2024届高三新高考化学大一轮专题练习--水的电离和溶液的pH

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2024届高三新高考化学大一轮专题练习--水的电离和溶液的pH
一、单选题
1．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，乙酸酐醇解反应可进行完全，利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量，实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下：
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解：。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。
④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用-甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。根据上述实验原理，下列说法正确的是
A．可以用乙酸代替乙酸酐进行上述实验
B．若因甲醇挥发造成标准溶液浓度发生变化，将导致测定结果偏小
C．步骤③滴定时，不慎将锥形瓶内溶液溅出，将导致测定结果偏小
D．步骤④中，若加水量不足，将导致测定结果偏大
2．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，乙酸酐醇解反应可进行完全，利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量，实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下：
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解：。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。
④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。样品中羟基含量(质量分数)计算正确的是
A． B．
C． D．
3．（2023·山东·统考高考真题）一定条件下，乙酸酐醇解反应可进行完全，利用此反应定量测定有机醇中的羟基含量，实验过程中酯的水解可忽略。实验步骤如下：
①配制一定浓度的乙酸酐-苯溶液。
②量取一定体积乙酸酐-苯溶液置于锥形瓶中，加入样品，充分反应后，加适量水使剩余乙酸酐完全水解：。
③加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。
④在相同条件下，量取相同体积的乙酸酐-苯溶液，只加适量水使乙酸酐完全水解；加指示剂并用甲醇标准溶液滴定至终点，消耗标准溶液。对于上述实验，下列做法正确的是
A．进行容量瓶检漏时，倒置一次即可
B．滴入半滴标准溶液，锥形瓶中溶液变色，即可判定达滴定终点
C．滴定读数时，应单手持滴定管上端并保持其自然垂直
D．滴定读数时，应双手一上一下持滴定管
4．（2023·天津·统考三模）用标准的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液，下列各操作中，不会引起实验误差的是
A．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，装入标准盐酸进行滴定
B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液
C．取10.00 mL NaOH溶液放入洗净的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水
D．取10.00 mL的NaOH溶液，放入锥形瓶后，把碱式滴定管尖嘴液滴吹去
5．（2023·重庆·统考三模）设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1molCO(NH2)2中所含共用电子对的数目为7NA
B．100℃时，1L pH=6的纯水中，含有的OH-数目为1×10-6 NA
C．常温常压下，14g乙烯与乙烷的混合气体含有的碳原子数为NA
D．Na2O2与足量H2O反应生成2.24LO2(标准状况下)，转移电子数为0.4NA
6．（2023秋·云南大理·高三统考期末）时，水的电离达到平衡：  ，下列叙述正确的是
A．将水加热，增大，增大
B．向水中加入少量硫酸氢钠固体，增大
C．在蒸馏水中滴加浓，不变，增大
D．向水中滴入少量浓溶液，平衡逆向移动，降低
7．（2023秋·河南信阳·高三统考期末）常温下，下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是
A．高锰酸钾溶液中：、、、葡萄糖分子
B．使甲基橙试液显红色的溶液中：、、、
C．与反应能放出的溶液中：、、、
D．水电离的的溶液中：、、、
8．（2023秋·河南信阳·高三统考期末）常温下，用盐酸滴定溶液，溶液中、、的分布分数随变化曲线及滴定曲线如图。下列说法正确的是

已知：
A． B．的的值为
C．第一次突变，可选甲基橙作指示剂 D．溶液呈酸性
9．（2023·河北·模拟预测）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．澄清透明的溶液：、、、、
B．含有的溶液：、、、、
C．的溶液：、、、、
D．加入少量Al产生的溶液：、、、、
10．（2023春·四川·高三遂宁中学校考期中）NaHA在水中的电离方程式为NaHA=Na++H++A2-。某温度下，向c(H+)=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHA晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H+)=1×10-2mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是
A．该温度高于25℃
B．由水电离出来的H+浓度为1×10-10mol/L
C．加入NaHA晶体抑制了水的电离
D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH-)减小
11．（2023春·上海浦东新·高三华师大二附中校考阶段练习）25℃时，水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线所示，下列判断错误的是

