第22讲-水的电离与溶液的pH(练)(新教材新高考)(解析版)

水的电离与溶液的pH1．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－。下列叙述错误的是()A．向水中通入氨气，平衡逆向移动，c(OH－)增大B．向水中加入少量稀硫酸，c(H＋)增大，Kw不变C．将水加热，平衡正向移动，Kw变大D．升高温度，平衡正向移动，c(H＋)增大，pH不变【答案】D【解析】向水中通入NH3，c(OH－)增大，平衡逆向移动，A正确；向水中加入少量稀H2SO4，c(H＋)增大，但温度不变，Kw不变，B正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，Kw变大，C正确；升高温度，能促进水的电离，c(H＋)增大，pH减小，D错误。2.H2S2O3是一种弱酸，实验室欲用0.01mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液，发生的反应为I2＋2Na2S2O3=2NaI＋Na2S4O6，下列说法合理的是()A．该滴定可用甲基橙作指示剂B．Na2S2O3是该反应的还原剂C．该滴定可选用如图所示装置D．该反应中每消耗2molNa2S2O3，转移电子数为4mol【答案】B【解析】溶液中有单质碘，应加入淀粉溶液作指示剂，碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应，当反应终点时，单质碘消失，蓝色褪去，故A错误；Na2S2O3中S元素化合价升高，Na2S2O3被氧化，作还原剂，故B正确；Na2S2O3溶液显碱性，应该用碱式滴定管，故C错误；反应中每消耗2molNa2S2O3，转移电子数为2mol，故D错误。3．一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ΔH>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＋)＝10－7mol·L－1，Kw不变【答案】B【解析】A项，温度不变，Kw应不变，错误；C项，平衡应正向移动，错误；D项，由于没有指明温度，c(H＋)不一定等于10－7mol·L－1，错误。4．一定温度下，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1.0×10－13C．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项，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，错误；B项，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，错误；C项，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，正确；D项，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，错误。5．已知液氨的性质与水相似。T℃时，NH3＋NH3NHeq\o\al(＋,4)＋NHeq\o\al(－,2)，NHeq\o\al(＋,4)的平衡浓度为1×10－15mol·L－1，则下列说法中正确的是()A．在此温度下液氨的离子积为1×10－17B．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2C．恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积减小D．降温，可使液氨电离平衡逆向移动，且c(NHeq\o\al(＋,4))<c(NHeq\o\al(－,2))【答案】B【解析】由电离方程式知，NHeq\o\al(＋,4)与NHeq\o\al(－,2)的平衡浓度相等都为1×10－15mol·L－1，根据水的离子积得液氨的离子积K＝c(NHeq\o\al(－,2))·c(NHeq\o\al(＋,4))＝1×10－30，故A错误；由钠与水反应可推知，2Na＋2NH3=2NaNH2＋H2↑，故B正确；虽然加入NH4Cl可使平衡向逆反应方向移动，NHeq\o\al(＋,4)的浓度增大，但离子积的大小只与温度有关，与离子浓度无关，故C错误；因为电离是吸热反应，所以降温使NH3＋NH3NHeq\o\al(＋,4)＋NHeq\o\al(－,2)平衡向逆向移动，c(NHeq\o\al(＋,4))＝c(NHeq\o\al(－,2))都减小，故D错误。6．水的电离常数如图两条曲线所示，曲线中的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是()A．图中温度T1>T2B．图中五点Kw间的关系：B＞C＞A＝D＝EC．曲线a、b均代表纯水的电离情况D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸溶液与pH＝12的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性【答案】C【解析】由图像可知，A、E、D都在T2时的曲线上，水的Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，另外也可根据c(OH－)×c(H＋)计算Kw大小，水的离子积只与温度有关，与溶液的类型无关，可能为纯水，也可能为酸、碱、盐溶液。