第3章章末质量检测卷
(时间:90分钟 分值:100分)
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个正确选项符合题意。
1.按照生活经验,判断下列物质的酸碱性:①苏打水 ②鲜橙汁 ③食醋 ④肥皂液。其中呈酸性的是( )
A.②③ B.①④
C.②③④ D.①③④
2.水的电离过程为H2O H++OH-,在不同温度下其离子积常数不同,Kw(25 ℃)=1.0×10-14,Kw(35 ℃)=2.1×10-14。则下列关于纯水的叙述正确的是( )
A.c(H+)随着温度升高而减小
B.在35 ℃时,c(H+)>c(OH-)
C.25 ℃时水的电离程度大于35 ℃时水的电离程度
D.水的电离是吸热的
3.下列反应不属于水解反应或水解方程式不正确的是( )
①HCl+H2O H3O++Cl-
②AlCl3+3H2O===Al(OH)3+3HCl
③Na2CO3+2H2O H2CO3+2NaOH
④碳酸氢钠溶液:HCO+H2O CO+H3O+
⑤NH4Cl溶于D2O中:NH+D2O NH3·D2O+H+
A.①②③④ B.①②③ C.②③⑤ D.全部
4.25 ℃时,下列事实中能说明HA为弱电解质的是( )
①NaA溶液的pH>7
②用HA溶液做导电性实验时灯泡很暗
③pH=2的HA溶液稀释至100倍,pH约为3.1
④HA的溶解度比HCl的小
⑤用HA溶液浸泡水壶中的水垢,可将其清除
A.①②③ B.①②⑤ C.①③④ D.①③
5.下列事实不属于盐类水解应用的是( )
A.明矾、氯化铁晶体常用于净水
B.实验室通常使用热的纯碱溶液去除油污
C.实验室配制FeCl3溶液时加入少量稀盐酸
D.实验室制氢气时加入CuSO4可加快反应速率
6.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.pH=2的H2S溶液与pH=12的NaOH溶液按任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+c(H2S)
B.常温下pH均为3的H2SO4溶液和(NH4)2SO4溶液中由水电离出的c(H+)之比为(1×108)∶1
C.向0.1 mol·L-1醋酸中加入少量水,溶液中增大
D.温度不变,向一定量Na2SO4、Na2CO3的混合溶液中滴加BaCl2溶液,当碳酸钡开始沉淀时,溶液中的减小
7.根据下表提供的数据,判断在等浓度的NaClO、NaHCO3混合溶液中,各种离子浓度关系正确的是( )
化学式 电离常数
HClO K=3×10-8
H2CO3 K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
A.c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-)
B.c(ClO-)>c(HCO)>c(H+)
C.c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)
D.c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)
8.已知:MOH和ROH中只有一种是强碱。常温下,浓度均为c0、体积均为V0的MOH和ROH两种溶液分别加水稀释至体积为V,溶液pH随lg的变化如图甲所示;当pH=b时,两曲线出现交点x,如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A.c0、V0均不能确定其数值大小
B.电离常数Kb(MOH)=1.1×10-4 mol·L-1
C.x点时两种溶液中水的电离程度相等
D.lg相同时,将两种溶液同时升高相同的温度,则增大
9.常温下,用0.1 mol·L-1的NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1的H3PO4溶液,溶液的pH与NaOH溶液体积的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.H3PO4溶液第一步滴定可用酚酞作指示剂
B.a点溶液中:c(H2PO)>c(H3PO4)>c(HPO)
C.a、b、c三点溶液中相等
D.b点溶液中:2c(Na+)=c(PO)+c(H2PO)+c(HPO)+c(H3PO4)
10.
水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中五点Kw间的关系:B>C>A=D=E
B.若从A点到D点,可采用在水中加入少量NaOH的方法
C.若从A点到C点,可采用温度不变,在水中加入适量H2SO4的方法
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.在一定温度下,弱碱(CH3NH2)在水溶液中的电离方程式为CH3NH2+H2O CH3NH+OH-,下列说法正确的是( )
A.电离平衡常数表达式K=
B.加入适量的CH3NH2溶液,电离常数K增大
C.加水稀释,c(OH-)减小,Kw不变
D.升高温度,c(CH3NH)增大
12.
