2023年高考化学一轮复习 考点27 水的电离和溶液的pH 模拟测试
展开考点27 水的电离和溶液的pH
模拟检测
1.(2022·河北省级联测高三联考)常温下,关于下列溶液的说法正确的是( )
A.pH=7.8的NH4HCO3溶液中:c(NH4+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(NH3•H2O)
B.某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-amol·L-1,则该溶液的pH=a
C.H2C2O4溶液中c(HC2O4-)=c(H2C2O4)时pH=1.12,则H2C2O4的Ka2=10-1.12
D.0.1mol·L-1的硫酸钾溶液导电能力比同浓度的氯化钾溶液强
【答案】D
【解析】A项,pH=7.8的NH4HCO3溶液中HCO3-的水解程度大于NH4+的水解程度:c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH3•H2O) >c(H2CO3),A项错误;B项,当溶液为酸时,由水电离出的c(H+)不是该溶液的pH,B项错误;C项,H2C2O4溶液中c(HC2O4-)=c(H2C2O4)时pH=1.12,则H2C2O4的Ka1=10-1.12,C项错误;D项,同浓度的硫酸钾溶液导电能力比同浓度的氯化钾溶液强,D项正确。故选D。
2.(2022·浙江省精诚联盟高三选考适应性考试)已知25℃时,H2S的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15 的H2S溶液用固体调整溶液的值,设体积不发生改变,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1H2S 溶液的电离度约为1.0%
B.NaHS水溶液呈现碱性,温度升高溶液一定升高
C.当溶液的pH=7时,溶液中的c(HS- )≈0.057 mol·L-1
D.当溶液的pH=13时,溶液中的c(HS- )=c(S2-)
【答案】C
【解析】A项,设电离度为,,则0.1 mol·L-1H2S溶液的电离度约为0.114%,A错误;B项,NaHS溶液既电离又水解,水溶液呈现碱性,说明水解程度大于电离程度,升高温度,促进水解、氢氧根浓度增大、但Kw也增大,则氢离子浓度有可能增大、故温度升高溶液pH不一定升高,B错误;C项,NaHS水溶液呈现碱性,当溶液的pH=7时所得溶液为H2S和NaHS的混合溶液,则存在,可得溶液中的c(HS- )≈0.057 mol·L-1,C正确;D项,,当溶液的pH=13时,c(H+)=1.0×10-13mol·L-1,=0.071,c(HS- ) ≠ c(S2-),D错误;故选C。
3.(2022·浙江省精诚联盟高三选考适应性考试)下列说法不正确的是( )
A.任何水溶液的KW=1.0×10-14
B.25℃,1 ml pH=5的CH3COOH溶液稀释到,所得溶液的接近7
C.25℃时,NH3·H2O与CH3COOH的电离平衡常数相等,某浓度的NH4Cl溶液的pH=4.3,则相同浓度的CH3COONa溶液的pH=9.7
D.25℃时,当和的物质的量之比为1∶2溶于水得到的溶液,则溶液中
【答案】A
【解析】A项,Kw只与温度有关,温度不同Kw值不同,故应为25℃时,任何水溶液的KW=1.0×10-14,A项错误;B项,25℃,1 ml pH=5的CH3COOH溶液稀释1000倍,但酸溶液再稀释也不可能稀释成中性溶液或者碱性溶液,故所得溶液的pH接近7,B项正确;C项,25℃时,NH3·H2O与CH3COOH的电离平衡常数相等,说明NH4+和CH3COO-水解能力相同,某浓度的NH4Cl溶液的pH=4.3,说明NH4+水解生成的c(H+)约为10-4.3mol/L,故相同浓度的CH3COONa溶液,CH3COO-水解生成的c(OH-)约为10-4.3mol/L,故pH=9.7,C项正确;D项,pH=7,根据电荷守恒可得c(Na+)=c(X-),再根据物料守恒3c(Na+)= c(HX)+c(X-),故可得c(X-)∶c(HX)=1∶2,D项正确;故选A。
4.(2022·海南省海口市二模)常温下,下列各组离子在指定条件下可能大量共存的是( )
A.含有Al3+的溶液中:K+、Na+、HCO3-、Cl-
B.的溶液中:K+、Na+、MnO4 -、Cl-
C.pH=6.5的溶液中:Na+、Mg2+、Cl-、SO42-
D.水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1的溶液中:Na+、NH4+、S2-、Br-
【答案】C
