第2讲 水的电离 溶液的pH
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．（双选）已知液氨的性质与水相似。T ℃时，NH3＋的平衡浓度为。下列说法中正确的是( )
A．在此温度下液氨的离子积常数为1×10-30
B．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2
C．恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积常数减小
D．降温，可使液氨的电离平衡逆向移动，且
答案：AB
解析：由电离方程式可知与的平衡浓度相等，都为1×10-15 mol·L-1，根据水的离子积常数可得液氨的离子积常数K＝＝1×10-30，A正确；由钠与水反应可推知，2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，B正确；离子积常数的大小只与温度有关，C错误；因为电离是吸热过程，所以降温可使平衡NH3＋逆向移动＝且都减小，D错误。
2．下列实验中所选用的仪器或操作合理的是( )
A．用紫色石蕊试液测定NaOH溶液的物质的量浓度
B．用湿润的pH试纸测定某H2SO4溶液的pH
C．用酸式滴定管量取25.00 mL高锰酸钾溶液
D．中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
答案：C
解析：滴定管的准确度为0.01 mL，且高锰酸钾可氧化橡胶，需要用酸式滴定管量取，C正确。
3．(2023·福州模拟)常温下，在指定溶液中下列各组离子可能大量共存的是( )
A．滴加KSCN溶液后显红色的溶液中： 、Cl－、K＋、
B．K2S溶液中：、K＋、Cl－、Cu2+
C．由水电离出的c(OH－)＝10-12 mol·L-1的溶液中：Al3+、H＋、Cl－、Na＋
D．＝10-12的溶液中： Cl－、Na＋、、
答案：C
解析：滴加KSCN溶液后显红色的溶液中含有Fe3+，Fe3+与 因发生双水解而不能大量共存，A错误；K2S溶液中，S2-与Cu2+反应生成CuS沉淀而不能大量共存，B错误；由水电离出的c(OH-)＝10-12 mol·L-1的溶液可能为强碱性或强酸性溶液，若为强碱性溶液，则Al3+、H＋不能大量存在，若为强酸性溶液，则可大量共存，C正确；＝10-12的溶液为强酸性溶液，H＋、因反应生成S和SO2而不能大量共存，D错误。
4．溶液pH在生产、生活中非常重要，下列有关溶液pH的说法正确的是( )
A．升高温度，0.1 mol·L-1 的NaOH溶液的pH减小，碱性减弱
B．相同pH的CH3COOH和NH4Cl溶液的导电能力相同
C．25 ℃时，pH＝3的HCl与pH＝11的BOH溶液等体积混合，所得溶液的pH可能小于7
D．25 ℃时，某酸溶液中的c(H＋)为该溶液中由水电离出c(H＋)的106倍，则该溶液的pH等于4
答案：D
解析：酸溶液中，氢氧根离子是由水电离出来的，水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)，则溶液中的c(H＋)＝×106，故c(H＋)＝10-4 mol·L-1，所以溶液的pH为4，D正确。
B级(练能力 过素养)
5．(2023·潍坊模拟)298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1的氨水的电离度为1.32%。下列有关叙述正确的是( )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应盐酸的体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中
D．N点处的溶液中pH＜12
答案：D
解析：当恰好完全中和时，生成NH4Cl，而NH4Cl溶液呈酸性，故应选甲基橙作指示剂，A错误；当V(盐酸)＝20.0 mL时，恰好完全反应，溶液呈酸性，B错误；M点时由电荷守恒知＝c(Cl－)＋c(OH－)，此时c(H＋)＝＝c(Cl－)，但＝c(OH－)，C错误；该温度下，0.10 mol·L-1的氨水的电离度为1.32%，则c(OH－)＝0.10 mol·L-1×1.32%＝1.32×10-3 mol·L-1＜0.01 mol·L-1，故其溶液的pH＜12，D正确。
6．（双选）常温下，向某一元酸HR溶液中滴加一元碱BOH溶液，混合溶液的lg或化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．N线表示lg随pH的变化
B．BR溶液呈碱性
C．若温度升高，两条线均向上移
D．常温下，0.1 mol·L-1的NaR溶液的pH＝10
答案：AC
解析：，则随着pH增大，lg＝lgKb－lgc(OH－)的值逐渐减小，lg＝lgKa－lgc(H＋)的值逐渐增大，所以M线表示lg随pH的变化，N线表示lg随pH的变化，A正确；当lg，根据图像可知，pH＜7，溶液呈酸性，c(H＋)＞c(OH－)，则＝Ka＞＝Kb，故BR溶液呈酸性，B错误；升高温度，酸碱的电离平衡常数都变大，则和lg都增大，C正确；对于NaR溶液：
R－＋H2O HR＋OH－
起始/(mol·L-1) 0.1 0 0
