2021届高三化学一轮复习重点考点逐个练习 水的电离和溶液的酸碱性（含详解）

2021 届高三化学一轮复习重点考点逐个练习: 水的电离和溶液的酸碱性（含详解） 命题角 度 重点考查水的电离、溶液的酸碱性、酸碱中和滴定以及 pH 的有关计算 备考启 示 在复习中,应以水的电离和水的离子积、溶液的酸碱性和溶液 pH 的计算、酸碱中和滴定操作 与曲线、误差分析为基础,重点掌握溶液酸、碱性与溶液中氢离子、氢氧根离子浓度的关系, 重点训练有关 pH 的计算、酸碱中和滴定以及滴定曲线的应用等方面的试题 1. 一定温度下,水中存在 H2O H++OH-　ΔH=Q(Q>0)的平衡,下列叙述一定正确的是(　　)。 A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw 减小 B.将水加热,Kw 增大,pH 不变 C.向水中加入少量金属 Na,平衡逆向移动,c(H+)减小 D.向水中加入少量硫酸钠固体,c(H+)和 Kw 均不变 【解析】A 项,向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,温度不变,Kw 不变,错误;B 项,升高温度,促进 水的电离,Kw 增大,c(H+)增大,pH 减小,错误;C 项,向水中加入少量金属钠,反应消耗 H+,使水的电离平衡 正向移动,c(H+)减小,错误;D项,向水中加入硫酸钠固体后,不影响水的电离平衡,c(H+)和K w均不变,正确。 【答案】D 2. 25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl;②NaOH;③H2SO4;④(NH4)2SO4。水的电离程度按由 大到小顺序排列的一组是(　　)。 A.④>③>②>①　　　　B.②>③>①>④ C.④>①>②>③ D.③>②>①>④ 【解析】②③分别为碱、酸,均能抑制水的电离,且相同浓度下 H2SO4 对水的电离的抑制程度比 NaOH 大;④中 NH+4 水解促进水的电离;①中 NaCl 不影响水的电离。 【答案】C 3. 在 25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的 c(H+)为 1×10-13 mol·L-1,下列有关该溶液的叙述,正确的是 (　　)。 A.该溶液可能呈酸性 B.该溶液一定呈碱性 C.该溶液的 pH 一定是 1 D.该溶液的 pH 不可能为 13 【解析】在 25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的 c(H+)为 1×10-13 mol·L-1c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故 C 项正确。氢氧化钠和盐酸恰好完全反应生成 氯化钠,溶液呈中性,可以选择甲基橙或酚酞作指示剂;氢氧化钠和醋酸恰好完全反应生成醋酸钠,溶液 呈碱性,只能选择酚酞作指示剂,故 D 项错误。 【答案】C 12. 已知 Ag2CrO4 是砖红色沉淀,下列滴定反应中,指示剂使用不正确的是(　　)。 A.用标准 FeCl3 溶液滴定 KI 溶液,KSCN 溶液作指示剂 B.用 I2 溶液滴定 Na2SO3 溶液,淀粉作指示剂 C.用 AgNO3 溶液滴定 NaCl 溶液,Na2CrO4 作指示剂 D.用 H2O2 溶液滴定 KI 溶液,淀粉作指示剂 【解析】铁离子与碘离子反应,生成亚铁离子和碘单质,KSCN 溶液遇铁离子显红色,当溶液显红色 时,说明碘离子反应完全,达到滴定终点,故 A 项正确;淀粉遇碘单质显蓝色,当溶液显蓝色时,说明亚硫酸 根离子已经被碘单质充分氧化,碘单质剩余,达到滴定终点,故 B 项正确;Ag2CrO4 是砖红色沉淀,当溶液 中有砖红色沉淀时,待测液中的氯离子被充分沉淀,银离子剩余,故 C 项正确;待测液中的碘离子被双氧 水氧化生成碘单质,淀粉显蓝色,即开始滴定就出现蓝色,不断滴加 H2O2溶液,蓝色加深,碘离子反应完全 时,蓝色不再加深,但是不易观察,不能判断滴定终点,故 D 项错误。 【答案】D 13. 