【解析】A项,Al3+与HCO3-能发生双水解反应,二者不能共存,A不符合题意;B项,的溶液呈酸性,酸性条件下,MnO4 -能氧化Cl-,二者不能共存,B不符合题意;C项,常温下,pH=6.5的溶液呈弱酸性,Na+、Mg2+、Cl-、SO42-可以大量共存,C符合题意;D项,常温下,水电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1的溶液既可以为酸性溶液又可以为碱性溶液;酸性溶液中,S2-不能大量存在,碱性溶液中,NH4+不能大量存在,D不符合题意;故选C。
5.(2022·重庆市育才中学模拟预测)下列叙述正确的是( )
A.0.1mol·L-1NaHS溶液呈碱性,溶液中c(H2S)<c(S2-)
B.向0.1mol·L-1NaBr溶液中加入少量AgCl固体,则c(Br-)变小
C.25℃时,pH=3的盐酸与的氨水等体积混合后,则pH<7
D.pH=5的CH3COOH和H2CO3两种溶液中,c(H2CO3)<c(CH3COOH)
【答案】B
【解析】A项, 0.1mol·L-1NaHS溶液呈碱性,说明HS-的水解程度大于其电离程度,水解产生H2S,电离产生S2-,故溶液中c(H2S) >c(S2-),A错误;B项,向0.1mol·L-1NaBr溶液中加入少量AgCl固体,发生沉淀转化,AgCl+Br-AgBr+Cl-,则c(Br-)变小,B正确;C项,25℃时,pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,由于一水合氨为弱碱,pH=11的氨水中一水合氨的浓度远远大于10-3mol/L,混合后溶液显碱性,pH>7,C错误;D项,pH=5的CH3COOH和H2CO3两种溶液中,由于碳酸酸性比醋酸弱,相同pH值时碳酸溶液的浓度大,即c(H2CO3)>c(CH3COOH),D错误;故选B。
6.(2022·浙江大学附属中学高三选考模拟)下列说法正确的是( )
A.已知室温时Ka(HA)=1.0×10-5,则室温时溶液的pH约为9
B.加水稀释H2A溶液,水电离出的保持不变
C.向明矾溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液至硫酸根离子刚好完全沉淀时,所得溶液中离子浓度关系有:(K+)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(H+)
D.常温下,向含0.1molCH3COOH的溶液中加入固体,反应后溶液中c(CH3COOH)=c(CH3COO-),则溶液显碱性(醋酸的电离常数Ka=1.75×10-5)
【答案】C
【解析】A项,已知室温时Ka(HA)=1.0×10-5,则A-的水解平衡常数为 =10-9,室温时溶液中的水解程度很小,则 ,c(OH-)=10-6mol/L,则溶液的pH约为8,A错误;B项,加水稀释H2A溶液,酸的电离程度减小,对水的电离的抑制作用减弱,则水电离出的c(H+)×c(OH-)增大,B错误;C项,向明矾溶液中逐滴滴入Ba(OH)2溶液至硫酸根离子刚好完全沉淀时,即二者为1:2的比例反应,生成硫酸钡和片氯酸钾,即所得溶液为片氯酸钾溶液,溶液为碱性,其中离子浓度关系有:(K+)>c(AlO2-)>c(OH-)>c(H+),C正确;D项,反应后溶液中c(CH3COOH)=c(CH3COO-),醋酸的电离常数,则溶液显酸性,D错误;故选C。
7.(2022·浙江省杭州第二中学高三选考模拟)下列说法不正确的是( )
A.25℃时,中和pH和体积均相等的乙酸和盐酸溶液,乙酸消耗NaOH的物质的量多
B.50℃时,1L1 mol∙L-1的氯化铵溶液中滴入氨水至pH=7,数目大于Cl-数目
C.25℃时,pH=10的Na2CO3溶液浓度小于pH=9的Na2CO3溶液浓度的10倍
D.25℃时,某溶液水电离出的c(H+)<10-7mol∙L-1,则该溶液的溶质可能是酸、碱或盐
【答案】C
【解析】A项,盐酸为强酸,乙酸为弱酸,pH相同时,乙酸的浓度比盐酸大,pH和体积均相等的乙酸和盐酸中,乙酸的物质的量大,消耗NaOH的物质的量多,A正确;B项,50℃时,KW(H2O)>10-14,pH=7,c(H+)=10-7mol/L,c(OH-)>10-7mol/L,则c(OH-)>c(H+),1L1 mol∙L-1的氯化铵溶液中滴入氨水至pH=7,c(H+)+ c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),则c(NH4+)>c(Cl-),所以NH4+数目大于Cl-数目,B正确;C项,25℃时,Na2CO3溶液浓度越大,水解产生的c(OH-)越大,但水解程度越小,pH=10的Na2CO3溶液中c(OH-)是pH=9的Na2CO3溶液中c(OH-)的10倍,则pH=10的Na2CO3溶液浓度大于pH=9的Na2CO3溶液浓度的10倍,C不正确;D项,25℃时,某溶液中水电离出的c(H+)<10-7mol∙L-1,则水的电离受到抑制,该溶液的溶质可能是酸、碱或强酸的酸式盐(或酸式根以电离为主的弱酸的酸式盐),D正确;故选C。
