新高考化学一轮总复习练24第八章第24讲水的电离和溶液的pH含解析

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第24讲　水的电离和溶液的pHA组　基础必做题1．(2021·浙江1月选考，17)25 ℃时，下列说法正确的是(　D　)A．NaHA溶液呈酸性，可以推测H2A为强酸B．可溶性正盐BA溶液呈中性，可以推测BA为强酸强碱盐C．0.010 mol·L－1、0.10 mol·L－1的醋酸溶液的电离度分别为α1、α2，则α1<α2D．100 mL pH＝10.00的Na2CO3溶液中水电离出H＋的物质的量为1.0×10－5 mol[解析]　A项，NaHSO3溶液呈酸性，但H2SO3为弱酸；B项，CH3COONH4溶液呈中性，但它为弱酸弱碱盐；C项，25 ℃时，α1>α2(醋酸溶液越稀，电离度越大)；D项，25 ℃时，pH＝10的Na2CO3溶液中水电离出c(H＋)水＝c(OH－)＝1.0×10－4 mol·L－1，故100 mL此溶液中n(H＋)水＝1.0×10－4 mol·L－1×0.1 L＝1.0×10－5 mol，正确。2．(2022·宁夏中卫月考)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(　C　)A．升高温度，可能引起由c向b的变化B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13 mol－2·L－2C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化[解析]　升高温度，促进水的电离，c(H＋)和c(OH－)均增大，而由c向b变化，c(OH－)减小，A项错误；b点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1，故KW＝1.0×10－14 mol－2·L－2，B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，在水溶液中Fe3＋水解消耗OH－，促进水的电离，c(H＋)增大，c(OH－)减小，符合图中由b到a的变化趋势，C项正确；由c到d，水的离子积减小，稀释不能实现该变化，需通过降低温度实现，D项错误。3．(2022·浙江检测)下列说法不正确的是(　D　)A．测得0.1 mol·L－1的一元酸HA溶液pH＝3.0，则HA一定为弱电解质B．25 ℃时，将0.1 mol·L－1的NaOH溶液加水稀释100倍，所得溶液的pH＝11.0C．25 ℃时，将0.1 mol·L－1的HA溶液加水稀释至pH＝4.0，所得溶液中c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1D．0.1 mol·L－1的HA溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，所得溶液pH一定等于7.0[解析]　A项，由于0.1 mol·L－1的一元酸HA溶液的pH＝3.0，说明HA不能完全电离，所以HA为弱电解质；B项，25 ℃时，将0.1 mol·L－1的NaOH溶液加水稀释100倍，此时c(OH－)＝10－3 mol·L－1，所以pH＝11.0；C项，根据KW＝1.0×10－14可知，c(OH－)＝1×10－10 mol·L－1；D项，由于HA不一定是强酸，所以0.1 mol·L－1的HA溶液与0.1 mol·L－1NaOH溶液等体积混合，所得溶液pH不一定等于7.0。4．(2022·四川成都模拟)(双选)下列说法正确的是(　CD　)A．常温下，将pH＝3的HClO稀释到原体积的10倍后，溶液的pH＝4B．为确定某酸H2A是强酸还是弱酸，可测NaHA溶液的pH，若pH>7，则H2A是弱酸，若pH<7，则H2A是强酸C．用0.200 0 mol·L－1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L－1)，至中性时，溶液中的酸未被完全中和D．25 ℃，pH＝8的NaOH溶液和pH＝8的氨水中，由水电离出的c(OH－)相等[解析]　加水稀释促进HClO的电离，常温下，将pH＝3的HClO稀释到原体积的10倍后，所得溶液3<pH<4，故A错误；NaHA溶液若pH>7说明溶液呈碱性，说明对应酸一定为弱酸，若pH<7可能对应酸是强酸，如硫酸氢钠，也可能对应酸是弱酸，如亚硫酸氢钠，故B错误；醋酸钠是强碱弱酸盐，其水溶液呈碱性，要使醋酸和NaOH的水溶液呈中性，则醋酸应该稍微过量，所以用0.200 0 mol·L－1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L－1)，至中性时，酸有剩余，所以溶液中的酸未被完全中和，故C正确；NaOH溶液和氨水中的H＋均是由水电离产生的，因pH相等，水电离出的c(H＋)相等，即水电离出的c(OH－)相等，故D正确。5．Ⅰ.