高中化学选修四鲁科版-第三章 水的电离和溶液的酸碱性课后达标检测
展开1.(2019·洛阳第一次统考)能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是( )
A.向水中通入SO2
B.将水加热煮沸
C.向纯水中投入一小块金属钠
D.向水中加入NaCl
解析:选A。在水中存在电离平衡:H2OH++OH-。当向水中通入SO2时发生反应:SO2+H2OH2SO3,H2SO3H++HSOeq \\al(-,3),H2SO3电离产生的H+使溶液中的H+的浓度增大,对水的电离起抑制作用,最终使水电离产生的H+(OH-)的浓度远远小于溶液中的H+浓度,即溶液中的c(H+)>c(OH-),A项正确;水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,所以将水加热煮沸促进水的电离,但是水电离产生的H+和OH-的个数总是相同的,所以升温后水中的H+和OH-的浓度仍然相等,B项错误;向纯水中投入一小块金属钠,钠与水发生反应:2Na+2H2O===2NaOH+H2↑,促进水的电离,并使溶液中的c(OH-)>c(H+),C项错误;向水中加入NaCl,NaCl是强酸强碱盐,对水的电离平衡无影响,所以溶液中的H+和OH-的浓度仍然相等,D项错误。
2.(2019·福建质检)常温下,下列溶液的pH最大的是( )
A.0.02 ml·L-1氨水与水等体积混合后的溶液
B.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的溶液
C.0.02 ml·L-1盐酸与0.02 ml·L-1氨水等体积混合后的溶液
D.0.01 ml·L-1盐酸与0.03 ml·L-1氨水等体积混合后的溶液
解析:选A。A项,混合后得到0.01 ml·L-1氨水,NH3·H2O不能完全电离,则c(OH-)<0.01 ml·L-1,7
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
解析:选C。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。
4.(2019·合肥一中月考)常温下,0.1 ml·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.该一元酸溶液的pH=1
B.该溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-11 ml·L-1
C.该溶液中水的离子积常数为1×10-22
D.将V1 L pH=11的NaOH溶液和V2 L 0.1 ml·L-1该一元酸(HA)溶液混合,若混合溶液的pH=7,则V1<V2
解析:选B。将c(OH-)=eq \f(Kw,c(H+))代入原题关系式中可得eq \f(1×10-14,c2(H+))=1×10-8,解得
c(H+)=1×10-3 ml·L-1,所以该一元酸溶液的pH=3,A项错误;酸溶液中水的电离看氢氧根离子,c(OH-)=eq \f(1×10-14,1×10-3) ml·L-1=1×10-11 ml·L-1,所以由水电离出的c(H+)=1×
10-11 ml·L-1,B项正确;常温下,水的离子积是一个常数,为1×10-14,C项错误;由于HA的浓度大于NaOH的浓度,二者若等体积混合则溶液呈酸性,当混合溶液的pH=7时应有V1>V2,D项错误。
5.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠相互滴定的滴定曲线。下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 ml/L
B.P点时反应恰好完全,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
解析:选B。根据曲线a知,滴定前盐酸的pH=1,c(HCl)=0.1 ml/L,A项错误;P点表示盐酸与氢氧化钠恰好完全中和,溶液呈中性,B项正确;曲线a是氢氧化钠溶液滴定盐酸的曲线,曲线b是盐酸滴定氢氧化钠溶液的曲线,C项错误;强酸与强碱相互滴定,酚酞可以用作指示剂,D项错误。
6.(2019·岳阳检测)某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下,将pH=4的H2SO4溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.1∶10 B.9∶1
C.1∶9D.99∶21
解析:选B。设稀硫酸的体积为a L,NaOH溶液的体积为b L,则10-3b-10-4a=
10-5(a+b),a∶b=9∶1。
7.(2019·江西红色七校二联)常温下,用NaOH溶液滴定 H2C2O4溶液,溶液中-lgeq \f(c(H+),c(H2C2O4))和-lg c(HC2Oeq \\al(-,4))或-lgeq \f(c(H+),c(HC2Oeq \\al(-,4)))和-lg c(C2Oeq \\al(2-,4))关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka1(H2C2O4)=1×10-2
