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第1節(jié) 水溶液 酸堿中和滴定 [課后達標檢測] 一、選擇題 1．加入下列溶液對水的電離平衡不產(chǎn)生影響的是(　　) A．NaHSO4溶液　　　　　 B．KF溶液 C．KAl(SO4)2溶液 D．NaI溶液 解析：選D。A項，NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，溶液中[H＋]增大，抑制水的電離；B項，KF===K＋＋F－，F(xiàn)－＋H2OHF＋OH－，促進水的電離；C項，KAl(SO4)2===K＋＋Al3＋＋2SO，Al3＋＋3H2OAl(OH)3＋3H＋，促進水的電離；D項，NaI===Na＋＋I－，不影響水的電離。 2．(2019合肥一模)欲證明一瓶無色液體是純水，可靠的實驗方法是(　　) A．1.01105 Pa時沸點為100 ℃ B．測得其pH＝7 C．遇鈉生成氫氣 D．電解時得到H2與O2的體積比為2∶1 解析：選A。根據(jù)1.01105 Pa時沸點為100 ℃，可以證明該液體為純水，A項符合題意；pH＝7的液體不一定是純水，如NaCl溶液，B項不符合題意；遇金屬鈉生成氫氣的液體不一定是純水，如乙醇，C項不符合題意；電解時得到H2和O2的體積比為2∶1的液體不一定是純水，如Na2SO4溶液，D項不符合題意。 3．(2019河北衡水中學一調(diào))下列溶液一定顯酸性的是(　　) A．由水電離出的[H＋]＝10－9 molL－1的溶液(室溫) B．[OH－]<[H＋]的溶液 C．pH<7的溶液 D．能與金屬Al反應放出H2的溶液 解析：選B。A項，室溫下，由水電離出的[H＋]＝10－9molL－1<10－7 molL－1，水的電離受到抑制，可能為酸溶液也可能為堿溶液，錯誤；B項，[OH－]<[H＋]，則溶液顯酸性，正確；C項，pH<7的溶液不一定顯酸性，如100 ℃時，純水的pH＝6，此時溶液呈中性，錯誤；D項，強堿溶液也能與鋁反應生成氫氣，錯誤。 4.如圖所示，在一支25 mL的酸式滴定管中盛入0.1 molL－1的HCl溶液，其液面恰好在5 mL刻度處，若把滴定管中的溶液全部放入燒杯中，然后以0.1 molL－1 NaOH溶液進行中和，則所需NaOH溶液的體積(　　) A．大于20 mL B．小于20 mL C．等于20 mL D．等于5 mL 解析：選A。滴定管下端無刻度線部分直至尖嘴底部均充滿溶液，因而把溶液全部放入燒杯中，其體積大于20 mL，用等濃度的NaOH溶液中和，所需NaOH溶液的體積應大于20 mL。應注意的是滴定管的量程小于滴定管的最大實際容量。 5．(2019吳忠模擬)已知NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。某溫度下，向[H＋]＝110－6 molL－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的[H＋]＝110－2 molL－1。下列對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110－10 molL－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[OH－]減小 解析：選D。A項，由于該溫度下，蒸餾水的[H＋]＝110－6 molL－1>110－7 molL－1(室溫)，故溫度高于25 ℃，正確；B項，[H＋]＝110－2 molL－1，則由水電離出的[H＋]H2O＝[OH－]H2O＝＝＝110－10 molL－1，正確；C項，加入NaHSO4晶體，[H＋]增大，抑制水的電離，正確；D項，稀釋時[H＋]減小，則[OH－]＝增大，錯誤。 6．下列四種溶液中，室溫下由水電離生成的H＋濃度之比(①∶②∶③∶④)是(　　) ①pH＝0的鹽酸?、?.1 molL－1的鹽酸?、?.01 molL－1的NaOH溶液?、躳H＝11的NaOH溶液 A．1∶10∶100∶1 000　　　 B．0∶1∶12∶11 C．14∶13∶12∶11 D．14∶13∶2∶3 解析：選A。①中[H＋]＝1 molL－1，由水電離出的[H＋]與溶液中[OH－]相等，等于1.010－14 molL－1；②中[H＋]＝0.1 molL－1，由水電離出的[H＋]＝1.010－13 molL－1；③中[OH－]＝1.010－2 molL－1，由水電離出的[H＋]與溶液中[H＋]相等，等于1.010－12 molL－1；④中[OH－]＝1.010－3 molL－1，同③所述由水電離出的[H＋]＝1.010－11 molL－1。