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专练44 水的电离、溶液的酸碱性及pH计算
1.[2022·全国乙卷]常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是 ( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中HA的电离度[]为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
2.[2024·辽宁沈阳二中阶段检测]下列滴定反应中,指示剂使用正确的是( )
A.用H2O2溶液滴定KI溶液,淀粉作指示剂
B.用酸性KMnO4标准溶液滴定NaHSO3溶液以测量其浓度,用甲基橙作指示剂
C.用标准FeCl3溶液滴定KI溶液,用KSCN溶液作指示剂
D.用强酸标准溶液滴定并测量某弱碱溶液浓度,用酚酞作指示剂
3.[2024·贵州贵阳摸底]如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.图中T1<T2
B.XZ线上任意点均有pH=7
C.M区域内任意点(不含实线上的点)均有c(H+)<c(OH-)
D.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=Kw
4.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是( )
A.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合
C.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
5.25 ℃时,Kw=1.0×10-14;100 ℃时,Kw=1×10-12,下列说法正确的是( )
A.100 ℃时,pH=10的NaOH溶液和pH=2的H2SO4恰好中和,所得溶液的pH=7
B.25 ℃时,0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液和0.2 mol·L-1 HCl等体积混合,所得溶液的pH=7
C.25 ℃时,0.2 mol·L-1 NaOH溶液与0.2 mol·L-1CH3COOH恰好中和,所得溶液的pH=7
D.25 ℃时,pH=12的氨水和pH=2的H2SO4等体积混合,所得溶液的pH>7
6.常温时,1 mol·L-1 HClO2和1 mol·L-1HMnO4两种酸溶液,起始时的体积均为V0,分别向两溶液中加水进行稀释,稀释后溶液体积为V,所得曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.稀释前分别用1 mol·L-1的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液体积:HMnO4>HClO2
B.当稀释至pH均为3时,溶液中c(ClO)>c(MnO)
C.在0≤pH≤5时,HMnO4溶液满足pH=lg
D.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH:NaMnO4>NaClO2
7.[2024·试题调研]一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)
D.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
8.[2024·绵阳诊断]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-)
9.[2024·广东测试]25 ℃时,H2SeO4第一步完全电离,第二步电离平衡常数Ka=2.18×10-2。则25 ℃时,下列说法正确的是( )
A.KHSeO4溶液显碱性
B.K2SeO4溶液中存在c(K+)=2[c(HSeO)+c(SeO)]
C.0.5 mol·L-1的H2SeO4溶液中,c(HSeO)+2c(SeO)+c(OH-)=0.5 mol·L-1
D.向H2SeO4溶液中滴加KOH溶液至中性时,=2.18×104
10.[综合创新]室温下,在实验室中用0.1 mol·L-1的盐酸滴定10 mL 0.1 mol·L-1的ROH溶液,滴定曲线如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.Kb(ROH)的数量级为10-5
B.点②对应溶液中:c(R+)+2c(H+)=c(ROH)+2c(OH-)
C.水的电离程度:①<③<④
D.滴加盐酸的过程中保持不变
11.[2024·南阳联考]常温下,向20 mL 0.1 mol·L-1氨水中滴加盐酸,溶液中由水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是( )
A.b、d两点为恰好完全反应点
B.c点溶液中c(NH)=c(Cl-)
C.a、b之间的任意一点:c(Cl-)>c(NH),c(H+)>c(OH-)
D.常温下,0.1 mol·L-1氨水的电离常数Ka约为1×10-5
12.[2024·哈尔滨师大青冈实验中学月考]某温度下Kw=10-13,在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的H2SO4溶液Vb L混合,下列说法正确的是( )
A.若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=1∶10
B.若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=100∶1
C.若所得混合液pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=1∶10
D.若所得混合液pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=101∶99
1.答案:B
解析:常温下溶液ⅠpH=7.0,则溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,故c(H+)<c(OH-)+c(A-),A项错误;溶液ⅡpH=1.0,即c(H+)=1.0×10-1 mol·L-1,Ka(HA)==1.0×10-3,c(HA)=100c(A-),α(HA)====,B项正确;因未电离的HA能自由穿过中间隔膜,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,C项错误;根据溶液Ⅰ、Ⅱ的pH及Ka(HA)=1.0×10-3可知,溶液Ⅰ中c总(HA)=c(HA)+c(A-)=c(HA)+104c(HA)=(104+1)c(HA),溶液Ⅱ中c总(HA)=c(HA)+c(A-)=c(HA)+10-2c(HA)=1.01c(HA),由C项分析知溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)相等,故溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为≈104,D项错误。
2.答案:C
