第三章物质在水溶液中的行为第1节水与水溶液课后练习2021-2022学年高中化学鲁科版(2019)选修一
一、单选题(共15题)
1.25℃时,0.01
mol
?
L-1的盐酸中由水电离出的H+的浓度是(??
)
A.?1×10-14mol?L-1?????????????B.?1×10-2mol?L-1?????????????C.?1×10-7mol?L-1?????????????D.?1×10-12mol?L-1
2.2017年8月,四川九寨沟地震造成了重大人员财产损失。地震救援中需要使用大量的消毒剂,下列消毒剂属于强电解质的是(??
)
A.?次氯酸???????????????????????????????B.?二氧化氯???????????????????????????????C.?酒精???????????????????????????????D.?高锰酸钾
3.下列属于电解质并能导电的物质是(??
)
A.?熔融的NaCl??????????????????????????????B.?KNO3溶液??????????????????????????????C.?Na??????????????????????????????D.?酒精
4.相同体积的pH=3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应,说法正确的是(
??)
A.?弱酸溶液产生较多的氢气
B.?强酸溶液产生较多的氢气
C.?开始时产生氢气的速率强酸大
D.?产生相同体积的气体强酸需要的时间短
5.仅能在水溶液中导电的电解质是
(??
)
A.?NH3???????????????????????????????B.?C2H5OH???????????????????????????????C.?NaHCO3???????????????????????????????D.?NaOH
6.25℃时,水的电离达到平衡:H2O?H++OH﹣
,
下列叙述正确的是(??
)
A.?将纯水加热到95℃时,Kw变大,pH不变,水仍呈中性
B.?向纯水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH﹣)增大,Kw变小
C.?向纯水中加入少量氢氧化钠固体,c(H+)减小,Kw不变
D.?向纯水中加入盐酸,将抑制水的电离,Kw变小
7.25℃时,下列说法错误的是(??
)
A.?稀释醋酸溶液,溶液中的
和
数目都增大
B.?在醋酸溶液中加入
至溶液为中性,此时
C.?pH相等的
和
溶液,水的电离程度相同
D.?已知
溶液显中性。常温下等浓度的
和
,若前者的
,后者的
,则a+b=14
8.25℃时,用0.1
mol·L-1
NaOH溶液滴定20
mL
0.1
mol·L-1
HX溶液,溶液的pH随加入NaOH溶液体积变化如图。下列说法错误的是(??
)
A.?HX为弱酸
B.?V1
<20
C.?M点溶液中离子浓度由大到小的顺序为:c(X-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.?二者等体积混合时,c(Na+)=c(X-)
+
c(OH-)
9.常温下,向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液中分别滴入0.1mol?L﹣1
NaOH溶液,测得溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示.下列说法错误的是(
)
A.?图中曲线①表示NaOH溶液滴定盐酸时的pH变化
B.?酸溶液的体积均为10
mL
C.?a点:c(CH3COOH)>c(CH3COO﹣)
D.?a点:c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣)+c(CH3COO﹣)
10.下列溶液的pH值不随温度的变化而改变的是(
)
A.?0.01mol/L的氨水??????B.?0.01mol/L的NaOH??????C.?0.01mol/L的CH3COOH??????D.?0.01mol/L的HCl
11.常温下,向20
mL
0.1mol·L-1的盐酸中逐滴加入0.1
mol·L-1的氨水,溶液pH的变化与加入氨水的体积关系如图所示。下列叙述错误的是(
??)
A.?V>20
mL
B.?①、②、③点水的电离程度大小为:②>③>①
C.?在点②所示溶液中:c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH
)
D.?在点②、③之间可能存在:c(NH
)>c(Cl-)=c(OH-)>c(H+)
12.下列叙述正确的是
A.?某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释10倍后,溶液的pH=b,则a>b
B.?常温下,某溶液中由水电离的c(OH-)
=
1.0×10-13
,
则此溶液一定呈酸性
C.?25℃时,将pH=4的盐酸稀释1000倍后,溶液的pH=7
D.?25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则强碱与强酸的体积比是1:10
13.常温下,向1L含有0.2mol.L-l
HA与0.l
mol.LlNaA的溶液中通入HCl气体(或加入NaOH固体),测得溶液pH的变化如图所示(忽略溶液体积和温度变化)。下列叙述错误的是(
??)
