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1、第二講 水的電離和溶液的酸堿性
一、選擇題(本題共7個小題,每題6分,共42分,每個小題只有一個選項符合題意)
1.(2013·巴中模擬)下列敘述正確的是 ( )。
A.無論是純水,還是酸性、堿性或中性稀溶液,在常溫下,其c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.c(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍
D.任何濃度的溶液都可以用pH來表示其酸性的強弱
解析 KW=c(H+)·c(OH-),且KW只與溫度有關(guān),所以,在常溫下,
2、純水、酸性、堿性或中性稀溶液,均有KW=1×10-14;在溫度不確定時,中性溶液里的c(H+)不一定等于1×10-7 mol·L-1;0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度比0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的CH3COOH電離程度小,所以,0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;當(dāng)c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1時,用pH表示溶液的酸堿性就不簡便了,而是直接用c(H+)或c(OH-)來表示。
答案 A
2.(2013·唐山一模,7)下列說法錯誤的是
3、 ( )。
A.0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中,由水電離的c(H+)為10-13mol·L-1
B.pH=2與pH=1的CH3COOH溶液中c(H+)之比為1∶10
C.等體積pH=12的NaOH溶液和pH=2的CH3COOH溶液混合,混合后溶液pH<7
D.1 mol醋酸分子中含有共價鍵的個數(shù)為8NA
解析 A項,0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中c(H+)<0.1 mol·L-1,故由水電離的c(H+)>10-13mol·L-1;B項,pH相差1,溶液中的c(H+)相差10倍;C項,等體積pH=12的NaOH溶液和pH=2的CH3COOH溶液混合,CH3
4、COOH過量,溶液顯酸性,即pH<7;D項,1個醋酸分子中含有8個共價鍵,即1 mol醋酸分子中含有共價鍵的個數(shù)為8NA。
答案 A
3.(2012·廣東理綜,23改編)對于常溫下pH為2的鹽酸,敘述正確的是 ( )。
A.c(H+)>c(Cl-)+c(OH-)
B.與等體積pH=12的氨水混合后所得溶液顯酸性
C.由H2O電離出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1
D.與等體積0.01mol·L-1乙酸鈉溶液混合后所得溶液中:
c(Cl-)=c(CH3COO-)
解析 A項,根據(jù)電荷守恒有c(H+)=c(Cl-)+c(OH-);B項,pH=12的氨水與pH=2的鹽
5、酸等體積混合,氨水過量,溶液呈堿性;D項,pH=2的鹽酸與0.01 mol·L-1乙酸鈉溶液等體積混合,生成等物質(zhì)的量的CH3COOH和NaCl,CH3COOH部分電離,c(Cl-)>c(CH3COO-)。
答案 C
4.(經(jīng)典題)用某種儀器量取液體體積,平視時讀數(shù)為n mL,仰視時讀數(shù)為x mL,俯視時讀數(shù)為y mL,若x>n>y,則所用的儀器可能為 ( )。
A.量筒 B.容量瓶
C.滴定管 D. 以上均不對
解析 滴定管的刻度下面大,上面小。
答案 C
5.(2013·開封一模,11)如圖曲線a和b是鹽酸與氫氧化鈉溶液相互滴定的滴定曲線,下列敘述正確的是 (
6、)。
A.鹽酸的物質(zhì)的量濃度為1 mol·L-1
B.P點時恰好完全中和,溶液呈中性
C.曲線a是鹽酸滴定氫氧化鈉溶液的滴定曲線
D.酚酞不能用作本實驗的指示劑
解析 由圖可知,鹽酸與氫氧化鈉溶液的濃度相等,都是0.1 mol·L-1,A錯誤;P點時鹽酸與氫氧化鈉溶液的體積相等,恰好完全中和,溶液呈中性,故B項正確;曲線a對應(yīng)的溶液起點的pH等于1,故曲線a是氫氧化鈉溶液滴定鹽酸的滴定曲線,C項錯誤;強酸和強堿的中和滴定,達(dá)到終點時溶液為中性,指示劑選擇酚酞或甲基橙都可以,D項錯誤。
答案 B
6.(2013·雅安調(diào)研)一種一元強堿MOH溶液中加入一種酸HA反應(yīng)之后,溶液呈中
7、性,下列判斷正確的是 ( )。
A.加入的酸過量
B.混合前堿與酸中溶質(zhì)物質(zhì)的量相等
C.生成的鹽不發(fā)生水解
D.反應(yīng)后溶液中的A-、M+物質(zhì)的量濃度相等
解析 當(dāng)HA為強酸時,兩者的物質(zhì)的量相等,恰好完全反應(yīng),生成的鹽不水解,溶液呈中性;當(dāng)HA為弱酸時,兩者恰好完全反應(yīng)時,因生成的A-水解使溶液顯堿性,欲使溶液顯中性,需再加HA來抑制A-水解,則HA過量;溶液呈中性,則c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒,c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),所以,c(M+)=c(A-)。
答案 D
