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第七章 水溶液中的离子平衡
第二节 水溶液 酸碱中和滴定
题号 1 1－1 2 3 4 4－1 5 5－1 6 6－1 7 7－1 8 8－1
答案
一、单项选择题
1．水的电离平衡为H2O H++OH-，在25℃时水的离子积为KW=1.0×10-14，在35 ℃时水的离子积为KW=2.1×10-14，则下列叙述正确的是( )
A． c (H+)随着温度的升高而降低
B．35℃时c (H+)＞c (OH-)
C．35℃时的水比25℃时的水电离程度小
D．水的电离是吸热过程
1题变式
1－1.已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100 ℃)，水的离子积KW＝1×10－12。下列说法正确的是( )
A．0.05 mol•L－1的H2SO4溶液pH＝1
B．0.001 mol•L－1的NaOH溶液pH＝11
C．0.005 mol•L－1的H2SO4溶液与0.01 mol•L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液pH为6，溶液显酸性
D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝11的NaOH溶液50 mL
2．在t ℃时，某Ba(OH)2的稀溶液中c(H＋)＝10－a mol•L－1 ，c(OH－)＝10－b mol•L－1 ，已知a＋b＝12。向该溶液中逐滴加入pH＝c的盐酸，测得混合溶液的部分pH如下表所示：
序号 氢氧化钡溶液的体积/ mL 盐酸的体积/ mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 8
② 22.00 18.00 7
③ 22.00 22.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则c为( )
A．3 B．4 C．5 D．6
3．下列溶液一定呈中性的是( )
A．c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol•L－1的溶液
B．pH＝7的溶液
C．使石蕊试液呈紫色的溶液
D．酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
4．下列说法正确的是( )
A．t ℃时，某溶液pH＝6，则该溶液一定为酸性
B．常温下，将pH＝11的氨水稀释后，溶液中所有离子的浓度降低
C．常温下，将pH＝11的NaOH溶液和pH＝3的CH3COOH溶液等体积混合后，溶液pH＜7
D．常温下，物质的量浓度和体积相同的K2CO3、K2SO4、HCl溶液混合后，溶液的pH＜7
4题变式
4－1.下列叙述正确的是( )
A．无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c(H＋)•c(OH－)＝1×10－14
B．某溶液中由水电离出的c(OH－)＝1×10－a mol•L－1，若a>7时，则该溶液的pH一定为14－a
C．0.2 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol•L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍
D．任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱
5．某温度下，向pH＝6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH为2。下列对该溶液的叙述中，不正确的是( )
A．该温度高于25 ℃
B．由水电离出来的H＋的浓度是1.0×10－10 mol•L－1
C．加入NaHSO4晶体抑制了水的电离
D．该温度下加入等体积pH＝12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性
5题变式
5－1.下列叙述正确的是( )
A．95 ℃纯水的pH<7，说明加热可导致水呈酸性
B．pH＝3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH＝4
C．0.2 mol•L－1 的盐酸，与等体积水混合后pH＝1
D．pH＝3的醋酸溶液，与pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝7
6．下列叙述中，错误的是( )
A．虽然固体氯化钠不能导电，但氯化钠是电解质
B．纯水的pH随温度的升高而减小
C．在醋酸钠溶液中加入少量氢氧化钠，溶液中c(OH－)增大
D．在纯水中加入少量硫酸铵，可抑制水的电离
6题变式
6－1.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－ ΔH>0，下列叙述正确的是( )
A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．将水加热，KW增大，pH不变
二、双项选择题
7．(2011•上海高考)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液，关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )
A．b不可能显碱性
B．a可能显酸性或碱性
C．a不可能显酸性
D．b可能显碱性或酸性
7题变式
7－1.常温下有体积相同的四种溶液：①pH＝3的CH3COOH溶液；②pH＝3的HCl溶液；③pH＝11的氨水；④pH＝11的NaOH溶液。下列说法正确的是( )
A．①与②中c(H＋)相同
B．①与④混合，溶液中c(CH3COO－)＝c(Na＋)
C．②与③混合，所得混合溶液的pH大于7
D．③与④分别用等浓度的盐酸中和，消耗盐酸的体积相等
8．在100 ℃时，NaCl溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol•L－1。下列说法中正确的是( )
A．该NaCl溶液显酸性
B．该NaCl溶液显中性
C．该NaCl溶液中Kw＝c(H＋)•c(OH－)＝1×10－14
D．该NaCl溶液中Kw＝c(H＋)•c(OH－)＝1×10－12
8题变式
8－1.对于常温下pH为1的HNO3溶液，下列叙述正确的是( )
A．该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3
B．向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和
C．该溶液中硝酸电离出的c(H＋)与水电离出的c(H＋)的比值为10－12
D．该溶液中水电离出的c(H＋)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)的100倍
三、填空题
9．现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液，甲为0.1 mol•L-1的NaOH溶液，乙为0.1 mol•L-1的HCl溶液，丙为0.1 mol•L-1的CH3COOH溶液，试回答下列问题：?