B.滴定过程中,当pH=5时,c(Na+)-3c(HC2Oeq \\al(-,4))>0
C.向1 ml/L的H2C2O4溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液,完全反应后显酸性
D.向0.1 ml/L的H2C2O4溶液中加水稀释,eq \f(c(HC2Oeq \\al(-,4)),c(H2C2O4))的值将增大
解析:选B。根据图示,Ka1(H2C2O4)=
eq \f(c(H+)·c(HC2Oeq \\al(-,4)),c(H2C2O4))=10-1×10-1=1×10-2,A正确;根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2Oeq \\al(-,4))+2c(C2Oeq \\al(2-,4))+c(OH-),根据图示,Ka2(H2C2O4)=eq \f(c(H+)·c(C2Oeq \\al(2-,4)),c(HC2Oeq \\al(-,4)))=10-2×10-3=1×10-5,当pH=5时,c(HC2Oeq \\al(-,4))=c(C2Oeq \\al(2-,4)),所以c(Na+)-3c(HC2Oeq \\al(-,4))=c(OH-)-c(H+)=10-9-10-5<0,B错误;向1 ml/L的H2C2O4溶液中加入等体积等浓度的NaOH溶液,溶液中的溶质是NaHC2O4,HC2Oeq \\al(-,4)电离平衡常数是1×10-5、水解平衡常数是eq \f(1×10-14,1×10-2)=1×10-12,HC2Oeq \\al(-,4)的电离常数大于其水解常数,因此该溶液显酸性,C正确;Ka1(H2C2O4)=eq \f(c(H+)·c(HC2Oeq \\al(-,4)),c(H2C2O4)),向0.1 ml/L的H2C2O4溶液中加水稀释,氢离子浓度减小,Ka1(H2C2O4)不变,所以eq \f(c(HC2Oeq \\al(-,4)),c(H2C2O4))的值将增大,D正确。
8.(2019·安徽皖北协作区联考)用0.10 ml·L-1盐酸滴定20 mL 0.050 ml·L-1 Na2CO3和0.025 ml·L-1 NaHCO3混合溶液,得出如图所示的滴定曲线。下列说法中不正确的是( )
A.a点溶液显碱性的主要原因是COeq \\al(2-,3)+H2OHCOeq \\al(-,3)+OH-
B.b点溶液中:c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)
C.c点溶液中:c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(Cl-)
D.d点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(H+)>c(OH-)
解析:选B。a点溶液为0.050 ml·L-1 Na2CO3和0.025 ml·L-1 NaHCO3混合溶液,Na2CO3和NaHCO3均能水解使溶液呈碱性,但主要原因是COeq \\al(2-,3)的水解,A项正确;b点加入10 mL盐酸后,溶液中的溶质为NaHCO3和NaCl,由物料守恒得:c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)+c(Cl-),B项错误;根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(Cl-)+c(OH-),由于c点溶液显中性,c(H+)=c(OH-),所以c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(Cl-),C项正确;d点加入20 mL 0.10 ml·L-1盐酸后,溶液中c(NaCl)=0.050 ml·L-1,c(NaHCO3)=0.012 5 ml·L-1,所以c(Na+)>c(Cl-)>c(HCOeq \\al(-,3)),又因为d点溶液pH<7,所以c(H+)>c(OH-),D项正确。
9.(2019·石家庄一模)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水(H+)]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-)
解析:选B。起始时-lg c水(H+)=11,c水(H+)=c水(OH-)=10-11 ml·L-1,根据常温下水的离子积求出溶液中c(H+)=Kw/c水(OH-)=10-3 ml·L-1,HAH++A-,c(H+)=
c(A-)=10-3 ml·L-1,Ka(HA)=eq \f(c(H+)·c(A-),c(HA))≈eq \f(10-6,0.1)=10-5,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。
10.(2019·邯郸模拟)若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lgeq \f(c(H+),c(OH-))。室温下实验室中用0.01 ml·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 ml·L-1醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.室温下,醋酸的电离平衡常数约为10-5