由图像可知，A在T2时的曲线上，而B在T2时的曲线上，因为A、B电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离度大于A，所以温度T1>T2，故A正确；由图像可知，A、E、D都在T1时的曲线上，水的Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，则B>A＝D＝E，由C点c(OH－)×c(H＋)可知，C点的Kw大于A点，则B>C>A＝D＝E，故B正确；由图像可知，A在T2时的曲线上，而B在T1时的曲线上，因为A点、B点电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以曲线a、b中点B和点A代表纯水的电离，故C错误；B点时，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，等体积混合后，KOH过量溶液显碱性，故D正确。7．实验室现有3种酸碱指示剂，其pH变色范围如下：甲基橙：3.1～4.4石蕊：5.0～8.0酚酞：8.2～10.0用0.1000mol·L－1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液，反应恰好完全时，下列叙述中正确的是()A．溶液呈中性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂B．溶液呈中性，只能选用石蕊作指示剂C．溶液呈碱性，可选用甲基橙或酚酞作指示剂D．溶液呈碱性，只能选用酚酞作指示剂【答案】D【解析】NaOH溶液和CH3COOH溶液恰好反应生成CH3COONa时，CH3COO－水解使溶液显碱性，而酚酞的变色范围为8.2～10.0，比较接近。8．常温下，0.1mol·L－1某一元酸(HA)溶液中eq\f(cOH－,cH＋)＝1×10－8，下列叙述正确的是()A．该一元酸溶液的pH＝1B．该溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1×10－11mol·L－1C．该溶液中水的离子积常数为1×10－22D．用pH＝11的NaOH溶液V1L和V2L0.1mol·L－1该一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH＝7，则V1＜V2【答案】B【解析】将c(OH－)＝eq\f(Kw,cH＋)代入原题关系式中可得eq\f(1×10－14,c2H＋)＝1×10－8，解得c(H＋)＝1×10－3mol·L－1，所以该溶液的pH＝3，A项错误；酸溶液中水电离出来的c(H＋)等于c(OH－)，该溶液中水电离出来的c(OH－)＝eq\f(1×10－14,1×10－3)mol·L－1＝1×10－11mol·L－1，所以由水电离出来的c(H＋)＝1×10－11mol·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是弱酸，二者等体积混合呈酸性，当pH＝7时应有V1＞V2，D项错误。9．用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度，参考下图，从下表中选出正确的指示剂和仪器()【答案】D【解析】解答本题的关键：①明确酸、碱式滴定管使用时的注意事项；②明确指示剂的变色范围。酸式滴定管不能盛装碱性溶液，而碱式滴定管不能盛装酸性溶液，指示剂应选择颜色变化明显的酚酞或甲基橙，不能选用石蕊，另外还要注意在酸碱中和滴定中，无论是标准液滴定待测液，还是待测液滴定标准液，只要操作正确，都能得到正确的结果。10．在某温度时，测得0.01mol·L－1NaOH溶液的pH为11。(1)该温度下水的离子积常数Kw＝________。(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的硫酸VbL混合。①若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。②若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝________。【解析】(1)由题意知，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根据中和反应：H＋＋OH－=H2Oc(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱10－2·Vb＝eq\f(10－13,10－12)·Va所以Va∶Vb＝10－2∶10－1＝1∶10。②根据中和反应：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。【答案】(1)10－13(2)①1∶10②10∶11．常温下，关于溶液稀释的说法正确的是()A．将1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水到体积为2L，pH＝13B．pH＝3的醋酸溶液加水稀释到原浓度的eq\f(1,100)，pH＝5C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释到原浓度的eq\f(1,100)，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1D．