(1)甲溶液的pH= 。?
(2)丙溶液中存在的电离平衡为 (用电离平衡方程式表示)。?
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c (OH-)的大小关系为
。?
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00 mL乙溶液和20.00 mL丙溶液，得到如下图所示两条滴定曲线，请完成有关问题：?
甲溶液滴定丙溶液的曲线是 (填“图1”或“图2”)；
??a?= 。?
10．用中和滴定法测定某烧碱样品的纯度，试根据实验回答下列问题：
(1)准确称量8.2 g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500 mL待测溶液。称量时，样品可放在________(填编号字母)称量。
A．小烧杯中 B．洁净纸片上 C．托盘上
(2)滴定时，用0.200 0 mol•L－1的盐酸来滴定待测溶液，不可选用________(填编号字母)作指示剂。
A．甲基橙 B．石蕊 C．酚酞 D．甲基红
(3)滴定过程中，眼睛应注视________；在铁架台上垫一张白纸，其目的是________________。
(4)根据下表数据，计算被测烧碱溶液的物质的量浓度是________mol•L－1，烧碱样品的纯度是________。
滴定次数 待测溶液体积/mL 标准酸体积
滴定前的刻度/mL 滴定后的刻度/mL
第一次 10.00 0.40 20.50
第二次 10.00 4.10 24.00
(5)下列实验操作会对滴定结果产生什么影响？(填“偏高”、“偏低”、“无影响”)
①观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果________。
②若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00 mL待测液，则滴定结果________。
11．中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 ℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；若pH<7，试纸变红色；若pH>7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H＋的浓度来测定溶液的pH。已知100 ℃时，水的离子积常数KW＝1×10－12。
(1)已知水中存在如下平衡：H2O＋H2O H3O＋＋OH－ ΔH>0，现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是________(填字母)。
A．向水中加入NaHSO4
B．向水中加入Cu(NO3)2
C．加热水至100 ℃
D．在水中加入(NH4)2SO4
(2)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显________色，呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)；若用pH计测定，则pH________7(填“>”、“＝”或“<”)，溶液呈________性(填“酸”、“碱”或“中”)。
(3)常温下，现用预先用水润湿的pH试纸测得某氨基酸溶液的pH等于8，则原溶液的pH________8(填“>”、“＝”或“<”)。
12．实验室中可用盐酸滴定的方法测定Na2CO3或NaHCO3的含量。测定Na2CO3时，若用酚酞作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由红色变为无色时Na2CO3完全转化为NaHCO3；测定NaHCO3时，若用甲基橙作指示剂，逐滴加入盐酸至溶液由黄色变为橙色时NaHCO3完全转化为CO2逸出。(化学式量：Na2CO3—106，NaHCO3—84)
(1)分别写出上述转化反应的离子方程式_________。
(2)某天然碱的化学式为xNa2CO3•NaHCO3•2H2O，为了测定其组成，取0.332 0 g样品于锥形瓶中，加适量蒸馏水使之溶解，加入几滴酚酞，用0.100 0 mol•L－1的盐酸滴定至溶液由红色变为无色，消耗盐酸20.00 mL；再向已变为无色的溶液中加入几滴甲基橙，继续用该盐酸滴定至溶液由黄色变为橙色，又消耗盐酸30.00 mL。
①实验时用到的玻璃仪器有烧杯、胶头滴管、锥形瓶、______。
②该天然碱化学式中x＝________。
(3)某学习小组在实验室中制备Na2CO3，假设产品中含有少量NaCl、NaHCO3杂质，设计实验方案进行检验，完成下表。限选试剂：0.100 0 mol•L－1盐酸、稀硝酸、AgNO3溶液、酚酞、甲基橙、蒸馏水。