A．ac曲线上的任意一点都有c(H+)·c(OH-)=10-14
B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C．d点对应的溶液pH②>④>③
C．将溶液①、④等体积混合，所得溶液中：
D．将aL溶液④与bL溶液②混合后，若所得溶液的，则a：b=9：11

三、非选择题
15．（2023秋·河南平顶山·高三统考期末）回答下列问题
(1)下列物质中属于强电解质的是___________(填序号)。
①稀硫酸    ②硫酸钡    ③熔融氯化钠    ④氯水    ⑤醋酸铵
(2)已知水的电离平衡曲线如图所示。

①写出使A点变为B点的措施：___________，采取该措施的原因是___________。
②向水中滴加适量NaOH溶液可实现A点→D点的变化，则D点对应溶液的pH为___________。
③℃时，的NaOH溶液中___________，若向该溶液中滴加盐酸使溶液呈中性，则所用溶液的体积比___________。
(3)常温下，碳酸的电离平衡常数为、；次氯酸的电离平衡常数。向NaClO溶液中通入少量，发生反应的离子方程式为___________。
16．（2023·全国·高三专题练习）钛白粉(TiO2)广泛应用于涂料、化妆品、食品以及医药等行业。利用黑钛矿石[主要成分为(Mg0.5Fe0.5)Ti2O5，含有少量Al2Ca(SiO4)2]制备TiO2，工艺流程如下，回答下列问题：

已知：TiOSO4易溶于水，在热水中易水解生成H2TiO3
常用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]滴定法测定钛白粉的纯度，其步骤为：用足量酸溶解ag二氧化钛样品，用铝粉做还原剂，过滤、洗涤，将滤液定容为100mL，取20.00mL，以NH4SCN作指示剂，用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点，反应原理为：Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+
滴定终点的现象为___________。
17．（2023·全国·高三专题练习）为测定产品中Zn3(PO4)2·4H2O的含量，进行如下实验，已知滴定过程中Zn2＋与H2Y2－按1∶1反应。
步骤Ⅰ：准确称取0.457 0 g产品于烧杯中，加入适量盐酸使其溶解，将溶液转移至100 mL容量瓶，定容
步骤Ⅱ：移取20.00 mL上述溶液于锥形瓶中，加入指示剂，在pH＝5～6的缓冲溶液中用0.020 00 mol·L－1 Na2H2标准溶液滴定至终点，测得Na2H2Y标准溶液的用量为27.60 mL。
(1)步骤Ⅱ中移取溶液时所使用的玻璃仪器为________；
(2)产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为________；
(3)下列操作中，导致产品中Zn3(PO4)2·4H2O含量测定值偏低的是________。
A．步骤Ⅰ中定容时俯视刻度线
B．步骤Ⅰ中转移溶液时未洗涤烧杯
C．步骤Ⅱ中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗
D．步骤Ⅱ中滴定前滴定管内无气泡，滴定结束后有气泡

