
第25講 水的電離和溶液的pH
一、水的電離
1.電離方程式
水是一種極弱的電解質(zhì),電離方程式為2H2OH3O++OH-,簡(jiǎn)寫為H2OH++OH-。
2.水的離子積常數(shù)
Kw=c(H+)·c(OH-)。
(1)室溫下:Kw=10-14 (mol·L-1)2。
(2)影響因素:只與溫度有關(guān),升高溫度,Kw增大。
(3)適用范圍:Kw不僅適用于純水,也適用于稀的電解質(zhì)水溶液。
(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要溫度不變,Kw不變。
3.外界因素對(duì)水的電離平衡的影響
體系變化條件
平衡移動(dòng)方向
Kw
水的電離程度
c(H+)
c(OH-)
升高溫度
正
增大
增大
增大
增大
加HCl(aq)
逆
不變
減小
增大
減小
加NaOH(s)
逆
不變
減小
減小
增大
結(jié)論:
(1)加熱,促進(jìn)水的電離,Kw增大。
(2)加入酸或堿,抑制水的電離,Kw不變。
二、溶液的酸堿性
1.溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)和c(OH-)的相對(duì)大小。
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性,25 ℃時(shí),pH10-7 mol·L-1,呈中性。
2.教材改編題
(據(jù)人教選修四P52T6)常溫下pH為3的稀鹽酸,其中由水電離出的c(H+)為( )
A.0.1 mol/L B.0.3 mol/L
C.10-3 mol/L D.10-11 mol/L
答案 D
解析 稀鹽酸中由HCl與H2O共同提供的c(H+)=10-3 mol/L,由Kw可知由水提供的H+或OH-的濃度為=10-11 mol/L。
考點(diǎn)一 水的電離及水的離子積常數(shù)
[解析] 由水的離子積的定義知兩條曲線上任意點(diǎn)均有c(H+)·c(OH-)=Kw,A正確;由圖中縱、橫軸的大小可知M區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H+)T1,C正確;XZ線上任意點(diǎn)都有c(H+)=c(OH-),只有當(dāng)c(H+)=10-7 mol·L-1時(shí),才有pH=7,D錯(cuò)誤。
[答案] D
1.正確理解水的電離平衡曲線
(1)曲線上的任意點(diǎn)的Kw都相同,即溫度相同,c(H+)·c(OH-)相同。
(2)曲線外的任意點(diǎn)與曲線上任意點(diǎn)的Kw不同,即溫度不同,Kw不同。
(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變,改變酸堿性;實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定得改變溫度。
2.溶液中由水電離出的c(H+)永遠(yuǎn)等于由水電離出的c(OH-)
(1)酸溶液中:OH-全部來源于水的電離,c水(H+)=c溶液(OH-)。
(2)堿溶液中:H+全部來源于水的電離,c水(OH-)=c溶液(H+)。
例如:室溫下,pH=3的鹽酸,由水電離出的c水(H+)=c(OH-)= mol·L-1=10-11 mol·L-1。
3.酸或堿對(duì)水的電離均起抑制作用
(1)只要酸的pH相等(不論強(qiáng)弱、不論幾元)對(duì)水的抑制程度相等,堿也同理。
(2)若酸溶液的c(H+)與堿溶液的c(OH-)相等,則兩種溶液中水的電離程度相等。
1.(2019·泉州模擬)某溫度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體,保持溫度不變,測(cè)得溶液的c(H+)=1×10-2 mol·L-1。下列對(duì)該溶液的敘述不正確的是( )
A.該溫度高于25 ℃
B.由水電離出來的H+的濃度為1×10-10 mol·L-1
C.加入NaHSO4晶體抑制水的電離
D.取該溶液加水稀釋100倍,溶液中的c(OH-)減小
答案 D
解析 由蒸餾水中的c(H+)=10-6 mol·L-1可知,溫度高于25 ℃,A正確;由于該溫度下Kw=10-12,所以,該溫度下c(H+)=10-2 mol·L-1的NaHSO4溶液中水電離出的H+濃度等于溶液中的OH-的濃度,等于=10-10,B正確;NaHSO4電離出來的H+抑制水的電離,C正確;取該溶液加水稀釋100倍,溶液中的c(H+)減小,c(OH-)增大,D錯(cuò)誤。
2.在不同溫度下,水溶液中c(H+)與c(OH-)的關(guān)系如圖所示。下列有關(guān)說法中正確的是( )
A.若從a點(diǎn)到c點(diǎn),可采用在水中加入酸的方法
B.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的醋酸中由水電離出的c(H+)=10-6 mol·L-1
