高中化学第三章水溶液中的离子平衡32水的电离和溶液的酸碱性第3课时练习新人教版选修4.docx
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高中化学第三章水溶液中的离子平衡32水的电离和溶液的酸碱性第3课时练习新人教版选修4
第3课时 pH的应用
基础巩固
1下列有关叙述中正确的是()
A.滴定管下端连有橡皮管的为酸式滴定管
B.在滴定时,左手操作锥形瓶,右手操作滴定管开关
C.滴定前应首先排除尖嘴部分的气泡
D.滴定过程中两眼应注视滴定管内液面的变化
答案:
C
2准确量取25.00mL高锰酸钾溶液,可选用的仪器是()
A.500mL量筒B.25mL量筒
C.25mL酸式滴定管D.25mL碱式滴定管
答案:
C
3一支规格为amL的滴定管,其尖嘴部分充满溶液,管内液面在mmL处,当液面降到nmL处时,下列判断正确的是()
A.流出溶液的体积为(m-n)mL
B.流出溶液的体积为(n-m)mL
C.滴定管内溶液体积等于(a-n)mL
D.滴定管内溶液体积多于nmL
答案:
B
4用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作中,会引起实验误差的是()
A.取干燥洁净的酸式滴定管,用标准液润洗后装入盐酸标准液
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液
C.往盛有20.00mLNaOH溶液的锥形瓶中,滴入几滴酚酞指示剂后进行滴定
D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液
答案:
D
5酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定盐酸时,由于滴定速率太快,当混合溶液变红时,不知NaOH是否过量,判断它是否过量的方法是()
A.加入5mL盐酸进行滴定
B.返滴一滴待测盐酸
C.重新进行滴定
D.以上方法均不适用
解析:
判断是否滴定过量的方法是返滴一滴待测盐酸,看颜色是否复原。
答案:
B
6用NaOH溶液滴定盐酸的实验中,不必用到的是()
A.酚酞B.圆底烧瓶
C.锥形瓶D.碱式滴定管
解析:
酸碱中和滴定实验中用到的仪器有铁架台、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶等,用到的指示剂为酚酞或甲基橙。
答案:
B
7下列几种情况,对中和滴定结果无影响的是()
A.滴定管用水冲洗后即注入标准液
B.锥形瓶里有少量水
C.滴定前标准液在“0”刻度以上
D.滴定管尖端未充满液体
解析:
A项,滴定管水洗后应润洗,否则所盛溶液被稀释;锥形瓶有少量水对滴定结果无影响;滴定前标准液应调节至“0”刻度或“0”刻度以下,否则无法记录溶液体积;滴定管尖嘴应充满液体,不能留有气泡。
答案:
B
8已知乙酸钠溶液呈碱性。
以下是几种酸碱指示剂变色时的pH范围:
①甲基橙3.1~4.4②甲基红4.4~6.2③酚酞8.2~10,现用0.1000mol·L-1氢氧化钠溶液滴定浓度相近的乙酸时,上述指示剂()
A.都可以用B.只能用③
C.可以用①或②D.可以用②或③
解析:
氢氧化钠溶液与乙酸等物质的量反应时,生成的乙酸钠溶液呈碱性,选用在碱性条件下变色的指示剂酚酞为宜。
答案:
B
9下图是向100mLpH=1的盐酸中逐渐加入NaOH溶液时,溶液pH的变化图像,根据如图所得结论正确的是()
A.原来盐酸的物质的量浓度为0.1mol·L-1
B.NaOH溶液的物质的量浓度为0.1mol·L-1
C.原来盐酸的物质的量浓度为1mol·L-1
D.NaOH溶液的物质的量浓度为0.01mol·L-1
解析:
原盐酸的pH=1,则c(HCl)=0.1mol·L-1,A正确。
滴定终点时加入的NaOH溶液中NaOH的物质的量为0.01mol,但浓度与体积都无法计算。
答案:
A
10以酚酞溶液为指示剂,对某新制的NaOH溶液进行中和滴定实验,数据记录如下表:
待测液
消耗标准盐酸
(0.10mol·L-1)的体积
①
20mLNaOH溶液
V1mL
②
20mLNaOH溶液+10mL水
V2mL
③
敞口隔夜放置的20mLNaOH溶液
V3mL
计算该新制的NaOH溶液物质的量浓度cmol·L-1相对比较合理的是()
A.c=0.10×(V1+V2+V3)/(3×20)
B.c=0.10×(V1+V2)/(2×20)
C.c=0.10×(V1+V3)/(2×20)
D.c=0.10V1/20
答案:
B
11下面是关于酸碱中和实验操作的叙述:
①取一锥形瓶,用待测NaOH溶液润洗两次 ②在锥形瓶中加入25mL待测NaOH溶液 ③加入几滴石蕊试剂作指示剂 ④取一支酸式滴定管,洗涤干净 ⑤直接往酸式滴定管中注入标准酸溶液,进行滴定 ⑥左手旋转滴定管的玻璃活塞,右手不停摇动锥形瓶 ⑦两眼注视着滴定管内盐酸液面下降,直至滴定终点。