常温下,相同pH的氢氧化钠和醋酸钠溶液加水稀释,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示,则下列叙述正确的是( )
A.b、c两点溶液的导电能力:b>c
B.用等浓度的盐酸分别与等体积的b、c处溶液恰好完全反应,消耗盐酸体积:Vb<Vc
C.c点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COOH)
D.a、b、c三点溶液中水的电离程度:a>c>b
13.25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol·L-1。该温度下,用0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液滴定10.00 mL 0.1 mol·L-1的MOH溶液,滴定过程中加入CH3COOH溶液的体积与溶液中lg的关系如图所示[V=0时,lg=-12]。下列叙述错误的是( )
A.MOH是一元弱碱
B.a点时V(CH3COOH)=10.00 mL
C.b点:c(M+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-)
D.25 ℃时,CH3COO-的水解平衡常数约为5.9×10-10mol·L-1
14.25 ℃时,将1.0 L w mol·L-1的CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,充分反应后向混合溶液中通(加)入HCl气体或NaOH固体。溶液pH随通(加)入HCl或NaOH的物质的量的变化如图所示。下列叙述正确的是( )
A.a、b、c对应的混合液中,水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a
B.c点溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)
C.加入NaOH过程中,减小
D.若忽略体积变化,则25 ℃时,CH3COOH的电离平衡常数K=×10-7 mol·L-1
15.已知NaCN溶液中CN-的水解平衡常数Kh=≈[c0(NaCN)是NaCN溶液的起始浓度]。25 ℃时,向c0 NaCN溶液中不断加水稀释,NaCN溶液浓度的对数值lgc0与2pOH[pOH=-lgc(OH-)]的关系如图。
下列说法不正确的是( )
A.其他条件不变,降低温度,可由b点变到a点
B.相同温度时,c点对应溶液中的pH大于a点
C.由图可知,25 ℃时,Kh(CN-)≈10-4.7
D.25 ℃时,向1 L lgc0=0的NaCN溶液中通入0.5 mol HCl气体,所得溶液中c(CN-)<c(HCN)
三、非选择题:本题包括5小题,共60分。
16.(12分)Ⅰ.常温下,0.1 mol·L-1 NaHB溶液中存在的离子有Na+、B2-、HB-、H+、OH-,存在的分子只有H2O,且c(H+)=0.01 mol·L-1,则:
(1)①写出酸H2B的电离方程式:______________________________________。
②常温下,0.1 mol·L-1 H2B溶液中c(H+)________0.11 mol·L-1(填“>”“<”或“=”)。简述理由________________________________________________________。
(2)t℃时,已知0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,现将0.2 mol·L-1的硫酸氢钠和等浓度的氢氧化钡溶液等体积混合,充分反应后溶液的pH=________。
Ⅱ.(3)①25 ℃时,部分物质的电离平衡常数如表所示。
弱酸化学式 CH3COOH H2C2O4 H2S
电离平衡常数/mol·L-1 1.8×10-5 K1=5.4×10-2 K2=5.4×10-5 K1=1.3×10-7 K2=7.1×10-15
下列微粒能大量共存的是________。
A.CH3COOH、C2O B.HC2O、S2-
C.CH3COOH、HS- D.HC2O、CH3COO-
②常温下,等物质的量浓度的CH3COONa、Na2C2O4、NaHS三种溶液的pH由小到大的顺序是__________________________。
17.(10分)物质在水中可能存在电离平衡、水解平衡和沉淀溶解平衡。请根据所学知识回答下列问题:
(1)0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液的pH约为4.0,请分析NaHSO3溶液显酸性的原因:________________________________________。
(2)实验室配制FeCl3溶液时,需将FeCl3溶解在较浓盐酸中,然后加水稀释,这样操作的目的是________________________。
(3)KCN溶液中存在水解平衡:CN-+H2O HCN+OH-,25 ℃时其平衡常数K=________。[已知:25 ℃时,Ka(HCN)=6.2×10-10 mol·L-1]
(4)已知:25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1,H2CO3的Ka1=4.5×10-7 mol·L-1、Ka2=4.7×10-11 mol·L-1。则NH4HCO3溶液的pH________(填“>”“<”或“=”)7。
(5)已知:离子的浓度小于1×10-5 mol·L-1,可认为该离子不存在;25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12 mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39 mol3·L-3。某地海水样品经Na2FeO4处理后,所含离子及其浓度如表所示(H+和OH-未列出)。
离子 SO Mg2+ Fe3+ Na+ Cl-
浓度/(mol·L-1) a 0.05 0.10 0.50 0.58
则a________(填“>”“<”或“=”)0.16。
