高考化学专题十一 水的电离和溶液的酸碱性.docx
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高考化学专题十一水的电离和溶液的酸碱性
专题十一 水的电离和溶液的酸碱性
挖命题
【考情探究】
考点
内容解读
5年考情
预测热度
考题示例
难度
关联考点
水的电离平衡
1.了解水的电离
2.了解离子积常数
2014课标Ⅱ,11,6分
中
离子浓度大小比较
★★☆
溶液的酸碱性
中和滴定的
迁移应用
1.了解溶液pH的含义
2.了解溶液pH的测定方法,能进行pH的简单计算
2016课标Ⅰ,12,6分
难
盐类水解
★★☆
分析解读 本专题内容为高考常考内容之一。
备考时要重点关注外界条件对水的电离程度的影响,溶液显酸性、碱性的本质,水的离子积常数的应用,溶液pH的计算等内容,本专题常将上述考点与酸碱中和滴定曲线相结合,运用数学工具(图表)进行知识与能力的综合考查。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一 水的电离平衡
1.(2017山东省实验中学一诊,14)下列叙述正确的是( )
A.常温下,AgCl在同物质的量浓度的AgNO3和NaCl溶液中的溶解度比较,前者大
B.常温下,pH=3的醋酸溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后形成溶液a,等物质的量浓度的盐酸与NaOH溶液等体积混合后形成溶液b,水的电离程度:
a>b
C.若将适量CO2通入0.1mol·L-1Na2CO3溶液中至溶液恰好呈中性,则溶液中(不考虑溶液体积变化):
2c(C)+c(HC)=0.1mol·L-1
D.常温下,已知醋酸的电离平衡常数为Ka,醋酸根离子的水解平衡常数为Kh,水的离子积为KW,则有Ka·Kh=KW
答案 D
2.(2018山东师大附中三模,11)某温度下,向c(H+)=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液中c(H+)=1×10-3mol·L-1。
下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于25℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-11mol·L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)增大
答案 B
考点二 溶液的酸碱性 中和滴定的迁移应用
1.(2017山东师大附中三模,13)常温下,下列叙述正确的是( )
A.pH=a的氨水,稀释至原溶液体积的10倍后,其pH=b,则a=b+1
B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl溶液至恰好无色,则此时溶液的pH<7
C.向10mL0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中,将减小
D.向10mLpH=11的氨水中加入10mLpH=3的H2SO4溶液,所得混合液的pH=7
答案 C
2.(2018山东师大附中第十一次模拟,13)化学上常用AG表示溶液的酸碱度,AG=lg。
25℃,用0.100mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.100mol·L-1HNO2溶液,AG与所加NaOH溶液的体积关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.D点溶液中的pH=11.25
B.B点溶液中存在c(H+)-c(OH-)=c(N)-c(HNO2)
C.C点时,加入NaOH溶液的体积为20.00mL
D.25℃时,HNO2的电离平衡常数Ka=1.0×10-5.5
答案 A
3.(2018山东济南一模,26)H2O2是医药、卫生行业上广泛使用的消毒剂。
某课外小组采用滴定法测定某医用消毒剂中H2O2的浓度。
实验步骤如下:
①标准液的配制和标定:
称取一定量KMnO4固体溶于水,避光放置6~10天,过滤并取滤液于滴定管中待用,称取mgNa2C2O4固体于锥形瓶中,加水溶解,再加H2SO4酸化,滴定至终点,消耗KMnO4溶液的体积为V1mL,滴定过程中发生的一个反应为5H2C2O4+2Mn+6H+
2Mn2++10CO2↑+8H2O。
②H2O2浓度的测定:
取待测样品25mL稀释至500mL,再移取10.00mL于锥形瓶中,加H2SO4酸化,用上述KMnO4标准液滴定至终点,消耗溶液的体积为V2mL。
回答下列问题:
(1)②中移取10.00mL待测液所用主要仪器名称为 。
(2)配制KMnO4标准液时需要久置并过滤掉变质生成的MnO2,该过滤操作需用 。
a.普通漏斗和滤纸
b.布氏漏斗和滤纸
c.不需滤纸的微孔玻璃漏斗
(3)标定KMnO4标准液时需要控制温度为75~85℃,温度过低反应较慢,温度过高可能会因 而导致KMnO4标准液的标定浓度偏高,在恒定温度下进行滴定操作时,开始时反应速率较慢,随后加快,导致速率加快的原因是 。
(4)KMnO4标准液滴定H2O2的离子方程式为 ;当滴定到 时,可以认为已达到滴定终点。
(5)该医用消毒剂中H2O2的物质的量浓度为 mol·L-1。
(6)②中若用盐酸代替H2SO4,测定结果将 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
答案
(1)酸式滴定管(或移液管)
(2)c (3)草酸分解 生成的Mn2+对反应具有催化作用
(4)2Mn+5H2O2+6H+
2Mn2++5O2↑+8H2O