以上所述操作有错误的序号为()
A.③④⑥⑦B.①②⑥⑦
C.③⑤⑦D.①③⑤⑦
解析:
锥形瓶不用待测液润洗,①错;③石蕊变色不明显,不易观察颜色,在酸碱中和滴定时不用石蕊作指示剂,③错;滴定管使用前要润洗,⑤错;滴定过程中眼睛观察锥形瓶中溶液颜色的变化,⑦错。
答案:
D
12用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,参考下图,从下表中选出正确选项()
锥形瓶中
的溶液
滴定管中
的溶液
选用指
示剂
选用滴
定管
A
碱
酸
石蕊
乙
B
酸
碱
酚酞
甲
C
碱
酸
石蕊
甲
D
酸
碱
酚酞
乙
解析:
甲为酸式滴定管,乙为碱式滴定管。
酸性溶液、强氧化性溶液(如KMnO4溶液)一般装在酸式滴定管中,碱性溶液一般装在碱式滴定管中。
指示剂的选择比较复杂,一般情况下,强碱滴定强酸用酚酞作指示剂,强酸滴定强碱用甲基橙或酚酞作指示剂。
当指示剂可以有多种选择时,选择的指示剂最好是到达滴定终点时由浅变深发生变化。
中和滴定时,一般情况下是把已知物质的量浓度的标准溶液滴入待测的未知浓度的溶液中,但把未知物质的量浓度的溶液滴入已知物质的量浓度的溶液中,只要操作正确,也可以求得待测溶液浓度。
答案:
D
13用0.1mol·L-1NaOH溶液滴定0.1mol·L-1盐酸,若达到滴定终点时不慎多加1滴NaOH溶液(1滴溶液体积约为0.05mL),继续加水至50mL,所得溶液的pH是()
A.4B.7.2
C.10D.11.3
解析:
多加一滴NaOH溶液时,c(OH-)==1×10-4mol·L-1,则c(H+)=1×10-10mol·L-1,pH=10。
答案:
C
14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,选择酚酞作指示剂。
请填写下列空白:
(1)用标准盐酸滴定待测氢氧化钠溶液时,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,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偏低的是(填序号)。
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
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,振荡锥形瓶过于剧烈,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
标准酸体积
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
解析:
(4)V(平)=
=17.10mL;
c(碱)=
=
=0.1710mol·L-1
答案:
(1)锥形瓶内溶液颜色的变化 红 无
(2)DE(3)9.0026.12(4)0.1711
15某学生用0.2000mol·L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其实际操作如下:
①用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入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”刻度线以下,并记下读数;
④移取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
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),该错误操作会导致测定结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(2)步骤⑤中,在记下滴定管液面读数时,滴定管尖嘴有气泡,测定结果(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(3)判断滴定终点的现象是。
答案:
(1)① 偏大
(2)偏小 (3)滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色变为粉红色且半分钟内不褪色
能力提升
★1(2017全国Ⅱ)改变0.1mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数ä(X)随pH的变化如图所示[已知ä(X)=
]。
(导学号55660037)
下列叙述错误的是()
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
解析:
A项,根据图像,pH=1.2时,H2A和HA-物质的量分数相同,则有c(H2A)=c(HA-),A正确;B项,根据pH=4.2点,K2(H2A)=
