高考化学一轮复习第9章水溶液中的离子反应与平衡第43讲水的电离和溶液的pH学案

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1．认识水的电离，了解水的离子积常数。
2．了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行简单的计算。
3．了解酸碱中和滴定的原理；掌握酸碱中和滴定的操作步骤及误差分析。
考点一 水的电离
1．水的电离及离子积常数
2．外界条件对水的电离平衡的影响
填写外界条件对H2O⇌H＋＋OH－ ΔH>0的具体影响。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) H2O⇌H＋＋OH－ eq \(□,\s\up1(2)) c(H＋)·c(OH－) eq \(□,\s\up1(3)) 1×10－14 eq \(□,\s\up1(4)) 不变 eq \(□,\s\up1(5)) 增大 eq \(□,\s\up1(6)) 稀的电解质溶液
eq \(□,\s\up1(7)) 逆向 eq \(□,\s\up1(8)) 减小 eq \(□,\s\up1(9)) 增大 eq \(□,\s\up1(10)) 不变 eq \(□,\s\up1(11)) 减小 eq \(□,\s\up1(12)) 逆向
eq \(□,\s\up1(13)) 增大 eq \(□,\s\up1(14)) 减小 eq \(□,\s\up1(15)) 不变 eq \(□,\s\up1(16)) 减小 eq \(□,\s\up1(17)) 正向 eq \(□,\s\up1(18)) 增大
eq \(□,\s\up1(19)) 减小 eq \(□,\s\up1(20)) 不变 eq \(□,\s\up1(21)) 增大 eq \(□,\s\up1(22)) 正向 eq \(□,\s\up1(23)) 减小 eq \(□,\s\up1(24)) 增大
eq \(□,\s\up1(25)) 不变 eq \(□,\s\up1(26)) 增大 eq \(□,\s\up1(27)) 正向 eq \(□,\s\up1(28)) 增大 eq \(□,\s\up1(29)) 增大 eq \(□,\s\up1(30)) 增大
eq \(□,\s\up1(31)) 增大 eq \(□,\s\up1(32)) 逆向 eq \(□,\s\up1(33)) 减小 eq \(□,\s\up1(34)) 减小 eq \(□,\s\up1(35)) 减小 eq \(□,\s\up1(36)) 减小
eq \(□,\s\up1(37)) 正向 eq \(□,\s\up1(38)) 增大 eq \(□,\s\up1(39)) 减小 eq \(□,\s\up1(40)) 不变 eq \(□,\s\up1(41)) 增大
[易错秒判]
(1)将水加热，Kw和c(H＋)均增大( )
(2)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同( )
(3)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋) 和c(OH－)相等( )
(4)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw( )
(5)室温下，0.1 ml·L－1的HCl溶液与0.1 ml·L－1的NaOH溶液中水的电离程度不同( )
答案：(1)√ (2)× (3)√ (4)√ (5)×
一、水的电离平衡曲线分析
1．水的电离平衡曲线如下图所示，回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E五点的Kw的关系：______________________。
(2)在水中加少量酸，可实现A点向________点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈________性。
(4)若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，cH2O(H＋)＝________ml·L－1。
答案：(1)B＞C＞A＝E＝D (2)D (3)碱 (4)1×10－10
二、水电离出的c(H＋)和c(OH－)的计算
2．计算室温下，下列溶液中水电离出的cH2O(H＋)。
(1)0.01 ml·L－1的盐酸中，cH2O(H＋)＝________。
(2)0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中，cH2O(H＋)＝__________。
(3)pH＝4的亚硫酸溶液中，cH2O(H＋)＝____________。
(4)pH＝10的KOH溶液中，cH2O(H＋)＝____________。
(5)pH＝4的NH4Cl溶液中，cH2O(H＋)＝____________。
(6)pH＝10的CH3COONa溶液中，cH2O(H＋)＝____________。
答案：(1)1×10－12 ml·L－1 (2)1×10－13 ml·L－1 (3)1×10－10 ml·L－1 (4)1×10－10 ml·L－1 (5)1×10－4 ml·L－1 (6)1×10－4 ml·L－1
[反思归纳]
水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算及应用
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即cH2O(H＋)＝cH2O(OH－)＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即cH2O(OH－)＝cH2O(H＋)＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故cH2O(H＋)等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主：cH2O(H＋)＝cH2O(OH－)＝c(OH－)。
酸式酸根以水解为主：cH2O(H＋)＝cH2O(OH－)＝c(OH－)。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1．溶液的酸碱性与pH
(1)定义式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和 c(OH－)的相对大小。