C.c點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的Kw大于d點(diǎn)對(duì)應(yīng)溶液的Kw
D.T ℃時(shí),0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液的pH=11
答案 D
解析 a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的c(H+)和c(OH-)相等,c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的c(H+)和c(OH-)也相等,溶液一定呈中性,從a點(diǎn)到c點(diǎn),可以采用升溫的方法,A錯(cuò)誤;Kw只與溫度有關(guān),同溫度下不同酸堿性溶液的Kw相同,a點(diǎn)和b點(diǎn)的Kw都是10-14,c點(diǎn)和d點(diǎn)的Kw都是10-12,酸和堿溶液都會(huì)抑制水的電離,酸溶液中由水電離出的c水(H+)與溶液中的c(OH-)相等,即b點(diǎn)時(shí)c水(H+)=c(OH-)=10-8 mol·L-1,B、C均錯(cuò)誤;T ℃時(shí),Kw=10-12,0.05 mol·L-1Ba(OH)2溶液中c(H+)=10-11 mol·L-1,pH=11,D正確。
考點(diǎn)二 溶液酸堿性及pH計(jì)算
[解析] (1)pH=12的NaOH溶液中,c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 mol·L-1,設(shè)加入水的體積是V1,0.01 mol·L-1×0.1 L=0.001 mol·L-1×(0.1+V1)L,V1=-0.1 L=0.9 L=900 mL。
(2)pH=12的NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=0.0001 mol·L-1,設(shè)加入pH=10的NaOH溶液的體積是V2,0.01 mol·L-1×0.1 L+0.0001 mol·L-1×V2=0.001 mol·L-1×(0.1+V2),V2=1 L=1000 mL。
(3)0.008 mol·L-1 HCl溶液中c(H+)=0.008 mol·L-1,設(shè)加入鹽酸的體積為V3,
c(OH-)==0.001 mol·L-1,解得:V3=0.1 L=100 mL。
[答案] (1)900 (2)1000 (3)100
1.溶液酸堿性的判斷規(guī)律
(1)判斷溶液酸堿性的依據(jù)是c(H+)與c(OH-)的相對(duì)大小,若c(H+)=c(OH-),則溶液呈中性。
(2)pH=7或c(H+)=10-7mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的電離平衡與溫度有關(guān)。常溫時(shí),pH=7呈中性;100 ℃時(shí),pH=6呈中性。
(3)等濃度等體積一元酸與一元堿混合的溶液
中和反應(yīng)
反應(yīng)后所得溶液的酸堿性
強(qiáng)酸與強(qiáng)堿
中性
強(qiáng)酸與弱堿
酸性
弱酸與強(qiáng)堿
堿性
(4)室溫下,已知酸和堿pH之和的溶液等體積混合
①兩強(qiáng)混合
a.若pH之和等于14,則混合后溶液顯中性,pH=7。
b.若pH之和大于14,則混合后溶液顯堿性,pH>7。
c.若pH之和小于14,則混合后溶液顯酸性,pHc(M+)>c(OH-)>c(H+)
B.b點(diǎn):MOH和HCl恰好完全反應(yīng)
C.c點(diǎn):c(H+)=c(OH-)+c(MOH)
D.a(chǎn)點(diǎn)到d點(diǎn):水電離的c(H+)·c(OH-)先變大,后變小
答案 D
解析 m+n=14,從圖像看出,b點(diǎn)時(shí),鹽酸體積與MOH溶液體積相等,溶液呈堿性,說明混合溶液中MOH過量,MOH繼續(xù)電離,說明MOH是弱堿。A項(xiàng),a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液呈堿性,溶液中離子濃度大小順序?yàn)閏(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),錯(cuò)誤;B項(xiàng),b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液中MOH未完全反應(yīng),溶液呈堿性,錯(cuò)誤;C項(xiàng),c點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溶液顯中性,c(H+)=c(OH-),錯(cuò)誤;D項(xiàng),在堿溶液中滴加鹽酸,水的電離程度逐漸增大,當(dāng)堿與酸恰好完全反應(yīng)時(shí),水的電離程度最大,然后隨著鹽酸的不斷加入,水的電離受到抑制,則水電離的c(H+)·c(OH-)先變大,后變小,正確。
