3.2水的电离和溶液的PH同步练习题2023-2024学年高二上学期人教版（2019）化学选择性必修1

3.2水的电离和溶液的PH同步练习题 一、选择题 1．酸碱中和滴定是化学中重要的定量实验，某兴趣小组准确量取待测浓度的盐酸于锥形瓶中，用的标准溶液滴定。下列说法正确的是 A．锥形瓶用蒸馏水洗涤以后，未用待测液润洗 B．使用酚酞为指示剂，当锥形瓶中的溶液由红色变为无色时停止滴定 C．实验过程中某同学记录消耗的溶液的体积为 D．盛标准溶液的滴定管尖嘴部分滴定前有气泡，到达滴定终点时气泡消失，则测定结果偏低 2．下列说法错误的是 A．容量瓶使用前需用蒸馏水洗净并烘干 B．蒸馏开始时应先通冷凝水再加热 C．滴瓶中的滴管用后不必清洗，直接放到滴瓶中 D．酸式滴定管查漏时发现轻微漏水，可涂抹少量凡士林 3．为验证氯水中HClO光照分解的产物，某同学将pH传感器、氯离子传感器、氧气传感器分别插入盛有新制氯水的三颈瓶中(如图1)，用强光照射氯水，进行实验并采集数据，获得相关变化曲线。若能够证明氯水中HClO在光照下发生了分解反应，则图2中纵坐标不可以表示的物理量是(注：酸性溶液中，c(H+)越大， pH越小，溶液酸性越强) A．氯水的pH B．氢离子的浓度 C．氯离子的浓度 D．氧气的体积分数 4．下列实验基本操作错误的是 A．测定未知NaOH溶液浓度时，酸式滴定管需用标准酸液润洗2～3次 B．硫酸铜结晶水含量测定时，需用小火缓慢加热，防止晶体飞溅 C．滴定时，左手控制活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视滴定管中的液面 D．配制0.1 mol·L-1 H2SO4溶液时，将浓H2SO4沿杯壁倒入加有水的烧杯中稀释 5．下列关于弱电解质的电离平衡说法正确的是 A．CH3COOH溶液中存在电离平衡，而盐酸中不存在电离平衡 B．CH3COOH溶液中，CH3COOH达到电离平衡时，溶液中检测不出CH3COOH分子 C．氢碘酸的电离方程式为HI=H++I- D．弱电解质溶液的导电能力一定比强电解质弱 6．短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。常温下，四种元素最高价氧化物对应水化物均能形成浓度为的溶液，它们的分布如下图所示。下列说法正确的是 A．X与W可能位于同一主族 B．最外层未成对电子数： C．四种元素的简单离子中Y的半径最小 D．四种元素的最高价氧化物对应水化物中Z的酸性最强 7．下列有关实验操作或现象描述错误的是 A．用蒸馏水洗净的锥形瓶未经过烘干，直接滴入待测液进行滴定实验 B．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，直接装入标准盐酸进行滴定实验 C．向一定浓度的酸性KMnO4溶液中滴加H2C2O4溶液，溶液紫红色逐渐褪去 D．向一定浓度的Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸，溶液出现浑浊，并产生气泡 8．常温下，下列各离子组在指定溶液中能够大量共存的是 A．无色溶液中：Na+、K+、MnO、Cl- B．强碱性溶液中：Cl-、Na+、NO、K+ C．含有大量Al3+的溶液中：I-、HCO、SO、Na+ D．由水电离出的c(H+)=1×10-13mol•L-1的溶液中：Na+、Mg2+、SO、CH3COO- 二、填空题 9．中和滴定误差分析 酸碱中和滴定的误差分析关键是根据c待=进行分析，计算中V待与c标均为确定值，只有V标影响着c待的计算结果，故在误差分析时应最终归结为对V标的影响：V标增大，实验结果___；V标减小，实验结果___。 10．在水的电离平衡中，c(H+)和c(OH-)的关系如图所示： (1)A点水的离子积为，B点水的离子积为_______。造成水的离子积变化的原因是_______。 (2)下列说法正确的是_______(填字母)。 a．图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A＞D b．