2．pH的测定方法
(1)酸碱指示剂法：该法只能测出pH的大致范围，常见指示剂变色范围见下表。
(2)pH试纸法：把一小片pH试纸放在一洁净的玻璃片或表面皿上，用 eq \(□,\s\up1(7)) ____________蘸取待测溶液点在pH试纸中央，试纸变色后，与 eq \(□,\s\up1(8)) ____________________对照即可确定溶液的pH。
(3)pH计测定法。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) ＞ eq \(□,\s\up1(2)) ＜ eq \(□,\s\up1(3)) ＝ eq \(□,\s\up1(4)) ＝ eq \(□,\s\up1(5)) ＜ eq \(□,\s\up1(6)) ＞
eq \(□,\s\up1(7)) 玻璃棒 eq \(□,\s\up1(8)) 标准比色卡
[易错秒判]
(1)pH＝7的溶液一定显中性( )
(2)c(H＋)＝ eq \r(Kw) 的溶液一定显中性( )
(3)用广泛pH试纸测得0.10 ml·L－1 NH4Cl溶液的pH＝5.2( )
(4)用pH试纸测定氯水的pH为6( )
(5)用湿润的pH试纸测定盐酸和醋酸的pH，醋酸的误差更大( )
答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)×
一、混合溶液酸碱性的判断
1．判断常温下，两种溶液混合后溶液的酸碱性(填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合：________。
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合：________。
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合：________。
(4)pH＝2的HCl溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合：________。
(5)pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合：________。
(6)pH＝2的HCl溶液和pH＝12的NH3·H2O溶液等体积混合：________。
答案：(1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性 (6)碱性
二、溶液稀释、混合的pH计算
2．计算25 ℃时下列溶液的pH，忽略溶液混合时体积的变化。
(1)0.005 ml·L－1的H2SO4溶液的pH＝________。
(2)0.001 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝________。
(3)pH＝2的盐酸加水稀释到1 000倍，溶液的pH＝________。
(4)将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝________(lg 2≈0.3)。
(5)将0.1 ml·L－1氢氧化钠溶液与0.06 ml·L－1硫酸溶液等体积混合，溶液的pH＝________。
答案：(1)2 (2)11 (3)5 (4)9.7 (5)2
3．按要求回答下列问题(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)。
(1)pH＝3的硝酸和pH＝12的氢氧化钡溶液以体积比9∶1混合，混合溶液的pH＝________。
(2)在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，若溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是________。
(3)将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则 eq \f(Va,Vb) ＝________。
解析：(1)pH＝3的硝酸溶液中c(H＋)＝10－3 ml·L－1，pH＝12的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝ eq \f(10－14,10－12) ml·L－1＝10－2 ml·L－1，二者以体积比9∶1混合，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，混合溶液中c(OH－)＝ eq \f(10－2 ml·L－1×1－10－3 ml·L－1×9,9＋1) ＝1×10－4 ml·L－1，c(H＋)＝ eq \f(Kw,c(OH－)) ＝ eq \f(1×10－14,1×10－4) ml·L－1＝1×10－10 ml·L－1，故pH＝10。
(2)设氢氧化钡溶液的体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2＋)＝n(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )，由Ba(OH)2＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为 n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝5×10－3V1 ml，根据题意有 eq \f(5×10－3V1 ml,(V1＋V2) L) ＝1×10－3 ml·L－1，V1∶V2＝1∶4。
(3)pH＝a的NaOH溶液中c(OH－)＝10a－14 ml·L－1，pH＝b的稀盐酸中c(H＋)＝10－b ml·L－1，根据中和反应H＋＋OH－===H2O知，c(OH－)·Va＝c(H＋)·Vb， eq \f(Va,Vb) ＝ eq \f(c(H＋),c(OH－)) ＝ eq \f(10－b ml·L－1,10a－14 ml·L－1) ＝1014－(a＋b)，又a＋b＝13，故 eq \f(Va,Vb) ＝10。
答案：(1)10 (2)1∶4 (3)10
[思维建模]
溶液pH计算的一般思维模型
实验活动(四) 酸碱中和滴定及拓展应用
一、酸碱中和滴定
1．实验原理
(1)用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)，根据中和反应的等量关系来测定碱(或酸)的浓度。