18.(14分)(1)25 ℃ 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中滴入酚酞,溶液变为红色,原因是________________________________。(用离子方程式表示)
①向其中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸至过量,产生的现象是________________________,依次发生反应的离子方程式是____________________。
②若向该溶液中逐滴加入BaCl2溶液至过量,产生的现象是________________________,反应的离子方程式是________________________。
(2)在氢氧化镁的浊液中存在Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡。
①向其中加入FeCl3溶液,产生的现象是________________,反应的离子方程式是________________________________。
②已知常温下NH4Cl溶液的pH<7,原因是____________________________(用离子方程式表示)。向氢氧化镁的浊液中加入固体氯化铵或适量饱和氯化铵溶液发现浊液逐渐变澄清,甲同学认为NH4Cl溶液中的H+与OH-反应使溶解平衡右移致浊液变澄清;乙同学认为是NH与OH-反应生成NH3·H2O使溶解平衡右移致浊液变澄清;丙同学为了验证前两位同学谁的分析正确,用下列试剂代替NH4Cl做了相同的实验,他选择的试剂是________(填字母编号)。
A.NH4NO3溶液 B.CH3COONH4溶液
C.HNO3溶液 D.NH4HSO4溶液
则丙同学观察到的实验现象和结论可能是____________________________。
19.(12分)某同学为测定烧碱样品(含有少量NaCl杂质)中NaOH的质量分数,进行如下实验操作:
a.将洁净的酸式滴定管和碱式滴定管分别用待装(或待量取)的酸、碱溶液润洗2遍
b.用碱式滴定管量取25.00 mL烧碱溶液于锥形瓶中,滴入2滴酚酞溶液
c.在天平上准确称取烧碱样品10.0 g,在烧杯中用蒸馏水溶解
d.将浓度为1.000 mol·L-1的盐酸装入酸式滴定管中,将烧碱溶液装入碱式滴定管中,并分别调节液面,记下开始时的读数
e.在锥形瓶下垫一张白纸,然后开始滴定,边滴加边振荡,至滴定终点,记下读数
f.在250 mL的容量瓶中定容,配制成250 mL烧碱溶液请回答下列问题:
(1)正确的操作顺序是(填字母)________→________→________→d→b→________。
(2)下列仪器实验中不需要的是(填序号)________。
①托盘天平(带砝码,镊子) ②酸式滴定管 ③碱式滴定管 ④250 mL容量瓶 ⑤烧杯
⑥漏斗 ⑦锥形瓶 ⑧铁架台(带滴定管夹) ⑨药匙
实验中用到的除上述仪器外,还缺少的仪器有(填名称)________。
(3)滴定至终点,溶液由________色变为________色,且30秒内不恢复原来的颜色。
(4)重复四次的实验数据如下表所示:
实验序号 盐酸/mol·L-1 滴定完成时消耗盐酸的体积/mL 待测烧碱溶液的体积/mL
1 1.000 19.96 25.00
2 1.000 19.00 25.00
3 1.000 20.04 25.00
4 1.000 20.00 25.00
根据以上数据,待测烧碱溶液中NaOH的物质的量浓度是________mol·L-1,该样品中NaOH的质量分数是________(精确到0.01%)。
(5)下列操作可能会造成上述实验结果偏高的是________。
A.f操作中,定容时俯视 B.滴定终点读数时仰视
C.使用前碱式滴定管未用待装液润洗 D.锥形瓶水洗后未干燥就直接盛待测溶液
20.(12分)铁、铝是重要的金属材料,铁、铝及其化合物有非常重要的用途。
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
①配制氯化铁溶液,先将FeCl3固体溶于较浓盐酸,再用蒸馏水稀释到所需浓度
②FeCl2只能通过置换反应生成,FeCl3只能通过化合反应生成
③利用氯水和KSCN溶液可以检验Fe3+中有无Fe2+
④加热蒸干Fe2(SO4)3溶液获得Fe2(SO4)3固体
⑤由于金属铝性质稳定,所以Al在空气中能稳定存在
(2)高铁酸钾(K2FeO4)是一种高效多功能水处理剂。其作用原理为________________
________________________________________________________________________。
(3)以铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)为原料制备铝的一种工艺流程如下:
①滤渣主要成分为________________。
②在实验室灼烧操作应选择的主要实验仪器为________________。
③反应Ⅱ中,加入NaHCO3一段时间才有沉淀生成,写出加入少量NaHCO3时发生反应的离子方程式:______________________________________________________________。
(4)已知25 ℃时Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20 mol3·L-3,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38 mol4·L-4,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33 mol4·L-4。
①在25 ℃下,向浓度均为0.1 mol·L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成________________沉淀(填化学式)。
②溶液中某离子物质的量浓度小于等于1.0×10-5 mol·L-1时,可认为该离子已沉淀完全。现向一定浓度的AlCl3和FeCl3的混合溶液中逐滴加入氨水,当Fe3+完全沉淀时,测得c(Al3+)=0.2 mol·L-1。此时所得沉淀中________(填“含有”或“不含”)Al(OH)3。