在25 ℃时，欲使100 mL pH＝12的NaOH溶液的pH降为11(忽略溶液体积变化)：(1)如果加入蒸馏水，应加入__900__mL。(2)如果加入pH＝10的NaOH溶液，应加入__1_000__mL。(3)如果加入0.008 mol·L－1 HCl溶液，应加入__100__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__中__性。(2)若a＋b＝13，则溶液呈__酸__性。(3)若a＋b>14，则溶液呈__碱__性。[解析]　Ⅰ.(1)25 ℃时，pH＝12的NaOH溶液中，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，pH＝11的NaOH溶液中，c(OH－)＝0.001 mol·L－1，设加入水的体积是V1,0.01 mol·L－1×0.1 L＝0.001 mol·L－1×(0.1 L＋V1)，V1＝－0.1 L＝0.9 L＝900 mL。(2)25 ℃时，pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝0.01 mol·L－1，pH＝10的NaOH溶液中c(OH－)＝0.000 1 mol·L－1，设加入pH＝10的NaOH溶液的体积是V2,0.01 mol·L－1×0.1 L＋0.000 1 mol·L－1×V2＝0.001 mol·L－1×(0.1 L＋V2)，解得V2＝1 L＝1 000 mL。(3)0.008 mol·L－1 HCl溶液中c(H＋)＝0.008 mol·L－1，设加入盐酸的体积为V3，c(OH－)＝＝0.001 mol·L－1，解得V3＝0.1 L＝100 mL。Ⅱ.25 ℃时，pH＝a的盐酸中c(H＋)＝10－a mol·L－1，pH＝b的NaOH溶液中c(OH－)＝10b－14 mol·L－1，两溶液等体积混合后：(1)若a＋b＝14，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性；(2)若a＋b＝13，c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性；(3)若a＋b>14，c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性。6．某温度(T)下的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－x mol·L－1，c(OH－)＝1.0×10－y mol·L－1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：(1)此温度下，水的离子积KW为__1.0×10－12__，则该温度T__>__(填“>”“<”或“＝”)25 ℃。(2)在此温度下，向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示。实验序号Ba(OH)2溶液的体积/mL盐酸的体积/mL溶液的pH①22.000.008②22.0018.007③22.0022.006假设溶液混合前后的体积不变，则a＝__4__，实验②所得溶液中由水电离产生的c(OH－)＝__1.0×10－7__mol·L－1。(3)在此温度下，将0.1 mol·L－1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：溶液甲乙丙丁0.1 mol·L－1Ba(OH)2溶液体积/mL101010100.1 mol·L－1NaHSO4溶液体积/mL5101520①按丁方式混合后，所得溶液显__中__(填“酸”“碱”或“中”)性。②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：__Ba2＋＋OH－＋H＋＋SO===BaSO4↓＋H2O__。③按甲方式混合后，所得溶液的pH为__11__(混合时，忽略溶液体积的变化)。B组　能力提升题7．(2022·山东青岛一模)(双选)常温下，将10 mL浓度为1 mol·L－1的CH3NH2、NH2OH两种一元碱溶液分别加水稀释，曲线如图，V是溶液体积(mL)，pOH＝－lgc(OH－)。已知：CH3NH2＋H2OCH3NH＋OH－；NH2OH＋H2ONH3OH＋＋OH－。下列说法正确的是(　AB　)A．该温度下，Kb(NH2OH)的数量级为10－9B．当lgV＝3时，水的电离程度：NH2OH>CH3NH2C．用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH＝7，消耗盐酸的体积：NH2OH>CH3NH2D．