高考化学一轮复习考点规范练23《水的电离和溶液的酸碱性》(含详解)

考点规范练23　水的电离和溶液的酸碱性

(时间:45分钟　满分:100分)

一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)

1.关于35 ℃的0.1 mol·L-1 NaOH溶液,以下表述错误的是(　　)

A.KW>1×10-14

B.水电离的c(H+)>1×10-13 mol·L-1

C.pH>13

D.c(OH-)=c(H+)+c(Na+)

2.常温下,已知0.1 mol·L-1一元酸HA溶液中=1×10-8。下列叙述错误的是(　　)

A.HA为弱酸

B.pH=3的HA与pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液显酸性

C.0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合后所得溶液显中性

D.T℃时,pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,则该温度下KW=1×10-13

3.准确移取20.00 mL某待测HCl溶液放入锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是              (　　)

A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定

B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH变大

C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定

D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小

4.室温下,下列有关溶液pH的说法正确的是(　　)

A.将pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,溶液中c(H+)=1×10-13 mol·L-1

B.将pH=9的氢氧化钠溶液和pH=13的氢氧化钡溶液等体积混合,所得混合溶液的pH=11

C.将pH=1的硫酸和pH=5的盐酸等体积混合,所得混合溶液的pH=1.3

D.pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,由于氢氧化钡过量,所得溶液的pH>7

5.25 ℃时,下列叙述正确的是(　　)

A.将pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,pH>7

B.NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至pH=7,则c(Na+)=2c(S)

C.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合后pH<7,则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)

D.KNO3溶液和CH3COONH4溶液pH均为7,两溶液中水的电离程度相同

6.常温下,下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是(　　)

A.某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-a mol·L-1,若a>7时,则该溶液的pH一定为14-a

B.将0.2 mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH大于7,则反应后的混合液:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+)

C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)

D.常温下NaHSO3溶液的pH<7,溶液中c(S)<c(H2SO3)

7.(2018浙江温州模拟)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

8.常温时,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定25.00 mL 0.100 0 mol·L-1某一元酸HX溶液,滴定过程中pH变化曲线如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.HX为强酸

B.在A点,c(HX)>c(X-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)

C.在B点,两者恰好完全反应

D.在C点,c(X-)+c(HX)=0.1 mol·L-1

9.用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液,溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.A点溶液中加入少量水:增大

B.B点:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)

C.C点:c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)

D.水电离出来的c(OH-):B>D

10.室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是(　　)

A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD

B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)

C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)

D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)

二、非选择题(本题共4个小题,共50分)

11.(14分)(1)将0.15 mol·L-1稀硫酸V1 mL与0.1 mol·L-1 NaOH溶液V2 mL混合,所得溶液的pH为1,则V1∶V2=　　　　(溶液体积变化忽略不计)。 

(2)室温下,某水溶液中存在的离子有Na+、A-、H+、OH-,根据题意,回答下列问题:

①若溶液pH>7,则c(Na+)　　　　c(A-),理由是 　。 

②若溶液由pH=3的HA溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合而得,则下列说法正确的是　　　　(填字母)。 

A.若反应后溶液呈中性,则c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-1

B.若V1=V2,反应后溶液pH一定等于7

C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2

D.若反应后溶液呈碱性,则V1一定小于V2

12.(8分)连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。

(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为　　　　价。 

(2)常温下,用0.01 mol·L-1的NaOH溶液滴定10 mL 0.01 mol·L-1的H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示。

①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

②B点时溶液中c(H2N2O2)　　　　(填“>”“<”或“=”,下同)c(N2)。 

③A点时溶液中c(Na+)　　　　c(HN2)+c(N2)。 

13.(14分)有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。

已知①A、C溶液的pH均大于7,A、B的溶液中水的电离程度相同;②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成有刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无现象。

(1)A是　　　　　　　,B是　　　　　。(填化学式) 

(2)用离子方程式表示A溶液pH>7的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)写出C与D反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1 B溶液的pH=a,则B溶液中c(H+)-c(NH3·H2O)=　　　　　　　(用含有a的关系式表示)。 

(5)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

14.(14分)乙二酸(化学式为HOOC—COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,在100 ℃时开始升华,157 ℃时开始分解。

