人教版高考化学一轮复习第8章水溶液中的离子平衡第2讲水的电离和溶液的酸碱性含答案

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课时跟踪练25一、选择题1．常温下，0.1 mol·L－1某一元酸(HA)溶液中eq \f(c（OH－）,c（H＋）)＝1×10－8，下列叙述正确的是(　　)A．该溶液中水电离出的c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1B．该溶液中c(H＋)＋c(A－)＋c(HA)＝0.1 mol·L－1C．该溶液与0.05 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后：c(A－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)D．向该溶液中加入一定量NaA晶体或加水稀释，溶液中c(OH－)均增大解析：常温下0.1 mol·L－1的一元酸HA溶液中eq \f(c（OH－）,c（H＋）)＝1×10－8，c(OH－)·c(H＋)＝1×10－14，解得c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1< 0.1 mol·L－1，c(OH－)＝1×10－11 mol·L－1，HA为弱酸；酸溶液中OH－全部来自水电离，该溶液中水电离的c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，A项错误；该溶液中c(A－)＋c(HA)＝0.1 mol·L－1，B项错误；该溶液与0.05 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后得到物质的量浓度均为0.025 mol·L－1的HA和NaA的混合溶液，溶液中存在电荷守恒：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(OH－)＋c(A－)，c(A－)＞c(Na＋)＞c(OH－)＞c(H＋)违背电荷守恒，C项错误；该溶液中存在电离平衡HAH＋＋A－，加入一定量NaA，c(A－)增大，电离平衡逆向移动，c(H＋)减小，则溶液中c(OH－)增大，加水稀释，促进HA的电离，但由于溶液体积也增大，故c(H＋)减小，溶液中c(OH－)增大，D项正确。答案：D2．把1 mL 0.1 mol·L－1的H2SO4稀释成2 L溶液，下列有关稀溶液的说法不正确的是(　　)A．溶液中的c(OH－)为1×10－10 mol·L－1B．溶液中的c(H＋)为1×10－4 mol·L－1C．溶液中由水电离出来的OH－的浓度为1×10－10 mol·L－1D．溶液中由水电离出来的H＋的浓度为10－4 mol·L－1解析：0.1 mol·L－1 H2SO4溶液中c(H＋)＝0.2 mol·L－1，将1 mL溶液稀释至2 L后c(H＋)＝10－4 mol·L－1，c(OH－)＝10－10 mol·L－1，故A、B项正确；H2SO4对水的电离起到抑制作用，故由水电离产生的H＋、OH－浓度相等，均为10－10 mol·L－1，C项正确，D项错误。答案：D3．下列实验操作规范且能达到目的的是(　　)解析：50 mL酸式滴定管的50.00 mL刻度下方没有刻度，但仍有盐酸，所以调整初始读数为30.00 mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶中，体积大于20.00 mL，A项错误；碘易溶于酒精，清洗试管中附着的碘可以先用酒精清洗，再用水清洗，B项正确；醋酸钠溶液呈碱性，测定醋酸钠溶液的pH时，pH试纸不能预先湿润(湿润相当于将溶液稀释)，否则测定的pH会偏小，C项错误；不能在容量瓶中直接配制溶液，D项错误。答案：B4．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是(　　)A．图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B>A>DB．25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8的稀氨水，溶液中eq \f(c（NHeq \o\al(＋,4)）,c（NH3·H2O）)的值逐渐减小C．在25 ℃时，保持温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，体系可从A点变化到C点D．