2020届一轮复习鲁科版水的电离溶液的酸碱性与pH作业

2020届一轮复习鲁科版水的电离溶液的酸碱性与pH作业

水的电离 溶液的酸碱性与pH ‎1．下列说法正确的是(　　)‎ A．水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－‎ B．pH＝7的溶液一定是中性溶液 C．升高温度，水的电离程度增大 D．将稀醋酸加水稀释时，c(H＋)减小，c(OH－)也减小 解析：选C　A．水是弱电解质，电离方程式应该使用可逆号，电离的方程式应为H2OH＋＋OH－，错误；B.若溶液的温度不是室温，则pH＝7的溶液不一定是中性溶液，错误；C.水是弱电解质，电离吸收热量，所以升高温度，水的电离程度增大，正确；D.将稀醋酸加水稀释时，c(H＋)减小，由于存在水的电离平衡，所以c(OH－)增大，错误。‎ ‎2．常温下，下列有关电解质溶液的叙述错误的是(　　)‎ A．某H2SO4溶液中＝1.0×10－8，由水电离出的c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1‎ B．将0.02 mol·L－1 HCl溶液与0.02 mol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合后，溶液pH约为12‎ C．将0.1 mol·L－1的NaOH溶液加水稀释后，由水电离产生的c(H＋)·c(OH－)保持不变 D．pH＝3的H2SO4溶液，稀释105倍后，溶液的pH＜7‎ 解析：选C　H2SO4溶液中＝1.0×10－8，结合水的离子积常数1.0×10－14可知溶液中c(H＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，H2SO4溶液中水的电离受到抑制，由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－11 mol·L－1，A项正确；将0.02 mol·L－1 HCl溶液与0.02 mol·L－1 Ba(OH)2溶液等体积混合后，溶液中c(OH－)≈＝0.01 mol·L－1，溶液的pH≈12，B项正确；稀释NaOH溶液时，水的电离程度增大，由水电离出的c(H＋)·c(OH－)增大，C项错误；酸无论稀释多少倍仍呈酸性，pH＜7，D项正确。‎ ‎3．25 ℃时，重水(D2O)的离子积为1.6×10－15，也可用pH一样的定义来规定其酸碱度：pD＝－lg c(D＋)，下列有关pD的叙述，正确的是(　　)‎ ‎①中性D2O的pD＝7　②在1 L D2O中，溶解0.01 mol NaOD，其pD＝12　③1 L 0.01 mol·L－1的DCl的重水溶液，pD＝2　④在100 mL 0.25 mol·L－1 DCl的重水溶液中，加入50 mL 0.2 mol·L－1 NaOD的重水溶液，反应后溶液的pD＝1‎ A．①②　　　　　　　　　　 B．③④‎ C．①③④ D．①②③④‎ 解析：选B　由于重水的离子积常数为1.6×10－15，因此重水中c(D＋)＝4×10－8，对应的pD≈7.4，故①错；在0.01 mol·L－1 NaOD的重水溶液中，c(OD－)＝0.01 mol·L－1‎ ‎，根据重水离子积常数，可推知c(D＋)＝1.6×10－13 mol·L－1，pD不等于12，故②错；在0.01 mol·L－1 DCl的重水溶液中，c(D＋)＝0.01 mol·L－1，因此pD＝2，③正确；根据中和反应量的关系，100 mL 0.25 mol·L－1 DCl和50 mL 0.2 mol·L－1 NaOD中和后溶液中过量的DCl的浓度为0.1 mol·L－1，因此对应溶液的pD＝1，④正确。‎ ‎4．食醋是厨房中常用的调味品，某品牌白醋的浓度约为0.6 mol·L－1，可用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液来精确滴定其浓度，下列叙述中正确的是(　　)‎ A．NaOH溶液盛装在带玻璃塞的滴定管中 B．选用紫色石蕊作指示剂 C．滴定前需对白醋进行稀释处理 D．滴定后仰视读数，则所测白醋的浓度偏小 解析：选C　A项，NaOH溶液应盛装在带橡胶管的滴定管中，错误；B项，紫色石蕊不能作指示剂，应用酚酞溶液，错误；D项，滴定后仰视，所测白醋浓度偏大，错误。 ‎ ‎5．常温下，将一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表：‎ 实验编号 c(HA)/(mol·L－1)‎ c(NaOH)/(mol·L－1)‎ 混合溶液的pH 甲 ‎ 0.1‎ ‎ 0.1‎ pH＝a 乙 ‎ 0.2‎ ‎ 0.2‎ pH＝9‎ 丙 c1‎ ‎ 0.2‎ pH＝7‎ 丁 ‎0.2‎ ‎0.1‎ pH＜7‎ 下列判断正确的是(　　)‎ A．a＝7‎ B．在乙组混合液中由水电离出的c(OH－)＝10－5 mol·L－1‎ C．c1＝0.2‎ D．丁组混合液中：c(Na＋)>c(A－)>c(H＋)>c(OH－)‎ 解析：选B　A项，由乙组数据知，HA与NaOH以等物质的量反应，所得NaA溶液呈碱性，HA为弱酸，甲组中HA与NaOH以等物质的量混合，混合溶液pH>7，错误；B项，乙溶液为NaA溶液，溶液中的OH－全部来自水的电离，且c(OH－)＝10－5 mol·L－1，正确；C项，HA溶液与NaOH溶液等体积混合溶液的pH＝7，酸过量，c1>0.2，错误；D项，由数据知，丁组混合溶液是HA与NaA等物质的量混合，溶液呈酸性，HA的电离程度大于A－的水解程度，即c(A－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)，错误。