即水電離生成的H＋濃度之比為(1.010－14)∶(1.010－13)∶(1.010－12)∶(1.010－11)＝1∶10∶100∶1 000。 7．準確移取20.00 mL某待測HCl溶液于錐形瓶中，用0.100 0 molL－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，當錐形瓶中溶液由紅色變無色時停止滴定 D．滴定達終點時，發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴部分有懸滴，則測定結果偏小 解析：選B。A．滴定管用蒸餾水洗滌后，需用待裝液潤洗才能裝入NaOH溶液進行滴定。B．隨著NaOH溶液的滴入，錐形瓶內(nèi)溶液中c(H＋)越來越小，故pH由小變大。C．用酚酞作指示劑，當錐形瓶內(nèi)溶液由無色變?yōu)闇\紅色，且半分鐘內(nèi)不退去，說明達到滴定終點，應停止滴定。D．滴定達終點時，滴定管尖嘴部分有懸滴，則所加標準NaOH溶液量偏多，使測定結果偏大。 8．(2019石家莊一模)常溫下，向20.00 mL 0.1 molL－1 HA溶液中滴入0.1 molL－1 NaOH溶液，溶液中由水電離出的氫離子濃度的負對數(shù)(－lg[H＋]水)與所加NaOH溶液體積的關系如圖所示。下列說法中不正確的是(　　) A．常溫下，Ka(HA)約為10－5 molL－1 B．M、P兩點溶液對應的pH＝7 C．b＝20.00 D．M點后溶液中均存在[Na＋]>[A－] 解析：選B。起始時－lg[H＋]水＝11，[H＋]水＝[OH－]水＝10－11 molL－1，根據(jù)常溫下水的離子積求出溶液中[H＋]＝KW/[OH－]水＝10－3 molL－1，HAH＋＋A－，[H＋]＝[A－]＝10－3 molL－1，Ka(HA)＝≈(molL－1)＝10－5(molL－1)，A項正確；N點水電離出的H＋濃度最大，說明HA與NaOH恰好完全反應生成NaA，P點溶質(zhì)為NaOH和NaA，溶液顯堿性，即P點pH不等于7，B項錯誤；0～b段水的電離程度逐漸增大，當達到b點時水的電離程度達到最大，即溶質(zhì)為NaA，說明HA和NaOH恰好完全反應，b＝20.00，C項正確；M點溶液pH＝7，根據(jù)溶液呈電中性，存在[Na＋]＝[A－]，M點后，[Na＋]>[A－]，D項正確。 9．如圖表示水中[H＋]和[OH－]的關系，下列判斷錯誤的是(　　) A．兩條曲線間任意點均有[H＋][OH－]＝KW B．M區(qū)域內(nèi)任意點均有[H＋]＜[OH－] C．圖中T1＜T2 D．XZ線上任意點均有pH＝7 解析：選D。A．水中[H＋]與[OH－]的乘積為一常數(shù)。B．由圖看出M區(qū)域內(nèi)[H＋]<[OH－]。C．T2時[H＋][OH－]大于T1時[H＋][OH－]，因為水的電離過程是吸熱的，溫度越高，水的離子積常數(shù)越大，所以T2>T1。D．pH＝－lg[H＋]，XZ線上任意點的[H＋]＝[OH－]，但pH不一定為7。 10．25 ℃時，某濃度的鹽酸、氯化銨溶液中由水電離出的氫離子濃度分別為1.010－a molL－1、1.010－b molL－1，這兩種溶液的pH之和為(　　) A．14－a＋b B．14＋a＋b C．14－a－b D．14＋a－b 解析：選A。鹽酸中[H＋]＝ molL－1＝1.010－14＋a molL－1，故其pH＝14－a；氯化銨溶液中[H＋]＝1.010－b molL－1，故其pH＝b，因此兩種溶液的pH之和為14－a＋b，即A項正確。 11．(2019亳州模擬)25 ℃時純水的電離度為α1，pH＝2的醋酸溶液中水的電離度為α2，pH＝12的氫氧化鈉溶液中水的電離度為α3。若將上述醋酸與氫氧化鈉溶液等體積混合，所得溶液中水的電離度為α4。下列關系式中正確的是(　　) A．α2＝α3<α4<α1 B．α3＝α2<α1<α4 C．α2<α3<α1<α4 D．α1<α2<α3<α4 解析：選A。pH＝2的醋酸溶液中[H＋]和pH＝12的NaOH溶液中[OH－]均為10－2 molL－1，故二者對水的電離抑制程度相同，即α2＝α3；等體積的pH＝2的醋酸與pH＝12的NaOH溶液混合后，醋酸過量，故溶液呈酸性，抑制水的電離，由于[H＋]<10－2 molL－1，故α4>α2＝α3。 