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课时提升训练(7) 水的电离和溶液的pH
1.(2024·浙江百校联盟联考)下列说法不正确的是( )
A.将纯水加热,Kw增大,pH不变,仍为中性
B.常温下,向0.10 mol/L的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONH4晶体,溶液的pH增大,说明CH3COOH溶液存在电离平衡
C.常温下,酸式盐NaHA的pH>7,则H2A一定是弱酸
D.常温下,等pH的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,c(Cl-)<c(CH3COO-)
答案:A
2.(2024·浙江Z20联盟联考)下列说法正确的是( )
A.常温下,将10 mL 0.1 mol/L的氨水加水稀释至1 L,溶液中减小
B.常温下,若c(氨水)=2c(NaOH),则氨水中c(OH-)是NaOH溶液中c(OH-)的2倍
C.相同浓度的氨水和盐酸混合,若溶液呈中性,则c(Cl-)=c(NH)
D.中和pH与体积均相等的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量相同
答案:C
3.(2024·浙江名校协作体联考)下列说法正确的是( )
A.相同pH的氨水和NaOH溶液,分别与等体积、等浓度的盐酸恰好完全反应,消耗氨水体积大
B.25 ℃时,将pH=4的NH4Cl溶液和pH=5的NH4Cl溶液分别稀释100倍,后者pH变化大
C.25 ℃时,某溶液中的c(H+)为该溶液中水电离出c(H+)的106倍,则该溶液pH一定小于7
D.100 mL 2 mol/L NaOH溶液与100 mL 1 mol/L硫酸充分混合后,溶液pH一定等于7
答案:C
4.下列说法一定正确的是( )
A.将NaCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH<7,所以溶液呈酸性
B.相同温度下,中和等pH的氨水、NaOH溶液,所需HCl的物质的量:前者更多
C.相同温度下,pH相等的NaHSO4、H3PO4溶液中,水电离的H+浓度相等
D.相同温度下,1 L 0.02 mol/L NaCl溶液和2 L 0.01 mol/L NaCN溶液的离子总数相等
C 解析:将NaCl溶液从常温加热至80 ℃,水的电离程度增大,故pH减小,但溶液仍呈中性,A错误;等pH的氨水、NaOH溶液相比,氨水的浓度比NaOH浓度大,但是二者体积不明确,故无法比较二者所需HCl的物质的量,B错误;NaHSO4、H3PO4均能电离出氢离子,抑制水的电离,相同温度下,pH相等的NaHSO4、H3PO4溶液中氢离子的浓度相等,故水电离的H+浓度相等,C正确;1 L 0.02 mol/L NaCl溶液和2 L 0.01 mol/L NaCN溶液的溶质物质的量相同,c(Na+)相同,NaCl溶液中有电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),则离子总浓度为2[c(Na+)+c(H+)],NaCN溶液中有电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CN-),则离子总浓度为2[c(Na+)+c(H+)],NaCl溶液显中性,NaCN溶液显碱性,二者氢离子的浓度不同,故二者离子总数不相等,D错误。
5.某二元酸H2X在水中的电离方程式是H2X===H++HX-,HX-H++X2-,常温下,向20.00 mL 0.01 mol/L H2X溶液中滴入0.01 mol/L NaOH溶液,pOH水与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是( )
已知pOH水表示溶液中由水电离出的c水(OH-)的负对数,即pOH水=-lg c水(OH-)。
A.常温下,0.01 mol/L H2X溶液的pH为1.4
B.溶液中水的电离程度:d>c>b
C.e点溶液呈碱性
D.d点溶液中存在2c(Na+)=c(HX-)+c(X2-)
D 解析:滴加NaOH溶液20.00 mL恰好生成NaHX,对应图像b点;滴加NaOH溶液40.00 mL恰好生成Na2X,此时由于X2-的水解对水的电离的促进作用最大,对应图像d点;此后氢氧化钠过量,水的电离又受到抑制。由图可知,常温下,0.01 mol/L H2X溶液的pOH水=12.6,则pH为1.4,A正确;由图像可知,b点溶质为NaHX,pOH水=11.2,溶液中c(H+)=10-2.8 mol/L,则溶液呈酸性,水的电离受到抑制;c点溶质为NaHX、Na2X,pOH水=7,溶液中c(OH)=10-7 mol/L,则溶液呈中性;d点溶质为Na2X,水的电离受到促进,电离程度最大;故水的电离程度:d>c>b,B正确;e点溶质为NaOH、Na2X,溶液显碱性,C正确;d点溶质为Na2X,根据元素守恒可知,c(Na+)=2c(HX-)+2c(X2-),D错误。
6.(2024·浙江浙北G2联盟联考)25 ℃先将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1 mol/L的KOH溶液以测定氯水的浓度。此过程中溶液pH变化的曲线如图所示。下列叙述不正确的是( )
A.滴定过程中,当由水电离的c(H+)=10-7 mol/L时,可能存在c(K+)>c(Cl-)+c(ClO-)
B.滴定过程中宜选用酚酞为指示剂,不宜选用甲基橙为指示剂
C.曲线③至④段,n(HClO)+n(ClO-)逐渐增大
D.③处溶液中存在平衡常数K= [c(Cl2)为Cl2在水溶液中的平衡浓度]
答案:B
