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考点规范练23 水的电离和溶液的酸碱性
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.关于35 ℃的0.1 mol·L-1 NaOH溶液,以下表述错误的是( )
A.KW>1×10-14
B.水电离的c(H+)>1×10-13 mol·L-1
C.pH>13
D.c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
2.现有Na2CO3、H2SO4、Ba(OH)2三种物质的量浓度与体积都相等的溶液,若以不同顺序将它们中的两种混合起来,出现沉淀后过滤,再将滤液与第三种溶液混合起来,最终所得的溶液( )
A.可能呈酸性 B.可能呈中性
C.一定呈碱性 D.一定呈中性
3.准确移取20.00 mL某待测HCl溶液放入锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是 ( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
4.(2017湖南衡阳模拟)室温下,下列有关溶液pH的说法正确的是( )
A.将pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,溶液中c(H+)=1×10-13 mol·L-1
B.将pH=9的氢氧化钠溶液和pH=13的氢氧化钡溶液等体积混合,所得混合溶液的pH=11
C.将pH=1的硫酸和pH=5的盐酸等体积混合,所得混合溶液的pH=1.3
D.pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,由于氢氧化钡过量,所得溶液的pH>7
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5.25 ℃时,下列叙述正确的是( )
A.将pH=3的醋酸溶液和pH=11的NaOH溶液等体积混合后,pH>7
B.NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至pH=7,则c(Na+)=2c(S)
C.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液等体积混合后pHc(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
D.KNO3溶液和CH3COONH4溶液pH均为7,两溶液中水的电离程度相同
6.常温下,下列溶液的pH或微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-a mol·L-1,若a>7时,则该溶液的pH一定为14-a
B.将0.2 mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH大于7,则反应后的混合液:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+)
C.等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3溶液混合:c(Na+)=c(C)+c(HC)+c(H2CO3)
D.常温下NaHSO3溶液的pHc(H+)>c(OH-)
C.在B点,两者恰好完全反应
D.在C点,c(X-)+c(HX)=0.1 mol·L-1
9.用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定10 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液,溶液的pH与NaOH溶液的体积关系如图所示。下列说法错误的是( )
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A.A点溶液中加入少量水:增大
B.B点:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
C.C点:c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-)
D.水电离出来的c(OH-):B>D
10.(2016天津理综)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
二、非选择题(本题共4个小题,共50分)
11.(14分)某些非金属单质可以与强碱溶液发生反应。例如白磷(P4)可以与过量的热NaOH溶液反应生成PH3气体和NaH2PO2(次磷酸钠)。
(1)上述反应的化学方程式为 。
(2)已知NaH2PO2水溶液pH>7,次磷酸是 (填“一”“二”或“三”)元 (填“强”或“弱”)酸。次磷酸的电离方程式为 ;NaH2PO2水溶液pH>7的原因: 。
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(3)25 ℃时,向100 mL 0.01 mol·L-1的H3PO2溶液中,滴加等浓度的NaOH溶液至溶液呈中性,消耗NaOH溶液的体积 (填“>”“=”或“”“7的原因: 。
(3)写出C与D反应的离子方程式: 。
(4)25 ℃时,0.1 mol·L-1 B溶液的pH=a,则B溶液中c(H+)-c(NH3·H2O)= (用含有a的关系式表示)。
(5)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
14.(14分)乙二酸(化学式为HOOC—COOH,可简写为H2C2O4)俗称草酸,在100 ℃时开始升华,157 ℃时开始分解。
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(1)探究草酸的酸性