实验步骤 结果分析
步骤1：取少量样品于试管中，加入适量蒸馏水使之溶解，______ 有白色沉淀生成，说明产品中含有NaCl
步骤2：另取少量样品于锥形瓶中，加入适量蒸馏水使之溶解，加入几滴酚酞，用0.100 0 mol•L－1盐酸滴定至溶液由红色变为无色，记录消耗盐酸的体积V1。________________________，记录消耗盐酸的体积V2 ________________，说明产品中含有NaHCO3
参考答案
一、单项选择题
1．解析：35 ℃时水的离子积大于25 ℃时水的离子积，说明?35 ℃时水中的c (H+)、c (OH-)大于25 ℃时水中的c (H+)、c (OH-)，但c (H+)仍等于c (OH-)，亦说明升高温度，水的电离程度增大，即水的电离是吸热过程，故选D项。
答案：D
1题变式
1－1.解析：A项，0.05 mol•L－1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.10 mol•L－1，pH＝1；B项，c(OH－)＝1.0×10－3 mol•L－1，则c(H＋)＝1.0×10－121.0×10－3＝1.0×10－9 mol•L－1，pH＝－lg 1.0×10－9＝9；C项，pH＝6时， c(H＋)＝c(OH－)，显中性；D项，pH＝3的H2SO4溶液中n(H＋)＝0.001×0.05 mol＝5×10－5 mol，V(NaOH)＝5×10－50.1＝5×10－4L＝0.5 mL。
答案：A
2．解析：本题考查了pH的综合计算和从图表中获取关键信息的能力。Ba(OH)2溶液的pH＝8，即a＝8，再根据a＋b＝12，则b＝4，该温度下KW＝10－12；当恰好完全中和时，溶液的pH＝6，即加盐酸的体积为22.00 mL时，恰好完全中和，根据c(H＋)×22.00 mL＝c(OH－)×22.00 mL，又c(OH－)＝10－4 mol•L－1 ，则盐酸c(H＋)＝10－4 mol•L－1 ，pH＝4，即c＝4。
答案：B
3．解析：溶液呈中性，则c(H＋)＝c(OH－)，A项正确；如果升高温度，水的KW增大，pH＝7的溶液则会显碱性，故B项不正确；C项中溶液可显酸性或碱性；D项中生成的正盐如果能够水解，溶液有可能不呈中性。
答案：A
4．解析：A项中温度不确定，所以pH＝6的溶液不一定呈酸性；B项中碱性溶液在稀释时c(OH－)下降、c(H＋)上升；C项，反应后溶液中有较多的CH3COOH剩余，此时溶液应呈酸性；D项可认为是K2CO3与HCl恰好反应生成KHCO3和KCl，溶液呈碱性，故C正确。
答案：C
4题变式
4－1.解析：B项，若a>7，则抑制水的电离可能为酸，也可能为碱。所以溶液的pH值可能为a或14－a；C项CH3COOH为弱酸，不正确；D项pH只用于c(H＋)较小的溶液。
答案：A
5．解析：某温度下蒸馏水的pH＝6，所以Kw＝1.0×10－12( mol•L－1 )，25 ℃时的Kw＝1.0×10－14( mol•L－1 )，所以温度高于25 ℃，A正确；c(H＋)水＝c(OH－)水＝KacNaHSO4H＋＝1.0×10－121.0×10－2＝1.0×10－10 mol•L－1 ，故B正确；NaHSO4能完全电离出氢离子，相当于一元强酸，抑制水的电离，C正确；注意Kw变为1.0×10－12( mol•L－1 )了，所以应加入等体积pH＝10的NaOH溶液，可使该溶液恰好呈中性，所以D错。
答案：D
5题变式
5－1.解析：水的电离与温度有关，温度越高，电离度越大，但c(H＋)＝c(OH－)，水仍呈中性，A错；我们知道pH每升高一个单位，对于强酸需要稀释10倍，而对于弱酸稀释的倍数超过了10倍，B中由于醋酸为弱酸，稀释至原来的10倍后，pH<4，B错；在D中，当酸与碱的pH之和等于14时，等体积混合后，谁弱显谁性，即pH<7，D错。
答案：C
6．解析：固体NaCl不导电，但熔融的NaCl或NaCl的水溶液都能导电，A正确；水的电离为吸热过程，随着温度的升高，纯水电离出的c(H＋)增大，pH减小，B正确；在CH3COONa溶液中加入少量NaOH可使溶液中c(OH－)增大，C正确；选项D，纯水中加入少量(NH4)2SO4，NH＋4与水电离出的OH－结合从而促进水的电离，故选项D错误。
答案：D
6题变式
6－1.解析：水的电离过程是吸热的，加热会促进水的电离，使c(H＋)增大，pH减小，D错；向水中加入酸或碱均抑制水的电离，加CH3COONa等能水解的盐会促进水的电离，所以B正确，A、C错误。
答案：B
二、双项选择题
