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能力突破特训
时间:60 分钟
一、
选择题(12 个小题,每小题只有一个正确选项,每题5 分,共60 分)
1.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是
A.温度不变,向水中加入适量KHSO4固体可使A 点变到C 点
B.图中五个点的Kw间的关系:
C.若从A 点变到D 点,可采用在水中加入少量酸的方法
D.处在B 点时,将
的稀硫酸与
的KOH 溶液等体积混合后,溶液显中性
【答案】A
【解析】A.若从A 点到C 点,c(H+)变大,c(OH-)变大,Kw 增大,温度应升高,A 错误;
B.ADE 都处于25C 时,Kw 相等,由图像可知B 点c(H+)和c(OH-) 大于C 点的c(H+)和c(OH-) ,并且C 点
的c(H+)和c(OH-)大于A 点c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,Kw 越大,故B>C>A=D=E,B 正确;
C.从A 点到D 点,温度不变,Kw 不变,加酸,c(H+)变大,c(OH-)变小,C 正确;
D.若处在B 点时,pH=3 的稀硫酸中c(H+) =10-3
, pH=9 的KOH 中c(OH)=
,溶液显中性,D 正确;
故选A。
2.水的离子积常数随着温度的变化关系如表:
温度/℃
25
50
75
100
1.0
5.5
20.0
56.0
下列说法正确的是
第29 讲 水的电离和溶液的酸碱性
1
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A.纯水中
的大小与温度无关
B.水的电离度a(50℃)<a(75℃)
C.100℃时某溶液的
,该溶液呈中性
D.25℃时,
溶液中,
【答案】B
【解析】A.由表中数据可知随温度的升高
逐渐增大,则水的电离程度增大, 电离产生的
增大,
故A 错误;
B.由表中数据可知随温度的升高
逐渐增大,则水的电离程度增大,则a(50℃)<a(75℃),故B 正确;
C.由表中数据可知,100℃时,
,
,则
, 溶液呈酸性,故C 错误;
D.由表中数据可知,25℃时,
,温度不变Kw不变,故D 错误;
故选:B。
3.其他条件不变,升高温度,不一定增大的是
A.化学平衡常数B.气体摩尔体积
C.水的离子积
D.化学反应速率
【答案】A
【解析】A.化学反应不清楚是吸热反应还是放热反应,升高温度,化学平衡常数不一定增大,故A 符合
题意;
B.温度升高,气体分子间间距增大,则气体摩尔体积一定增大,故B 不符合题意;
C.水的电离是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,水的离子积一定增大,故C 不符合题意;
D.升高温度,化学反应速率增大,故D 不符合题意。
综上所述,答案为A。
4.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.水电离的
的溶液:Na+、Cu2+、
、
B.0.2mol/L 的NH4Cl 溶液:Na+、K+、
、
2
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C.使甲基橙变红色的溶液:Fe3+、K+、
、
D.0.1mol/L NaClO 溶液:H+、Na+、
、
【答案】C
【解析】A.水电离的
的溶液中含有大量的H+或者OH-,当由大量的H+时,
不能大
量共存,当有大量的OH-时Cu2+和
不能大量共存,A 不合题意;
B.0.2mol/L 的NH4Cl 溶液的
与
因发生双水解反应而不能大量共存,C 不合题意;
C.使甲基橙变红色的溶液中含有大量的H+,H+与Fe3+、K+、
、
均不反应,能够大量共存,C 符
合题意;
D.0.1mol/L NaClO 溶液中的ClO-与H+结合为弱电解质HClO、ClO-与H+、Cl-因发生氧化还原反应而不能
大量共存,H+、
、
三者因发生氧化还原反应而不能大量共存,D 不合题意;
故答案为:C。
5.常温下,物质的量浓度相等的下列物质的水溶液,水的电离程度最小的是
A.HNO3
B.NH3•H2O
C.BaCl2
D.K2CO3
【答案】A
【解析】A.HNO3为强酸,电离出氢离子抑制水的电离,水的电离程度最小,A 选;
B.NH3•H2O 是弱碱,部分电离氢氧根离子也能抑制水的电离,但电离出氢氧根离子浓度小于硝酸电离的
氢离子浓度,抑制水的电离程度比硝酸的小,B 不选;
C.BaCl2为强酸强碱盐,溶液呈中性,对水的电离无影响,C 不选;
D. K2CO3中碳酸根离子与水发生水解反应,促进水的电离,D 不选;
故选:A。
6.25℃时,下列说法正确的是
A.某溶液中,由水电离的H+浓度为10-9mol·L-1,则此溶液呈酸性
B.已知 NH3∙H2O 与CH3COOH 的电离平衡常数相等,某浓度的NH4Cl 溶液的pH=4.3,则相同浓度的