pH＝8的NaOH溶液加水稀释到原浓度的eq\f(1,100)，其pH＝6【答案】A【解析】A项，c(OH－)＝0.2mol·L－1，稀释1倍后c(OH－)＝0.1mol·L－1，则pH＝13，正确；B项，醋酸是弱酸，稀释100倍后，醋酸溶液的pH<5，错误；C项，稀释100倍后，H2SO4溶液的pH＝6，则水电离的c(H＋)水＝10－8mol·L－1，错误；D项，常温下，pH＝8的NaOH溶液稀释100倍后，仍是碱性溶液，其pH不可能小于7，错误。2．实验室用标准盐酸测定某NaOH溶液的浓度，用甲基橙作指示剂，下列操作中可能使测定结果偏低的是()A．酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸润洗2～3次B．开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡，在滴定过程中气泡消失C．锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色，立即记下滴定管液面所在刻度D．盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2～3次【答案】C【解析】A项，所用的盐酸的实际用量大于理论用量，故导致测定结果偏高；B项，这种操作会导致盐酸读数偏大，故导致测定结果偏高；C项，由黄色变为橙色可能由于局部c(H＋)变大引起的，振荡后可能还会恢复黄色，应在振荡后半分钟内颜色保持不变才能认为已达到滴定终点，故所用盐酸的量比理论用量偏小，测出的NaOH溶液浓度偏低，故导致测定结果偏低；D项，用NaOH溶液润洗锥形瓶，直接导致盐酸的用量偏大，故导致测定结果偏高。3．室温下，pH＝11的某溶液中水电离出的c(OH－)为()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】该溶液中c(OH－)＝10－3mol·L－1，c(H＋)＝10－11mol·L－1，若是碱溶液，则H＋是由H2O电离出来的，水电离出来的OH－与H＋浓度均为10－11mol·L－1；若是盐溶液(如Na2CO3)，则OH－是由H2O电离出来的，即水电离出来的c(OH－)＝10－3mol·L－1。4．在T℃时，某NaOH稀溶液中c(H＋)＝10－amol·L－1，c(OH－)＝10－bmol·L－1，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸(T℃)，测得混合溶液的部分pH如下表所示：序号NaOH溶液体积/mL盐酸体积/mL溶液pH①20.000.008②20.0020.006假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为()A．1 B．4C．5 D．6【答案】B【解析】据题意可知在该温度下水的离子积常数是1×10－12，而不是1×10－14。通过①可知，此NaOH溶液中c(OH－)＝10－4mol·L－1。由②可知，加入20mL盐酸后溶液的pH＝6，此时恰好完全中和。则c(H＋)＝eq\f(0.02L×10－4mol·L－1,0.02L)＝1×10－4mol·L－1，则c＝4。5．若往20mL0.01mol·L－1CH3COOH溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，测得混合溶液的温度变化如图所示，下列有关说法不正确的是()A．c点时，水的电离程度最大，溶液呈碱性B．若b点混合溶液显酸性，则2c(Na＋)＝c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)C．混合溶液中水的电离程度：b>c>dD．由图可知，该反应的中和热保持不变【答案】C【解析】c点时，CH3COOH和NaOH恰好完全反应，得到CH3COONa溶液，由于CH3COO－水解，溶液呈碱性，A项正确；b点时，反应得到等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，根据物料守恒得2c(Na＋)＝c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)，B项正确；b点为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa的混合溶液，c点为CH3COONa溶液，d点为等物质的量浓度的NaOH、CH3COONa的混合溶液，故c点水的电离程度最大，C项错误；中和热与酸碱的用量无关，中和热保持不变，D项正确。6.常温下，用0.10mol·L－1NaOH溶液分别滴定20.00mL0.10mol·L－1HCl溶液和20.00mL0.10mol·L－1CH3COOH溶液，得到两条滴定曲线，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＜bC．