A点所对应的溶液中，可同时大量存在Na＋、Fe3＋、Cl－、SOeq \o\al(2－,4)解析：Kw的影响因素为温度，水的电离吸热，升高温度Kw增大，A、D在同一等温线上，故图中A、B、D三点处Kw的大小关系为B>A＝D，A项错误；25 ℃时，向pH＝1的稀硫酸中逐滴加入pH＝8的稀氨水，c(OH－)逐渐增大，eq \f(c（OH－）·c（NHeq \o\al(＋,4)）,c（NH3·H2O）)的值不变，故eq \f(c（NHeq \o\al(＋,4)）,c（NH3·H2O）)逐渐减小，B项正确；在25 ℃时，保持温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，体系不能从A点变化到C点，体系从A点变化到C点，可采用加热的方法，C项错误；A点所对应的溶液呈中性，Fe3＋因水解生成氢氧化铁沉淀不能大量存在，D项错误。答案：B5．25 ℃时，醋酸的电离常数为1.8×10－5。向20 mL 2.0 mol·L－1 CH3COOH溶液中逐滴加入2.0 mol·L－1 NaOH溶液，溶液中水电离出的c(H＋)在此滴定过程中变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．a点水电离出的c(H＋)＝6.0×10－3 mol·L－1B．b点c(CH3COOH)>c(Na＋)>c(CH3COO－)C．c点恰好完全反应，溶液中无CH3COOHD．d点c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)解析：a点为CH3COOH溶液，水的电离受到抑制，水电离出的c(H＋)＜10－7 mol·L－1，A项错误；b点的溶液为CH3COOH和CH3COONa等浓度混合的溶液，物料守恒为c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝2c(Na＋)，醋酸会电离：CH3COOHCH3COO－＋H＋，醋酸根会水解：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，水解平衡常数Kh＝eq \f(KW,Ka)＝eq \f(10－14,1.8×10－5)≈5.6×10－10<1.8×10－5，CH3COOH的电离程度大于CH3COO－的水解程度，所以c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(CH3COOH)，B项错误；c点恰好完全反应，为CH3COONa溶液，但是醋酸根会水解：CH3COO－＋H2OCH3COOH＋OH－，溶液中有CH3COOH，C项错误；d点加入40 mL的NaOH溶液，NaOH多一倍，为等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa的混合溶液，有物料守恒c(Na＋)＝2c(CH3COO－)＋2c(CH3COOH)，D项正确。答案：D6．(2020·北京清华附中第三次模拟)常温下，将NH3通入50 mL NH4Cl溶液中至pH＝10，再向其中滴加1 mol·L－1盐酸，溶液的pH随加入盐酸体积的变化如图所示。下列说法不正确的是(　　)A．a点溶液中，c(OH－)＝1×10－4 mol·L－1B．b点溶液中，c(NHeq \o\al(＋,4))>c(Cl－)C．a→b，水的电离程度减小D．c点时，加入的n(HCl)小于通入的n(NH3)解析：a点是c(H＋)＝10－10 mol·L－1，根据Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以溶液中c(OH－)＝10－4 mol·L－1，故A项正确；b点表示的溶液呈碱性，根据电荷守恒有c(OH－)＋c(Cl－)＝c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(H＋)，所以有c(Cl－)＜c(NHeq \o\al(＋,4))，故B项正确；碱溶液中滴入酸溶液发生酸碱中和反应，生成可水解的盐和水，水的电离程度增大，所以a→b，水的电离程度增大，故C项错误；氨气和氯化氢反应生成氯化铵，氯化铵是强酸弱碱盐其水溶液呈酸性，当恰好反应时溶液应该呈酸性，但c点溶液呈碱性，说明氨气过量，故D项正确。答案：C7．(2020·汕头第一次模拟)在某温度时，将n mol·L－1氨水滴入10 mL 1.0 mol·L－1盐酸中，溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列说法错误的是(　　)A．c点存在守恒关系：c(NHeq \o\al(＋,4))＝c(Cl－)B．b点：c(Cl－)>c(NHeq \o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)C．水的电离程度：b>c>a>dD．