滴入一滴KMnO4溶液后,锥形瓶中液体由无色变为浅红色且半分钟内不恢复原色
(5) (6)偏高
过专题
【五年高考】
A组 山东省卷、课标卷题组
考点一 水的电离平衡
1.(2014课标Ⅱ,11,6分)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:
c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2)
D.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na+):
①>②>③
答案 D
考点二 溶液的酸碱性 中和滴定的迁移应用
2.(2018课标Ⅲ,26,14分)硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248g·mol-1)可用作定影剂、还原剂。
回答下列问题:
(1)已知:
Ksp(BaSO4)=1.1×10-10,Ksp(BaS2O3)=4.1×10-5。
市售硫代硫酸钠中常含有硫酸根杂质,选用下列试剂设计实验方案进行检验:
试剂:
稀盐酸、稀H2SO4、BaCl2溶液、Na2CO3溶液、H2O2溶液
实验步骤
现象
①取少量样品,加入除氧蒸馏水
②固体完全溶解得无色澄清溶液
③
④ ,有刺激性气体产生
⑤静置, 溶液
⑥
(2)利用K2Cr2O7标准溶液定量测定硫代硫酸钠的纯度。
测定步骤如下:
①溶液配制:
称取1.2000g某硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在 中溶解,完全溶解后,全部转移至100mL的 中,加蒸馏水至 。
②滴定:
取0.00950mol·L-1的K2Cr2O7标准溶液20.00mL,硫酸酸化后加入过量KI,发生反应:
Cr2+6I-+14H+
3I2+2Cr3++7H2O。
然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:
I2+2S2
S4+2I-。
加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液 ,即为终点。
平行滴定3次,样品溶液的平均用量为24.80mL,则样品纯度为 %(保留1位小数)。
答案
(1)③加入过量稀盐酸 ④出现乳黄色浑浊
⑤(吸)取上层清液,滴入BaCl2 ⑥产生白色沉淀
(2)①烧杯 容量瓶 刻度 ②蓝色褪去 95.0
3.(2016课标Ⅰ,27,15分)元素铬(Cr)在溶液中主要以Cr3+(蓝紫色)、Cr(OH(绿色)、Cr2(橙红色)、Cr(黄色)等形式存在。
Cr(OH)3为难溶于水的灰蓝色固体。
回答下列问题:
(1)Cr3+与Al3+的化学性质相似。
在Cr2(SO4)3溶液中逐滴加入NaOH溶液直至过量,可观察到的现象是 。
(2)Cr和Cr2在溶液中可相互转化。
室温下,初始浓度为1.0mol·L-1的Na2CrO4溶液中c(Cr2)随c(H+)的变化如图所示。
①用离子方程式表示Na2CrO4溶液中的转化反应 。
②由图可知,溶液酸性增大,Cr的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
根据A点数据,计算出该转化反应的平衡常数为 。
③升高温度,溶液中Cr的平衡转化率减小,则该反应的ΔH 0(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)在化学分析中采用K2CrO4为指示剂,以AgNO3标准溶液滴定溶液中Cl-,利用Ag+与Cr生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。
当溶液中Cl-恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol·L-1)时,溶液中c(Ag+)为 mol·L-1,此时溶液中c(Cr)等于 mol·L-1。
(已知Ag2CrO4、AgCl的Ksp分别为2.0×10-12和2.0×10-10)
(4)+6价铬的化合物毒性较大,常用NaHSO3将废液中的Cr2还原成Cr3+,该反应的离子方程式为 。
答案
(1)蓝紫色溶液变浅,同时有灰蓝色沉淀生成,然后沉淀逐渐溶解形成绿色溶液
(2)①2Cr+2H+
Cr2+H2O
②增大 1.0×1014
③小于
(3)2.0×10-5 5.0×10-3
(4)Cr2+3HS+5H+
2Cr3++3S+4H2O
B组 其他自主命题省(区、市)卷题组
考点一 水的电离平衡
1.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案 C
2.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25℃时,0.1mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1molAgCl和0.1molAgI混合后加入1L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C
考点二 溶液的酸碱性 中和滴定的迁移应用
3.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定,下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B
