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2021高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第25讲 水的电离和溶液的pH课时作业

2021高考化学一轮复习 第八章 水溶液中的离子反应与平衡 第25讲 水的电离和溶液的pH课时作业

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姓名：

- 9 -

第25讲　水的电离和溶液的pH
　　建议用时：40分钟　　　满分：100分

一、选择题(本题共8小题，每小题只有一个选项符合题意)
1．水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是(　　)
A．NaHSO4溶液 B．KF溶液
C．KAl(SO4)2溶液 D．NaI溶液
答案　D
解析　NaHSO4在溶液中电离出H＋，抑制水的电离；KF在水溶液中电离出的F－结合水电离出的H＋生成弱酸HF而发生水解；KAl(SO4)2在溶液中电离出的Al3＋与水电离出的OH－结合生成Al(OH)3而发生水解，所以F－和Al3＋均促进水的电离；HI是强酸，I－不水解，对水的电离平衡不影响。
2．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在不同温度下其离子积为Kw(25 ℃)＝1.0×10－14，Kw(35 ℃)＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是(　　)
A．c(H＋)随温度的升高而降低
B．35 ℃时，c(H＋)>c(OH－)
C．溶液pH：pH(35 ℃)>pH(25 ℃)
D．35 ℃时已电离的水的浓度约为1.45×10－7 mol·L－1
答案　D
解析　由两种温度下水的离子积常数值知水的电离是吸热的，温度高时水中c(H＋)较高，pH较小，但溶液中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，A、B、C错误；已电离的水的浓度与电离生成的c(H＋)及c(OH－)相等，利用水的离子积常数可判断D正确。
3．在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为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
答案　A
解析　25 ℃时，由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，溶液可能显酸性，pH＝1，可能显碱性，pH＝13。
4．准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中，用0.1000 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由小变大
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
答案　B
解析　滴定管用蒸馏水洗涤并用NaOH溶液润洗后，方可装入NaOH溶液，A错误；在滴定过程中，溶液的pH会由小逐渐变大，B正确；用酚酞作指示剂，当溶液由无色变为浅红色，且30 s内颜色不褪去，说明达到滴定终点，可停止滴定，C错误；滴定后，若滴定管尖嘴部分有悬滴，说明计算时代入的NaOH溶液体积的值比实际滴入的大，导致测定结果偏大，D错误。
5．下列实验操作，对实验结果不会产生影响的是(　　)
A．用酸碱中和滴定法测待测液浓度时，装标准液的滴定管用水洗后未用标准液润洗
B．用酸碱中和滴定法测待测液浓度时，装待测液的锥形瓶用水洗后用待测液润洗2～3次
C．测定中和反应的反应热时，将碱溶液缓慢倒入酸溶液中
D．用蒸馏水润湿的pH试纸测定硫酸钠溶液的pH
答案　D
解析　滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗就装标准液滴定，标准液浓度偏小，造成V(标准)偏大，可以知道c(待测)偏大，故A错误；用待测液润洗锥形瓶，则待测液的物质的量增大，造成V(标准)偏大，可以知道c(待测)偏大，故B错误；测定中和反应的反应热时，将碱缓慢倒入酸中，导致热量损失过大，所测温度值偏小，故C错误；pH试纸湿润后，若测定中性溶液，不影响结果，所以D正确。
6．一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(　　)