第3章章末质量检测卷
1.答案:A
解析:①苏打水为碳酸钠溶液,CO水解,其溶液呈碱性;②根据生活经验可知,鲜橙汁呈酸性;③食醋主要成分为醋酸,呈酸性;④肥皂液中溶质为高级脂肪酸盐,其溶液呈碱性。根据分析可知,呈酸性的为②③。
2.答案:D
解析:水在不同温度下的离子积常数不同,Kw(25 ℃)=1.0×10-14
3.答案:D
解析:HCl+H2O H3O++Cl-将“ ”改为“===”后是HCl的电离方程式,故①符合题意;AlCl3的水解是微弱的,应用“ ”表示,而不是“===”,水解方程式不正确,故②符合题意;多元弱酸根离子的水解分步进行,因此Na2CO3+2H2O H2CO3+2NaOH水解方程式不正确,故③符合题意;碳酸氢钠溶液:HCO+H2O CO+H3O+属于HCO的电离方程式,故④符合题意,NH4Cl溶于D2O中,NH和D2O电离出的OD-结合,水解生成NH3·HDO和D+,正确的水解方程式为NH+D2O NH3·HDO+D+,故⑤符合题意。
4.答案:D
解析:①NaA溶液的pH>7,说明NaA是强碱弱酸盐,则HA为弱酸,为弱电解质,故正确;②用HA溶液做导电性实验时灯泡很暗,说明该溶液中离子浓度较小,但是不能说明HA部分电离,则不能证明为弱电解质,故错误;③加水稀释过程中HA又发生电离,为弱电解质,故正确;④溶解度强弱与电解质强弱无关,不能说明HA是弱电解质,故错误;⑤HA酸性比碳酸强,但是碳酸也是弱酸,所以不能证明HA部分电离,由此不能得出HA为弱电解质,故错误。
5.答案:D
解析:铝离子、铁离子水解分别生成氢氧化铝、氧氧化铁胶体,二者具有吸附作用,可以净水,故A不符合题意;碳酸根离子水解显碱性,加热促进水解,油脂在碱性溶液中水解形成溶于水的物质,易于除去,故B不符合题意;铁离子水解显酸性,加入少量盐酸抑制铁离子水解,故C不符合题意;加入硫酸铜溶液会和锌反应生成铜,在电解质溶液中形成原电池,加快反应速率,和盐类水解无关,故D符合题意。
6.答案:C
解析:根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),故A错误;pH均为3的H2SO4溶液和(NH4)2SO4溶液中由水电离出的c(H+)分别为1×10-11 mol·L-1、1×10-3 mol·L-1,则(1×10-11)∶(1×10-3)=1∶(1×108),故B错误;向0.1 mol·L-1醋酸中加入少量水,促进醋酸的电离,所以醋酸分子的物质的量减少,氢离子的物质的量增加,所以溶液中增大,故C正确;将的分子和分母同乘以钡离子的浓度为,而溶度积只与温度有关,温度不变,比值不变,故D错误。
7.答案:A
解析:根据“越弱越水解”的规律,HCO的水解程度小于ClO-的水解程度,溶液中离子浓度大小为c(HCO)>c(ClO-)>c(OH-),A正确,B错误;依据溶液中的物料守恒得c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO)+c(H2CO3)+c(CO),C错误;根据溶液中存在电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+c(ClO-)+c(OH-)+2c(CO),D错误。
8.答案:C
解析:MOH和ROH中只有一种是强碱,常温下浓度均为c0的MOH溶液和ROH溶液的pH分别为12、13,则ROH为强碱,则c0=0.1 mol·L-1,A项错误;由上述分析可知,MOH的浓度为0.1 mol·L-1,电离常数Kb(MOH)= mol·L-1=1.1×10-3mol·L-1,B项错误;x点时两种溶液的pH相等,二者都呈碱性,都抑制水的电离,所以二者中水的电离程度相等,C项正确;升高温度促进MOH电离,ROH的电离不受影响,所以lg相同时,升高温度c(R+)不变、c(M+)增大,则减小,D项错误。
9.答案:C
解析:H3PO4溶液第一步滴定生成NaH2PO4,溶液呈酸性,可选用甲基橙作指示剂,而酚酞的变色范围是8.2~10,故A项错误;a点溶液为NaH2PO4溶液,NaH2PO4在水溶液中,电离大于水解,a点溶液中:c(H2PO)>c(HPO)>c(H3PO4),故B项错误;温度相同,同一反应的平衡常数相同,即HPO的水解平衡常数在a、b、c三点溶液中相等,故C项正确;b点溶液是Na2HPO4溶液,由物料守恒可知,c(Na+)=2[c(PO)+c(H2PO)+c(HPO)+c(H3PO4)],故D项错误。
10.答案:A
解析:A、D、E都处于25 ℃,Kw相等,B点的c(H+)和c(OH-)都大于C点,并且C点的c(H+)和c(OH-)大于A点的c(H+)和c(OH-),c(H+)和c(OH-)越大,Kw越大,故Kw的关系为B>C>A=D=E,A正确;加入NaOH,溶液中c(OH-)增大,不符合题图变化,B错误;若从A点到C点。c(H+)变大,c(OH-)变大,Kw增大,温度应升高,浓度变化不影响Kw,C错误;若处在B点时,Kw=1×10-12,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2mol·L-1,pH=12的KOH中c(OH-)=1 mol·L-1,等体积混合,碱过量,溶液显碱性,D错误。
11.答案:CD
解析:由CH3NH2在水溶液中的电离方程式可知,电离平衡常数表达式K=,故A错误;K只与温度有关,与溶液的浓度无关,所以加入适量的CH3NH2溶液,电离常数K不变,故B错误;加水促进弱碱的电离,但n(OH-)增大的程度没有溶液体积增大的程度大,所以c(OH-)减小,Kw只与温度有关,温度不变,Kw不变,故C正确;弱碱的电离为吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,c(CH3NH)增大,故D正确。
12.答案:BD
解析:常温下pH相同的NaOH和CH3COONa溶液稀释相同的倍数,pH变化较大的是NaOH,根据题意可知,Ⅰ表示CH3COONa溶液的稀释曲线,Ⅱ表示NaOH溶液的稀释曲线,b、c两点溶液pH相等,所以两种溶液中离子浓度相等,溶液导电能力相同,故A错误;相同体积、相同pH的NaOH、CH3COONa溶液中n(NaOH)c,b点溶液的溶质是NaOH,抑制水的电离,所以水的电离程度:a>c>b,故D正确。