8.(2022·湖南省娄底市第五中学高三模拟)常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.c(H+) /c(OH-) =10-12的溶液中: NH4+、Ba2+ 、Cl-、NO3-
B.透明的溶液中:K+、Na+、SO42-、MnO4-
C.能使甲基橙变红的溶液中:Fe2+ 、K+、NO3-、SO42-
D.由水电离的 c(OH-)=1×10-10 mol∙L-1 的溶液中:K+ 、Na+、NO3-、Al3+
【答案】B
【解析】A项,由比值可知 c(OH-)> c(H+),溶液呈碱性,在碱性条件下,OH-与NH4+不能大量共存,故A错误;B项,透明的溶液中各离子之间互不反应,能大量共存,故B正确;C项,能使甲基橙变红的溶液呈酸性,酸性条件下,H+、Fe2+与NO3-发生氧化还原反应而不能大量共存,故C错误;D项,由水电离的 c(OH-)=1×10-10 mol∙L-1 的溶液,水的电离收到抑制,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,碱性溶液中,OH-与Al3+不能大量共存,故D错误;故选B。
9.(2022·河北省唐山市三模)水溶液中存在多种平衡,下列说法正确的是( )
A.稀醋酸溶液稀释时,溶液中所有离子的物质的量浓度均减小
B.水溶液中,pH=7时,溶液一定呈中性
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合,则c(CH3COO-)+2 c(OH-)=2 c(H+)+c(CH3COOH)
D.用已知浓度的NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,若选用甲基橙做指示剂,滴定过程中水的电离程度先增大后减小
【答案】C
【解析】A项,加水稀释醋酸,其溶液中氢氧根离子浓度增大,故A错误; B项,常温下水溶液中,pH=7时,温度未知,水的离子积KW未知,故B错误;C项,根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+c(CH3COO-),由物料守恒c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),两式相加得:c(CH3COO-)+2 c(OH-)=2 c(H+)+c(CH3COOH),故C正确;D项,NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH,若选用甲基橙做指示剂,水的电离一直被抑制,故D错误;故选C。
10.(2022·山东省潍坊市高三期末统考)缓冲溶液由浓度较大的弱酸及相应的盐溶液组成,其溶液能够保持稳定的pH,溶液pH的计算公式为pH= -lgKa +lg。现有25°C浓度均为1mol·L-1的CH3COOH和CH3COONa缓冲溶液[已知25°C时,Ka(CH3COOH) =1.75 ×10-5mol·L-1]。下列说法正确的是( )
A.决定该缓冲溶液pH的主要因素是CH3COOH的Ka
B.将该缓冲溶液稀释一倍,溶液中c(H+ )减小为原来的
C.向该缓冲溶液中加入几滴NaOH溶液,溶液pH几乎不变
D.该缓冲溶液中: c( CH3COO-) -c( CH3COOH) <c(H+) -c(OH- )
【答案】AC
【解析】A项,依据pH= -lgKa +lg溶液能够保持稳定的pH,外加酸碱对pH影响很小,决定该缓冲溶液pH的主要取决于CH3COOH的Ka,故A正确;B项,稀释CH3COOH的Ka不变,不变,故pH几乎不变,即溶液中c(H+ )不变,故B错误;C项,向该缓冲溶液中加入几滴NaOH溶液,由于溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,加入几滴NaOH溶液使平衡正向移动,溶液中c(H+ )几乎不变,pH不变,故C正确;D项,根据物料守恒得c( CH3COO-)+c( CH3COOH) =2 c(Na+),根据电荷守恒得c( CH3COO-)+c(OH- )= c(Na+)+c(H+),根据物料守恒和电荷守恒求出质子守恒c( CH3COO-)+2c(OH- )= c( CH3COOH)+2c(H+) ,根据pH= -lgKa +lg=-lg1.75 ×10-5+ lg1=4.76,溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH- ),则c( CH3COO-)+c(OH- )>c( CH3COOH)+c(H+) ,c( CH3COO-) -c( CH3COOH) >c(H+) -c(OH- ),故D错误;故选AC。
