第02讲 水的电离和溶液的酸碱性(练习)(含答案) 2025年高考化学一轮复习讲练测(新教材新高考)
展开题型一 水的电离平衡及影响因素
1.下列条件变化会使H2O的电离平衡向电离方向移动,且pH<7的是 ( )
A.将纯水加热到100 ℃ B.向水中加少量HCl
C.向水中加入少量NaOH D.向水中加少量Na2CO3
【答案】A
【解析】A项,H2O的电离是吸热反应,加热,促进水的电离,pH<7,A正确;B项,向水中加入HCl,抑制水的电离,pH<7,B错误;C项,向水中加入NaOH,抑制水的电离,pH>7,C错误;D项,向水中加入Na2CO3,促进水的电离,pH>7,D错误。
2.一定温度下,水存在H2OH++OH- ΔH=Q(Q>0)的平衡,下列叙述一定正确的是( )
A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B.将水加热,Kw增大,pH减小
C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7 ml·L-1,Kw不变
【答案】B
【解析】A项,Kw只与温度有关;B项正确;C项,加入CH3COONa,促进水的电离,溶液呈碱性;D项,该题没有指明是常温下,所以c(H+)不一定等于10-7 ml·L-1。
3.25°C时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-,下列叙述不正确的是( )
A.将纯水加热到95℃时,Kw变大,pH减小,水仍呈中性
B.向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)增大,Kw不变
C.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,平衡逆向移动,KW不变
D.向水中通入HCl气体,平衡逆向移动,溶液导电能力减弱
【答案】D
【解析】A项,水加热到95℃,水的离子积常数变大,氢离子浓度增大,pH减小,但c(H+)=c(OH-),因此仍呈中性,A不符合题意;B项,向纯水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,溶液中c(OH-)增大,但由于温度不变,所以水的离子积常数Kw不变,B不符合题意;C项,水中加入硫酸氢钠,硫酸氢钠电离产生H+,使溶液中c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,但水温度不变,因此水的离子积常数Kw不变,C不符合题意;D项,水中通入氯化氢,HCl电离产生H+,使溶液中c(H+)增大,水的电离平衡逆向移动,由于溶液中自由移动的离子浓度增大,因此溶液的导电性增强,D符合题意;故选D。
4.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SOeq \\al(2-,4)。某温度下,向c(H+)=1×10-6 ml·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2 ml·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于25 ℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 ml·L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)减小
【答案】D
【解析】A项,Kw=1×10-6×1×10-6 ml2·L-2=1×10-12 ml2·L-2,温度高于25 ℃;B、C项,NaHSO4电离出的H+抑制H2O电离,c(H+)水=c(OH-)=1×10-10 ml·L-1;D项,加H2O稀释,c(H+)减小,而c(OH-)增大。
题型二 水的电离平衡图象分析
5.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( )
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
C.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
【答案】C
【解析】A.c点溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性,升温,溶液中c(OH-)不可能减小。B.由b点对应c(H+)与c(OH-)可知,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14。C.FeCl3溶液水解显酸性,溶液中c(H+)增大,因一定温度下水的离子积是常数,故溶液中c(OH-)减小,因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化。D.c点溶液呈碱性,稀释时c(OH-)减小,同时c(H+)应增大,故稀释溶液时不可能引起由c向d的变化。
6.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.温度不变,向水中加入适量KHSO4固体可使A点变到C点
B.图中五个点的Kw间的关系:
C.若从A点变到D点,可采用在水中加入少量酸的方法
D.处在B点时,将的稀硫酸与的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】A
【解析】A项,若从A点到C点,c(H+)变大,c(OH-)变大,Kw增大,温度应升高,A错误;B项,ADE都处于25C时,Kw相等,由图像可知B点c(H+)和c(OH-) 大于C点的c(H+)和c(OH-) ,并且C点的c(H+)和c(OH-)大于A点c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故B>C>A=D=E,B正确;C项,从A点到D点,温度不变,Kw不变,加酸,c(H+)变大,c(OH-)变小,C正确;D项,若处在B点时,pH=3的稀硫酸中c(H+) =10-3 ml·L−1, pH=9的KOH中c(OH)=,溶液显中性,D正确;故选A。
7.常温下,向20.00 mL 0.1 ml·L-1 HA溶液中滴入0.1 ml·L-1 NaOH溶液,溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[-lg c(H+)水]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法中不正确的是( )
A.常温下,Ka(HA)约为10-5 B.M、P两点溶液对应的pH=7
C.b=20.00 D.M点后溶液中均存在c(Na+)>c(A-)
【答案】B
【解析】0.1 ml·L-1 HA溶液中,-lg c(H+)水=11,c(H+)水=c(OH-)水=10-11 ml·L-1,根据常温下水的离子积求出溶液中c(H+)=10-3 ml·L-1,HAH++A-,c(H+)=c(A-)=10-3 ml·L-1,Ka(HA)=eq \f(10-6,0.1) ml·L-1=10-5 ml·L-1,A项正确;N点水电离出的H+浓度最大,说明HA与NaOH恰好完全反应生成NaA,P点溶质为NaOH和NaA,溶液显碱性,即P点pH不等于7,B项错误;0~b段水的电离程度逐渐增大,当达到b点时水的电离程度达到最大,即溶质为NaA,说明HA和NaOH恰好完全反应,b=20.00,C项正确;M点溶液pH=7,根据溶液呈电中性,存在c(Na+)=c(A-),M点后,c(Na+)>c(A-),D项正确。
8.甲胺(CH3NH2)的性质与氨相似,250C时向10mL 0.1ml·Lˉ1的甲胺中逐滴滴入0.1ml·Lˉ1稀盐酸。溶液中水电离出的氢离子浓度的负对数[用pC表示,]与加入盐酸体积的关系如图所示。下列叙述错误的是( )
A.Kb(CH3NH2)的数量级为10-4
B.甲胺的电离方程式:CH3NH2·H2O= CH3NH3++OH-
C.b点溶液的pH>7
D.e点溶液:c(Cl-)>c(CH3NH3+)>c(H+)>c(OH―)
【答案】B
【解析】由图可知,e点水的电离程度最大,说明盐酸与甲胺恰好反应生成盐酸甲胺,e点为盐酸甲胺溶液,b点为等浓度的甲胺和盐酸甲胺的混合溶液,c点和d点水的电离程度相等,但c点为甲胺和盐酸甲胺的混合溶液,溶液呈中性,d点为盐酸甲胺和盐酸的混合溶液,溶液呈酸性。A项,由a点水电离出的氢离子浓度为10—11.8ml/L可知,溶液中氢氧根离子的浓度为=10—2.2ml/L,则甲胺的电离常数为=10—3.4,量级为10—4,故A正确;B项,由甲胺的性质与氨相似可知,甲胺在溶液中的电离方程式为CH3NH2·H2OCH3NH3++OH-,故B错误;C项,甲胺的电离常数为10—3.4,则盐酸甲胺的水解常数为,由分析可知,b点为等浓度的甲胺和盐酸甲胺的混合溶液,溶液中甲胺的电离程度大于盐酸甲胺的水解程度,溶液呈碱性,pH>7,故C正确;D项,由分析可知,e点为盐酸甲胺溶液,溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH―),由电荷守恒关系c(Cl-)+ c(OH―)=c(CH3NH3+)+ c(H+)可知,溶液中c(Cl-)>c(CH3NH3+),则离子浓度的大小顺序为,故c(Cl-)>c(CH3NH3+)>c(H+)>c(OH―),故D正确;故选B。
