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第25讲 水的电离及溶液的酸碱性
课时集训
测控导航表
知识点
基础
能力
挑战
水的电离
3,4
溶液的酸
碱性与pH
1,5
6,7
酸碱中和滴定
2
8,9,10
11,12
1.(2018·江西赣州模拟)常温下,下列溶液一定呈碱性的是( B )
A.能与金属铝反应放出氢气的溶液
B.=10-6的溶液
C.pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合
D.0.01 mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的HCl溶液等体积混合
解析:能与金属铝反应放出氢气的溶液可能呈酸性也可能呈强碱性,A错误;=10-6c(N)>c(OH-)
D.滴定过程中可能有c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
(5)滴定过程中所用盐酸的pH= ,d点之后若继续加入盐酸至图像中的e点(此时不考虑N水解的影响),则e点对应的横坐标为 。
解析:(1)未加入盐酸前,0.1 mol·L-1氨水的pH=11,则溶液中c(OH-)=
mol·L-1=0.001 mol·L-1;由于水的电离程度较小,可忽略水的电离,则溶液中c(N)≈c(OH-)=0.001 mol·L-1;NH3·H2O的电离程度较小,则c(NH3·H2O)≈0.1 mol·L-1,故该温度时NH3·H2O的电离常数K===10-5。
(2)b、c两点溶液中都含有NH3·H2O,抑制水的电离,且c(NH3·H2O)越大,对水的电离的抑制程度越大,d点氨水与盐酸恰好完全反应生成NH4Cl,N发生水解而促进水的电离,故三点水电离出的c(OH-)大小顺序为d>c>b。
(3)滴定时,由b点到c点的过程中,c(H+)·c(OH-)=KW,由于温度不变,则KW不变,A正确;随着反应的进行,溶液的碱性减弱,溶液中c(OH-
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)减小而c(H+)增大,故的值增大,B错误;NH3·H2O的电离常数Kb=
,温度不变,则Kb不变,即保持不变,C正确;
=,温度不变,则KW、Kb均不变,即不变,D
正确。
(4)b点溶液为等浓度NH4Cl和NH3·H2O的混合液,溶液呈碱性,说明NH3·H2O的电离程度大于N的水解程度,据电荷守恒可得c(N)+
c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),据物料守恒可得2c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O),综合上述两式可得c(N)+2c(H+)=c(NH3·H2O)+2c(OH-),A错误;c点溶液的pH=7,则有c(H+)=c(OH-),结合电荷守恒式可得c(N)=c(Cl-)
>c(H+)=c(OH-),B错误;d点盐酸与氨水恰好完全反应生成NH4Cl,N发生水解而使溶液呈酸性,但其水解程度较小,故离子浓度关系为
c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-),C错误;当加入盐酸的量较少时,氨水中c(NH3·H2O)较大,生成的NH4Cl较少,溶液中c(NH3·H2O)远大于
c(NH4Cl),可能出现c(NH3·H2O)>c(N)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),D
正确。
(5)由题图可知,d点盐酸与氨水恰好完全反应生成NH4Cl,由NH3·H2O
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~HCl可知,c(HCl)=0.1 mol·L-1×=0.1 mol·L-1,故滴定过程中所用盐酸的pH=1。设e点加入盐酸的体积为x L,则剩余盐酸的量为n余(HCl)=0.1 mol·L-1×x L-0.1 mol·L-1×V L=0.1(x-V) mol,此时溶液的pH=2,则有0.1(x-V)mol=10-2 mol·L-1×(x+V)L,解得x=。
答案:(1)10-5 (2)d>c>b (3)ACD (4)D (5)1
11.(2018·湖北鄂东南联盟学校联考)25 ℃时,用浓度为
0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液滴定20.00 mL浓度为0.100 0 mol·L-1
的某酸HX,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( A )
A.HX的电离常数Ka的数量级为10-10
B.P点溶液中微粒浓度大小为c(Na+)>c(HX)>c(X-)>c(OH-)>c(H+)
C.滴定过程中可选用的指示剂有甲基橙和酚酞
D.A点到B点过程中,水电离出的c(H+)×c(OH-)先增大,后不变
解析:0.100 0 mol·L-1 HX溶液的pH=5.15,溶液中 c(H+)=c(X-)=
10-5.15 mol·L-1,c(HX)=(0.100 0-10-5.15)mol·L-1≈0.100 0 mol·L-1,HX
的电离方程式为HXH++X-,HX的电离常数Ka==
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=
10-9.3=100.7×10-10,Ka的数量级为10-10,A项正确;P点加入10 mL NaOH溶液,0.100 0 mol·L-110 mL NaOH溶液与 0.100 0 mol·L-1 20.00 mL HX充分反应得到等物质的量浓度的NaX和HX的混合液,溶液的pH=8说明X-的水解程度大于HX的电离程度,P点溶液中微粒浓度由大到小的顺序为c(HX)>c(Na+)>c(X-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;NaOH与HX恰好完全反应得到的NaX溶液呈碱性,应选用碱性范围内发生颜色变化的指示剂,滴定过程中选用的指示剂为酚酞,C项错误;A点HX电离的H+抑制水的电离,随着NaOH溶液的滴入,HX不断被消耗生成NaX,HX电离的H+对水的电离的抑制程度减小,X- 水解对水的电离的促进程度增大,当加入20 mL NaOH溶液时NaOH和HX恰好完全反应,水的电离程度达最大,NaOH溶液大于20 mL时,过量的NaOH电离的OH- 抑制水的电离,A点到B点过程中,水电离的c(H+)×c(OH-)先增大后减小,D项错误。
12.传统的定量化学实验受到计量手段的制约而研究范围狭窄、精确度不高,DIS数字化信息系统(由传感器、数据采集器和计算机组成)因为可以准确测量溶液的pH等而在中和滴定的研究中应用越来越广泛深入。
(1)某学习小组利用DIS系统探究强碱和不同酸的中和反应,实验过程如下:
①分别配制0.100 0 mol·L-1的NaOH、HCl、CH3COOH溶液备用。
②用0.100 0 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定10.00 mL 0.100 0
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mol·L-1的HCl和CH3COOH溶液,连接数据采集器和pH传感器。
③由计算机绘制的滴定曲线如图1:
两曲线图起点不同的原因是
;
两曲线图中V1 (填“>”“=”或“
c(CH3COO-);④c(H+)=10-8 mol·L-1,c(OH-)= mol·L-1=10-6mol·L-1,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(Na+)-c(CH3COO-)=
c(OH-)-c(H+)=10-6 mol·L-1-10-8 mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1。
答案:(1)CH3COOH不完全电离,HCl完全电离,使 0.1 mol·L-1
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的CH3COOH溶液中c(H+)比同浓度的HCl溶液中c(H+)小,pH大 >
(2)①酸式滴定管 否
②CH3COOH+OH-CH3COO-+H2O
③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
④9.9×10-7
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