,[OH－]＝10－b mol·L－1,已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示： 序号氢氧化钡溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH ①22.00 0.00 8 ②22.00 18.00 7 ③22.00 22.00 6 假设溶液混合后的体积变化忽略不计,则c为( ) A．3 B．4 C．5 D．6 【答案】B 14.下列说法不正确的是( ) A．将pH均为a的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释100倍,pH变为b和c,则a、b、c的大小关系是a>c>b B．常温下,浓度均为0.1 mol·L－1的①醋酸、②盐酸、③醋酸钠溶液,水的电离程度的顺序为③>①>②C．常温下,将相同体积的pH＝3的硫酸和pH＝11的一元碱BOH溶液混合,所得溶液可能为中性,也可能为酸性 D．物质的量浓度相同的①氯化铵溶液、②硫酸铵溶液、③碳酸氢铵溶液,pH的顺序为③>①>② 【答案】C 【解析】溶液稀释时,pH逐渐变小,稀释相同倍数时,氢氧化钠溶液的pH变化幅度较大,氨水继续发生电离,pH 变化幅度较小,A项正确；醋酸钠为强碱弱酸盐,发生水解反应,促进水的电离,醋酸和盐酸抑制水的电离,由于盐酸是强酸,完全电离,氢离子浓度大,对水的电离的抑制程度大,B项正确；常温下,将相同体积的pH＝3的硫酸和pH＝11的一元强碱BOH溶液混合,所得溶液呈中性,常温下,将相同体积的pH＝3的硫酸和pH＝11的一元弱碱BOH溶液混合,碱过量,所得溶液呈碱性,C项错误；(NH4)2SO4和NH4Cl水解,使溶液呈酸性,(NH4)2SO4中H＋较多,pH较小,NH4HCO3溶液呈碱性,D项正确。 15.．已知25 ℃时,几种弱酸的电离常数如下： 弱酸的化学式CH3COOH HCN H2S 电离常数 1.8×10－5 4.9×10－10K1＝9.1×10－8 K2＝1.1×10－12 A．等物质的量浓度的各溶液pH关系为：pH(Na2S)>pH(NaCN)>pH(NaHS)>pH(CH3COONa) B．用0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定pH相等的CH3COOH和HCN溶液,CH3COOH消耗的NaOH溶液体积更大C．NaHS和Na2S的混合溶液中,一定存在[Na＋]＋[H＋]＝[OH－]＋[HS－]＋2[S2－]＋[H2S] D．某浓度的NaCN溶液的pH＝d,则其中由水电离出的[OH－]＝10－d mol·L－1 【答案】A 16.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L－1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( ) A．三种酸的电离常数关系： K HA＞K HB＞K HD B．滴定至P点时,溶液中：[B－]＞[Na＋]＞[HB]＞[H＋]＞[OH－] C．pH＝7时,三种溶液中：[A－]＝[B－]＝[D－] D．当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后： [HA]＋[HB]＋[HD]＝[OH－]－[H＋] 【答案】C 【解析】根据起点pH：HA＜HB＜HD知酸性：HA＞HB＞HD,根据酸性越强,酸的电离常数越大,则K HA＞K HB＞K HD,故A项正确；P点时根据横坐标中和百分数为50%知[HB]∶[NaB]＝1∶1,根据纵坐标pH＜7知酸的电离程度大于盐的水解程度,故B项正确；根据电荷守恒[Na＋]＋[H＋]＝[A－]＋[OH－]和pH＝7知[Na＋]＝[A－],同理[Na ＋]＝[B－]、[Na＋]＝[D－],根据中和原理知溶液显中性时需要的NaOH的量不同,故[Na＋]不相同,则[A－]、[B－]、[D－]三者不相同,C项错误；当中和百分数都达到100%时,溶液为NaA、NaB、NaD的混合物,则[OH－]＝[HA]＋[HB]＋[H+]。 17.欲测定某NaOH溶液的物质的量浓度,可用0.100 0 mol·L－1的HCl标准溶液进行中和滴定(用甲基橙作指示剂)。 请回答下列问题： (1)滴定时,盛装待测NaOH溶液的仪器名称为________。 (2)盛装标准盐酸的仪器名称为______________。 (3)滴定至终点的颜色变化为____________。 (4)若甲学生在实验过程中,记录滴定前滴定管内液面读数为0.50 mL,滴定后液面如图,则此时消耗标准溶液的体积为__________。 (5)乙学生做了三组平行实验,数据记录如下： 实验 序号 待测NaOH溶液的 体积/mL 0.100 0 mol·L－1HCl溶液的 体积/mL 滴定前刻度滴定后刻度 1 25.00 0.00 26.29 2 25.00 1.00 31.00 3 25.00 1.00 27.31 选取上述合理数据,计算出待测NaOH 溶液的物质的量浓度为______________。(保留四位有效数字) (6)下列哪些操作会使测定结果偏高________(填字母)。 A ．锥形瓶用蒸馏水洗净后再用待测液润洗 B ．酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗 C ．滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失 D ．滴定前读数正确,滴定后俯视滴定管读数 【答案】(1)锥形瓶 (2)酸式滴定管 (3)黄色变为橙色 (4)26.90 mL (5)0.105 2 mol·L －1 (6)AC D]＋[H ＋ ],即[HA]＋[HB]＋[HD]＝[OH － ]－[H ＋ ],D 项正确。 3组平均消耗V (盐酸)＝26.29 mL ＋26.31 mL 2＝26.30 mL,[NaOH]＝0.026 3 L×0.100 0 mol·L －1 0.025 L ＝0.105 2 mol·L －1 。 (6)A 项,锥形瓶用待测液润洗,会使锥形瓶内溶质的物质的量增大,造成V (标准)偏大,c (待测)偏高,正确；B 项,酸式滴定管用蒸馏水洗净后再用标准液润洗,对V (标准)无影响,c (待测)不变,错误；C 项,滴定前酸式滴定管尖端气泡未排除,滴定后气泡消失,造成V (标准)偏大,c (待测)偏高,正确；D 项,滴定前读数正确,滴定后俯视滴定管读数,造成V (标准)偏小,c (待测)偏低,错误。 18.Ⅰ.在25 ℃时,有一pH ＝12的NaOH 溶液100 mL ,欲使它的pH 降为11： (1)如果加入蒸馏水,就加入________ mL ； (2)如果加入pH ＝10的NaOH 溶液,应加入______ mL ； (3)如果加入0.008 mol·L －1 HCl 溶液,应加入_____mL 。 Ⅱ.在25 ℃时,有pH 为a 的盐酸和pH 为b 的NaOH 溶液等体积混合： (1)若a ＋b ＝14,则溶液呈________性； (2)若a ＋b ＝13,则溶液呈________性； (3)若a ＋b ＞14,则溶液呈________性。 【答案】Ⅰ.(1)900 (2)1 000 (3)100 Ⅱ.(1)中 (2)酸 (3)碱 19.Ⅰ.某学生用0.200 0 mol·L－1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作可分为如下几步： ①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并注入NaOH溶液至“0”刻度线以上 ②固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体 ③调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,并记下读数 ④量取20.00 mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3 mL酚酞溶液 ⑤用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数 请回答： (1)以上步骤有错误的是________(填编号)。 (2)用标准NaOH溶液滴定时,应将标准NaOH溶液注入______(从图中选填“甲”或“乙”)中。 (3)下列操作会引起实验结果偏大的是______(填编号)。 A．在锥形瓶装液前,留有少量蒸馏水 B．滴定前,滴定管尖嘴有气泡,滴定后无气泡 C．锥形瓶先用蒸馏水洗涤后,未用待测液润洗 D．用酸式滴定管量取液体时,释放液体前滴定管前端有气泡,之后消失 (4)滴定时,左手控制滴定管,右手摇动锥形瓶,眼睛注视______________。判断到达滴定终点的现象是：锥形瓶中溶液___________________________________________________。 (5)以下是实验数据记录表 滴定次数盐酸体积(mL) NaOH溶液体积读数(mL) 滴定前滴定后 1 20.00 0.00 21.30 2 20.00 0.00 16.30 3 20.00 0.00 16.32 通过计算可得,该盐酸浓度为______ mol·L－1(计算结果保留4位小数)。 Ⅱ.利用间接酸碱滴定法可测定Ba2＋的含量,实验分两步进行。 已知：2CrO2－4＋2H＋===Cr2O2－7＋H2O Ba2＋＋CrO2－4===BaCrO4↓ 步骤1：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中,加入酸碱指示剂,用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸体积为V0 mL。 步骤2：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中,加入x mL与步骤1相同浓度的Na2CrO4溶液,待Ba2＋完全沉淀后,再加入酸碱指示剂,用b mol·L－1盐酸标准液滴定至终点,测得滴加盐酸的体积为V1 mL。 则BaCl2溶液浓度为______________________ mol·L－1。若步骤2中滴加盐酸时有少量待测液溅出,则Ba2＋浓度的测量值将____________(填“偏大”或“偏小”)。 【答案】Ⅰ.(1)①④(2)乙(3)B (4)锥形瓶内颜色由无色变成浅红色,且半分钟内不退色(5)0.163 1 Ⅱ.(V0b－V1b)/y偏大
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