A.?b点溶液中水的电离程度最大
B.?溶液由b向a变化过程中,
逐渐增大
C.?c点溶液中c(HA)=c(A-),则Ka(HA)的数量级为10-4
D.?d点对应的溶液中:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
14.下列图示与对应的叙述相符的是(???
)
A.?图甲表示向CH3COOH溶液中逐步加入CH3COONa固体后,溶液pH的变化
B.?图乙表示向CH3COOH溶液中加水时溶液的导电性变化,则CH3COOH溶液的pH:a>b
C.?图丙表示催化剂能改变化学反应的焓变
D.?图丁表示等量NO2在容积相同的恒容密闭容器中,不同温度下分别发生反应:2NO2(g)
N2O4(g),相同时间后测得NO2含量的曲线,则该反应的△H<0
15.常温下,甲溶液的pH
=
4,乙溶液的pH
=
5,甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比不可能是(
??)
A.?2∶1??????????????????????????????????B.?10∶1??????????????????????????????????C.?1∶10??????????????????????????????????D.?1∶105
二、综合题(共5题)
16.分类是化学学习与研究的常用方法。请回答下列问题:
(1)根据________将分散系分为溶液、胶体和浊液;鉴别胶体和溶液的常用方法是________;向新制的Fe(OH)3胶体中滴加稀硫酸,现象为先出现棕红色沉淀,后沉淀消失,原因为________。
(2)现有物质:①铁
②氨气
③熔融氯化钠
④硫酸
⑤醋酸
⑥氢氧化钾
⑦漂白粉⑧蔗糖
上述物质中属于非电解质的是________(填序号);既是电解质又是强电解质的是________(填序号)。
(3)熟练掌握不同类别物质间的相互转化具有重要意义。
①写出由碳酸钠转化为氢氧化钠的化学方程式________;
②若用M表示金属活动顺序表中排在H前的金属,金属M与稀硫酸反应的离子方程式为________;
③钠在空气中燃烧的化学方程式为________;若46
g钠与0.8
mol
O2恰好完全反应,则Na2O和Na2O2的物质的量之比为________。
17.已知Ca(OH)2、CaCO3和Ca(HCO3)2都是电解质,进行如图所示的实验,请将实验现象填入下表中的空格处。
实验操作
灯泡亮度变化
①通入CO2之前
亮
②开始通入CO2时
________
③恰好完全沉淀
________
④沉淀完全后,继续通入过量CO2
________
⑤再通入CO2
________
18.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.
(1)已知水中存在如下平衡:H2O+H2O?H3O++OH﹣△H>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈酸性,选择的方法是中(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℃[其中c(H+)=1×10﹣6
mol?L﹣1
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,溶液呈________?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”).
19.常温下,用含钴废料(主要成分为CoCO3
,
还含有少量NiCO3与铁屑)制备CoCl2?6H2O的工艺流程如图。
①已知除镍过程中溶液pH对钴的回收率及Ni2+含量的影响如图所示。
②部分金属阳离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的pH如表所示:
金属阳离子
开始沉淀pH
完全沉淀pH
Fe3+
1.5
4.0
Fe2+
7.5
9.7
Co2+
6.6
9.4
Ni2+
7.7
9.5
回答下列问题:
(1)酸浸后溶液中的阳离子为:Co2+
,
Ni2+和________。
(2)除镍时,应调节溶液pH=________,此时Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀?________(是或否)。若pH过小,则产品纯度会________(升高,降低,或不变)。
(3)酸溶时,当调节pH=8时,溶液中n(Fe3+):n(Co2+)=________。
已知Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-16
,
Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38。
(4)除铁时先向溶液中加入30%的H2O2发生的离子反应方程式是:________。充分反应后再向溶液中加入CoCO3
,
调节溶液pH范围为________,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,最后过滤得到CoCl2溶液。
(5)已知Ag++SCN-=AgSCN↓,为测定粗产品中CoCl2?6H2O的含量,称取11.9g粗产品配成100mL溶液,从中取出25mL先加入含0.03mol的AgNO3
,
(杂质不与其反应),再用0.5mol/L的KSCN溶液标定过量的AgNO3
,
该标定操作所用的指示剂为________?(填化学式),若消耗20.00mL的KSCN溶液,则该粗产品中CoCl2?6H2O的质量分数为________。
20.??????????????
