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课时规范练27　水的电离和溶液的pH
一、选择题:本题共6小题,每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2024甘肃白银期末)判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液一定显碱性的是 (　　)
A.能够使甲基橙呈黄色的溶液
B.pH>7的溶液
C.溶液中:c(H+)D.溶液中:c(H+)<1×10-7 mol·L-1
2.(2024广西贵港模拟)在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列关于离子共存说法中正确的是(　　)
A.d点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
B.b点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、N
C.c点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、S
D.a点对应的溶液中大量存在:C、Na+、I-、Fe3+
3.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-,下列叙述正确的是(　　)
A.向水中加入NaHSO4固体,平衡逆向移动,c(H+)降低
B.向水中加入氢氧化钠固体,平衡逆向移动,c(OH-)增大
C.向水中加入醋酸钠固体,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.室温下,某溶液由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10 mol·L-1,则该溶液的pH=4
4.实验室用标准HCl溶液滴定某NaOH溶液。用甲基橙作指示剂。下列操作中可能使测定结果偏低的是(　　)
A.酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2~3次
B.实验开始时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
D.滴定前平视读数,滴定后俯视读数
5.(2024江西景德镇二模)实验室可用离子交换法测定PbCl2溶液的浓度,取V1 mL待测液,加入交换柱中,待测液往下流的过程中会与氢型阳离子交换树脂(用RH表示)发生反应:2RH+PbCl2R2Pb+2HCl;用锥形瓶盛接交换液,控制交换液的流出速率约为每分钟20~25滴。交换完成后,用c mol·L-1 NaOH溶液滴定交换液至终点,消耗体积V2 mL。(注意:在滴定终点的pH,PbCl2和NaOH不反应)下列说法错误的是(　　)
A.滴定时可选择酚酞作指示剂
B.PbCl2溶液的浓度为c mol·L-1
C.若交换液的流出速率过快,可能导致测得PbCl2溶液的浓度偏小
D.利用该方法可以准确测定PbF2溶液的浓度
6.(2024江西模拟预测)三氯化硼可用于有机反应催化剂、电子工业等,其熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,易水解。其制备及纯度测定实验如下:
Ⅰ.制备
将氯气通入装有m g B2O3和木炭的管式反应炉,加热,开始充分反应,反应结束后在氮气的氛围中冷却至室温。
Ⅱ.纯度测定
已知:AgSCN是一种白色沉淀且
Ksp(AgSCN)取反应后的产品置于水解瓶中完全水解,稀释至100.00 mL。取10.00 mL该溶液置于锥形瓶中,加入V1 mL c1 mol·L-1 AgNO3溶液,再加入适量硝基苯,摇动锥形瓶,将沉淀表面完全覆盖(不考虑杂质的反应)。以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂,用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液,消耗标准溶液V2 mL。
下列说法正确的是(　　)
A.滴入最后半滴标准溶液,溶液由红色变为无色,且半分钟不褪色,说明达到滴定终点
B.实验所得产品的产率是%
C.若未加硝基苯,则测定结果将偏大
D.实验中用碱式滴定管盛放BCl3水解液
二、非选择题:本题共2小题。
7.下表是不同温度下水的离子积常数,试回答以下问题:
温度/℃ 25 T1 T2
水的离子积常数 1×10-14 α 1×10-12
(1)若25”或“=”)1×10-14。
(2)25 ℃下,某Na2SO4溶液中c(S)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL,加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=　　　　　　　　　　　　　　。
(3)25 ℃下,将pH=1的盐酸和pH=5的盐酸等体积混合,则混合液中水电离出的c(OH-)=　　　　　　　　　　　　　　。
(4)忽略溶液混合前后体积的变化,将T2 ℃下pH=11的氢氧化钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合,所得混合溶液pH=2,则a∶b=　　　　　;此时溶液中离子浓度由大到小的排列顺序是　　　　　　　　　　　　　　。
(5)忽略溶液混合前后体积的变化,将T2 ℃下,pH=9的氢氧化钠溶液与pH=y的CH3COOH溶液等体积混合,所得混合溶液显中性,则y　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)3;此溶液中微粒浓度由大到小的排列顺序是　　　　　　　　　　　　　　。
8.(2024广东二模)滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
(1)配制稀碘液:移取10.00 mL碘酒,准确配制100 mL稀碘液。需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、　　　　　(从下列图中选择,填字母)。