AB线上任意点的溶液均显中性 c．B点溶液的pH=6，显酸性 d．图中温度T1＞T2 (3)某校学生用中和滴定法测定某NaOH溶液的物质的量浓度，选酚酞作指示剂。 ①盛装0.2000 mol/L盐酸标准液应该用_______式滴定管。 ②终点判断方法：_______。 ③有关数据记录如下： 实验序号待测液体积(mL)所消耗盐酸标准液的体积(mL) 实验序号 待测液体积(mL) 所消耗盐酸标准液的体积(mL) 滴定前 滴定后 1 20.00 0.60 20.70 2 20.00 6.00 25.90 3 20.00 0.40 23.20 则NaOH溶液的物质的量浓度为_______mol/L。(保留四位有效数字) ④若滴定时锥形瓶未干燥，则测定结果_______；(填“无影响”、“偏高”或“偏低”)。 11．下列溶液中，离子一定能大量共存的有哪些_______？ (1)使酚酞溶液变红的溶液： (2)使紫色石蕊溶液变红的溶液： (3)常温下，的溶液中： (4)碳酸氢钠溶液： (5)含大量的溶液中： (6)强碱溶液中： (7)常温下，的溶液中： (8)加入铝粉有氢气产生的溶液中： (9)由水电离出的的溶液： (10)的溶液： (11)澄清透明的溶液中： 12．测定溶液中离子的浓度 (1)沉淀法：如溶液中的浓度，用___将其转化为___沉淀，再___求得。 (2)酸碱中和滴定法：强酸溶液中H+的浓度可以用已知准确浓度的___溶液滴定的方法获得。 (3)氧化还原滴定法：如溶液中的浓度可以用已知准确浓度的______溶液滴定获得。 13．在某温度（T ℃）的水溶液中，c(H+)＝10x mol/L，c(OH－)＝10y mol/L，x与y关系如图所示。 （1）该温度下，水的离子积为________，T ℃_____25 ℃（填“大于”“小于”或“等于”）。 （2）将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH约为________。（已知lg2＝0.3） （3）在此温度下，将pH＝13的NaOH溶液Va L与pH＝1的硫酸溶液Vb L混合。若所得混合液的pH＝2，则Va:Vb ＝_______。 14．三氯氧磷(POCl3)可用作半导体掺杂剂及光导纤维原料，是能推进中国半导体产业链发展壮大的一种重要的化工原料。工业上可以直接氧化PCl3制备POCl3，反应原理为：，。已知：PCl3、POCl3的部分性质如下： 熔点/℃ 沸点/℃ 相对分子质量 其它 PCl3 −112 75.5 137.5 遇水生成H3PO3和HCl POCl3 2 105.3 153.5 遇水生成H3PO4和HCl 某化学兴趣小组模拟该工艺设计实验装置如图(某些夹持装置和加热装置已略去)： (1)POCl3分子中σ键与π键之比为___________ (2)检查装置气密性并加入纯净的白磷，先打开K3、K4，关闭K2，将制取的气体缓慢地通入C中，直至C中的白磷完全消失后，关闭K3，打开K1、K2，通入另一种气体。试剂a为___________，仪器b的名称为___________ (3)装置E反应的化学方程式为___________ (4)球形冷凝管的作用是___________，装置F的作用是___________ (5)通过测定三氯氧磷产品(假设不含PCl3杂质)中氯元素的含量，可进一步计算产品的纯度，实验步骤如下： Ⅰ．取12.00g产品置于盛有50.00mL蒸馏水的水解瓶中，摇动至完全水解，将水解液配成100.00mL溶液。(预处理已排除含磷粒子对后续反应的影响) Ⅱ．取20.00mL溶液于锥形瓶中，向其中加入4 mol∙L−1的AgNO3溶液20.00mL，使Cl－完全沉淀，再加入20.00mL硝基苯，振荡，使沉淀表面被有机物覆盖；然后选择Fe(NO3)3做指示剂，用2mol/LNH4SCN溶液滴定过量Ag+至终点，记下所用体积为20.00mL。