‎ ‎6．下列实验操作，对实验结果不会产生影响的是(　　)‎ A．用酸碱中和滴定法测待测液浓度时，装标准液的滴定管用水洗后未用标准液润洗 B．用酸碱中和滴定法测待测液浓度时，装待测液的锥形瓶用水洗后用待测液润洗2～3次 C．测定中和反应的反应热时，将碱溶液缓慢倒入酸溶液中 D．用蒸馏水湿润的pH试纸测定硫酸钠溶液的pH 解析：选D　A、B项会导致测定结果偏高，C项会导致测定结果偏低，D项无影响，原因是硫酸钠溶液显中性。‎ ‎7．甲、乙两杯醋酸稀溶液，甲的pH＝a，乙的pH＝a＋1，对下列叙述的判断正确的是(　　)‎ ‎①甲由水电离出来的H＋的物质的量浓度是乙的　②物质的量浓度：c(甲)＝10c(乙)　③中和等物质的量的NaOH溶液需甲、乙两杯酸的体积：10V(甲)＞V(乙)　④甲中的c(OH－)为乙中的c(OH－)的10倍 A．①②④ B．①③‎ C．②④ D．①‎ 解析：选D　甲溶液的pH＝a，由水电离出来的c(OH－)水＝c(H＋)水＝1×10a－14 mol·L－1；乙溶液的pH＝a＋1，由水电离出来的c(OH－)水＝c(H＋)水＝1×10a＋1－14 mol·L－1＝1×10a－13 mol·L－1，①正确，④错误；弱电解质浓度越大，电离度越小，故c(甲)＞10c(乙)，②错误；中和等物质的量的NaOH时，10V(甲)＜V(乙)，③错误；故D项正确。‎ ‎8．常温下，用0.10 mol·L－1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1HCl溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1 CH3COOH溶液，得到2条滴定曲线，如图所示，则下列说法正确的是(　　)‎ A．图2是滴定盐酸的曲线 B．a与b的关系是a＜b C．c点对应离子浓度由大到小的顺序为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)‎ D．这两次滴定都可以用甲基橙作为指示剂 解析：选C　如果酸为强酸，则0.100 0 mol·L－1酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图1为盐酸滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点氢氧化钠溶液的体积是20 mL，酸和碱的物质的量相等，二者恰好反应生成强酸强碱盐，其溶液呈中性；若醋酸溶液中滴入等量的氢氧化钠溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以图2b点时，氢氧化钠溶液的体积小于20.00 mL，a＞b，故B错误；c点溶液的成分为醋酸钠和醋酸，溶液呈酸性，说明醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度，盐类水解程度较小，则溶液中离子浓度为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－‎ ‎)，故C正确；氢氧化钠和盐酸反应恰好呈中性，可以选择甲基橙或酚酞；氢氧化钠和醋酸恰好反应生成醋酸钠溶液呈碱性，只能选择酚酞，故D错误。‎ ‎9．25 ℃时纯水的电离度为α1，pH＝2的醋酸溶液中水的电离度为α2，pH＝12的氢氧化钠溶液中水的电离度为α3。若将上述醋酸与氢氧化钠溶液等体积混合，所得溶液中水的电离度为α4。下列关系式中正确的是(　　)‎ A．α2＝α3＜α4＜α1 B．α3＝α2＜α1＜α4‎ C．α2＜α3＜α1＜α4 D．α1＜α2＜α3＜α4‎ 解析：选A　水为极弱的电解质，存在电离平衡，酸、碱抑制水的电离，而加入能消耗H＋或OH－的物质能促进水的电离，等浓度的H＋和OH－对水的抑制作用相同，所以α2＝α3＜α1；而pH＝2的醋酸溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后，因醋酸为弱酸，所得溶液为醋酸、醋酸钠的混合溶液，溶液呈酸性，对水的电离起抑制作用，但较原醋酸对水的电离的抑制程度弱，所以α2＝α3＜α4＜α1，A项正确。‎ ‎10.常温下，向浓度均为0.1 mol·L－1、体积均为100 mL的两种一元酸HX、HY的溶液中，分别加入NaOH固体，lg随加入 NaOH的物质的量的变化如图所示。下列说法正确的是(　　)‎ A．常温下电离常数：HXc(HY)，正确；D项，HY为0.01 mol，b点进入NaOH为0.008 mol，二者按物质的量1∶‎ ‎1反应，故HY有剩余，错误。‎ ‎11．如表所示是不同温度下水的离子积常数：‎ 温度/℃‎ ‎25‎ t1‎ t2‎ 水的离子积常数 ‎1×10－14‎ a ‎1×10－12 ‎ 试回答以下问题： ‎ ‎(1)若25 ℃”“<”或“＝”)，做此判断的理由是________________________________________________________________________。‎ ‎(2)25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO)＝5×10－4 mol·L－1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝________。