7.室溫時,將x mL pH=a的稀NaOH溶液與y mL pH=b的稀鹽
8、酸充分反應(yīng)。下列關(guān)于反應(yīng)后溶液pH的判斷,正確的是 ( )。
A.若x=y(tǒng),且a+b=14,則pH>7
B.若10x=y(tǒng),且a+b=13,則pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,則pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,則pH>7
解析 本題主要考查有關(guān)pH的簡單計算。由題意知:
n(NaOH)=x·10a-14·10-3mol,n(HCl)=y(tǒng)·10-b·10-3mol,所以n(NaOH)∶n(HCl)==×10(a+b-14)。若x=y(tǒng),且a+b=14,則n(NaOH)=n(HCl),pH=7,若10x=y(tǒng)且a+b=13,則n(NaOH)>n(HCl),pH>7,
9、若ax=by且a+b=13則,
n(NaOH)與n(HCl)大小不確定,pH亦不確定,若x=10 y且a+b=14,則n(NaOH)>n(HCl),pH>7,D正確。
答案 D
二、非選擇題(本題共4個小題,共58分)
8.(12分) (2013·達(dá)州調(diào)研)中學(xué)化學(xué)實驗中,淡黃色的pH試紙常用于測定溶液的酸堿性。在25 ℃時,若溶液的pH=7,試紙不變色;若pH>7,試紙變藍(lán)色。而要精確測定溶液的pH,需要用pH計。pH計主要通過測定溶液的c(H+)來測定溶液的pH。
(1)已知水中存在平衡:H2O+H2OH3O++OH-;ΔH>0,現(xiàn)要使平衡向右移動,且所得的溶液呈酸性,應(yīng)選擇
10、的方法是________。
A.向水中加入NaHSO4固體
B.向水中加入Cu(NO3)2固體
C.加熱水至100 ℃[其中c(H+)=1×10-6mol·L-1]
D.向水中加入(NH4)2SO4
(2)現(xiàn)要測定100 ℃沸水的pH及酸堿性,若用pH試紙測定,則試紙顯________色,溶液呈________性(填“酸”、“堿”或“中”);若用pH計測定,則pH________7(填“>”、“=”或“<”)。
(3)常溫下,用預(yù)先潤濕的pH試紙測得某氨基酸溶液的pH等于8,則原溶液的pH________8(填“>”、“=”或“<”)。
解析 (1)要注意兩點:一是促進(jìn)水的電離,
11、可排除A;二是使溶液呈酸性,可排除C。(2)100 ℃沸水仍呈中性,根據(jù)此時水的離子積常數(shù)可知,該溫度下水的pH=6。(3)根據(jù)題意可知,原氨基酸溶液顯弱堿性,稀釋后溶液的pH=8,則原溶液的pH應(yīng)大于8。
答案 (1)BD (2)淡黃 中?。肌?3)>
9.(17分)(1)將0.15 mol·L-1稀硫酸V1 mL與0.1 mol·L-1 NaOH溶液V2 mL混合,所得溶液的pH為1,則V1∶V2=________(溶液體積變化忽略不計)。
(2)室溫下,某水溶液中存在的離子有Na+、A-、H+、OH-,則:
①若由0.1 mol·L-1HA溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶
12、液等體積混合而得,則溶液的pH不可能________7(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②若溶液pH>7,則c(Na+)________c(A-),理由是_________________。
③若溶液由pH=3的HA溶液V1 mL與pH=11的NaOH溶液V2 mL混合而得,則下列說法正確的是________(填選項代號)。
A.若反應(yīng)后溶液呈中性,則c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-1
B.若V1=V2,反應(yīng)后溶液pH一定等于7
C.若反應(yīng)后溶液呈酸性,則V1一定大于V2
D.若反應(yīng)后溶液呈堿性,則V1一定小于V2
解析 (1)根據(jù)混合所得溶液的pH為1,可
13、得=0.1(mol·L-1),解得V1∶V2=1∶1。(2)①0.1 mol·L-1 HA溶液與0.1 mol·L-1 NaOH溶液等體積混合時,若HA是強酸,則得到溶液顯中性:pH=7;若HA是弱酸,則得到的鹽水解使溶液顯堿性:pH>7。②根據(jù)電荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),若溶液pH>7,則c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-)。③若反應(yīng)后溶液呈中性,則c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-1,故A正確;同體積反應(yīng)后,若HA是強酸,溶液顯中性,pH=7,若HA是弱酸,則HA部分電離,溶液顯酸性,pH<7,故B錯誤;若反應(yīng)后溶液呈酸性,
14、如果HA是弱酸,可能因為反應(yīng)后HA過量使溶液顯酸性,V1不一定大于V2,故C錯誤;若反應(yīng)后溶液呈堿性,如果HA是強酸,說明NaOH過量,V1一定小于V2,若HA是弱酸,HA不完全電離,未電離部分也消耗NaOH,側(cè)面說明V1一定小于V2,D正確。
