2020高考化学一轮复习第八章水溶液中的离子平衡课时作业22水的电离和溶液的酸碱性（含解析） 练习

课时作业22　水的电离和溶液的酸碱性

时间：45分钟

1．(2019·福建厦门质检)下列微粒不会影响水的电离平衡的是(　A　)

解析：代表Na＋，是强碱NaOH对应的阳离子，不发生水解，故不影响水的电离，A正确；S2－易发生水解反应而促进水的电离，B错误；HClO属于弱酸，部分电离产生H＋和ClO－，抑制水的电离，C错误；代表CH3COOH，部分电离产生H＋和CH3COO－，抑制水的电离，D错误。

2．(2019·广东顺德模拟)下列关于水的说法中正确的是(　A　)

A．在任何条件下，纯水都呈中性

B．在任何温度下，纯水的pH＝7

C．在90 ℃时，纯水中c(H＋)<1×10－7 mol·L－1

D．向纯水中加入少量NaOH固体，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低

解析：据水的电离方程式H2OH＋＋OH－可知，水电离产生的c(H＋)和c(OH－)始终相等，故纯水都呈中性，A正确；升高温度，促进水的电离，电离产生的c(H＋)和c(OH－)均增大，则纯水的pH增大，B错误；升高温度，促进水的电离，电离产生的c(H＋)和c(OH－)均增大，则90 ℃时纯水中c(H＋)>1×10－7 mol·L－1，C错误；向纯水中加入少量NaOH固体，溶液中c(OH－)增大，水的电离平衡逆向移动，D错误。

3．(2019·天津河西区模拟)已知40 ℃时水的离子积常数为KW。该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，该溶液呈中性时，下列叙述不正确的是   (　A　)

A．a＝b，pH＝7

B．混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)

C．混合溶液中c(B＋)＝c(A－)

D．混合溶液中c(OH－)＝ mol·L－1

解析：40 ℃时水的离子积常数KW>1.0×10－14，溶液呈中性时，pH<7，故pH＝7的溶液呈碱性，A错误；混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，B正确；混合溶液呈电中性，据电荷守恒可得c(B＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，若溶液中，c(B＋)＝c(A－)，故c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，C正确；在水溶液中，KW＝c(H＋)·c(OH－)，将c(OH－)＝ mol·L－1代入可得c(H＋)＝ mol·L－1，此时c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，D正确。

4．(2019·福建永春一中等四校联考)常温下，0.1 mol·L－1某一元酸(HA)溶液中＝1.0×10－8，则下列叙述中正确的是(　D　)

A．该一元酸溶液的pH＝1

B．该溶液中由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－3 mol·L－1

C．该溶液中水的离子积常数为1.0×10－22

D．用0.1 mol·L－1 NaOH溶液V1 L与V2 L 0.1 mol·L－1该一元酸(HA)溶液混合，若混合溶液的pH＝7，则V1<V2

解析：常温下KW＝1×10－14,0.1 mol·L－1HA溶液中＝1.0×10－8，则有c(H＋)＝1.0×10－3 mol·L－1，故HA溶液的pH＝3，A错误；HA溶液中OH－全部来源于水的电离，则水电离出的c(H＋)水＝c(OH－)水＝1.0×10－11 mol·L－1，B错误；常温下水的离子积常数为KW＝1 × 10－14，与溶液的酸碱性无关，C错误；等浓度的NaOH溶液和HA溶液恰好完全反应生成NaA，此时溶液呈碱性，若使溶液的pH＝7，应使n(HA)稍大于n(NaOH)，则有0.1 mol·L－1×V1 L<0.1 mol·L－1×V2 L，从而推知V1<V2，D正确。

5．(2019·浙江金丽衢十二校联考)常温下，下列关于电解质溶液的说法正确的是(　D　)