(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化，表示反应已完全，指示滴定终点。
2．实验操作
(1)主要仪器。
(2)滴定前准备。
(3)滴定操作。
(4)滴定终点。
滴入最后半滴标准溶液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，停止滴定，并记录标准溶液的体积。
(5)数据处理。
按上述操作重复 eq \(□,\s\up1(15)) ________次，根据每次所用标准溶液的体积计算待测液的物质的量浓度，最后求出待测液的物质的量浓度的 eq \(□,\s\up1(16)) ____________。
3．滴定曲线
以0.100 0 ml·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml·L－1盐酸为例
4．误差分析
分析依据：cB＝ eq \f(cA·VA,VB) (VB表示准确量取的待测液的体积、cA表示标准溶液的浓度)。
若VA偏大，则cB eq \(□,\s\up1(17)) ________；若VA偏小，则cB eq \(□,\s\up1(18)) ________。
二、酸碱中和滴定的拓展应用
1．氧化还原滴定
(1)原理：以氧化剂或还原剂为滴定剂，直接滴定一些具有还原性或氧化性的物质，或者间接滴定一些本身并没有还原性或氧化性，但能与某些还原剂或氧化剂反应的物质。
(2)试剂：常见用于滴定的氧化剂有KMnO4、K2Cr2O7等；常见用于滴定的还原剂有亚铁盐、草酸、维生素C、Na2S2O3等。
(3)指示剂：如KMnO4溶液可自身指示滴定终点，淀粉可用作碘量法的指示剂。
2．沉淀滴定
(1)概念：利用沉淀反应进行滴定、测量的方法。常见的沉淀滴定为银量法，即利用Ag＋与卤素离子的反应来测定Cl－、Br－、I－浓度。
(2)原理：沉淀滴定所用的指示剂本身就是一种沉淀剂，滴定剂与被滴定物反应的生成物的溶解度要比滴定剂与指示剂反应的生成物的溶解度小。如用 AgNO3溶液测定溶液中Cl－的含量时常以CrO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 为指示剂(AgCl比Ag2CrO4更难溶)。
[答案自填] eq \(□,\s\up1(1)) 上 eq \(□,\s\up1(2)) 0.01 eq \(□,\s\up1(3)) 酸式 eq \(□,\s\up1(4)) 碱 eq \(□,\s\up1(5)) 碱式
eq \(□,\s\up1(6)) 酸性 eq \(□,\s\up1(7)) 强氧化性 eq \(□,\s\up1(8)) 活塞 eq \(□,\s\up1(9)) 蒸馏水 eq \(□,\s\up1(10)) 待装液
eq \(□,\s\up1(11)) “0”刻度以上2～3 mL eq \(□,\s\up1(12)) 控制滴定管活塞 eq \(□,\s\up1(13)) 摇动锥形瓶 eq \(□,\s\up1(14)) 锥形瓶内溶液颜色变化 eq \(□,\s\up1(15)) 2～3 eq \(□,\s\up1(16)) 平均值
eq \(□,\s\up1(17)) 偏大 eq \(□,\s\up1(18)) 偏小
一、酸碱中和滴定的实验操作
1．现用酸碱中和滴定来测定某NaOH溶液的浓度。
(1)滴定：用________式滴定管盛装c ml·L－1盐酸标准液。如图表示下表中第2次滴定时50 mL滴定管中前后液面的位置，此次滴定结束后的读数为________mL，可用________作为指示剂。
(2)排出碱式滴定管中气泡的方法应采用下图________(填“甲”“乙”或“丙”)的操作，然后挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
(3)有关数据记录见下表：
根据所给数据，写出计算NaOH溶液的物质的量浓度的表达式：________________________________________(不必化简)。
答案：(1)酸 24.90 酚酞(或甲基橙)
(2)丙
(3) eq \f(\f(25.30×10－3 L×c ml·L－1,V×10－3 L)＋\f(25.35×10－3 L×c ml·L－1,V×10－3 L),2)
二、酸碱中和滴定的误差分析
2．以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例，分析实验误差(填“偏低”“偏高”或“无影响”)。
答案：偏高 偏高 偏低 无影响 偏低 偏低 偏高 偏低 无影响 偏低 偏高
三、酸碱中和滴定的拓展应用
3．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a g，加水溶解，配制成100 mL溶液。②取25.00 mL溶液于锥形瓶中，用0.020 0 ml·L－1 KMnO4标准溶液(酸性)进行滴定，滴定结束后消耗KMnO4溶液的体积为V mL。
(1)滴定过程中发生反应的离子方程式为________________________________；
测得该样品中NaNO2的质量分数为_____________________________。
(2)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)滴定过程中发生反应的离子方程式为5NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋6H＋===5NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2Mn2＋＋3H2O；根据反应可得关系式：5NaNO2～2KMnO4，n(NaNO2)＝ eq \f(5,2) n(KMnO4)＝ eq \f(5,2) ×0.020 0 ml·L－1×10－3 V L＝5×10－5V ml，故a g样品中NaNO2的物质的量为 eq \f(5×10－5V ml,25.00 mL) ×100 mL＝2×10－4V ml，该样品中NaNO2的质量分数为 eq \f(2×10－4V ml×69 g·ml－1,a g) ×100%＝ eq \f(1.38V,a) %。
(2)若滴定过程中刚出现颜色变化就停止滴定，则KMnO4的用量偏少，测定结果偏小。
