第22講-水的電離與溶液的pH(練)(新教材新高考)(解析版)

水的電離與溶液的pH1．25℃時，水的電離達(dá)到平衡：H2OH＋＋OH－。下列敘述錯誤的是()A．向水中通入氨氣，平衡逆向移動，c(OH－)增大B．向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不變C．將水加熱，平衡正向移動，Kw變大D．升高溫度，平衡正向移動，c(H＋)增大，pH不變【答案】D【解析】向水中通入NH3，c(OH－)增大，平衡逆向移動，A正確；向水中加入少量稀H2SO4，c(H＋)增大，但溫度不變，Kw不變，B正確；將水加熱，水的電離平衡正向移動，Kw變大，C正確；升高溫度，能促進(jìn)水的電離，c(H＋)增大，pH減小，D錯誤。2.H2S2O3是一種弱酸，實(shí)驗(yàn)室欲用0.01mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液，發(fā)生的反應(yīng)為I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，下列說法合理的是()A．該滴定可用甲基橙作指示劑B．Na2S2O3是該反應(yīng)的還原劑C．該滴定可選用如圖所示裝置D．該反應(yīng)中每消耗2molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為4mol【答案】B【解析】溶液中有單質(zhì)碘，應(yīng)加入淀粉溶液作指示劑，碘與硫代硫酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)時，單質(zhì)碘消失，藍(lán)色褪去，故A錯誤；Na2S2O3中S元素化合價(jià)升高，Na2S2O3被氧化，作還原劑，故B正確；Na2S2O3溶液顯堿性，應(yīng)該用堿式滴定管，故C錯誤；反應(yīng)中每消耗2molNa2S2O3，轉(zhuǎn)移電子數(shù)為2mol，故D錯誤。3．一定溫度下，水存在H2OH＋＋OH－ΔH>0的平衡，下列敘述一定正確的是()A．向水中滴入少量稀鹽酸，平衡逆向移動，Kw減小B．將水加熱，Kw增大，pH減小C．向水中加入少量固體CH3COONa，平衡逆向移動，c(H＋)降低D．向水中加入少量固體硫酸鈉，c(H＋)＝10－7mol·L－1，Kw不變【答案】B【解析】A項(xiàng)，溫度不變，Kw應(yīng)不變，錯誤；C項(xiàng)，平衡應(yīng)正向移動，錯誤；D項(xiàng)，由于沒有指明溫度，c(H＋)不一定等于10－7mol·L－1，錯誤。4．一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是()A．升高溫度，可能引起由c向b的變化B．該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.0×10－13C．該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化D．該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化【答案】C【解析】A項(xiàng)，c點(diǎn)溶液中c(OH－)＞c(H＋)，溶液呈堿性，升溫，溶液中c(OH－)不可能減小，錯誤；B項(xiàng)，由b點(diǎn)對應(yīng)c(H＋)與c(OH－)可知，Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－7×1.0×10－7＝1.0×10－14，錯誤；C項(xiàng)，F(xiàn)eCl3溶液水解顯酸性，溶液中c(H＋)增大，因一定溫度下水的離子積是常數(shù)，故溶液中c(OH－)減小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的變化，正確；D項(xiàng)，c點(diǎn)溶液呈堿性，稀釋時c(OH－)減小，同時c(H＋)應(yīng)增大，故稀釋溶液時不可能引起由c向d的變化，錯誤。5．已知液氨的性質(zhì)與水相似。T℃時，NH3＋NH3NHeq\o\al(＋,4)＋NHeq\o\al(－,2)，NHeq\o\al(＋,4)的平衡濃度為1×10－15mol·L－1，則下列說法中正確的是()A．在此溫度下液氨的離子積為1×10－17B．在液氨中放入金屬鈉，可生成NaNH2C．恒溫下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的離子積減小D．降溫，可使液氨電離平衡逆向移動，且c(NHeq\o\al(＋,4))<c(NHeq\o\al(－,2))【答案】B【解析】由電離方程式知，NHeq\o\al(＋,4)與NHeq\o\al(－,2)的平衡濃度相等都為1×10－15mol·L－1，根據(jù)水的離子積得液氨的離子積K＝c(NHeq\o\al(－,2))·c(NHeq\o\al(＋,4))＝1×10－30，故A錯誤；由鈉與水反應(yīng)可推知，2Na＋2NH3=2NaNH2＋H2↑，故B正確；雖然加入NH4Cl可使平衡向逆反應(yīng)方向移動，NHeq\o\al(＋,4)的濃度增大，但離子積的大小只與溫度有關(guān)，與離子濃度無關(guān)，故C錯誤；因?yàn)殡婋x是吸熱反應(yīng)，所以降溫使NH3＋NH3NHeq\o\al(＋,4)＋NHeq\o\al(－,2)平衡向逆向移動，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(NHeq\o\al(－,2))都減小，故D錯誤。