A．pH＝a的Na2A溶液中，由水电离产生的c(OH－)＝10－a mol·L－1

B．pH均为3的醋酸溶液和盐酸等体积混合后，pH<3

C．某酸HA溶液的pH＝3，则加入等体积pH＝11的NaOH溶液，所得溶液的pH>7

D．常温下，测定0.01 mol·L－1NH4Cl溶液的pH小于7，可证明NH3·H2O为弱电解质

解析：pH＝a的Na2A溶液中OH－全部来源于水的电离，则由水电离产生的c(OH－)＝10a－14 mol·L－1，A错误。pH均为3的醋酸和盐酸等体积混合，若醋酸的电离程度不变，则混合液的pH仍为3，实际上盐酸抑制了醋酸的电离，故混合液的pH>3，B错误。若HA为强酸，与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，二者恰好完全反应生成NaA，溶液的pH＝7；若HA为弱酸，pH＝3的HA溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，反应后HA溶液剩余，溶液显酸性，综述可知，所得溶液的pH≤7，C错误。常温下，0.01 mol·L－1 NH4Cl溶液的pH<7，说明NH发生了水解反应，从而推知NH3·H2O为弱电解质，D正确。

6．关于下列各实验或装置的叙述中，不正确的是(　D　)

A．实验①可用于测溶液pH

B．实验②是用酸性KMnO4溶液滴定

C．装置③是滴定操作时手的操作

D．装置④中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色，即达到滴定终点

解析：A、B、C三项均正确；装置④中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色，半分钟不恢复成原来的颜色，即达到滴定终点，D项错误。

7．实验室用标准盐酸溶液测定某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(　C　)

A．酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗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

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，测出NaOH溶液浓度也偏高；C项，由黄色变为橙色可能是由于局部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；D项，用NaOH溶液润洗，直接导致盐酸的用量偏大，故测定NaOH浓度偏高。

8．(2019·湖北稳派教育第二次联考)298 K时，用0.100 0 mol·L－1稀硫酸滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－1氨水，溶液中水的电离程度随所加稀硫酸体积的变化如图所示。下列说法中不正确的是(　D　)

A．该实验可选择甲基橙作指示剂

B．从P点到N点，溶液中水的电离程度先增大后减小

C．M点对应的溶液中：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)

D．N点对应的溶液中：c(NH)＋c(NH3·H2O)＝2c(SO)

解析：达到滴定终点时，溶质为硫酸铵，水解后溶液呈酸性，可选用甲基橙作指示剂，A项正确；从P点到M点，碱性逐渐减弱，溶液中水的电离程度增大，从M点到N点，溶液中水的电离程度减小，B项正确；M点溶质为硫酸铵，对应的溶液中存在质子守恒：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)，C项正确；N点溶质为等物质的量的H2SO4和NH3·H2O，N原子与S原子物质的量之比为1∶1，对应的溶液中物料守恒式为c(NH)＋c(NH3·H2O)＝c(SO)，D项错误。

9．(2019·淮北模拟)对于常温下pH＝1的硝酸溶液，有下列相关叙述，其中正确的是(　A　)

①该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH＝3　②向该溶液中加入等体积、pH＝13的氢氧化钡溶液恰好完全中和　③该溶液中硝酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)比值为1×10－12　④向该溶液中加入等体积、等浓度的氨水，所得溶液pH＝7　

A．①②  B．①③  C．②④   D．③④

解析：pH＝1的硝酸溶液c(H＋)＝0.1 mol·L－1，①c＝＝＝0.001 mol·L－1，pH＝3，故①正确；②pH＝13的氢氧化钡溶液c(OH－)＝0.1 mol·L－1，等体积混合恰好完全中和，故②正确；③硝酸电离出的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由KW＝c(H＋)×c(OH－)＝10－14可知，水电离出的c(H＋)＝10－13 mol·L－1，该溶液中硝酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)之比为1012，故③错误；④反应生成强酸弱碱盐NH4NO3，NH发生水解，使反应后溶液呈酸性，故④错误。

10．(2019·湖南株洲教学质量统一检测)常温下，用0.1 mol·L－1的NaOH溶液滴定相同浓度的20 mL一元弱酸HA溶液，滴定过程中溶液的pH随滴定分数(滴定分数＝)的变化曲线如图所示(忽略中和热效应)，下列说法中不正确的是(　C　)

A．HA溶液加水稀释后，溶液中的值减小

B．当滴定分数为1时，溶液中水的电离程度最大

C．当滴定分数大于1时，溶液中离子浓度关系一定是c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)

D．当滴定分数为x时，HA的电离常数为K(HA)＝(10－7x)/(1－x)

