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跟蹤檢測(二十五) 水的電離和溶液的酸堿性
1.(2019宜昌一中模擬)下列操作中,能使水的電離平衡向右移動且使液體呈酸性的是( )
A.向水中加入NaHSO4
B.向水中加入CuSO4
C.向水中加入Na2CO3
D.將水加熱到100 ℃,使pH=6
解析:選B A項(xiàng),NaHSO4電離出H+,抑制水的電離,溶液顯酸性,錯(cuò)誤;B項(xiàng),CuSO4電離出的Cu2+能水解,促進(jìn)水的電離,溶液顯酸性,正確;C項(xiàng),Na2CO3電離出的CO能水解,促進(jìn)水的電離,溶液顯堿性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),將水加熱,促進(jìn)水的電離,但仍為中性,錯(cuò)誤。
2.(2019雅安模擬)能說明溶液呈中性的可靠依據(jù)是( )
A.pH=7 B.石蕊溶液不變色
C.pH試紙不變色 D.c(H+)=c(OH-)
解析:選D A項(xiàng),pH=7的溶液不一定呈中性,如100 ℃ 時(shí),水的離子積常數(shù)是10-12,pH=6時(shí)溶液呈中性,錯(cuò)誤;B項(xiàng),石蕊的變色范圍是5.0~8.0,使石蕊溶液不變色的溶液,常溫下不一定顯中性,錯(cuò)誤;C項(xiàng),pH試紙不能精確測定溶液的pH,pH試紙不變色只能說明溶液接近中性,錯(cuò)誤;D項(xiàng),c(H+)=c(OH-)時(shí)溶液一定呈中性,正確。
3.(2019合肥六中模擬)下列敘述正確的是( )
A.95 ℃純水的pH<7,說明加熱可導(dǎo)致水呈酸性
B.pH=3的醋酸溶液,稀釋至10倍后pH=4
C.pH=3的醋酸溶液與pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后pH=7
D.0.2 molL-1的鹽酸與等體積水混合后pH=1
解析:選D A項(xiàng),水是弱電解質(zhì),電離吸熱,加熱促進(jìn)電離,所以95 ℃純水的pH<7,但任何純水都是顯中性的,錯(cuò)誤;B項(xiàng),醋酸是弱酸,存在電離平衡,稀釋促進(jìn)電離,H+的物質(zhì)的量增加,所以pH=3的醋酸溶液,稀釋至10倍后3<pH<4,錯(cuò)誤;C項(xiàng),醋酸是弱酸,則pH=3的醋酸溶液中醋酸的濃度大于10-3 molL-1,而pH=11的氫氧化鈉溶液中氫氧化鈉的濃度=10-3molL-1,所以二者等體積混合后醋酸過量,溶液顯酸性,即pH<7,錯(cuò)誤;D項(xiàng),0.2 molL-1的鹽酸與等體積水混合后溶液的濃度=0.1 molL-1,所以溶液的pH=1,正確。
4.(2019莆田質(zhì)檢)向10 mL 1 molL-1的HCOOH溶液中不斷滴加1 molL-1的NaOH溶液,并一直保持常溫,所加堿的體積與-lg c(H+)水的關(guān)系如圖所示。c(H+)水為溶液中水電離的c(H+)。下列說法不正確的是( )
A.常溫下,Ka(HCOOH)的數(shù)量級為10-4
B.a(chǎn)、b兩點(diǎn)pH均為7
C.從a點(diǎn)到b點(diǎn),水的電離程度先增大后減小
D.混合溶液的導(dǎo)電性逐漸增強(qiáng)
解析:選B A項(xiàng),甲酸溶液中水電離出的H+濃度為10-12molL-1,則溶液中H+濃度為0.01 molL-1,所以常溫下,Ka(HCOOH)=≈1.0110-4,因此數(shù)量級為10-4,正確;B項(xiàng),a點(diǎn)甲酸過量,水電離出的H+濃度為10-7molL-1,pH=7,b點(diǎn)氫氧化鈉過量,pH>7,錯(cuò)誤;C項(xiàng),從a點(diǎn)到b點(diǎn),溶液中的溶質(zhì)由甲酸和甲酸鈉變?yōu)榧姿徕c,然后又變?yōu)榧姿徕c和氫氧化鈉,所以水的電離程度先增大后減小,正確;D項(xiàng),溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)弱取決于溶液中離子濃度的大小和離子所帶電荷的多少,離子濃度越大,離子所帶的電荷越多,溶液的導(dǎo)電性越強(qiáng),甲酸是弱酸,生成的甲酸鈉以及氫氧化鈉均是強(qiáng)電解質(zhì),所以混合溶液的導(dǎo)電性逐漸增強(qiáng),正確。
5.(2019天津河西區(qū)模擬)已知液氨的性質(zhì)與水相似。T ℃時(shí),NH3+NH3NH+NH,NH的平衡濃度為110-15molL-1,則下列說法中正確的是( )