E点对应离子浓度由大到小的顺序可能为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【答案】C【解析】如果酸为强酸，则0.10mol·L－1酸的pH为1，根据酸的初始pH知，图1为盐酸的滴定曲线，故A错误；根据图1知，a点氢氧化钠溶液的体积是20.00mL，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；醋酸溶液中滴入氢氧化钠溶液，醋酸钠溶液呈碱性，所以氢氧化钠溶液的体积小于20.00mL，a＞b，故B错误；E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，则溶液中离子浓度可能为c(CH3COO－)＞c(Na＋)＞c(H＋)＞c(OH－)，故C正确；氢氧化钠和盐酸恰好反应呈中性，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，溶液呈碱性，只能选择酚酞，故D错误。7．25℃时，体积为Va、pH＝a的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH＝b的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH＝7，已知b＝6a，Va<Vb，下列有关a的说法中正确的是()A．a可能等于1 B．a一定大于2C．a一定小于2 D．a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，结合b＝6a得：a<2，综合上述分析可知，eq\f(7,6)<a<2，故选C项。8．下列有关滴定的说法正确的是()A．用25mL滴定管进行中和滴定时，用去标准液的体积为21.7mLB．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中有NaOH杂质，则结果偏低C．用c1mol·L－1酸性高锰酸钾溶液滴定V2mL未知浓度的H2C2O4溶液，至滴定终点用去酸性高锰酸钾溶液体积为V1mL，则H2C2O4溶液的浓度为eq\f(0.4c1V1,V2)mol·L－1D．用未知浓度的盐酸滴定已知浓度的NaOH溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，会导致测定结果偏低【答案】B【解析】滴定管的精度为0.01mL，故A错误；若配制标准溶液的固体KOH中有NaOH杂质，会使OH－浓度偏高，滴定未知浓度的盐酸时，则使消耗标准溶液的体积偏小，使测得的盐酸的浓度偏低，故B正确；酸性高锰酸钾溶液滴定未知浓度的H2C2O4溶液，由化学方程式2KMnO4＋5H2C2O4＋3H2SO4=K2SO4＋2MnSO4＋10CO2↑＋8H2O可知，n(KMnO4)∶n(H2C2O4)＝2∶5，则H2C2O4溶液的浓度为eq\f(5c1V1,2V2)mol·L－1，故C错误；用未知浓度的盐酸滴定已知浓度的NaOH溶液时，若读取读数时，滴定前仰视，滴定到终点后俯视，使测得的盐酸溶液体积偏小，导致测定浓度偏低，故D错误。9.的盐酸，滴定曲线如图1所示，CN－、HCN的物质的量分数(α)随pH变化的关系如图2所示。下列表述正确的是()A．b点时：c(Cl－)>c(HCN)B．d点时：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCN)＋c(OH－)＋2c(CN－)C．图2中的e点对应图1中的c点D．选用酚酞试剂比选用甲基橙试剂作指示剂误差更小【答案】B【解析】b点时，溶液中的溶质为等物质的量NaCl、NaCN和HCN，此时溶液呈碱性，说明CN－的水解程度大于HCN的电离程度，故c(HCN)>c(Cl－)>c(CN－)，A项错误；d点恰好完全＋c(HCN)，两式相加可得：c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCN)＋c(OH－)＋2c(CN－)，B项正确；图1中c点c(HCN)>c(CN－)，C项错误。10．亚硝酸钠(NaNO2)是一种无色、无味晶体，具有防腐和抗氧化作用，常用作食品添加剂。已知：HNO2是一种弱酸，酸性比醋酸略强，性质不稳定，易分解生成NO和NO2；能被常见强氧化剂氧化；但在酸性溶液中它也是一种氧化剂，如能把I－氧化成I2。为了测定某样品中NaNO2的含量，某同学进行如下实验：①称取样品ag，加水溶解，配制成100mL溶液；②取25.00mL溶液于锥形瓶中，用0.0200mol·L－1KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定，滴定结束后消耗KMnO4溶液VmL。(1)上述实验①所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头滴管之外还有___________________。(2)在进行滴定操作时，KMnO4溶液盛装在__________(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。当滴入最后一滴溶液，________________________________________________时到达滴定终点。(3)滴定过程中发生反应的离子方程式是_____________________________；测得该样品中NaNO2的质量分数为________。(4)若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定，则测定结果________________。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)【解析】(1)上述实验①是配制一定物质的量浓度的溶液，所需玻璃仪器除玻璃棒、胶头