二、非選擇題 12．水的電離平衡曲線可用下圖表示。 (1)若以A點表示25 ℃時水電離平衡時的粒子濃度，當溫度升高到100 ℃時，水的電離平衡狀態(tài)為B點，則此時水的離子積從____________增加到____________。 (2)將pH＝8的Ba(OH)2溶液與pH＝5的鹽酸混合，并保持在100 ℃，欲使混合溶液的pH＝7，則Ba(OH)2溶液和鹽酸的體積比為________。 解析：(1)KW＝[H＋][OH－]，則從25 ℃升高到100 ℃時，水的離子積從10－14 mol2L－2增加到10－12 mol2L－2。(2)100 ℃時，混合溶液pH＝7，溶液顯堿性，[OH－]＝＝＝10－5 molL－1，設Ba(OH)2溶液、鹽酸的體積分別為V1 L、V2 L，則10－5 molL－1＝ molL－1，解得 V1∶V2＝2∶9。 答案：(1)10－14 mol2L－2　10－12 mol2L－2　(2)2∶9 13．在某溫度時，測得0.01 molL－1的NaOH溶液的pH＝11。 (1)該溫度下水的離子積常數(shù)KW＝_______________________________。 (2)在此溫度下，將pH＝a的NaOH溶液Va L與pH＝b的硫酸Vb L混合。 ①若所得混合液呈中性，且a＝12，b＝2，則Va∶Vb＝________。 ②若所得混合液呈中性，且a＋b＝12，則Va∶Vb＝________。 解析：(1)由題意知，溶液中[H＋]＝10－11 molL－1，[OH－]＝0.01 molL－1，故KW＝[H＋][OH－]＝10－13 mol2L－2。 (2)①[H＋]Vb＝[OH－]Va， 10－2 molL－1Vb＝(10－13/10－12)molL－1Va， ＝＝1∶10。 ②[H＋]Vb＝[OH－]Va， 10－b molL－1Vb＝(10－13/10－a)molL－1Va， ＝＝1013－(a＋b)＝10，即Va∶Vb＝10∶1。 答案：(1)10－13 mol2L－2　(2)①1∶10?、?0∶1 14．(2018高考天津卷改編)煙道氣中的NOx是主要的大氣污染物之一，為了監(jiān)測其含量，選用如下檢測方法?；卮鹣铝袉栴}： 將v L氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中，使NOx完全被氧化成NO，加水稀釋至100.00 mL。量取20.00 mL該溶液，加入v1 mL c1 molL－1 FeSO4標準溶液(過量)，充分反應后，用c2 molL－1 K2Cr2O7標準溶液滴定剩余的Fe2＋，終點時消耗v2 mL。 (1)NO被H2O2氧化為NO的離子方程式為__________________________________。 (2)滴定操作使用的玻璃儀器主要有______________________________。 (3)滴定過程中發(fā)生下列反應： 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____________mgm－3。 (4)若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，會使測定結果_________(填“偏高”“偏低”或“無影響”)。 解析：(1)NO被H2O2氧化為NO，則H2O2被還原為H2O，配平離子方程式為2NO＋3H2O2===2NO＋2H＋＋2H2O。(2)K2Cr2O7標準溶液具有強氧化性，能氧化堿式滴定管下端的橡膠管，因此滴定操作使用的玻璃儀器主要有錐形瓶、酸式滴定管。(3)根據(jù)滴定原理，可得原溶液中NO消耗的n(Fe2＋)＝(c1 molL－1v110－3 L－c2 molL－1v210－3 L6)＝5(c1v1－6c2v2)10－3 mol，則n(NO)＝n(Fe2＋)＝(c1v1－6c2v2)10－3 mol，故氣樣中NOx折合成NO2的含量為(c1v1－6c2v2)10－3 mol46 000 mgmol－1(v10－3) m3＝104 mgm－3。(4)若FeSO4標準溶液部分變質(zhì)，則消耗的FeSO4標準溶液的體積偏大，測定結果偏高。 答案：(1)2NO＋3H2O2===2H＋＋2NO＋2H2O　 (2)錐形瓶、酸式滴定管　 (3)104 (4)偏高 15．