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专题 30 水的电离和溶液的 pH
(建议完成时间:45分钟 实际完成时间:_______分钟)
目 录
考点一 水的电离与离子积常数
考点二 溶液的酸碱性、pH计算
考点三 酸碱中和滴定及其应用
考点一 水的电离与离子积常数
1.(2023春·青海西宁·高三统考开学考试)25℃时,用NaOH标准溶液滴定100mL0.1mol•L-1KHA溶液
(HA的K =1.1×10-3,K =4.0×10-7),混合溶液中水电离出的c(OH-)与加入NaOH溶液体积之间的关系如图
2 a1 a2
所示。下列有关说法正确的是
A.X点溶液呈碱性
B.Y点与W点溶液中水的电离程度不同
C.根据以上信息可以判断V=100
1
D.Z点对应溶液中存在c(OH-)=c(H+)+2c(HA)+c(HA-)
2
【答案】D
【解析】A.X点为KHA溶液,根据 、 判断,溶液呈酸性,A项错误;B.由水电离出的 相同,
则水的电离程度相同,B项错误;C.未知NaOH标准溶液的浓度,无法判断,C项错误;D.Z点溶质为等
浓度 和 溶液,物料守恒c(Na+)+ c(K+)=2c(A2-)+2c(HA)+2c(HA-),电荷守恒c(Na+)+ c(K+)
2
+c(H+)=2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-),质子守恒 ,D项正确;故答案为:D。
1
原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2.(2023秋·河南开封·高三开封市第二十五中学校考开学考试)常温下,向 溶液
中滴加 的 溶液。实验过程中, 溶液的pH与所滴加的 溶液体积的关系如图所示。
已知常温下 的 , 。下列说法正确的是
A.a点处溶液中:
B.b点所对应的 溶液体积为
C.c点处溶液中:
D.a~d处过程中,水的电离度先增大后减小
【答案】D
【解析】A.a点处溶液呈酸性, ,由电荷守恒
可知,溶液中: ,A项错误;B.当
加入100mLNaOH溶液时所得溶液为NaHS溶液,HS-的水解平衡常数K(HS-)= = =1.1×10-7
h
>1×10-15,NaHS溶液呈碱性,b点溶液呈中性,b点所对应的NaOH溶液体积小于100mL,B项错误;C.c
点处加入200mLNaOH溶液,两者恰好完全反应得到NaS溶液,溶液中的物料守恒为
2
,C项错误;D.酸、碱抑制水的电离,可水解的盐促进水的电离,
向HS溶液中滴加NaOH溶液,随着NaOH溶液的滴入,水的电离度增大,当加入200mLNaOH溶液时(即图中
2
c点)水的电离度最大,继续加NaOH溶液,水的电离度减小,故a~d过程中,水的电离度先增大后减小,
D项正确;答案选D。
3.(2023春·上海宝山·高三上海交大附中校考开学考试)下列说法正确的是
A.常温下,当水电离出的c(H+)为 时,此溶液的pH可能为1
B.将 的盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为8C.实验室可用pH试纸测定“84”消毒液的pH
D.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
【答案】A
【解析】A.由水电离出的c(H+)=1.0×10-13mol/L,则水电离出的c(OH-)═1.0×10-13mol/L,溶液中
c(H+)×c(OH-)=1.0×10-14mol/L,所以原来的溶液的c(H+)=0.1mol/L或者1.0×10-13mol/L,即溶液可能呈
现强酸性或强碱性,强酸时pH=1,强碱时pH=13,故A正确;B.酸溶液无论如何稀释,不能变为碱性,只
能是无限接近中性,故将1mL 1×10-5mol•L-1盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH小于7,故B错误;
C.“84”消毒液具有强氧化性,不能用pH试纸测量pH,需要用pH计测量,故C错误;D.在100℃时,
pH约为6的纯水中始终存在 ,溶液呈中性,故D错误;故选A。
4.(2023春·陕西咸阳·高三校考开学考试)下列关于溶液酸碱性说法不正确的是
A.某温度下, 的 溶液,与 的 溶液混合呈中性,则
B. 的氯化铵溶液, ,由水电离出
C. 时, ,则 ,溶液呈碱性
D. 时,纯水的 ,呈中性
【答案】A
【解析】A.温度未知,无法计算NaOH溶液中c(OH-),所以无法计算酸碱溶液体积之比,故A错误;B.溶
液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-5mol/L,所以由水电离出n(OH-)=10-5mol/L×1L=10-5mol,故B正确;C.
