Page8水的電離和溶液的酸堿性一、選擇題1、室溫時，將xmLpH＝a的稀NaOH溶液與ymLpH＝b的稀鹽酸充分反應。下列關于反應后溶液pH的推斷正確的是()A．若x＝y(tǒng)，且a＋b＝14，則pH＞7B．若10x＝y(tǒng)，且a＋b＝13，則pH＝7C．若ax＝by，且a＋b＝13，則pH＝7D．若x＝10y，且a＋b＝14，則pH＞7解析：選D由題意知：n(NaOH)＝x·10a－14·10－3mol，n(HCl)＝y(tǒng)·10－b·10－3mol，所以n(NaOH)∶n(HCl)＝eq\f(x·10a－14·10－3,y·10－b·10－3)＝eq\f(x,y)×10(a＋b－14)。若x＝y(tǒng)，且a＋b＝14，則n(NaOH)＝n(HCl)，pH＝7；若10x＝y(tǒng)，且a＋b＝13，則n(NaOH)<n(HCl)，pH<7；若ax＝by，且a＋b＝13，則n(NaOH)與n(HCl)大小不確定，pH亦不確定；若x＝10y，且a＋b＝14，則n(NaOH)＞n(HCl)，pH＞7，D正確。2、298K時,在20.0mL0.10mol·L-1氨水中滴入0.10mol·L-1的鹽酸,溶液的pH與所加鹽酸的體積關系如圖所示。已知0.10mol·L-1氨水的電離度為1.32%,下列有關敘述正確的是()。A.該滴定過程應當選擇酚酞作為指示劑B.M點對應的鹽酸體積為20.0mLC.M點處的溶液中c(N)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)D.N點處的溶液中pH<12【解析】鹽酸滴定氨水的試驗中,為了精確確定滴定終點,應選甲基橙作指示劑,A項錯誤;M點對應的鹽酸體積若為20.0mL,則所得溶液pH<7,為使溶液pH=7,鹽酸的體積要略小于20.00mL,B項錯誤;M點溶液pH=7,則溶液中c(H+)=c(OH-)<c(N)=c(Cl-),C項錯誤;由0.10mol·L-1的氨水的電離度為1.32%可知,溶液中c(OH-)=0.10mol·L-1×1.32%=1.32×10-3mol·L-1,c(H+)=mol·L-1=7.58×10-12mol·L-1,即溶液的pH<12,D項正確?！敬鸢浮緿3、在25℃時,某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)為1×10-13mol·L-1,下列有關該溶液的敘述,正確的是()。A.該溶液可能呈酸性B.該溶液肯定呈堿性C.該溶液的pH肯定是1D.該溶液的pH不行能為13【解析】在25℃時,某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)為1×10-13mol·L-1<1×10-7mol·L-1,說明溶液中的溶質(zhì)抑制了水的電離,溶質(zhì)為酸或堿,溶液可能呈酸性或堿性,A項正確,B項錯誤;假如該溶液呈酸性,則溶液的pH=1,假如該溶液呈堿性,則溶液的pH=13,C、D兩項均錯誤?！敬鸢浮緼4、已知溫度為T時水的離子積常數(shù)為Kw,該溫度下,將濃度為amol·L-1的一元酸HA與bmol·L-1的一元堿BOH等體積混合?？膳卸ㄔ撊芤撼手行缘囊罁?jù)是()。A.a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)=Kwmol·LD.混合溶液中,c(H+)+c(B-)=c(OH-)+c(A-)【解析】A項,因酸堿的強弱未知,a=b只能說明酸與堿恰好完全反應,但若為強酸弱堿鹽或強堿弱酸鹽,則溶液不呈中性,錯誤;B項,因溫度未知,則pH=7時溶液不肯定為中性,錯誤;C項,混合溶液中,c(H+)=Kwmol·L-1,依據(jù)c(H+)·c(OH-)=Kw可知,溶液中c(H+)=c(OH-)=Kwmol·L-1,溶液呈中性,正確;D項,任何溶液都存在電荷守恒,c(H+)+c(B-)=c(OH-)+c(A-),但不能由此確定溶液的酸堿性【答案】C5、用已知濃度的NaOH溶液測定某H2SO4溶液的濃度,下表中試驗選用的試劑及裝置均正確的是()。選項錐形瓶中溶液滴定管中溶液選用指示劑選用滴定管A堿酸石蕊乙B酸堿酚酞甲C堿酸甲基橙乙D酸堿酚酞乙【解析】解答本題的關鍵:①明確酸式、堿式滴定管在運用時的留意事項;②指示劑的變色范圍。酸式滴定管不能盛放堿液,堿式滴定管不能盛放酸液,指示劑應選擇顏色變更明顯的酚酞或甲基橙,不能選用石蕊?！敬鸢浮緿6、下列說法不正確的是()。A.常溫下,在0.1mol·L-1的H2SO4溶液中,由水電離出的c(H+)<KB.濃度為0.1mol·L-1的NaHCO3溶液:c(H2CO3)>c(C)C.25℃時,AgCl固體在等物質(zhì)的量濃度的NaCl、MgCl2溶液中的溶度積相同D.向冰醋酸中逐滴加水,溶液的導電性、醋酸的電離程度、溶液的pH均先增大后減小【解析】在0.1mol·L-1的H2SO4溶液中,由水電離出的c(H+)為5.0×10-14mol·L-1<Kw,A項正確;濃度為0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中,HCO3-的水解程度大于電離程度,c(H2CO3)>c(C),B項正確;溫度不變,AgCl固體的溶度積不變,C項正確;向冰醋酸中逐滴加水,【答案】D7、常溫下,向20mL0.1mol·L-1氨水中滴加鹽酸,溶液中由水電離的氫離子濃度隨加入鹽酸體積的變更如圖所示。則下列說法正確的是()。A.b、d兩點為恰好完全反應點B.c點溶液中c(N)=c(Cl-)C.a、b之間的隨意一點:c(Cl-)>c(N),c(H+)>c(OH-)D.常溫下,0.1mol·L-1氨水的電離常數(shù)Ka約為1×10-5【解析】假如氨水和鹽酸恰好完全反應生成氯化銨,氯化銨為強酸弱堿鹽,其溶液呈酸性,此時水的電離程度最大,為圖中c點,故A項錯誤;依據(jù)圖像可知,c點c(H+)>10-7mol·L-1,溶液呈酸性,結(jié)合電荷守恒得c(N)<c(Cl-),故B項錯誤;a、b之間的隨意一點,溶液都呈堿性,即c(H+)<c(OH-),結(jié)合電荷守恒定律得c(Cl-)<c(N),故C項錯誤;常溫下,0.1mol·L-1的氨水中c(H+)=10-11mol·L-1,則c(OH-)=0.001mol·L-1,Ka≈10-3×10-3【答案】D8、用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知濃度的CH3COOH溶液,恰好完全反應時,下列敘述中正確的是()A.溶液呈中性,可選用甲基橙或酚酞作指示劑B.溶液呈中性,只能選用石蕊作指示劑C.溶液呈酸性,可選用甲基橙或酚酞指示劑D.溶液呈堿性,可選用酚酞作指示劑答案DNaOH溶液和CH3COOH溶液恰好完全反應時生成CH3COONa,CH3COO-水解使溶液顯堿性,選用酚酞作指示劑,因此答案為D。二、非選擇題（一）CO2的轉(zhuǎn)換在生產(chǎn)、生活中具有重要的應用。請回答下列問題:(1)CO2的低碳轉(zhuǎn)型對抵擋氣候變更具有重要意義,海洋是地球上碳元素最大的“汲取池”。①溶于海水的CO2主要以四種無機碳形式存在,除CO2、H2CO3兩種分子外,還有兩種離子的化學式為、。