8.25 ℃時(shí),往HA溶液中滴加NaOH溶液,溶液中HA和A-二者中各自所占的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)(α)隨溶液pH變化的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是( )
A.在pH=5的溶液中,c(A-)=c(HA),c(OH-)=c(H+)
B.pH=7的溶液中,α(HA)=0,α(A-)=1.0
C.25 ℃時(shí),Ka(HA)=1×10-5
D.pH=5時(shí),溶液中水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-5 mol·L-1
答案 C
解析 25 ℃時(shí),pH=5的溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),A錯(cuò)誤;HA溶液中含HA分子,說明HA為弱酸,根據(jù)題意,pH=7的溶液應(yīng)該為HA和NaA的混合液,α(HA)≠0,B錯(cuò)誤;25 ℃時(shí),根據(jù)圖像信息,pH=5時(shí),c(HA)=c(A-),Ka==c(H+)=1×10-5,C正確;pH=5時(shí)為HA和NaA的混合溶液,存在三個(gè)平衡:HAH++A-,H2OH++OH-,A-+H2OHA+OH-,可以看出溶液中c(H+)來自水和HA的電離,而c(OH-)完全來自水,則溶液中的水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-)=1×10-9 mol·L-1,D錯(cuò)誤。
中和滴定的拓展應(yīng)用
中和滴定操作不僅適用于酸堿中和反應(yīng),也可以遷移應(yīng)用于氧化還原反應(yīng)及沉淀反應(yīng)。
(1)原理:以氧化劑(或還原劑)為滴定劑,直接滴定一些具有還原性(或氧化性)的物質(zhì)。
(2)實(shí)例
①酸性KMnO4溶液滴定H2C2O4溶液
原理
2MnO+6H++5H2C2O4===10CO2↑+2Mn2++8H2O
指示劑
酸性KMnO4溶液本身呈紫色,不用另外選擇指示劑
終點(diǎn)判斷
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏嗡嵝訩MnO4溶液后,溶液由無色變?yōu)樽仙?,且半分鐘?nèi)不褪色,說明到達(dá)滴定終點(diǎn)
②Na2S2O3溶液滴定碘液
原理
2Na2S2O3+I(xiàn)2===Na2S4O6+2NaI
指示劑
用淀粉作指示劑
終點(diǎn)
判斷
當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜰a2S2O3溶液后,溶液的藍(lán)色褪去,且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色,說明到達(dá)滴定終點(diǎn)
[解析] (3)①高錳酸鉀氧化草酸根離子而自身被還原,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)高錳酸鉀不再被還原,故溶液變紫色。
②銅把鐵離子還原為亞鐵離子,酸性高錳酸鉀溶液又把亞鐵離子氧化為鐵離子。反應(yīng)中消耗高錳酸鉀0.001cV mol,Mn元素化合價(jià)從+7價(jià)降低到+2價(jià),所以根據(jù)得失電子守恒可知鐵離子的物質(zhì)的量是0.005cV mol,則該晶體中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的表達(dá)式為×100%=×100%。
[答案] (3)①溶液變紫色且半分鐘內(nèi)不恢復(fù)原色
②×100%
[體驗(yàn)1] (2018·天津高考節(jié)選)Ⅱ.NOx含量的測(cè)定
將V L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化為NO,加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液,加入V1 mL c1 mol·L-1 FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液(過量),充分反應(yīng)后,用c2 mol·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL。
(5)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式是________________________。