该温度下纯水中c(OH-)=c(H+)= ,pH<7,则pH=7时,c(H+)<
mol/L,此时溶液呈碱性,故C正确;D.纯水中c(OH-)=c(H+),所以100℃时,纯水的pH=6,呈中性,故D
正确;故选:A。
5.(2023春·黑龙江齐齐哈尔·高三校联考开学考试)对于常温下pH=3的醋酸溶液,下列说法正确的是
A.加水稀释后,溶液中n(H+)减小、n(OH-)增大
B.加水稀释到原体积的10倍后,溶液pH变为4
C.pH=3的盐酸溶液和pH=3的醋酸溶液导电能力相同
D.加入少量醋酸钠固体,溶液pH降低
【答案】C
【解析】A.醋酸是一元弱酸,在溶液中存在电离平衡,主要以醋酸分子存在。加水稀释后,电离平衡正
向移动,导致溶液中n(H+)增大、由于溶液体积增大,因而溶液中c(H+)减小,A错误;B.醋酸是一元弱酸,
在溶液中存在电离平衡,主要以醋酸分子存在。加水稀释到原体积的10倍后,若电离平衡不移动,c(H+)是原来的 ,溶液pH变为4,但稀释使电离平衡正向移动,最终导致c(H+)大于原来的 ,溶液的pH为:
3<pH<4,B错误;C.HCl、CHCOOH都是一元酸,根据酸分子组成,可知溶液中都存在关系
3
c(H+)=c(Cl-)、c(H+)=c(CHCOO-),故pH=3的盐酸溶液和pH=3的醋酸溶液中离子浓度相同,由于离子带有
3
的电荷数目相等,故两种溶液的导电能力相同,C正确;D.醋酸是一元弱酸,在溶液中存在电离平衡,
CHCOOH CHCOO-+H+,向溶液中加入少量醋酸钠固体,c(CHCOO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,导致
3 3 3
c(H+)减小,故溶液pH会增大,D错误;故合理选项是C。
6.(2023·河南安阳·安阳一中校考模拟预测)常温下向20mL 0.1mol/L氨水中通入HCl气体,溶液中由
水电离出的氢离子浓度随通入HCl气体的体积变化如图所示。则下列说法正确的是
A.b点通入的HCl气体,在标况下为44.8mL
B.b、c之间溶液中c(NH+)>c(Cl-)
4
C.取10mL的c点溶液稀释时:c(NH+)/c(NH·HO)减小
4 3 2
D.d点溶液呈中性
【答案】C
【分析】氨水中通入HCl,发生NH·HO+HCl=NHCl+HO,对水的电离抑制能力先减弱后增大;
3 2 4 2
【解析】A、当两者恰好完全反应时,n(HCl)=n(NH·HO)=20×10-3L×0.1mol·L-1=2×10-3mol,标准状
3 2
况下HCl的体积为44.8mL,随着HCl的加入,溶液由碱性向酸性变化,b点对应水电离出的H+浓度为10-
7mol·L-1,此时溶液显中性,溶质为NH·HO和NHCl,即所加HCl气体在标准状况下的体积小于
3 2 4
44.8mL,故A错误;B、b点时,溶液显电中性,即c(NH+)=c(Cl-),c点溶质为NHCl,c(Cl-)>c(NH+),
4 4 4
因此b、c之间溶液中c(NH+)b点
C.b点溶液中:
D.a点对应的溶液中存在
【答案】B
【解析】A.该滴定过程中通过电极电位的突跃确定滴定终点,不需要指示剂,故A错误;B.a点的溶质
为等浓度的NaCl、 ,水解常数K= = < ,则 的电离程度大于其水解程
h
度,所以a点对于溶液显酸性,抑制水的电离,b点对应溶质为NaCl和 溶液,并且酸性:b>a,则
水的电离程度:a点大于b点,故B正确;C.b点溶液中: ,
,则 ,故C错误;D.a点的溶质为等浓度的NaCl、