答案：(1)5NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(2)) ＋2MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋6H＋===5NO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(3)) ＋2Mn2＋＋3H2O eq \f(1.38V,a) % (2)偏小
4．硫酰氯(SO2Cl2)可用于有机合成和药物制造等。已知SO2Cl2遇水能发生剧烈反应并产生白雾。
测定产品中SO2Cl2的含量，实验步骤如下：
①取1.5 g产品加入足量Ba(OH)2溶液，充分振荡、过滤、洗涤，将所得溶液均放入锥形瓶中；
②向锥形瓶中加入硝酸酸化，再加入0.200 0 ml·L－1的AgNO3溶液100.00 mL；
③向其中加入2 mL硝基苯，用力摇动，使沉淀表面被有机化合物覆盖；
④加入NH4Fe(SO4)2指示剂，用0.100 0 ml·L－1NH4SCN溶液滴定过量Ag＋，终点时所用体积为10.00 mL。
已知：Ksp(AgCl)＝3.2×10－10，Ksp (AgSCN)＝2×10－12。
(1)滴定终点的现象为___________________________________________。
(2)产品中SO2Cl2的质量分数为________；若步骤③不加入硝基苯，则所测SO2Cl2含量将________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
解析：(2)过量的Ag＋的物质的量为0.100 0 ml·L－1×10.00×10－3 L＝10－3 ml，沉淀Cl－消耗Ag＋的物质的量为(0.200 0×100.00×10－3－10－3) ml＝0.019 ml，
SO2Cl2～2Cl－～2Ag＋，n(SO2Cl2)＝ eq \f(1,2) ×0.019 ml＝0.009 5 ml，m(SO2Cl2)＝1.282 5 g，产品中SO2Cl2的质量分数为 eq \f(1.282 5 g,1.5 g) ×100%＝85.5%；若步骤③中不加入硝基苯保护AgCl，AgCl可转化为AgSCN，致使消耗的NH4SCN溶液体积偏大，计算出剩余的Ag＋的物质的量偏大，Cl－的物质的量偏小，SO2Cl2的含量偏低。
答案：(1)溶液变为红色，且半分钟内不恢复原来的颜色
(2)85.5% 偏低
1．(2022·新高考山东卷)实验室用基准Na2CO3配制标准溶液并标定盐酸浓度，应选甲基橙为指示剂，并以盐酸滴定Na2CO3标准溶液。下列说法错误的是( )
A．可用量筒量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中
B．应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液
C．应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体
D．达到滴定终点时溶液显橙色
解析：选A。A．量筒的精确度不高，滴定时不可用量筒量取Na2CO3标准溶液，应该用碱式滴定管或移液管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中，A说法错误；B．Na2CO3溶液显碱性，盛放Na2CO3溶液的容器不能用玻璃塞，以防碱性溶液腐蚀玻璃产生有黏性的硅酸钠而将瓶塞粘住，故应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液，B说法正确；C．Na2CO3有吸水性和一定的腐蚀性，故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体，C说法正确；D．Na2CO3溶液显碱性，甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色，当滴入最后半滴盐酸时，溶液由黄色突变为橙色且半分钟内不变色，故达到滴定终点时溶液显橙色，D说法正确。
2．(2023·新高考重庆卷)(NH4)2SO4溶解度随温度变化的曲线如下图所示。关于各点对应的溶液，下列说法正确的是( )
A．M点Kw等于N点Kw
B．M点pH大于N点pH
C．N点降温过程中有2个平衡发生移动
D．P点c(H＋)＋c(NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )＋c(NH3·H2O)＝c(OH－)＋2c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )
解析：选B。A．温度升高，水的电离程度增大，故M点Kw小于N点Kw，A错误；B．升高温度，促进铵根离子的水解，且N点铵根离子浓度更大，水解生成的氢离子浓度更大，N点酸性更强，故M点pH大于N点pH，B正确；C．N点降温过程中有水的电离平衡、铵根离子的水解平衡、硫酸铵的沉淀溶解平衡3个平衡发生移动，C错误；D．P点为硫酸铵的不饱和溶液，由电荷守恒可得，c(H＋)＋c(NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) )＝c(OH－)＋2c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )，D错误。
3．(2022·新高考江苏卷)实验中需要测定溶液中Ce3＋的含量。已知水溶液中Ce4＋可用准确浓度的(NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定。以苯代邻氨基苯甲酸为指示剂，滴定终点时溶液由紫红色变为亮黄色，滴定反应为Fe2＋＋Ce4＋===Fe3＋＋Ce3＋。请补充完整实验方案：①准确量取 25.00 mL Ce3＋溶液[c(Ce3＋)约为0.2 ml·L－1]，加氧化剂将Ce3＋完全氧化并去除多余氧化剂后，用稀硫酸酸化，将溶液完全转移到250 mL 容量瓶中后定容；②按规定操作分别将 0.020 00 ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2和待测Ce4＋溶液装入如图所示的滴定管中；③___________________________________________________________________