6．水的電離常數(shù)如圖兩條曲線所示，曲線中的點(diǎn)都符合c(H＋)·c(OH－)＝常數(shù)，下列說法錯誤的是()A．圖中溫度T1>T2B．圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系：B＞C＞A＝D＝EC．曲線a、b均代表純水的電離情況D．若處在B點(diǎn)時，將pH＝2的硫酸溶液與pH＝12的KOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性【答案】C【解析】由圖像可知，A、E、D都在T2時的曲線上，水的Kw只與溫度有關(guān)，溫度相同時Kw相同，溫度升高，促進(jìn)水的電離，Kw增大，另外也可根據(jù)c(OH－)×c(H＋)計(jì)算Kw大小，水的離子積只與溫度有關(guān)，與溶液的類型無關(guān)，可能為純水，也可能為酸、堿、鹽溶液。由圖像可知，A在T2時的曲線上，而B在T2時的曲線上，因?yàn)锳、B電離產(chǎn)生的氫離子與氫氧根離子的濃度相等，所以是純水的電離，B點(diǎn)的電離度大于A，所以溫度T1>T2，故A正確；由圖像可知，A、E、D都在T1時的曲線上，水的Kw只與溫度有關(guān)，溫度相同時Kw相同，溫度升高，促進(jìn)水的電離，Kw增大，則B>A＝D＝E，由C點(diǎn)c(OH－)×c(H＋)可知，C點(diǎn)的Kw大于A點(diǎn)，則B>C>A＝D＝E，故B正確；由圖像可知，A在T2時的曲線上，而B在T1時的曲線上，因?yàn)锳點(diǎn)、B點(diǎn)電離產(chǎn)生的氫離子與氫氧根離子的濃度相等，所以曲線a、b中點(diǎn)B和點(diǎn)A代表純水的電離，故C錯誤；B點(diǎn)時，Kw＝1×10－12，pH＝2的硫酸中c(H＋)＝0.01mol·L－1，pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1mol·L－1，等體積混合后，KOH過量溶液顯堿性，故D正確。7．實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有3種酸堿指示劑，其pH變色范圍如下：甲基橙：3.1～4.4石蕊：5.0～8.0酚酞：8.2～10.0用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液，反應(yīng)恰好完全時，下列敘述中正確的是()A．溶液呈中性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑B．溶液呈中性，只能選用石蕊作指示劑C．溶液呈堿性，可選用甲基橙或酚酞作指示劑D．溶液呈堿性，只能選用酚酞作指示劑【答案】D【解析】NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反應(yīng)生成CH3COONa時，CH3COO－水解使溶液顯堿性，而酚酞的變色范圍為8.2～10.0，比較接近。8．常溫下，0.1mol·L－1某一元酸(HA)溶液中eq\f(cOH－,cH＋)＝1×10－8，下列敘述正確的是()A．該一元酸溶液的pH＝1B．該溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1C．該溶液中水的離子積常數(shù)為1×10－22D．用pH＝11的NaOH溶液V1L和V2L0.1mol·L－1該一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH＝7，則V1＜V2【答案】B【解析】將c(OH－)＝eq\f(Kw,cH＋)代入原題關(guān)系式中可得eq\f(1×10－14,c2H＋)＝1×10－8，解得c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，所以該溶液的pH＝3，A項(xiàng)錯誤；酸溶液中水電離出來的c(H＋)等于c(OH－)，該溶液中水電離出來的c(OH－)＝eq\f(1×10－14,1×10－3)mol·L－1＝1×10－11mol·L－1，所以由水電離出來的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1，B項(xiàng)正確；常溫下，水的離子積是一個常數(shù)，為1×10－14，C項(xiàng)錯誤；由于HA是弱酸，二者等體積混合呈酸性，當(dāng)pH＝7時應(yīng)有V1＞V2，D項(xiàng)錯誤。9．