CH3COONa 溶液的pH=9.7
3
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C.N2H4的水溶液呈弱碱性,
,则0.01 mol·L-1N2H4水溶液的pH≈11
D.pH=7 的某溶液,溶质对水的电离平衡肯定无影响
【答案】B
【解析】A.某溶液中,由水电离的H+浓度为10-9mol·L-1,则水的电离受到抑制,此溶液可能为酸性溶液,
也可能为碱性溶液,所以此溶液不一定呈酸性,A 不正确;
B.已知 NH3∙H2O 与CH3COOH 的电离平衡常数相等,某浓度的NH4Cl 溶液的pH=4.3,c(H+)=10-4.3mol/L,
则相同浓度的CH3COONa 溶液中c(OH-)=10-4.3mol/L,所以 pH=9.7,B 正确;
C.N2H4的水溶液呈弱碱性,
,则0.01 mol·L-1N2H4水溶液中,c(OH-)=
≈
mol/L=10-4mol/L,pH≈10,C 不正确;
D.pH=7 的某溶液,溶质可能为强酸强碱的正盐,也可能为电离常数相同的弱酸与弱碱 生成的弱酸弱碱
盐,所以对水的电离平衡可能无影响,也可能有影响,D 不正确;
故选B。
7.已知温度T 时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为a mol/L 的一元酸HA 与b mol/L 的一元碱
BOH 等体积混合,可判断溶液呈中性的依据是
A.a=b
B.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH﹣)+c(A﹣)
C.混合溶液中,c(H+)=
D.混合溶液的pH=7
【答案】C
【分析】判断溶液呈中性的依据为,c(H+)=C(OH-);
【解析】A.一元酸和一元碱的相对强度不知,因此无法判定得到的盐溶液的酸碱性,A 错误;
B.根据电荷守恒,c(H+)+c(B+)=c(OH﹣)+c(A﹣),不论式酸性、碱性及中性溶液都存电荷守恒,B 错误;
C.根据Kw=c(H+)C(OH-),
,则c(H+)=C(OH-),溶液显中性,C 正确;
D.溶液温度不知道,pH=7 无法判断溶液的酸碱性,D 错误;
故答案为:C。
8.已知在100 ℃时水的离子积Kw=1×10-12,下列溶液的温度均为100 ℃。其中说法正确的是
A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=2
B.0.001 mol·L-1的NaOH 溶液,pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH 溶液等体积混合,混合溶液的pH 为6,溶液显酸
4
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性
D.完全中和pH=3 的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9 的NaOH 溶液100 mL
【答案】A
【解析】A.0.005 mol·L-1的
溶液中,
=0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,
,A 正确;
B.0.001 mol·L-1的
溶液中,
=0.001 mol·L-1,
,
,B 错误;
C.0.005 mol·L-1的
溶液与0.01 mol·L-1的
溶液等体积混合,溶液呈中性,
,C 错误;
D.
的H2SO4溶液
=10-3 mol·L-1,pH=9 的NaOH 溶液,c(OH-)=10-3 mol·L-1,二者完全中和,需
要溶液的体积相等,D 错误;
故选A。
9.钛白粉(TiO2)广泛用于颜料、油漆和造纸等,实验测定样品中TiO2纯度步骤如下:①称取mg 样品,在
酸性条件下充分溶解,加入适量铝粉将TiO2+还原为Ti3+。②过滤并洗涤,将所得滤液和洗涤液合并配制成
250mL 溶液。取25.00mL 所配溶液于锥形瓶中,滴加几滴KSCN 溶液,用浓度为cmol/L 的NH4Fe(SO4)2标
准溶液滴定,将Ti3+转化成TiO2+,重复操作3 次,平均消耗VmLNH4Fe(SO4)2标准溶液。下列有关说法正
确的是
A.步骤①中加入铝粉的离子方程式为:Al+TiO2++2H+=Al3++Ti3++H2O
B.步骤②中用碱式滴定管盛放NH4Fe(SO4)2标准溶液
C.步骤②中,滴入半滴标准液,溶液由无色变红色,即可判定达滴定终点
D.样品中TiO2的质量分数为:
×100%
【答案】D
【解析】A.TiO2+还原为Ti3+,Al 单质变成Al3+,离子方程式为:Al+3TiO2++6H+=Al3++3Ti3++3H2O;故A
错误;
B.NH4Fe(SO4)2标准溶液显酸性,应用酸式滴定管盛放,故B 错误;
C.变色稳定后才能判断为滴定终点,滴入半滴标准液,溶液变红色,且半分钟不褪色,可判定达滴定终