A.在此溫度下液氨的離子積為110-17
B.在液氨中放入金屬鈉,可生成NaNH2
C.恒溫下,在液氨中加入NH4Cl,可使液氨的離子積減小
D.降溫,可使液氨電離平衡逆向移動,且c(NH)
7
C.圖上四點(diǎn)中Q點(diǎn)水的電離程度最小,Kw<10-14
D.M點(diǎn),c(Na+)=c(HY)+c(Y-)+c(Cl-)
解析:選B 滴定終點(diǎn)溶液顯酸性,故可選擇甲基橙作為滴定指示劑,A項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn)溶液中,c(NaY)=c(HY),所以c(Y-)≈c(HY),HY的電離常數(shù)表達(dá)式可得,K(HY)=c(H+)=5.010-11,所以pH>7,B項(xiàng)正確;由題圖可知,Q點(diǎn)水的電離程度最小,Kw=10-14,C項(xiàng)錯(cuò)誤;M點(diǎn),由物料守恒可知,c(Na+)=c(HY)+c(Y-),D項(xiàng)錯(cuò)誤。
8. 25 ℃時(shí),用0.100 0 molL-1 BOH溶液滴定20 mL 0.100 0 molL-1一元酸HA溶液,其滴定曲線如圖所示。下列說法正確的是( )
A.HA的電離平衡常數(shù)Ka為110-14
B.滴定時(shí)應(yīng)選擇甲基橙作指示劑
C.當(dāng)?shù)稳隑OH溶液20 mL時(shí),溶液中:c(B+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
D.當(dāng)?shù)稳隑OH溶液10 mL,溶液中:c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
解析:選D 0.100 0 molL-1 HA溶液的pH=2,Ka==10-3,A項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)酸、堿恰好完全反應(yīng)時(shí),溶液呈堿性,不能選擇甲基橙作指示劑,B項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)?shù)稳隑OH溶液20 mL時(shí),溶液呈堿性,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)?shù)稳隑OH溶液10 mL時(shí),得到等濃度的BA和HA的混合溶液,溶液呈酸性,說明HA的電離程度大于A-的水解程度,則c(A-)>c(B+),D項(xiàng)正確。
9.(2019金華十校聯(lián)考)取未知濃度的硫酸、鹽酸和醋酸各25.00 mL,分別用0.10 molL-1的NaOH溶液或0.10 molL-1的稀氨水滴定得到如圖曲線。下列說法正確的是( )
A.由圖可知曲線c為NaOH滴定硫酸
B.由圖可知硫酸的物質(zhì)的量濃度大于鹽酸的物質(zhì)的量濃度
C.曲線b、c的滴定實(shí)驗(yàn)可用酚酞作指示劑
D.由圖可知滴定前醋酸的物質(zhì)的量濃度為0.060 molL-1
解析:選D A項(xiàng),由圖像可知加入NaOH溶液或氨水時(shí),a的pH在開始階段變化較大,應(yīng)為堿滴定弱酸的變化曲線,則b、c為硫酸和鹽酸的滴定曲線,由于濃度未知,則不能確定b、c,錯(cuò)誤;B項(xiàng), 硫酸、鹽酸都為強(qiáng)酸,題圖中縱坐標(biāo)為pH,不能確定濃度的大小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),如用氨水中和,滴定終點(diǎn)時(shí)溶液呈現(xiàn)酸性,應(yīng)用甲基橙為指示劑,錯(cuò)誤;D項(xiàng),開始時(shí)醋酸的pH為3,H+濃度為0.001 molL-1,滴定終點(diǎn)時(shí)消耗NaOH的體積為15 mL,則有c0.025 L=0.10 molL-10.015 L,解 c=0.06 molL-1,正確。
10.(2019合肥六中模擬)用0.1 molL-1 NaOH溶液分別滴定10 mL相同濃度的鹽酸和醋酸(溶質(zhì)用HA表示),利用電導(dǎo)率傳感器繪制電導(dǎo)率曲線如圖所示(電導(dǎo)率的物理意義是表示物質(zhì)導(dǎo)電的性能)。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是( )
A.曲線Ⅰ為鹽酸,曲線Ⅱ?yàn)榇姿崛芤?