(6)滴定操作使用的玻璃儀器主要有________________。
(7)滴定過程中發(fā)生下列反應(yīng):
3Fe2++NO+4H+===NO↑+3Fe3++2H2O
Cr2O+6Fe2++14H+===2Cr3++6Fe3++7H2O
則氣樣中NOx折合成NO2的含量為________________mg·m-3。
(8)若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),會(huì)使測(cè)定結(jié)果________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。
答案?、?(5)2NO+3H2O2===2H++2NO+2H2O
(6)錐形瓶、酸式滴定管 (7)×104 (8)偏高
解析?、?(7)用c2 mol·L-1 K2Cr2O7標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的Fe2+,終點(diǎn)時(shí)消耗V2 mL,此時(shí)加入的Cr2O為c2V2×10-3 mol;所以過量的Fe2+為6c2V2×10-3 mol;則與硝酸根離子反應(yīng)的Fe2+為(c1V1×10-3-6c2V2×10-3) mol;所以硝酸根離子為(c1V1×10-3-6c2V2×10-3)÷3 mol;根據(jù)氮原子守恒,硝酸根離子與NO2的物質(zhì)的量相等。考慮到配制100 mL溶液取出來20 mL進(jìn)行實(shí)驗(yàn),所以NO2為5(c1V1×10-3-6c2V2×10-3)÷3 mol,質(zhì)量為46×5(c1V1×10-3-6c2V2×10-3)÷3 g,即230(c1V1-6c2V2)÷3 mg。這些NO2是V L氣體中含有的,所以含量為230(c1V1-6c2V2)÷3V mg·L-1,即為1000×230(c1V1-6c2V2)÷3V mg·m-3。
(8)若FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液部分變質(zhì),一定是部分Fe2+被空氣中的氧氣氧化,計(jì)算時(shí)仍然認(rèn)為這部分被氧化的Fe2+是被硝酸根離子氧化的,所以測(cè)定結(jié)果偏高。
(1)定義
沉淀滴定是利用沉淀反應(yīng)進(jìn)行定量分析的方法。生成沉淀的反應(yīng)很多,但符合定量分析條件的卻很少,實(shí)際上應(yīng)用最多的是銀量法,即利用Ag+與鹵素離子的反應(yīng)來測(cè)定Cl-、Br-、I-的濃度。
(2)沉淀滴定原理(以溶液中Cl-含量的測(cè)定為例)
以鉻酸鉀為指示劑,在中性或弱堿性介質(zhì)中,用硝酸銀標(biāo)準(zhǔn)溶液測(cè)定鹵素化合物含量。
Ag++Cl-===AgCl↓(白色) Ksp(AgCl)=2×10-10
2Ag++CrO===Ag2CrO4(磚紅色)
Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10-12
因?yàn)锳gCl和Ag2CrO4的溶度積不同,因而發(fā)生分級(jí)沉淀,當(dāng)AgCl沉淀完全后,稍過量的AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液與K2CrO4指示劑反應(yīng)生成Ag2CrO4沉淀(磚紅色)。
[解析] (1)滴定時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為SCN-+Ag+===AgSCN↓,以Fe(NO3)3為指示劑,SCN-與Fe3+反應(yīng)使溶液呈紅色。當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜛gNO3溶液時(shí),紅色恰好褪去,且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù),即為終點(diǎn)。
(2)20.00 mL 0.1000 mol/L AgNO3溶液中,n(Ag+)=0.1000 mol/L×0.02 L=0.002 mol,根據(jù)滴定時(shí)發(fā)生的離子反應(yīng)為SCN-+Ag+===AgSCN↓,可知20.00 mL中n(SCN-)=0.002 mol,則1000 mL中n(SCN-)為0.1 mol,KSCN的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97.0 g/mol×0.1 mol÷10 g×100%=97.0%。
[答案] (1)當(dāng)?shù)稳胱詈笠坏蜛gNO3溶液時(shí),紅色恰好褪去,且半分鐘內(nèi)顏色不恢復(fù)
(2)97.0%
[體驗(yàn)2] 亞硝酰氯(ClNO)純度的測(cè)定
