课时作业18：水的电离和溶液的酸碱性

第2讲水的电离和溶液的酸碱性
[A级全员必做题]
1.(2018·河南洛阳第一次统考，13)能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H ＋)>c(OH－)的措施是()
A.向水中通入SO2
B.将水加热煮沸
C.向纯水中投入一小块金属钠
D.向水中加入NaCl
解析在水中存在水的电离平衡：H2O H＋＋OH－。

当向水中通入SO2时发生反应：SO2＋H2O H2SO3，H2SO3H＋＋HSO－3，H2SO3电离产生的H＋使溶液中的H＋的浓度增大，对水的电离起抑制作用，最终使水电离产生的H＋(OH－)的浓度远远小于溶液中的H＋浓度，即溶液中的c(H＋)>c(OH－)，A项正确；水的电离是吸热过程，升高温度促进水的电离，所以将水加热煮沸促进了水的电离，但是水电离产生的H＋和OH－的个数总是相同的，所以升温后水中的H＋和OH －的浓度仍然相等，B项错误；向纯水中投入一小块金属钠和水电离出的H＋反应，使水的电离平衡正向移动，对水的电离起到了促进作用，最终使整个溶液中的c(OH－)>c(H＋)，C项错误；向水中加入NaCl，NaCl是强酸强碱盐，对水的电离平衡无影响，所以溶液中的H＋和OH－的浓度仍然相等，D项错误。

答案A
2.下列说法正确的是()
A.将Ca(OH)2饱和溶液加热，溶液的pH增大
B.常温下，pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体积混合后，溶液的pH>7
C.将0.1 mol·L－1的HI溶液加水稀释100倍，溶液中所有离子的浓度随之减小
D.两种醋酸溶液的pH分别为a和(a＋1)，物质的量浓度分别为c1和c2, 则c1＝10c2
解析Ca(OH)2的溶解度随温度的升高而降低，将Ca(OH)2饱和溶液加热，有Ca(OH)2析出，溶液的pH减小，A错误；将pH＝11的氨水与pH＝3的盐酸等体
积混合后，氨水过量，溶液的pH>7，B正确；将HI溶液稀释时，c(H＋)减小，c(OH －)增大，C错误；醋酸为弱电解质，浓度越小，电离程度越大，当pH分别为a和(a＋1)，物质的量浓度分别为c1和c2时，有则c1＞10c2，D错误。

答案B
3.已知：室温下，K a(CH3COOH)＝1.8×10－5、K b(NH3·H2O)＝1.8×10－5。

在室温下，将pH＝3的酸溶液和pH＝11的碱溶液等体积混合，混合后溶液的pH大于7，则该酸溶液和碱溶液的组合是()
A.CH3COOH溶液和氢氧化钡溶液
B.CH3COOH溶液和氨水
C.HBr溶液和氨水
D.HI溶液和氢氧化钡溶液
解析CH3COOH是弱酸，常温下，pH＝3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)远大于 1.0×10－3mol/L，氢氧化钡是强碱，pH＝11的氢氧化钡溶液中c(OH－)＝1.0×10－3mol/L，二者等体积混合，CH3COOH过量，溶液显酸性，pH小于7，A 项错误。

由于CH3COOH与NH3·H2O的电离常数相等，故将pH＝3的CH3COOH 溶液和pH＝11的氨水等体积混合，二者恰好完全反应生成CH3COONH4，pH等于7，B项错误。

HBr是强酸，pH＝3的HBr溶液中c(HBr)＝1.0×10－3mol/L，NH3·H2O是弱碱，pH＝11的氨水中c(NH3·H2O)远大于1.0×10－3mol/L，二者等体积混合氨水过量，溶液显碱性，pH大于7，C项正确。

HI和氢氧化钡分别是强酸和强碱，pH＝3的HI溶液中c(HI)＝1.0×10－3mol/L，pH＝11的氢氧化钡溶液中c(OH－)＝1.0×10－3mol/L，二者等体积混合恰好完全反应，溶液显中性，pH等于7，D项错误。