B.a(chǎn)點(diǎn)、c點(diǎn)均為滴定終點(diǎn)
C.c點(diǎn):c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
D.b點(diǎn)pH大于1
解析:選C 溶液導(dǎo)電能力與離子濃度成正比,CH3COOH是弱電解質(zhì),溶液中離子濃度較小,加入NaOH溶液后,溶液中離子濃度增大,溶液的導(dǎo)電性增強(qiáng);HCl是強(qiáng)電解質(zhì),隨著NaOH溶液的加入,溶液體積增大,導(dǎo)致溶液中離子濃度減小,溶液的導(dǎo)電能力減弱,當(dāng)加入10 mL NaOH溶液時(shí)離子濃度最小,即完全反應(yīng),繼續(xù)加入NaOH溶液,離子濃度增大,溶液導(dǎo)電能力增強(qiáng),故CH3COOH溶液和HCl溶液的濃度均為0.1 molL-1。A項(xiàng),由分析可知曲線Ⅰ代表鹽酸,曲線Ⅱ代表醋酸溶液,正確;B項(xiàng),a點(diǎn)、c點(diǎn)消耗NaOH的體積均為10 mL,恰好完全中和達(dá)到滴定終點(diǎn),正確;C項(xiàng),c點(diǎn)時(shí)醋酸與NaOH恰好完全反應(yīng)生成醋酸鈉,溶液呈堿性,所以離子濃度的大小為c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),錯(cuò)誤;D項(xiàng),曲線Ⅱ?yàn)榇姿崛芤海詁點(diǎn)pH大于1,正確。
11.(2019樂山四校聯(lián)考)H2S2O3是一種弱酸,實(shí)驗(yàn)室欲用0.01 molL-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,發(fā)生的反應(yīng)為I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列說法合理的是( )
A.該滴定可選用如圖所示裝置
B.該滴定可用甲基橙作指示劑
C.Na2S2O3是該反應(yīng)的還原劑
D.該反應(yīng)中每消耗2 mol Na2S2O3,電子轉(zhuǎn)移數(shù)為4 mol
解析:選C A項(xiàng),Na2S2O3溶液顯堿性,應(yīng)該用堿式滴定管,錯(cuò)誤;B項(xiàng),溶液中有單質(zhì)碘,加入淀粉溶液呈藍(lán)色,碘與Na2S2O3發(fā)生氧化還原反應(yīng),當(dāng)反應(yīng)終點(diǎn)時(shí),單質(zhì)碘消失,藍(lán)色褪去,錯(cuò)誤;C項(xiàng),Na2S2O3中S元素化合價(jià)由+2價(jià)升高到+2.5價(jià),失去電子被氧化,作還原劑,正確;D項(xiàng),Na2S2O3中S元素化合價(jià)由+2價(jià)升高到+2.5價(jià),因此反應(yīng)中每消耗2 mol Na2S2O3,轉(zhuǎn)移2 mol電子,錯(cuò)誤。
12.(2019金華十校聯(lián)考)常溫下,向100 mL 0.1 molL-1的H2A溶液中滴加0.1 molL-1 NaOH溶液,含A元素相關(guān)微粒物質(zhì)的量隨pH的變化如圖所示。下列說法正確的是( )
A.H2A在水中的電離方程式是H2A===H++HA-,HA-H++A2-
B.等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,其溶液中水的電離程度比純水大
C.Y點(diǎn)溶液中存在以下關(guān)系: c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+3c(HA-)
D.X點(diǎn)溶液中含A元素相關(guān)微粒: c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 molL-1
解析:選C A項(xiàng),從圖像分析,溶液中含有H2A分子,說明H2A為弱酸,則電離方程式為H2AH++HA-,HA-H++A2-,錯(cuò)誤;B項(xiàng),等體積等濃度的NaOH溶液與H2A溶液混合后,溶液主要為NaHA的電離為主,溶液顯酸性,溶液中的H+會抑制水的電離,溶液中水的電離程度比純水中小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),存在電荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),從圖像分析,c(HA-)=c(A2-),從而得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+3c(HA-),正確;D項(xiàng),100 mL 0.1 molL-1的H2A溶液中滴加0.1 molL-1 NaOH溶液,到X點(diǎn)時(shí)溶液的體積肯定比原來的大,所以根據(jù)物料守恒分析,有c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)<0.1 molL-1,錯(cuò)誤。
13.(1)25 ℃時(shí),0.1 molL-1 HCl溶液中,Kw=__________,c(Cl-)=____________,c(OH-)=____________,pH=____________。
(2)25 ℃時(shí),將等體積、等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,溶液呈________(填“酸性”“中性”或“堿性”),溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