①已知:25 ℃ H2C2O4 K1=5.4×10-2,K2=5.4×10-5;H2CO3 K1=4.5×10-7 K2=4.7×10-11。
下列离子方程式正确的是 。
A.H2C2O4+CHC+HC2
B.HC2+CHC+C2
C.H2C2O4+CC2+H2O+CO2↑
D.2C2+CO2+H2O2HC2+C
②向1 L 0.02 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液。混合溶液中c(H+)>c(OH-),下列说法中正确的是 。
A.c(H2C2O4)>c(HC2)
B.c(Na+)+c(H+)=2c(C2)+c(HC2)+c(OH-)
C.c(OH-)=c(H+)+2c(H2C2O4)-c(HC2)
D.c(H2C2O4)+c(C2)+c(HC2)=0.02 mol·L-1
(2)用酸性KMnO4溶液滴定Na2C2O4溶液求算Na2C2O4的纯度。
实验步骤:准确称取1 g Na2C2O4固体,配成100 mL溶液,取出20.00 mL于锥形瓶中。再向瓶中加入足量稀硫酸,用0.016 mol·L-1高锰酸钾溶液滴定,滴定至终点时消耗高锰酸钾溶液25.00 mL。
①高锰酸钾溶液应装在 (填“酸式”或“碱式”)滴定管中。
②滴定至终点时的实验现象是
。
③下列操作可能使测量结果偏高的是 。
A.盛装Na2C2O4溶液的滴定管没润洗
B.盛装高锰酸钾溶液的滴定管滴定前尖嘴处有气泡,滴定后气泡消失
C.读数时滴定前仰视,滴定后俯视
D.锥形瓶中残留少量水
④计算Na2C2O4的纯度为 。
参考答案
考点规范练23 水的电离和溶液的酸碱性
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1.C 25 ℃时KW=1×10-14,KW随温度的升高而增大,故A项正确;由于KW>1×10-14,c(OH-)=0.1 mol·L-1,H+完全来自于水,水电离的c(H+)>1×10-13 mol·L-1,故B项正确;因为c(H+)>1×10-13 mol·L-1,所以pHc(CH3COOH)> c(H+)>c(OH-),故C项正确;KNO3为强酸强碱盐,对水的电离无影响,CH3COONH4为弱酸弱碱盐,对水的电离起促进作用,故D项错误。
6.B 常温下某溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-a mol·L-1,若a>7时说明水的电离受到抑制,溶液可能是酸或碱的溶液,则该溶液的pH可能为14-a或a,A项错误;将0.2 mol·L-1的某一元酸HA溶液和0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后得到等浓度的HA和NaA的混合溶液,根据电荷守恒有:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+),B项正确;等体积、等物质的量浓度的Na2CO3溶液与NaHCO3
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溶液混合,根据物料守恒有:2c(Na+)=3[c(C)+c(HC)+c(H2CO3)],C项错误;常温下NaHSO3溶液的pHc(H2SO3),D项错误。
7.D A项,100 ℃时水的离子积KW=10-12,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,此温度下pH=6,溶液显示中性,A错误;B项,25 ℃时,0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液pH=4,说明HS在水溶液中的电离程度大于HS的水解程度,故c(S)>c(H2SO3),B错误;C项,pH=3的硫酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O是弱电解质,故c(NH3·H2O)≫1×10-3 mol·L-1,二者等体积混合,氨水有剩余,溶液呈碱性,C错误;D项,室温下,10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液与5 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液混合后,溶液中溶质为等浓度的CH3COONa和CH3COOH,根据物料守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+);根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),两式合并消去c(Na+)可得:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),D正确。
8.B 根据图像可知,0.100 0 mol·L-1 HX溶液的2c(Na+)>c(H+)>c(OH-),B项正确;在B点,pH=7,加入的NaOH溶液体积小于25.00 mL,没有恰好完全反应,C项错误;在C点,溶液的总体积为50 mL,由物料守恒可知:c(X-)+c(HX)==0.05 mol·L-1,D项错误。
9.D 向H2A溶液中加入少量水,H2A、H+的浓度均减小,, 则增大,故A项正确;10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液与10 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液反应恰好生成NaHA,此时溶液呈酸性,HA-的电离程度大于其水解程度,所以B点有c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-),故B项正确;根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),C点溶液呈中性,所以c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),故C项正确,D点H2A与氢氧化钠恰好反应生成Na2A,A2-水解促进水的电离,B点为NaHA溶液,HA-电离使溶液呈酸性,抑制水的电离,所以水电离出来的c(OH-):Bc(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-