参考答案：
1．B
【分析】用-甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，消耗标准溶液，则消耗的物质的量为，即乙酸酐的总物质的量为，ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量为，所以与ROH反应消耗的乙酸酐的物质的量为。
【详解】A．乙酸与醇的酯化反应可逆，不能用乙酸代替乙酸酐进行上述实验，A项错误；
B．若甲醇挥发，NaOH-甲醇溶液的浓度将偏大，滴定时消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小，步骤④中所得V2偏小，而ROH的物质的量为，故将导致测定结果偏小，B项正确；
C．步骤③滴定时，不慎将锥形瓶内溶液溅出，消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V1偏小，而ROH的物质的量为，故将导致测定结果偏大，C项错误；
D．步骤④中，若加水量不足，乙酸酐未完全水解，生成乙酸的物质的量偏小，消耗NaOH-甲醇溶液的体积偏小即V2偏小，而ROH的物质的量为，故将导致测定结果偏小，D项错误；
答案选B。
2．C
【分析】用甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，可以计算乙酸酐的总物质的量，根据反应方程式系数关系，得出ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量，由此可以计算与ROH反应的乙酸酐的物质的量，即R-OH的物质的量，即羟基的含量。
【详解】根据滴定过程中，用甲醇标准溶液滴定乙酸酐完全水解生成的乙酸，消耗标准溶液，需要消耗甲醇的物质的量为，即乙酸酐的总物质的量=；则ROH与乙酸酐反应后剩余的乙酸酐的物质的量=，所以与ROH反应的乙酸酐的物质的量=，也即样品ROH中羟基的物质的量，所以样品中羟基质量分数=，选C 。
3．C
【详解】A．进行容量瓶检漏时，倒置一次，然后玻璃塞旋转180度后再倒置一次，故A错误；
B．滴入半滴标准溶液，锥形瓶中溶液变色，且半分钟内不变回原色，才是达到滴定终点，故B错误；
C．滴定读数时，应单手持滴定管上端无刻度处，并保持其自然垂直，故C正确；
D．滴定读数时，应单手持滴定管上端无刻度处，并保持其自然垂直，故D错误；
答案为C。
4．C
【详解】A．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，装入标准盐酸前需要先润洗，若不润洗相当于稀释了标准溶液，会使测定结果偏高，故A错误；
B．用蒸馏水洗净锥形瓶后，再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液，会使NaOH溶液的用量偏多，所以测定结果偏高，故A错误；
C．取10.00 mL NaOH溶液放入洗净的锥形瓶中，再加入适量蒸馏水，NaOH溶液的用量不变，所以不会引起实验误差，故C正确；
D．取10.00 mL的NaOH溶液，放入锥形瓶后，把碱式滴定管尖嘴液滴吹去，会使得取用的NaOH溶液偏少，所以测定结果偏低，故D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．已知1分子CO(NH2)2中含有4个N-H键，1个C=O键和2个C-N键，即1分子CO(NH2)2中含有8个共价键，故1molCO(NH2)2中所含共用电子对的数目为8NA，A错误；
B．已知100℃时，在pH=6的纯水中c(H+)=c(OH-)=10-6mol/L，故1L纯水中含有的OH-数目为1L×10-6mol/L×NAmol-1=1×10-6 NA，B正确；
C．常温常压下，设14g乙烯与乙烷的混合气体中C2H4为xg，C2H6为(14-x)g，则含有的碳原子数为＜NA，C错误；
D．已知反应2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑每生成1molO2转移电子为2mol，故Na2O2与足量H2O反应生成2.24LO2(标准状况下)，转移电子数为=0.2NA，D错误；
故答案为：B。
6．B
【详解】A．将纯水加热，Kw变大，pH变小，水仍呈中性，A错误；
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H+）增大，抑制水的电离平衡，c（OH-）减小，增大，B正确；
C．Kw随温度变化而变化，在蒸馏水中滴加浓H2SO4，温度升高， Kw增大，增大，C错误；
D．向水中加入少量浓溶液，平衡逆向移动，c（H+）降低，c（OH-）增大，D错误；
故选B。
7．B
【详解】A．与氢离子会生成弱酸草酸分子，且草酸根离子和葡萄糖分子都有还原性，均可被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能大量共存，A不符合题意；
B．使甲基橙试液显红色的溶液中存在大量氢离子，、、、不和H+反应，、、、相互间也不反应，能大量共存，B符合题意；
C．与Al反应能放出 H2的溶液中可存在大量氢离子，也可存在大量氢氧根离子，若存在氢离子，硝酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，能氧化Fe2+，若存在氢氧根离子，则亚铁离子会与氢氧根离子反应生成沉淀而不能共存，C不符合题意；
D．水电离的 的溶液中可存在大量氢离子，也可存在大量氢氧根离子，若存在氢离子，、均会反应不能大量共存，D不符合题意；
故选B。
8．A
【分析】滴定过程中发生反应 R2-+H+=HR-、 HR-+H+=H2R ，所以 pH 由12到8的过程中减少的微粒为 R2−，增加的微粒为 HR−， pH 由8到4的过程中，减少的微粒为 HR−，增加的微粒为 H2R 。
【详解】A．据图可知e点时恰好完全反应，溶液中溶质为 H2R 和 NaCl ， n(Na2R)=0.5n(Na+)=0.5n(Cl-)=0.1mol/L×0.04000L×0.5=0.002mol ，所以 c(Na2R)=0.002mol÷0.02000L=0.1mol/L ， c(Na2R)=0.1mol/L，A正确；
B．H2R 的 Ka1= ，据图可知当pH=6.38时，即c(H+)=10-6.38mol/L时， c(HR-)=c(H2R) ，所以 Ka1=10-6.38，B错误；
C．根据图知，第一次突变时溶液呈碱性，酚酞的变色范围为8.2~10，所以第一次突变可选酚酞作指示剂，C错误；
D．结合分析和图可知，b点盐酸和Na2R恰好反应生成NaHR，NaHR溶液的pH=8.32，溶液呈碱性，D错误；
故选A。
9．B
【详解】A．与不能大量共存，故A不符合题意；
B．溶液中各离子相互不反应，能大量共存，故B符合题意；
C．的溶液的，溶液呈酸性，、均不能大量存在，故C不符合题意；
D．与Al反应产生的溶液为强酸性溶液或强碱性溶液，不能在碱性溶液中大量存在，在酸性溶液中与Al反应不产生，故D不符合题意。
综上所述，答案为B。
10．D
【详解】A．水是弱电解质，电离会吸收热量，在室温下水的离子积常数Kw=1×10-14。某温度下，蒸馏水c(H+)=1×10-6 mol/L，则该温度下水的离子积常数Kw=1×10-12＞1×10-14，说明温度高于室温25℃，A正确；
B．向该温度下的蒸馏水中加入NaHA晶体，测得溶液c(H+)=1×10-2 mol/L，则该温度水溶液中c(OH-)=1×10-10 mol/L。溶液中的OH-就是水电离产生，由于水电离产生的c(H+)=c(OH-)，因此该溶液中由水电离出来的H+的浓度为1×10-10 mol/L，B正确；