等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl两种盐溶液中离子总浓度相等[解析]　该温度下，取lgV＝1的点，c(OH－)＝c(NH3OH＋)＝1×10－4.5 mol·L－1，c(NH2OH)＝1 mol·L－1，Kb(NH2OH)＝＝10－9，即数量级为10－9，A正确；当lgV＝3时，NH2OH比CH3NH2的pOH大，OH－浓度小，碱对水的电离平衡起抑制作用，OH－浓度小，抑制作用小，水的电离程度大，故水的电离程度：NH2OH>CH3NH2，B正确；同浓度时，pOH：NH2OH>CH3NH2，即CH3NH2碱性强，用等浓度盐酸分别滴定两种碱溶液至pH＝7，由于碱性越弱对应的盐的水解程度越大，它们生成盐水解后均能使溶液显酸性，故CH3NH2消耗盐酸的体积较大，C错误；等浓度的CH3NH3Cl和NH3OHCl两种盐溶液中，由于CH3NH和NH3OH＋水解程度不同，所以离子总浓度不相等，D错误。8．(2022·河南信阳模拟)使用酸碱中和滴定方法，用0.01 mol·L－1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液，下列操作使测定结果偏高的是(　A　)①未用标准溶液润洗酸式滴定管②锥形瓶用蒸馏水清洗后，用待测液润洗③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡，滴定终点时有气泡④滴定终点读数后，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴标准液液滴⑤滴定完毕后立即读数，半分钟内溶液颜色又很快恢复原色⑥滴定前仰视读数，滴定后俯视读数A．①②④ B．①④⑥C．①③④ D．③④⑤[解析]　①未用标准溶液润洗酸式滴定管，导致标准溶液被稀释，消耗标准液体积偏大，测定结果偏高，故选；②锥形瓶用蒸馏水清洗后，用待测液润洗，导致消耗标准液体积偏大，测定结果偏高，故选；③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡，滴定终点时有气泡，导致消耗标准液体积偏小，测定结果偏小，故不选；④滴定终点读数后，发现滴定管尖嘴处悬挂一滴标准液液滴，导致消耗标准液体积偏大，测定结果偏高，故选；⑤滴定完毕后立即读数，半分钟内溶液颜色又很快恢复原色，过早判断滴定终点，导致消耗标准液体积偏小，测定结果偏小，故不选；⑥滴定前仰视读数，滴定后俯视读数，导致消耗标准液体积偏小，测定结果偏小，故不选。9．(2022·河北邯郸模拟)在不同温度下，水溶液中pH和pOH的关系如图所示，已知pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)。下列说法一定正确的是(　D　)A．水的电离程度，B>A>DB．1 mol·L－1的Na2SO4溶液不可能处于B点C．向C点水溶液中通入HCl，则C点变为E点D．0.1 mol·L－1的NaHA溶液的pH和pOH的关系如图中E点所示，此时溶液中离子的物质的量浓度关系：c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)[解析]　B点的pH、pOH均小于A点，则B点的KW大于A点的KW，即B点温度高于A点的温度，A、B、D点溶液若不涉及盐类水解，则水的电离程度：B>A>D，若涉及盐类水解，则无法判断，故A错误；Na2SO4溶液呈中性，由分析可知，B点是显中性的溶液，即1 mol·L－1 Na2SO4溶液可能处于B点，故B错误；C点和E点所处温度不同，水的离子积KW不同，所以温度不变通入HCl，C点不能变为E点，故C错误；E点溶液显酸性，即在NaHA溶液中，存在HA－的电离：HA－H＋＋A2－，和HA－的水解：HA－＋H2OH2A＋OH－；溶液显酸性，则c(H＋)>c(OH－)，即HA－的电离程度大于HA－的水解程度，c(A2－)>c(H2A)，但电离和水解均是很微弱的，所以c(HA－)最大，故c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)，故D正确。10．(2022·浙江湖州模拟)常温下，向20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸中滴加0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液，溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5＝0.7，下列说法不正确的是(　C　)A．NaOH与盐酸恰好完全反应时，溶液pH＝7B．V(NaOH)＝30.00 mL时，溶液pH＝12.3C．NaOH标准溶液浓度的准确性直接影响分析结果的可靠性，因此需用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度，标定时可采用甲基橙为指示剂D．