7.室温下,向20 mL 0.1 mol/L的HA(Ka=1.0×10-5)溶液中逐滴加入0.1 mol/L的NaOH溶液,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化关系如图中曲线①所示。下列说法错误的是( )
A.a点,pH>5
B.水的电离程度:c>b>a
C.该滴定实验可选择酚酞作指示剂
D.若将HA改为20 mL 0.1 mol/L的盐酸,则滴定曲线应如②所示
D 解析:由Ka=1.0×10-5可知,A-的水解常数为1.0×10-9,a点溶质为等浓度的NaA、HA,HA电离程度大于A-水解程度,所以c(A-)>c(HA),则c(H+)<1.0×10-5,则pH>5,A正确;HA电离抑制水电离,a点到c点,HA逐渐减少,c点HA和NaOH恰好完全反应,溶质为NaA,A-水解促进水电离,所以水的电离程度c>b>a,B正确;该滴定实验,滴定终点溶液呈碱性,可选择酚酞作指示剂,C正确;若将HA改为20 mL 0.1 mol/L的盐酸,开始滴定时,pH变化幅度很小,接近滴定终点时,pH才发生突变,所以滴定曲线不能用②表示,D错误。
8.常温下,将0.1 mol/L NaOH溶液滴到0.1 mol/L CH3COOH溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化关系如图所示,下列叙述不正确的是( )
A.常温下,醋酸的电离平衡常数Ka=10-4.76
B.在A→B的过程中水的电离是先抑制后促进
C.C点的溶质可能为CH3COOH和CH3COONa
D.当0.1 mol/L NaOH溶液和0.1 mol/L CH3COOH溶液以体积比1∶2混合时,3c(Na+)+c(H+)=2c(CH3COO-)+c(OH-)+c(CH3COOH)
B 解析:横坐标等于0时,即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因此醋酸的电离平衡常数Ka=10-4.76,A正确;B点溶液pH=7,酸还未被中和完全,酸抑制水电离,在A→B的过程中水的电离一直被抑制,B错误;C点溶液的pH>7,溶质有多种可能性,醋酸溶液显酸性,醋酸钠溶液显碱性,所以C点溶质可能为CH3COOH和CH3COONa,C正确;当0.1 mol/L NaOH溶液和0.1 mol/L CH3COOH溶液以体积比1∶2混合时,由元素守恒等式加上电荷守恒等式得到3c(Na+)+c(H+)=2c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+c(OH-),D正确。
9.已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如图所示:
(1)95 ℃时,水的电离平衡曲线应为B,请说明理由:______________________。 25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与硫酸的体积比为________。
(2)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a与b之间应满足的关系是____________________________________。
(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的盐酸和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1________α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
(4)曲线B对应温度下,将0.02 mol/L Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH=_______。
答案:(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH-)均增大 10∶1 (2)a+b=14 (3)小于 (4)10
解析: (1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH-)均增大,95 ℃时,水的电离平衡曲线应为B;25 ℃时,pH=9的NaOH溶液中,c(OH-)=10-5 mol/L,pH=4的硫酸中,c(H+)=10-4 mol/L,若所得混合溶液的pH=7,n(OH-)=n(H+),则c(OH-)·V(NaOH)=c(H+)·V(H2SO4),故V(NaOH)∶V(H2SO4)=c(H+)∶c(OH-)=10∶1。
(2)95 ℃时,水的离子积常数Kw=10-12,100体积pH=a的某强酸溶液中n(H+)=100×10-a mol=102-a mol,1体积pH=b的某强碱溶液中n(OH-)= mol=10b-12 mol,混合后溶液呈中性,则n(H+)=n(OH-)=102-a mol=10b-12 mol,即2-a=b-12,则a+b=14。
(3)曲线A所对应的温度是25 ℃即室温,在室温下,pH=2的盐酸中,c水(H+)=10-12 mol/L,pH=11的某BOH溶液中,c水(H+)=10-11 mol/L,水电离产生的H+的浓度越大,水的电离程度就越大,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则有α1<α2。
(4)曲线B所对应的温度是95 ℃,该温度下水的离子积常数Kw=10-12,在曲线B所对应的温度下,将0.02 mol/L的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,则反应后溶液中c(OH-)=0.01 mol/L,由于该温度下水的离子积常数Kw=10-12,所以c(H+)=10-10 mol/L,所得混合液的pH=10。
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