C．加入NaHSO4晶体，盐溶于水电离产生H+，增大了溶液中c(H+)，水的电离平衡逆向移动，因而抑制了水的电离，C正确；
D．向蒸馏水中加入NaHA晶体，盐溶于水电离产生H+，使溶液显酸性。取该溶液加水稀释100倍，溶液中c(H+)减小，由于Kw=c(H+)·c(OH-)，所以c(H+)减小，则c(OH-)增大，D错误；
故选D。
11．D
【详解】A．ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积相同，根据b点可知，c(H+)·c(OH-)=10-14，A正确；
B．bd线上任意点都满足c(H+)=c(OH-)，溶液一定显示中性，B正确；
C．d点时，c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol·L-1，溶液的pH=6Kw(B)，结合水电离吸热可知温度越高，Kw越大可知T1>T2，A错误；
B．A到D点为同温下pH降低的过程，加入酸可实现，B正确；
C．由图可知ADE对应的温度为T1，B对应的温度为T2，C对应的温度位于两者之间，又T1>T2，故有Kw的关系：B10-14，pH=2的硫酸C(H+)=0.01mol/L，而c(OH-)=>0.01mol/L，两者混合时呈碱性，D正确。
故答案为A。
13．A
【详解】A．=106的溶液显酸性，所给离子在指定溶液中能够大量共存，故A符合题意；
B．水电离出c(H+)=10-12mol/L的溶液可能为酸，也可能为碱，若为酸，NO(H+)具有强氧化性，能将Fe2+氧化成Fe3+，若为碱，Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁沉淀，因此所给离子在指定溶液中不能大量共存，故B不符合题意；
C．能使酚酞变红，说明溶液显碱性，NH与OH-反应NH3·H2O，所给离子在指定溶液中不能大量共存，故C不符合题意；
D．pH=1的溶液为酸，CH3COO-与H+生成弱电解质CH3COOH，所给离子在指定溶液中不能大量共存，故D不符合题意；
答案为A。
14．CD
【详解】A．氯化铵溶于水后电离出铵根可以抑制氨水的电离使氢氧根浓度减小，铵根还可以结合NaOH溶液中的氢氧根使其氢氧根浓度减小，则溶液①、②中加入氯化铵晶体后，溶液的pH都会减小，故A正确；
B．一水合氨稀释过程中还有继续电离出氢氧根，所以稀释10倍其pH的变化小于1，则稀释后pH：①>②；同理醋酸稀释10倍其pH的变化也小于1，则pH：③②>④>③，故B正确；
C．一水合氨为弱碱，所以pH=11的氨水浓度远大于10-3mol/L，而HCl为强酸，pH=3的盐酸浓度为10-3mol/L，二者等体积混合碱过量，所以c()> c(Cl-)，故C错误；
D．pH=11的NaOH溶液和pH=3的盐酸浓度均为10-3mol/L，混合后pH=4，所以酸过量，则=10-4mol，解得a:b=11:9，故D错误；
综上所述答案为CD。
15．(1)②③⑤
(2) 升高温度 水的电离属于吸热过程 13 1：10
(3)