答案C
4.(2018·重庆联考)常温时，下列叙述正确的是()
A.稀释pH＝3的醋酸溶液，溶液中所有离子的浓度均降低
B.用标准盐酸滴定未知浓度的烧碱溶液，滴定前仰视，滴定后俯视，测得的烧碱溶液浓度偏低
C.pH均为11的NaOH和NH3·H2O溶液中，水的电离程度不相同
D.分别中和pH与体积均相同的硫酸和醋酸溶液，硫酸溶液消耗氢氧化钠的物质
的量多
解析稀释pH＝3的醋酸溶液，醋酸的电离程度增大，n(H＋)、n(CH3COO－)增大，但c(H＋)、c(CH3COO－)减小，根据K W＝c(H＋)·c(OH－)知，c(OH－)增大，A项错误；滴定前仰视，读数偏大，滴定后俯视，读数偏小，则读取的标准盐酸的体积偏小，导致测得的烧碱溶液浓度偏低，B项正确；pH均为11的NaOH和NH3·H2O溶液中，c(OH－)相同，故水的电离程度相同，C项错误；醋酸为弱酸，不完全电离，故分别中和pH与体积均相同的硫酸和醋酸溶液时，醋酸溶液消耗氢氧化钠的物质的量多，D项错误。

答案B
5.(2018·湖北鄂东南市级示范高中联盟学校联考，14)下列说法中正确的是()
A.NaHSO4和NaHSO3都属于酸式盐，二者不发生反应
B.95 ℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性
C.在生产中可用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3
D.中和100 mL pH＝1的醋酸溶液和100 mL pH＝1的盐酸所消耗的NaOH的物质的量相等
解析二者能发反应：NaHSO4＋NaHSO3===Na2SO4＋H2O＋SO2↑，A项错误；虽然95 ℃纯水的pH<7，但纯水中H＋浓度仍然等于OH－浓度，所以呈中性，B项错误；在生产中可用Na2CO3溶液处理锅炉水垢中的CaSO4，使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3，C项正确；HCl是强电解质，而醋酸是弱电解质，故等体积、等pH的两溶液中HCl的物质的量小于醋酸的物质的量，即醋酸溶液消耗的氢氧化钠多，D项错误。

答案C
6.pH＝1的两种酸溶液X和Y分别与足量的锌反应，酸X比酸Y产生的氢气多，下列结论正确的是()
A.X是强酸，Y是弱酸
B.X是弱酸，Y是强酸
C.X是二元酸，Y是一元酸
D.无法判断X、Y的性质
解析若两种酸均是强酸，又溶液中氢离子浓度相同，但是两种酸的体积未知，当酸X的体积大于酸Y的体积时，则酸X比酸Y产生的氢气多；若X是弱酸，Y是强酸，二者的体积相同，酸X比酸Y产生的氢气多，所以X、Y的性质无法判断，选D。

答案D
7.(2018·福建质检)H2S2O3是一种弱酸，实验室欲用0.01 mol·L－1的Na2S2O3溶液滴定碘水发生的反应为I2＋2Na2S2O3===2NaI＋Na2S4O6，下列说法正确的是()
A.该滴定反应可用甲基橙作指示剂
B.Na2S2O3是该反应的还原剂
C.该滴定反应可选用如图所示装置
D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3，转移电子的物质的量为4 mol
解析碘水显酸性，甲基橙在该溶液中显红色，当用Na2S2O3溶液滴定达到终点时溶液由红色变为橙色，颜色变化不明显，因此该滴定反应不可用甲基橙作指示剂，应该用淀粉溶液作指示剂，A项错误；在该反应中，I元素的化合价降低，得到电子，作氧化剂，Na2S2O3中的S元素的化合价升高，失去电子，Na2S2O3是该反应的还原剂，B项正确；Na2S2O3是强碱弱酸盐，其溶液显碱性，应该使用碱式滴定管，不能用酸式滴定管，C项错误；该反应中每消耗2 mol Na2S2O3，转移2 mol电子，D项错误。

答案B
8.常温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为()
A.0.01 mol·L－1
B.0.17 mol·L－1
C.0.05 mol·L－1
D.0.50 mol·L－1
解析由题意，可设原溶液物质的量浓度为c mol·L－1，NaOH溶液体积为3 L，
HCl溶液体积为2 L，则二者混合后溶液体积为5 L，因为常温下二者混合反应后，所得溶液pH＝12，即c(H＋)＝10－12mol·L－1，所以c(OH－)＝K w÷c(H＋)＝10－2mol·L －1，则c mol·L－1×3 L－c mol·L－1×2 L＝10－2mol·L－1×5 L，解得c＝0.05，则原溶液的浓度为0.05 mol·L－1，故选C。