=c(H+)=10-4.2,B正确;C项,根据图像,pH=2.7时,HA-物质的量分数最大,H2A和A2-物质的量分数相同,则有c(HA-)>c(H2A)=c(A2-),C正确;D项,根据pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-),且物质的量分数约为0.48,而c(H+)=10-4.2mol·L-1,可知c(HA-)=c(A2-)>c(H+),D错误。
答案:
D
★2(2016全国Ⅰ)298K时,在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。
已知0.10mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是()
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0mL
C.M点处的溶液中c(N)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
解析:
氨水与盐酸中和生成氯化铵,氯化铵属于强酸弱碱盐,溶液显酸性,应选择在酸性范围变色的指示剂,指示剂可以为甲基橙,A选项错误;盐酸若为20mL,二者恰好中和,此时溶液为酸性,若溶液pH=7,则盐酸体积必然小于20mL,B选项错误;M点处溶液呈中性,c(N)=c(Cl-),c(H+)=c(OH-),但c(Cl-)要远大于c(H+),C选项错误;由于N点为0.1mol·L-1的氨水,根据电离度为1.32%,c(OH-)=0.1mol·L-1×1.32%=0.00132mol·L-1,故pH<12,D选项正确。
答案:
D
3如图是常温下向20.0mL的盐酸中,逐滴加入0.10mol·L-1NaOH溶液时,溶液pH随NaOH溶液体积V(mL)变化的曲线,根据图像所得的下列结论中正确的是()
A.原盐酸的浓度为
0.10mol·L-1
B.x的值为2.0
C.pH=12,V值为20.4
D.原盐酸的浓度为1.0mol·L-1
解析:
当V(NaOH)=0mL时,盐酸的pH=1,因此c(HCl)=0.10mol·L-1;当反应后溶液pH=7时,HCl与NaOH恰好完全反应,因此n(HCl)=n(NaOH),故V(NaOH)=20.0mL;当反应后溶液pH=12时,
=1×10-2mol·L-1,解得V(NaOH)=24.4mL。
答案:
A
4氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料。
氨的水溶液显弱碱性,其原因为(用恰当的化学用语表示);0.1mol·L-1的氨水中加入少量NH4Cl固体,溶液的pH(填“升高”或“降低”);若加入少量明矾,溶液中N的浓度(填“增大”或“减小”)。
解析:
氨的水溶液中发生反应:
NH3+H2ONH3·H2ON+OH-,使氨的水溶液显弱碱性;在氨水中加入少量NH4Cl固体,NH4Cl电离出N,溶液中N浓度增大,使得NH3·H2O的电离平衡逆向移动,故溶液pH降低。
加入少量明矾,Al3+结合溶液中的OH-,使NH3·H2O的电离平衡正向移动,N的浓度增大。
答案:
NH3·H2ON+OH- 降低 增大
★5草酸(乙二酸)存在于自然界的植物中,其K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5。
草酸的钠盐和钾盐易溶于水,而其钙盐难溶于水。
草酸晶体(H2C2O4·2H2O)无色,熔点为101℃,易溶于水,受热脱水、升华,170℃以上分解。
回答下列问题:
(导学号55660038)
(1)甲组同学按照如图所示的装置,通过实验检验草酸晶体的分解产物。
装置C中可观察到的现象是,由此可知草酸晶体分解的产物中有。
装置B的主要作用是
。
(2)乙组同学认为草酸晶体分解产物中还有CO,为进行验证,选用甲组实验中的装置A、B和下图所示的部分装置(可以重复选用)进行实验。
①乙组同学的实验装置中,依次连接的合理顺序为A、B、。
装置H反应管中盛有的物质是。
②能证明草酸晶体分解产物中有CO的现象是
。
(3)设计实验证明:
①草酸的酸性比碳酸的强
。
②草酸为二元酸
。
解析:
(1)澄清石灰水通常可以用来检验二氧化碳,所以推测产物中有二氧化碳;草酸易升华,加热易变成气体随分解产物进入C装置,影响二氧化碳的检验。
(2)要想检验一氧化碳,必须先除净二氧化碳和水蒸气,选F、D、G装置,再利用一氧化碳的还原性检验它的存在,选H、D装置,还要进行一氧化碳的尾气处理,选I装置。
若存在一氧化碳,则黑色的氧化铜被还原为红色的铜,一氧化碳被氧化成二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。
(3)①根据相对强酸制弱酸的原理,用碳酸盐溶液和草酸混合,只要能看到气泡产生即可。