__________________________________________________________________。
答案：从左侧滴定管中放出一定体积的待测Ce4＋溶液，加入指示剂苯代邻氨基苯甲酸，用0.020 00 ml·L－1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液滴定，当滴入最后半滴标准液时，溶液由紫红色变为亮黄色，即达到滴定终点，记录标准液的体积
课时跟踪练
[基础巩固]
1．水是生命之源，下列叙述不正确的是( )
A．水是弱电解质，其电离方程式为2H2O⇌H3O＋＋OH－
B．向水中加入少量硫酸氢钠固体， eq \f(c(H＋),c(OH－)) 增大
C．在蒸馏水中滴加浓硫酸，Kw不变，c(H＋)增大
D．向水中滴入少量NaOH溶液，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)减小
解析：选C。A．水是弱电解质，不完全电离，电离方程式为2H2O⇌H3O＋＋OH－，故A正确；B．向水中加入少量硫酸氢钠固体，c(H＋)增大，水的电离平衡逆向移动， eq \f(c(H＋),c(OH－)) 增大，故B正确；C．在蒸馏水中滴加浓硫酸，c(H＋) 增大，温度升高，Kw增大，故C错误；D．向水中滴入少量NaOH溶液，c(OH－) 增大，水的电离平衡逆向移动，c(H＋) 减小，故D正确。
2．(2024·茂名调研)下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是( )
A．室温下，溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强
B．pH＜7的溶液可能呈中性
C．当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更方便
D．把pH试纸直接插入待测溶液中测其pH
解析：选D。用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入待测溶液中，正确的做法为取一小片pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读取数据，D项错误。
3．下列对几种具体的滴定分析(待测液置于锥形瓶内)中所用指示剂及滴定终点时的溶液颜色判断不正确的是( )
A．用标准酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液以测量其浓度：不用另选指示剂——浅红色
B．利用Ag＋＋SCN－===AgSCN↓，可用标准KSCN溶液测量AgNO3溶液浓度：Fe(NO3)3——红色
C．利用2Fe3＋＋2I－===I2＋2Fe2＋，用标准FeCl3溶液测量KI样品中KI的百分含量：淀粉——蓝色
D．利用OH－＋H＋===H2O，用标准NaOH溶液来测量某盐酸的浓度：酚酞——浅红色
解析：选C。Na2SO3可使酸性KMnO4溶液褪色，当达到滴定终点时，溶液颜色由无色变为浅红色，不用另选指示剂，A正确；用 Fe(NO3)3作为指示剂，达到滴定终点时，Fe3＋与SCN－反应生成Fe(SCN)3，溶液变为红色，B正确；Fe3＋与I－反应生成I2，淀粉遇I2变为蓝色，用淀粉作为指示剂，溶液始终为蓝色，无法判定滴定终点，C不正确；盐酸中加入酚酞，溶液为无色，当达到滴定终点时，酚酞遇碱会变为浅红色，D正确。
4．某温度时水的离子积常数Kw＝10－13，在此温度下将同浓度的NaOH溶液与稀硫酸按体积比 3∶1混合，若所得混合液的pH＝12，则原溶液的浓度为( )
A．0.4 ml·L－1 B．0.2 ml·L－1
C．0.04 ml·L－1 D．0.5 ml·L－1
解析：选A。某温度时水的离子积常数Kw＝10－13，设NaOH溶液与稀硫酸的浓度为c，体积分别为3V和V，NaOH溶液中c(OH－)＝c，稀硫酸中c(H＋)＝2c，所得混合液的pH＝12，即c(H＋)＝10－12 ml·L－1，c(OH－)＝ eq \f(Kw,c(H＋)) ＝ eq \f(10－13,10－12) ml·L－1＝0.1 ml·L－1，碱过量，混合后c(OH－)＝ eq \f(3cV－2cV,3V＋V) ＝0.1 ml·L－1，解得c＝0.4 ml·L－1。
5．用标准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，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 NaOH溶液，放入锥形瓶后，把碱式滴定管尖嘴液滴吹去
解析：选C。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，会导致测定结果偏高；B．用蒸馏水洗净锥形瓶，再用NaOH溶液润洗后装入一定体积的NaOH溶液，会使NaOH的量偏多，会导致测定结果偏高；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的量不变，不会引起实验误差；D．取10.00 mL 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，会导致测定结果偏低。
6.在不同温度下，水溶液中pH和pOH的关系如图所示。下列说法一定正确的是( )
A．水的电离程度：B>A>D
B．1 ml·L－1 Na2SO4溶液不可能处于B点
C．向C点水溶液中通入HCl，C点变为E点
D．0.1 ml·L－1 NaHA溶液的pH和pOH的关系如图中E点所示，此时溶液中：c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)
解析：选D。由题图可知，A、B点pH＝pOH，可得c(H＋)＝c(OH－)，故A、B点溶液均显中性，同理C、D点溶液显碱性，E点溶液显酸性。B点的pH、pOH均小于A点的，B点的Kw大于A点的Kw，故B点的温度高于A点的温度，A、B、D点溶液若不涉及盐类水解，则水的电离程度：B>A>D，若涉及盐类水解，则无法判断，A选项错误；Na2SO4溶液呈中性，由分析可知，B点是中性溶液，即1 ml·L－1 Na2SO4溶液可能处于B点，B选项错误；C点和E点所处温度不同，水的离子积Kw不同，所以向C点水溶液通入HCl，C点不能变为E点，C选项错误；E点溶液显酸性，NaHA溶液中，HA－的电离(HA－⇌H＋＋A2－)程度大于水解(HA－＋H2O⇌H2A＋OH－)程度，故c(A2－)>c(H2A)，电离和水解均很微弱，c(HA－) 最大，故c(HA－)>c(A2－)>c(H2A)，D选项正确。