解析：在HA溶液中存在电离平衡：HAH＋＋A－，＝×c(H＋)＝×c(H＋)，加水稀释，c(H＋)减小，则溶液中的值减小，A项正确；当滴定分数为1时，二者恰好完全反应，溶液中的溶质为NaA，属于强碱弱酸盐，促进水的电离，溶液中水的电离程度最大，B项正确；当滴定分数大于1时，溶液中离子浓度关系可能是c(Na＋)>c(A－)>c(OH－)>c(H＋)、也可能是c(Na＋)>c(OH－)>c(A－)>c(H＋)，C项错误；HA的电离常数K(HA)＝＝，D项正确。

11．(2019·四川成都三诊)已知H2A为二元弱酸，室温下向100.0 mL 0.1 mol·L－1 H2A溶液中加入不同质量的NaOH固体，pH变化如下表(不考虑溶液体积变化)。下列分析正确的是(　D　)

A.H2A第一步电离K1的数量级为10－8

B．上述过程中水的电离程度一直增大

C．m(NaOH)＝0.6 g时，c(Na＋)>c(A2－)>c(HA－)>c(OH－)>c(H＋)

D．若溶液中加NaOH至＝100时，c(OH－)>100c(H＋)

解析：初始时，0.1 mol·L－1 H2A溶液的pH＝3.8，根据氢离子浓度的近似计算公式c(H＋)＝＝＝10－3.8 mol·L－1，所以Ka1＝10－6.6，其数量级为10－7，A错误。初始时，0.1 mol·L－1 H2A溶液对于水的电离一定是抑制，随着H2A逐渐被中和，转化为盐，则变成对水的电离产生促进，最后氢氧化钠过量，再对水的电离产生抑制，B错误。加入的氢氧化钠为0.6 g(0.015 mol)时，溶液为浓度相等的Na2A和NaHA混合溶液，由表中数据得到此时溶液一定显碱性，因为A2－的水解能力强于HA－，且A2－水解得到HA－，所以c(A2－)<c(HA－)，C错误。加入0.4 g氢氧化钠(0.01 mol)时，溶液为NaHA的溶液，pH＝8.3，根据选项A的分析，Ka1＝10－6.6，而Ka2一定远小于Ka1，即HA－的电离很困难，所以此时溶液中的一定大于100。为了使溶液＝100，应该加入一些氢氧化钠，此时溶液的pH一定高于8.3。考虑到溶液的pH＝8时，c(OH－)＝100c(H＋)，所以pH>8时，一定有c(OH－)>100c(H＋)，D正确。

12．(2019·福建泉州质检)常温下，向浓度均为0.1 mol·L－1体积均为10 mL的两种一元酸(HX、HY)溶液中，分别滴入0.1 mol·L－1 NaOH溶液，pH的变化曲线如图所示。下列说法中错误的是  (　A　)

A．N点：c(Na＋)＝c(Y－)＋c(HY)

B．M点：c(X－)>c(Na＋)

C．滴至pH＝7时，消耗NaOH溶液的体积：HX溶液>HY溶液

D．滴入10 mL NaOH溶液时，溶液中水的电离程度：HX溶液<HY溶液

解析：据图可知，浓度均为0.1 mol·L－1的两种一元酸(HX、HY)溶液的pH都大于1，说明HX和HY均为弱酸，N点加入NaOH溶液的体积为15 mL，NaOH与HY的物质的量之比为3∶2，则根据物料守恒得2c(Na＋)＝3c(Y－)＋3c(HY)，A项错误；M点加入NaOH溶液的体积为5 mL，根据反应方程式：NaOH＋HX===NaX＋H2O可知，反应后所得溶液中HX和NaX的物质的量相等，此时溶液的pH<7，说明HX的电离程度大于X－的水解程度，所以c(X－)>c(Na＋)，B项正确；据图可知，浓度均为0.1 mol·L－1的两种一元酸HX、HY溶液的pH大小关系为pH(HX)<pH(HY)，说明酸性：HX>HY，因酸性越弱其对应的阴离子水解程度越大，所以滴至pH＝7时，消耗NaOH溶液的体积：HX溶液>HY溶液，C项正确；滴入10 mL NaOH溶液时，HX和HY均恰好完全反应分别得到NaX溶液和NaY溶液，因酸性：HX>HY，则X－的水解程度小于Y－的水解程度，溶液中水的电离程度：HX溶液<HY溶液，D项正确。