11.(2022·广东省东莞市高三模拟)窒温下,向20mL0.10mol/LCH3COOH溶液中逐滴加入0.10mol/LNaOH溶液,溶液中由水电离出H+浓度的负对数[-lgc(H水+)]与所加NaOH溶液体积关系如图所示。(忽略溶液混合引起的体积变化)。下列说法错误的是( )
A.室温下,醋酸的电离常数约为1.0×10-5
B.c、e两点溶液:c点显中性,e点显碱性
C.d点溶液中:c(Na+)+c(CH3COO-)=0.05mol/L
D.b、f点溶液中均有:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)
【答案】C
【解析】A项,0.10mol/LCH3COOH溶液,[-lgc(H水+)]=11,c(H+)=10-3mol/L,醋酸的电离常数约为=1.0×10-5,A正确;B项,d点酸碱恰好完全反应生成CH3COONa,溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量,c点醋酸过量、e点NaOH过量,则c点溶液呈中性、e点溶液呈碱性,B正确;C项,d点酸碱恰好完全反应生成CH3COONa,混合溶液体积是醋酸或NaOH溶液体积的2倍,则浓度是原来一半,根据物料守恒得c(Na+)+c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1mol/L, c(CH3COOH)很小,故c(Na+)+c(CH3COO-)>0.05mol/L,C错误;D项,点加入n(NaOH)是醋酸的一半,则混合溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COOH、CH3COONa,CH3COOH抑制水电离、CH3COONa促进水电离,根据图知,水的电离出的c(H+)<10-7mol/L,水的电离被抑制,说明CH3COOH电离程度大于CH3COONa水解程度,则溶液中存在c(CH3COO-)>c(CH3COOH);f点溶液中溶质为等物质的量浓度的CH3COONa、NaOH,故存在 c(CH3COO-)>c(CH3COOH),D正确;故选C。
12.(2022·广东省深圳市光明区高三名校联考)常温下,用0.0100mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL浓度均为0.0100mol·L-1的HCl和HA的混合溶液,所得溶液pH变化如图所示。已知HA的电离常数。下列有关说法错误的是( )
A.b点溶液中:c(Na+)=c(Cl-)>c(HA)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
B.若c点的pH=5,则该点溶液中:c(HA)=c(A-)
C.曲线上任何一点溶液中:c(Cl-)=c(A-)+c(HA)
D.在滴定过程中,水的电离程度:d>c>b>a
【答案】A
【解析】A项,b点溶液中:可认为HCl完全反应,溶质成分为NaCl和HA,,且两者的物质的量之比为1:1,溶液显酸性,c(Na+)=c(Cl-),HAH+A-部分电离,水中也能电离产生氢离子,故氢离子浓度大于A-,A错误;B项,HA的电离常数,若c点的pH=5,c(H+)=10-5mol/L,c(HA)=c(A-),B正确;C项,HCl和HA的混合溶液中浓度相等,物质的量也相等,根据物料守恒,曲线上任何一点溶液中:c(Cl-)=c(A-)+c(HA),C正确;D项,在滴定过程中,d点为滴定终点,溶质成分为正盐:NaCl和NaA,水的电离程度最大,起点为酸溶液,酸抑制水电离,滴加氢氧化钠溶液的过程中抑制程度逐渐减弱,生成正盐时水的电离程度最大,故水的电离程度:d>c>b>a ,D正确;故选A。
13.(2022·四川省泸县第二中学模拟预测)常温下,分别取未知浓度的NaOH和HA溶液,加水稀释至原体积的n倍。稀释过程中,两溶液pH的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.P线代表HA的稀释图像且HA为强酸
B.X、Y、Z点水的电离程度:Z>Y=X
C.将X点溶液与Y点溶液混合至pH=7时,c(A-)<c(Na+)+c(HA)
D.将X点溶液与Z点溶液等体积混合,所得溶液中一定有:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】C