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),正确;C项,对于任何一种酸HX,加NaOH反应达到中性时,酸越弱,需要的NaOH越少,c(Na+)越小,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-),由于c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(X-),由于酸性HA>HB>HD,故达中性时三种溶液中c(A-)>c(B-)>c(D-),错误;D项,完全中和并混合后,溶液中溶质有NaA、NaB、NaD,水电离的H+部分与A-、B-、D-结合生成HA、HB、HD,所以根据质子守恒有c(H+)+c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-),正确。
11.答案 (1)P4+3NaOH+3H2OPH3↑+3NaH2PO2
(2)一 弱 H3PO2H2P+H+ H2P+H2OH3PO2+OH-
(3)c(OH-)=c(H+)
解析 (1)根据氧化还原反应中得失电子数相等配平化学方程式。因该反应是歧化反应,则此反应的配平技巧是先配生成物化学计量数,再配反应物化学计量数。
(2)由题目信息知,白磷与过量的NaOH溶液反应生成产物之一是NaH2PO2,可见次磷酸是一元酸。NaH2PO2水溶液pH>7,说明H2P发生水解,所以H3PO2是一元弱酸。
(3)根据题目信息,若滴加NaOH溶液后恰好中和溶液中的H3PO2生成NaH2PO2,需NaOH溶液的体积是100 mL,此时溶液pH>7。若使溶液呈中性,则滴加的NaOH溶液体积应小于100 mL。由于溶液最终呈中性,则c(H+)=c(OH-),据电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(H2P)+c(OH-),所以溶液中离子浓度大小的顺序是c(Na+)=c(H2P)>c(OH-)=c(H+)。
12.答案 (1)+1
(2)①H2N2O2H++HN2、HN2H++N2 ②> ③>
解析 (1)H2N2O2分子中,H的化合价为+1价,O的化合价为-2价,根据化合物中元素化合价代数和为0,得氮元素的化合价为+1价。
(2)①从图像可知0.01 mol·L-1的H2N2O2溶液pH=4.3,故H2N2O2是二元弱酸,以第一步电离为主,故在水溶液中的电离方程式:H2N2O2H++HN2、HN2H++N2;②B点时溶液中溶质是NaHN2O2,其溶液pH>7,说明HN2以水解为主,故溶液中c(H2N2O2)>c(N2);③a点时溶液中c(Na+)+c(H+)=c(HN2)+2c(N2)+c(OH-),pH=7,则c(H+)=c(OH-),得c(Na+)=c(HN2)+2c(N2),c(Na+)>c(HN2)+c(N2)。
13.答案 (1)CH3COONa NH4Cl
(2)CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
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(3)Ba2++SBaSO4↓ (4)10a-14 mol·L-1
(5)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(N)>c(H+)
解析 这七种离子形成的碱性物质中一定含有OH-或CH3COO-,而酸性物质则只可能含有N,即为水解显酸性的盐,又因A、B的水溶液中水的电离程度相同,则A应为水解显碱性的物质,则一定为CH3COO-形成的盐,C中含有OH-。D溶液与C溶液只生成白色沉淀,因此D中含S,则C为Ba(OH)2,因B与C只生成有刺激性气味的气体,则B一定为NH4Cl,又因A、B溶液中水的电离程度相同,且A、D两溶液混合无现象,则A为CH3COONa,D为Na2SO4。
(4)在0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(N)=c(Cl-)+c(OH-),根据物料守恒,知:c(Cl-)=c(N)+c(NH3·H2O)=0.1 mol·L-1,两式联立,可得c(H+)-c(NH3·H2O)=c(OH-)= mol·L-1=10a-14 mol·L-1。
(5)根据题意知,NH4Cl与Ba(OH)2的物质的量相等,混合后,溶液中的溶质为NH3·H2O、BaCl2和剩余的Ba(OH)2,其中BaCl2与Ba(OH)2的物质的量浓度相等,NH3·H2O的浓度约为BaCl2或Ba(OH)2浓度的2倍,则溶液中c(OH-)最大,c(Ba2+)=c(Cl-),因氨水为弱碱溶液,NH3·H2O发生部分电离,则电离产生的c(N)c(Ba2+)=c(Cl-)>c(N)>c(H+)。
14.答案 (1)①BC ②B
(2)①酸式 ②当滴入最后一滴KMnO4溶液时,溶液由无色变为紫色(紫红色),且半分钟内不褪色 ③B ④67%
解析 (1)①根据电离常数知酸性强弱顺序是H2C2O4>HC2>H2CO3>HC,根据强酸制取弱酸知:H2C2O4和C反应生成C2和CO2,HC2和C反应生成HC和C2,B、C正确。②向1 L 0.02 mol·L-1 H2C2O4溶液中滴加1 L 0.01 mol·L-1 NaOH溶液,发生反应H2C2O4+NaOHNaHC2O4+H2O,则反应后的溶液是等浓度的H2C2O4和NaHC2O4的混合溶液,混合溶液中c(H+)>c(OH-),说明H2C2O4的电离程度大于HC2的水解程度,则c(H2C2O4)