B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C.若B点为40 mL,所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.从A到B,水的电离程度逐渐变大
解析:选A。室温下,醋酸的AG=lgeq \f(c(H+),c(OH-))=7,即eq \f(c(H+),c(OH-))=107,而水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14,两式联立可知:c(H+)=10-3.5 ml·L-1,而在醋酸溶液中,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.5 ml·L-1,故电离平衡常数Ka=eq \f(c(CH3COO-)·c(H+),c(CH3COOH))≈eq \f(10-3.5×10-3.5,0.01)=10-5,故A正确;A点的AG=lgeq \f(c(H+),c(OH-))=0,即eq \f(c(H+),c(OH-))=1,即
c(H+)=c(OH-),溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液20.00 mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,溶液显碱性,故B错误;当B点加入NaOH溶液40 mL时,所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,根据物料守恒可知,c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)],故C错误;A点之后,当V(NaOH)>20 mL时,水的电离受到抑制,电离程度会逐渐变小,D项错误。
二、非选择题
11.(2019·呼和浩特高三检测)(1)已知下表数据:
①25 ℃时,等浓度的四种溶液:a.NaCN 溶液;b.Na2CO3溶液;c.CH3COONa溶液;d.NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序为________________(填序号)。
②将0.2 ml·L-1 HCN溶液和0.1 ml·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,则c(HCN)、c(H+)、c(OH-)、c(CN-)、c(Na+)大小排序为____________________________,c(HCN)+c(CN-)________(填“>”“<”或“=”)0.1 ml·L-1。
③相同条件下,取等体积等pH的a.HCN溶液、b.CH3COOH 溶液、c.H2CO3溶液,各稀释100倍,稀释后的溶液,其pH大小关系为____________(填序号)。
④25 ℃时,将体积为Va、pH=13的某一元强碱与体积为Vb、pH=2的某二元强酸混合,若所得溶液的pH=11,则Va∶Vb=________。
(2)温度为T ℃时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a ml·L-1的H2SO4与b ml·L-1的一元碱AOH等体积混合。则可判断溶液呈中性的是________(填序号)。
①混合溶液的pH=7
②c(SOeq \\al(2-,4))=eq \f(1,2)c(A+)
③混合溶液中c(H+)·c(OH-)=Kw
④混合溶液中c(OH-)=eq \r(Kw) ml·L-1
解析:(1)①由表中电离平衡常数可知酸性强弱:CH3COOH>H2CO3>HCN>HCOeq \\al(-,3),相应的酸根离子分别为CH3COO-、HCOeq \\al(-,3)、CN-、COeq \\al(2-,3),酸的酸性越弱,其盐溶液中酸根离子水解程度越大,故等浓度的四种溶液:a.NaCN溶液;b.Na2CO3溶液;c.CH3COONa溶液;d.NaHCO3溶液,pH由大到小的顺序为b>a>d>c。②反应后得到等浓度的HCN与NaCN的混合溶液,由溶液显碱性可知CN-的水解程度大于HCN的电离程度,故溶液中有关微粒的浓度大小为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);等体积混合后有关粒子的浓度变为原来的一半,根据物料守恒可知c(HCN)+c(CN-)=0.1 ml·L-1。③酸越弱,稀释相同倍数,其pH改变越小,因此相同条件下,取等体积等pH的a.HCN溶液、b.CH3COOH溶液、c.H2CO3溶液,各稀释100倍,稀释后的溶液pH大小关系为b>c>a。④混合后溶液pH=11,说明混合后溶液中c(OH-)=10-3 ml·L-1,故由题意得eq \f(0.1Va-0.01Vb,Va+Vb)=10-3,解得Va∶Vb=1∶9。(2)因温度不一定是25 ℃,故pH=7时溶液不一定呈中性;由c(SOeq \\al(2-,4))=eq \f(1,2)c(A+)及电荷守恒可知溶液中c(H+)=c(OH-),则溶液一定呈中性;无论溶液呈酸性、中性还是碱性,混合溶液中总存在c(H+)·c(OH-)=Kw;混合溶液中c(OH-)=eq \r(Kw) ml·L-1,可说明混合溶液中c(H+)=c(OH-),则溶液一定呈中性。