某学习小组用“间接碘量法”测定某 CuCl2 晶体试样的纯度,试样不含其他能与 I-发生反应的氧化性 杂质,已知:2Cu2++4I- 2CuI↓+I2,I2+2S2O2- 3 S4O2- 6 +2I-。取 m g 试样溶于水,加入过量 KI 固体,充分反 应,用 0.1000 mol·L-1 Na2S2O3 标准溶液滴定,部分实验仪器和读数如图所示。 下列说法正确的是(　　)。 A.试样在甲中溶解,滴定管选乙 B.选用淀粉作指示剂,当甲中溶液由蓝色变为无色时,即达到滴定终点 C.丁图中,滴定前滴定管的读数为(a-0.50) mLD.对装有标准液的滴定管读数时,滴定前后读数方式如丁图所示,则测得的结果偏小 【解析】甲中盛装的是含有 I2 的溶液,则滴定管中盛装的为 Na2S2O3 标准溶液,该溶液显碱性,应选 用碱式滴定管(丙),A 项不正确;溶液变色且经过 30 s 左右溶液不恢复原来的颜色,视为滴定终点,B 项不 正确;滴定管“0”刻度在上端,故滴定前的读数为(a+0.50) mL,C 项不正确;滴定后俯视读数,将导致读数偏 小,故测得的结果偏小,D 项正确。 【答案】D 14.下列操作会使 H2O 的电离平衡向正方向移动,且所得溶液呈酸性的是(　　)。 A.向水中加入少量 CH3COONa B.向水中加入少量 NaHSO4 C.加热水至 100 ℃,pH=6 D.向水中加少量的明矾 【解析】A 项,CH3COO-水解,溶液呈碱性;B 项,NaHSO4 电离出 H+抑制水的电离;C 项,100 ℃的水 pH=6,但 c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;D 项,Al3+水解,促进水的电离,溶液呈酸性。 【答案】D 15.下列说法正确的是(　　)。 A.向 10 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH 溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中水的电离程度始终增大 B.0.01 mol·L-1 醋酸溶液中水的电离程度小于 0.01 mol·L-1 盐酸中水的电离程度 C.常温下将 0.01 mol·L-1 盐酸与 pH=12 的氨水等体积混合,所得溶液中由水电离出的 c(OH-)1×10-7 mol·L-1 【解析】在滴加过程中,溶液的 pH 逐渐增大,水的电离程度在溶液显中性之前逐渐增大,显中性之 后逐渐减小,A 项错误;等浓度的醋酸和盐酸,醋酸的 pH 大,水的电离程度大,B 项错误;混合后,氨水过量, 溶液显碱性,由水电离出的 c(OH-)Z>X>Y B.元素 X 的气态氢化物与 Q 的单质可发生置换反应 C.元素 X 与 Y 可以形成 5 种以上的化合物 D.元素 Q 的最高价氧化物对应水化物的酸性比 W 的强 【解析】短周期主族元素 X、Y、Z、W、Q 的原子序数依次增大,X 的气态氢化物极易溶于 Y 的 氢化物中,联想 NH3 极易溶于水,可知 X 为氮元素,Y 为氧元素;常温下,Z 的单质能溶于 W 的最高价氧化 物对应水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,说明 Z 为铝元素,W 为硫元素,因为铝在常温下能溶于稀硫 酸,在浓硫酸中发生钝化;Q 只能为氯元素。同周期元素自左向右原子半径逐渐减小,电子层数越多原子 半径越大,故原子半径 Z(Al)>W(S)>Q(Cl)>X(N)>Y(O),故 A 项错误;氯气能与氨气反应得到氮气和氯化 氨,属于置换反应,故 B 项正确;N 元素与 O 元素可以形成 N2O、NO、N2O3、NO2、N2O4、N2O5,故 C 项正确;非金属性 Cl>S,故 Cl 的最高价氧化物对应水化物的酸性更强,故 D 项正确。 【答案】A 26.H2S2O3 是一种弱酸,实验室欲用 0.01 mol·L-1 的 Na2S2O3 溶液滴定 I2 溶液,发生的反应为 I2+2Na2S2O3 2NaI+Na2S4O6。下列说法合理的是(　　)。 A.该滴定实验可用甲基橙作指示剂 B.Na2S2O3 是该反应的还原剂 C.