13.答案:D
解析:开始时lg=-12,结合溶液中c(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2,可知c(OH-)=0.1 mol·L-1,与MOH溶液的浓度相等,则MOH为一元强碱,故A项错误;a点对应的lg=0,即c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,由于醋酸是弱酸,当与等体积等浓度的一元强碱反应时溶液呈碱性,所以当溶液呈中性时,加入醋酸溶液的体积大于10.00 mL,故B项错误;b点溶液中,溶质为等物质的量浓度的CH3COOH和CH3COOM,由图可知溶液显酸性,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,正确的关系为c(CH3COO-)>c(M+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-),故C项正确;25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol·L-1,Kw=1.0×10-14 mol2·L-2,所以CH3COO-的水解平衡常数Kh== mol·L-1≈5.9×10-10 mol·L-1,故D项正确。
14.答案:AD
解析:1.0 L w mol·L-1CH3COOH溶液与0.1 mol NaOH固体混合,混合后溶液的pH<5,显酸性,说明醋酸过量,溶液中溶质为CH3COOH和CH3COONa;加盐酸时,CH3COONa与盐酸反应生成CH3COOH;加NaOH时,NaOH与CH3COOH反应生成CH3COONa;酸中c(H+)或碱中c(OH-)越大,水的电离程度越小,a、b、c三点溶液中酸性依次减弱,溶液中c(H+)依次减小,水的电离程度增大,所以水的电离程度由大到小的顺序是c>b>a,故A正确;c点pH=7,则c(H+)=c(OH-),溶液中电荷守恒为:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),故B错误;加入NaOH过程中,c(Na+)和c(OH-)增大,c(Na+)的增大大于c(CH3COO-)的增大,所以加入NaOH过程中,增大,故C错误;pH=7时,c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,根据电荷守恒得c(Na+)=c(CH3COO-)=0.2 mol·L-1,混合溶液中c(CH3COOH)=(w-0.2) mol·L-1,Ka==,故D正确。
15.答案:A
解析:其他条件不变,降低温度,CN-的水解平衡向左移动,溶液中OH-浓度减小,溶液碱性减弱,不会由b点变到a点,A错误;pOH=-lgc(OH-),c点的2pOH小于a点2pOH,则c点对应溶液中的c(OH-)大于a点,c点对应溶液中的pH大于a点,B正确;a点坐标(-1,5.7),即lgc0=-1,2pOH=5.7,即c0=0.1 mol/L,c(OH-)=10-2.85 mol·L-1,则Kh(CN-)≈==10-4.7,C正确;向1 L lgc0=0的NaCN溶液中通入0.5 mol HCl气体,NaCN物质的量为1 L×1 mol·L-1=1 mol,和0.5 mol HCl反应所得溶液中含有等浓度的NaCN和HCN,Ka(HCN)==10-9.3,则CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液显碱性,所得溶液中c(CN-)<c(HCN),D正确。
16.答案:(1)①H2B===H++HB-、HB- H++B2- ②< H2B第一步电离产生的H+抑制第二步电离
(2)12
(3)①A ②Na2C2O4<CH3COONa<NaHS
解析:(1)①由于溶液中不存在H2B,说明H2B的第一步电离是完全电离的,0.1 mol·L-1 NaHB溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,说明H2B的第二步电离不完全,所以电离方程式为H2B===H++HB-、HB- H++B2-。②常温下,0.1 mol·L-1 NaHB溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,0.1 mol·L-1 H2B溶液中H2B完全电离产生0.1 mol·L-1的HB-和0.1 mol·L-1的H+,而H2B第一步电离产生的H+抑制第二步电离,所以H2B溶液中c(H+)<0.11 mol·L-1。(2)t℃时,0.1 mol·L-1 HCl溶液中c(OH-)=1×10-12 mol·L-1,所以此温度下Kw=1.0×10-13 mol2·L-2,0.2 mol·L-1的硫酸氢钠溶液中c(H+)=0.2 mol·L-1,等浓度的氢氧化钡溶液中c(OH-)=0.4 mol·L-1,两者混合后碱过量,溶液显碱性,所以混合后溶液中的c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,溶液中的c(H+)=mol·L-1=10-12 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=12。
(3)①根据电离平衡常数Ka(H2C2O4)>Ka(HC2O)>Ka(CH3COOH)>Ka(H2S)>Ka(HS-)可知,酸性:H2C2O4>HC2O>CH3COOH>H2S>HS-。A顶,CH3COOH和C2O不反应,所以能大量共存;B项,HC2O和S2-反应生成C2O和H2S而不能大量共存;C项,CH3COOH和HS-反应生成CH3COO-和H2S而不能大量共存;D项,HC2O和CH3COO-反应生成C2O和CH3COOH而不能大量共存;故选A。②由①可知酸性:H2C2O4>HC2O>CH3COOH>H2S>HS-,则水解程度:HC2O17.答案:(1)HSO的电离程度大于其水解程度
(2)抑制FeCl3水解
(3)1.6×10-5 mol·L-1