5
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点,故C 错误;
D.根据反应过程可建立关系式:
,n(TiO2)=n[NH4Fe(SO4)2]=
,原样品中n(TiO2)=
=
,样品中TiO2的质量分数为=
=
×100%,故D 正确。
答案选D。
10.下列操作规范且能达到实验目的的是
A
B
C
D
制备SO2
用于过氧化氢在MnO2催化作
用下制取O2
浓硫酸制稀硫酸
记录滴定终点读数为
12.20mL
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【解析】A.常温下铜和浓硫酸不能反应,需在加热条件下才能制备SO2,故A 错误;
B.过氧化氢溶液在安全漏斗中形成液封,在MnO2催化作用下制取O2,故B 正确;
C.稀释浓硫酸时,沿烧杯内壁将硫酸缓缓加入水中,边加边搅拌,容量瓶是用来配制一定浓度的溶液,
不能用来稀释,故C 错误;
D.滴定管的小刻度在上方,图中滴定终点读数为11.80mL,故D 错误;
故选:B。
11.25℃时,用浓度均为0.1mol·L-1的NaOH 溶液和盐酸分别滴定体积均为20mL,浓度均为0.1mol·L-1的
HA 溶液与BOH 溶液。滴定过程中溶液的pH 随滴加溶液的体积变化关系如图所示。下列说法中正确的是
6
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A.HA 为弱酸,BOH 为强碱
B.a 点时,溶液中粒子浓度存在关系:c(B+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(BOH)
C.b 点时两种溶液中水的电离程度相同,且V=20
D.c、d 两点溶液混合后微粒之间存在关系:c(H+)= c(OH-)+c(BOH)
【答案】D
【解析】A.根据图像,
的pH 为1,则为强酸,
的pH 为11,为弱碱,A 错误;
B.a 点时,碱过量,溶液中不可能存在
,溶液中粒子浓度可能存在关系:
,B 错误;
C.b 点HA 与
反应时溶液
,生成的盐不水解,则V 不可能等于20,因为V=20 时
的溶
液pH=7,C 错误;
D.c、d 两点溶液混合后多余的
与
恰好完全中和,只存在
的水解,根据质子守恒知
,D 正确;
故选D。
12.室温下,用标准液0.01mol·L-1NaOH 溶液滴定20.00ml0.01mol·L-1H2C2O4(二元弱酸)溶液,在滴定过程
中有关说法正确的是
A.当标准液滴到10.00mL 时,溶液中存在[Na+]=[
]
B.滴定终点时,水电离的氢离子浓度为10-7mol·L-1
C.pH=2 的H2C2O4溶液中水电离的[H+]大于0.01mol·L-1NaOH 溶液中水电离的[H+]
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D.滴定过程中始终存在[Na+]+[H+]=[
]+2[
]+[OH-]
【答案】D
【解析】A.当标准液滴到10.00mL 时,得到NaHC2O4溶液,根据物料守恒有,溶液中存在[Na+]=[
]+[
]+[ H2C2O4],故[Na+]>[
],选项A 错误;
B.滴定终点时,为Na2C2O4溶液,是强碱弱酸盐,溶液呈碱性,促进水的电离,水电离的氢离子浓度大于
10-7mol·L-1,选项B 错误;
C.室温下,pH=2 的H2C2O4溶液中水电离的[H+]和0.01mol·L-1NaOH 溶液中水电离的[H+]均为10-12
mol·L-1,两者相等,选项C 错误;
D.滴定过程中始终存在电荷守恒,为[Na+]+[H+]=[
]+2[
]+[OH-],选项D 正确;
答案选D。
二、非选择题(共4 小题,共40 分)
13.已知水在
和
时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)
时,将
的
溶液与
的硫酸溶液混合,所得混合溶液的
,则
溶液与硫
酸溶液的体积比为 。
(2)
时,若100 体积
的某强酸溶液与1 体积
的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a 与b 之
间应满足的关系是 。
(3)曲线A 所对应的温度下
的
溶液和
的某
溶液中,若水的电离程度分别用
表
8
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示,则
(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
(4)曲线B 对应的温度下,将
溶液与等物质的量浓度的
溶液等体积混合后,混
合溶液的
。
【答案】(1)
(2)
(3)小于
(4)10
【解析】(1)
时,
的
溶液,
;
的
溶液,
;若所得混合溶液的
,则
。故
溶液
与
溶液的体积比为
。