(1)火箭发射常以液态肼(N2H4)为燃料,液态过氧化氢为助燃剂。已知:16g液态肼与液态过氧化氢恰好完全反应生成氮气和液态水时放出321kJ热量,试写出液态N2H4和液态H2O2反应的热化学方程式________。
(2)已知:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)。肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。该电池放电时,负极的电极反应式是________。
(3)将浓度均为0.10
mol·L-1的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,所得混合溶液中各种离子浓度大小顺序________。
(4)已知某温度下,纯水中的c(H+)=
2.0×10-7
mol/L。该温度下,测定某硫酸溶液中c(SO42-)=5×10-6mol/L,该硫酸溶液中由水电离出的OH-浓度为________。
(5)在25
℃时,向V
mL
pH=m的HNO3中滴加pH=n的KOH溶液10V
mL时,溶液中n(NO3-)=10
n(K+),则m+n的值为________。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】
D
【解析】【解答】水是弱电解质,加入盐酸后,抑制水的电离,因此0.01mol·L-1盐酸中H+认为全部是由HCl电离产生,即盐酸溶液中c(H+)=0.01mol·L-1
,
依据水的离子积适合稀溶液,因此溶液中c(OH-)=Kw/c(H+),25℃时,水的离子积为10-14
,
因此求出c(OH-)=10-12mol·L-1
,
盐酸中OH-来自于H2O,H2O电离出的H+量等于水电离出OH-的量,因此盐酸中水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12mol·L-1
,
故答案为:项D符合题意。
【分析】根据水电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度相同,利用Kw进行计算溶液中的氢氧根离子就是水电离出的氢氧根。
2.【答案】
D
【解析】【解答】A.次氯酸属于弱酸,属于弱电解质,A不符合题意;
B.ClO2属于非电解质,B不符合题意;
C.酒精属于非电解质,C不符合题意;
D.KMnO4溶于水完全电离,属于强电解质,D符合题意;
故答案为:D
【分析】根据电解质在水溶液中的电离程度区分强弱电解质;在水溶液中能完全电离的电解质为强电解质;在水中部分电离的电解质为弱电解质。
3.【答案】
A
【解析】【解答】解:A.氯化钠是电解质,熔融态氯化钠中含有自由移动
的离子,所以能导电,故A正确;
B.硝酸钾溶液是混合物,所以硝酸钾溶液不是电解质,故B错误;
C.钠是单质,既不是电解质也不是非电解质,故C错误;
D.酒精是非电解质,故D错误;
故选A.
【分析】在水溶液或熔融状态下能导电的化合物是电解质,电解质的水溶液或熔融状态下都含有自由移动的离子,所以电解质溶液或熔融态电解质都能导电.
4.【答案】
A
【解析】【解答】强酸完全电离,弱酸部分电离,在溶液中存在电离平衡,所以当二者pH相同时,反应开始时速率相同,等体积的溶液中n(H+)相同,当酸与金属发生反应消耗H+时,破坏了弱酸的电离平衡,酸分子进一步电离产生H+
,
使反应过程中c(H+)比强酸的大,反应速率比强酸快,且最终最终弱酸电离产生的H+多,反应放出的氢气多;若产生等量的氢气,弱酸由于反应速率快,所用时间短,A符合题意;
故答案为:A。
【分析】相同体积相同pH的强酸和弱酸溶液,最终电离出的n(H+):弱酸>强酸,相同体积相同pH的强酸和弱酸溶液分别与足量的Mg完全反应,生成的氢气与最终电离出的n(H+)成正比,化学反应速率与c(H+)成正比,据此分析解答。
5.【答案】
C
【解析】【解答】A.
NH3的水溶液中存在阴阳离子,能导电,但氨气本身不能电离出离子,是非电解质,故A不符合题意;
B.
C2H5OH的水溶液不能导电,是非电解质,故B不符合题意;
C.
NaHCO3是电解质,只能在水溶液中导电,加热不稳定不能出现熔融态,故C符合题意;
D.