(4)> (5)>
解析:(1)NaHSO3溶液中存在电离平衡和水解平衡:HSO H++SO、HSO+H2O H2SO3+OH-,0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液的pH约为4.0,溶液显酸性的原因是HSO的电离程度大于其水解程度。(2)氯化铁直接溶于水会发生水解,且水解使溶液显酸性,将氯化铁固体溶解在浓盐酸中,然后加水稀释,能抑制氯化铁水解。(3)KCN溶液中存在水解平衡:CN-+H2O HCN+OH-,25 ℃时其平衡常数K==×==mol·L-1=1.6×10-5 mol·L-1。(4)25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5 mol·L-1,H2CO3的Ka1=4.5×10-7 mol·L-1、Ka2=4.7×10-11 mol·L-1,Kb>Ka1>Ka2,则NH、HCO、CO的水解程度:CO>HCO>NH,则NH4HCO3溶液显碱性,溶液的pH>7。(5)由Ksp[Mg(OH)2]、Ksp[Fe(OH)3]可知,Mg2+完全沉淀时c(OH-)=7.5×10-3 mol·L-1,Fe3+完全沉淀时c(OH-)=5.3×10-12 mol·L-1,由表中Mg2+、Fe3+的浓度可知,该溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),由电荷守恒可知,2c(SO)+c(Cl-)+c(OH-)=2c(Mg2+)+3c(Fe3+)+c(Na+)+c(H+),即2a+0.58+c(OH-)=2×0.05+3×0.10+0.50+c(H+),2a=0.32+c(H+)-c(OH-),由于c(H+)>c(OH-),所以a>0.16。
18.答案:(1)CO+H2O HCO+OH-(若写了HCO+H2O H2CO3+OH-也正确) ①溶液红色逐渐变浅直至消失且有无色气泡冒出 CO+H+===HCO、HCO+H+===CO2↑+H2O(写总反应不给分) ②溶液红色逐渐变浅直至消失且有白色沉淀生成 CO+Ba2+===BaCO3↓
(2)①白色沉淀变为红褐色沉淀 2Fe3++3Mg(OH)2 2Fe(OH)3+3Mg2+或2Fe3+(aq)+3Mg(OH)2(s) 2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq) ②NH+H2O NH3·H2O+H+ B 若沉淀不溶解则甲正确,若沉淀溶解则乙正确
解析:(1)碳酸钠溶液中碳酸根离子水解:CO+H2O HCO+OH-,导致溶液呈碱性,滴入酚酞,溶液变为红色。①向碳酸钠溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的盐酸至过量,依次发生反应的离子方程式是CO+H+===HCO、HCO+H+===CO2↑+H2O,盐酸过量,使溶液显酸性,因此产生的现象为溶液红色逐渐变浅直至消失且有无色气泡冒出。②若向该溶液中逐滴加入BaCl2溶液至过量,由于发生反应CO+Ba2+===BaCO3↓,导致碳酸根离子的水解平衡CO+H2O HCO+OH-逆向移动,c(OH-)减小,因此产生的现象是溶液红色逐渐变浅直至消失且有白色沉淀生成。(2)①在氢氧化镁的浊液中存在Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)平衡,向其中加入FeCl3溶液,Fe3+结合OH-生成Fe(OH)3红褐色沉淀,导致平衡Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq)正向移动,产生的现象是白色沉淀变为红褐色沉淀,反应的离子方程式是2Fe3++3Mg(OH)2 2Fe(OH)3+3Mg2+或2Fe3+(aq)+3Mg(OH)2(s) 2Fe(OH)3(s)+3Mg2+(aq)。②NH4Cl溶液中NH发生水解:NH+H2O NH3·H2O+H+,则常温下NH4Cl溶液的pH<7;NH4HSO4溶液、HNO3溶液呈酸性,而NH4NO3溶液与NH4Cl溶液相似,醋酸铵溶液呈中性,将醋酸铵溶液滴入Mg(OH)2的浊液中,如果氢氧化镁沉淀不溶解,则甲同学的解释正确;如果氢氧化镁沉淀溶解,则乙同学的解释正确。
19.答案:(1)c f a e (2)⑥玻璃棒、胶头滴管
(3)浅红 无 (4)0.800 0 80.00% (5)AB
解析:(1)根据先配制溶液然后进行滴定的排序,正确的操作顺序为称量→溶解→定容→取液→滴定.所以操作步骤的顺序为c→f→a→d→b→e。(2)由实验的操作步骤可知,实验中用到的仪器有托盘天平(带砝码,镊子)、药匙、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、250 mL容量瓶、酸式滴定管、碱式滴定管、铁架台(带滴定管夹)、锥形瓶,则用不到的仪器为漏斗,还缺少的仪器为玻璃棒、胶头滴管。(3)滴定至终点时,实验现象为滴入最后一滴盐酸,溶液由浅红色变为无色,且30秒内不恢复原来的颜色。(4)分析表中数据知,实验2所用盐酸体积偏差较大,应舍弃,则滴定所用盐酸的体积为=20.00 mL,由滴定终点时盐酸和烧碱恰好完全反应可得c(NaOH)×0.025 00 L=1.000 mol·L-1×0.020 00 L,解得c(NaOH)=0.800 0 mol·L-1,10.0 g样品中NaOH的物质的量是0.800 0 mol·L-1×0.025 00 L×=0.200 0 mol,则样品中NaOH的质量分数是×100%=80.00%。(5)A项,定容时俯视液面,会导致溶液体积偏小,配制的溶液浓度偏大,消耗盐酸的体积偏大,所测结果偏高,正确;B项,滴定终点读数时仰视,会导致计算出的消耗盐酸的体积偏大,所测结果偏高,正确;C项,使用前碱式滴定管未用待装液润洗。会导致氢氧化钠的物质的量偏小,消耗盐酸的体积偏小,所测结果偏低,错误;D项,稀释前后溶质的物质的量不变,锥形瓶水洗后未干燥就直接盛待测溶液,对氢氧化钠的物质的量无影响,对消耗盐酸的体积无影响,对所测结果无影响,错误。
20.答案:(1)①④