题型三 溶液的酸碱性与pH
9.常温下,关于pH=12的NaOH溶液,下列说法正确的是( )
A.溶液中c(H+)=1.×10-2 ml·L-1
B.溶液中由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 ml·L-1
C.加水稀释100倍后,溶液的pH=10
D.加入等体积pH=2的醋酸溶液,溶液呈中性
【答案】C
【解析】pH=12的NaOH溶液,根据离子积可知,c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1,A项不正确;溶液中由水电离出的c(OH-)=c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1,B项不正确;加水稀释100倍后,溶液的pH=10,C项正确;由于醋酸为弱酸,大部分未发生电离,反应结束后,过量的醋酸电离,使溶液呈酸性,D项不正确。
10.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定小于7的是( )。
A.pH=3的HNO3溶液和pH=11的KOH溶液
B.pH=3的盐酸和pH=11的氨水
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的Ba(OH)2溶液
D.pH=3的硫酸溶液和pH=11的NaOH溶液
【答案】C
【解析】A项,pH=3的HNO3溶液和pH=11的KOH溶液,c(H+)=c(OH-)=10-3 ml·L-1,等体积混合后恰好反应生成硝酸钾,溶液呈中性;B项,pH=3的盐酸和pH=11的氨水,等体积混合时碱过量,溶液pH大于7;C项,pH=3的醋酸和pH=11的Ba(OH)2溶液,等体积混合时酸过量,pH一定小于7;D项,pH=3的硫酸和pH=11的NaOH溶液,c(H+)=c(OH-)=10-3 ml·L-1,等体积混合后恰好反应生成硫酸钠,溶液呈中性。
11.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溶液的体积之比为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
【答案】C
【解析】设加入NaOH溶液的体积为x L,一份盐酸的体积为1 L,将pH=1的盐酸加适量水,pH升高了1,说明所加水的体积是原溶液体积的9倍;另一份加入NaOH溶液后,pH升高了1,有关系式10-1×1-10-1·x=10-2·(1+x),解得x=911,则加入的水与NaOH溶液的体积之比为9∶911=11∶1。
12.现有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
A.③④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D.V1 L ④与V2 L ①混合,若混合后溶液pH=7,则V1<V2
【答案】D
【解析】从平衡移动角度分析,CH3COONa电离出的CH3COO-与盐酸中的H+结合生成CH3COOH,会使醋酸中平衡CH3COOHCH3COO-+H+左移,两溶液中H+浓度均减小,所以pH均增大,A项正确;假设均是强酸强碱,则物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但③醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),B项正确;分别加水稀释10倍,假设平衡不移动,那么①②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2ONHeq \\al(+,4)+OH-右移,使①pH>10,同理醋酸稀释后pH<4,C项正确;假设均是强酸强碱,混合后溶液呈中性,则V1=V2,但①氨水是弱碱,其浓度远远大于④盐酸,所以需要的①氨水少,即V1>V2,D项错误。
题型四 酸碱中和滴定操作及误差分析
13.下列有关滴定操作的说法正确的是( )
A.用25 mL滴定管进行中和滴定时,用去标准液的体积为21.7 mL
B.用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,洗净碱式滴定管后直接取标准KOH溶液进行滴定,则测定结果偏低
C.用标准的KOH溶液滴定未知浓度的盐酸,配制标准溶液的固体KOH中含有NaOH杂质,则测定结果偏高
D.用未知浓度的盐酸滴定标准的KOH溶液时,若读取读数,滴定前仰视,滴定到终点后俯视,会导致测定结果偏高
【答案】D
【解析】A项,滴定管精确值为0.01 mL,读数应保留小数点后2位,错误;B项,由于滴定管没有润洗,标准液浓度偏小,消耗标准液体积增加,则测定结果偏高,错误;C项,等质量的NaOH和KOH,NaOH的物质的量大于KOH,即所配溶液OH-浓度偏大,导致消耗标准液体积偏小可知,所测盐酸的浓度偏小,错误;D项,导致消耗的盐酸体积偏小,依据c酸=c碱×V碱V酸可知测定结果偏高,正确。
14.准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000 ml·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液的滴入,锥形瓶中溶液的pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
【答案】B
【解析】A项,滴定管用蒸馏水洗涤后,还要用待装溶液润洗,否则会引起误差,错误;C项,用酚酞作为指示剂,锥形瓶中溶液应由无色变为粉红色,且半分钟内不恢复原色时才能停止滴定,错误;D项,滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则碱液的体积偏大,测定结果偏大,错误。
15.现有下列仪器或用品:①铁架台(含铁圈、各种铁夹);②锥形瓶;③滴定管(酸式与碱式);④烧杯(若干个);⑤玻璃棒;⑥天平(含砝码);⑦滤纸;⑧量筒;⑨漏斗。
有下列药品:①NaOH固体;②0.1000 ml·L-1的标准NaOH溶液;③未知浓度的盐酸;④Na2CO3溶液;⑤蒸馏水。
试回答以下问题:
(1)做酸碱中和滴定时,还缺少的试剂是___________。
(2)小明在做“研究温度对反应速率的影响”实验时,他往两支试管均加入4mL0.01 ml·L-1的KMnO4酸性溶液和2mL0.1 ml·L-1H2C2O4(乙二酸)溶液,振荡,A试管置于热水中,B试管置于冷水中,记录溶液褪色所需的时间。褪色所需时间tA___________tB(填“>”“=”或“<”)。写出该反应的离子方程式:___________。
(3)实验室有瓶混有泥沙的乙二酸样品,小明利用这个反应的原理来测定其含量,具体操作为:
①配制250mL溶液:准确称量5.000g乙二酸样品,配成250mL溶液。
②滴定:准确量取25.00mL所配溶液于锥形瓶中,加少量酸酸化,将0.1000ml·L-1KMnO4溶液装入酸式滴定管中,进行滴定操作;当___________说明达到滴定终点。
③计算:重复操作2次,记录实验数据如下。则消耗KMnO4溶液的平均体积为___________mL,此样品的纯度为___________。(已知H2C2O4的相对分子质量为90)
④误差分析:下列操作会导致测定结果偏高的是___________。
A.未用标准浓度的酸性KMnO4溶液润洗滴定管
B.滴定前锥形瓶有少量水
C.观察读数时,滴定前仰视,滴定后俯视
【答案】(1)指示剂
(2)< 2 MnO4-+5H2C2O4+6H+===10CO2↑+2Mn2++8H2O
(3)滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液由无色变成浅紫色,且30s不褪色
20.00 90.00% A
【解析】(1) 在酸碱中和滴定的过程中,需要的试剂有酸液、碱液和酸碱指示剂,需用蒸馏水洗涤滴定管和锥形瓶,做酸碱中和滴定时,还缺少的试剂是指示剂。(2)温度越高反应速率越快,则褪色时间越短,褪色所需时间tA
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛________________________________。