NaOH是强碱,是电解质,其水溶液或者熔融态均能导电,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】电解质是指:在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物;例:酸、碱、盐,金属氧化物等
非电解质:在水溶液中和熔融状态下不能导电的化合物;例:有机物、非金属氧化物等;单质和混合物既不是电解质也不是非电解质;电解质导电的条件是存在自由移动的离子。
6.【答案】
C
【解析】【解答】解:A、△H>0,反应吸热,温度升高,平衡正向移动,溶液中氢离子浓度增大,pH降低,故A错误;
B、向水中加入稀氨水,一水合氨是弱电解质,电离的氢氧根使溶液中氢氧根浓度增大,平衡逆向移动,但是溶液中的氢氧根浓度升高,Kw不变,故B错误;
C、由于氢氧化钠是强电解质,加入后,溶液中的氢氧根离子浓度增大,平衡向逆向移动,但是溶液中的氢离子浓度减小;由于温度不变KW不变,故C正确;
D、由于HCl是强电解质,加入后,溶液中的氢离子浓度增大,平衡向逆向移动,但是溶液中的氢氧根离子浓度减小;由于温度不变KW不变,故D错误;
故选C.
【分析】A、水的电离是吸热反应,升高温度,氢离子浓度增大,pH减小;
B、一水合氨是弱碱,加入后溶液中的氢氧根浓度增大;
C、通入氯化氢后,溶液中离子浓度增大,导电能力增强;
D、硫酸氢钠是强电解质,溶于水电离出氢离子,溶液中氢离子浓度增大.
7.【答案】
C
【解析】【解答】A.稀释醋酸溶液,促进醋酸电离,溶液体积增加,所以溶液中的
和
数目都增大,A不符合题意;
B.在醋酸溶液中加入
至溶液为中性,则
,依据电荷守恒
,所以此时
,B不符合题意;
C.pH相等的
和
溶液,水的电离程度不相同,前者促进,后者抑制,C符合题意;
D.已知
溶液显中性,说明相同条件下一水合氨、醋酸的电离程度相同,常温下等浓度的
和
均促进水的电离,且程度相同,若前者的
,后者的
,则10-a=10b-14
,
所以
,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.弱酸稀释,促进电离出氢离子,氢氧根和氢离子数目增大
B.根据电荷守恒即可判断
C.醋酸钠水解,弱酸强碱盐是促进水的电离,氢氧化钠是强碱,抑制水的电离
D.根据水解电离常数的计算公式即可计算出a和b的关系
8.【答案】
D
【解析】【解答】A.
起始时,HX的浓度为0.1
mol·L-1
,
pH=3,则说明HX为弱酸,A不符合题意;
B.
若V1=20,则溶液的溶质只有NaX,由于HX为弱酸,则NaX溶液呈碱性,pH>7,所以V1应小于20,B不符合题意;
C.
M点的溶质是等浓度的HX和NaX,溶液呈酸性,说明HX的电离程度大于X-的水解程度,则溶液中离子浓度大小顺序为:c(X-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C不符合题意;
D.
两种溶液等体积混合时,根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(X-)
+
c(OH-),D符合题意;
故答案为:D。
【分析】若HX为强酸,其浓度为0.1
mol·L-1时,溶液的pH应该为1,但实际上pH为3,则说明HX为弱酸,可从此进行分析作答。
9.【答案】
C
【解析】【解答】解:A.常温下,向等体积、等物质的量浓度的盐酸、醋酸溶液,盐酸完全电离,醋酸部分电离,所以醋酸的pH大于盐酸,曲线①表示NaOH溶液滴定盐酸时的pH变化,故A正确;
B.盐酸的pH等于1,所以盐酸的浓度0.1ml?L﹣1
,
当滴入10mL0.1ml?L﹣1
NaOH溶液呈中性,所以酸的体积为10mL,故B正确;
C.当滴入氢氧化钠5ml时,得到等物质量浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,由图知a点溶液呈酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,则c(CH3COOH)<c(CH3COO﹣),故C错误;
D.根据a点电荷守恒可知:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO﹣)+c(OH﹣),故D正确;
故选C.
【分析】A.盐酸完全电离,醋酸部分电离,所以醋酸的pH大于盐酸;
B.盐酸的pH等于1,盐酸的浓度0.1ml?L﹣1
,
当滴入10mL0.1ml?L﹣1
NaOH溶液呈中性,需要酸的体积为10mL;
C.由图知a点为等浓度的醋酸和醋酸钠,溶液呈酸性,说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度;
D.根据a点的电荷守恒分析.
10.【答案】
D
【解析】【解答】解:A.升高温度促进水的电离,Kw增大,则c(H+)增大,pH减小,故A不选;
B.0.01mol/L的NaOH在升高温度时促进水的电离,Kw增大,则c(H+)增大,pH减小,故B不选;
C.加热促进醋酸的电离,故C不选;
D.加热时,随着促进水的电离,但水电离出的c(H+)远小于HCl电离的c(H+),溶液的c(H+)基本不变,则pH不变,故D选.