A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案　C
解析　升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A错误；根据c(H＋)和c(OH－)可求出Kw＝1.0×10－14，B错误；加入FeCl3，Fe3＋水解溶液呈酸性，可引起由b向a变化，C正确；温度不变，稀释溶液，Kw不变，而c和d对应的Kw不相等，D错误。
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－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是(　　)
A．a＝b
B．混合溶液的pH＝7
C．混合溶液中，c(H＋)＝ mol·L－1
D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)
答案　C
解析　判断溶液呈中性的依据是溶液中c(H＋)＝c(OH－)。混合溶液中c(H＋)＝ mol·L－1，则c(H＋)＝c(OH－)，可判定该溶液呈中性。
8．将pH＝1的盐酸平均分成两份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为(　　)
A．9 B．10 C．11 D．12
答案　C
解析　将pH＝1的盐酸加适量水，pH升高了1，说明所加的水是原溶液的9倍；另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH升高了1，则10－1×1－10－1·x＝10－2·(1＋x)，解得x＝，则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶＝11∶1。
二、选择题(本题共4小题，每小题有一个或两个选项符合题意)
9．液氨与纯水相似，也存在着微弱的电离：2NH3NH＋NH，据此判断以下叙述中错误的是(　　)
A．NH3、NH、NH的电子数相等，化学性质也相同
B．一定温度下，液氨中c(NH)·c(NH)是一个常数
C．液氨的电离达到平衡时c(NH3)≠c(NH)＝c(NH)
D．加入其他物质，可能不变
答案　A
解析　NH3、NH、NH均含有10个电子，由于三种粒子的电性不同，则其化学性质不同，A错误；类似于水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，液氨的离子积常数K＝c(NH)·c(NH)，只与温度有关，温度一定时，c(NH)·c(NH)为定值，是一个常数，B正确；液氨与纯水相似，存在着微弱的电离，故达到电离平衡时c(NH)＝c(NH)<c(NH3)，C正确；加入其他物质，若对液氨的电离平衡无影响，则的值不变，D正确。
10．25 ℃时，重水(D2O)的离子积为1.6×10－15，也可用pH一样的定义来规定其酸碱度：pD＝－lg c(D＋)，下列有关pD的叙述，正确的是(　　)
A．中性D2O的pD＝7
B．1 L 0.01 mol·L－1 NaOD的重水溶液，其pD＝12
C．1 L 0.01 mol·L－1的DCl的重水溶液，pD＝2
D．在100 mL 0.25 mol·L－1DCl的重水溶液中，加入50 mL 0.2 mol·L－1NaOD的重水溶液，反应后溶液的pD＝1
答案　CD
解析　由于重水的离子积常数为1.6×10－15，因此重水中c(D＋)＝4×10－8，对应的pD＝7.4，故A错误；在0.01 mol·L－1NaOD的重水溶液中，c(OD－)＝0.01 mol·L－1，根据重水离子积常数，可推知c(D＋)＝1.6×10－13 mol·L－1, pD不等于12，故B错误；在0.01 mol·L－1DCl的重水溶液中，c(D＋)＝0.01 mol·L－1，因此pD＝2，C正确；n(DCl)＝0.25 mol·L－1×0.1 L＝0.025 mol，n(NaOD)＝0.2 mol·L－1×0.05 L＝0.01 mol，c(DCl)＝＝0.1 mol·L－1，因此对应溶液的pD＝1，D正确。
11．水的电离常数如图两条曲线所示，曲线中的点都符合c(H＋)×c(OH－)＝常数，下列说法错误的是(　　)

A．图中温度T1>T2
B．图中五点Kw间的关系：B>C>A＝D＝E
C．曲线a、b均代表纯水的电离情况
D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸溶液与pH＝12的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性
答案　C
解析　由图像可知，A点在T2时的曲线上，而B点在T1时的曲线上，因为A、B点水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离程度大于A点，所以温度T1>T2，故A正确；由图像可知，A、E、D都是T2时曲线上的点，Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，则B>A＝D＝E，由C点c(OH－)·c(H＋)可知，C点的Kw大于A点小于B点，则B>C>A＝D＝E，故B正确；由E和D点c(H＋)≠c(OH－)可知其不是纯水的电离，故C错误；B点时，Kw＝1×10－12，pH＝2的硫酸中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，与pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1 mol·L－1等体积混合后，溶液显碱性，故D正确。
12．(2019·深圳一调)常温下，浓度均为0.1 mol·L－1、体积均为100 mL的两种一元酸HX、HY的溶液中，分别加入NaOH固体，lg随加入NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)