答案C
9.室温下，pH相差1的两种一元碱溶液A和B，分别加水稀释，溶液的pH变化如图所示。

下列说法正确的是()
A.稀释前，c(A)＝10c(B)
B.稀释前，A溶液中由水电离出的c(OH－)>10－7mol/L
C.M点，A、B两种碱溶液中阳离子的物质的量浓度相等
D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反应时，溶液的pH为7
解析由图像可知，随着溶液的稀释，A溶液的pH变化较大，即A溶液的碱性大于B溶液的碱性，且稀释前A溶液中OH－浓度是B溶液的10倍，但由于A的碱性较强，故c(A)<10c(B)，A错误；碱能抑制水的电离，故水电离的OH－浓度小于10－7mol/L，B错误；M点两溶液pH相同，证明溶液中的H＋浓度相同，根据K W可知，溶液中的OH－浓度也相同，再由电荷守恒判断，两溶液中的阳离子浓度也相同，C正确；恰好完全反应时，无法判断生成物中阴离子即醋酸根离子的水解程度与阳离子水解程度的相对大小，故不能判断中和后溶液的酸碱性，D错误。

答案C
10.(2019·太原调研)已知：常温下，A酸的溶液pH＝a，B碱的溶液pH＝b。

(1)若A为盐酸，B为氢氧化钡，且a＋b＝14，两者等体积混合，溶液的pH＝________。

酸碱按体积比为1∶10混合后溶液显中性，则a＋b＝________。

(2)若A为醋酸，B为氢氧化钠，且a＝4，b＝12，那么A溶液中水电离出的氢离子浓度为________mol·L－1，B溶液中水电离出的氢离子浓度为________mol·L－1。

(3)若A为醋酸，B为氢氧化钠，且a＋b＝14，用体积为V A的醋酸和体积为V B的
氢氧化钠溶液混合后，溶液显中性，则其体积关系V A________V B，混合后溶液中的离子浓度关系为c(Na＋)________c(CH3COO－)。

(4)若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且a＋b＝14，两者等体积混合后溶液显碱性。

则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该水解反应的离子方程式为_________________________________________________________________ ____________________________________________________________________。

解析(1)根据题意，盐酸中c(H＋)＝10－a mol·L－1，氢氧化钡溶液中c(OH－)＝10b－14mol·L－1，酸碱发生中和反应呈中性时，n(H＋)＝n(OH－)，有V A×10－a＝V B×10b －14，V A∶V B＝10a＋b－14，又a＋b＝14，故V A＝V B。

(3)a＋b＝14的弱酸和强碱混合呈中性，则酸需要体积小。

(4)a＋b＝14的一元酸和一元碱混合呈碱性，则碱是弱碱。

答案(1)713(2)10－1010－12(3)<＝
(4)M＋＋H2O MOH＋H＋
11.过氧化氢的水溶液适用于医用消毒、环境消毒和食品消毒。

Ⅰ.过氧化氢性质探究实验
(1)酸性条件下H2O2可将Fe2＋转化成Fe3＋，由此说明H2O2具有________性。

(2)已知H2O2是一种二元弱酸，其中K a1＝2.20×10－12、K a2＝1.05×10－25，则H2O2的电离方程式为______________________________________________________，常温下，1 mol/L的H2O2溶液的pH约为________。

Ⅱ.过氧化氢含量的测定实验
某兴趣小组同学用0.100 0 mol/L的酸性高锰酸钾标准溶液滴定试样中的过氧化氢，反应原理为2MnO－4＋5H2O＋6H＋===2Mn2＋＋8H2O＋5O2↑。

(3)滴定达到终点的现象是_______________________________________。

(4)用移液管移取25.00 mL试样置于锥形瓶中，重复滴定四次，每次消耗酸性高锰酸钾标准溶液的体积如表所示：
计算试样中过氧化氢的浓度为________mol/L。