故选D.
【分析】pH=﹣lgc(H+),如pH不变,则c(H+),以此解答该题.
11.【答案】
C
【解析】【解答】A.
当盐酸和氨水恰好完全反应后,得到氯化铵溶液,由于氯化铵水解可以使溶液显酸性,因此,当两者混合后的溶液的pH=7时,氨水过量,故V>20
mL,A叙述不符合题意;
B.
①为0.1mol·L-1的盐酸,其对水的电离有抑制作用;②③均为氯化铵和氨水的混合液,其中c(NH3?H2O)均小于0.1mol·L-1
,
由于②的pH=7、而③的pH>7。盐酸和氨水均可抑制水的电离,但是盐酸是强酸而氨水为弱碱的溶液,在浓度相同时,盐酸对水的电离的抑制作用较强,氨水对水的电离的抑制作用越弱;氯化铵水解促进水的电离,因此,水的电离程度由大到小的顺序为②>③>①,B叙述不符合题意;
C.
在氯化铵溶液中,存在物料守恒c(Cl-)=c(NH3·H2O)+c(NH
);②为氯化铵和氨水的混合液,因此,在点②所示溶液中c(Cl-)<c(NH3·H2O)+c(NH
),C叙述符合题意;
D.
在点②存在电荷守恒c(NH
)+
c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),因为溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),则c(NH
)=c(Cl-);在点②、③之间氨水用量变大,溶液呈弱碱性,c(NH
)和c(OH-)逐渐增大,c(Cl-)逐渐减小,因此可能存在c(NH
)>c(Cl-)=c(OH-)>c(H+),D叙述不符合题意。
故答案为:C。
【分析】A.强酸弱碱盐滴定反应,pH=7时,碱要过量;
B.
酸、碱溶液都对水的电离有抑制作用,当浓度相同时,强电解质的抑制作用比弱电解质的抑制作用更强一些;
C.
在氯化铵和氨水的混合液中,c(Cl-)<c(NH3·H2O)+c(NH
);
D.根据电荷守恒以及溶液的酸碱性可以得出结论,
12.【答案】
D
【解析】【分析】醋酸溶液加水稀释,酸性减弱,pH增大,A错误;常温下,某溶液中由水电离的c(OH-)
=
1.0×10-13
,
则此溶液pH=13或1,B错误;酸溶液稀释不可能变成中性溶液,pH只能接近于7,C错误;25℃时,pH=13的强碱溶液[c(OH-)=0.1mol/L]与pH=2[c(H+)=0.01mol/L]的强酸溶液混合,若所得混合液的pH=7,则酸碱体积比为10,D正确。
【点评】酸、碱溶液稀释pH只能无限接近于7。
13.【答案】
A
【解析】【解答】A.酸溶液、碱溶液中水的电离被抑制,含有弱电解质离子的盐溶液发生水解水的电离被促进,
b点溶液为1L含有0.2mol.L-1
HA与0.1
mol.LNaA的混合溶液呈酸性,HA电离大于NaA水解,水的电离程度被抑制,曲线向左为通入HCl,酸性增强水的电离更加被抑制,向右为加氢氧化钠固体,消耗HA生成NaA,酸性减弱,水的电离程度有所增大,则abcd4个点中,d水的电离程度最大,A符合题意;
B.