平衡/(mol·L-1) 0.1－x≈0.1 x x
由N线上的点可知Ka＝10-5，故常温下水解常数Kh＝＝10-9，则＝10-9，解得x＝10-5，c(H＋)＝10-9 mol·L-1，pH＝9，D错误。
7．利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。已知：===BaCrO4↓。
步骤1：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L-1的盐酸标准溶液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。
步骤2：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤1相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L-1的盐酸标准溶液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。
则BaCl2溶液的浓度为________mol·L-1。若步骤2中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则Ba2+浓度的测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
答案： 偏大
解析：由题意知，步骤1用于测定x mL Na2CrO4溶液中的n(Na2CrO4)，步骤2用于测定与Ba2+反应后剩余的n(Na2CrO4)，二者之差即为与Ba2+反应的n(Na2CrO4)，由离子方程式知，
H＋ ～ ～ Ba2+
1 1
(V0b－V1b)×10-3 c(BaCl2)×y×10-3
所以c(BaCl2)＝ mol·L-1。
C级(冲刺·“双一流”)
8．(2023·长春二模)25 ℃时，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液，H2A被滴定的分数、pH及微粒的分布分数δ[δ(X)＝，X表示H2A、HA－或A2-]之间的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，H2A第一步的电离平衡常数Ka1≈10-7
B．c点溶液中：c(Na＋)＝2c(HA－)＋c(A2-)
C．b点溶液中：c(Na＋)＞c(HA－)＞c(A2-)＞c(H＋)＞c(H2A)＞c(OH－)
D．a、b、c、d四点溶液中水的电离程度：c＞d＞b＞a
答案：B
解析：由图可知，a、b、c、d所在的实线为用的NaOH溶液滴定二元弱酸H2A的滴定曲线，当＜1时，H2A部分反应，溶液中的溶质为NaHA和H2A；当＝1时，反应生成NaHA，NaHA溶液显酸性；当2＞＞1时，溶液中的溶质为NaHA和Na2A；当＝2时，反应生成Na2A，Na2A溶液显碱性。25 ℃、pH＝7时，c点溶液中c(HA- )＝c(A2-)，H2A的第二步电离平衡常数Ka2＝＝c(H+)＝10-7，H2A的第一步电离平衡常数Ka1＞10-7，A错误；c点溶液中，溶质为NaHA和Na2A，且c(HA-)＝c(A2-)，由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)＝c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-)，pH＝7，则 c(H+)＝c(OH-)，故c(Na+)＝c(HA-)+2c(A2-)＝2c(HA-)+c(A2-)，B正确；b点溶液中，由图像可知c(Na+)＞c(HA-) ＞c(A2-)＞c(H2A)，b点溶液中pH＜7，c(H+)＞c(OH-)，H2 A被滴定的分数 ＞1，c(OH-)＞c(H2A)，C错误；未加氢氧化钠溶液时，H2A电离出氢离子，抑制水的电离，加入氢氧化钠溶液后，酸逐渐被中和，对水的抑制程度减弱，生成的Na2A能水解，促进水的电离，当酸碱恰好中和生成Na2A，即d点附近(pH突变)时，对水的电离的促进程度最大，故a、b、c、d四点溶液中水的电离程度：d＞c＞b＞a，D错误。
9．pH的计算与测定在实际生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：
(1)99 ℃时，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＝2。此时水的离子积Kw＝________，由水电离出的c(H＋)＝________，溶液中c(Na＋)________(填“＞”、“＝”或“＜”。
(2)下表是不同温度下水的离子积常数。
温度/ ℃ 25 t1 t2
水的离子积常数 1×10-14 Kw 1×10-12
①若25＜t1＜t2，则Kw________(填“＞”、“＜”或“＝”)1×10-14，做出此判断的理由是____________________。
②在t1 ℃时，测得纯水中的c(H＋)＝，则c(OH－)为________。该温度下，测得某H2SO4溶液中＝5×10-6 mol L-1，该溶液中c(OH-)＝________mol·L-1。