已知ClNO的沸點(diǎn)為-5.5 ℃,遇水生成一種氫化物和兩種氧化物。取實(shí)驗(yàn)室制得的亞硝酰氯液體m g溶于水,配制成250 mL溶液;取出25.00 mL,以K2CrO4溶液為指示劑,用c mol/L AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為22.50 mL。(已知:Ag2CrO4為磚紅色固體)
(1)亞硝酰氯(ClNO)與水反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。
(2)亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用代數(shù)式表示即可)。
答案 (1)2ClNO+H2O===2HCl+NO↑+NO2↑
(2)×100%
解析 (2)根據(jù)2ClNO+H2O===2HCl+NO↑+NO2↑和HCl+AgNO3===AgCl↓+HNO3得關(guān)系式ClNO~HCl~AgNO3,則消耗的AgNO3的物質(zhì)的量即25.00 mL溶液中ClNO的物質(zhì)的量,亞硝酰氯(ClNO)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為×100%,化簡(jiǎn)可得×100%。
建議用時(shí):40分鐘 滿分:100分
一、選擇題(每題6分,共72分)
1.水中加入下列溶液對(duì)水的電離平衡不產(chǎn)生影響的是( )
A.NaHSO4溶液 B.KF溶液
C.KAl(SO4)2溶液 D.NaI溶液
答案 D
解析 NaHSO4在溶液中電離出H+,抑制水的電離;KF在水溶液中電離出的F-結(jié)合水電離出的H+生成弱酸HF而發(fā)生水解;KAl(SO4)2在溶液中電離出的Al3+與水電離出的OH-結(jié)合生成Al(OH)3而發(fā)生水解,所以F-和Al3+均促進(jìn)水的電離;HI是強(qiáng)酸,I-不水解,對(duì)水的電離平衡不影響。
2.水的電離過程為H2OH++OH-,在不同溫度下其離子積為Kw(25 ℃)=1.0×10-14,Kw(35 ℃)=2.1×10-14,則下列敘述正確的是( )
A.c(H+)隨溫度的升高而降低
B.35 ℃時(shí),c(H+)>c(OH-)
C.溶液pH:pH(35 ℃)>pH(25 ℃)
D.35 ℃時(shí)已電離的水的濃度約為1.45×10-7 mol·L-1
答案 D
解析 由兩種溫度下水的離子積常數(shù)值知水的電離是吸熱的,溫度高時(shí)水中c(H+)較高,pH較小,但溶液中c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,A、B、C錯(cuò)誤;已電離的水的濃度與電離生成的c(H+)及c(OH-)相等,利用水的離子積常數(shù)可判斷D正確。
3.在25 ℃時(shí),某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-13 mol·L-1,下列有關(guān)該溶液的敘述,正確的是( )
A.該溶液可能呈酸性
B.該溶液一定呈堿性
C.該溶液的pH一定是1
D.該溶液的pH不可能為13
答案 A
解析 25 ℃時(shí),由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-13 mol·L-1,溶液可能顯酸性,pH=1,可能顯堿性,pH=13。
4.準(zhǔn)確移取20.00 mL某待測(cè)HCl溶液于錐形瓶中,用0.1000 mol·L-1 NaOH溶液滴定。下列說法正確的是( )
A.滴定管用蒸餾水洗滌后,裝入NaOH溶液進(jìn)行滴定
B.隨著NaOH溶液滴入,錐形瓶中溶液pH由小變大
C.用酚酞作指示劑,當(dāng)錐形瓶中溶液由紅色變無色時(shí)停止滴定
D.滴定達(dá)終點(diǎn)時(shí),發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴,則測(cè)定結(jié)果偏小
答案 B
解析 滴定管用蒸餾水洗滌并用NaOH溶液潤(rùn)洗后,方可裝入NaOH溶液,A錯(cuò)誤;在滴定過程中,溶液的pH會(huì)由小逐漸變大,B正確;用酚酞作指示劑,當(dāng)溶液由無色變?yōu)闇\紅色,且30 s內(nèi)顏色不褪去,說明達(dá)到滴定終點(diǎn),可停止滴定,C錯(cuò)誤;滴定后,若滴定管尖嘴部分有懸滴,說明計(jì)算時(shí)代入的NaOH溶液體積的值比實(shí)際滴入的大,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏大,D錯(cuò)誤。
5.下列實(shí)驗(yàn)操作,對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生影響的是( )