,溶液由b向a变化过程中,加入HCl,发生反应NaA+HCl=NaCl+HA,c(A?)减小,因此
增大,
B不符合题意;
C.c点的纵坐标为3.9,溶液中c(HA)=c(A?),
,则Ka(HA)的数量级为10-4
,
C不符合题意;
D.d点加入氢氧化钠为0.1mol,此时溶质为HA和NaA,NaA的物质的量为0.2mol,HA物质的量为0.1mol,根据电荷守恒,
,d点pH=7,
,即有
,所以d点对应的溶液中:c(A-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】观察图像可知曲线向左为通入HCl,向右为加氢氧化钠固体。
14.【答案】
D
【解析】【解答】A.向CH3COOH溶液中逐步加入CH3COONa醋酸的电离程度减小,溶液中氢离子浓度减小,溶液的pH增大,A选项不符合题意;
B.溶液中离子浓度越大,导电性越强,a点的导电性强,则a点氢离子浓度大,pH小,所以CH3COOH溶液的pH:aC.加催化剂不能改变化学反应的焓变,C选项不符合题意;
D.由图可以知道,反应平衡后升高温度,NO2的含量增大,平衡逆移,正方向为放热反应,所以该反应的△H
<
0,D选项符合题意;
故答案为:D。
【分析】解答时需要注意,催化剂只能改变化学反应的活化能,不能改变化学反应的焓变,此知识点易混淆。
15.【答案】
A
【解析】【解答】若甲、乙是酸溶液,则甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比=由水电离的c(OH-)之比=10-10:10-9=1:10;若甲、乙是盐类水解呈酸性的溶液,则甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比=10-4:10-5=10:1;若甲是酸溶液、乙是盐类水解呈酸性的溶液,则甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比=10-10:10-5=1:105;若甲是盐类水解呈酸性的溶液、乙是酸溶液,则甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比=由水电离的c(OH-)之比=10-4:10-9=105:1。因此,甲溶液与乙溶液中由水电离的c(H+)之比不可能是2∶1,
故答案为:A。
【分析】对甲乙溶液的可能性进行分开讨论,由于二者都显酸性,可能是酸溶液也可能是强酸弱碱盐溶液。
二、综合题
16.【答案】
(1)分散质微粒直径的大小;丁达尔现象;硫酸是电解质,向胶体中滴加电解质溶液,
Fe(OH)3胶体发生凝聚,继续滴加聚沉的Fe(OH)3与稀硫酸反应,又溶解
(2)②⑧;③④⑥
(3)Na2CO3
+
Ba(OH)2=
BaCO3↓+2NaOH;2M+2nH+=2Mn++nH2↑;2Na+O2
Na2O2;2:3
【解析】【解答】(1)根据分散质微粒直径的大小将分散系分为溶液、胶体和浊液,即分散质粒子大于100nm的是浊液,小于1nm的是溶液,介于1nm和100nm之间的是胶体;胶体可以产生丁达尔效应,因此鉴别胶体和溶液的常用方法是丁达尔现象;硫酸是电解质,向胶体中滴加电解质溶液,Fe(OH)3胶体发生凝聚,继续滴加聚沉的Fe(OH)3与稀硫酸反应,又溶解,因此实验现象为先出现红棕色沉淀,后沉淀消失。(2)溶于水和在熔融状态下均不能导电的化合物是非电解质,其中属于非电解质的是氨气、蔗糖;能完全电离出离子的电解质是强电解质,既是电解质又是强电解质的有熔融氯化钠、硫酸、氢氧化钾,醋酸是弱电解质,铁是单质,漂白粉是混合物,均既不是电解质,也不是非电解质;(3)①碳酸钠与氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钠,则转化为氢氧化钠的化学方程式为Na2CO3+Ba(OH)2=BaCO3↓+2NaOH;②金属M与稀硫酸反应的离子方程式为2M+2nH+=2Mn++nH2↑;③钠在空气中燃烧生成过氧化钠,反应的化学方程式为2Na+O2
Na2O2;46g钠的物质的量是2mol,设Na2O和Na2O2的物质的量分别是xmol、ymol,根据原子守恒可知2x+2y=2、x+2y=0.8×2,解得x=0.4、y=0.6,则Na2O和Na2O2的物质的量之比为0.4:0.6=2:3。
【分析】(1)溶液、胶体、浊液三者的本质区别是粒子直径大小;胶粒带有电荷,遇到电解质会聚沉,因为氢氧化铁是碱,硫酸是酸,所以可以发生中和反应;
(2)注意非电解质有大部分有机物、非金属氧化物,电解质有以下物质:酸、碱、盐、金属氧化物、水,其中属于强电解质的有:强酸、强碱、除了醋酸铅以外的盐、大部分的金属氧化物;
(3)要注意碳酸钠转化为氢氧化钠,引入了氢氧根离子,根据复分解反应的前提要产生沉淀、气体或者水,所以携带氢氧根的阳离子应该可以和碳酸根产生沉淀,所以可以是Ba(OH)2或者是Ca(OH)2;排在H前面的金属和稀硫酸反应会产生氢气和相应的金属阳离子;钠常温下和氧气反应产生氧化钠,加热则产生过氧化钠;利用化学方程组的方法,可以求出混合物中Na2O和Na2O2的物质的量。
17.【答案】
由亮变暗;熄灭;又变亮;明亮程度与操作前几乎不变
【解析】【解答】通CO2之前溶液中含有Ca(OH)2电离产生的Ca2+、OH-
,
灯泡亮;通入CO2发生反应CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O,溶液中自由移动的离子减少灯泡由亮变暗;当CO2与Ca(OH)2恰好反应时,溶液中的离子很少,灯泡熄灭;当沉淀完全后,继续通入过量CO2
,
发生反应CO2+H2O+CaCO3=Ca(HCO3)2
,
Ca(HCO3)易溶于水,且能电离出Ca2+、HCO3-
,
溶液又变亮;再通入CO2
,
溶液中离子浓度几乎不变,灯泡明亮程度与操作前几乎不变。
【分析】根据二氧化碳与溶解度较小的氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀和水,碳酸钙与过量二氧化碳反应生成可完全电离的碳酸氢钙溶液的过程中,溶液中自由离子的浓度变化进行分析即可.