用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度，參考下圖，從下表中選出正確的指示劑和儀器()【答案】D【解析】解答本題的關(guān)鍵：①明確酸、堿式滴定管使用時的注意事項(xiàng)；②明確指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛裝堿性溶液，而堿式滴定管不能盛裝酸性溶液，指示劑應(yīng)選擇顏色變化明顯的酚酞或甲基橙，不能選用石蕊，另外還要注意在酸堿中和滴定中，無論是標(biāo)準(zhǔn)液滴定待測液，還是待測液滴定標(biāo)準(zhǔn)液，只要操作正確，都能得到正確的結(jié)果。10．在某溫度時，測得0.01mol·L－1NaOH溶液的pH為11。(1)該溫度下水的離子積常數(shù)Kw＝________。(2)在此溫度下，將pH＝a的NaOH溶液VaL與pH＝b的硫酸VbL混合。①若所得混合液為中性，且a＝12，b＝2，則Va∶Vb＝________。②若所得混合液為中性，且a＋b＝12，則Va∶Vb＝________?！窘馕觥?1)由題意知，溶液中c(H＋)＝10－11mol·L－1，c(OH－)＝0.01mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。(2)①根據(jù)中和反應(yīng)：H＋＋OH－=H2Oc(H＋)·V酸＝c(OH－)·V堿10－2·Vb＝eq\f(10－13,10－12)·Va所以Va∶Vb＝10－2∶10－1＝1∶10。②根據(jù)中和反應(yīng)：H＋＋OH－=H2Oc(H＋)·Vb＝c(OH－)·Va10－b·Vb＝eq\f(10－13,10－a)·Va所以，eq\f(Va,Vb)＝eq\f(10－b,10a－13)＝1013－(a＋b)＝10即Va∶Vb＝10∶1?！敬鸢浮?1)10－13(2)①1∶10②10∶11．常溫下，關(guān)于溶液稀釋的說法正確的是()A．將1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水到體積為2L，pH＝13B．pH＝3的醋酸溶液加水稀釋到原濃度的eq\f(1,100)，pH＝5C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋到原濃度的eq\f(1,100)，溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1D．pH＝8的NaOH溶液加水稀釋到原濃度的eq\f(1,100)，其pH＝6【答案】A【解析】A項(xiàng)，c(OH－)＝0.2mol·L－1，稀釋1倍后c(OH－)＝0.1mol·L－1，則pH＝13，正確；B項(xiàng)，醋酸是弱酸，稀釋100倍后，醋酸溶液的pH<5，錯誤；C項(xiàng)，稀釋100倍后，H2SO4溶液的pH＝6，則水電離的c(H＋)水＝10－8mol·L－1，錯誤；D項(xiàng)，常溫下，pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍后，仍是堿性溶液，其pH不可能小于7，錯誤。2．實(shí)驗(yàn)室用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸測定某NaOH溶液的濃度，用甲基橙作指示劑，下列操作中可能使測定結(jié)果偏低的是()A．酸式滴定管在裝酸液前未用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸潤洗2～3次B．開始實(shí)驗(yàn)時酸式滴定管尖嘴部分有氣泡，在滴定過程中氣泡消失C．錐形瓶內(nèi)溶液顏色變化由黃色變橙色，立即記下滴定管液面所在刻度D．盛NaOH溶液的錐形瓶滴定前用NaOH溶液潤洗2～3次【答案】C【解析】A項(xiàng)，所用的鹽酸的實(shí)際用量大于理論用量，故導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；B項(xiàng)，這種操作會導(dǎo)致鹽酸讀數(shù)偏大，故導(dǎo)致測定結(jié)果偏高；C項(xiàng)，由黃色變?yōu)槌壬赡苡捎诰植縞(H＋)變大引起的，振蕩后可能還會恢復(fù)黃色，應(yīng)在振蕩后半分鐘內(nèi)顏色保持不變才能認(rèn)為已達(dá)到滴定終點(diǎn)，故所用鹽酸的量比理論用量偏小，測出的NaOH溶液濃度偏低，故導(dǎo)致測定結(jié)果偏低；D項(xiàng)，用NaOH溶液潤洗錐形瓶，直接導(dǎo)致鹽酸的用量偏大，故導(dǎo)致測定結(jié)果偏高。3．室溫下，pH＝11的某溶液中水電離出的c(OH－)為()①1.0×10－7mol·L－1②1.0×10－6mol·L－1③1.0×10－3mol·L－1④1.0×10－11mol·L－1A．③ B．④C．①或③ D．③或④【答案】D【解析】該溶液中c(OH－)＝10－3mol·L－1，c(H＋)＝10－11mol·L－1，若是堿溶液，則H＋是由H2O電離出來的，水電離出來的OH－與H＋濃度均為10－11mol·L－1；若是鹽溶液(如Na2CO3)，則OH－是由H2O電離出來的，即水電離出來的c(OH－)＝10－3mol·L－1。4．