7．(2024·珠海月考)实验室常用基准物质Na2C2O4标定KMnO4溶液的浓度。将Na2C2O4溶液置于锥形瓶中，并加入稀硫酸，反应时温度不宜过高。为增大初始速率，常滴加几滴MnSO4溶液。下列说法错误的是( )
A．应选用碱式滴定管量取Na2C2O4溶液
B．加MnSO4溶液的作用是作为催化剂
C．若溶液温度过高、酸性过强，生成的草酸易分解，将导致测定结果偏高
D．已知4MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋12H＋===4Mn2＋＋5O2↑＋6H2O，若初期滴加过快、温度过高，发生该反应，将导致测定结果偏高
解析：选D。A．Na2C2O4为强碱弱酸盐，溶液呈碱性，所以应选用碱式滴定管量取Na2C2O4溶液，A正确；B．为增大初始速率，常滴加几滴MnSO4溶液，表明MnSO4能增大反应速率，从而说明MnSO4溶液的作用是作为催化剂，B正确；C．若溶液温度过高、酸性过强，生成的草酸易分解，从而导致滴定所用Na2C2O4溶液的体积偏大，KMnO4溶液的浓度测定值偏高，C正确；D．若初期滴加过快、温度过高，则将发生反应4MnO eq \\al(\s\up1(－),\s\d1(4)) ＋12H＋===4Mn2＋＋5O2↑＋6H2O，从而使滴定所用Na2C2O4溶液的体积偏小，KMnO4溶液的浓度测定结果偏低，D错误。
8.常温下，将一定浓度的HCl溶液滴入pH＝12的MOH溶液中，溶液的pH与粒子浓度比值的对数关系如右图所示。下列叙述错误的是( )
A．MOH的电离常数：
Kb(MOH)＝1×10－4
B．a点溶液中c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(M＋)) ＝c(MOH)>c eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(Cl－)) >c(OH－)
C．水的电离程度：aD．将c点溶液加水稀释，c点向b点移动
解析：选D。A．由题图可知，a点时，lg eq \f(c(M＋),c(MOH)) ＝0，即 eq \f(c(M＋),c(MOH)) ＝1，pH＝10，c(OH－)＝1×10－4 ml·L－1，故Kb(MOH)＝ eq \f(c(M＋)·c(OH－),c(MOH)) ＝1×10－4，故A正确；B．根据a点时lg eq \f(c(M＋),c(MOH)) ＝0可知，c(M＋)＝c(MOH)，又因为pH＝10，c(OH－)>c(H＋)，再结合电荷守恒得出c(M＋)>c(Cl－)，a点溶液pH＝10，c(OH－)＝1×10－4 ml·L－1，起始时溶液pH＝12，c(Cl－)＝c(OH－)pH＝12－c(OH－)pH＝10＝(10－2－10－4) ml·L－1，得c(OH－)c(Cl－)>c(OH－)，故B正确；C．a→c的过程中，水的电离程度逐渐增大，当MOH全部转化为MCl时，水的电离程度最大，故C正确；D．c点溶液呈中性，加水稀释，pH不变，故D错误。
9．(1)不同温度下水的离子积为25 ℃：1×10－14；t1 ℃：a；t2 ℃：1×10－12。请回答下列问题：
①若25＜t1＜t2，则a________(填“＞”“＜”或“＝”)1×10－14，做此判断的理由是____________________________________________。
②25 ℃时，某Na2SO4溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝5×10－4 ml/L，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝________。
③在t2℃下测得某溶液pH＝7，该溶液显______(填“酸”“碱”或“中”)性。
(2)在一定温度下，有a.醋酸、b.硫酸、c.盐酸三种酸。
①当三种酸的物质的量浓度相同时，三种酸溶液中水的电离程度由大到小的顺序是________(用a、b、c表示，下同)。
②将c(H＋)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H＋)由大到小的顺序是_______________________________________________________________。
解析：(1)①H2O是弱电解质，存在电离平衡，电离吸热，所以温度升高，水的电离程度增大，离子积增大。②25 ℃ 时，某 Na2SO4溶液中c(SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) )＝5×10－4 ml/L，c(Na＋)＝1×10－3 ml/L，如果稀释10倍，c(Na＋)＝1×10－4 ml/L，但硫酸钠溶液显中性，所以稀释后溶液中c(Na＋)∶c(OH－)＝10－4 ml/L∶10－7 ml/L＝1 000∶1。③t2 ℃下水的离子积是1×10－12，所以在该温度下，pH＝6时溶液显中性，因此pH＝7的溶液显碱性。(2)①盐酸是一元强酸，硫酸是二元强酸，醋酸是一元弱酸，所以当三种酸的物质的量浓度相同时，溶液中c(H＋)由大到小的顺序是b>c>a，氢离子浓度越大，水的电离程度越小，三种酸溶液中水的电离程度由大到小的顺序为a>c>b。②在稀释过程中会促进醋酸电离，所以氢离子的物质的量增加，氢离子的浓度变化程度小，硫酸和盐酸中氢离子的物质的量不变且相等，所以c(H＋)由大到小的顺序为a>b＝c。
答案：(1)①＞ 温度升高，水的电离程度增大，离子积增大 ②1 000∶1 ③碱
(2)①a＞c＞b ②a＞b＝c
[素养提升]
10．常温下，向20 mL 1.0 ml·L－1 HA溶液中逐滴加入1.0 ml·L－1的NaOH溶液，溶液中水电离出的c水(H＋)随加入NaOH溶液体积的变化如下图所示。下列说法不正确的是( )
A．HA的电离平衡常数约为10－8
B．b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL
C．c点溶液中离子浓度的大小关系为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)
D．d点溶液的pH＝7