(3)25 ℃時(shí),pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液呈________(填“酸性”“中性”或“堿性”),溶液中c(Na+)________c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
解析:(1)25 ℃時(shí),0.1 molL-1 HCl溶液中,Kw=1.010-14,因?yàn)镠Cl是強(qiáng)電解質(zhì),所以c(Cl-)=c(H+)=0.1 molL-1,c(OH-)=1.010-13 molL-1, pH=-lg c(H+)=-lg 0.1=1。(2)25 ℃時(shí),將等體積、等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后,兩者恰好完全反應(yīng)生成醋酸鈉溶液,因醋酸鈉水解使溶液呈堿性,溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)。(3)25 ℃時(shí),pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉溶液等體積混合后,因醋酸過量而使溶液呈酸性,c(OH-) (3)酸性 <
14.(2019貴港質(zhì)檢)常溫下,用0.100 0 molL-1 NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 0 molL-1 HCl溶液和20.00 mL 0.100 0 molL-1 CH3COOH溶液,得到2條滴定曲線如圖所示:
(1)由A、C點(diǎn)判斷,滴定HCl溶液的曲線是________(填“圖1”或“圖2”)。
(2)a=________mL。
(3)c(Na+)=c(CH3COO-)的點(diǎn)是________。
(4)E點(diǎn)對應(yīng)離子濃度由大到小的順序?yàn)開_______。
解析:(1)鹽酸是強(qiáng)酸,完全電離,醋酸是弱酸,部分電離,A點(diǎn)pH=1,說明溶液中氫離子濃度是0.1 molL-1,所以是HCl溶液,因此滴定HCl溶液的曲線是圖1。(2)圖1中a點(diǎn)pH=7,二者恰好反應(yīng),所以a=20.00 mL。(3)根據(jù)電荷守恒可知c(Na+)=c(CH3COO-)時(shí)溶液顯中性,則對應(yīng)的點(diǎn)是D。(4)E點(diǎn)醋酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng),生成的醋酸鈉水解,溶液顯堿性,則對應(yīng)離子濃度由大到小的順序?yàn)閏(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。
答案:(1)圖1 (2)20.00 (3)D
(4)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
15.某燒堿樣品含少量不與酸作用的雜質(zhì),為了測定其純度,進(jìn)行以下滴定操作:
A.在250 mL容量瓶中定容配成250 mL燒堿溶液
B.用移液管移取25 mL燒堿溶液于錐形瓶中并滴幾滴甲基橙指示劑
C.在天平上準(zhǔn)確稱取燒堿樣品W g,在燒杯中用蒸餾水溶解
D.將物質(zhì)的量濃度為c的標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液裝入酸式滴定管,調(diào)節(jié)液面,記下開始讀數(shù)為V1
E.在錐形瓶下墊一張白紙,滴定至終點(diǎn),記下讀數(shù)V2
請回答下列各問題:
(1)正確操作步驟的順序是_______→________→_______→D→________(填標(biāo)號)。
(2)判斷滴定終點(diǎn)的依據(jù)是________________________________________。
(3)若酸式滴定管不用標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液潤洗,在其他操作均正確的前提下,會對測定結(jié)果(指燒堿的純度)有何影響?__________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
(4)若指示劑變色15 s后又恢復(fù)為原來的顏色便停止滴定,在其他操作均正確的前提下,會對測定結(jié)果(指燒堿的純度)有何影響?_________(填“偏高”“偏低”或“不變”)。
(5)該燒堿樣品純度的計(jì)算式為___________________________________。
解析:(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先稱量一定質(zhì)量的固體,溶解后配制成溶液,量取待測液于錐形瓶中,然后用標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滴定。(2)指示劑為甲基橙,變色范圍為3.1~4.4,終點(diǎn)時(shí)pH約為4.4,顏色由黃色變?yōu)槌壬?3)因標(biāo)準(zhǔn)液濃度變小,用量變大,故測定結(jié)果偏高。(4)因所用標(biāo)準(zhǔn)液不足,故測定結(jié)果偏低。(5)硫酸的物質(zhì)的量為c(V2-V1)10-3mol,則n(NaOH)=2c(V2-V1)10-3mol,m(NaOH)=80c(V2-V1)10-3 g,則樣品中NaOH的質(zhì)量為1080c(V2-V1)10-3 g,所以燒堿樣品純度為100%=100%。