【解析】由图像可知,稀释过程中,Q线溶液的体积变化10n倍,溶液的pH变化等于n个单位,说明Q线代表强碱NaOH ,P线溶液的体积变化10n倍,溶液的pH变化小于n个单位,说明P线代表HA且为弱酸。A项,P线代表HA的稀释图像且HA为弱酸,故A错误;B项,常温下,P线代表弱酸HA,X点pH=5,则水电离出的氢离子浓度为10-9mol/L,Q线代表强碱NaOH ,Y点pH=10,水电离出的氢离子浓度为10-10mol/L,Z点pH=9水电离出的氢离子浓度为10-9mol/L,所以电离程度:X=Z>Y,故B错误;C项,电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),溶液呈中性,氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等,则c(Na+)=c(A-),c(A-)<c(Na+)+c(HA),故C正确;D项,X点pH=5,氢离子浓度为10-5mol/L,但HA为弱酸,HA的浓度大于10-5mol/L,Z点pH=9,氢氧根离子浓度为10-5mol/L,MOH为强碱,浓度为10-5mol/L,则X点与Z点等体积混合后的溶液呈酸性,氢离子浓度大于氢氧根离子,故D错误;故选C。
14.(2022·安徽省合肥市第六中学模拟预测)常温下,分别向NaX溶液和YCl溶液中加入盐酸和NaOH溶液,混合溶液的pH与粒子浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a点时两溶液中水的电离程度相同
B.曲线L2表示lg与pH的变化关系
C.0.01mol·L-1YX溶液中存在:c(Y+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
D.等浓度的HX和NaX混合溶液中存在:c(Na+)>c(X-)>c(HX)
【答案】C
【解析】向NaX溶液中加入HCl,随着HCl的滴入,溶液的pH减小,X-浓度减小,HX浓度增大,减小,曲线L2表示与pH的变化关系;向YCl溶液中加入NaOH溶液,随着NaOH的滴入,溶液的pH增大,Y+浓度减小,YOH浓度增大,减小,曲线L1表示与pH的变化关系。A项,a点溶液的pH大于7,对L1说明YOH的电离程度大于Y+的水解程度,YOH的电离对水的电离起抑制作用,对L2说明X-的水解程度大于HX的电离程度,X-的水解对水的电离起促进作用,故a点两溶液中水的电离程度不相同,A项错误;B项,曲线L1表示与pH的变化关系,B项错误;C项,HX的电离平衡常数Ka(HX)= ,YOH的电离平衡常数Kb(YOH)= ,a点溶液的pH大于7,即溶液中c(H+)<c(OH-),a点=,=,则Ka(HX)<Kb(YOH),YX溶液中X-的水解程度大于Y+的水解程度,溶液呈碱性,溶液中存在:c(Y+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),C项正确;D项,曲线L2表示与pH的变化关系,当=0时(即X-与HX浓度相等)溶液的pH=5.5,HX的电离平衡常数Ka(HX)= =10-5.5,X-的水解平衡常数Kh(X-)===10-8.5<Ka(HX) =10-5.5,等浓度的HX和NaX混合溶液中HX的电离程度大于X-的水解程度,溶液中存在c(X-)>c(Na+)> c(HX),D项错误;故选C。
15.(2022·四川省成都市一模)现有HA、HB和H2C三种酸,室温下,用0.1mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL浓度均为0.1mol·L-1的HA、HB两种酸的溶液,滴定过程中溶液的pH随滴入的NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法错误的是( )
A.a点时的溶液中由水电离出的c(OH—)=3×10-13mol·L-1
B.b点对应溶液中:c(B—)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH—)
C.曲线c点对应溶液中:c(H+)+c(HB)=c(OH—)
D.已知H2C的一级电离为H2C=H++HC—,常温下0.1mol·L-1的H2C溶液中c(H+)=0.11mol·L-1,则往NaB溶液中滴入少量H2C溶液,反应的离子方程式为B—+H2C=HB+HC—
【答案】D