(2)K2FeO4中+6价铁具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时FeO被还原成Fe3+,Fe3+水解形成的Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮杂质,起到净水作用
(3)①Fe2O3 ②坩埚 ③HCO+OH-===H2O+CO
(4)①Al(OH)3 ②不含
解析:(1)①配制氯化铁溶液时,先将FeCl3固体溶于较浓盐酸,防止三价铁离子水解,再用蒸馏水稀释到所需浓度,正确;②FeCl2可以通过置换反应生成,也可以通过化合反应生成,如铁与FeCl3反应生成FeCl2,FeCl3除通过化合反应生成,还可以通过复分解反应生成,如Fe2(SO4)3与BaCl2反应生成FeCl3,错误;③Fe3+能与KSCN反应使溶液变为血红色,所以不能利用氯水和KSCN溶液检验Fe3+中有无Fe2+,错误;④Fe2(SO4)3水解得到的硫酸是难挥发性酸,故加热蒸干Fe2(SO4)3溶液得到Fe2(SO4)3固体,正确;⑤Al的性质活泼,在空气中易与O2反应,错误。(2)高铁酸钾能作为高效多功能水处理剂的原因为K2FeO4中+6价铁具有强氧化性,能够消毒杀菌;同时FeO被还原成Fe3+,Fe3+水解形成的Fe(OH)3胶体能够吸附水中悬浮杂质,起到净水作用。(3)①铝土矿(主要成分为Al2O3、Fe2O3和SiO2)中Fe2O3不溶于氢氧化钠溶液,所以滤渣主要成分为Fe2O3;②灼烧操作应选择的主要实验仪器是坩埚;③由题可知在溶解铝土矿时加入了过量的氢氧化钠溶液,加入的NaHCO3先与未反应完全的氢氧根离子反应,离子方程式为HCO+OH-===H2O+CO。(4)①根据25 ℃时,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20 mol3·L-3,Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33 mol4·L-4,向浓度均为0.1 mol·L-1的AlCl3和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,开始生成Al(OH)3沉淀时所需c(OH-)== mol·L-1,同理开始生成Cu(OH)2沉淀时所需c(OH-)= mol·L-1,由于 mol·L-1< mol·L-1,故滴加相同浓度的氨水,Al(OH)3先析出;②由题给信息可知Fe3+完全沉淀时c(Fe3+)=1.0×10-5 mol·L-1,c3(OH-)== mol3·L-3=4.0×10-33 mol3·L-3,则Q[Al(OH)3]=c(Al3+)·c3(OH-)=0.2 mol·L-1×4.0×10-33 mol3·L-3=8×10-34 mol4·L-4<Ksp[Al(OH)3]=1.1×10-33 mol4·L-4,所以没有生成Al(OH)3沉淀。
2第2课时 离子反应的应用
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1物质检验与含量测定
1.忽略水的电离,某未知溶液中只可能含有Cl-、CO、Na+、SO、Al3+中的几种,将该溶液滴在蓝色石蕊试纸上,试纸变红。取少量该溶液,滴加硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成;取上层清液滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀。下列判断正确的是( )
A.一定有Cl- B.一定有SO
C.一定没有Al3+ D.一定有Na+
2.某同学为检验溶液中是否含有常见的四种无机离子(SO、NH、Cl-、Fe3+),进行了如图所示的实验操作。其中检验过程中产生的气体能使红色石蕊试纸变蓝。由该实验能得到的正确结论是( )
A.原溶液中一定含有SO
B.原溶液中一定含有NH
C.原溶液中一定含有Cl-
D.原溶液中一定含有Fe3+
3.已知c(NH4Cl)<0.1 mol·L-1时,溶液的pH>5.1,现用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.05 mol·L-1氨水,用甲基橙作指示剂,达到终点时所用盐酸的量是( )
A.10 mL B.5 mL
C.大于10 mL D.小于5 mL
4.下列关于离子检验的说法不正确的是( )
A.取某盐溶液加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该溶液中含有NH
B.取某溶液滴加KSCN溶液,无明显现象,滴加氯水,溶液变为血红色,该溶液中含有Fe2+
C.取某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液中一定含有SO
D.取某无色溶液通入Cl2,再加入CCl4,振荡,静置,下层呈紫色,该溶液中一定含有I-
5.用10.00 mL 0.50 mol·L-1 NaOH标准液,将未知浓度的20.00 mL盐酸恰好滴定至终点,下列说法正确的是( )
A.若滴定完毕,滴定管尖嘴悬有一滴液体,则所测的盐酸浓度偏大
B.用量筒量取上述盐酸
C.若选用酚酞作指示剂,终点时,液体恰好褪色
D.盐酸的浓度为1.00 mol·L-1
6.某校学生配制标准浓度的NaOH溶液来测定未知浓度的盐酸,下列有关操作和说法正确的是( )
A.用图甲所示装置准确称得2.21 g NaOH固体
B.用图乙所示操作转移NaOH溶液到容量瓶中
C.用图丙所示操作排除碱式滴定管中的气泡
D.用图丁所示装置以NaOH标准液滴定未知浓度盐酸
7.下列说法正确的是( )
A.中和滴定实验中,锥形瓶先用水洗后,再用待测液润洗
B.实验过程中若皮肤不慎沾上少量酸液,应先用抹布擦干,再用大量水冲洗,最后涂上硼酸溶液
C.用分液漏斗分液时要经过振荡、放气、静置后,将下层液体先从下口放出,关闭旋塞,再从上口倒出上层液体
D.在中和反应反应热测定实验中,盐酸和NaOH溶液的总质量为m g,反应前后体系温度变化为t℃,反应液的比热容为c J·g-1·℃-1,则生成1 mol水放出的热量为c×m×t×10-3 kJ
8.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作不会引起实验误差的是( )