A.用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗
B.用酸堿中和滴定法測(cè)待測(cè)液濃度時(shí),裝待測(cè)液的錐形瓶用水洗后用待測(cè)液潤(rùn)洗2~3次
C.測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),將堿溶液緩慢倒入酸溶液中
D.用蒸餾水潤(rùn)濕的pH試紙測(cè)定硫酸鈉溶液的pH
答案 D
解析 滴定管用蒸餾水洗后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗就裝標(biāo)準(zhǔn)液滴定,標(biāo)準(zhǔn)液濃度偏小,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,可以知道c(待測(cè))偏大,故A錯(cuò)誤;用待測(cè)液潤(rùn)洗錐形瓶,則待測(cè)液的物質(zhì)的量增大,造成V(標(biāo)準(zhǔn))偏大,可以知道c(待測(cè))偏大,故B錯(cuò)誤;測(cè)定中和反應(yīng)的反應(yīng)熱時(shí),將堿緩慢倒入酸中,導(dǎo)致熱量損失過大,所測(cè)溫度值偏小,故C錯(cuò)誤;pH試紙濕潤(rùn)后,若測(cè)定中性溶液,不影響結(jié)果,所以D正確。
6.一定溫度下,水溶液中H+和OH-的濃度變化曲線如圖。下列說法正確的是( )
A.升高溫度,可能引起由c向b的變化
B.該溫度下,水的離子積常數(shù)為1.0×10-13
C.該溫度下,加入FeCl3可能引起由b向a的變化
D.該溫度下,稀釋溶液可能引起由c向d的變化
答案 C
解析 升溫促進(jìn)水的電離,升溫后溶液不能由堿性變?yōu)橹行?,A錯(cuò)誤;根據(jù)c(H+)和c(OH-)可求出Kw=1.0×10-14,B錯(cuò)誤;加入FeCl3,F(xiàn)e3+水解溶液呈酸性,可引起由b向a變化,C正確;溫度不變,稀釋溶液,Kw不變,而c和d對(duì)應(yīng)的Kw不相等,D錯(cuò)誤。
7.已知溫度T時(shí)水的離子積常數(shù)為Kw,該溫度下,將濃度為a mol·L-1的一元酸HA與b mol·L-1的一元堿BOH等體積混合,可判定該溶液呈中性的依據(jù)是( )
A.a(chǎn)=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 判斷溶液呈中性的依據(jù)是溶液中c(H+)=c(OH-)?;旌先芤褐衏(H+)= mol·L-1,則c(H+)=c(OH-),可判定該溶液呈中性。
8.液氨與純水相似,也存在著微弱的電離:2NH3NH+NH,據(jù)此判斷以下敘述中錯(cuò)誤的是( )
A.NH3、NH、NH的電子數(shù)相等,化學(xué)性質(zhì)也相同
B.一定溫度下,液氨中c(NH)·c(NH)是一個(gè)常數(shù)
C.液氨的電離達(dá)到平衡時(shí)c(NH3)≠c(NH)=c(NH)
D.加入其他物質(zhì),可能不變
答案 A
解析 NH3、NH、NH均含有10個(gè)電子,由于三種粒子的電性不同,則其化學(xué)性質(zhì)不同,A錯(cuò)誤;類似于水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)·c(OH-),液氨的離子積常數(shù)K=c(NH)·c(NH),只與溫度有關(guān),溫度一定時(shí),c(NH)·c(NH)為定值,是一個(gè)常數(shù),B正確;液氨與純水相似,存在著微弱的電離,故達(dá)到電離平衡時(shí)c(NH)=c(NH)T2
B.圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系:B>C>A=D=E
C.曲線a、b均代表純水的電離情況
D.若處在B點(diǎn)時(shí),將pH=2的硫酸溶液與pH=12的KOH溶液等體積混合后,溶液顯堿性
答案 C
解析 由圖像可知,A點(diǎn)在T2時(shí)的曲線上,而B點(diǎn)在T1時(shí)的曲線上,因?yàn)锳、B點(diǎn)水電離產(chǎn)生的氫離子與氫氧根離子的濃度相等,所以是純水的電離,B點(diǎn)的電離程度大于A點(diǎn),所以溫度T1>T2,故A正確;由圖像可知,A、E、D都是T2時(shí)曲線上的點(diǎn),Kw只與溫度有關(guān),溫度相同時(shí)Kw相同,溫度升高,促進(jìn)水的電離,Kw增大,則B>A=D=E,由C點(diǎn)c(OH-)·c(H+)可知,C點(diǎn)的Kw大于A點(diǎn)小于B點(diǎn),則B>C>A=D=E,故B正確;由E和D點(diǎn)c(H+)≠c(OH-)可知其不是純水的電離,故C錯(cuò)誤;B點(diǎn)時(shí),Kw=1×10-12,pH=2的硫酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,與pH=12的KOH溶液中c(OH-)=1 mol·L-1等體積混合后,溶液顯堿性,故D正確。