(2)滴定终点的判断:____________________________________________。
(3)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
根据表中数据该NaOH溶液的物质的量浓度为______________。
(4)以下操作会导致测得的NaOH溶液浓度偏高的是______________。
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NaOH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.盛放碱液的碱式滴定管开始俯视读数,后来仰视读数
(5)氧化还原滴定实验的原理与中和滴定相同(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)。为测定某样品中所含晶体FeSO4•7H2O的质量分数,取晶体样品ag,溶于稀硫酸配成100.00mL溶液,取出20.00mL溶液,用KMnO4溶液滴定(杂质与KMnO4不反应)。若消耗0.2000ml•L-1KMnO4溶液20.00mL,所得晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为_______________(用a表示)。
【答案】(1)注视锥形瓶内颜色变化 (2)浅红色变为无色且半分钟内不恢复原色
(3)0.1044ml/L (4)AC (5)×100%
【解析】(1) 用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化;(2)用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择酚酞作指示剂,滴定前溶液为红色,滴定后呈中性,溶液为无色,则滴定终点的判断依据是浅红色变为无色且半分钟内不恢复原色;(3)根据表中数据,第二次实验数据明显偏大,舍去,根据第一次、第三次实验数据,平均消耗盐酸的体积是 =26.10ml,则c()= = =0.1044ml/L;(4) A项,酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸,盐酸浓度偏小,消耗盐酸体积偏大,测定氢氧化钠溶液浓度偏高;B项,滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,氢氧化钠的物质的量不变,消耗盐酸体积不变,测定氢氧化钠溶液的浓度无影响;C项,酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,消耗盐酸体积偏大,测定氢氧化钠溶液浓度偏高;D项,读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,消耗盐酸体积偏小,测定氢氧化钠溶液浓度偏低;E项,盛放碱液的碱式滴定管开始俯视读数,后来仰视读数,氢氧化钠溶液体积偏小,消耗盐酸体积偏小,测定氢氧化钠溶液的浓度偏低;故选AC。(5)亚铁离子会被高锰酸钾溶液氧化为铁离子,高锰酸钾被还原成锰离子,根据电子守恒,即5FeSO4•7H2O~ KMnO4,所以晶体中FeSO4•7H2O的质量分数为 =×100%。
题型五 酸碱中和滴定图像
17.室温下,向20.00 mL 0.1000 ml·L-1盐酸中滴加0.1000 ml·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( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
【答案】C
【解析】NaOH与盐酸恰好完全反应时,溶液中的溶质为NaCl,溶液呈中性,室温下pH=7,A正确;选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差,B正确;甲基橙的变色范围在pH突变范围外,误差更大,C错误;V(NaOH)=30.00 mL时,溶液中的溶质为氯化钠和氢氧化钠,且c(NaOH)=30 mL×10-3L·mL-1×0.1000 ml·L-1(20 mL+30 mL)×10-3L·mL-1-20 mL×10-3L·mL-1×0.1000 ml·L-1(20 mL+30 mL)×10-3L·mL-1=0.02 ml·L-1,即溶液中c(OH-)=0.02 ml·L-1,则c(H+)=5×10-13 ml·L-1,pH=-lgc(H+)=12.3,D正确。
18.用0.100 0 ml·L-1的标准盐酸分别滴定20.00 mL的0.100 0 ml·L-1氨水和20.00 mL的0.100 0 ml·L-1氢氧化钠溶液的滴定曲线如图所示,横坐标为滴定百分数(eq \f(滴定用量,总滴定用量)),纵坐标为滴定过程中溶液pH,甲基红是一种酸碱指示剂,变色范围为4.4~6.2,下列有关滴定过程说法正确的是( )
A.滴定氨水,当滴定分数为50%时,各离子浓度间存在关系:c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)
B.滴定分数为100%时,即为滴定过程中反应恰好完全的时刻
C.从滴定曲线可以判断,使用甲基橙作为滴定过程中的指示剂准确性更佳
D.滴定氨水,当滴定分数为150%时,所得溶液中离子浓度有大小关系:c(Cl-)>c(H+)>c(NHeq \\al(+,4))>c(OH-)
【答案】B
【解析】溶液中存在的电荷守恒应为c(NHeq \\al(+,4))+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),A错误;滴定分数为100%时,酸与碱的物质的量相等,即为滴定过程中反应恰好完全的时刻,B正确;从滴定曲线看甲基红变色范围更接近于滴定终点,使用甲基橙显示偏晚,C错误;滴定分数为150%时,即加入盐酸30.00 mL,此时溶质是NH4Cl和HCl,物质的量之比为2∶1,则c(NHeq \\al(+,4))>c(H+),D错误。
19.25 ℃时,用0.100 ml·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 ml·L-1的盐酸和20.00 mL 0.100 ml·L-1的醋酸溶液,得到如图所示的滴定曲线:
下列说法不正确的是( )
A.图1表示的是滴定盐酸的曲线
B.图2滴定应选用甲基橙作指示剂
C.图中A、D点水的电离程度:A
【答案】B
【解析】滴定开始时,0.100 ml·L-1盐酸的pH为1,根据图示信息可知,图1是盐酸的滴定曲线,A正确;图2是氢氧化钠溶液滴入醋酸溶液中,反应生成醋酸钠,恰好完全反应时溶液呈碱性,应选择酚酞作指示剂,B错误;达到图中A、D点时,消耗氢氧化钠的物质的量是相等的,生成物分别是氯化钠和醋酸钠,醋酸钠水解促进水的电离,故水的电离程度:A
20.298 K时,向20.0 mL 0.10 ml·L-1 H2A溶液中滴加0.10 ml·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.该滴定过程应该选择石蕊溶液作指示剂
B.W点到X点发生的主要反应的离子方程式为H2A+2OH-===A2-+2H2O
C.Y点对应的溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)
D.反应H2A+A2-2HA-的平衡常数K=1.0×107.4
【答案】D
【解析】石蕊不能用作酸碱中和滴定的指示剂,根据图示滴定终点的pH,可知第二反应终点应用酚酞作指示剂,A错误;X点对应的溶液中溶质主要是NaHA,W点到X点发生的主要反应的离子方程式为H2A+OH-===HA-+H2O,B错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),因为Y点对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+3c(A2-),C错误;H2AHA-+H+,Ka1=eq \f(cH+·cHA-,cH2A),由于W点c(HA-)=c(H2A),故Ka1=c(H+)=1.0×10-2.3;HA-A2-+H+,Ka2=eq \f(cH+·cA2-,cHA-),由于Y点对应的溶液中c(HA-)=c(A2-),故Ka2=c(H+)=1.0×10-9.7;H2AHA-+H+与HA-A2-+H+相减即得H2A+A2-2HA-,此时的平衡常数K=eq \f(Ka1,Ka2)=eq \f(1.0×10-2.3,1.0×10-9.7)=1.0×107.4,D正确。
21.室温时,体积均为25.00 mL,浓度均为 0.0100 ml·L-1的苯酚溶液、CH3COOH溶液及盐酸分别用 0.0100 ml·L-1 NaOH溶液滴定,溶液的pH随V(NaOH)变化的曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.三个滴定过程中,均可用甲基橙作指示剂