[已知：Ksp(AgCl)=3.2×10−10，Ksp(AgSCN)=2.0×10−12] ①滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液，溶液变___________，且半分钟不变色。 ②产品中POCl3的质量分数为___________%(结果保留3位有效数字)。 ③若不加硝基苯，则测定POCl3的纯度___________(填“偏大”、“偏小”、“无影响”) 【参考答案】 一、选择题 1．A 解析：A．锥形瓶用蒸馏水润洗后，不能用待测液润洗，否则会使测量结果偏大，A正确； B．用氢氧化钠滴定盐酸，若用酚酞作指示剂，当锥形瓶内溶液由无色变红色，且半分钟内不褪色说明达到滴定终点，B错误； C．滴定管的精确度为0.01mL，此同学记录的数据有错误，C错误； D．若盛放氢氧化钠溶液的滴定管滴定前有气泡，滴定后气泡消失，说明所用氢氧化钠溶液体积偏大，测定结果偏高，D错误； 答案选A。 2．A 解析：A．容量瓶使用前需用蒸馏水洗净但不需要烘干，A错误； B．蒸馏开始时应先通冷凝水再加热，以防止受热的冷凝管发生炸裂，B正确； C．滴瓶中的滴管用后不必清洗，直接放到滴瓶中，C正确； D．酸式滴定管查漏时发现轻微漏水，可在其活塞上涂抹少量凡士林，D正确； 故答案为：A。 3．A 解析：A．氯水中含有次氨酸，光照条件下发生如下反应：2HClO2HC1+O2↑，生成强酸盐酸，溶液酸性增强，pH减小，A错误； B．根据A的分析氯水中含有次氯酸，光照条件下发生如下反应： 2HClO2HC1+O2↑，生成强酸盐酸，溶液酸性增强，氢离子的浓度增大，B正确； C．光照条件下发生如下反应：2HClO2HC1+O2↑，生成强电解质HCl，所以溶液中氯离子浓度增大，C正确; D．次氯酸光照分解生成氧气，所以溶液中氧气的浓度增大，装置内气体混合物中氧气的体积分数增大，D正确； 故合理选项是A。 4．C 解析：A．测定未知NaOH溶液浓度时，酸式滴定管需用标准酸液润洗2～3次，故A正确； B．硫酸铜结晶水含量测定时，需用小火缓慢加热，防止晶体飞溅，故B正确； C．滴定时，左手控制活塞，右手握持锥形瓶，边滴边振荡，眼睛注视锥形瓶中颜色变化，故C错误； D．浓H2SO4稀释时会放出大量的热，配制0.1 mol·L-1 H2SO4溶液时，将浓H2SO4沿杯壁倒入加有水的烧杯中稀释，故D正确； 故选C。 5．C 解析：A．溶液中存在存在与水的电离平衡，而盐酸中存在水的电离平衡，A错误； B．溶液中，不管是否达到平衡，溶液中都同时存在、、和，B错误； C．氢碘酸是强酸，属于强电解质，在水溶液中可完全电离，电离方程式为，C正确； D．电解质溶液的导电能力与离子浓度大小和离子所带的电荷数目多少有关，与电解质的强弱没有必然的联系，D错误； 故合理选项为C。 6．C 【分析】短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，常温下，四种元素最高价氧化物对应水化物均能形成浓度为0.1mol/L的溶液，根据它们的pH分布可知，X、W的pH=1，应该为硝酸和高氯酸，则X为N，W为Cl，Z的pH小于1，应该为硫酸，Z为S，Y的pH=13，应该为氢氧化钠，则Y为Na，据此作答。 解析：A．X、W分别位于ⅤA族和ⅦA族，二者不同主族，A错误； B．N、Na、S、Cl的最外层未成对电子数分别为3、1、2、1，则最外层未成对电子数X>Z>W=Y，B错误； C．电子层数越多，离子半径越大，电子层结构相同，核电荷数越大离子半径越小，则简单离子半径Z>W>X>Y，C正确； D．非金属性Cl>N>S，则最高价氧化物对应水化物的酸性W>X>Z，即四种元素的最高价氧化物对应水化物的酸性W最强，D错误； 故答案选C。 7．B 解析：A．锥形瓶洗净后不需要经过烘干，直接滴入待测液进行滴定实验，故A正确； B．用蒸馏水洗净酸式滴定管后，先润洗2～3次，再装入标准盐酸进行滴定实验，故B错误； C．KMnO4溶液是紫红色，向一定浓度的酸性KMnO4溶液中滴加H2C2O4溶液，当酸性KMnO4溶液消耗完，则紫红色逐渐褪去，故C正确； D．