(3)某同学用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液和20.00 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液，得到如图所示滴定曲线。
①NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲线是________(填“图 1”或“图 2”)。
②其中a＝________。
答案：(1)1.0×10-12 1.0×10-10 mol·L-1 ＝
(2)①＞ 水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向电离方向移动，c(H＋)增大，c(OH－)增大，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，故Kw增大
②2.4×10-7 mol·L-1 5.76×10-9
(3)①图2 ②20.00
解析：(2)②水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同，某温度下纯水中的
c(H＋)＝2.4×10-7 mol·L-1，则此时纯水中的c(OH－)＝2.4×10-7 mol·L-1，Kw＝2.4×10-7×2.4×10-7＝5.76×10-14，该温度下，某H2SO4溶液中＝5×10-6 mol L-1，则溶液中氢离子浓度是1×10-5 mol L-1，c(OH-)＝ mol·L-1＝5.76×10-9 mol·L-1。
10．(2023·厦门模拟)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Ka1＝2.20×10-12、Ka2＝1.05×10-25，则H2O2的电离方程式为________________________。常温下，1 mol·L-1的H2O2溶液的pH约为________(保留小数点后一位，已知≈0.17)。
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-1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。
(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：
第一次 第二次 第三次 第四次
V(KMnO4溶液)/mL 17.10 18.10 18.00 17.90
试样中过氧化氢的浓度为________mol·L-1。
(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”)。
答案：(1)氧化 (2)H2O2 H＋＋、 H＋＋ 5.8
(3)当滴入最后半滴酸性高锰酸钾标准溶液时，锥形瓶内的溶液恰好由无色变为粉红色，且30秒内溶液不褪色 (4)0.180 0 (5)偏高
解析：(2)过氧化氢属于二元弱酸，分步电离，其电离方程式为H2O2 H＋＋、 H＋＋；又Ka1＝2.20×10-12，Ka2＝1.05×10-25，Ka1 Ka2，以第一步电离为主，则Ka1＝＝2.20×10-12，所以c(H+)＝×10-6 mol·L-1，即pH≈5.8。(4)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+5H2O2+6H+===2Mn2++8H2O+5O2↑，n(H2O2)＝＝2.5×0.100 0 mol L-1×0.018 L＝0.004 5 mol ，c(H2O2)＝＝0.180 0 mol·L-1。第2讲 水的电离 溶液的pH
【课时训练】
A级(练考点 过基础)
1．（双选）已知液氨的性质与水相似。T ℃时，NH3＋的平衡浓度为。下列说法中正确的是( )
A．在此温度下液氨的离子积常数为1×10-30
B．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2
C．恒温下，在液氨中加入NH4Cl，可使液氨的离子积常数减小
D．降温，可使液氨的电离平衡逆向移动，且
2．下列实验中所选用的仪器或操作合理的是( )
A．用紫色石蕊试液测定NaOH溶液的物质的量浓度
B．用湿润的pH试纸测定某H2SO4溶液的pH
C．用酸式滴定管量取25.00 mL高锰酸钾溶液
D．中和滴定实验时，用待测液润洗锥形瓶
3．(2023·福州模拟)常温下，在指定溶液中下列各组离子可能大量共存的是( )
A．滴加KSCN溶液后显红色的溶液中： 、Cl－、K＋、
B．K2S溶液中：、K＋、Cl－、Cu2+
C．由水电离出的c(OH－)＝10-12 mol·L-1的溶液中：Al3+、H＋、Cl－、Na＋
D．＝10-12的溶液中： Cl－、Na＋、、
4．溶液pH在生产、生活中非常重要，下列有关溶液pH的说法正确的是( )
A．升高温度，0.1 mol·L-1 的NaOH溶液的pH减小，碱性减弱
B．相同pH的CH3COOH和NH4Cl溶液的导电能力相同
C．25 ℃时，pH＝3的HCl与pH＝11的BOH溶液等体积混合，所得溶液的pH可能小于7
D．25 ℃时，某酸溶液中的c(H＋)为该溶液中由水电离出c(H＋)的106倍，则该溶液的pH等于4