(1)探究草酸的酸性

①已知:25 ℃ H2C2O4的电离平衡常数为K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;H2CO3的电离平衡常数为K1=4.4×10-7,K2=4.7×10-11。

下列离子方程式正确的是　　　　。 

A.H2C2O4+CHC+HC2

B.HC2+CHC+C2

C.H2C2O4+CC2+H2O+CO2↑

D.2C2+CO2+H2O2HC2+C

②向1 L 0.02 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液。混合溶液中c(H+)>c(OH-),下列说法中正确的是　　　　。 

A.c(H2C2O4)>c(HC2)

B.c(Na+)+c(H+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)

C.c(OH-)=c(H+)+2c(H2C2O4)-c(HC2)

D.c(H2C2O4)+c(C2)+c(HC2)=0.02 mol·L-1

(2)用酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液求算Na2C2O4的纯度。

实验步骤:准确称取1 g Na2C2O4固体,配成100 mL溶液,取出20.00 mL于锥形瓶中。再向瓶中加入足量稀硫酸,用0.016 mol·L-1高锰酸钾溶液滴定,滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00 mL。

①高锰酸钾溶液应装在　　　　(填“酸式”或“碱式”)滴定管中。 

②滴定至终点时的实验现象是 　。 

③下列操作可能使测量结果偏高的是　　　　。 

A.盛装Na2C2O4溶液的滴定管没润洗

B.盛装高锰酸钾溶液的滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失

C.读数时滴定前仰视,滴定后俯视

D.锥形瓶中残留少量水

④计算Na2C2O4的纯度为　　　　。 

考点规范练23　水的电离和溶液的酸碱性

1.C　25℃时KW=1×10-14,KW随温度的升高而增大,故A项正确;由于KW>1×10-14,c(OH-)=0.1mol·L-1,H+完全来自水,水电离的c(H+)>1×10-13mol·L-1,故B项正确;因为c(H+)>1×10-13mol·L-1,所以pH<13,故C项错误;根据电荷守恒可知D项正确。

2.C　常温下,c(OH-)·c(H+)=KW=1.0×10-14,=1×10-12,解得c(H+)=1.0×10-3mol·L-1,HA为弱酸,A项正确;pH=3的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液显中性,pH=3的弱酸HA溶液的浓度大于pH=3的盐酸,故HA过量,与pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液显酸性,B项正确;0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合后恰好中和,生成弱酸强碱盐,所得溶液显碱性,C项错误;pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-2mol·L-1,c(H+)=1×10-11mol·L-1,则KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-13,D项正确。

3.B　滴定管应该先用标准的NaOH溶液润洗后,再装入NaOH溶液进行滴定,A项错误;锥形瓶中盛放的是盐酸,随着NaOH溶液的加入,盐酸不断被中和至中性,所以pH由小变大,B项正确;滴定终点应该是溶液由无色变为红色,再等待半分钟不恢复原色,这时才能停止滴定,C项错误;悬滴没有进入锥形瓶中,但是在读数时,却被认为参加反应了,所以测定的HCl的浓度偏大,D项错误。

4.C　室温下,将pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,溶液中氢氧根离子浓度由1×10-3mol·L-1变为1×10-5mol·L-1,故c(H+)=1×10-9mol·L-1,A项错误;氢氧化钠和氢氧化钡都是强电解质,所以两种溶液等体积混合时,氢氧根离子浓度等于二者氢氧根离子浓度之和的一半,即混合溶液中氢氧根离子浓度=(10-5+10-1)mol·L-1≈0.05mol·L-1,所以氢离子浓度为2×10-13mol·L-1,则溶液的pH=-lg(2×10-13)=12.7,B项错误;氯化氢和硫酸都是强电解质,两种溶液等体积混合时,c(H+)等于二者氢离子浓度之和的一半,即混合溶液的氢离子浓度约等于0.05mol·L-1,则混合溶液的pH=1.3,C项正确;pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,氢离子和氢氧根离子恰好反应完全,溶液呈中性,D项错误。