②利用酸碱中和的原理,证明氢氧化钠的物质的量是草酸的2倍。
答案:
(1)有气泡逸出、澄清石灰水变浑浊 CO2 冷凝(水蒸气、草酸等),防止草酸进入装置C反应生成沉淀,干扰CO2的检验
(2)①F、D、G、H、D、ICuO②H中黑色粉末变为红色,其后的装置D中的石灰水变浑浊
(3)①向盛有少量NaHCO3溶液的试管中滴加草酸溶液,有气泡产生
②用NaOH标准溶液滴定同浓度的草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍
6实验室中有一未知浓度的稀盐酸,某学生为测定盐酸浓度进行了如下实验。
请完成下列填空:
(1)配制100mL0.10mol·L-1标准NaOH溶液。
①主要操作步骤:
计算→称量→溶解→(冷却后)→→洗涤(并将洗涤液移入容量瓶)→→→将配制好的溶液倒入试剂瓶中,贴上标签。
②称量g氢氧化钠固体所需仪器有:
托盘天平(带砝码、镊子)、、等。
(2)取20.00mL待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用自己配制的标准NaOH溶液进行滴定。
重复上述滴定操作2~3次,记录数据如图。
实验
编号
NaOH溶液的
浓度/(mol·L-1)
滴定完成时,
NaOH溶液滴
入的体积/mL
待测盐酸
的体积/mL
1
0.10
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
①滴定达到终点的标志是
。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为(保留两位有效数字)。
③排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有。
A.滴定终点读数时俯视读数
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C.锥形瓶水洗后未干燥
D.碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
解析:
(1)题目要求配制100mL0.10mol·L-1标准NaOH溶液,应用天平称取0.1L×0.10mol·L-1×40g·mol-1=0.4gNaOH固体。
由于NaOH属于腐蚀性药品,不能放在天平上直接称量,应放在玻璃器皿(一般用烧杯或表面皿)中进行称量。
(2)根据指示剂在酸性溶液或碱性溶液中的颜色变化,我们可以判断中和反应是否恰好反应完全。
计算盐酸的浓度时,应计算三次的平均值,因标准NaOH溶液浓度及待测液的体积一定,故只算NaOH溶液体积的平均值即可。
根据碱式滴定管的构造可知,弯曲其橡皮管并轻轻挤压玻璃球即可将管中的气泡排除。
答案:
(1)①转移 定容 摇匀 ②0.4 烧杯(或表面皿) 药匙
(2)①加入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变成粉红色,且半分钟内不褪色
②0.11mol·L-1③丙 ④D
★7(2017江苏化学)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(导学号55660039)
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有C,其原因是。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。
该过程中主要反应的离子方程式为。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4H2As+H+的电离常数为Ka1,则pKa1=(pKa1=-lgKa1)。
(3)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。
pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。
pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是。
②在pH4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是。
答案:
(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3H2As+H2O②2.2
(3)①在pH7~9之间,随pH升高H2As转变为HAs,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2As和HAs阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
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