4.(2017天津理综,9,18分)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.2468g(0.0250mol)后,配制成250mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100mL0.1000mol·L-1NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00mL于锥形瓶中。
b.加入25.00mL0.1000mol·L-1AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.1000mol·L-1NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。
三次测定数据如下表:
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体
积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是 。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是 。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒 ,说明理由 。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为 mL,测得c(I-)= mol·L-1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为 。
(7)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果 。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果 。
答案 (18分)
(1)250mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)避免AgNO3见光分解
(3)防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)
(4)否(或不能) 若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)10.00 0.0600
(6)用NH4SCN标准溶液进行润洗
(7)偏高 偏高
C组 教师专用题组
考点一 水的电离平衡
1.(2013大纲全国,12,6分)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+) C.图中T1 D.XZ线上任意点均有pH=7 答案 D 2.(2012课标,11,6分)已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为amol·L-1的一元酸HA与bmol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( ) A.a=b B.混合溶液的pH=7 C.混合溶液中,c(H+)=mol·L-1 D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-) 答案 C 考点二 溶液的酸碱性 中和滴定的迁移应用 3.(2013山东理综,13,4分)某温度下,向一定体积0.1mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH(pOH=-lg[OH-])与pH的变化关系如图所示,则( ) A.M点所示溶液的导电能力强于Q点 B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+) C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同 D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积 答案 C 4.(2014重庆理综,9,15分)中华人民共和国国家标准(GB2760-2011)规定葡萄酒中SO2最大使用量为 0.25g·L-1。 某兴趣小组用图1装置(夹持装置略)收集某葡萄酒中SO2,并对其含量进行测定。 图1 图2 (1)仪器A的名称是 ,水通入A的进口为 。 (2)B中加入300.00mL葡萄酒和适量盐酸,加热使SO2全部逸出并与C中H2O2完全反应,其化学方程式为 。 (3)除去C中过量的H2O2,然后用0.0900mol·L-1NaOH标准溶液进行滴定,滴定前排气泡时,应选择图2中的 ;若滴定终点时溶液的pH=8.8,则选择的指示剂为 ;若用50mL滴定管进行实验,当滴定管中的液面在刻度“10”处,则管内液体的体积(填序号) (①=10mL,②=40mL,③<10mL,④>40mL)。 (4)滴定至终点时,消耗NaOH溶液25.00mL,该葡萄酒中SO2含量为: g·L-1。 (5)该测定结果比实际值偏高,分析原因并利用现有装置提出改进措施 。 答案 (1)冷凝管或冷凝器 b (2)SO2+H2O2 H2SO4 (3)③ 酚酞 ④ (4)0.24 (5)原因: 盐酸的挥发;改进措施: 用不挥发的强酸如硫酸代替盐酸,或用蒸馏水代替葡萄酒进行对比实验,扣除盐酸挥发的影响 【三年模拟】 一、选择题(每小题6分,共36分) 1.(2017山东临沂二模,13)用AG表示溶液的酸度,AG=lg。 298K时,在10.0mL0.1mol·L-1氨水中滴入0.05mol·L-1硫酸溶液,溶液的酸度与所加硫酸溶液的体积关系如图所示。 下列有关叙述正确的是( ) A.0.1mol·L-1氨水的电离度为1% B.滴定过程应选择酚酞作为指示剂 C.N点溶液中: c(S)>c(N)>c(H+)>c(OH-) D.