答案:(1)①b>a>d>c ②c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+) = ③b>c>a ④1∶9
(2)②④
12.Ⅰ.已知某温度下CH3COOH的电离常数K=1.6×10-5。该温度下,向20 mL 0.01 ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.01 ml·L-1 KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题:(已知lg 4=0.6)
(1)a点溶液中c(H+)为________,pH约为________。
(2)a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是________点,滴定过程中宜选用________做指示剂,滴定终点在________(填“c点以上”或“c点以下”)。
Ⅱ.(3)若向20 mL稀氨水中逐滴加入等浓度的盐酸,则下列变化趋势正确的是________(填字母)。
答案:Ⅰ.(1)4×10-4 ml·L-1 3.4 (2)c 酚酞 c点以上 Ⅱ.(3)B
13.(2018·高考天津卷)烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一,为了监测其含量,选用如下检测方法。回答下列问题:
将v L气样通入适量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化成NOeq \\al(-,3),加水稀释至100.00 mL。量取20.00 mL该溶液,加入v1 mL c1 ml·L-1 FeSO4标准溶液(过量),充分反应后,用c2 ml·L-1 K2Cr2O7标准溶液滴定剩余的Fe2+,终点时消耗v2 mL。
(1)NO被H2O2氧化为NOeq \\al(-,3)的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________。
(2)滴定操作使用的玻璃仪器主要有____________________________________。
(3)滴定过程中发生下列反应:
3Fe2++NOeq \\al(-,3)+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2Oeq \\al(2-,7)+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
则气样中NOx折合成NO2的含量为________________mg·m-3。
(4)若FeSO4标准溶液部分变质,会使测定结果___________________________________
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析:(1)NO被H2O2氧化为NOeq \\al(-,3),则H2O2被还原为H2O,配平离子方程式为2NO+3H2O2===2NOeq \\al(-,3)+2H++2H2O。(2)K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性,能氧化碱式滴定管下端的橡胶管,因此滴定操作使用的玻璃仪器主要有锥形瓶、酸式滴定管。(3)根据滴定原理,可得原溶液中NOeq \\al(-,3)消耗的n(Fe2+)=(c1 ml·L-1×v1×10-3 L-c2 ml·L-1×v2×10-3 L×6)×eq \f(100.00 mL,20.00 mL)=5(c1v1-6c2v2)×10-3 ml,则n(NOeq \\al(-,3))=eq \f(1,3)n(Fe2+)=eq \f(5,3)(c1v1-6c2v2)×10-3 ml,故气样中NOx折合成NO2的含量为eq \f(5,3)(c1v1-6c2v2)×10-3 ml×46 000 mg·ml-1÷(v×10-3) m3=eq \f(23×(c1v1-6c2v2),3v)×104 mg·m-3。(4)若FeSO4标准溶液部分变质,则消耗的FeSO4标准溶液的体积偏大,测定结果偏高。
答案:(1)2NO+3H2O2===2H++2NOeq \\al(-,3)+2H2O (2)锥形瓶、酸式滴定管
(3)eq \f(23×(c1v1-6c2v2),3v)×104 (4)偏高
化学式
电离平衡常数(25 ℃)
HCN
Ka=5.0×10-10
CH3COOH
Ka=1.8×10-5
H2CO3
Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11
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