Na2S2O3与稀硫酸反应生成硫酸钠、硫单质和二氧化硫，因此向一定浓度的Na2S2O3溶液中滴加稀硫酸，溶液出现浑浊，并产生气泡，故D正确。 综上所述，答案为B。 8．B 解析：A．MnO溶液中显紫色，无色溶液不能大量存在有色离子，A错误； B．OH-与Cl-、Na+、NO、K+相互间不发生反应，能大量共存，B正确； C．Al3+与HCO发生双水解反应生成Al(OH)3沉淀和CO2气体，不能大量共存，C错误； D．常温下由水电离出的c(H+)=1×10-13mol•L-1，说明水的电离受到抑制，溶液可能为酸溶液，也可能为碱溶液，若为酸溶液，H+与CH3COO-会结合生成CH3COOH，不能大量共存，若为碱溶液，OH-与Mg2+反应生成Mg(OH)2沉淀，不能大量共存，D错误； 故选B。 二、填空题 9． 偏高 偏低 解析：略 10．(1) 10-12 水电离过程会吸收热量，温度升高，水电离平衡正向移动，导致水电离产生的c(H+)、c(OH-)都增大 (2)b (3) 酸 当滴加最后一滴标准酸溶液，溶液由浅红色变为无色，半分钟内溶液不再变为红色时，说明滴定达到终点； 0.2000 无影响 解析：（1）根据图示可知：B点水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6mol/L×10-6mol/L=10-12( mol/L)2； 水电离过程会吸收热量，温度升高，水电离平衡正向移动，导致水电离产生的c(H+)、c(OH-)都增大，因而水的离子积Kw增大； （2）a．在同一等温线上Kw相同，升高温度，水电离产生的c(H+)、c(OH-)都增大，水的离子积Kw增大；根据图示可知温度：T2＞T1，所以图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B＞A=D，a错误； b．根据图示可知：A、B两点溶液中c(H+)=c(OH-)，溶液显中性，b正确； c．B两点溶液中c(H+)=10-6mol/L，但溶液中c(H+)=c(OH-)，因此溶液仍然显中性，c错误； d．由于水的离子积常数：T2＞T1，水电离过程会吸收热量，温度升高，水的离子积常数会增大，因此温度：T2＞T1，d错误； 故合理选项是b； （3）①盐酸中含有大量H+，溶液显酸性，因此应该盛放在酸式滴定管中； ②用标准盐酸溶液滴定未知浓度的NaOH溶液，以酚酞为指示剂，开始时溶液显红色，随着HCl的滴入，溶液碱性逐渐减弱，红色逐渐变浅，当滴加最后一滴标准酸溶液，溶液由浅红色变为无色，半分钟内溶液不再变为红色，说明滴定达到终点； ③三次实验消耗标准盐酸溶液的体积分别是20.10 mL、19.90 mL、22.80 mL，可见第三次实验数据偏差较大，应该舍去，平均消耗HCl的体积是V(HCl)=，根据恰好反应时n(HCl)=n(NaOH)，可知NaOH溶液的物质的量浓度c(NaOH)=； ④若滴定时锥形瓶未干燥，由于不影响NaOH溶液中溶质的物质的量，因此对测定结果无影响。 11．(6)、(9)、(11) 解析：(1)使酚酞溶液变红的溶液呈碱性，溶液中存在大量OH-，OH-与Fe3+能反应不能共存； (2)使紫色石蕊溶液变红的溶液呈酸性，溶液中存在大量H+，在酸性条件下具有氧化性，能氧化，不能大量共存； (3)常温下，的溶液呈碱性，碱性条件下与OH-能反应而不能大量共存； (4)碳酸氢钠溶液中存在大量Na+、，与H+能反应而不能大量共存； (5)含大量的溶液中，Fe3+能与SCN-发生络合反应而不能大量共存； (6)强碱溶液中存在大量OH-，在溶液中不发生反应，能大量共存； (7)常温下，的溶液中存在大量H+，在酸性条件下具有氧化性，能氧化，不能大量共存； (8)加入铝粉有氢气产生的溶液可能呈酸性，也可能呈强碱性，酸性条件下与H+能反应而不能大量共存； (9)由水电离出的的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，与H+或OH-均不反应，能大量共存； (10)的溶液呈碱性，与碱性溶液中OH-能反应而不能大量共存； (11)澄清透明溶液中的之间均不反应，能大量共存； 综上所述，答案为(6)、(9)、(11)。 