【解析】A项,由图中曲线Ⅱ可知,浓度为0.1mol/L的HA酸溶液的pH=1,说明HA是强酸,在溶液中完全电离,a点时的溶液中氢离子浓度为=mol/L,则水电离出的氢离子浓度为=3×10-13mol/L,故A正确;B项,由图可知,b点对应的溶液为等浓度的HB和NaB的混合溶液,溶液呈酸性,说明溶液中HB的电离程度大于B-的水解程度,溶液中微粒的浓度大小顺序为c(B—)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH—),故B正确;C项,由图可知,c点对应的溶液为NaB溶液,溶液中存在质子守恒关系c(H+)+c(HB)=c(OH—),故C正确;D项,由H2C的一级电离方程式可知,H2C在溶液中第一步电离是完全电离,所以NaB溶液中滴入少量H2C溶液,反应的离子方程式为B—+H+=HB,故D错误;故选D。
16.(2022·北京市十一学校三模)室温下,向20.0mL0.1mol·L-1的某弱酸的溶液中滴加同浓度的NaOH,过程中随的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.a到c的过程中,[c(HA)+ c(A-)]为定值
B.a到c的过程中,水的电离程度不断增大
C.b点时,c(Na+)>c(A-)
D.c点时加入碱的体积为
【答案】B
【解析】A项,根据物料守恒,[c(HA)+ c(A-)]是定值, a到c的过程中,溶液溶液总体积增大,所以[c(HA)+ c(A-)]减小,故A错误;B项,NaA水解促进水电离、HA电离抑制水电离,NaA溶液呈碱性,c点呈中性,说明c点溶质中含有部分HA未被中和,a到c的过程中,NaA逐渐增多、HA逐渐减少,所以水的电离程度不断增大,故B正确;C项,根据电荷守c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),b点时,溶液呈酸性,所以c(Na+)<c(A-),故C错误;D项,若加入碱的体积为20.0mL,酸碱恰好反应生成NaA,溶液呈碱性,c点溶液呈中性,所以加入碱的体积小于20.0mL,故D错误;故选B。
17.(2022·浙江省杭州二中、温州中学、金华一中高三选考模拟)当25℃时,向20.00mL某浓度新制氯水中滴入的NaOH溶液,滴定曲线如图所示,已知次氯酸的电离常数为Ka=2.5×10-8。下列说法正确的是( )
A.甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:HClO+OH-=H2O+ClO-
B.甲到丁的过程中,水的电离程度一直增大
C.丙点溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)>c(H+)
D.氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,其平衡常数K的数量级为10-4
【答案】C
【解析】从图中可以看出,用NaOH溶液滴定氯水,滴定过程中有两个突变点,则从甲到乙,主要发生H+与OH-的反应;从乙到pH=10的点,主要发生HClO与OH-的反应。A项,甲到乙发生的非氧化还原反应主要为:H++OH-=H2O,A不正确;B项,甲到丙的过程中,氯气与水反应的产物不断与NaOH发生反应,水的电离程度一直增大;从丙到丁的过程中,溶液中c(NaOH)不断增大,对水电离的抑制作用不断增大,水的电离程度不断减小,B不正确;C项,丙点溶液中,Ka==2.5×10-8,此时c(H+)=10-8mol/L,则c(ClO-)=2.5c(HClO),c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),所以c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(HClO)>c(H+),C正确;D项,氯水中存在平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,pH=10时,Cl2与NaOH刚好完全反应,由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,可求出c(Cl2)==0.05mol/L,其平衡常数K===,数量级为10-5或更小,D不正确;故选C。
18.(2022·四川省成都市高三模拟)常温下,往100 mL0.1mol·L-1的H2R溶液(此时为a点)中不断加入NaOH固体,溶液中由水电离出来的c水(H+)的负对数[]与的变化关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H2R的电离方程式为:,
B.b点时,加入的NaOH的质量为0.6g
C.c、e两点溶液均显中性
D.d的坐标为(5,6)
【答案】D
