水的电离和溶液的酸碱性.docx
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水的电离和溶液的酸碱性
水的电离和溶液的酸碱性
一、选择题(共48分,每小题4分)
1.(2013·新课标Ⅰ,9)短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其简单离子都能破坏水的电离平衡的是( )
A.W2-、X+ B.X+、Y3+
C.Y3+、Z2-D.X+、Z2-
解析:
抑制或者促进水的电离平衡的离子都属于破坏水的电离平衡的离子。
短周期中能抑制水的电离平衡的简单离子只有H+;能水解促进水的电离平衡的简单离子有Li+、F-、Mg2+、Al3+、S2-,由于W、X、Y、Z的原子序数依次增大,故四种元素只能分别是O、Na、Al、S,因此只有C项正确。
答案:
C
2.下列叙述正确的是( )
A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)×c(OH-)=1×10-14
B.c(H+)等于1×10-7mol·L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱性的强弱
解析:
Kw=c(H+)·c(OH-),且Kw只与温度有关,所以,在常温下,纯水,酸性、碱性或中性稀溶液,其Kw=1×10-14;在温度不确定时,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7mol·L-1;0.2mol/LCH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1mol·L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1mol·L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
答案:
A
3.在25℃时,用0.125mol·L-1的标准盐酸滴定25.00mL未知浓度的NaOH溶液所得滴定曲线如图所示,图中K点代表的pH为( )
A.13 B.12
C.10D.11
解析:
从图知V(盐酸)=20mL时,pH=7,酸碱正好完全中和。
c(NaOH)·V(NaOH溶液)=c(HCl)·V(盐酸),c(NaOH)=
=0.1mol/L,则c(H+)=
=
mol/L=10-13mol/L,pH=13。
答案:
A
4.对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是( )
A.
B.26M3+
C.
D.
解析:
A项,抑制水的电离;B项和D项中Fe3+与CH3COO-都能水解,即都能促进水的电离。
答案:
C
5.将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为( )
A.9 B.10
C.11 D.12
解析:
设所取每份盐酸的体积为V1,使盐酸由pH=1变为pH=2,所加水的体积为9V1。
又设所加NaOH溶液的体积为V2。
则有:
c(H+)=
mol·L-1=0.01mol·L-1,解得:
9V1=11V2,即V水∶V2=11∶1。
答案:
C
6.t℃时,水的离子积常数为KW,该温度下将amol/L一元酸HA与bmol/L一元碱BOH等体积混合,要使混合液呈中性,必要的条件是( )
A.混合液的pH=7
B.混合液中,c(H+)=
C.a=b
D.混合液中,c(B+)=c(A-)+c(OH-)
解析:
溶液显中性,若t℃≠25℃,pH≠7,A项错误;c(H+)=c(OH-),c(H+)=
,B项正确;一元酸和一元碱等体积等浓度混合,溶液不一定呈中性,C项错误;在混合液中存在电荷守恒,c(B+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),D项错误。
答案:
B
7.在t℃时,某Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH-)=10-bmol/L,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
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为( )
A.3 B.4
C.5 D.6
解析:
本题考查了pH的综合计算和从图表中获取关键信息的能力。
Ba(OH)2溶液的pH=8,即a=8,再根据a+b=12,则b=4,该温度下KW=10-12mol2·L-2;当恰好完全中和时,溶液的pH=6,即加盐酸的体积为22.00mL时,恰好完全中和,根据c(H+)×22.00mL=c(OH-)×22.00mL,又c(OH-)=10-4mol/L,则盐酸c(H+)=10-4mol/L,pH=4,即c=4。
答案:
B
8.有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg
。
下列表述正确的是( )
A.在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1
B.在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0
C.在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0