②在海洋碳循環(huán)中,可通過圖1所示的途徑固碳。寫出鈣化作用的離子方程式:。

(2)將CO2與金屬鈉組合設計成Na-CO2電池,很簡單實現(xiàn)可逆的充、放電反應,該電池反應為4Na+3CO22Na2CO3+C。放電時,在正極得電子的物質(zhì)為;充電時,陽極的電極反應式為。

(3)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230℃并有催化劑的條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸氣和水蒸氣。圖2表示恒壓容器中0.5molCO2和1.5molH2轉(zhuǎn)化率達80%時的能量變更示意圖。下列能推斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的是(填字母)。

A.容器中壓強不變B.H2的體積分數(shù)不變C.c(H2)=3c(CH3OH) D.容器中密度不變E.2個CO鍵斷裂的同時有6個H—H鍵斷裂(4)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,發(fā)生反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如表三組數(shù)據(jù):試驗組溫度/℃起始量/mol平衡量/mol達到平衡所需時間/minCOH2OH2CO1650421.62.462900210.41.633900abcdt①試驗2條件下平衡常數(shù)K=。

②試驗3中,若平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,則的值(填詳細值或取值范圍)。

③試驗4,若900℃時,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均為1mol,則此時v(正)(填“<”“>”或“=”)v(逆)。

(5)已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)2CO2(g)+4H2O(g) ΔH1=-1275.6kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2=-566.0kJ·mol-1③H2O(g)H2O(l)ΔH3=-44.0kJ·mol-1寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:。