在T℃時，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－amol·L－1，c(OH－)＝10－bmol·L－1，已知a＋b＝12。向該溶液中逐滴加入pH＝c的鹽酸(T℃)，測得混合溶液的部分pH如下表所示：序號NaOH溶液體積/mL鹽酸體積/mL溶液pH①20.000.008②20.0020.006假設(shè)溶液混合前后的體積變化忽略不計(jì)，則c為()A．1 B．4C．5 D．6【答案】B【解析】據(jù)題意可知在該溫度下水的離子積常數(shù)是1×10－12，而不是1×10－14。通過①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝10－4mol·L－1。由②可知，加入20mL鹽酸后溶液的pH＝6，此時恰好完全中和。則c(H＋)＝eq\f(0.02L×10－4mol·L－1,0.02L)＝1×10－4mol·L－1，則c＝4。5．若往20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入一定濃度的燒堿溶液，測得混合溶液的溫度變化如圖所示，下列有關(guān)說法不正確的是()A．c點(diǎn)時，水的電離程度最大，溶液呈堿性B．若b點(diǎn)混合溶液顯酸性，則2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)C．混合溶液中水的電離程度：b>c>dD．由圖可知，該反應(yīng)的中和熱保持不變【答案】C【解析】c點(diǎn)時，CH3COOH和NaOH恰好完全反應(yīng)，得到CH3COONa溶液，由于CH3COO－水解，溶液呈堿性，A項(xiàng)正確；b點(diǎn)時，反應(yīng)得到等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，根據(jù)物料守恒得2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，B項(xiàng)正確；b點(diǎn)為等物質(zhì)的量濃度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，c點(diǎn)為CH3COONa溶液，d點(diǎn)為等物質(zhì)的量濃度的NaOH、CH3COONa的混合溶液，故c點(diǎn)水的電離程度最大，C項(xiàng)錯誤；中和熱與酸堿的用量無關(guān)，中和熱保持不變，D項(xiàng)正確。6.常溫下，用0.10mol·L－1NaOH溶液分別滴定20.00mL0.10mol·L－1HCl溶液和20.00mL0.10mol·L－1CH3COOH溶液，得到兩條滴定曲線，如圖所示，則下列說法正確的是()A．圖2是滴定鹽酸的曲線B．a(chǎn)與b的關(guān)系是a＜bC．E點(diǎn)對應(yīng)離子濃度由大到小的順序可能為c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)D．這兩次滴定都可以用甲基橙作為指示劑【答案】C【解析】如果酸為強(qiáng)酸，則0.10mol·L－1酸的pH為1，根據(jù)酸的初始pH知，圖1為鹽酸的滴定曲線，故A錯誤；根據(jù)圖1知，a點(diǎn)氫氧化鈉溶液的體積是20.00mL，酸和堿的物質(zhì)的量相等，二者恰好反應(yīng)生成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，其溶液呈中性；醋酸溶液中滴入氫氧化鈉溶液，醋酸鈉溶液呈堿性，所以氫氧化鈉溶液的體積小于20.00mL，a＞b，故B錯誤；E點(diǎn)溶液的成分為醋酸鈉和醋酸，溶液呈酸性，說明醋酸的電離程度大于醋酸鈉的水解程度，鹽類水解程度較小，則溶液中離子濃度可能為c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，故C正確；氫氧化鈉和鹽酸恰好反應(yīng)呈中性，可以選擇甲基橙或酚酞；氫氧化鈉和醋酸恰好反應(yīng)生成醋酸鈉溶液，溶液呈堿性，只能選擇酚酞，故D錯誤。7．25℃時，體積為Va、pH＝a的某一元強(qiáng)酸溶液與體積為Vb、pH＝b的某一元強(qiáng)堿溶液均勻混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，Va<Vb，下列有關(guān)a的說法中正確的是()A．a(chǎn)可能等于1 B．a(chǎn)一定大于2C．a(chǎn)一定小于2 D．a(chǎn)一定等于2【答案】C【解析】由b＝6a>7得：a>eq\f(7,6)；由混合后溶液的pH＝7得：n(H＋)＝n(OH－)，即：Va×10－a＝Vb×10b－14，得：eq\f(Va,Vb)＝10a＋b－14；由于Va<Vb，即：10a＋b－14<1，得：a＋b－14<0，結(jié)合b＝6a得：a<2，綜合上述分析可知，eq\f(7,6)<a<2，故選C項(xiàng)。8．下列有關(guān)滴定的說法正確的是()A．用25mL滴定管進(jìn)行中和滴定時，用去標(biāo)準(zhǔn)液的體積為21.7mLB．