D.在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)
解析:
根据溶液中[H+]与[OH-]的相对大小来决定溶液的酸碱性,从pH和AG的定义寻找两者的关系式:
A.AG=lg
=lg1=0;
B.呈酸性,[H+]>[OH-],AG>lg1=0;
C.呈碱性,[H+]<[OH-],AG D.25℃时,pH+pOH=pKW=14,AG=lg[H+]-lg[OH-]=-pH+14-pH=14-2pH=2(7-pH)。 答案: D 9.下列叙述正确的是( ) 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.1.0×10-3mol/L盐酸的pH=3.0,1.0×10-8mol/L盐酸的pH=8.0 D.若1mLpH=1的盐酸与100mLNaOH溶液混合后,溶液的pH=7,则NaOH溶液的pH=11 解析: 该题主要考查酸碱溶液的pH计算和溶液的稀释对pH的影响。 A项,对酸溶液进行稀释,氢离子浓度降低,pH增大;B项,酚酞的变色范围为8.2-10,当溶液恰好无色时,溶液pH小于8.2即可显示无色;C项,当溶液中氢离子浓度较大时,计算时忽略水电离出的氢离子,当加入的氢离子浓度较小时,计算溶液pH时则不能忽略水电离出的氢离子,当盐酸的浓度为1.0×10-8mol/L时,通常情况下,此时水电离出的氢离子为1.0×10-6mol/L,此时溶液的pH小于7;D项,盐酸和氢氧化钠溶液混合后溶液显中性,则需要n(H+)=n(OH-),故氢氧化钠溶液的pH为11。 答案: D 10.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( ) A.图中五点KW间的关系: B=C=A=D=E B.若从A点到D点,可采用: 温度不变在水中加入少量的酸 C.若从A点到C点,可采用: 温度不变在水中加入适量的NH4Cl固体 D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合,溶液显酸性 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项错误。 从A点到D点,溶液中c(H+)增大,可采取温度不变在水中加入少量酸的措施。 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,溶液显中性。 答案: B 11.若重水(D2O)的离子积为1×10-16,可以用pH一样的定义来规定pD=-lg[c(D+)],以下关于pD的叙述正确的是( ) A.中性溶液的pD=7.0 B.含0.01molNaOD的D2O溶液1L,其pD=12 C.溶解0.01molDCl的D2O溶液1L,其pD=2.0 D.50mL0.001mol·L-1的NaOD的重水溶液,其pD=11 解析: 根据重水(D2O)的离子积为1×10-16和pD=-lg[c(D+)],知中性溶液的pD=8.0;0.01molNaOD的D2O溶液1L其pD=14;0.01molDCl的D2O溶液1L,其pD=2.0;0.001mol·L-1的NaOD的重水溶液,其pD=13。 答案: C 12.下列关于滴定操作的叙述,正确的是( ) A.若滴定管中液面在20.00mL处,则液体全部流出时所得液体体积为20.00mL B.用标准NaOH溶液滴定CH3COOH溶液时,可选用甲基橙为指示剂 C.用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,若滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排出而滴定后消失,则能使所测结果偏高 D.滴定时可将KMnO4溶液装在碱式滴定管中 解析: A中由于滴定管的下端无刻度,则液体全部流出时,所得溶液体积应大于20.00mL。 选项B,酸碱恰好反应时形成CH3COONa,因水解显碱性,为减小误差,应选用酚酞试液为指示剂。 选项C,若滴定前尖嘴处有气泡未排出而滴定后消失,则相当于滴定时所用盐酸体积增大,使所测NaOH溶液浓度偏高。 选项D,因KMnO4能氧化碱式滴定管下端的橡胶管,故KMnO4溶液应装在酸式滴定管中。 答案: C 二、非选择题(共52分) 13.(8分)在不同温度下的水溶液中c(H+)=10xmol/L,c(OH-)=10ymol/L,x与y的关系如图所示。 请回答下列问题: (1)曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为________,曲线Ⅰ所代表的温度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。 你判断的依据是__________________________。 (2)曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01mol/L的NaOH溶液的pH为________。 解析: (1)根据曲线中的数据,可以知道曲线Ⅰ代表的温度下水的离子积为1×10-12mol2·L-2,水的电离过程是吸热过程,温度越高,水的离子积就越大,曲线Ⅰ所代表的水的离子积比曲线Ⅱ的大,所以,曲线Ⅰ代表的温度高。 (2)曲线Ⅰ所代表水的离子积为1×10-12,0.01mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol/L,则c(H+)=10-10mol/L,pH=10。 