B.室温时,苯酚的电离平衡常数为1.0×10-11
C.X点对应的溶液中存在:c(CH3COO-)
【答案】D
【解析】甲基橙的变色点为溶液呈酸性,苯酚钠、醋酸钠溶液均呈碱性,氯化钠溶液呈中性,则苯酚和醋酸的滴定应该用酚酞作指示剂,A项错误;当溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)时pH=10.0,则室温时苯酚的电离平衡常数Ka=c(H+)·c(C6H5O-)c(C6H5OH)=c(H+)=1.0×10-10,B项错误;X点溶质为等物质的量的醋酸钠和醋酸,且溶液pH<7,说明CH3COO-的水解程度小于CH3COOH的电离程度,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),C项错误;含有弱离子的盐会促进水的电离,物质的量浓度相同的钠盐,钠盐水解程度越大,溶液中由水电离出的c(OH-)越大,水解程度:C6H5ONa>CH3COONa,NaCl不影响水的电离,则物质的量浓度相同时,由水电离产生的c(OH-):C6H5ONa>CH3COONa>NaCl,D项正确。
题型六 酸碱中和滴定拓展
22.下列滴定中,指示剂的选择或滴定终点颜色变化有错误的是( )
提示:2KMnO4+5K2SO3+3H2SO4===6K2SO4+2MnSO4+3H2O、I2+Na2S===2NaI+S↓
【答案】B
【解析】A项,锥形瓶中为酸,加入酚酞无色,达到滴定终点,溶液显碱性,溶液变为浅红色,故现象为无色→浅红色,正确;B项,锥形瓶中为碱,达到滴定终点,溶液显酸性,应选择指示剂甲基橙,现象是溶液由黄色变为橙色,错误。
23.白云石[CaMg(CO3)2]中钙含量测定常用KMnO4滴定的方法。具体做法是将其酸溶后转化为草酸钙,过滤后用酸溶解,再用KMnO4滴定。则下列说法错误的是( )
A.KMnO4滴定草酸发生反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
B.实验过程中两次用酸溶解,均需使用稀盐酸
C.KMnO4滴定草酸过程中,标准状况下每产生448mLCO2气体理论上转移0.02mle-
D.滴定过程中若滴加KMnO4过快会发生反应4MnO4-+12H+=4Mn2++5O2↑+6H2O,将导致测定结果偏高
【答案】B
【解析】A项,草酸是弱酸,具有还原性,会被高锰酸钾氧化,根据质量守恒和化合价升降守恒等可知KMnO4滴定草酸发生反应的离子方程式为:2MnO4-+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O,A正确;B项,高锰酸钾具有强氧化性,会氧化盐酸产生氯气造成误差,所以实验过程中不可使用稀盐酸,B错误;C项,KMnO4滴定草酸过程中,存在关系,标准状况下448mLCO2气体物质的量为,根据关系式可知理论上转移0.02mle-,C正确;D项,根据质量守恒定律和的失电守恒定律可以得出:,滴定过程中若滴加KMnO4过快会发生反应4MnO4-+12H+=4Mn2++5O2↑+6H2O,消耗的KMnO4溶液体积会偏大,会导致测定结果偏高,D正确;故选B。
24.(2024·浙江省镇海中学高三模拟)一定条件下,乙酸酐[(CH3CO)2O]醇解反应
[(CH3CO)2O+ROH→CH3COOR+CH3COOH]可进行完全,利用此反应定量测定有机醇(ROH)中的羟基含量,实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下:
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中,加入样品,充分反应后,加适量水使剩余乙酸酐完全水解:(CH3CO)2O+H2O→2CH3COOH。
③加指示剂并用cml·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V1mL。
④在相同条件下,量取相同体积的乙酸酐-苯溶液,只加适量水使乙酸酐完全水解;加指示剂并用cml·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液V2mL。根据上述实验原理,下列说法正确的是( )
A.可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B.若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化,将导致测定结果偏小
C.步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,将导致测定结果偏小
D.步骤④中,若加水量不足,将导致测定结果偏大
【答案】B
【解析】用cml·L-1NaOH-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸,消耗标准溶液V2mL,则消耗NaOH的物质的量为(V2×c×10-3) ml,即乙酸酐的总物质的量为,ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量为,所以与ROH反应消耗的乙酸酐的物质的量为。A项,乙酸与醇的酯化反应可逆,不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验,A项错误;B项,若甲醇挥发,NaOH-甲醇溶液的浓度将偏大,滴定时消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小,步骤④中所得V2偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏小,B项正确;C项,步骤③滴定时,不慎将锥形瓶内溶液溅出,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V1偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏大,C项错误;D项,步骤④中,若加水量不足,乙酸酐未完全水解,生成乙酸的物质的量偏小,消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V2偏小,而ROH的物质的量为,故将导致测定结果偏小,D项错误;故选B。
25.使用硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]滴定法可以测定青铜中铬元素的含量。实验步骤如下:
步骤1:称量硫酸亚铁铵晶[(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O]溶于稀硫酸,加水稀释配成1000 mL0.0200 ml/L (NH4)2Fe(SO4)2标准溶液。
步骤2:称取1.00 g青铜样品于250 mL维形瓶中,加入适量稀硝酸使其完全溶解,再加入适量过硫酸[(NH4)2S2O8]溶液,加热煮沸,使样品中的铬元素完全转化为H2CrO4,冷却后加蒸馏水配制成250 mL溶液,摇匀。
步骤3:取25 mL上述溶液置于锥形瓶中,加入硫酸酸化,滴入4滴N-苯代邻氨基苯甲酸指示剂,用(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液满淀至终点。重复上述操作3次。测得消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的体积分别为18.90 mL、17.97 mL、18.03 mL。发生反应的离子方程式为:H2CrO4+Fe2++H+→Cr3++Fe3++H2O (未配平)
下列说法不正确的是( )
A.在“步骤1”中,用到的玻璃仪器有1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管
B.在“步骤2”中,铜与硝酸反应的离子方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O
C.青铜中铬元素的质量分数为6.344%
D.实验中,如果盛放(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的滴定管没有润洗,则测量结果将偏大
【答案】C
【解析】A项,在“步骤1”中配制溶液需要的玻璃仪器:1000 mL容量瓶、烧杯、玻璃棒、胶头滴管,故A正确;B项,在“步骤2”中,铜与硝酸反应的离子方程式根据电子、电荷、原子守恒配平得方程式为:3Cu+2NO3-+8H+=3Cu2++2NO↑+4H2O ,故B正确;C项,根据滴定过程(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的体积分别为18.90 mL、17.97 mL、18.03 mL,因为第一组实验数据与第二、三组误差大而舍去,故平均消耗的溶液体积为:V=,反应关系式计算:,解得x=1.2×10-4ml,则铬元素的质量分数为:= 6.24%,故C不正确;D项,实验中,如果盛放(NH4)2Fe(SO4)2标准溶液的滴定管没有润洗,实际标准液被稀释,导致滴加的体积偏大,在计算时导致测量结果偏大,故D正确;故选C。