(5)若滴定前滴定管尖嘴处有气泡，滴定后消失，则测定结果________(填“偏
高”“偏低”或“不变”)。

解析 Ⅰ.(1)酸性条件下，H 2O 2可将Fe 2＋氧化为Fe 3＋，体现了过氧化氢的氧化性。

(2)过氧化氢属于二元弱酸，分步电离，其电离的方程式为H 2O 2
H ＋＋HO －2、HO －2H ＋＋O 2－2；又K a1＝2.20×10
－12，K a2＝1.05×10－25，K a1≫K a2，以第一步电离为主，则K a1＝c （H ＋）·c （HO －2）c （H 2O 2）
＝c 2（H ＋）1 mol/L ＝2.20×10－12，所以 c (H ＋)≈1.48×10－6mol/L ，即pH ≈5.8。

Ⅱ.(3)滴定达到终点的现象：当滴入最后一滴标准液，锥形瓶内溶液恰好由无色变为紫色，且30秒内溶液不褪色。

(4)由于第一次数据误差过大，故舍去；其他三组数据的平均值为18.00 mL ，根据反应
2MnO －4＋5H 2O 2＋6H ＋===2Mn 2＋＋8H 2O ＋5O 2↑，n (H 2O 2)＝2.5×n (MnO －4
)＝2.5×0.100 0 mol/L ×0.018 L ，c (H 2O 2)＝2.5×0.100 0×0.0180.025
＝0.180 0(mol/L)。

(5)滴定前滴定管尖嘴处有气泡，导致消耗的标准液体积偏大，则测定结果偏高。

答案 Ⅰ.(1)氧化 (2)H 2O 2H ＋＋HO －2、HO －2H ＋＋O 2－2 5.8 Ⅱ.(3)当滴入最后一滴标准溶液 锥形瓶内溶液恰好由无色变为紫色，且30秒内溶液不褪色 (4)0.180 0 (5)偏高
[B 级 拔高选做题]
12.如图所示，用一定物质的量浓度的NaOH 溶液Y 滴定10 mL 一定物质的量浓度的盐酸X 的图像，依据图像推出X 和Y 的物质的量浓度是表内各组中的( )
解析 由图知，加入30 mL NaOH 溶液后溶液pH ＝7，即c (HCl)·V (盐酸)＝c (NaOH)·V (NaOH 溶液)，c (HCl)×10×10－3L ＝c (NaOH)×30×10－3L ，c (HCl)＝3c (NaOH)；又知加入20 mL NaOH 溶液时，溶液pH ＝2，则
c（HCl）×10×10－3L－c（NaOH）×20×10－3L
－2mol·L－1；将c(HCl)＝30×10－3L＝10
3c(NaOH)代入得c(NaOH)＝0.03 mol·L－1，c(HCl)＝0.09 mol·L－1。

答案D
13.(2017·河北唐山二模)在某温度时，将n mol/L醋酸溶液滴入10 mL 1.0 mol/L NaOH溶液中，溶液pH和温度随加入醋酸溶液体积的变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是()
A.n>1.0
B.a点K W＝1.0×10－14
C.水的电离程度：c点>b点
D.b点：c(CH3COO－)>c(Na＋)>c(OH－)>c(H＋)
解析中和反应为放热反应，当温度达到最高时酸、碱恰好完全反应，此刻醋酸溶液的体积小于10 mL，所以n>1.0，A正确；a点温度低于25 ℃，K W随温度的降低而减小，故a点K W<1.0×10－14，B错误；b点酸、碱恰好完全反应生成醋酸钠，对水的电离的促进作用最大，c点醋酸过量，过量的醋酸对水的电离又起抑制作用，故水的电离程度：c点<b点，C错误；b点溶液中溶质为醋酸钠，溶液显碱性，则有：c(Na＋)>c(CH3COO－)>c(OH－)>c(H＋)，D错误。

答案A
14.(2018·厦门质检)铝锰合金可作炼钢脱氧剂。

某课外小组欲测定铝锰合金中锰的含量。

Ⅰ.硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液的浓度标定
步骤1：取20.00 mL 0.015 mol/L K2Cr2O7标准液于250 mL锥形瓶中，加入20 mL 稀硫酸和5 mL浓磷酸，用硫酸亚铁铵溶液滴定，接近终点时加2滴R溶液作指示剂，继续滴定至终点，消耗的体积为V1 mL。