答案: (1)1×10-12mol2·L-2 高于 曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小,由于水的电离过程是吸热过程,温度越高,离子积越大,故曲线Ⅱ代表的温度低 (2)10 14.(14分)现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol/L的NaOH溶液,乙为0.1mol/L的HCl溶液,丙为0.1mol/L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)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为________。 (4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题: ①甲溶液滴定丙溶液的曲线是________(填“图1”或“图2”)。 ②a=________mL。 解析: (1)c(OH-)=0.1mol/L,则c(H+)=10-13mol/L,pH=13。 (2)CH3COOH溶液中存在CH3COOH和水的电离平衡。 (3)酸、碱对水的电离具有抑制作用,c(H+)或c(OH-)越大,水的电离程度越小,反之,越大。 (4)①氢氧化钠溶液滴定盐酸恰好中和时,pH=7;氢氧化钠溶液滴定醋酸恰好中和时,生成醋酸钠溶液,pH>7。 对照题中图示,图2符合题意。 ②a的数值是通过滴定管读数所确定的,因此读数应在小数点后保留两位。 答案: (1)13 (2)CH3COOHCH3COO-+H+、H2OOH-+H+ (3)丙>甲=乙 (4)①图2 ②20.00 15.(15分)某同学欲用已知物质的量浓度为0.1000mol·L-1的盐酸测定未知物质的量浓度的氢氧化钠溶液时,选择酚酞溶液作指示剂。 请填写下列空白: (1)用标准的盐酸滴定待测的氢氧化钠溶液时,左手把握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视________________。 直到因加入一滴盐酸,溶液的颜色由________色变为________色,且半分钟不恢复原色,立即停止滴定。 (2)下列操作中可能使所测氢氧化钠溶液的浓度数值偏低的是________(填序号)。 A.酸式滴定管未用标准盐酸溶液润洗就直接注入标准盐酸溶液 B.滴定前盛放氢氧化钠溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥 C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失 D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数 E.滴定过程中,锥形瓶的振荡过于激烈,使少量溶液溅出 (3)若第一次滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如下图所示。 则起始读数为V1=__________mL,终点读数V2=________mL。 (4)再结合下表数据,计算被测氢氧化钠溶液的物质的量浓度是________mol·L-1。 滴定 次数 待测溶液体积/mL 标准盐酸的体积 滴定前的刻度/mL 滴定后的刻度/mL 第一次 10.00 V1 V2 第二次 10.00 4.10 21.10 第三次 10.00 0.40 17.60 答案: (1)锥形瓶内溶液颜色的变化 红 无 (2)DE (3)9.00 26.10 (4)0.1710 16.(15分)氧化还原滴定实验与中和滴定类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。 现有0.001mol·L-1KMnO4酸性溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。 反应的离子方程式是2MnO4-+5HSO3-+H+===2Mn2++5SO42-+3H2O 填空完成问题: (1)该滴定实验所需仪器有下列中的________。 A.酸式滴定管(50mL)B.碱式滴定管(50mL) C.量筒(10mL)D.锥形瓶 E.铁架台F.滴定管夹 G.烧杯H.白纸 I.胶头滴管J.漏斗 (2)不用________(酸、碱)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。 试分析原因___________________________________________________________________________________________________________________。 (3)选何种指示剂,说明理由______________________________。 (4)滴定前平视KMnO4液面,刻度为amL,滴定后俯视液面刻度为bmL,则(b-a)mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(多、少)。 根据(b-a)mL计算得到的待测溶液,比实际浓度________(大、小)。 答案: (1)ABDEFH (2)碱 高锰酸钾能腐蚀橡胶管 (3)不用指示剂,因为MnO4-―→Mn2+时紫色褪去 (4)少 小
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- 电离 溶液 酸碱