‎ ‎(3)t2 ℃时，将pH＝11的苛性钠溶液V1 L与pH＝1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，则V1∶V2＝________________________________________________________________________。‎ 此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是_________________________。‎ 解析：(1)25 ℃1×10－7 mol·L－1，所以Kw>1×10－14。(2)Na2SO4溶液中c(Na＋)＝2×5×10－4 mol·L－1＝1×10－3 mol·L－1，稀释10倍后，c(Na＋)＝1×10－4 mol·L－1，此时溶液为中性，c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1，所以 c (Na＋)∶c(OH－)＝10－4 mol·L－1∶10－7 mol·L－1＝1 000∶1。(3)根据酸、碱中和原理及pH计算式得＝10－2 mol·L－1，解得V1∶V2＝9∶11，根据Na2SO4的化学组成及反应后溶液呈酸性，推知该溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)。‎ 答案：(1)>　温度升高，水的电离程度增大，所以水的离子积增大　(2)1 000∶1　‎ ‎(3)9∶11　c(Na＋)>c(SO)>c(H＋)>c(OH－)‎ ‎12．Ⅰ.在25 ℃时，有一pH＝12的NaOH溶液100 mL ，欲使它的pH降为11：‎ ‎(1)如果加入蒸馏水，就加入________mL。‎ ‎(2)如果加入pH＝10的NaOH溶液，应加入______mL。‎ ‎(3)如果加入0.008 mol·L－1 HCl溶液，应加入_____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：‎ ‎(4)若a＋b＝14，则溶液呈________性。‎ ‎(5)若a＋b＝13，则溶液呈________性。‎ ‎(6)若a＋b＞14，则溶液呈________性。‎ 解析：Ⅰ.(1)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＋V1)L，V1＝－0.1 L＝0.9 L＝900‎ ‎ mL。(2)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＋V2)，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.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：(4)若a＋b＝14，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性。(5)若a＋b＝13，c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性。(6)若a＋b＞14，c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性。‎ 答案：(1)900　(2)1 000　(3)100‎ ‎(4)中　(5)酸　(6)碱 ‎13.水的电离平衡曲线如图所示。‎ ‎(1)若以A点表示25 ℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100 ℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从________增加到________。‎ ‎(2)常温下，将pH＝10的Ba(OH)2溶液与pH＝5的稀盐酸混合，然后保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则Ba(OH)2与盐酸的体积比为________。‎ ‎(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，其饱和溶液密度设为1 g·mL－1，Ca(OH)2的离子积为________。‎ ‎(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液，②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液，③pH＝10的Na2S溶液，④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是____________________。‎ 解析：(1)A点，c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，则此时水的离子积为10－14；B点，c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol·L－1，则此时水的离子积为10－12，这说明水的离子积从10－14增加到10－12。(2)设两溶液体积分别为x、y，常温下，pH＝10的Ba(OH)2溶液中c(OH－)是10－4 mol·L－1，pH＝5的稀盐酸中c(H＋)是10－5 mol·L－1，二者混合，然后保持100 ℃的恒温，欲使混合溶液pH＝7，则＝10－5，解得x∶y＝2∶9，即Ba(OH)2与盐酸的体积比为2∶9。