答案 (1)1∶1 (2)①<?、冢尽「鶕?jù)電荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由于c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-)?、跘D
10.(12分)某學(xué)生用0.1 mol·L-1的KOH標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定未知濃度的鹽酸,其操作分解為如下幾步:
A.移取20 mL待測鹽酸注入潔凈的錐形瓶,并加入2~3滴酚酞
B.用
15、標(biāo)準(zhǔn)溶液潤洗滴定管2~3次
C.把盛有標(biāo)準(zhǔn)溶液的堿式滴定管固定好,調(diào)節(jié)滴定管尖嘴使之充滿溶液
D.取標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液注入堿式滴定管至“0”刻度以上1~2 cm
E.調(diào)節(jié)液面至“0”或“0”以下某一刻度,記下讀數(shù)
F.把錐形瓶放在滴定管的下面,用標(biāo)準(zhǔn)KOH溶液滴定至終點并記下滴定管液面的刻度
就此實驗完成填空:
(1)正確操作步驟的順序是(用序號字母填寫)__________________;
(2)上述B步驟操作的目的是________________________________________;
(3)上述A步驟操作之前,先用待測液潤洗錐形瓶,則對滴定結(jié)果的影響是_____
16、______________________________________________________;
(4)判斷到達(dá)滴定終點的實驗現(xiàn)象是_______________________________;
(5)若稱取一定量的KOH固體(含少量NaOH)配制標(biāo)準(zhǔn)溶液并用來滴定上述鹽酸,則對滴定結(jié)果產(chǎn)生的影響是__________________________________。
解析 (3)若用待測液潤洗錐形瓶,則錐形瓶內(nèi)所取待測液偏多,消耗標(biāo)準(zhǔn)液也將偏多,導(dǎo)致結(jié)果偏大。(5)若用含NaOH的KOH溶液滴定鹽酸,因為M(NaOH)
17、得鹽酸濃度偏小。
答案 (1)B、D、C、E、A、F (2)洗去滴定管內(nèi)壁附著的水,防止將標(biāo)準(zhǔn)溶液稀釋產(chǎn)生誤差 (3)使測得的未知溶液濃度偏大 (4)溶液由無色變?yōu)闇\紅色,且在半分鐘內(nèi)不褪色 (5)使測得的未知溶液濃度偏小,原因是同質(zhì)量的NaOH中和的鹽酸比KOH中和的鹽酸多
11.(17分)(2013·太原模擬)現(xiàn)有濃度均為0.1 mol·L-1的下列溶液:①硫酸?、诖姿帷、蹥溲趸c?、苈然@
請回答下列問題:
(1)四種溶液中由水電離出的H+濃度由大到小的順序是(填序號)_____________________ __________________________________
18、___。
(2)將③和④等體積混合后,混合液中各離子濃度由大到小的順序是__________________________________________________。
(3)已知T ℃,KW=1×10-13,則T ℃________25 ℃(填“>”、“<”或“=”)。在T ℃時將pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的硫酸b L混合(忽略混合后溶液體積的變化),若所得混合溶液的pH=10,則a∶b=________。
(4)25 ℃時,有pH=x的鹽酸和pH=y(tǒng)的氫氧化鈉溶液(x≤6,y≥8),取a L該鹽酸與b L該氫氧化鈉溶液反應(yīng),恰好完全中和,求:
①若x+y=14,
19、則a/b=________(填數(shù)據(jù));
②若x+y=13,則a/b=________(填數(shù)據(jù));
③若x+y>14,則a/b=________(填表達(dá)式);
④該鹽酸與該氫氧化鈉溶液完全中和,兩溶液的pH(x、y)的關(guān)系式為________(填表達(dá)式)。
解析 (1)向溶液中加入酸或堿均能抑制H2O的電離,且溶液中H+或OH-濃度越大,由水電離出的H+濃度越小;鹽的水解能促進(jìn)水的電離,即由水電離出的c(H+)從大到小的順序為④②③①。(2)二者完全反應(yīng)生成NaCl和NH3·H2O,NH3·H2O電離使溶液呈堿性,即c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH)>c(H+)。(3)
20、溫度升高時KW增大,T ℃時KW>1×10-14,即T ℃>25 ℃;NaOH溶液中n(OH-)=0.01 a mol,硫酸中n(H+)=0.1 b mol,根據(jù)混合后溶液pH=10,得10-3=,解得a∶b=101∶9。(4)若兩溶液完全中和,則溶液中n(H+)=n(OH-),即10-xa=10y-14b,整理得=10x+y-14,①若x+y=14時,=1;②若x+y=13,則=0.1;③若x+y>14,則=10x+y-14;④兩溶液完全中和時,則有=10x+y-14即lg=x+y-14,解得x+y=14+lg。
答案 (1)④②③① (2)c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH)>c(H+) (3)> 101∶9 (4)①1?、?.1
③10x+y-14?、躼+y=14+lg