,根据电荷守恒: ,物料守恒为:
,联立得: ,
故D错误;故选:B。
2.(2023·山东聊城·统考三模) 为二元弱酸,常温下将 的 溶液滴入
的 溶液中,溶液中 (或 )的分布系数 、 溶液体积V与pH的关系如图所示。[已知: ]。下列叙述正确的是
A.曲线a表示的是 的分布系数变化曲线
B.滴定时,可用甲基橙做指示剂
C. 的第二步电离平衡常数的数量级为
D.n点对应的溶液中,
【答案】C
【解析】A.用NaOH溶液滴定NaHA发生反应NaOH+NaHA=NaA+HO,HA-不断减少,A2-不断增多,故曲线b表
2 2
示的是A2-的分布系数变化曲线,A错误;B. 为二元弱酸, 滴定 ,滴定终点溶液显碱性,
甲基橙在酸性范围内变色,故不能用甲基橙做指示剂,B错误;C.m点时HA-和 A2-的分布系数相同,
pH=4.2,则HA的第二步电离平衡常数 ,其数量级为10-5,C正确;D.n点
2
时滴入了10mLNaOH溶液,溶液中NaHA和NaA的浓度比为1:1,根据电荷守恒和物料守恒可得,
2
, ,消去c(Na+)可得2c(H+)+c(HA
-)- 2c(OH- )=c(A2-)-3c(HA),D错误;故选C。
2
3.(2023·浙江·浙江省杭州第二中学校联考二模) 时,利用 的 溶液滴定 未
知浓度的 和 的混合溶液,其滴定曲线如图所示。已知两溶液中 的浓度相同, 时
的 。下列说法不正确的是A.滴定 溶液至终点时,
B.曲线Ⅱ只出现一个突跃点其原因可能是 与 的 值相差不够大
C. 混合溶液滴定过程中溶液的导电能力逐渐降低
D. 混合溶液滴定至 点时, 已经参与反应
【答案】C
【分析】曲线I为滴定HF的pH变化曲线,发生pH突跃时为滴定终点,则消耗9mL NaOH溶液,曲线II为
混合酸的滴定曲线,且两溶液中HF浓度相同,所以滴定混合溶液中的HF也需消耗9mLNaOH溶液,曲线II
共消耗15mLNaOH溶液,则HNO 消耗6mLNaOH溶液。
3
【解析】A.滴定HF溶液至终点时,HF与NaOH恰好完全反应,生成NaF,溶液中F-水解,使溶液呈碱性,
因此离子浓度大小关系为 ,A正确;B.当两种酸混合溶液被滴定时,如
果两者电离程度相差不大,则滴定曲线只出现一个突跃点,B正确;C.HF是弱电解质,滴定时生成NaF是
强电解质,因此导电能力也会有增强,不会一直降低,C错误;D.混合溶液滴定时,先反应的是强酸,硝
酸只需要6 mL NaOH溶液就反应完全,a点时消耗9mLNaOH溶液,此时HF已经参与反应,D正确;故选C。
4.(2023·天津和平·统考二模)常温时,用0.100 0 的NaOH溶液滴定二元酸 溶液。溶液
中,pH、分布系数 随滴加 的变化关系如图所示。[比如 的分布系数:
]。下列说法错误的是A.常温时,用酚酞作d点的指示剂时,溶液由无色变成浅红色
B.常温时, 的两级水解常数
C.常温时,滴定至pH=5.5时,
D.常温时,b点对应的溶液中存在可逆过程 ,且
【答案】D
【分析】利用a点(pH=4.4,c(H+)=10-4.4mol/L)计算 ,同理利用c点计算
K = 。
a2
【解析】A.HA的第二个滴定突跃在酚酞的变色范围,可选酚酞作为指示剂,且滴定终点时酚酞由无色变
2
为浅红色,A项正确;B. 、 ,则K h1⋅K
h2
= ,B项正确;C.pH=5.5时,
计算c(A2-)= ,利用 计算c(HA)=
2
,所以c(HA):c(HA-):c(A2-)=10-1.1:1:10-1.2=100.1:101.2:1,C项正确;D.