7．解析：pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液，其浓度分别是大于10－3 mol•L－1和等于10－3 mol•L－1，由于pH为3的某酸溶液，其强弱未知。因此与pH为11的氨水反应时，酸或碱都有可能过量；而与pH为11的氢氧化钠溶液反应时酸可能过量或二者恰好反应。
答案：AB
7题变式
7－1.解析：pH＝－lgc(H＋)，①、②溶液的pH相等，溶液中的c(H＋)相等，A项正确；B项应为c(Na＋)<c(CH3COO－)，B项错误；等体积的②、③溶液的pH之和为14，但氨水为弱碱，混合后溶液显碱性，C项正确；③、④溶液的pH相同，氨水为弱碱，故NH3•H2O消耗的盐酸更多，D项错误。
答案：AC
8．解析：在NaCl溶液中存在H2O H＋＋OH－，且Na＋、Cl－对水的电离没有影响，c(H＋)＝1×10－6 mol•L－1时，c(OH－)＝1×10－6 mol•L－1，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，Kw＝c(H＋)•c(OH－)＝1×10－12。
答案：BD
8题变式
8－1.解析：B项，pH(强酸)＋pH(强碱)＝14，等体积混合时完全中和，正确；pH为1的硝酸中水电离出的c(H＋)为10－13 mol•L－1 ，C项中两者之比为＝1012，不正确；pH为3的硝酸中水电离出的c(H＋)为10－11 mol•L－1 ，10－1310－11＝10－2，D项错。
答案：AB
三、非选择题
9．解析： (1) c (OH-)=0.1 mol•L-1， c (H+)=1×10-13 mol•L-1， pH=-lg(1×10-13)=13。
(2)CH3COOH的电离平衡为CH3COOH CH3COO-+H+。
(3)溶液中酸碱电离出的c (H+)或c (OH-)越大，溶液中的由水电离出的c (H+)或c (OH-)?越小，甲中c (OH-)和乙中c (H+)相等，大于丙中c (H+)，则溶液中由水电离出的c (OH-)有：丙＞甲=乙。
(4)CH3COOH为弱酸，与NaOH反应生成的CH3COONa水解呈碱性，在达到pH=7时所需NaOH的体积小于HCl的，甲溶液滴定丙溶液的曲线是图2， a=20.00。
答案：(1)13 (2)CH3COOH CH3COO-+H+，H2O OH-+H+ (3)丙＞甲=乙 (4)图2 20.00
10．解析：(1)称量氢氧化钠等易潮解、腐蚀性强的试剂时，样品应放在小烧杯中；(2)酸碱中和滴定时，一般应选甲基橙、酚酞、甲基红等颜色变化较明显的指示剂，石蕊在酸或碱溶液中颜色变化不明显，易造成误差；(4)根据c待测＝c标•V标V体积分别求第一、二次的值，再求平均值，解得c(NaOH)＝0.400 0 mol•L－1，则烧碱样品的纯度为：0.40×500×10－3×408.2×100%＝97.56%；(5)①中V标偏大，故浓度偏高；②中V标偏大，c待测也偏高。
答案：(1)A (2)B (3)锥形瓶内溶液颜色的变化 便于观察锥形瓶内液体颜色的变化，减小滴定误差 (4)0.400 0 97.56% (5)①偏高 ②偏高
11．解析：(1)题中要求使水的电离平衡向右移动，即促进水的电离，常采用加热法或加入可水解的盐，现同时要求溶液呈酸性，因此只能加入强酸弱碱盐，即Cu(NO3)2或(NH4)2SO4符合题意，A项中虽是酸性，但平衡向左移动，C项中平衡虽向右移动，但溶液仍呈中性；(2)100 ℃时水的pH＝6，但溶液仍呈中性，因此pH试纸的颜色仍为淡黄色；(3)pH＝8证明氨基酸溶液呈碱性，预先用水润湿的pH试纸相当于对待测液进行了稀释。
答案：(1)BD (2)淡黄 中 < 中 (3)>
12．解析：(2)n(Na2CO3)＝0.100 0 mol•L－1×20.00×10－3L＝2.00×10－3 mol，n(NaHCO3)＝0.100 0 mol•L－1×(30.00－20.00)×10－3L＝1.00×10－3 mol，所以x＝nNa2CO3nNaHCO3＝2.00×10－31.00×10－3＝2；(3)检验Na2CO3中含有NaCl，应先加足量的HNO3，排除CO2－3干扰，再滴加AgNO3溶液，有白色沉淀生成。检验Na2CO3中含有NaHCO3，应先用酚酞作指示剂，用盐酸滴定，溶液由红色变为无色，然后用甲基橙作指示剂，用盐酸滴定，溶液由黄色变为橙色，根据V1和V2的关系，可以确定混合物的组成。若V1＝V2，则只有Na2CO3，若V1<V2，则为Na2CO3和NaHCO3的混合物。
答案：(1)CO2－3＋H＋===HCO－3 HCO－3＋H＋===CO2↑＋H2O(2)①酸式滴定管 ②2
(3)
实验步骤 结果分析
步骤1：滴加足量稀硝酸酸化，再滴加几滴AgNO3溶液
步骤2：再向已变为无色的溶液中滴加几滴甲基橙，继续用该盐酸滴定至溶液由黄色变为橙色 V2>V1