26.蛋壳是一种很好的绿色钙源,其主要成分为CaCO3。以蛋壳为原料制备葡萄糖酸钙晶体{M[Ca(C6H11O7)2·H2O]=448 g·ml-1},并对其纯度进行测定,过程如下:
步骤Ⅰ.葡萄糖酸钙晶体的制备
步骤Ⅱ.产品纯度测定——KMnO4间接滴定法
①称取步骤Ⅰ中制得的产品0.600 g置于烧杯中,加入蒸馏水及适量稀盐酸溶解;
②加入足量(NH4)2C2O4溶液,用氨水调节pH为4~5,生成白色沉淀,过滤、洗涤;
③将②洗涤后所得的固体溶于稀硫酸中,用0.02000 ml·L-1 KMnO4标准溶液滴定,消耗KMnO4标准溶液25.00 mL。
根据以上两个步骤,回答下列问题:
(1)以上两个步骤中不需要使用的仪器有 (填字母)。
(2)步骤Ⅰ中“操作a”是 、过滤、洗涤、干燥。
(3)步骤Ⅱ中用氨水调节pH为4~5的目的为 。
(4)用KMnO4标准溶液滴定待测液的反应原理为 (用离子方程式表示),判断滴定达到终点的现象为 。
(5)根据以上实验数据,测得产品中葡萄糖酸钙晶体的纯度为 (保留三位有效数字)。
【答案】(1)C
(2)蒸发浓缩、冷却结晶
(3)中和溶液中的H+,增大溶液中C2O42-浓度,使Ca2+完全沉淀
(4)5H2C2O4+2MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 滴入最后半滴KMnO4标准溶液,溶液由无色变为浅紫色,且半分钟内不褪色
(5)93.3%
【解析】(1)过滤时要用到漏斗,灼烧时要用到坩埚,滴定时要用到酸式滴定管,则步骤Ⅰ和Ⅱ中不需要使用的仪器是圆底烧瓶。(2)步骤Ⅰ中“操作a”是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。(3)加入蒸馏水及适量稀盐酸溶解产品后所得溶液为酸性溶液,酸性溶液中加入饱和(NH4)2C2O4溶液,C2O42-会与H+反应导致其浓度降低而不能生成CaC2O4沉淀,则向溶液中滴加氨水调节pH为4~5的目的是中和溶液中的氢离子,增大溶液中C2O42-的浓度,有利于钙离子完全转化为草酸钙沉淀。(4)酸性条件下,高锰酸钾与草酸发生氧化还原反应生成硫酸钾、硫酸锰、二氧化碳和水,离子方程式为5H2C2O4+2 MnO4-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O。(5)由题意可得如下关系式:5Ca(C6H11O7)2·H2O~5CaC2O4~5H2C2O4~2 MnO4-,则Ca(C6H11O7)2·H2O的物质的量为52×0.02000 ml·L-1×0.025 L=1.250×10-3 ml,产品中葡萄糖酸钙晶体的纯度为1.250×10-3ml×448 g·ml-10.600 g×100%≈93.3%。
1.(2024·安徽省亳州市高三联考)KHC2O4在分析实验中可用作标定标准溶液的基准物质,也可用于除去墨水渍点,洁净金属、木材等。常温下,用pH计测得0.1 ml·L-1 KHC2O4溶液的约为5.6,下列有关该溶液的说法正确的是( )
A.常温下,由水电离出的c(H+)<10-7ml·L-1 B.滴加几滴石蕊溶液显红色
C.滴加几滴酚酞溶液显红色 D.滴加几滴甲基橙溶液显红色
【答案】A
【解析】A项,常温下,用pH计测得0.1 ml·L-1 KHC2O4溶液的pH约为5.6,说明溶液显酸性,是草酸氢根电离程度大于水解程度,因此抑制水的电离,则常温下,由水电离出的c(H+)<10-7ml·L-1,A正确;B.石蕊变色点为5.0~8.0,则滴加几滴石蕊溶液显紫色,B错误;C.酚酞变色点为8.1~10.0,则滴加几滴酚酞溶液显无色,C错误;D.甲基橙变色点为3.1~4.4,则滴加几滴甲基橙溶液显黄色,D错误。故选A。
2.(2024·重庆市乌江新高考协作体高三模拟)化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为。下列有关叙述不正确的是( )
A.0.1ml/L盐酸和0.1ml/L醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多
B.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更少
C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4
D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸溶液,醋酸的电离平衡不移动
【答案】B
【解析】A项,1L1ml/L盐酸加水稀释至pH为5时,稀释后溶液的体积为=105L,设稀释后醋酸溶液的电离度为α,则1L1ml/L醋加水稀释至pH为5时,稀释后溶液的体积为<105L,所以0.1ml/L盐酸和0.1ml/L醋酸分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更多,A正确;B项,设等质量的氢氧化钠的物质的量为1ml,pH为3的盐酸与氢氧化钠完全反应时,消耗盐酸的体积为=103L,设pH为3的醋酸溶液的电离度为α,则醋酸溶液与盐酸完全反应消耗醋酸溶液的体积为=103αL<103L,所以等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗醋酸的体积更少,B错误;C项,设醋酸溶液的电离度为α,醋酸稀释时,电离平衡右移,醋酸的电离度增大,则pH为3的醋酸溶液稀释10倍后,溶液的浓度为,溶液中的氢离子浓度为>10—4ml/L,所以溶液pH小于4,C正确;D项,pH为3的醋酸溶液中氢离子浓度与pH为3的盐酸溶液中氢离子浓度相等,向pH为3的醋酸溶液中加入等体积pH为3的盐酸溶液时,溶液中的氢离子浓度不变,则醋酸的电离平衡不移动,D正确;故选B。
3.(2024·贵州省高三三模)化学兴趣小组同学进行某补血剂中铁元素含量测定的实验操作如下:
①取10片补血剂样品,研磨,溶解除去不溶物(不损耗铁元素),并配制成100mL待测溶液;
②量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;
③用酸化的c ml/L KMnO4溶液滴定至终点,记录消耗KMnO4溶液体积,重复一到两次实验。平均消耗KMnO4溶液V mL。下列说法不正确的是( )
A.步骤①研磨是为了溶解时加快溶解速率
B.步骤②待测溶液装入锥形瓶中,不需要加入指示剂
C.步骤③c ml/L KMnO4溶液应装入酸式滴定管
D.每片补血剂中铁元素的质量为1.12cVg
【答案】D
【解析】补铁剂中的铁元素为+2价,用酸性高锰酸钾测定时反应为高锰酸钾与亚铁离子的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,当滴入最后半滴酸性高锰酸钾溶液,溶液恰好变为浅红色时,半分钟内不褪色,说明达到终点。A项,研磨后可以增大固体与液体的接触面积,加快溶解速率,A正确;B项,酸性高锰酸钾自身为紫红色,可以在反应过程中观察酸性高锰酸钾颜色的变化判断终点,B正确;C项,酸性高锰酸钾溶液为强氧化性物质,会氧化橡胶管,因此用酸式滴定管,C正确;D项,高锰酸钾与亚铁离子的反应为:5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O,即5Fe2+~MnO4-,则每片补铁剂含铁元素的质量为,D错误;故选D。
4.(2024·山东省泰安市高三三模)利用工业废液生产CuSCN具有经济价值和社会效益。SCN⁻的测定方法如下:
①准确称取CuSCN样品mg置于100mL烧杯中,加入30mL水,再加入20.00mL溶液充分反应,在不断搅拌下加热至微沸,保持5min;取下,趁热用中速滤纸过滤于100mL容量瓶中,用蒸馏水多次洗涤沉淀,至洗出液呈中性,并检查无SCN-,用去离子水稀释滤液到刻度,混匀,作为含SCN-的待测试液。
②准确移取25.00mLSCN-待测试液于250mL锥形瓶中,加入8mL硝酸酸化,摇匀后,加入V1mL0.1000ml·L-1AgNO3标准溶液和3~4滴指示剂溶液,充分摇匀,再用0.0500 ml·L-1NH4SCN标准溶液滴定至终点,平行滴定3次,记录平均消耗NH4SCN标准溶液的体积为V2mL。
已知:CuSCN+NaOH=NaSCN+CuOH↓,2CuOH=Cu2O+H2O;Ag++SCN-=AgSCN↓(白色)。
CuSCN样品中SCN-含量(质量分数)计算正确的是( )
A.B.