25 ℃时，NH4Cl水解平衡常数为(n－1)×10－7(用n表示)解析：c点溶液呈中性，所以c(H＋)＝c(OH－)，由电荷守恒分析c(NHeq \o\al(＋,4))＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)，所以c(NHeq \o\al(＋,4))＝c(Cl－)，A项正确；b点溶液为NH4Cl溶液，此溶液中离子浓度大小为c(Cl－)> c(NHeq \o\al(＋,4))>c(H＋)>c(OH－)，B项正确；b点溶液温度最高，说明此时两溶液恰好反应生成氯化铵，铵根离子水解促进了水的电离，则a、d两点都抑制了水的电离，则b点水的电离程度最大；由于d点混合液的pH不知，则无法判断a、d两点水的电离程度大小，C项错误；根据图象可知，25 ℃时溶液的pH＝7，则：c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，c(NHeq \o\al(＋,4))＝c(Cl－)＝0.5 mol·L－1，根据物料守恒可知：c(NH3·H2O)＝(0.5n－0.5)mol·L－1，则25 ℃时NH4Cl水解常数为Kh＝eq \f(（0.5n－0.5）×10－7,0.5)＝(n－1)×10－7，D项正确。答案：C8．(2020·五岳线上联考)常温下，相同浓度的两种一元酸HX、HY分别用同一浓度的NaOH标准溶液滴定，滴定曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)A．HX、HY起始溶液体积相同B．均可用甲基橙作滴定指示剂C．pH相同的两种酸溶液中：c(HY)＞c(HX)D．同浓度KX与HX的混合溶液中，粒子浓度间存在关系式：c(HX)－c(X－)＝2c(OH－)－2c(H＋)解析：反应达到终点时，HX与HY消耗NaOH溶液的体积分别是30 mL和40 mL，故起始酸的体积比为3∶4，故A项错误；NaOH滴定HX达到滴定终点时，溶液pH约为8，而甲基橙的变色范围是3.1～4.4，故不能用甲基橙作指示剂，故B项错误；由图象中两种酸浓度相同时的pH可知，HY的酸性强于HX的酸性，则pH相同的两种酸溶液中：c(HY)”“<”或“＝”)；②25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体，对水的电离平衡的影响是________(填“促进”“抑制”或“不影响”)。(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度大小的量。已知如表数据。①25 ℃时，有等浓度的a.NaCN溶液、b.CH3COONa溶液、c.Na2CO3溶液，三种溶液的pH由大到小的顺序为________(填序号)；②25 ℃时，等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，则c(Na＋)________c(CH3COO－)(填“>”“<”或“＝”)。(3)25 ℃，两种酸的电离平衡常数如下表。①HSOeq \o\al(－,3)的电离平衡常数表达式K＝___________________；②H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为____________________________________________________________。解析：(1)①100 ℃时KW＝10－6×10－6＝10－12，1 mol·L－1的NaOH溶液中，c(OH－)＝1 mol·L－1，因此由水电离出的c(H＋)＝eq \f(10－12,1 mol·L－1)＝10－12 mol·L－1。电离吸热，加热促进水的电离，因此KW(25 ℃)HCN>HCOeq \o\al(－,3)，所以等浓度的NaCN溶液、CH3COONa溶液、Na2CO3溶液，溶液水解程度：Na2CO3>NaCN>CH3COONa，溶液的pH：Na2CO3>NaCN>CH3COONa；②等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，所得溶液显碱性，c(H＋)c(CH3COO－)。(3)①HSOeq \o\al(－,3)的电离方程式：HSOeq \o\al(－,3)H＋＋SOeq \o\al(2－,3)的电离平衡常数表达式K＝eq \f(c（H＋）·c（SOeq \o\al(2－,3)）,c（HSOeq \o\al(－,3)）)；②因为亚硫酸的Ka2>碳酸的Ka1，所以H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3＋HCOeq \o\al(－,3)===HSOeq \o\al(－,3)＋CO2↑＋H2O。答案：(1)①10－12　<　②促进　(2)①c>a>b　②>(3)①eq \f(c（H＋）·c（SOeq \o\al(2－,3)）,c（HSOeq \o\al(－,3)）)　②H2SO3＋HCOeq \o\al(－,3)===HSOeq \o\al(－,3)＋CO2↑＋H2O10．常温下，有浓度均为1 mol·L－1的下列4种溶液：①H2SO4溶液；②NaHCO3溶液；③NH4Cl溶液；④NaOH溶液。(1)这4种溶液pH由大到小的顺序是______________，其中由水电离的H＋浓度最小的是________(填序号)。(2)向③中通入少量氨气，此时eq \f(c（NHeq \o\al(＋,4)）,c（NH3·H2O）)的值________(填“增大”“减小”或“不变”)。