用標(biāo)準(zhǔn)的KOH溶液滴定未知濃度的鹽酸，配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體KOH中有NaOH雜質(zhì)，則結(jié)果偏低C．用c1mol·L－1酸性高錳酸鉀溶液滴定V2mL未知濃度的H2C2O4溶液，至滴定終點(diǎn)用去酸性高錳酸鉀溶液體積為V1mL，則H2C2O4溶液的濃度為eq\f(0.4c1V1,V2)mol·L－1D．用未知濃度的鹽酸滴定已知濃度的NaOH溶液時，若讀取讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定到終點(diǎn)后俯視，會導(dǎo)致測定結(jié)果偏低【答案】B【解析】滴定管的精度為0.01mL，故A錯誤；若配制標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體KOH中有NaOH雜質(zhì)，會使OH－濃度偏高，滴定未知濃度的鹽酸時，則使消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏小，使測得的鹽酸的濃度偏低，故B正確；酸性高錳酸鉀溶液滴定未知濃度的H2C2O4溶液，由化學(xué)方程式2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O可知，n(KMnO4)∶n(H2C2O4)＝2∶5，則H2C2O4溶液的濃度為eq\f(5c1V1,2V2)mol·L－1，故C錯誤；用未知濃度的鹽酸滴定已知濃度的NaOH溶液時，若讀取讀數(shù)時，滴定前仰視，滴定到終點(diǎn)后俯視，使測得的鹽酸溶液體積偏小，導(dǎo)致測定濃度偏低，故D錯誤。9.的鹽酸，滴定曲線如圖1所示，CN－、HCN的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(α)隨pH變化的關(guān)系如圖2所示。下列表述正確的是()A．b點(diǎn)時：c(Cl－)>c(HCN)B．d點(diǎn)時：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCN)＋c(OH－)＋2c(CN－)C．圖2中的e點(diǎn)對應(yīng)圖1中的c點(diǎn)D．選用酚酞試劑比選用甲基橙試劑作指示劑誤差更小【答案】B【解析】b點(diǎn)時，溶液中的溶質(zhì)為等物質(zhì)的量NaCl、NaCN和HCN，此時溶液呈堿性，說明CN－的水解程度大于HCN的電離程度，故c(HCN)>c(Cl－)>c(CN－)，A項(xiàng)錯誤；d點(diǎn)恰好完全＋c(HCN)，兩式相加可得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCN)＋c(OH－)＋2c(CN－)，B項(xiàng)正確；圖1中c點(diǎn)c(HCN)>c(CN－)，C項(xiàng)錯誤。10．亞硝酸鈉(NaNO2)是一種無色、無味晶體，具有防腐和抗氧化作用，常用作食品添加劑。已知：HNO2是一種弱酸，酸性比醋酸略強(qiáng)，性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解生成NO和NO2；能被常見強(qiáng)氧化劑氧化；但在酸性溶液中它也是一種氧化劑，如能把I－氧化成I2。為了測定某樣品中NaNO2的含量，某同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：①稱取樣品ag，加水溶解，配制成100mL溶液；②取25.00mL溶液于錐形瓶中，用0.0200mol·L－1KMnO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(酸性)進(jìn)行滴定，滴定結(jié)束后消耗KMnO4溶液VmL。(1)上述實(shí)驗(yàn)①所需玻璃儀器除玻璃棒、膠頭滴管之外還有___________________。(2)在進(jìn)行滴定操作時，KMnO4溶液盛裝在__________(填“酸式”或“堿式”)滴定管中。當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏稳芤?，________________________________________________時到達(dá)滴定終點(diǎn)。(3)滴定過程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_____________________________；測得該樣品中NaNO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。(4)若滴定過程中剛出現(xiàn)顏色變化就停止滴定，則測定結(jié)果________________。(填“偏大”“偏小”或“無影響”)【解析】(1)上述實(shí)驗(yàn)①是配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，所需玻璃儀器除玻璃棒、膠頭