18.【答案】
(1)B,D
(2)红;中;<;中
【解析】【解答】解:(1)A.向水中加入NaHSO4
,
NaHSO4电离出氢离子,抑制水电离,平衡逆向移动,导致溶液中C(H+)>C(OH﹣),溶液呈酸性,故错误;
B.向水中加入Cu(NO3)2
,
Cu(NO3)2是强酸弱碱盐能水解,铜离子和氢氧根离子结合生成氢氧化铜,从而促进水电离,导致溶液中C(OH﹣)<C(H+),溶液呈酸性,故正确;
C.水的电离是吸热反应,加热至100℃,促进水电离,溶液C(OH﹣)=C(H+),溶液呈中性,故错误;
D.向水中加入(NH4)2SO4
,
(NH4)2SO4是强酸弱碱盐能水解,铵根离子与氢氧根离子结合生成一水合氨,从而促进水电离,导致溶液中C(OH﹣)<C(H+),溶液呈酸性,故正确;
故选BD;(2)温度升高会促进水的电离,所以水的pH会减小,所以100℃沸水仍然是中性的,但此时的pH值小于7,pH试纸测定溶液的酸碱性时,试纸为红色,水在任何温度下均为中性的,故答案为:红;中;<;中.
【分析】(1)使水的电离平衡向右移动的方法有:升高温度、加入含有弱根离子的盐等,如果溶液呈酸性,说明加入的物质和氢氧根离子反应,导致溶液中氢氧根离子浓度小于氢离子浓度而使溶液呈酸性;(2)100℃沸水显示中性,根据中性环境下pH试纸的颜色来确定即可;在25℃时,水的pH=7,温度升高,则pH增大,水在任何温度下均为中性.
19.【答案】
(1)Fe2+、H+
(2)10;否;降低
(3)2.0×10-16:1(或2.0×10-16)
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;4.0≤pH<6.6
(5)Fe(NO3)3;80%
【解析】【解答】(1)碳酸钴和碳酸镍与盐酸反应生成相应的氯化物溶于水,酸浸后,铁屑与酸反应生成Fe2+和H2
,
同时剩余溶液中还有过量的盐酸,则溶液中的阳离子除有Co2+、Ni2+以外,还有Fe2+、H+;
?
(2)据图可知除镍过程中产品中钴的回收率随着溶液pH的增大而降低,产品中镍元素的含量在pH=10以后几乎不变,pH=10时,Co的回收率高且Ni的含量低,所以应调节pH为10;除镍时,Co元素在滤渣中Ni元素在滤液中,未形成沉淀;若pH过小,除镍不完全,溶液中镍元素的含量增大,则产品的纯度会降低;
(3)常温下,酸溶时,当调节溶液的pH为8时,溶液中c(OH?)=
mol/L=1×10-6mol/L,因Ksp[Co(OH)2]=c(Co2+)×c2(OH?)=2.0×10-16
,
所以c(Co2+)=
=
=2.0×10-4
,
同理可知c(Fe3+)=
=
=4.0×10-20
,
溶液的体积一定,则溶液中的n(Fe3+):n(Co2+)=c(Fe3+):c(Co2+)=
=2.0×10-16:1=2.0×10-16
,
(4)除铁时,先向溶液中滴加适量30%H2O2溶液,将Fe2+氧化为Fe3+
,
其离子方程式为:2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O;充分反应后再向溶液中加入CoCO3
,
调节溶液pH,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀,所需pH≥4.1,又要保证溶液中的Co2+不沉淀,则pH<6.6,故适宜的pH范围为:4.0≤pH<6.6;
(5)为防止银离子与其他阴离子发生反应,在操作过程中可选用Fe(NO3)3(因氯离子和硫酸根和银离子生成沉淀,不能用氯化铁或硫酸铁)作为指示剂;
Ag++SCN-=AgSCN↓,则KSCN消耗的Ag+的物质的量n(Ag+)=n(SCN-)=0.5mol/L×20×10-3L=0.01mol,加入的AgNO3的物质的量为0.03mol,说明与CoCl2·6H2O反应的AgNO3的物质的量为0.03mol-0.01mol=0.02mol,根据关系式Ag+
Cl?