A．HX的酸性强于HY
B．a点由水电离出的c(H＋)＝10－12 mol·L－1
C．c点溶液中：c(Y－)>c(HY)
D．b点时酸碱恰好完全反应
答案　AC
解析　根据题图知，0.1 mol·L－1 HX溶液的lg＝12，则c(H＋)＝0.1 mol·L－1，HX为强酸，同理可推知，HY为弱酸，A正确；a点HX溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－13 mol·L－1，B错误；c点时加入n(NaOH)＝0.005 mol，此时得到等物质的量浓度的HY和NaY的混合溶液，lg＝6，则c(H＋)＝10－4 mol·L－1，溶液呈酸性，说明HY的电离程度大于NaY的水解程度，故c(Y－)>c(HY)，C正确；b点时n(NaOH)＝0.008 mol，而n(HY)＝0.01 mol，故HY过量，D错误。
三、非选择题(本题共2小题)
13．用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I－)，实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a．准确称取AgNO3基准物4.2468 g(0.0250 mol)后，配制成250 mL标准溶液，放在棕色试剂瓶中避光保存，备用。
b．配制并标定100 mL 0.1000 mol·L－1 NH4SCN标准溶液，备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a．取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b．加入25.00 mL 0.1000 mol·L－1 AgNO3溶液(过量)，使I－完全转化为AgI沉淀。
c．加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d．用0.1000 mol·L－1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag＋，使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后，体系出现淡红色，停止滴定。
e．重复上述操作两次，三次测定数据如下表：
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f．数据处理。
回答下列问题：
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液，所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是_______________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行，其原因是___________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒________，说明理由________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为________mL，测得c(I－)＝________mol·L－1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步，应进行的操作为________。
(7)判断下列操作对c(I－)测定结果的影响：(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时，烧杯中的溶液有少量溅出，则测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视标准液液面，则测定结果________。
答案　(1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)避免AgNO3见光分解
(3)防止因Fe3＋的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3＋的水解)
(4)否(或不能)　若颠倒，Fe3＋与I－反应，指示剂耗尽，无法判断滴定终点
(5)10.00　0.0600
(6)用NH4SCN标准溶液进行润洗
(7)偏高　偏高
解析　(5)根据实验数据，实验1与实验2、3差别很大，故舍去实验1，求实验2和实验3的平均值，所以标准溶液的平均体积为10.00 mL。根据滴定过程可知n(AgNO3)＝n(NaI)＋n(NH4SCN)，得：25.00×10－3 L×0.1000 mol·L－1＝25.00×10－3 L×c(I－)＋10.00×10－3 L×0.1000 mol·L－1，解得c(I－)＝0.0600 mol·L－1 。
(6)向滴定管中装标准溶液前应用标准溶液润洗。
(7)①在配制AgNO3标准溶液时，若有少量溅出，则配制的AgNO3标准溶液浓度偏小，反应完I－后剩余的Ag＋浓度偏小，在滴定剩余的Ag＋时消耗NH4SCN标准溶液的体积偏小，测得c(I－)偏高。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时，俯视NH4SCN标准液液面，读数偏小，计算出的NH4SCN标准液体积偏小，结合(5)中分析知c(I－)偏高。
14．已知水在25 ℃和95 ℃时，其电离平衡曲线如图所示：

(1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)。
(2)25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的盐酸混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与盐酸溶液的体积比为________。
(3)95 ℃时，若100体积pH＝a的某强酸溶液与1体积pH＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，a与b之间应满足的关系是________。
(4)25 ℃时，有pH＝x的盐酸和pH＝y的氢氧化钠溶液(x≤6，y≥8)，取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应，恰好完全中和，求：
①若x＋y＝14，则＝________(填数据)；
②若x＋y＝13，则＝________(填数据)；
③若x＋y>14，则＝________(填表达式)。
答案　(1)A　(2)10∶1　(3)a＋b＝14
(4)①1　②0.1　③10x＋y－14
解析　(1)温度越高，水的电离程度越大，25 ℃时对应曲线为A。
(2)pH＝7说明n(H＋)＝n(OH－)，即10－5 V1＝10－4 V2，故V1∶V2＝10∶1。
(3)100×10－a＝1×10－12＋b，故a＋b＝14。
(4)若两溶液完全中和，则溶液中n(H＋)＝n(OH－)，即10－xa＝10y－14b，整理得＝10x＋y－14，①若x＋y＝14，＝1；②若x＋y＝13，则＝0.1；③若x＋y>14，则＝10x＋y－14。