5.C　由于醋酸为弱酸,pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,醋酸过量,故混合后溶液显酸性,pH<7,A项错误;NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至pH=7时,根据电荷守恒有c(Na+)+c(N)=2c(S),故B项错误;等浓度的CH3COOH溶液和CH3COONa溶液等体积混合后,溶液显酸性,结合电荷守恒有c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),故C项正确;KNO3为强酸强碱盐,对水的电离无影响,CH3COONH4为弱酸弱碱盐,对水的电离起促进作用,故D项错误。

6.B　常温下某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-amol·L-1,若a>7时说明水的电离受到抑制,溶液可能是酸或碱的溶液,则该溶液的pH可能为14-a或a,A项错误;将0.2mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后得到等浓度的HA和NaA的混合溶液,根据电荷守恒有:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+),B项正确;等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合,根据物料守恒有:2c(Na+)=3[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)],C项错误;常温下NaHSO3溶液的pH<7,说明HS的电离程度大于水解程度,溶液中c(S)>c(H2SO3),D项错误。

7.D　A项,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,会导致测定结果偏高;B项,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,会导致测定结果偏高;C项,测定中和反应的反应热时,将碱溶液缓慢倒入酸溶液中,由于热量损失会导致测定结果偏低;D项,用蒸馏水湿润的pH试纸测定硫酸钠溶液的pH,因为硫酸钠溶液显中性,对测定结果没有影响。

8.B　根据图像可知,0.1000mol·L-1HX溶液的2<pH<4,故HX为弱酸,A项错误;在A点,溶液显酸性,所加碱不足,则溶液中的溶质为HX和NaX,结合量的关系可知,c(HX)>c(X-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;在B点,pH=7,加入的NaOH溶液体积小于25.00mL,没有恰好完全反应,C项错误;在C点,溶液的总体积为50mL,由物料守恒可知:c(X-)+c(HX)==0.05mol·L-1,D项错误。

9.D　向H2A溶液中加入少量水,H2A、H+的浓度均减小,,则增大,故A项正确;10mL0.1mol·L-1NaOH溶液与10mL0.1mol·L-1H2A溶液反应恰好生成NaHA,此时溶液呈酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,所以B点有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故B项正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C点溶液呈中性,所以c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C项正确,D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A,A2-水解促进水的电离,B点为NaHA溶液,HA-电离使溶液呈酸性,抑制水的电离,所以水电离出来的c(OH-):B<D,故D项错误。

10.C　A项,题给三种酸均为一元酸,浓度相同时,pH越小,说明对应酸越强,电离常数越大,因此根据未发生中和反应时三种酸的pH大小可知A项正确;B项,P点时,HB反应一半,溶液中溶质为NaB和HB,且物质的量浓度相等,此时溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于NaB的水解程度,则溶液中c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,对于任何一种酸HX,加NaOH反应达到中性时,酸越弱,需要的NaOH越少,c(Na+)越小,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(X-),由于酸性HA>HB>HD,故达中性时三种溶液中c(A-)>c(B-)>c(D-),错误;D项,完全中和并混合后,溶液中溶质有NaA、NaB、NaD,水电离的H+部分与A-、B-、D-结合生成HA、HB、HD,所以根据质子守恒有c(H+)+c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-),正确。

11.答案(1)1∶1　(2)①>　根据电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由于c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-)　②AD

解析(1)根据混合后所得溶液的pH为1,可得=0.1mol·L-1,解得V1∶V2=1∶1;(2)①根据电荷守恒,c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),若溶液pH>7,则c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-);②若反应后溶液呈中性,则HA是强酸,c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-1,A项正确;若HA是强酸,得到溶液显中性,pH=7,若HA是弱酸,则HA部分电离,同体积反应后溶液显酸性,pH<7,B项错误;若反应后溶液呈酸性,如果HA是弱酸,可能因为反应后HA过量使溶液显酸性,V1不一定大于V2,C项错误;若反应后溶液呈碱性,如果HA是强酸,说明NaOH过量,V1一定小于V2,若HA是弱酸,HA不完全电离,未电离部分也消耗NaOH,侧面说明V1一定小于V2,D项正确。

12.答案(1)+1

(2)①H2N2O2H++HN2、HN2H++N2　②>　③>

解析(1)H2N2O2分子中,H的化合价为+1价,O的化合价为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,得氮元素的化合价为+1价。