(3)若将③和④混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积________(填“大于”“小于”或“等于”)④的体积。解析：(1)④是强碱，溶液中c(OH－)＝1 mol·L－1，①是二元强酸，溶液中c(H＋)＝2 mol·L－1，二者均抑制水的电离，①抑制程度大。(2)依据NHeq \o\al(＋,4)＋H2ONH3·H2O＋H＋，通入氨气使c(NH3·H2O)增大平衡逆向移动，使c(NHeq \o\al(＋,4))增大，但c(NH3·H2O)增大的多。(3)如果等体积混合，恰好完全反应生成NaCl、NH3·H2O，溶液显碱性，所以NH4Cl过量。答案：(1)④②③①　①　(2)减小　(3)大于11．我国国标推荐的食品药品中Ca元素含量的测定方法之一为利用Na2C2O4将处理后的样品中的Ca2＋沉淀，过滤洗涤，然后将所得CaC2O4固体溶于过量的强酸，最后使用已知浓度的KMnO4溶液通过滴定来测定溶液中Ca2＋的含量。针对该实验中的滴定过程，回答下列问题：(1)KMnO4溶液应该用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装，除滴定管外，还需要的玻璃仪器有________________。(2)试写出滴定过程中发生反应的离子方程式：___________________________________________________________________。(3)滴定终点的颜色变化为溶液由______色变为______色。(4)以下操作会导致测定的结果偏高的是________(填字母)。a．装入KMnO4溶液前未润洗滴定管b．滴定结束后俯视读数c．滴定结束后，滴定管尖端悬有一滴溶液d．滴定过程中，振荡时将待测液洒出(5)某同学对上述实验方法进行了改进并用于测定某品牌的钙片中的钙元素(主要为CaCO3)含量，其实验过程如下：取2.00 g样品加入锥形瓶中，用酸式滴定管向锥形瓶内加入20.00 mL浓度为0.10 mol·L－1的盐酸(盐酸过量)，充分反应一段时间，用酒精灯将锥形瓶内液体加热至沸腾，数分钟后，冷却至室温，加入2～3滴酸碱指示剂，用浓度为0.10 mol·L－1的NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液8.00 mL。[提示：Ca(OH)2微溶于水，pH较低时不会产生沉淀]①为使现象明显、结果准确，滴定过程中的酸碱指示剂应选择________溶液(填“石蕊”“甲基橙”或“酚酞”)；②实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是____________________________________________________________________________________________________________________________；③则此2.00 g钙片中CaCO3的质量为________g。解析：(1)KMnO4溶液具有强氧化性，应放在酸式滴定管中。(3)KMnO4溶液本身可以作为指示剂，终点的颜色变化为无色变为浅紫色。(5)实验过程中将锥形瓶内液体煮沸的目的是将溶解的CO2气体赶出；该滴定若用酚酞作指示剂，由于它的变色范围为8.2～10，会使Ca(OH)2形成沉淀析出，造成误差偏大。由题意写出反应的化学方程式为CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑；HCl＋NaOH===NaCl＋H2O。由c(NaOH)·V(NaOH)＝c(HCl)·V(HCl)可知，与NaOH反应的HCl的物质的量为n(HCl)＝8 mL×0.10 mol·L－1，故CaCO3所消耗的HCl为20.00 mL×0.10 mol·L－1－8.00 mL×0.10 mol·L－1＝12.00 mL×0.10 mol·L－1，m(CaCO3)＝eq \f(12.00 mL×0.10 mol·L－1×10－3 L·mL－1,2)×100 g·mol－1＝0.06 g。答案：(1)酸式　烧杯、锥形瓶　(2)2MnOeq \o\al(－,4)＋5C2Oeq \o\al(2－,4)＋16H＋=== 2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O　(3)无　浅紫　(4)ac　(5)①甲基橙　②将溶解在溶液中的CO2气体赶出　③0.0612．(2020·湖南怀化期末考试)实验是化学的灵魂。请回答下列问题：(1)中和滴定是重要的定量实验，实验成功的关键是准确读数和终点判断。①如图Ⅰ表示10 mL量筒中液面的位置，“A”与“B”，“B”与“C”刻度间相差1 mL，如果刻度“A”为5，量筒中液体的体积是___mL；②如图Ⅱ表示50 mL滴定管中液面的位置，如果液面处的读数是a，则滴定管中液体体积为________(填字母)。A．a mL　　　　　　　 B．