12．(1) Ba2+ 硫酸钡 称量沉淀质量 (2)强碱 (3)Fe2+ 解析：略 13． 10-15 小于 1.3 9:2 【分析】⑴根据线上特殊点求出x 和y得出水的离子积。 ⑵求出此温度下pH＝11的NaOH溶液c(OH－)和pH＝1的HCl溶液c(H+)，再计算混合后溶液的氢离子浓度和pH。 ⑶列出在此温度下，将pH＝13的NaOH溶液Va L的c(OH－)和pH＝1的硫酸溶液Vb L的c(H+)，根据题意建立关系式得到Va：Vb。 解析：⑴寻找线上一点得到x ＝−5时，y＝ −10，因此该温度下，水的离子积为，，温度越低，离子积常数越小，因此T ℃小于25 ℃；故答案为：10−15；小于。 ⑵此温度下pH＝11的NaOH溶液c(OH－)＝1×10−4mol∙L−1，pH＝1的HCl溶液c(H+)＝1×10−1mol∙L−1，将两者等体积混合，，混合后溶液的pH约为pH＝2−lg5 ＝2−0.7＝1.3，故答案为：1.3。 ⑶在此温度下，pH＝13的NaOH溶液Va L，c(OH－)＝1×10−2mol∙L−1，pH＝1的硫酸溶液Vb L，c(H+)＝1×10−1mol∙L−1，将两者混合所得混合液的pH＝2，，则Va：Vb ＝9:2；故答案为：9：2。 14．(1)4：1 (2) 浓硫酸 三颈烧瓶 (3) (4) 冷凝回流 吸收尾气中多余的氯气，防止污染空气，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置b中，使发生水解 (5) 浅红色 85.3 偏小 【分析】E装置是实验室制取氯气的装置，利用二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯化锰、氯气和水，由于PCl3遇水易发生水解，因此装置D用浓硫酸干燥氯气，在C处磷和氯气反应生成三氯化磷，A装置是实验室制备氧气的装置，POCl3遇水生成H3PO4和HCl ，因此B装置也要用浓硫酸干燥，在C处氧气和PCl3反应生成POCl3。 解析：（1）POCl3分子含有磷氧双键和磷氯单键，因此POCl3分子中σ键与π键之比为4：1；故答案为：4：1。 （2）检查装置气密性并加入纯净的白磷，先打开K3、K4，关闭K2，将制取的气体缓慢地通入C中，直至C中的白磷完全消失后，关闭K3，打开K1、K2，通入另一种气体。 E装置是实验室制备氯气的装置，由于PCl3遇水生成H3PO3和HCl，因此氯气要进行干燥，则试剂a为浓硫酸，根据图中信息得到仪器b的名称为三颈烧瓶；故答案为：浓硫酸；三颈烧瓶。 （3）装置E是二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水，其反应的化学方程式为；故答案为：。 （4）POCl3的沸点是105.3℃，因此球形冷凝管的作用是冷凝回流；反应后还有氯气剩余，氯气会污染环境，还由于遇水生成H3PO4和HCl，因此装置F的作用是吸收尾气中多余的氯气，防止污染空气，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置b中，使发生水解；故答案为：吸收尾气中多余的氯气，防止污染空气，同时可以防止空气中的水蒸气进入装置b中，使发生水解。 （5）①滴定终点的现象是滴入最后半滴标准液，溶液中铁离子和剩余的硫氰根反应生成浅红色Fe(SCN)3，溶液变浅红色，且半分钟不变色；故答案为：浅红色。 ②根据题中信息20.00mL POCl3溶液中氯离子消耗的银离子物质的量为4 mol∙L−1×0.020L−2 mol∙L−1×0.020L=0.04mol，则100.00mL POCl3溶液中氯离子物质的量为0.04mol×5=0.20mol，则产品中POCl3的质量分数为 ；故答案为：85.3%。 ③若不加硝基苯，氯化银溶解的银离子也会和NH4SCN反应，导致消耗的NH4SCN增多，则测定POCl3的纯度偏小；故答案为：偏小。 学科网（北京）股份有限公司 $$