【解析】向H2R溶液中加入NaOH固体,溶液体积变化可以忽略不计,随着NaOH的加入,R2-逐渐增大,HR-逐渐减小,则两者比值逐渐增大。R2-的水解可以促进水的电离,所以水电离出来的氢离子浓度逐渐增大,当到达d点时,水的电离程度达到最大,此时溶液中的溶质为Na2R。再继续加入NaOH,由于NaOH会抑制水的电离,所以水的电离程度又逐渐降低。A项,a点溶质为0.1mol/L的H2R溶液,此时溶液中水电离出来的H+浓度为10-13mol/L,水的电离受到抑制,溶液中水电离出来的氢离子浓度等于水电离出来的OH-浓度,溶液中的OH-浓度就等于水电离出来的OH-浓度,则溶液中的H+浓度为0.1mol/L。=-2,所以=10-2mol/L,H2R的第二步电离是微弱的,相对于第一步电离可以忽略,0.1molH2R溶液中的H+浓度为0.1mol/L,所以H2R的第一步电离是完全的,第二步电离是不完全的,所以H2R的电离方程式为:H2R=H++HR-,HR-H++R2-,故A错误;B项,b点坐标为(0,11),则此时c(R2-)=c(HR-),若溶液中的溶质为等物质的量的Na2R和NaHR,根据H2R溶液为100 mL0.1mol·L-1,可知其物质的量为0.01mol,则Na2R和NaHR均为0.005mol,根据钠元素守恒,NaOH为0.015mol,质量为0.6g。若等物质的量的Na2R和NaHR混合,由于R2-的水解程度、HR-的水解程度不相同,所以混合后溶液中b点c(R2-)不等于c(HR-),故B错误;C项,c点的溶质是Na2R和NaHR,Na2R促进水的电离,NaHR只电离不水解,NaHR抑制水的电离,促进和抑制的程度相等,所以c点水电离出来的H+浓度等于10-7mol/L,此时溶液呈中性;e点溶质是Na2R和NaOH,Na2R促进水的电离,NaOH抑制水的电离,促进和抑制的程度相等,所以e点水电离出来的H+浓度也等于10-7mol/L,此时溶液呈碱性,故C错误;D项,a点溶质为0.1mol/L的H2R溶液,此时溶液中水电离出来的H+浓度为10-13mol/L,则溶液中的H+浓度为0.1mol/L。=-2,所以=10-2mol/L,则=Ka=0.1×10-2=10-3。D点溶质为Na2R,忽略溶液体积变化,Na2R浓度为0.1mol/L,R2-水解:R2-+H2OHR-+OH-,此时溶液中c(OH-)=c(HR-),则Kh===10-11,而c(R2-)近似等于0.1mol/L,所以c(OH-)=10-6mol/L,此溶液中水的电离受到促进,所以溶液中水电离出来的H+浓度为10-6mol/L,即纵坐标为6;Na2R溶液中c(OH-)=10-6mol/L,则c(H+)=10-8mol/L,Ka=10-3=,则==105,所以=5,横坐标为5,则d的坐标为(5,6),故D正确;故选D。
19.(2022·山东省济南市三模)室温下,向20mL0.1mol·L-1的HA(Ka=1.0×10-5)溶液中逐滴加入0.1mol·L-1的NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图中曲线①所示。下列说法错误的是( )
A.a点,pH>5
B.水的电离程度:c>b>a
C.该滴定实验可选择酚酞做指示剂
D.若将HA改为20mL0.1mol·L-1的盐酸,则滴定曲线应如②所示
【答案】D
【解析】A项,Ka=1.0×10-5,,A-的水解常数是10是1.0×10-9,a点溶质为等浓度的NaA、HA,HA电离大于A-水解,所以c(A-)>c(HA),则c(H+)<1.0×10-5,所以pH>5,故A正确;B项,HA电离抑制水电离,a点到c点,HA逐渐减小,c点HA和NaOH恰好完全反应,溶质为NaA,A-水解促进水电离,所以水的电离程度c>b>a,故B正确;C项,该滴定实验,滴定终点溶液呈碱性,可选择酚酞做指示剂,故C正确;D项,若将HA改为20mL0.1mol·L-1的盐酸,开始滴定时,pH变化幅度很小,接近滴定终点时,pH才发生突变,所以滴定曲线不能用②表示,故D错误;故选D。
20.(2022·辽宁省大连市高三模拟预测)25℃时,用HCl气体调节0.1mol·L−1氨水的pH,体系中粒子浓度的对数值(lgc)、反应物的物质的量之比[]与pH的关系如图所示。若忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法正确的是( )
A.25℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为10-9.25
B.t=0.5时,2c(H+)+c(NH3·H2O)=c(NH4+)+2c(OH−)
C.P1所示溶液:c(Cl−)=0.05mol·L−1
D.P2所示溶液:c(NH4+)>100c(NH3·H2O)
【答案】D