大于a mLC．等于(50－a)mL D．大于(50－a)mL(2)某研究性学习小组用0.200 0 mol·L－1 NaOH标准溶液滴定20.00 mL醋酸溶液的浓度，实验数据记录如下：①计算醋酸溶液的浓度________(保留四位有效数字)；②关于该滴定实验，从下列选项中选出最恰当的一项________(填字母)。(3)浓度影响弱酸、弱碱的电离程度。用pH计测定不同浓度的醋酸的pH，结果如表：①根据表中数据，可以得出醋酸是弱电解质的结论，你认为得出此结论的依据是_________________________________________；②从表中的数据，还可以得出另一结论：随着醋酸浓度的增大，醋酸的电离程度将________(填“增大”“减小”或“不变”)。(4)多元弱酸分步电离，以第一步电离为主，即电离常数Ka1≫Ka2。向0.10 mol·L－1二元弱酸H2A溶液逐滴滴入NaOH溶液，溶液中的H2A、HA－、A2－的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图Ⅲ所示[已知δ(X)＝eq \f(c（X）,c（H2A）＋c（HA－）＋c（A2－）)]。则Ka1∶Ka2＝______。图Ⅲ(5)温度能影响弱酸、弱碱的电离。以醋酸为例，设计如下实验方案进行验证：用pH计或精密pH试纸测定相同浓度的醋酸在不同________的pH。解析：(1)①量筒小刻度数在下，大刻度数在上，由于刻度“A”为5，则题图Ⅰ中“B”刻度为4，“C”刻度为3，由“B”到“A”，有5个分刻度，则每个分刻度为0.2 mL，所以液面示数为3.6 mL；②50 mL滴定管的最大刻度为50 mL，但“50 mL”刻度线不在酸式滴定管的活塞处，也不在碱式滴定管的玻璃球处，而是距此处尚有一段距离，即“50 mL”刻度线下还有一些液体，故液面读数为a mL时，滴定管内剩余液体的体积大于(50－a)mL，答案选D。(2)①由于第3次实验的数据差别太大，舍去，则消耗NaOH溶液的体积为eq \f(20.07 mL＋20.02 mL＋19.97 mL,3)＝20.02 mL，根据c(NaOH)×V(NaOH)＝c(CH3COOH)×V(CH3COOH)，则0.200 0 mol·L－1×20.02 mL＝c(CH3COOH)×20.00 mL，得c(CH3COOH)＝0.200 2 mol·L－1；②根据题干信息，锥形瓶中应该盛放醋酸，滴定管中盛放氢氧化钠溶液，二者恰好反应时溶液显示碱性，应该使用酚酞作为指示剂，所以答案选C。(3)①得出醋酸是弱电解质的依据为0.010 0 mol·L－1醋酸的pH大于2或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1；②根据表中数据知，醋酸为0.010 0 mol·L－1，溶液的pH为3.38，醋酸为0.001 0 mol·L－1，溶液的pH为3.88，所以醋酸浓度越大，醋酸的电离程度越小。(4)当pH＝1.2时，c(H2A)＝c(HA－)，c(H＋)＝10－1.2，H2AH＋＋HA－的电离平衡常数Ka1＝eq \f(c（H＋）·c（HA－）,c（H2A）)＝10－1.2；当pH＝4.2时，c(A2－)＝c(HA－)，c(H＋)＝10－4.2，HA－H＋＋A2－的电离平衡常数Ka2＝eq \f(c（H＋）·c（A2－）,c（HA－）)＝10－4.2；所以则Ka1∶Ka2＝10－1.2∶10－4.2＝1 000。(5)温度能影响弱酸、弱碱的电离，所以可以用pH计或精密pH试纸测定相同浓度的醋酸在不同温度的pH。答案：(1)①3.6　②D　(2)①0.200 2　②C(3)①0.010 0 mol·L－1醋酸的pH大于2(或醋酸稀释10倍时，pH的变化值小于1)　②减小　(4)1 000(或103)　(5)温度选项目的操作A取20.00 mL盐酸在50 mL酸式滴定管中装入盐酸，调整初始读数为30.00 mL后，将剩余盐酸放入锥形瓶B清洗碘升华实验所用试管先用酒精清洗，再用水清洗C测定醋酸钠溶液pH用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上D配制浓度为0.010 mol·L－1的KMnO4溶液称取KMnO4固体0.158 g，放入100 mL容量瓶中，加水溶解并稀释至刻度化学式电离平衡常数(25 ℃)HCNK＝4.9×10－10CH3COOHK＝1.8×10－5H2CO3K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11化学式Ka1Ka2H2SO31.3×10－26.3×10－4H2CO34.2×10－75.6×10－11实验序号1234消耗NaOH溶液的体积20.0720.0218.8019.97选项锥形瓶中溶液滴定管中溶液选用指示剂A碱酸石蕊B酸碱甲基橙C酸碱酚酞D碱酸酚酞醋酸浓度0.001 00.010 00.020 00.100 00.200 0pH3.883.383.232.882.73