(2)温度越高,水的离子积常数越大,水中c(H+)越大,则曲线B 代表
时水的电离平衡曲线;
时,
水的离子积常数
,混合后溶液呈中性,
,
110b-12mol⋅L-1=10010-amol⋅L-1,则
。
(3)曲线A 所对应的温度是
,
的
溶液,
;
的某
溶液中,
;水电离产生的
中的浓度越大,水的电离程度就越大,
则
。
(4)设溶液的体积均为1L,则混合溶液中
,由于该温度下水的离子积常
数
,所以
,所得混合液的
。
14.物质A~E 都是由NH4
+、H+、Na+、OH-、CH3COO-、Cl-中离子两两组成(离子可重复,如NaCl、
HCl)。常温下将各物质从1mL 稀释到1000mL,pH 的变化如甲图所示。请回答:
9
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(1)若A 为氨水,甲图中a>9 的理由是 。
(2)已知常温下Ki(氨水)≈Ki(醋酸),E 可能为 (填化学式)。
(3)根据甲图显示的pH 的变化关系,写出物质的化学式:B , C 。
(4)另取浓度为c1的NaOH 溶液25mL,向其中逐滴滴加0.2mol/L 的D 溶液,滴定过程中溶液pH 的变化曲
线如乙图所示。
①c1= mol/L;
D
②
为 (填化学式);
G
③
点溶液呈中性,则此时滴加的D 溶液体积V 12.5mL(填“>”,“<”或“=”)
【答案】 稀释1000 倍时,平衡向电离的方向移动,溶液中c(OH-)没有下降到原来的千分之一
NaCl、CH3COONH4 NaOH HCl 0.1 CH3COOH >
【分析】从图中可知,常温下将物质从1mL 稀释到1000mL,对B 来说,pH 由12 变为9,则B 为强碱,
从而得出其为NaOH;对A 来说,pH 由12 变为a(a>9),则说明A 为弱碱,其应为NH3·H2O;对C 来说,
稀释1000 倍后,pH 由2 变为5,则C 为强酸,从而得出其为HCl;对D 来说,pH 由2 变为(<5)的数,则D
为弱酸,从而得出其为CH3COOH。
【解析】(1)若A 为氨水,则加水稀释后,虽然c(OH-)减小,但电离生成的n(OH-)增大,所以甲图中a>9 的
10
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理由是稀释1000 倍时,平衡向电离的方向移动,溶液中c(OH-)没有下降到原来的千分之一。答案为:稀释
1000 倍时,平衡向电离的方向移动,溶液中c(OH-)没有下降到原来的千分之一;
(2)已知常温下Ki(氨水)≈Ki(醋酸),说明NH4
+、CH3COO-的水解程度相同,则E 可能为NaCl、
CH3COONH4。答案为:NaCl、CH3COONH4;
(3)由分析可知,物质的化学式:B 为 NaOH, C 为HCl。答案为:NaOH;HCl;
(4)①从图中可以看出,pH=13,则c1=0.1mol/L;答案为:0.1;
②由以上分析可知,D 为CH3COOH;答案为:CH3COOH;
③当醋酸与NaOH 刚好完全反应时,消耗醋酸12.5mL,G 点溶液呈中性,则此时滴加的D 溶液体积
V>12.5mL。答案为:>。
15.常温下,有浓度均为0.1mol·L-1的下列6 种溶液:
NaCN
①
溶液②NaOH 溶液③CH3COONa 溶液④NH3·H2O 溶液⑤HCl 溶液⑥FeCl3溶液
HCN
H2CO3
CH3COOH
Ka=4.9×10-10
Ka1=4×10-7 Ka2=5.6×10-11
Ka=1.7×10-5
(1)溶液③pH=10 的原因是 (用离子方程式表示,下同);溶液④pH=11 的原因是 。
(2)溶液①中各离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)溶液①和③相比较,pH (NaCN) pH (CH3COONa) (填“>”“<”或“=”)。
(4)25℃时,V1L
HCl
⑤
溶液和V2L
NaOH
②
溶液混合后,混合溶液的pH=12,则V1:V2= 。
(5)实验室配制⑥FeCl3溶液时,通常加入少量盐酸,原因是 。
(6)25℃时,向①NaCN 溶液中通入少量CO2,发生反应的离子方程式为 。
(7)常温下若③CH3COONa 和④CH3COOH 的混合溶液中c(Na+) =c(CH3COO-),则该溶液呈 性。(填
“酸”“碱”或“中”)
【答案】(1) CH3COO-+ H2O⇌CH3COOH+OH- NH3·H2O⇌
+OH-
(2)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(3)>
(4)9:11
(5)Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+;加入盐酸后,增加了c(H+),使平衡向左移动,抑制Fe3+的水解
(6)CN-+CO2+H2O=HCN+
(7)中
11