(2)测定碘含量:每次取25.00 mL稀碘液置于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀硫酸后,用浓度为0.100 0 mol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定,实验数据如下表所示。
序号 Na2S2O3溶液的用量/mL 稀碘液的用量/mL
1 21.32 25.00
2 20.02 25.00
3 19.98 25.00
已知:2Na2S2O3+I22NaI+Na2S4O6。
①第1次实验Na2S2O3溶液的用量明显多于后两次,原因可能是　　　　　(填字母)。
A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准溶液润洗
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达滴定终点
C.到达滴定终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为　　　　 g·mL-1。[已知M(I2)=254 g·mol-1]
(3)借鉴(2)的方法,用图所示的流程测定海带中的碘含量。
①加入H2O2溶液后发生的离子反应方程式是 　　　　　　　　　　　　　　。
②预测到达滴定终点的实验现象为　　　　　　　　　　　　　　　　,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加Na2S2O3溶液,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(4)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中的I-。
提出猜想:过量的　　　　　　将生成的I-重新氧化成碘单质。
验证猜想:将2 mL待测液、2滴0.1 mol·L-1 H2SO4溶液、2滴淀粉溶液和　　　　　　混合,用Na2S2O3溶液滴定,若待测液变为无色后又反复变色,则证明猜想不成立。
提出疑问:什么物质反复氧化碘离子
寻找证据:按图中的流程,H2O2溶液用量改为少量,氧化后的待测液静置半小时,利用氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后停止滴定,溶液恢复原色后继续滴加Na2S2O3溶液至溶液变色,循环往复,得到如图所示的曲线。
已知:
ⅰ.氧化性物质的电势值高于还原性物质;
ⅱ.一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势越低。
a~b段电势升高的原因是　　　　　(填化学式)被氧化。由a~b段电势变化的斜率小于b~c段可推测溶液反复变色的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
优化流程:将用H2O2氧化后的待测液　　　　　　　　,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
参考答案
课时规范练27　水的电离和溶液的pH
1.C　解析 pH>4.4的溶液能够使甲基橙呈黄色,则能够使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性,A项不符合题意;在室温或常温下,若溶液的pH>7,溶液显碱性,但不是室温或常温,pH>7的溶液不一定显碱性,B项不符合题意;溶液中c(H+)7[或c(H+)<1×10-7 mol·L-1]的溶液一定显碱性,但不是室温或常温下就不一定显碱性,在较高温度下,水的离子积大于1×10-14,所以溶液中c(H+)<1×10-7 mol·L-1时,溶液不一定呈碱性,D项不符合题意。
2.A　解析 d点氢离子浓度为10-7 mol·L-1,氢氧根离子浓度大于10-6 mol·L-1,此时溶液呈碱性,碱性溶液中Na+、K+、ClO-、Cl-相互之间不反应,能大量共存,A项正确;b点溶液中氢离子浓度为10-6 mol·L-1,氢氧根离子浓度为10-8 mol·L-1,溶液呈酸性,酸性条件下,亚铁离子、氢离子、硝酸根离子能发生氧化还原反应,不能大量共存,B项错误;c点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液呈中性,中性溶液中钡离子与硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀而不能大量共存,C项错误;a点对应的溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,溶液呈中性,中性溶液中碘离子与铁离子发生氧化还原反应而不能大量共存,D项错误。
3.B　解析 向水中加入NaHSO4固体,溶液呈酸性,平衡逆向移动,c(H+)增大,A错误;向水中加入固体氢氧化钠,溶液呈碱性,平衡逆向移动,c(OH-)增大,B正确;向水中加入固体醋酸钠,促进水的电离,平衡正向移动,溶液呈碱性,c(H+)降低,C错误;由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10 mol·L-1,若为酸溶液则pH=4,若为碱溶液则pH=10,D错误。
4.D　解析 酸式滴定管在装液前未用标准酸溶液润洗2~3次,导致标准酸溶液浓度降低,消耗的体积偏大,测定结果偏高,故A不选;实验开始时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失,导致标准酸溶液的体积读数偏大,测定结果偏高,故B不选;盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次,导致消耗标准酸溶液的体积偏大,测定结果偏高,故C不选;滴定管的“0”刻度线在上方,滴定后俯视读数,使读数偏小,导致标准酸溶液的体积读数偏小,测定结果偏低,故D选。
5.D　解析 滴定反应为盐酸与氢氧化钠反应,可以选择酚酞作指示剂,A项正确;由题干可知,存在PbCl2~2HCl~2NaOH,则PbCl2溶液的浓度为c mol·L-1,B项正确;若交换液的流出速率过快,可能导致交换不充分,使得标准液用量偏小,测得PbCl2溶液的浓度偏小,C项正确;HF会与装置中玻璃纤维反应导致出现实验误差,D项错误。