步骤2：重复步骤1实验，接近终点时加4滴R溶液，消耗的体积为V2 mL。

Ⅱ.过硫酸铵[(NH4)2S2O8]催化氧化滴定法测定锰含量。

取m g铝锰合金于锥形瓶中，加入适量的浓磷酸，加热至完全溶解，稀释冷却摇匀，再加入少量的硝酸银溶液、过量的过硫酸铵溶液，加热煮沸至无大量气泡冒出，冷却至室温(此时溶液中锰的化合价为＋7)，用标定的硫酸亚铁溶液进行滴定，根据实验数据计算铝锰合金中锰的含量。

[查阅资料]①酸性条件下，Cr2O2－7具有很强的氧化性，易被还原为绿色的Cr3＋。

②R溶液的变色原理：
错误!错误!Q,(还原型，无色))
(1)Ⅰ中步骤1、2需要的玻璃仪器有锥形瓶、胶头滴管、________、________。

(2)Ⅰ中滴定过程，主要反应的离子方程式是______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________。

(3)Ⅰ中步骤2的主要作用是______________________________________________。

(4)Ⅱ中硫酸亚铁铵溶液的标定浓度是_____________________________________ mol/L(用含V1、V2的代数式表示)。

(5)Ⅱ中加入硝酸银溶液的目的是________________________________________。

(6)Ⅱ中若未加热煮沸无大量气泡冒出，锰含量测定结果将________(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。

(7)为了提高该实验的准确度和可靠度，需进行________。

解析(1)因为硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液显酸性，K2Cr2O7溶液有强氧化性，所以Ⅰ中滴定实验需要用到酸式滴定管，可使用量筒向滴定管中取液体，也可以使用移液管取用，故Ⅰ中需要的玻璃仪器除了锥形瓶、胶头滴管外，还用酸式滴定管、量筒(或移液管)。

(2)Ⅰ中滴定过程，酸性条件下用硫酸亚铁铵溶液滴定
K2Cr2O7标准液，Fe2＋与Cr2O2－7发生氧化还原反应，离子方程式为14H＋＋Cr2O2－7
＋6Fe2＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O。

(3)根据[查阅资料]②R溶液的变色原理可得，变色过程要消耗一定量的氧化剂或还原剂，所以对指示剂用量加以校正是提高准确度的关键，因此Ⅰ中步骤2的主要作用是校正指示剂。

(4)加2滴R溶液作指示剂时消耗硫酸亚铁铵溶液V1 mL，为校正指示剂所造成的误差，加4滴R溶液时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL，所以K2Cr2O7标准液实际消耗的硫酸亚铁铵溶液为(2V1
－V2)mL，根据反应离子方程式可得关系：Cr2O2－7～6Fe2＋，又根据已知20.00 mL
0.015 mol/L K2Cr2O7标准液，所以硫酸亚铁铵溶液的浓度为0.015×20.00×6
2V1－V2
mol/L
＝
1.8
2V1－V2
mol/L。

(5)由已知，催化氧化滴定法测定铝锰合金中锰含量，过硫酸铵
[(NH4)2S2O8]作氧化剂与锰在催化剂作用下发生氧化还原反应，所以Ⅱ中加入硝酸银溶液的目的是作为催化剂，加快氧化速率。

(6)Ⅱ中过硫酸铵是过量的，存在反应(NH4)2S2O8＋2H2O===2NH4HSO4＋H2O2，加热煮沸至无大量气泡冒出，是为了除去溶液中氧化性物质，若未加热煮沸无大量气泡冒出，则消耗还原剂硫酸亚铁铵的物质的量偏大，锰含量测定结果将偏大。

(7)为了提高该实验的准确度和可靠度，需防止偶然误差的产生，可取两个以上相同的样品，以完全一致的条件进行实验，看其结果的一致性，即进行平行实验答案(1)酸式滴定管量筒(或移液管)
(2)14H＋＋Cr2O2－7＋6Fe2＋===6Fe3＋＋2Cr3＋＋7H2O
(3)校正指示剂
(4)1.8/(2V1－V2)
(5)作为催化剂，加快氧化速率
(6)偏大(7)平行实验。