【详解】（1）根据强碱、强酸、大多数盐等化合物都属于强电解质分析①稀硫酸为强电解质溶液；②硫酸钡是盐，属于强电解质；③熔融氯化钠属于盐，属于强电解质； ④氯水是混合物；⑤醋酸铵是盐，属于强电解质。故选②③⑤。
（2）①由图示可知，图像中的各点对应的温度高低关系为，所以A点变为B点的措施为升温，原因是水的电离为吸热过程。
②A点和D点对应温度相同，且为。D点对应的pH为13。
③℃时，为。的NaOH溶液中，若向该溶液中滳加盐酸使溶液呈中性，则，，解得：。
（3）由电离常数可知，酸性强弱顺序为，故向NaClO溶液中通入少量，发生反应的离子方䅣式为。
16．当滴入最后半滴硫酸铁铵时，溶液变成红色，且30 s内不变回原色
【分析】黑钛矿石粉碎后加入硫酸氢铵对钛矿粉末一起焙烧，得到熔块，水浸过滤除去滤渣，所得滤液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+、TiO2+、等离子，在热水中水解后得到滤液和H2TiO3，煅烧得到TiO2；
【详解】铁离子过量时，反应结束，故终点现象为：当滴入最后半滴硫酸铁铵时，溶液变成红色，且30 s内不变回原色。
17．(1)移液管(或酸式滴定管)
(2)92%
(3)BD

【详解】（1）移取溶液时所使用的玻璃仪器为移液管(或酸式滴定管)；
（2）滴定时有关系：Zn3(PO4)2·4H2O～3Zn2＋～3Na2H2Y，消耗Na2H2Y物质的量为27.60×10－3 L×0.020 00 mol·L－1＝5.52×10－4 mol，则样品中含有Zn3(PO4)2·4H2O的物质的量为×＝9.2×10－4 mol，则产品中Zn3(PO4)2·4H2O的质量分数为×100%＝92%。
（3）A．步骤Ⅰ中定容时俯视刻度线，导致产品浓度偏高，测定值偏高；
B．步骤Ⅰ中转移溶液时未洗涤烧杯，导致产品浓度偏低，测定值偏低；
C．步骤Ⅱ中滴定管未用Na2H2Y标准溶液润洗，所需标准液体积偏高，测定值偏高；
D．步骤Ⅱ中滴定前滴定管内无气泡，滴定结束后有气泡，所需标准液体积偏低，测定值偏低；
故选BD。