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【解析】(1)醋酸钠是强碱弱酸盐,醋酸根离子水解CH3COO-+ H2O⇌CH3COOH+OH-,所以CH3COONa
溶液pH=10;NH3·H2O 是弱碱,NH3·H2O 电离出氢氧根离子,NH3·H2O⇌
+OH-,所以溶液④pH=11。
(2)NaCN 是强碱弱酸盐,CN-水解,溶液呈碱性,NaCN 溶液中各离子浓度由大到小的顺序是
c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);
(3)HCN 酸性小于CH3COOH,根据“越弱越水解”,同浓度的NaCN、CH3COONa,NaCN 水解程度大
于CH3COONa,所以溶液①和③相比较,pH (NaCN)>pH (CH3COONa)。
(4)25℃时,V1L
HCl
⑤
溶液和V2L
NaOH
②
溶液混合后,混合溶液的pH=12,则
,
所以V1:V2=9:11。
(5)Fe3+易水解,Fe3++3H2O⇌Fe(OH)3+3H+,加入盐酸后,c(H+)增大,使平衡向左移动,抑制Fe3+的水解,
所以实验室配制⑥FeCl3溶液时通常加入少量盐酸。
(6)25℃时,Ka1(H2CO3)> Ka(HCN)>Ka2(H2CO3),向①NaCN 溶液中通入少量CO2生成碳酸氢钠和HCN,
发生反应的离子方程式为CN-+CO2+H2O=HCN+
;
(7)常温下若③CH3COONa 和④CH3COOH 的混合溶液中c(Na+) =c(CH3COO-),根据电荷守恒c(H+)
=c(OH-),则该溶液呈中性。
16.乙二酸是一种有机酸,俗名草酸,化学式为H2C2O4,广泛分布于植物、动物和真菌体中,常温下,用
pH 试纸测得0.2mol/L 的H2C2O4溶液的pH=3。
(1)测定血液样品中Ca2+的浓度。取血液样品50.00mL,加适量的草酸铵[(NH4)2C2O4]溶液可析出CaC2O4沉
淀,将洗涤后的CaC2O4沉淀溶于强酸可得H2C2O4,将H2C2O4溶液稀释成250mL。再用0.010mol/L 酸性
KMnO4溶液进行滴定。
①滴定达到终点的判断是 。
②如图是第一次滴定结束时滴定管中的液面,读数为a= mL。
③根据下列数据计算:
12
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滴定次
数
草酸溶液体积(mL)
标准液体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
25.00
0.60
a
第二次
25.00
0.10
24.10
第三次
25.00
1.20
25.20
滴定时MnO 被还原为Mn2+的离子方程式为 。计算血液样品中Ca2+的浓度为 mol/L。
(2)根据氧化还原滴定还可以根据沉淀原理滴定,即滴定剂与被滴定物生成的沉淀比滴定剂与指示剂生成的
沉淀更难溶,且二者之间有明显的颜色差别。
难溶物
AgCl
AgBr
AgCN
Ag2CrO4
AgSCN
颜色
白色
浅黄色
白色
砖红色
白色
Ksp
1.8×10-10
5.35×10-13
1.21×10-16
2.0×10-12
1.0×10-12
参考表中的数据,若用AgNO3溶液滴定NaCl 溶液,可选用的指示剂是_______溶液(填标号)。
A.NaBr
B.NaCN
C.Na2CrO4
D.NaSCN
【答案】(1) 当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,锥形瓶内溶液颜色右无色变成浅红色,且半分钟内不
恢复 20.60 2MnO +6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O 0.12
(2)C
【解析】(1)①KMnO4与H2C2O4发生氧化还原反应,反应开始阶段草酸过量溶液始终无色,当达到终点
时,高锰酸钾过量溶液变浅红色,滴定终点现象为:当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,锥形瓶内溶液颜色
右无色变成浅红色,且半分钟内不恢复
②由图可知此时读数为:20.60;
③滴定时MnO 被还原为Mn2+,H2C2O4被氧化为二氧化碳气体,根据得失电子守恒得反应离子方程式:
2MnO +6H++5H2C2O4=2Mn2++10CO2↑+8H2O;由上述反应结合元素守恒得关系式:
;表中数据中第一组数据差距较大,舍弃,则KMnO4溶液消耗的平
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均体积为:24.00mL,血液样品中Ca2+的浓度为
;
(2)指示沉淀要有颜色便于分辨(AgBr 和AgaCrO4),同时需要在Cl-之后沉淀,但AgBr 的Ksp 小先于Cl-
沉淀而不能作为指示剂,故选C。
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