选择甲基红指示反应终点，误差比甲基橙的小[解析]　NaOH与盐酸恰好完全反应时，生成NaCl为强酸强碱盐，溶液呈中性，溶液pH＝7，故A正确；20.00 mL 0.100 0 mol·L－1盐酸物质的量为0.100 0 mol·L－1×0.02 L＝0.002 mol，V(NaOH)＝30.00 mL时，NaOH的物质的量为0.100 0 mol·L－1×0.03 L＝0.003 mol，反应后剩余NaOH的物质的量为0.003 mol－0.002 mol＝0.001 mol，溶液体积为50 mL，则反应后溶液中NaOH的浓度为c(NaOH)＝＝0.02 mol·L－1，溶液中H＋的浓度为 mol·L－1＝5×10－13 mol·L－1，溶液pH＝－lg(H＋)＝－lg(5×10－13)＝12.3，故B正确；用邻苯二甲酸氢钾标定NaOH溶液的浓度，滴定终点溶液呈碱性，应该选用酚酞作指示剂，故C错误，根据突变范围，选择合适的指示剂，要求指示剂的变色范围与突变范围有重叠，所以选择变色范围在pH突变范围内的指示剂，故甲基红的指示反应终点的误差比甲基橙的小，故D正确。11．氧化还原滴定同中和滴定类似(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0.001 mol·L－1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色NaHSO3溶液。反应的离子方程式为2MnO＋5HSO＋H＋===2Mn2＋＋5SO＋3H2O。请完成下列问题：(1)该滴定实验所需仪器是__ADEFH__。A．酸式滴定管(50 mL) B．碱式滴定管(50 mL)C．量筒(10 mL) 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)实验中不能用__碱__(填“酸”或“碱”)式滴定管盛装酸性KMnO4溶液，原因是__酸性KMnO4溶液具有强氧化性，能腐蚀碱式滴定管的橡胶管__。(3)本实验__不需要__(填“需要”或“不需要”)使用指示剂，理由是__KMnO4溶液为紫色，滴定终点时，溶液由无色变为浅紫色，现象明显__。(4)滴定前平视液面，刻度为a mL，滴定后俯视刻度为b mL，则(b－a)mL比实际消耗KMnO4溶液的体积__小__(填“大”或“小”)，根据(b－a)mL计算得到的待测液浓度比实际浓度__低__(填“高”或“低”)。[解析]　(1)氧化还原滴定同中和滴定类似，由中和滴定实验所需仪器的选用进行迁移可得出正确答案。(3)MnO为紫色，Mn2＋为无色，可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点。(4)滴定后俯视液面，所读酸性KMnO4溶液体积偏小，故所测待测液浓度比实际浓度低。12．现有常温下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.1 mol·L－1的NaOH溶液，乙为0.1 mol·L－1的HCl溶液，丙为0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液。试回答下列问题：(1)甲溶液的pH＝__13__。(2)丙溶液中存在的电离平衡为__CH3COOHCH3COO－＋H＋、H2OOH－＋H＋__(用电离平衡方程式表示)(3)常温下，用水稀释0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，下列各量随水量的增加而增大的是__①④__(填序号)。①n(H＋)　　 ②c(H＋)③　　 ④c(OH－)(4)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH－)最大的是__丙__。(5)某同学用甲溶液分别滴定20.00 mL乙溶液和20.00 mL丙溶液，得到如图所示的两条滴定曲线，则a＝__20.00__。(6)图__2__(填“1”或“2”)表示NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的过程。[解析]　(3)常温下，用水稀释0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液，促进CH3COOH的电离，所以n(H＋)变大，但是溶液体积增大的程度大于氢离子的物质的量增加的程度，所以c(H＋)变小，常温下KW不变，根据KW＝c(H＋)·c(OH－)，所以c(OH－)变大；温度不变，Ka＝不变，而c(H＋)变小，所以变小。(4)酸或碱都会抑制水的电离，且溶液中H＋或OH－浓度越大，对水的电离的抑制程度越大，所以根据酸碱的强弱可知，甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH－)的大小关系为丙>甲＝乙。(5)HCl和氢氧化钠恰好完全反应时，溶液显中性，所以根据酸碱的浓度以及盐酸的体积可知，消耗氢氧化钠溶液的体积是20.00 mL，即a＝20.00。(6)图2中V(NaOH溶液)＝0时，pH大于1，可知0.1 mol·L－1该溶液的pH大于1，所以图2应该表示NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲线。