C.D.
【答案】B
【解析】试液中的SCN-与过量的硝酸银溶液反应,使得SCN-全部沉淀;然后用NH4SCN标准溶液返滴定剩余的硝酸银。与NH4SCN反应的,,根据反应:Ag++SCN-=AgSCN↓(白色),,,称取CuSCN样品中,故选B。
5.(2024·吉林省长春市高三三模)常温下,用溶液滴定磷酸的稀溶液,溶液的pH与关系如图所示,为、、。下列说法错误的是( )
A.直线表示与pH的关系
B.
C.的平衡常数为
D.点溶液的pH =7.24
【答案】C
【解析】电离常数的表达式,随着pH增大,c(H+)减小,减小,增大,图像中曲线a表示lg与pH的关系;,,在pH相等时,,即lg>lg,故曲线b表示与的关系,曲线c表示lg与pH的关系。A项,直线b表示与pH的关系,A正确;B项,,在图像中找(0,2.12)的点,此时c(H+)=1ml/L,故==,B正确;C项,在b线上找(0,-7.20)的点,=,根据c线上(0,12.36),=,2H++PO43-H2PO4-的平衡常数K=,=,则K==,C错误;D项,Y点=,=,=,即=,c(H+)===10-7.24,pH=7.24,D正确。故选C。
6.(2024·山东省青岛市高三二模)弱酸H2A在有机相和水相中存在平衡:H2A(环己烷)H2A (aq),平衡常数为。25℃时,向VmL0.1 ml·L-1H2A环己烷溶液中加入VmL水进行萃取,用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中H2A、HA-、A2-浓度、环己烷中H2A的浓度与水相萃取率随pH的变化关系如图。下列说法正确的是( )
已知:①H2A在环己烷中不电离;②忽略体积变化;③。
A.
B.时,
C.若调节水溶液,应加NaOH固体调节
D.若加水体积为2VmL,则交点N会由移至
【答案】C
【解析】为方便分析,给曲线进行命名,如图:
,
环己烷中H2A的浓度与水相萃取率可知,可知曲线a应为,b为水相萃取率,水溶液中的HA-会随着pH的增大先增大后减小,曲线d为水溶液中的HA-,而A2-来源于HA-的电离,由图可知,pH=2时,HA-浓度为0,即此时A2-为0,因此曲线f为水溶液中的A2-,即c为水溶液中H2A的浓度,综上:a为、b为水相萃取率、c为水溶液中H2A的浓度、d为水溶液中的HA-、f为水溶液中的A2-,c、d交点的pH为4,即H2A的,d、f交点的pH为7,即。A项,当pH=2时,代入数据得,A错误;B项,pH=6时,,,,由于,即,,根据,可得,B错误;C项,当水溶液中H2A的浓度为0.02ml/L时,设电离出的H+浓度为x,即,x=,pH=2.85,若调节水溶液pH=3,应加NaOH固体调节,C正确;D项,Kd、Ka1只与温度有关,,当时,,pH=4.6,若加水体积为2VmL,对交点N的横坐标无影响,D错误;故选C。
7.(2024·山东省德州市高三三模)工业碱的主要成分主要是NaOH和Na2CO3或Na2CO3和NaHCO3(无其他杂质)。实验室用盐酸做标准溶液,酚酞和甲基橙双指示剂来滴定测定工业碱的组成和含量。已知室温下NaHCO3溶液的pH为8.32,饱和H2CO3溶液的pH为3.89。实验步骤如下:
①量取6.0盐酸5.0mL加入到245mL蒸馏水中混合均匀备用。
②称取1.06g无水Na2CO3置于小烧杯中,加入适量蒸馏水溶解并转移到100mL容量瓶中,定容摇匀后转移到试剂瓶中备用。
③量取15.00mL Na2CO3溶液,加1~2滴甲基橙,用标准盐酸滴定至溶液由黄色变橙色,3次平行实验所用盐酸平均体积为V mL,计算标准盐酸浓度。
④称取一定质量的工业碱置于烧杯中,加入适量蒸馏水溶解,配置成250mL溶液。量取25.00mL于锥形瓶中,加入指示剂1,用标准盐酸滴定至终点1,记录所用盐酸体积;再加入指示剂2,继续用标准盐酸滴定至终点2,记录所用盐酸体积。进行3次平行实验,终点1所用标准盐酸平均体积V1 mL,终点2所用标准盐酸平均体积为V2 mL。
下列说法正确的是( )
A.标准盐酸的浓度为0.12
B.步骤③中V可能等于12.50mL
C.若V1>V2,试样的成分为NaOH和Na2CO3
D.若V1=12.00 mL,V1=20.00 mL,则Na2CO3的质量分数为34.57%
【答案】C
【解析】根据步骤②,碳酸钠浓度为,步骤③中用标准盐酸滴定至溶液由黄色变橙色,说明发生Na2CO3+2HCl=2NaCl+CO2↑+H2O。A项,如果盐酸5.0mL加入到245mL蒸馏水中混合是250mL,标准盐酸的浓度为,因为分子间有空隙,所以标准盐酸的浓度不为0.12 ml·L-1,A错误;B项,,因此如果标准盐酸的浓度为0.12 ml·L-1,则步骤③中V可能等于,B错误;C项,如果试样的成分为NaOH和Na2CO3,用标准盐酸滴定至终点1,NaOH与盐酸完全反应,Na2CO3与盐酸生成碳酸氢钠,继续用标准盐酸滴定至终点2,发生碳酸氢钠与盐酸的反应,根据Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,可知V1>V2,C正确;D项,若V1=12.00 mL,V1=20.00 mL,则成分是Na2CO3和NaHCO3,用标准盐酸滴定至终点1,发生Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl,,又生成NaHCO3物质的量为,则,继续用标准盐酸滴定至终点2,NaHCO3+HCl=NaCl+CO2↑+H2O,,则原来的,原来的,则Na2CO3的质量分数为,D错误; 故选C。
8.(2024·山东省聊城市高三二模)富马酸亚铁[Fe(OOCCH=CHCOO)]是一种治疗贫血的药物。其制备及纯度测定实验如下:
I.制备
步骤1:将富马酸HOOCCH=CHCOOH固体置于烧杯中,加水,在加热搅拌下加入Na2CO3溶液,使其为。
步骤2:将上述溶液转移至如图所示装置中(省略加热、搅拌和夹持装置),通N2并加热一段时间后,维持温度100℃,缓慢滴加的FeSO4溶液,搅拌充分反应;
步骤3:将反应混合液冷却后,通过一系列操作,得到粗产品。
Ⅱ.纯度测定
取样品置于锥形瓶中,加入煮沸过的硫酸溶液,待样品完全溶解后,加入煮沸过的蒸馏水和2滴邻二氮菲指示剂(邻二氮菲遇呈红色,遇呈无色),立即用标准溶液滴定至终点(反应的离子方程式为Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+)。平行测定三次,消耗标准溶液的平均体积为。
对于上述实验,下列说法正确的是( )
A.“步骤1”中发生反应的离子反应为2H++CO32-=CO2↑+H2O