B级(练能力 过素养)
5．(2023·潍坊模拟)298 K时，在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸，溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1的氨水的电离度为1.32%。下列有关叙述正确的是( )
A．该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B．M点对应盐酸的体积为20.0 mL
C．M点处的溶液中
D．N点处的溶液中pH＜12
6．（双选）常温下，向某一元酸HR溶液中滴加一元碱BOH溶液，混合溶液的lg或化的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A．N线表示lg随pH的变化
B．BR溶液呈碱性
C．若温度升高，两条线均向上移
D．常温下，0.1 mol·L-1的NaR溶液的pH＝10
7．利用间接酸碱滴定法可测定Ba2+的含量，实验分两步进行。已知：===BaCrO4↓。
步骤1：移取x mL一定浓度的Na2CrO4溶液于锥形瓶中，加入酸碱指示剂，用b mol·L-1的盐酸标准溶液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V0 mL。
步骤2：移取y mL BaCl2溶液于锥形瓶中，加入x mL与步骤1相同浓度的Na2CrO4溶液，待Ba2+完全沉淀后，再加入酸碱指示剂，用b mol·L-1的盐酸标准溶液滴定至终点，测得滴加盐酸的体积为V1 mL。
则BaCl2溶液的浓度为________mol·L-1。若步骤2中滴加盐酸时有少量待测液溅出，则Ba2+浓度的测量值将________(填“偏大”或“偏小”)。
C级(冲刺·“双一流”)
8．(2023·长春二模)25 ℃时，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定同浓度的H2A溶液，H2A被滴定的分数、pH及微粒的分布分数δ[δ(X)＝，X表示H2A、HA－或A2-]之间的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A．25 ℃时，H2A第一步的电离平衡常数Ka1≈10-7
B．c点溶液中：c(Na＋)＝2c(HA－)＋c(A2-)
C．b点溶液中：c(Na＋)＞c(HA－)＞c(A2-)＞c(H＋)＞c(H2A)＞c(OH－)
D．a、b、c、d四点溶液中水的电离程度：c＞d＞b＞a
9．pH的计算与测定在实际生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：
(1)99 ℃时，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＝2。此时水的离子积Kw＝________，由水电离出的c(H＋)＝________，溶液中c(Na＋)________(填“＞”、“＝”或“＜”。
(2)下表是不同温度下水的离子积常数。
温度/ ℃ 25 t1 t2
水的离子积常数 1×10-14 Kw 1×10-12
①若25＜t1＜t2，则Kw________(填“＞”、“＜”或“＝”)1×10-14，做出此判断的理由是____________________。
②在t1 ℃时，测得纯水中的c(H＋)＝，则c(OH－)为________。该温度下，测得某H2SO4溶液中＝5×10-6 mol L-1，该溶液中c(OH-)＝________mol·L-1。
(3)某同学用0.1 mol·L-1的NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.1 mol·L-1 HCl溶液和20.00 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液，得到如图所示滴定曲线。
①NaOH溶液滴定CH3COOH溶液的曲线是________(填“图 1”或“图 2”)。
②其中a＝________。
10．(2023·厦门模拟)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Ka1＝2.20×10-12、Ka2＝1.05×10-25，则H2O2的电离方程式为________________________。常温下，1 mol·L-1的H2O2溶液的pH约为________(保留小数点后一位，已知≈0.17)。
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-1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。
(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：
第一次 第二次 第三次 第四次
V(KMnO4溶液)/mL 17.10 18.10 18.00 17.90
试样中过氧化氢的浓度为________mol·L-1。
(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”)。