滴定过程中从M点到N点溶液中水的电离程度始终在减小 答案 A 2.(2017山东淄博仿真模拟,12)某溶液由弱酸(HR)及其盐(NaR)组成,浓度均为1mol·L-1,25℃时向该溶液通入HCl气体或滴入NaOH溶液,溶液pH随通入的HCl气体或加入的OH-的物质的量发生变化的情况如图所示。 下列说法不正确的是( ) A.A、B、C三点所表示的溶液中水的电离程度依次增大 B.加入1molNaOH后,溶液中c(Na+)=c(R-) C.通入HCl,R-的水解程度增大,HR的电离常数减小 D.未加HCl和NaOH时,溶液中c(R-)>c(Na+)>c(HR) 答案 C 3.(2018山东聊城三模,13)向25℃时体积均为20mL,浓度均为0.1mol·L-1的两种酸HX、HY溶液中分别滴加0.1mol·L-1的NaOH溶液,所加NaOH溶液体积与反应后溶液的pH的关系如图所示。 下列叙述正确的是( ) A.HX与NaOH溶液反应的离子方程式为HX+OH- X-+H2O B.Ka(HY)的数量级约为10-10 C.b点时: c(Na+)=c(Y-)+c(HY) D.V(NaOH溶液)=20mL时,两种酸反应后的溶液中c(X-)>c(Y-) 答案 D 4.(2017山东青岛二模,13)将打磨后的镁条放入盛有50mL蒸馏水的烧杯中,用pH传感器和浊度传感器监测溶液中pH和溶液浊度随时间的变化(如图)。 下列有关描述正确的是( ) A.该实验是在常温下进行的 B.实线表示溶液浊度随时间的变化 C.50s时向溶液中滴入酚酞试液,溶液变红 D.150s后溶液浊度下降是因为生成的Mg(OH)2沉降 答案 D 5.(2018山东泰安二模,13)25℃时,将浓度均为0.1mol·L-1、体积分别为Va和Vb的HA溶液与BOH溶液按不同体积比混合,保持Va+Vb=100mL,Va、Vb与混合液pH的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A.Ka(HA)=1×10-6 B.b点时,c(B+)=c(A-) C.c点时,混合溶液中随温度升高而增大 D.a→c过程中水的电离程度始终增大 答案 B 6.(2019届山东省实验中学期中,13)室温下,将0.10mol·L-1盐酸滴入20.00mL0.10mol·L-1氨水中,溶液中pH和pOH随加入盐酸体积变化曲线如图所示。 已知: pOH=-lgc(OH-),下列正确的是( ) A.M点所示溶液中可能存在c(Cl-)>c(N) B.N点所示溶液中可能存在c(N)+c(NH3·H2O)=c(Cl-) C.Q点盐酸与氨水恰好中和 D.M点到Q点所示溶液中水的电离程度先变大后减小 答案 B 二、非选择题(共64分) 7.(16分)(2018山东七校联合体二模,27)锶有“金属味精”之称。 以天青石(主要含有SrSO4和少量CaCO3、MgO杂质)生产氢氧化锶的工艺如下: 已知氢氧化锶在水中的溶解度: 温度(℃) 0 10 20 30 40 60 80 90 100 溶解度 (g/100mL) 0.91 1.25 1.77 2.64 3.95 8.42 20.2 44.5 91.2 (1)隔绝空气焙烧时SrSO4只被还原成SrS,化学方程式为 。 (2)“除杂”方法: 将溶液升温至95℃,加NaOH溶液调节pH为12。 ①95℃时水的离子积KW=1.0×10-12,Ksp[Mg(OH)2]=1.2×10-10,则溶液中c(Mg2+)= 。 ②若pH过大,将导致氢氧化锶的产率降低,请解释原因: 。 (3)“趁热过滤”的目的是 ,“滤渣”的主要成分为 。 (4)从趁热过滤后的滤液中得到Sr(OH)2产品的步骤为 、过滤、洗涤、干燥。 (5)“脱硫”方法: 用FeCl3溶液吸收酸浸产生的气体,请写出吸收时的离子方程式: ;再用石墨电极电解吸收液,电解后可在“脱硫”中循环利用的物质是FeCl3溶液。 请写出电解时阳极的电极反应: 。 答案 (1)SrSO4+4C SrS+4CO↑ (2)①1.2×10-10mol·L-1 ②OH-对氢氧化锶的溶解起抑制作用,OH-浓度过大,将使氢氧化锶沉淀析出 (3)防止温度降低使氢氧化锶析出而造成损失 Ca(OH)2、Mg(OH)2 (4)降温结晶 (5)2Fe3++H2S 2Fe2++S↓+2H+ Fe2+-e- Fe3+ 8.(16分)(2018山东菏泽一模,28)我国电池的年市场消费量约为80亿只,其中70%是锌锰干电池,利用废旧锌锰干电池制备硫酸锌晶体(ZnSO4·7H2O)和纯MnO2的工艺如下图所示: 已知: ①锌皮的主要成分为Zn,含有少量Fe;炭包的主要成分为ZnCl2、NH4Cl、MnO2、碳粉等,还含有少量的Cu、Ag、Fe等。 ②Ksp[Zn(OH)2]=2.0×10-16;Ksp[Fe(OH)2]=8.0×10-16; Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。 (1)除去炭包中碳粉的操作为 。 A.酸浸 B.过滤 C.焙炒 D.焙烧 (2)粗MnO2转化为MnSO4时,主要反应的离子方程式为 。 (3)焙烧时发生反应的化学方程式为 。 (4)制备硫酸锌晶体流程中,用ZnO调节溶液pH的目的是 ,若溶解时不加H2O2带来的后果是 。 (5)“草酸钠—高锰酸钾返滴法”可测定MnO2的纯度: 取agMnO2样品于锥形瓶中,加入适量稀硫酸,再加入V1mLc1mol·L-1Na2C2O4溶液(足量),最后用c2mol·L-1的KMnO4溶液滴定剩余的Na2C2O4,达终点时消耗V2mL标准KMnO4溶液。 ①MnO2参与反应的离子方程式为
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