解析：选D。当NaOH和HA恰好完全反应生成NaA时，水的电离程度最大，对应的为c点，溶液显碱性，故b点为HA和NaA的混合溶液，溶液显中性，d点为NaA和NaOH的混合溶液，溶液显碱性。A．a点表示1.0 ml·L－1 HA溶液中水电离出的c水(H＋)＝10－10 ml·L－1，c(OH－)＝10－10 ml·L－1，所以溶液中c(H＋)＝10－4 ml·L－1，HA的电离平衡常数Ka＝ eq \f(c(H＋)·c(A－),c(HA)) ≈ eq \f(10－4×10－4,1.0) ＝10－8，故A正确；B．当加入10 mL NaOH溶液时，所得溶液为等物质的量浓度的NaA和HA溶液，HA的电离常数为10－8，A－的水解常数为 eq \f(10－14,10－8) ＝10－6，A－的水解程度大于HA的电离程度，此时溶液显碱性，而b点溶液显中性，故b点时加入NaOH溶液的体积小于10 mL，故B正确；C．c点恰好为NaA溶液，A－水解使溶液显碱性，此时溶液中离子浓度的大小关系为c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)，故C正确；D．d点溶液显碱性，pH＞7，故D错误。
11．某学习小组用“间接碘量法”测定某CuCl2晶体试样的纯度，试样不含其他能与I－发生反应的氧化性杂质，已知：2Cu2＋＋4I－===2CuI↓＋I2，I2＋2S2O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ===S4O eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(6)) ＋2I－。取m g试样溶于水，加入过量KI固体，充分反应，用0.100 0 ml·L－1 Na2S2O3标准溶液滴定，部分实验仪器和读数如下图所示。下列说法正确的是( )
A．试样在容量瓶中溶解，滴定管选乙
B．选用淀粉作为指示剂，当甲中溶液由无色变为蓝色时，即达到滴定终点
C．丁图中，滴定前滴定管的读数为(a－0.50) mL
D．对装有待测液的滴定管读数时，若滴定前后读数方式如丁图所示，则测得的结果偏大
解析：选D。A．试样应该在烧杯中溶解，Na2S2O3为强碱弱酸盐，水解显碱性，滴定管选碱式滴定管，即滴定管选丙，故A错误；B．用硫代硫酸钠标准溶液滴定碘单质，利用淀粉遇碘单质变蓝，可以选择淀粉作为指示剂，当溶液的蓝色褪去，且30 s内不恢复蓝色，即达到滴定终点，故B错误；C．根据题图可知，滴定前，滴定管的读数应为(a＋0.50) mL，故C错误；D．对装有待测液的滴定管读数时，若滴定前后读数方式如丁图所示，读取的待测液体积偏小，则测得的CuCl2的质量分数会偏大，故D正确。
12.25 ℃时，用0.10 ml/L的氨水滴定10.00 mL 0.05 ml/L H2A溶液，加入氨水的体积(V)与溶液中lg eq \f(c(H＋),c(OH－)) 的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法不正确的是( )
A．A点溶液的pH＝1
B．由图中数据可知，H2A为弱酸
C．B点由水电离出的H＋浓度为1.0×10－6 ml/L
D．水的电离程度：B＞C＞A
解析：选B。A．A点lg eq \f(c(H＋),c(OH－)) ＝12、c(OH－)·c (H＋)＝10－14，即c (H＋)＝0.1 ml/L，pH＝－lg c (H＋)＝1，A正确；B．由A 项分析可知，A点c(H＋)＝0.1 ml/L＝2c(H2A)，H2A在水溶液中能完全电离，所以H2A为二元强酸，B错误；C．B点时酸碱恰好完全反应生成(NH4)2A，NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 水解促进水的电离，此时lg eq \f(c(H＋),c(OH－)) ＝2、c(OH－)·c (H＋) ＝10－14，即c(H＋)＝10－6 ml/L，B点由水电离出的H＋浓度为1.0×10－6 ml/L，C正确；D．A点是0.05 ml/L 的H2A 溶液，抑制水的电离，B点为(NH4)2A溶液，NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 水解促进水的电离，C点为NH3·H2O、(NH4)2A的混合溶液，lg eq \f(c(H＋),c(OH－)) ＝－4，计算得c(H＋)＝10－9 ml/L，溶液呈碱性，NH3·H2O对水的电离的抑制作用大于 NH eq \\al(\s\up1(＋),\s\d1(4)) 水解对水的电离的促进作用，即抑制水的电离，但NH3·H2O 是弱电解质，其对水的电离的抑制作用小于A点H＋对水的电离的抑制作用，故水的电离程度为B＞C＞A，D正确。
13．(2022·新高考河北卷)某研究小组为了更准确检测香菇中添加剂亚硫酸盐的含量，设计实验如下。
①三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水；锥形瓶中加入125 mL水、1 mL淀粉溶液，并预加0.30 mL 0.010 00 ml·L－1 的碘标准溶液，搅拌。
②以0.2 L·min－1流速通氮气，再加入过量磷酸，加热并保持微沸，同时用碘标准溶液滴定，至终点时滴定消耗了1.00 mL碘标准溶液。
③做空白实验，消耗了0.10 mL碘标准溶液。
④用适量Na2SO3替代香菇样品，重复上述步骤，测得SO2的平均回收率为95%。
已知：Ka1(H3PO4)＝6.9×10－3，Ka1(H2SO3)＝1.4×10－2。
回答下列问题。
(1)装置中仪器a、b的名称分别为____________、______________。
(2)三颈烧瓶适宜的规格为________(填标号)。
A．250 mLB．500 mL
C．1 000 mL
(3)解释加入H3PO4，能够生成SO2的原因：__________________________。
(4)滴定管在使用前需要________、洗涤、润洗；滴定终点时溶液的颜色为________；滴定反应的离子方程式为___________________________。
(5)若先加磷酸再通氮气，会使测定结果________(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
(6)该样品中亚硫酸盐的含量为___________________________________mg·kg－1
(以SO2计，结果保留三位有效数字)。
解析：(1)仪器a、b的名称分别为球形冷凝管和酸式滴定管。
(2)三颈烧瓶中加入10.00 g香菇样品和400 mL水，向其中加入H3PO4的体积不超过10 mL。在加热时，三颈烧瓶中的液体不能超过其容积的 eq \f(2,3) ，因此，三颈烧瓶适宜的规格为1 000 mL。