【解析】(1)①溶于海水的CO2主要以四種無機碳形式存在,除CO2、H2CO3兩種分子外,還有兩種離子,分別為C和HCO3②依據(jù)圖1的轉(zhuǎn)化方式分析,HCO3-通過鈣化作用生成CaCO3,可知Ca2+與HCO3-在此反應中生成CaCO3,則反應的離子方程式為Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO(2)電池反應為4Na+3CO22Na2CO3+C,原電池中正極物質(zhì)得電子,發(fā)生還原反應,則放電時,在正極得電子的物質(zhì)為CO2,充電時為電解池,陽極物質(zhì)失去電子,發(fā)生氧化反應,依據(jù)總反應式,應為C失去電子,變成CO2,則充電時,陽極的電極反應式為C-4e-+2C3CO2↑。(3)CO2和H2在230℃并有催化劑的條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸氣和水蒸氣,反應的化學方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),反應為氣體分子數(shù)削減的反應,增大壓強有利于反應正向進行,依據(jù)能量變更圖,反應物的總能量高于生成物的總能量,則反應為放熱反應,降低溫度有利于反應正向進行。反應在恒壓裝置中進行,整個反應過程中體系壓強始終不變,不能依據(jù)壓強推斷化學反應是否達到平衡,A項不符合題意;隨著反應的進行,各組分的體積分數(shù)會變更,當H2的體積分數(shù)不變時,可以推斷化學反應是否達到平衡,B項符合題意;平衡時,不肯定具有關系c(H2)=3c(CH3OH),需依據(jù)詳細的反應的初始的量來推斷,不能推斷化學反應是否達到平衡,C項不符合題意;容器中混合氣體的密度ρ=mV,反應前后,依據(jù)質(zhì)量守恒定律,m不變,反應為恒壓裝置,隨著反應的進行,氣體總體積會發(fā)生變更,當氣體總體積不變,也就是密度不變時,可以推斷化學反應是否達到平衡,D項符合題意;2個CO鍵斷裂的同時有6個H—H鍵斷裂表明反應物CO2和H2均在參與反應,反應向正反應方向進行,不肯定是化學反應已經(jīng)達到平衡,不能推斷化學反應是否達到平衡,E項不符合題意。(4)①反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)的化學平衡常數(shù)K=c(H2)·c(CO2)c(H2O)·c(CO),依據(jù)試驗2的數(shù)據(jù),平衡時,c(CO)=1.6mol2②試驗3中,若平衡時,CO的轉(zhuǎn)化率大于水蒸氣,CO和水蒸氣是按1∶1反應進行的,增大其中一種反應物的量可以增大另一種反應物的平衡轉(zhuǎn)化率,所以可推斷是增大了水蒸氣的量,則<1。③溫度不變,故平衡常數(shù)不變,由濃度商Qc=0.5mol·L-1×0.5mol·(5)依據(jù)蓋斯定律,該反應可由+③×2得到,該反應的焓變ΔH=ΔH1-ΔH2【答案】(1)①HCO3-②Ca2++2HCO3-CaCO3↓+CO2↑+H2(2)CO2C-4e-+2C3CO2↑(3)BD(4)①16②<1(5)CH3OH(l)+O2(g)CO(g)+2H2O(l) ΔH=-442.8kJ·mol-1（二）酸堿中和滴定是利用中和反應，用已知濃度的酸(或堿)來測定未知濃度的堿(或酸)的試驗方法，其中溶液的pH變更是推斷滴定終點的依據(jù)。(1)為了精確繪制圖，在滴定起先時和____________，滴液速度可以稍快一點，測試和記錄pH的間隔可大些；當接近__________時，滴液速度應當慢一些，盡量每滴一滴就測試一次。(2)如圖所示A的pH范圍運用的指示劑是________；C的pH范圍運用的指示劑是_______；B點是_______；D區(qū)域為________。(3)用0.1032mol·L－1的鹽酸溶液滴定未知濃度的氫氧化鈉溶液，重復三次的試驗數(shù)據(jù)如表所示。試驗序號消耗0.1032mol·L－1的鹽酸溶液的體積/mL待測氫氧化鈉溶液的體積/mL128.8425.00227.8325.00327.8525.00則待測氫氧化鈉的物質(zhì)的量濃度是________mol·L－1。在上述滴定過程中，若滴定前滴定管下端尖嘴中有氣泡，滴定后氣泡消逝，則測定結(jié)果將______(填“偏高”、“偏低”或“不影響”)。(4)下列關于上述中和滴定過程中的操作正確的是________(填序號)。A．用堿式滴定管量取未知濃度的燒堿溶液B．滴定管和錐形瓶都必需用待盛放液潤洗C．滴定中始終凝視錐形瓶中溶液顏色變更D．錐形瓶中的待測液可用量筒量取解析：(1)由曲線知，起先階段和最終階段，滴入溶液的體積對pH影響比較小，滴入速度可以快一點，而中間階段即在滴定終點左右對pH影響大，此時不能滴入過快，應逐滴滴入。(2)A區(qū)域為堿性范圍，故用酚酞；C區(qū)域為酸性范圍，故用甲基橙。B點的pH