B.为提高冷凝效果,仪器A可改用直形冷凝管
C.锥形瓶溶液由红色变为无色即达到滴定终点
D.富马酸亚铁产品的纯度为
【答案】D
【解析】向富马酸( HOOCCH=CHCOOH )中加入Na2CO3溶液发生反应:HOOCCH=CHCOOH +Na2CO3= NaOOCCH=CHCOONa+CO2↑+H2O,中和酸,并调节溶液pH=6.5~6.7,再滴加FeSO4溶液可合成得到富马酸亚铁,然后过滤、洗涤、干燥后得到产品;再根据由原子守恒可知,富马酸亚铁[Fe(OOCCH=CHCOO)])中的Fe2+,全部参加反应Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,可得关系式:富马酸亚铁~ Ce4+,根据滴定消耗硫酸铈铵[(NH4)2Ce(SO4)3]标准液的体积计算富马酸亚铁的物质的量,再根据理论产量和产品的实际质量计算产品纯度。A项,“步骤1”中富马酸(HOOCCH=CHCOOH)与Na2CO3发生反应,化学方程式为: HOOCCH=CHCOOH +Na2CO3= NaOOCCH=CHCOONa+CO2↑+H2O,富马酸不能拆,离子方程式为:HOOCCH=CHCOOH +CO32-= (OOCCH=CHCOO)2-+CO2↑+H2O,A错误;B项,球形冷凝管一般用于反应物的冷凝回流实验中,冷凝时与蒸气的接触面积更大,改用直形冷凝管冷凝效果下降,B错误;C项,由于邻二氮菲遇Fe2+呈红色,遇Fe3+呈无色,因此纯度分析实验中判断达到滴定终点的现象是:溶液由红色变为无色,且半分钟不变色,C错误;D项,根据富马酸亚铁( C4H2O4Fe)有Fe2+,关系式为富马酸亚铁~ Fe2+,溶液中的Fe2+被Ce4+氧化为Fe3+,Ce4+被还原为Ce3+,反应为: Fe2++Ce4+=Fe3++Ce3+,故富马酸亚铁~Ce4+,富马酸亚铁的物质的量是,故所得产品的纯度为:,D正确;故选D。
1. (2020·浙江7月选考,17)下列说法不正确的是( )。
A.2.0×10-7 ml·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
【答案】A
【解析】盐酸的浓度为2.0×10-7 ml·L-1,完全电离,溶液接近中性,水电离出的氢离子浓度与HCl电离的氢离子浓度相差不大,则计算氢离子浓度时,不能忽略水电离的氢离子,其数值应大于2.0×10-7 ml·L-1,A项错误; KCl溶液为中性溶液,常温下pH=7,加热到80 ℃时,水的离子积Kw增大,对应溶液中氢离子浓度随温度升高而增大,pH会减小,但溶液中溶质仍为KCl,则仍呈中性,B项正确;NaCN溶液呈碱性,说明该溶质为弱酸强碱盐,即CN-对应的酸HCN为弱电解质,C项正确;醋酸在溶液中会发生电离平衡CH3COOHCH3COO-+H+,向溶液中加入醋酸钠固体,根据同离子效应可知,该平衡会向生成CH3COOH的方向移动,使溶液中的氢离子浓度减小,pH增大,D项正确。
2.(2021•湖北选择性考试,14)常温下,已知H3PO3溶液中含磷物料的浓度之和为0.1 ml·L1,溶液中各含磷物种的pc-pOH关系如图所示。图中pc表示各含磷物种的浓度负对数(pc=-lgc),pOH表示OH的浓度负对数[pOH=-lgc(OH)];x、y、z三点的坐标:x(7.3,1.3)、y(10.0,3.6)、z(12.6,1.3)。下列说法正确的是( )
A.曲线①表示pc(H3PO3)随pOH的变化
B.H3PO3的结构简式为
C.pH=4的溶液中:c(H2PO2)<0.1 ml·L1-2c(HPO32)
D.H3PO3+HPO322H2PO3的平衡常数K>1.0×105
【答案】D
【解析】图像中含P的微粒只有3种,说明H3PO3是二元弱酸,随着c(OH)增大,pOH减小,依次发生反应:H3PO3+OH=H2PO3+H2O,H2PO3+H2O=HPO32+H2O,c(H3PO3)逐渐减小,c(H2PO3)先增大,后减小;c(HPO32)逐渐增大,即p(H3PO3)逐渐增大,p(H2PO3)先减小,后增大;p(HPO32)减小。观察图像知,横坐标代表pOH,从左至右,pOH增大;纵坐标代表pc,从下至上减小。pOH=0时,pc(H3PO3)最大,pc(HPO32)最小,pc(H2PO3)居中。所以,曲线①代表pc(HPO32),曲线②代表pc(H2PO3),曲线③代表pc(H3PO3),A项错误;依题意,亚磷酸是二元弱酸,羟基上氢能电离出氢离子,则其分子中含有两个羟基,亚磷酸的结构简式为,B项错误;pH=4,pOH=10,pc(H3PO3)=pc(HPO32),推知c(H3PO3)=c(HPO32),根据物料守恒知,c(H3PO3)+c(H2PO3)+c(HPO32)=0.1 ml·L1,得:c(H2PO3)=0.1ml·L1-2c(HPO32),C项错误;x点表示c(H2PO3)=c(HPO32),pOH=7.3,,z点表示c(H3PO3)=c(H2PO3),pOH=12.6,,H3PO3+HPO322H2PO3的平衡常数,D项正确。
3.(2012·新课标全国卷,11)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a ml·L-1的一元酸HA与b ml·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=eq \r(Kw) ml·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
【答案】C
【解析】判断溶液呈中性的依据是c(H+)=c(OH-)。A项中,a=b,酸碱恰好完全反应生成正盐和水,由于酸碱强弱未知,不能确定溶液的酸、碱性;B项中未说明温度为25 ℃,故混合溶液的pH=7时不一定呈中性;C项混合溶液中,c(H+)·c(OH-)=Kw,因为c(H+)=eq \r(Kw) ml·L-1,则c(OH-)=eq \r(Kw) ml·L-1,c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性;D项中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),只能说明溶液中电荷守恒,无法判断溶液的酸碱性。
4.(2022•广东选择性考试)食醋是烹饪美食的调味品,有效成分主要为醋酸(用HAc表示)。HAc的应用与其电离平衡密切相关。25℃时,HAc的Ka=1.75×105=10-4.76。
(1)配制的HAc溶液,需溶液的体积为_______mL。
(2)下列关于容量瓶的操作,正确的是_______。