2
2HA− HA+A2−,且K= ,D项错误;故选D。
⇌ 2
5.(2023·山东济宁·统考二模)实验室测定反应 的平衡常数K的过程为:
①一定温度下,将 溶液与 溶液 等体积混合,产生灰黑色沉淀;②待步骤①中反应达到平衡时,取v mL上层清液,用 标准溶液滴定 ,至出现稳
定的浅红色时消耗KSCN标准溶液 。
资料: (白色) , (红色)
下列说法正确的是
A. 溶液可替换为 溶液
B.过程①中产生的灰黑色沉淀为Fe或Ag元素的氧化物
C.可用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定
D.步骤②中不待溶液澄清,直接用浊液做滴定实验测定 ,则所测K值偏小
【答案】D
【解析】A. 溶液中的NO 具有强氧化性能够将Fe2+氧化为Fe3+,影响反应
的平衡常数K测定,故A错误;B.由方程式可知过程①中产生的灰黑色沉淀为Ag,故B错误;C.硫氰化
钾和铁离子形成红色溶液,氯化钾和铁离子不反应,故不能用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定
Ag+,故C错误;D.实验①所得浊液中还含有Ag,因存在平衡 ,且随着反应
的进行,使得 平衡逆向移动,则测定平衡体系中的
c(Ag+)偏高, 偏高,所得到的K= 偏小,故D正确;故选D。
6.(2023·山东德州·统考二模)电流滴定法(电压10-100 mV)是根据电流情况判断滴定终点,如图所示,
仅 、 同时存在时才能产生电流。可用此法来测定 溶液的浓度。已知: 。下
列说法正确的是
A.a为滴定终点
B.ab段电流减小是因为离子浓度降低
C.应选用淀粉溶液做指示剂D.若碘液中含有38.1 g的 ,硫代硫酸钠溶液的浓度为0.5
【答案】D
【解析】A.滴定终点时无 ,电流为0,a点电流最大,不是滴定终点,故A错误;B.根据
,该反应生成的离子的物质的量增加,电流减少是因为 浓度的减少,故B错误;C.
不需要淀粉指示剂,电流就可以判断滴定情况,故C错误;D.若碘液中含有38.1 g的 ,
, ,V=600mL,所以硫代硫酸钠溶液的浓度为0.5
;故D正确;故答案选D。
7.(2023·河北邢台·邢台市第二中学校联考三模)已知:MOH的碱性比NOH强。常温下,用HCl分别调
节浓度均为 的MOH溶液和NOH溶液的pH(溶液体积变化忽略不计),溶液中 、 的物质的量
浓度的负对数与溶液的pH关系如图所示,下列说法正确的是
A.曲线Ⅰ表示 与pH的关系
B.溶液中水的电离程度:YZ
D.常温时,反应 的平衡常数
【答案】D
【解析】A. ,图像中X和Y点对应的溶液中, ,pH大的碱性强,所
以曲线Ⅰ代表 与pH的关系,故A错误;B.溶液中 来自水的电离,Y点对应的溶液中水的
电离程度大于X点,故B错误;C.由电荷守恒 和
可知,两点对应的溶液pH相同, 相同,由图中 ,则有,故C错误;D. ,X、Y点对应的溶液中
, ,故 ,故D正确;答案选D。
8.(2023·吉林·统考模拟预测)向5mL 0.10mol·L-1 HA溶液滴加一定浓度的NaOH溶液,滴定过程中
2
溶液pH和温度随 的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.Z点为第二反应终点,可选用甲基橙作为指示剂
B.从W至Z点,水的电离程度逐渐增大,K 不变
w
C.当 =1.5时,c(HA) > c(A2−) − c(HA−)
2
D.25 ℃时,HA的电离常数K =10-2.3,K =10-9.7
2 a1 a2
【答案】C
【分析】向5mL 0.10mol·L-1 HA溶液滴加一定浓度的NaOH溶液,由图知,X点为第一反应点,则X点发
2
生反应NaOH+HA=NaHA+HO恰好完全,溶质为NaHA,其横坐标为 ,可见NaOH溶液为
2 2
0.10mol·L-1,Z点温度最高,则为第二反应点,Z点发生反应NaOH+NaHA=NaA+HO恰好完全,溶质为
2 2
NaA。
2
【解析】A. Z点为第二反应终点,溶质为NaA,溶液呈碱性,不能选用甲基橙作为指示剂,A错误;B.
2
氢离子被消耗、温度升高均能促使水电离程度增大, 从W至Z点,温度升高使 K 增大,B错误;C.由图
w
知,当 =1.5时,所得溶液为NaA、NaHA的混合溶液,溶液呈碱性,则得① ,
2
根据物料守恒可得②:3c(HA-)+3c(A2-)+3c(HA)=2c(Na+),根据电荷守恒得③:
2
,三式合并得c(HA)> c(A2−) − c(HA−),C正确;D.滴定
2过程中溶液的温度发生变化,难以根据W点和Y点计算出 25 ℃时HA的电离常数, K =10-2.3应为W点溶
2 a1
液对应温度下的电离平衡常数,K =10-9.7应为Y点溶液对应温度下(27°C)的电离平衡常数,D错误;答案
a2
选C。