13．(2019·广东佛山教学质量检测)298 K时，二元弱酸H2X溶液中含X微粒的分布分数如图所示。下列叙述正确的是(　B　)

A．溶液呈中性时：c(Na＋)＝2c(X2－)

B．Ka2(H2X)为10－7

C．NaHX溶液中：c(H＋)<c(OH－)

D．溶液pH由1升至2.6时主要存在的反应：H2X＋OH－===HX－＋H2O

解析：298 K时，溶液显中性，则pH＝7，溶液中的HX－和X2－的浓度相等，存在的电荷守恒为c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)＋c(OH－)，溶液显中性，则c(H＋)＝c(OH－)，所以得到c(Na＋)＝2c(X2－)＋c(HX－)，A项错误；pH＝7时，溶液中的HX－和X2－浓度相等，所以Ka2(H2X)＝＝c(H＋)＝1×10－7，B项正确；从图中得到当HX－占主导的时候，溶液显酸性，所以NaHX溶液显酸性，即c(H＋)>c(OH－)，C项错误；溶液pH由1升至2.6时，从图中看出主要是将H3X＋转化为H2X，D项错误。

14．(2019·辽宁重点高中协作校模拟)水溶液是中学化学的重点研究对象。

(1)水是极弱的电解质，也是最重要的溶剂。常温下，某电解质溶解在水中后，溶液中c(H＋)＝1×10－9 mol·L－1，则该电解质可能是________(填序号)。

A．CuSO4　B．HCl　C．Na2S　D．NaOH　E．K2SO4

(2)已知HClO是比H2CO3还弱的酸，要使新制稀氯水中的c(HClO)增大，可采取的措施有(至少答两种)___________________。

(3)常温下，将pH＝3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合，所得溶液均呈中性。

①浓度为1.0×10－3 mol·L－1的氨水b L；②c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1的氨水c L；③c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1的氢氧化钡溶液d L，则a、b、c、d之间的大小关系是________。

(4)强酸制弱酸是水溶液中的重要经验规律。

已知HA、H2B是两种弱酸，存在以下关系：H2B(少量)＋2A－===B2－＋2HA，则A－、B2－、HB－三种阴离子结合H＋的难易顺序为________。

(5)已知：H2A===H＋＋HA－、HA－H＋＋A2－，常温下，0.1 mol·L－1NaHA溶液的pH＝2，则0.1 mol·L－1H2A溶液中c(H＋)的大小范围是____________；NaHA溶液中各离子浓度大小关系为____________。

解析：(1)常温下，水的离子积为KW＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，溶液中c(H＋)＝1×10－9 mol·L－1，则有c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，该溶液呈碱性。HCl和CuSO4溶液都呈酸性，Na2S和NaOH溶液呈碱性，K2SO4溶液呈中性。(2)新制稀氯水中存在平衡：Cl2＋H2OHCl＋HClO、HClOH＋＋ClO－，由于酸性：HCl>H2CO3>HClO，要使新制氯水中c(HClO)增大，可采取的措施有通入Cl2或加入碳酸钙等，使平衡Cl2＋H2OHCl＋HClO正向移动，或加入NaClO等，使平衡HClOH＋＋ClO－逆向移动。(3)HCl是强酸，Ba(OH)2是强碱，均完全电离；NH3·H2O是弱碱，部分发生电离。①a L pH＝3的盐酸与浓度为1.0×10－3 mol·L－1的氨水b L混合，若恰好完全反应生成NH4Cl，由于NH发生水解而使溶液呈酸性，而所得溶液呈中性，则有b>a；②a L pH＝3的盐酸与c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1的氨水c L混合，所得溶液呈中性，则有a>c；③a L pH＝3的盐酸与c(OH－)＝1×10－3mol·L－1的氢氧化钡溶液d L混合，所得溶液呈中性，则有a＝d；综上所述，a、b、c、d之间的大小关系是b>a＝d>c。(4)据反应H2B(少量)＋2A－===B2－＋2HA可得，A－结合H＋的能力强于HB－和B2－；H2B是弱酸，第一步电离生成HB－，第二步电离生成B2－，而第二步比第一步更难电离，故B2－结合H＋能力强于HB－，因此三种阴离子结合H＋的难易顺序为A－>B2－>HB－。(5)H2A第一步完全电离生成HA－和H＋，HA－则部分电离生成H＋和A2－，故0.1 mol·L－1 H2A溶液中c(H＋)>0.1 mol·L－1；常温下，0.1 mol·L－1 NaHA溶液的pH＝2，则HA－电离产生c(H＋)＝0.01 mol·L－1，由于第一步电离产生H＋抑制HA－的电离，故0.1 mol·L－1 H2A溶液中HA－电离产生c(H＋)<0.01 mol·L－1，故该溶液中c(H＋)的大小范围是0.1 mol·L－1<c(H＋)<0.11 mol·L－1。0.1 mol·L－1 NaHA溶液的pH＝2，该溶液呈酸性，则有c(H＋)>c(OH－)；由于Na＋不水解，HA－的电离程度较小，故溶液中离子浓度大小关系为c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)。