解析:用过氧化氢滴定碘化钾溶液,若用淀粉作指示剂,反应开始生成的碘遇淀粉就使溶液变为蓝色,继续滴加时,无法确定滴定终点,故A错误;酸性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠溶液完全反应时,若再滴入酸性高锰酸钾溶液,过量的高锰酸钾会使溶液变为浅紫色,则滴定时不需要指示剂即可完成测量实验,故B错误;氯化铁溶液与碘化钾溶液完全反应时,若用硫氰化钾溶液作指示剂,继续滴加FeCl3溶液,过量的氯化铁与硫氰化钾反应生成硫氰化铁,使溶液变为红色,可以确定滴定达到终点,故C正确;强酸溶液与弱碱溶液完全反应时生成强酸弱碱盐,强酸弱碱盐溶液呈酸性,若用酚酞作指示剂,无法判断反应的终点,应选用甲基橙作指示剂,故D错误。
3.答案:B
解析:水的电离为吸热反应,温度越高,电离程度越大,故T1<T2,A项正确;由图像可知,XZ线上只有X点存在pH=7,越靠近Z点,pH越小,B项错误;XZ线上任意点均有c(H+)=c(OH-),在X、Z连线的上方M区域c(H+)<c(OH-),在X、Z连线的下方区域c(H+)>c(OH-),C项正确;在任何溶液中,均有c(OH-)×c(H+)=Kw,D项正确。
4.答案:A
解析:A项,pH=3的醋酸溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于醋酸为弱酸,则醋酸过量,在室温下等体积混合后,pH<7,正确;B项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,酸、碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7,错误;C项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误;D项,pH=3的硫酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误。
5.答案:D
解析:100 ℃时,pH=10的NaOH溶液,c(OH-)=0.01 mol·L-1,与pH=2的H2SO4恰好中和,溶液为中性,其pH=6,故A错误;25 ℃时,0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液和0.2 mol·L-1 HCl等体积混合,碱过量,溶液的pH>7,故B错误;25 ℃时,0.2 mol·L-1 NaOH溶液与0.2 mol·L-1 CH3COOH恰好中和生成醋酸钠,水解显碱性,则所得溶液的pH>7,故C错误;25 ℃时,pH=12的氨水,碱的浓度大于0.01 mol·L-1,pH=2的H2SO4中c(H+)=0.01 mol·L-1,等体积混合,碱过量,所得溶液的pH>7,故D正确。
6.答案:C
解析:常温时,1 mol·L-1的HClO2和1 mol·L-1的HMnO4两种酸溶液,起始时的体积均为V0,稀释前分别用1 mol·L-1的NaOH溶液中和,消耗的NaOH溶液体积相同,故A错误;当稀释至pH均为3时,两溶液中均存在电荷守恒,分别为c(H+)=c(OH-)+c(ClO),c(H+)=c(OH-)+c(MnO),则溶液中c(ClO)=c(MnO),故B错误;由图可知lg+1=1时,1 mol·L-1 HMnO4溶液中c(H+)=1 mol·L-1,说明HMnO4为强酸,在0≤pH≤5时,HMnO4溶液满足pH=lg,故C正确;由图可知HClO2为弱酸,则浓度均为0.1 mol·L-1的NaClO2和NaMnO4溶液的pH:NaMnO4<NaClO2,故D错误。
7.答案:D
解析:H2S中存在两步可逆电离,c(H+)=1×10-5 mol·L-1>c(HS-),A项错误;一水合氨是弱电解质,加水稀释时促进其电离平衡正向移动,c(OH-)减小程度小于10倍,即a<b+1,B项错误;混合溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O)+2c(C2O),C项错误;组成盐的酸根对应的酸越弱,该盐的水解程度越大,pH相等时,其浓度越小,D项正确。
8.答案:C
解析:因酸碱的强弱未知,a=b,只能说明酸碱恰好完全反应,但如为强酸弱碱盐或强碱弱酸盐,则溶液不呈中性,A错误;因温度未知,则pH=7不一定为中性,B错误;混合溶液中,c(H+)= mol·L-1,根据c(H+)·c(OH-)=Kw可知溶液中c(H+)=c(OH-)= mol·L-1,溶液呈中性,C正确;任何溶液都存在电荷守恒,即c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-),不能确定溶液的酸碱性,D错误。
9.答案:B
解析:H2SeO4第一步完全电离,则KHSeO4溶液中,HSeO只电离不水解,溶液显酸性,A项错误;K2SeO4溶液中存在物料守恒:c(K+)=2[c(HSeO)+c(SeO)],B项正确;0.5 mol·L-1的H2SeO4溶液中,c(HSeO)+c(SeO)=0.5 mol·L-1,c(HSeO)+2c(SeO)+c(OH-)>0.5 mol·L-1,C项错误;向H2SeO4溶液中滴加KOH溶液至中性时,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,Ka==2.18×10-2,故=2.18×105,D项错误。
10.答案:C
解析:由题图可知,未加盐酸时lg=-8,室温下0.1 mol·L-1的ROH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,c(R+)≈1×10-3 mol·L-1,Kb(ROH)=≈=1×10-5,A项正确;点②对应溶液是等浓度的RCl和ROH溶液,根据电荷守恒和物料守恒有c(R+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)和2c(Cl-)=c(R+)+c(ROH),两式联立可得c(R+)+2c(H+)=c(ROH)+2c(OH-),B项正确;随着盐酸的滴加,溶液的碱性减弱,对水的电离抑制程度减小,恰好完全中和时水的电离程度最大,继续滴加盐酸,对水的电离抑制程度又增大,C项错误;==,温度不变,Kb、Kw均不变,二者的比值也不变,D项正确。
11.答案:D
解析:如果氨水和盐酸恰好完全反应生成氯化铵,氯化铵为强酸弱碱盐,其溶液呈酸性,此时水的电离程度最大,为图中c点,故A项错误;根据图像可知,c点c(H+)>10-7 mol·L-1,溶液呈酸性,结合电荷守恒得c(NH)<c(Cl-),故B项错误;a、b之间的任意一点,溶液都呈碱性,即c(H+)<c(OH-),结合电荷守恒定律得c(Cl-)<c(NH),故C项错误;常温下,0.1 mol·L-1的氨水中c(H+)=10-11 mol·L-1,则c(OH-)=0.001 mol·L-1,Ka≈==1×10-5,故D项正确。
12.答案:A
解析:若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,因c(OH-)×Va=c(H+)×Vb,a=12,b=2,则0.1×Va=0.01Vb,则Va∶Vb=1∶10,故A正确;若所得混合液为中性,则c(OH-)×Va=c(H+)×Vb,即10a-13×Va=10-bVb,又因为a+b=12,Va∶Vb==1013-a-b=10,则Va∶Vb=10∶1,故B错误;若所得混合溶液的pH=10,碱过量,c(OH-)==0.001,则Va∶Vb=1∶9,故C、D错误。
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