该滴定实验可选用如图所示装置 D.该反应中每消耗 2 mol Na2S2O3,转移 4 mol 电子 【解析】溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当到达反 应终点时,单质碘消耗完全,蓝色褪去,故 A 项错误;Na2S2O3 中 S 元素化合价升高被氧化,作还原剂,故 B 项正确;Na2S2O3 溶液呈碱性,应该用碱式滴定管,故 C 项错误;反应中每消耗 2 mol Na2S2O3,转移 2 mol 电子,故 D 项错误。 【答案】B 27.比亚迪纯电动汽车采用一种具有高效率输出、可快速充电、对环境无污染等优点的新型电池,其工 作原理如图所示。M 电极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导 Li+ 的高分子材料,聚合物交换膜只允许 Li+通过,而 e-不能通过。电池反应式为 LixC6+Li1-xFePO4 LiFePO4+6C。下列说法不正确的是(　　)。A.放电时,N 极是正极,电极反应式为 Li1-xFePO4+xLi++xe- LiFePO4 B.充电时,Li+通过聚合物交换膜向 M 极迁移 C.用该电池电解精炼铜,阴极质量增重 19.2 g 时,通过聚合物交换膜的 Li+数目为 0.6NA D.充电时电路中每通过 0.5 mol e-,消耗 36 g C 【解析】电池反应式为 LixC6+Li1-xFePO4 LiFePO4+6C,所以 LixC6 转化为 C,说明其表面是 Li 失 去电子转化为 Li+,所以其表面发生失电子的氧化反应,即 LixC6 为负极(M),Li1-xFePO4 为正极(N),反应中 Li1-xFePO4 转化为 LiFePO4,所以正极反应式为 Li1-xFePO4+xLi++xe- LiFePO4, A 项正确。充电是电解 池,阳离子应该向阴极(负极)移动, B 项正确。电解精炼铜时,阴极增加的质量是 Cu 的质量,所以增加的 铜为 19.2 g(0.3 mol),转移电子为 0.6 mol,因为锂离子带一个单位的正电荷,所以通过交换膜的锂离子为 0.6 mol, C 项正确。该电池的反应是锂单质和锂离子之间的转化,C 只是作为金属锂的载体,反应前后没 有变化, D 项错误。 【答案】D 28.CO2 的转换在生产、生活中具有重要的应用。请回答下列问题: (1)CO2 的低碳转型对抵御气候变化具有重要意义,海洋是地球上碳元素最大的“吸收池”。 ①溶于海水的 CO2 主要以四种无机碳形式存在,除 CO2、H2CO3 两种分子外,还有两种离子的化学式 为　　　　、　　　　。 ②在海洋碳循环中,可通过如图所示的途径固碳。写出钙化作用的离子方程 式:　　　　　　　　　　　。 (2)将 CO2 与金属钠组合设计成 Na-CO2 电池,很容易实现可逆的充、放电反应,该电池的总反应式为 4Na+3CO2 2Na2CO3+C。放电时,在正极得电子的物质为　　　　;充电时,阳极的电极反应式为　。 (3)目前工业上有一种方法是用 CO2 和 H2 在 230 ℃并有催化剂的条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气。 下列能判断该反应达到化学平衡状态的是　　　　(填字母)。 A.容器中压强不变　　　　B.H2 的体积分数不变 C.c(H2)=3c(CH3OH) D.容器中密度不变 E.2 个 C O 键断裂的同时有 6 个 H—H 键断裂(4)将不同量的 CO(g)和 H2O(g)分别通入体积为 2 L 的恒容密闭容器中,发生反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如表三组数据: 起始量/mol平衡量/mol实验 组 温度 /℃ CO H2O H2 CO 达到平衡所需时间/min 1 650 4 2 1.6 2.4 6 2 900 2 1 0.4 1.6 3 3 900 a b c d t ①实验 2 条件下平衡常数 K=　　　　。 ②实验 3 中,若平衡时,CO 的转化率大于水蒸气,则a b的值　　　　(填具体值或取值范围)。 ③实验 4,若 900 ℃时,在此容器中加入 CO、H2O、CO2、H2 均为 1 mol,则此时 v(正)　　　　(填“” 或“=”)v(逆)。 (5)已知在常温常压下: ①2CH3OH(l)+3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g)　 ΔH1=-1275.6 kJ·mol-1 ②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g)　 ΔH2=-566.0 kJ·mol-1 ③H2O(g) H2O(l)　ΔH3=-44.0 kJ·mol-1 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:　。 【解析】(1)①溶于海水的 CO2 主要以四种无机碳形式存在,除 CO2、H2CO3 两种分子外,还有两种 离子,分别为 C푂2- 3 和 HC푂-3。 ②根据图 1 的转化方式分析,HC푂-3通过钙化作用生成 CaCO3,可知 Ca2+与 HC푂-3在此反应中生成 CaCO3,则反应的离子方程式为 Ca2++2HC푂-3 CaCO3↓+CO2↑+H2O。 (2)电池反应为 4Na+3CO2 2Na2CO3+C,原电池中正极物质得电子,发生还原反应,则放电时,在正 极得电子的物质为 CO2,充电时为电解池,阳极物质失去电子,发生氧化反应,根据总反应式,应为 C 失去 电子,变成 CO2,则充电时,阳极的电极反应式为 C-4e-+2C푂2- 3 3CO2↑。 (3)CO2 和 H2 在 230 ℃并有催化剂的条件下转化生成甲醇蒸气和水蒸气,反应的化学方程式为 CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),反应为气体分子数减少的反应,增大压强有利于反应正向进行, 根据能量变化图,反应物的 总能量高于生成物的总能量,则反应为放热反应,降低温度有利于反应正向进行。反应在恒压装置 中进行,整个反应过程中体系压强一直不变,不能根据压强判断化学反应是否达到平衡,A项不符合题意; 随着反应的进行,各组分的体积分数会改变,当 H2 的体积分数不变时,可以判断化学反应是否达到平 衡,B 项符合题意;平衡时,不一定具有关系 c(H2)=3c(CH3OH),需根据具体的反应的初始的量来判断,不能判断化学反应是否达到平衡,C 项不符合题意;容器中混合气体的密度 ρ=m V,反应前后,根据质量守恒定 律,m 不变,反应为恒压装置,随着反应的进行,气体总体积会发生改变,当气体总体积不变,也就是密度不 变时,可以判断化学反应是否达到平衡,D 项符合题意; 2 个 C O 键断裂的同时有 6 个 H—H 键断裂表 明反应物 CO2 和 H2 均在参加反应,反应向正反应方向进行,不一定是化学反应已经达到平衡,不能判断 化学反应是否达到平衡,E 项不符合题意。 (4)①反应 CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的化学平衡常数 K=c(퐻2)·c(퐶푂2) c(퐻2O)·c(퐶푂),根据实验 2 的数据,平衡 时,c(CO)=1.6 푚표푙 2 퐿 =0.8 mol·L-1,c(H2)=0.4 푚표푙 2 퐿 =0.2 mol·L-1,c(H2O)=1 푚표푙 - 0.4 푚표푙 2 퐿 =0.3 mol·L-1,c(CO2)=0.2 mol·L-1,则反应的平衡常数 K=0.2 푚표푙·퐿-1 × 0.2 mol·퐿-1 0.3 푚표푙·퐿-1 × 0.8 mol·퐿-1=1 6。 ②实验 3 中,若平衡时,CO 的转化率大于水蒸气,CO 和水蒸气是按 1∶1 反应进行的,增大其中一种 反应物的量可以增大另一种反应物的平衡转化率,所以可判断是增大了水蒸气的量,则a bK,则反应向逆反应方向移 动,v(正) (2)①酸式滴定管　否 ②CH3COOH+OH- CH3COO-+H2O ③c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) ④9.9×10-7