(3)在某温度下，Ca(OH)2的溶解度为0.74 g，即100 g水中溶解了0.74 g Ca(OH)2，物质的量是0.01 mol。其饱和溶液密度设为1 g·mL－1， 则100.74‎ ‎ g溶液的体积约为0.1 L，所以溶液中c(Ca2＋)和c(OH－)分别是0.1 mol·L－1和0.2 mol·L－1，Ca(OH)2的离子积为0.1×0.22＝0.004。(4)25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液中水电离出的c(H＋)是10－14 mol·L－1；②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中水电离出的c(H＋)是10－13 mol·L－1；③pH＝10的Na2S溶液中水电离出的c(H＋)是10－4 mol·L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液中水电离出的c(H＋)是10－5 mol·L－1，所以发生电离的水的物质的量之比是1∶10∶1010∶109。‎ 答案：(1)10－14　10－12　(2)2∶9　(3)0.004‎ ‎(4)1∶10∶1010∶109‎ ‎14．草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O通过相关处理后可溶于水，且能做净水剂，在110 ℃可完全失去结晶水。为测定该晶体中铁的含量和结晶水的含量，某实验小组做了如下实验：‎ 步骤1：称量4.66 g草酸铁晶体进行处理后，配制成250 mL一定物质的量浓度的溶液。‎ 步骤2：取所配溶液25.00 mL于锥形瓶中，加稀H2SO4酸化，滴加KMnO4溶液至C2O恰好全部氧化成CO2，同时MnO被还原成Mn2＋。向反应后的溶液中加入一小匙锌粉，加热至溶液黄色刚好消失，过滤、洗涤，将过滤及洗涤所得溶液收集到锥形瓶中，此时溶液仍呈酸性。‎ 步骤3：用0.020 0 mol·L－1 KMnO4溶液滴定步骤2所得溶液至终点，消耗KMnO4溶液V1 mL，滴定中MnO被还原成Mn2＋。‎ 重复步骤2、步骤3的操作2次，分别滴定消耗0.020 0 mol·L－1 KMnO4溶液为V2、V3 mL。‎ 记录数据如下表：‎ 实验编号 KMnO4溶液的浓度(mol·L－1)‎ KMnO4溶液滴入的体积(mL)‎ ‎1‎ ‎0.020 0‎ V1＝20.02‎ ‎2‎ ‎0.020 0‎ V2＝20.12‎ ‎3‎ ‎0.020 0‎ V3＝19.98‎ 请回答下列问题：‎ ‎(1)草酸铁溶液能做净水剂的原因____________________(用离子方程式表示)。‎ ‎(2)该实验步骤1和步骤3中使用的仪器除托盘天平、铁架台、滴定管夹、烧杯、玻璃棒外，一定需用下列仪器中的________ (填字母)。‎ A．酸式滴定管　　B．碱式滴定管　　C．量筒(10 mL)‎ D．锥形瓶 E．胶头滴管 F．漏斗 G．250 mL容量瓶 ‎(3)步骤3滴定时是否选择指示剂_________(填“是”或“否”)，说明理由________________；写出步骤3中发生反应的离子方程式_________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(4)在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，则测得的铁含量________(填“偏低”“偏高”或“不变”)；实验测得该晶体中结晶水的个数x为________。‎ 解析：(1)草酸铁溶液水解生成Fe(OH)3胶体，具有吸附性，能作净水剂，反应的离子方程式为Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋。(2)实验步骤1是配制溶液，需要的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250 mL容量瓶、胶头滴管；步骤3是滴定，使用的仪器有铁架台、滴定管夹、锥形瓶、酸式滴定管，因此需用仪器中的A、D、E、G。(3)高锰酸钾溶液显紫红色，步骤3滴定时发生的反应为5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O，因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫红色退去，所以不需要指示剂。(4)在步骤2中，若加入的KMnO4溶液的量不够，导致C2O不能完全被氧化，使步骤3中消耗的高锰酸钾溶液的体积偏大，则测得的铁含量偏高；第二次误差偏大，舍去。第一次和第三次的平均体积为＝20.00 mL，根据步骤3中的离子反应可知：n(Fe2＋)＝5n(MnO)＝5×20.00 mL×10－3 L·mL－1×0.02 mol·L－1×＝2.000×10－2mol，草酸铁晶体Fe2(C2O4)3·xH2O 中含有Fe2(C2O4)3的质量为×2.000×10－2mol×376 g·mol－1＝3.76 g，则结晶水的物质的量为＝0.05 mol，则Fe2(C2O4)3和H2O的物质的量之比为1∶5，即x＝5。‎ 答案：(1)Fe3＋＋3H2OFe(OH)3(胶体)＋3H＋‎ ‎(2)ADEG ‎(3)否　因为KMnO4被还原剂还原成Mn2＋，紫红色退去，所以不需要指示剂　5Fe2＋＋MnO＋8H＋===5Fe3＋＋Mn2＋＋4H2O　(4)偏高　5‎