6.B　解析 三氯化硼在水解瓶中完全水解,加入AgNO3溶液,产生AgCl白色沉淀,再加入适量硝基苯,摇动锥形瓶,将沉淀表面完全覆盖,以NH4Fe(SO4)2溶液为指示剂,此时溶液为无色的,用KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液,当KSCN稍微过量时,溶液变红色,则滴定终点的现象为滴入最后半滴标准溶液,溶液由无色变为红色,且半分钟不褪色,A项错误;用c2 mol·L-1 KSCN标准溶液滴定过量AgNO3溶液,消耗标准溶液V2 mL,则与三氯化硼水解产生的Cl-反应的AgNO3物质的量为V1×10-3 L×c1 mol·L-1-V2×10-3 L×c2 mol·L-1=(c1V1-c2V2)×10-3 mol,则生成BCl3的物质的量为(c1V1-c2V2)×10-3mol××5×(c1V1-c2V2)×10-3 mol,m g B2O3的物质的量为 mol,理论上生成 mol BCl3,则实验所得产品的产率是×100%=%,B项正确;若未加硝基苯,AgCl沉淀会和KSCN反应转化为AgSCN,导致测得的过量硝酸银溶液体积偏大,从而导致计算出的溶液中氯离子浓度偏小,最终导致测得结果偏小,C项错误;BCl3是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,实验中应用酸式滴定管盛放BCl3水解液,D项错误。
7.答案 (1)>　(2)1 000∶1　(3)2×10-13 mol·L-1
(4)9∶11　c(Na+)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
(5)大于　c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
解析 (1)水的电离过程吸热,温度升高会促进水的电离,使KW增大,若251×10-14。
(2)25 ℃时,Na2SO4溶液从1 mL稀释至10 mL,则c(S)=5×10-5 mol·L-1,c(Na+)=10-4 mol·L-1,中性Na2SO4溶液中c(OH-)=10-7 mol·L-1,则c(Na+)∶c(OH-)=1 000∶1。
(3)25 ℃下pH=1的盐酸和pH=5的盐酸等体积混合,混合液中c(H+)= mol·L-1≈0.05 mol·L-1,稀盐酸中,水电离出的c水(OH-)=c(OH-)= mol·L-1=2×10-13 mol·L-1。
(4)根据表中数据,T2 ℃时,KW=1×10-12。混合溶液pH=2呈酸性,则10-1 mol·L-1×b L- mol·L-1×a L=10-2 mol·L-1×(a+b) L,解得a∶b=9∶11;混合溶液中c(Na+)==0.045 mol·L-1,c(S)==0.027 5 mol·L-1,c(H+)=0.01 mol·L-1,故溶液中微粒浓度由大到小的排列顺序为c(Na+)>c(S)>c(H+)>c(OH-)。
(5)在溶液中,氢氧化钠完全电离:NaOHNa++OH-,醋酸不完全电离:CH3COOHCH3COO-+H+,T2 ℃时pH=9的氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1,pH=y的CH3COOH溶液中c(H+)=10-y mol·L-1。当y≤3时,两溶液等体积混合液一定呈酸性,故混合液呈中性时y>3;混合溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),混合溶液显中性时c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=c(CH3COO-),浓度由大到小的排列顺序是c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)。
8.答案 (1)ABC　(2)①A　②0.101 6
(3)①2I-+H2O2+2H+I2+2H2O　②溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复蓝色
(4)过氧化氢溶液　少量的过氧化氢溶液　I-　H2O2氧化I-速率慢于Na2S2O3还原I2的速率　加热煮沸使过氧化氢完全分解
解析 Na2S2O3具有还原性,将I2还原:2Na2S2O3+I22NaI+Na2S4O6,利用淀粉溶液作指示剂进行滴定。H2O2具有氧化性将I-氧化:2I-+H2O2+2H+I2+2H2O,利用淀粉溶液作指示剂进行滴定。滴定终点,继续滴加Na2S2O3溶液,会有H2O2氧化I-与Na2S2O3还原I2的两过程,因速率不同而产生现象的循环往复,据此分析。
(1)移取10.00 mL碘酒,准确配制100 mL稀碘液,需要100 mL容量瓶、胶头滴管、酸式滴定管,选ABC。
(2)根据反应:2Na2S2O3+I22NaI+Na2S4O6,①盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未用标准溶液润洗,造成标准溶液用量过多,A项符合题意。滴入半滴标准溶液,溶液变色,应该等30 s,即判定到达滴定终点,会使标准液用量少,B项不符合题意。到达滴定终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生,使标准液体积用量偏少,C项不符合题意。滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使标准液体积偏小,D项不符合题意。②2Na2S2O3~I2,n(I2)=n(Na2S2O3)=(20×10-3 L×0.100 mol·L-1)=10-3 mol,c(I2)==0.04 mol·L-1,碘酒中碘的含量为=0.101 6 g·mL-1。
(3)①双氧水把碘离子氧化为碘单质:2I-+H2O2+2H+I2+2H2O。②当最后半滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复蓝色。
(4)过氧化氢过量,能将生成的I-重新氧化成碘单质,因此,应加入少量的过氧化氢。H2O2氧化I-速率慢于Na2S2O3还原I2的速率,导致溶液反复变色。将用H2O2氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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