【解析】A项,NH3·H2O的电离平衡常数K=,据图可知当lgc(NH4+)=lgc(NH3·H2O),即c(NH4+)=c(NH3·H2O)时,溶液pH=9.25,则此时c(OH−)=10-4.75mol/L,所以K=10-4.75,A错误;B项,t=0.5时,溶液中的溶质为等物质的量的NH3·H2O和NH4Cl,溶液中存在电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(OH−)+c(Cl−),存在物料守恒2c(Cl−)=c(NH3·H2O)+c(NH4+),联立可得2c(H+)+ c(NH4+) = c(NH3·H2O) +2c(OH−),B错误;C项,若c(Cl−)=0.05mol·L−1,则此时溶质应为等物质的量的NH3·H2O和NH4Cl,由于NH4+的水解程度和NH3·H2O的电离程度不同,所以此时溶液中c(NH4+)≠c(NH3·H2O),与P1不符,C错误;D项,K==10-4.75,P2所示溶液pH=7,则c(OH-)=10-7,所以==102.25>100,D正确;故选D。
21.(2022·四川省遂宁市高三一诊理科综合)25℃时,向的二元酸H2A溶液中逐滴滴入等浓度的NaOH溶液,测得溶液的pH与lg Y[Y代表或]关系如图。下列相关结论正确的是( )
A.曲线a表示pH与的变化关系
B.25℃时,H2A的Ka2约为10-7.2
C.当溶液的pH=6时,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+c(A2-)+c(OH―)
D.滴入20.00mL NaOH溶液时,c(Na+)>c(HA-)>c(OH―)>c(H+)
【答案】B
【解析】根据向H2A溶液中加入NaOH溶液的反应过程可知,H2A越来越少,先生成HA-,在生成A2-,则可知曲线a代表lg随pH的变化,曲线b代表随pH的变化曲线,已知H2AH++HA-,则有Ka1=,根据曲线a可知,Ka1==101.88×10-4=10-2.12,HA-H++A2-,则有Ka2=,根据曲线b可知,Ka2==102.8×10-10=10-7.2。A项,由分析可知,曲线a表示pH与lg的变化关系,A错误;B项,由分析可知,25℃时,H2A的Ka2约为10-7.2,B正确;C项,根据电荷守恒可知,当溶液的pH=6时,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH―),C错误;D项,滴入20.00mL NaOH溶液时即生成NaHA溶液,由分析可知,Ka2=10-7.2,Kh2===10-11.88,即HA-的电离大于水解,反应后溶液呈酸性,故离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+) c(OH―)>,D错误;故选B。
22.(2022·山东省济南市一模)谷氨酸[HOOC(CH2)2CH(NH3+ )COO-,用H2R表示]是人体内氮代谢的基本氨基酸之一,其盐酸盐(H3RCl)在水溶液中存在如下平衡:H3R+H2R HR- R2-;常湿下,向一定浓度的H3RCl溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lgx[x表示、或]随pOH[pOH= -lgc(OH- )]的变化如图所示,下列说法错误的是( )
A.K1的数量级为10-2
B.曲线I表示pOH与lg的变化关系
C.M点时,c(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+3c(HR-)
D.pH=7时,c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
【答案】AD
【解析】由题意知,K1>K2>K3,一级电离时酸性最强,因此曲线I表示pOH与lg的关系,曲线II表示pOH与lg的关系,曲线III表示pOH与lg的关系。A项,K1=,当lg=0,即时,pOH=11.9,因pOH=-lgc(OH-),所以c(OH-)=10-11.9mol/L,c(H+)==10-2.1mol/L,K1=c(H+)=10-2.1,数量级为10-3,A项错误;B项,曲线I表示pOH与lg的变化关系,B项正确;C项,M点时,lg=0,c(HR-)=c(R2-),依据电荷守恒:(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+c(HR-)+2c(R2-),则有c(H+)+c(Na+)+c(H3R+)=c(OH-)+3c(HR-),C项正确;D项,pH=7时,pOH=7,由曲线I可知,lg>0,则c(HR-)>c(R2-),由曲线II可知,<0,则c(H2R)
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