12.(2018·深圳一調(diào))常溫下,濃度均為0.1 mol·L-1、體積均為100 mL的兩種一元酸HX、HY的溶液中,分別加入NaOH固體,lg隨加入NaOH的物質(zhì)的量的變化如圖所示。下列敘述正確的是( )
A.HX的酸性弱于HY
B.a(chǎn)點(diǎn)由水電離出的c(H+)=10-12 mol·L-1
C.c點(diǎn)溶液中:c(Y-)>c(HY)
D.b點(diǎn)時(shí)酸堿恰好完全反應(yīng)
答案 C
解析 根據(jù)題圖知,0.1 mol·L-1 HX溶液的lg=12,則c(H+)=0.1 mol·L-1,HX為強(qiáng)酸,同理可推知,HY為弱酸,A錯(cuò)誤;a點(diǎn)HX溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1,由水電離出的c(H+)=c(OH-)=10-13 mol·L-1,B錯(cuò)誤;c點(diǎn)時(shí)加入n(NaOH)=0.005 mol,此時(shí)得到等物質(zhì)的量濃度的HY和NaY的混合溶液,lg=6,則c(H+)=10-4 mol·L-1,溶液呈酸性,說明HY的電離程度大于NaY的水解程度,故c(Y-)>c(HY),C正確;b點(diǎn)時(shí)n(NaOH)=0.008 mol,而n(HY)=0.01 mol,故HY過量,D錯(cuò)誤。
二、非選擇題(共28分)
13.(2017·天津高考)(14分)用沉淀滴定法快速測(cè)定NaI等碘化物溶液中c(I-),實(shí)驗(yàn)過程包括準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液和滴定待測(cè)溶液。
Ⅰ.準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)溶液
a.準(zhǔn)確稱取AgNO3基準(zhǔn)物4.2468 g(0.0250 mol)后,配制成250 mL標(biāo)準(zhǔn)溶液,放在棕色試劑瓶中避光保存,備用。
b.配制并標(biāo)定100 mL 0.1000 mol·L-1 NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液,備用。
Ⅱ.滴定的主要步驟
a.取待測(cè)NaI溶液25.00 mL于錐形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.1000 mol·L-1 AgNO3溶液(過量),使I-完全轉(zhuǎn)化為AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示劑。
d.用0.1000 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定過量的Ag+,使其恰好完全轉(zhuǎn)化為AgSCN沉淀后,體系出現(xiàn)淡紅色,停止滴定。
e.重復(fù)上述操作兩次,三次測(cè)定數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)序號(hào)
1
2
3
消耗NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液體積/mL
10.24
10.02
9.98
f.?dāng)?shù)據(jù)處理。
回答下列問題:
(1)將稱得的AgNO3配制成標(biāo)準(zhǔn)溶液,所使用的儀器除燒杯和玻璃棒外還有__________________________。
(2)AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液放在棕色試劑瓶中避光保存的原因是__________________。
(3)滴定應(yīng)在pH14,則=________(填表達(dá)式)。
答案 (1)A (2)10∶1 (3)a+b=14
(4)①1?、?.1?、?0x+y-14
解析 (1)溫度越高,水的電離程度越大,25 ℃時(shí)對(duì)應(yīng)曲線為A。
(2)pH=7說明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)若兩溶液完全中和,則溶液中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,則=0.1;③若x+y>14,則=10x+y-14。
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