(2016高考天津卷)水中溶氧量(DO)是衡量水體自凈能力的一個指標，通常用每升水中溶解氧分子的質(zhì)量表示，單位 mgL－1。我國《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》規(guī)定，生活飲用水源的DO不能低于5 mgL－1。某化學小組同學設計了下列裝置(夾持裝置略)，測定某河水的DO。 Ⅰ.測定原理： 堿性條件下，O2將Mn2＋氧化為MnO(OH)2：①2Mn2＋＋O2＋4OH－===2MnO(OH)2↓ 酸性條件下，MnO(OH)2將I－氧化為I2：②MnO(OH)2＋I－＋H＋―→Mn2＋＋I2＋H2O(未配平) 用Na2S2O3標準溶液滴定生成的I2：③2S2O＋I2===S4O＋2I－ Ⅱ.測定步驟： a．安裝裝置，檢驗氣密性，充N2排盡空氣后，停止充N2。 b．向燒瓶中加入200 mL水樣。 c．向燒瓶中依次迅速加入1 mL MnSO4無氧溶液(過量)、2 mL堿性KI無氧溶液(過量)，開啟攪拌器，至反應①完全。 d．攪拌并向燒瓶中加入2 mL H2SO4無氧溶液，至反應②完全，溶液為中性或弱酸性。 e．從燒瓶中取出40.00 mL溶液，以淀粉作指示劑，用0.010 00 molL－1Na2S2O3溶液進行滴定，記錄數(shù)據(jù)。 f．…… g．處理數(shù)據(jù)(忽略氧氣從水樣中的逸出量和加入試劑后水樣體積的變化)。 回答下列問題： (1)配制以上無氧溶液時，除去所用溶劑水中氧的簡單操作為________________。 (2)在橡膠塞處加入水樣及有關試劑應選擇的儀器是________。 ①滴定管　?、谧⑸淦鳌　、哿客? (3)攪拌的作用是______________________________________。 (4)配平反應②的方程式，其化學計量數(shù)依次為_______________________________。 (5)步驟f為________________________________________。 (6)步驟e中達到滴定終點的標志為______________________________________。 若某次滴定消耗Na2S2O3溶液4.50 mL，水樣的DO＝________mgL－1(保留一位小數(shù))。作為飲用水源，此次測得DO是否達標：________(填“是”或“否”)。 (7)步驟d中加入H2SO4溶液反應后，若溶液pH過低，滴定時會產(chǎn)生明顯的誤差。寫出產(chǎn)生此誤差的原因(用離子方程式表示，至少寫出2個)___________________________。 解析：(1)氣體的溶解度隨溫度的升高而減小，所以除去水中氧的簡單操作是將溶劑水進行煮沸。(2)向封閉式體系中添加液體試劑最宜選擇的儀器是注射器。(3)攪拌可使溶液混合均勻，使反應快速完成。(4)該反應是氧化還原反應，依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒及原子守恒即可完成配平。(5)定量實驗要求重復進行2～3次，取平均值。(6)步驟e是向碘淀粉的藍色溶液中滴加Na2S2O3溶液，達到滴定終點時，溶液藍色退去且半分鐘內(nèi)不變色。根據(jù)題中所給的離子方程式可得：O2～2MnO(OH)2～2I2～4S2O，即O2～4S2O。40.00 mL水樣最終消耗Na2S2O3的物質(zhì)的量為4.510－5 mol，故其中氧氣的物質(zhì)的量為10－5 mol，質(zhì)量為10－5 mol32 gmol－1103 mgg－1＝0.36 mg，則1 L水樣中氧氣的質(zhì)量為0.36 mg＝9.0 mg，即DO＝9.0 mgL－1>5 mgL－1，作為飲用水源達標。(7)若溶液的pH過低，則溶液酸性過強。在酸性條件下，H＋能與S2O發(fā)生反應生成SO2等；氧氣能將I－氧化，生成的碘單質(zhì)能與生成的二氧化硫發(fā)生反應，使實驗產(chǎn)生誤差。 答案：(1)將溶劑水煮沸后冷卻 (2)② (3)使溶液混合均勻，快速完成反應 (4)1，2，4，1，1，3 (5)重復步驟e的操作2～3次 (6)溶液藍色退去(半分鐘內(nèi)不變色)　9.0　是 (7)2H＋＋S2O===S↓＋SO2↑＋H2O、SO2＋I2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－、4H＋＋4I－＋O2===2I2＋2H2O(任寫其中2個)