答案:(1)C A B E
(2)滴入最后一滴標(biāo)準(zhǔn)硫酸溶液,溶液由黃色變?yōu)槌壬野敕昼妰?nèi)不恢復(fù)原來顏色
(3)偏高 (4)偏低
(5)100%
16.(2019宿遷模擬)工業(yè)廢水中常含有一定量氧化性較強(qiáng)的Cr2O,利用滴定原理測定Cr2O含量的方法如下:
步驟Ⅰ:量取30.00 mL廢水于錐形瓶中,加入適量稀硫酸酸化。
步驟Ⅱ:加入過量的碘化鉀溶液充分反應(yīng):Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O。
步驟Ⅲ:向錐形瓶中滴入幾滴指示劑。用滴定管量取0.100 0 molL-1Na2S2O3溶液進(jìn)行滴定,數(shù)據(jù)記錄如表:(I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6)
滴定次數(shù)
Na2S2O3溶液起始讀數(shù)/mL
Na2S2O3溶液終點(diǎn)讀數(shù)/mL
笫一次
1.02
19.03
第二次
2.00
19.99
第三次
0.20
a
(1)步驟Ⅰ量取30.00 mL廢水選擇的儀器是_______________________________。
(2)步驟Ⅲ中滴加的指示劑為________。滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________________________________________________________________________。
(3)步驟Ⅲ中a的讀數(shù)如圖所示,則:
①a=________。
②Cr2O的含量為________gL-1。
(4)以下操作會造成廢水中Cr2O含量測定值偏高的是________。
A.滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí),俯視滴定管的刻度
B.盛裝待測液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用待測液潤洗
C.滴定到終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液
D.量取Na2S2O3溶液的滴定管用蒸餾水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
解析:(1)根據(jù)信息,Cr2O氧化性較強(qiáng),量取廢水應(yīng)用酸式滴定管。(2)滴定碘單質(zhì)應(yīng)選用淀粉溶液作指示劑;滴定達(dá)到終點(diǎn)時(shí)碘單質(zhì)剛好被消耗,所以溶液的顏色由藍(lán)色變?yōu)闊o色,且在半分鐘內(nèi)不變色。(3)①根據(jù)圖示,滴定管“0”刻度在上,且精確到0.01 mL,a值為18.20。②從表格數(shù)據(jù)可知,三次實(shí)驗(yàn)消耗 0.100 0 molL-1Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積平均值為18.00 mL,根據(jù)Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O和I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,Cr2O~3I2~6Na2S2O3,n(Cr2O)=n(Na2S2O3)=0.100 0 molL-118.0010-3L=310-4mol,Cr2O的含量為=2.16 gL-1。(4)根據(jù)Cr2O+6I-+14H+===2Cr3++3I2+7H2O和I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,則c(待測)偏高,Cr2O含量就偏高;A項(xiàng),滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí),俯視滴定管的刻度,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏小,根據(jù)c(待測)=分析,c(待測)偏低,錯(cuò)誤;B項(xiàng),盛裝待測液的錐形瓶用蒸餾水洗過,未用待測液潤洗,對 V(標(biāo)準(zhǔn))無影響,則c(待測)無影響,錯(cuò)誤;C項(xiàng),滴定到終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴處懸掛一滴溶液,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,則c(待測)偏高;D項(xiàng),未用標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管,標(biāo)準(zhǔn)液的濃度偏小,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,則c(待測)偏高。
答案:(1)酸式滴定管 (2)淀粉溶液 溶液剛好從藍(lán)色變?yōu)闊o色,且30 s內(nèi)不變色
(3)①18.20 ②2.16 (4)CD
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