答案：(1)CD　(2)再通入氯气、加入碳酸钙、加入次氯酸钠等

(3)b>a＝d>c　(4)A－>B2－>HB－

(5)0.1 mol·L－1<c(H＋)<0.11 mol·L－1

c(Na＋)>c(HA－)>c(H＋)>c(A2－)>c(OH－)

15．(2019·广东佛山教学质量检测)蒸馏碘滴定法可测量中药材中二氧化硫是否超标(亚硫酸盐折算成二氧化硫)。原理是利用如图装置将亚硫酸盐转化为SO2，然后通过碘标准溶液滴定吸收液。

实验步骤如下：

Ⅰ.SO2含量的测定

烧瓶A中加中药粉10 g，加蒸馏水300 mL；锥形瓶中加蒸馏水125 mL和淀粉溶液1 mL作为吸收液；打开冷凝水，通氮气，滴入盐酸10 mL；加热烧瓶A并保持微沸约3 min后，用0.010 00 mol·L－1碘标准溶液一边吸收一边滴定，至终点时消耗碘标准溶液V1 mL。

Ⅱ.空白实验

只加300 mL蒸馏水，重复上述操作，需碘标准溶液体积为V0 mL。

(1)仪器C的名称为________。仪器B的入水口为________(填“a”或“b”)。

(2)滴入盐酸前先通氮气一段时间的作用是________________。测定过程中氮气的流速过快会导致测量结果________(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(3)①滴定过程中使用的滴定管为________。

A．无色酸式滴定管  B．棕色酸式滴定管

C．无色碱式滴定管  D．棕色碱式滴定管

②滴定时锥形瓶中反应的离子方程式为______________，滴定终点的现象是______________。

(4)空白实验的目的是____________________________________

______________________________________________________。

(5)该中药粉中SO2的含量为________mg/kg。

解析：(1)仪器C下端有旋塞，应是分液漏斗。仪器B应该起到冷凝作用，冷却水应该下口入上口出，所以入水口为b。(2)二氧化硫是强还原性物质，容易被氧化，所以先通入N2将装置内的空气排净，避免氧气将二氧化硫氧化。氮气的流速如果过快，会使一部分的二氧化硫来不及溶解在水中就被氮气带出，所以导致结果偏小。(3)①碘会腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管，所以只能用酸式滴定管。同时，碘标准溶液实际是将碘溶解在碘化钾溶液中制得的，此时单质碘与碘离子作用形成I，既增大了碘的溶解度又避免了碘的挥发，而光照会促进I的分解，所以使用棕色酸式滴定管。②滴定时，单质碘将二氧化硫氧化为硫酸，离子方程式为I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－。达到滴定终点时，二氧化硫都被反应完，加入的单质碘遇淀粉溶液显蓝色，所以终点的现象为当滴入最后一滴碘标准溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且在30 s内不变色。(5)用于氧化二氧化硫的碘标准液体积为(V1－V0)mL，其物质的量为 mol，所以二氧化硫的物质的量也是 mol，质量为 g，为10 g中药粉中的含量，所以1 kg中药粉中有 g SO2，即有64(V1－V0) mg SO2。

答案：(1)分液漏斗　b

(2)排出装置内的空气，避免空气中的O2干扰SO2的测定　偏小

(3)①B　②I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－　当滴入最后一滴碘标准溶液时，锥形瓶内溶液由无色变为蓝色，且在30 s内不变色

(4)消除其他试剂、实验操作等因素引起的误差

(5)64(V1－V0)