CoCl2·6H2O可知,25mL溶液样品中CoCl2·6H2O的物质的量为
×0.02mol=0.01mol,100mL溶液中的CoCl2·6H2O的质量为
×0.01mol×238g/mol=9.52g,则该粗产品中CoCl2·6H2O的质量分数为
×100%=80%。
【分析】含钴废料(主要成分为CoCO3
,
还含有少量NiCO3与铁屑)加稀盐酸酸浸,得到含Co2+、Ni2+、Fe2+的溶液,加氨水调节pH将Co2+、Fe2+沉淀,过滤,向沉淀中加入盐酸酸浸得到含Co2+、Fe2+溶液,向溶液中滴加适量30%H2O2
,
氧化Fe2+得到Fe3+
,
向溶液中加入CoCO3
,
调节溶液pH为4.0≤pH<6.6,使Fe3+沉淀完全,过滤得CoCl2溶液,减压蒸干溶液,结晶干燥得CoCl2?6H2O。
?
20.【答案】
(1)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)
ΔH=-642
kJ·mol-1
(2)N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O
(3)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(4)4×10?9
mol·L?1
(5)12
【解析】【解答】(1)16g液态肼与液态过氧化氢恰好完全反应生成氮气和液态水时放出321kJ热量,N2H4+2H2O2
=
N2
+4H2O,1mol液态肼32g放出642kJ的热量,因此液态N2H4和液态H2O2反应的热化学方程式N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)??
ΔH=-642
kJ·mol?1;故答案为:N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)??
ΔH=-642
kJ·mol?1。(2)肼(N2H4)—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。根据反应方程式N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g),N2H4化合价升高作负极,放电时,负极的电极反应式是N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O;故答案为:N2H4-4e-+4OH-=N2+4H2O。(3)将浓度均为0.10
mol·L?1的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,溶质为CH3COONa,溶液显碱性,主要是醋酸根水解,因此所得混合溶液中各种离子浓度大小顺序c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);故答案为:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。(4)已知某温度下,纯水中的c(H+)=
2.0×10?7
mol·L?1
,
Kw
=
c(H+)?c(OH-)
=
2.0×10?7×
2.0×10?7
=4×10?14。该温度下,测定某硫酸溶液中c(SO42?)=5×10?6
mol·L?1
,
c(H+)=1×10?5
mol·L?1
,
则该硫酸溶液中的OH-浓度
,水电离出的OH-浓度4×10?9
mol·L?1;故答案为:4×10?9
mol·L?1。(5)在25
℃时,向V
mL
pH=m的HNO3即c(H+)=
1×10?m
mol·L?1
,
滴加pH=n的KOH溶液[即c(OH-)
=
1×10(n?14)
mol·L?1]10V
mL时,溶液中n(NO3-)=10
n(K+),因此1×10?m
mol·L?1×V×10?3L
=
10×1×10(n?14)
mol·L?1×10V×10?3L,得到m+n
=12;故答案为:12。
(
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
【分析】(1)根据16g液态肼与液态过氧化氢恰好完全反应生成氮气和液态水时放出321kJ热量,计算1mol液态肼32g放出642kJ的热量,再书写热反应方程式。(2)分析得出N2H4化合价升高作负极,反应生成氮气。(3)分析反应后的溶质及溶液酸碱性,再分析离子浓度大小顺序。(4)先求该温度下Kw
,
再得到某硫酸溶液中c(H+),再根据公式求溶液中的OH-浓度即为水电离出的OH-浓度。(5)先表示出HNO3中c(H+)和pH=n的KOH溶液c(OH-),根据溶液中n(NO3-)=10
n(K+)列计算式得出m+n
的值。