(2)①从图像可知0.01mol·L-1的H2N2O2溶液pH=4.3,故H2N2O2是二元弱酸,以第一步电离为主,故在水溶液中的电离方程式:H2N2O2H++HN2、HN2H++N2;②B点时溶液中溶质是NaHN2O2,其溶液pH>7,说明HN2以水解为主,故溶液中c(H2N2O2)>c(N2);③a点时溶液中c(Na+)+c(H+)=c(HN2)+2c(N2)+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),得c(Na+)=c(HN2)+2c(N2),c(Na+)>c(HN2)+c(N2)。

13.答案(1)CH3COONa　NH4Cl

(2)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-

(3)Ba2++SBaSO4↓　(4)10a-14 mol·L-1

(5)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(N)>c(H+)

解析这七种离子形成的碱性物质中一定含有OH-或CH3COO-,而酸性物质则只可能含有N,即为水解显酸性的盐,又因A、B的水溶液中水的电离程度相同,则A应为水解显碱性的物质,则一定为CH3COO-形成的盐,C中含有OH-。D溶液与C溶液只生成白色沉淀,因此D中含S,则C为Ba(OH)2,因B与C只生成有刺激性气味的气体,则B一定为NH4Cl,又因A、B溶液中水的电离程度相同,且A、D两溶液混合无现象,则A为CH3COONa,D为Na2SO4。

(4)在0.1mol·L-1NH4Cl溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),根据物料守恒,知:c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O)=0.1mol·L-1,两式联立,可得c(H+)-c(NH3·H2O)=c(OH-)=mol·L-1=10a-14mol·L-1。

(5)根据题意知,NH4Cl与Ba(OH)2的物质的量相等,混合后,溶液中的溶质为NH3·H2O、BaCl2和剩余的Ba(OH)2,其中BaCl2与Ba(OH)2的物质的量浓度相等,NH3·H2O的浓度约为BaCl2或Ba(OH)2浓度的2倍,则溶液中c(OH-)最大,c(Ba2+)=c(Cl-),因氨水为弱碱溶液,NH3·H2O发生部分电离,则电离产生的c(N)<c(Cl-),则溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(N)>c(H+)。

14.答案(1)①BC　②B

(2)①酸式　②当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为紫色(紫红色),且半分钟内不褪色　③B　④67%

解析(1)①根据电离常数知酸性强弱顺序是H2C2O4>HC2>H2CO3>HC,根据强酸制取弱酸知:H2C2O4和C反应生成C2和CO2,HC2和C反应生成HC和C2,B、C正确。②向1L0.02mol·L-1H2C2O4溶液中滴加1L0.01mol·L-1NaOH溶液,发生反应H2C2O4+NaOHNaHC2O4+H2O,则反应后的溶液是等浓度的H2C2O4和NaHC2O4的混合溶液,混合溶液中c(H+)>c(OH-),说明H2C2O4的电离程度大于HC2的水解程度,则c(H2C2O4)<c(HC2),A项错误;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-),B项正确;该溶液是混合溶液,由电荷守恒和物料守恒得2c(OH-)=2c(H+)+c(H2C2O4)-c(HC2)-3c(C2),C项错误;溶液体积增大一倍,则c(H2C2O4)+c(C2)+c(HC2)=0.01mol·L-1,D项错误。

(2)①高锰酸钾溶液具有氧化性,会腐蚀乳胶管,只能用酸式滴定管量取。②滴定至终点时的实验现象是当滴入最后一滴KMnO4溶液时,KMnO4溶液过量,溶液由无色变为紫色,且半分钟内不褪色。③A项,盛装Na2C2O4的滴定管没润洗,导致待测液浓度减小,则测定结果偏低,错误;B项,盛装高锰酸钾溶液的滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失,导致消耗标准液体积增大,测定结果偏高,正确;C项,读数时滴定前仰视,滴定后俯视,导致消耗标准液的体积减小,测定结果偏低,错误;D项,锥形瓶中残留少量水对测定结果无影响,错误。

④设草酸钠的物质的量为x。

2Mn　+　5C2+16H+10CO2↑+2Mn2++8H2O

2 5

0.016mol·L-1
×0.025L x

2∶5=0.0004mol∶x,解得x=0.001mol

则草酸钠的质量分数为×100%=67%。