(3)Ka1(H3PO4)与Ka1(H2SO3)相差不大，H3PO4与亚硫酸盐反应存在平衡：H3PO4＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ⇌HPO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋H2SO3、H2SO3⇌H2O＋SO2，加热使SO2不断逸出，促进反应向生成SO2的方向进行。
(4)滴定管在使用前需要检漏、洗涤、润洗；滴定前，溶液中的碘被SO2还原为碘离子，溶液的颜色为无色，滴定终点时，过量的半滴碘标准溶液使淀粉溶液变为蓝色且半分钟内不变色，因此，滴定终点时溶液的颜色为蓝色；滴定反应的离子方程式为I2＋SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 。
(5)若先加磷酸再通氮气，则不能将装置中的空气及时排出，有部分亚硫酸盐和SO2被装置中的氧气氧化，碘标准溶液的消耗量将减少，因此会使测定结果偏低。
(6)实验中SO2消耗的碘标准溶液的体积为0.30 mL＋1.00 mL＝1.30 mL，减去空白实验消耗的 0.10 mL，实际消耗碘标准溶液的体积为1.20 mL，根据反应I2＋SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) 可以得出n(SO2)＝n(I2)＝1.20×10－3L×0.010 00 ml· L－1＝1.20×10－5 ml，由于SO2的平均回收率为95%，实际生成的n(SO2)＝ eq \f(1.20×10－5 ml,95%) ≈1.263×10－5 ml，根据S元素守恒可知，该样品中亚硫酸盐的含量(以SO2计)为
eq \f(1.263×10－5 ml×64 g·ml－1×1 000 mg·g－1,10.00 g×10－3 kg·g－1) ≈80.8 mg·kg－1。
答案：(1)球形冷凝管 酸式滴定管
(2)C
(3)Ka1(H3PO4)与Ka1(H2SO3)相差不大，H3PO4与亚硫酸盐反应存在平衡：H3PO4＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(3)) ⇌HPO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4)) ＋H2SO3、H2SO3⇌H2O＋SO2，加热使SO2不断逸出，促进反应向生成SO2的方向进行
(4)检漏 蓝色 I2＋SO2＋2H2O===2I－＋4H＋＋SO eq \\al(\s\up1(2－),\s\d1(4))
(5)偏低
(6)80.8改变条件
平衡移
动方向
c(OH－)
c(H＋)
Kw
水的电
离程度
通入HCl(g)
eq \(□,\s\up1(7)) __
eq \(□,\s\up1(8)) __
eq \(□,\s\up1(9)) __
eq \(□,\s\up1(10)) __
eq \(□,\s\up1(11)) __
加入NaOH(s)
eq \(□,\s\up1(12)) __
eq \(□,\s\up1(13)) __
eq \(□,\s\up1(14)) __
eq \(□,\s\up1(15)) __
eq \(□,\s\up1(16)) __
加入可水解的盐
Na2CO3(s)
eq \(□,\s\up1(17)) __
eq \(□,\s\up1(18)) __
eq \(□,\s\up1(19)) __
eq \(□,\s\up1(20)) __
eq \(□,\s\up1(21)) __
NH4Cl(s)
eq \(□,\s\up1(22)) __
eq \(□,\s\up1(23)) __
eq \(□,\s\up1(24)) __
eq \(□,\s\up1(25)) __
eq \(□,\s\up1(26)) __
温度
升温
eq \(□,\s\up1(27)) __
eq \(□,\s\up1(28)) __
eq \(□,\s\up1(29)) __
eq \(□,\s\up1(30)) __
eq \(□,\s\up1(31)) __
降温
eq \(□,\s\up1(32)) __
eq \(□,\s\up1(33)) __
eq \(□,\s\up1(34)) __
eq \(□,\s\up1(35)) __
eq \(□,\s\up1(36)) __
其他，如加入Na
eq \(□,\s\up1(37)) __
eq \(□,\s\up1(38)) __
eq \(□,\s\up1(39)) __
eq \(□,\s\up1(40)) __
eq \(□,\s\up1(41)) __
溶液的酸碱性
c(H＋)与c(OH－)比较
常温下溶液pH
酸性溶液
c(H＋) eq \(□,\s\up1(1)) ____c(OH－)
eq \(□,\s\up1(2)) ____7
中性溶液
c(H＋) eq \(□,\s\up1(3)) ______c(OH－)
eq \(□,\s\up1(4)) ____7
碱性溶液
c(H＋) eq \(□,\s\up1(5)) ____c(OH－)
eq \(□,\s\up1(6)) ____7
指示剂
变色范围(pH)
石蕊
＜5红色
5～8紫色
＞8蓝色
甲基橙
＜3.1红色
3.1～4.4橙色
＞4.4黄色
酚酞
＜8.2无色
8.2～10浅红色
＞10红色
滴定
序号
待测液体
积/mL
所消耗盐酸标准液的体积/mL
滴定前
滴定后
消耗的体积
1
V
0.50
25.80
25.30
2
V
—
—
—
3
V
6.00
31.35
25.35
步骤
操作
c(NaOH)
洗涤
未用标准溶液润洗酸式滴定管
锥形瓶用待测溶液润洗
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管
锥形瓶洗净后瓶内还残留少量蒸馏水
取液
取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束后气泡消失
滴定
滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又变红
滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失
滴定过程中振荡时有液滴溅出
滴定过程中，向锥形瓶内加少量蒸馏水
读数
滴定前仰视读数或滴定后俯视读数
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数