(3)某小组研究25℃下HAc电离平衡的影响因素。
提出假设。稀释HAc溶液或改变Ac-浓度,HAc电离平衡会发生移动。设计方案并完成实验用浓度均为0.1 ml·L-1的HAc和溶液,按下表配制总体积相同的系列溶液;测定,记录数据。
①根据表中信息,补充数据:_______,_______。
②由实验Ⅰ和Ⅱ可知,稀释HAc溶液,电离平衡_______(填”正”或”逆”)
向移动;结合表中数据,给出判断理由:_______。
③由实验Ⅱ~VIII可知,增大Ac-浓度,HAc电离平衡逆向移动。
实验结论假设成立。
(4)小组分析上表数据发现:随着的增加,c(H+)的值逐渐接近HAc的Ka。
查阅资料获悉:一定条件下,按配制的溶液中,的值等于HAc的Ka。
对比数据发现,实验VIII中与资料数据Ka=10-4.76存在一定差异;推测可能由物质浓度准确程度不够引起,故先准确测定HAc溶液的浓度再验证。
①移取溶液,加入2滴酚酞溶液,用溶液滴定至终点,消耗体积为,则该HAc溶液的浓度为_______ ml·L-1。在答题卡虚线框中,画出上述过程的滴定曲线示意图并标注滴定终点_______。
②用上述HAc溶液和溶液,配制等物质的量的HAc与混合溶液,测定pH,结果与资料数据相符。
(5)小组进一步提出:如果只有浓度均约为的HAc和NaOH溶液,如何准确测定HAc的Ka?小组同学设计方案并进行实验。请完成下表中Ⅱ的内容。
实验总结 得到的结果与资料数据相符,方案可行。
(6)根据Ka可以判断弱酸的酸性强弱。写出一种无机弱酸及其用途_______。
【答案】(1)5.0 (2)C
(3) 3.00 33.00 正 实验II相较于实验I,醋酸溶液稀释了10倍,而实验II的pH增大值小于1
(4) 0.1104
(5)向滴定后的混合液中加入20mL HAc溶液
(6)HClO:漂白剂和消毒液(或H2SO3:还原剂、防腐剂或H3PO4:食品添加剂、制药、生产肥料)
【解析】(1)溶液稀释过程中,溶质的物质的量不变,因此250mL×0.1ml/L=V×5ml/L,解得V=5.0mL;(2)A项,容量瓶使用过程中,不能用手等触碰瓶口,以免污染试剂,故A错误;B项,定容时,视线应与溶液凹液面和刻度线“三线相切”,不能仰视或俯视,故B错误;C项,向容量瓶中转移液体,需用玻璃棒引流,玻璃棒下端位于刻度线以下,同时玻璃棒不能接触容量瓶口,故C正确;D项,定容完成后,盖上瓶塞,将容量瓶来回颠倒,将溶液摇匀,颠倒过程中,左手食指抵住瓶塞,防止瓶塞脱落,右手扶住容量瓶底部,防止容量瓶从左手掉落,故D错误;综上所述,正确的是C项。(3)①实验VII的溶液中n(NaAc):n(HAc)=3:4,V(HAc)=4.00mL,因此V(NaAc)=3.00mL,即a=3.00,,由实验I可知,溶液最终的体积为40.00mL,因此V(H2O)=40.00mL-4.00mL-3.00mL=33.00mL,即b=33.00;②实验I所得溶液的pH=2.86,实验II的溶液中c(HAc)为实验I的,稀释过程中,若不考虑电离平衡移动,则实验II所得溶液的pH=2.86+1=3.86,但实际溶液的pH=3.36<3.86,说明稀释过程中,溶液中n(H+)增大,即电离平衡正向移动;(4)(i)滴定过程中发生反应:HAc+NaOH=NaAc+H2O,由反应方程式可知,滴定至终点时,n(HAc)=n(NaOH),因此22.08mL×0.1ml/L=20.00mL×c(HAc),解得c(HAc)=0.1104ml/L;(ii)滴定过程中,当V(NaOH)=0时,c(H+)=≈ml/L=10-2.88ml/L,溶液的pH=2.88,当V(NaOH)=11.04mL时,n(NaAc)=n(HAc),溶液的pH=4.76,当V(NaOH)=22.08mL时,达到滴定终点,溶液中溶质为NaAc溶液,Ac-发生水解,溶液呈弱碱性,当NaOH溶液过量较多时,c(NaOH)无限接近0.1ml/L,溶液pH接近13,因此滴定曲线如图:。(5)向20.00mL的HAc溶液中加入V1mL NaOH溶液达到滴定终点,滴定终点的溶液中溶质为NaAc,当时,溶液中c(H+)的值等于HAc的Ka,因此可再向溶液中加入20.00mL HAc溶液,使溶液中n(NaAc)=n(HAc);(6)不同的无机弱酸在生活中应用广泛,如HClO具有强氧化性,在生活中可用于漂白和消毒,H2SO3具有还原性,可用作还原剂,在葡萄酒中添加适量H2SO3可用作防腐剂,H3PO4具有中强酸性,可用作食品添加剂,同时在制药、生产肥料等行业有广泛用途。
目录
01 模拟基础练
【题型一】水的电离平衡及影响因素
【题型二】水的电离平衡图象分析
【题型三】 溶液的酸碱性与pH
【题型四】酸碱中和滴定操作及误差分析
【题型五】 酸碱中和滴定图像
【题型六】酸碱中和滴定拓展
02 重难创新练
03 真题实战练
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
序号
滴定前读数
滴定后读数
1
0.00
20.01
2
1.00
20.99
3
0.00
21.20
滴定次数
待测NaOH溶液的体积/mL
0.1000ml/L盐酸的体积/mL
滴定前刻度
滴定后刻度
溶液体积/mL
第一次
25.00
0.00
26.11
26.11
第二次
25.00
1.56
30.30
28.74
第三次
25.00
0.22
26.31
26.09
选项
滴定管中的溶液
锥形瓶中的溶液
指示剂
滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
CH3COOH溶液
酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
酚酞
浅红色→无色
C
酸性KMnO4溶液
K2SO3溶液
无
无色→浅紫红色
D
碘水
Na2S溶液
淀粉
无色→蓝色
序号
V(HAc)/ mL
V(NaAc)/ mL
V(H2O)/ mL
n(NaAc):n(HAc)
Ⅰ
40.00
/
/
0
2.86
Ⅱ
4.00
/
36.00
0
3.36
…
Ⅶ
4.00
a
b
3:4
4.53
Ⅷ
4.00
4.00
32.00
1:1
4.65
Ⅰ
移取20.00mL HAc溶液,用NaOH溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液V140.00mL
Ⅱ
_______,测得溶液的pH为4.76
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