A.用蒸馏水洗净滴定管后,装入标准盐酸进行滴定
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,而后装入一定体积的NaOH溶液进行滴定
C.用碱式滴定管取10.00 mL NaOH溶液放入用蒸馏水洗净的锥形瓶中,再加入适量蒸馏水进行滴定
D.用25 mL碱式滴定管取NaOH溶液,起始时读数为15.00 mL,到滴定终点时NaOH溶液恰好全部放出
知识点2物质的制备和转化 生活中的离子反应
9.过滤后的食盐水中仍含有可溶性的CaCl2、MgCl2、Na2SO4等杂质。通过如下几个实验步骤,可制得纯净的食盐水:①加入稍过量的Na2CO3溶液;②加入稍过量的NaOH溶液;③加入稍过量的BaCl2溶液;④滴入适量稀盐酸;⑤过滤。正确的操作顺序是( )
A.②③①④⑤ B.①②③⑤④
C.③②①⑤④ D.③②①④⑤
10.工业上向锅炉中注入Na2CO3溶液,在浸泡过程中将水垢中的CaSO4转化为CaCO3,再用盐酸除去。下列叙述错误的是( )
A.温度升高,Na2CO3溶液中水的Kw和c(OH-)均会增大
B.题述过程中沉淀转化的离子方程式为CO+CaSO4===CaCO3+SO
C.在盐酸中,CaCO3能溶解而CaSO4不能溶解
D.Na2CO3溶液中通入CO2后,溶液中阴离子浓度均减小
11.下列各组物质中,利用括号内的试剂及物质间的相互反应不能鉴别的一组是( )
A.Ba(OH)2、KSCN、NaCl、Mg(NO3)2(FeCl3溶液)
B.NaNO3、NaHCO3、(NH4)2SO3、Na2SiO3(H2SO4溶液)
C.NH4Br、K2CO3、NaI、CaCl2(AgNO3溶液)
D.(NH4)3PO4、NaBr、CuSO4、AlCl3(KOH溶液)
12.某溶液中可能含有下列5种离子中的若干种:Na+、NH、Mg2+、Al3+、Cl-。为确认该溶液组成进行如下实验:①取20.0 mL该溶液,加入25.0 mL 4.00 mol·L-1的NaOH溶液,有白色沉淀生成,但无刺激性气味的气体生成,过滤、洗涤、干燥,得沉淀1.16 g,再将滤液稀释至100 mL,测得滤液中c(OH-)为0.20 mol·L-1;②另取20.0 mL该溶液,加入足量的AgNO3溶液,生成白色沉淀11.48 g。由此可得出关于原溶液组成的正确结论是( )
A.一定含有Mg2+、Al3+、Cl-,不含Na+、NH
B.一定含有Na+、Mg2+、Cl-,不含NH,可能含有Al3+
C.c(Cl-)为4.00 mol·L-1,c(Al3+)为1.00 mol·L-1
D.c(Mg2+)为1.00 mol·L-1,c(Na+)为0.50 mol·L-1
13.(双选)下列各步制取物质的方法,最终无法达到目的的是( )
A.AlAl2O3Al(NO3)3晶体
B.CuCuOCuSO4溶液CuSO4·5H2O
C.FeFeCl3Fe(OH)3Fe2O3
D.FeSO4溶液FeSFeS
14.下列各反应都是生活中常见的离子反应,其离子方程式书写正确的是( )
A.向沸水中滴加FeCl3溶液制备Fe(OH)3胶体:
Fe3++3H2OFe(OH)3↓+3H+
B.用小苏打治疗胃酸过多症:HCO+H+===H2O+CO2↑
C.实验室用浓盐酸与MnO2反应制Cl2:MnO2+2H++2Cl-Cl2↑+Mn2++H2O
D.用FeCl3溶液腐蚀铜制印刷电路板:Fe3++Cu===Fe2++Cu2+
15.“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。下列化学反应符合“绿色化学”理念的是( )
A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
B.制CuSO4:2Cu+O22CuO;CuO+H2SO4(稀)===CuSO4+H2O
C.制Cu(NO3)2:Cu+4HNO3(浓)===Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
D.制Cu(NO3)2:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
16.2020年全球爆发的新型冠状病毒肺炎威胁着人们的健康。乙醚、75%酒精、含氯的消毒剂都可以有效地灭活病毒。世界卫生组织将二氧化氯列为A级高效安全灭菌消毒剂。
(1)二氧化氯可由KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应制得。请写出反应的离子方程式________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)某无色溶液只含有下列8种离子中的某几种:Na+、H+、Mg2+、Ag+、Cl-、OH-、HCO、NO。
已知该溶液可与Al2O3反应,则:
①若该溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,则原溶液中一定含有 ,一定不会含有大量的 。
②若该溶液与Al2O3反应后有[Al(OH)4]-生成,则原溶液中一定含有 ,可能含有大量的 。
③写出该溶液与Al2O3反应生成[Al(OH)4]-的离子方程式____________________
________________________________________________________________________。
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.某溶液中含有大量的K+、Cl-及X与Y两种离子,现向该溶液加入W试剂,根据实验现象得到的关于X、Y离子的推断能成立的是( )
选项 W试剂 实验现象 X、Y离子的推测
A 淀粉KI溶液 溶液变蓝 Fe3+、SO
B 用pH试纸检测 pH=7(常温) CH3COO-、Na+
C 硝酸酸化的AgNO3溶液 白色沉淀 CO、NH
D 过量NaOH溶液 无明显现象 Al3+、Mg2+
2.如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线,下列叙述正确的是( )
A.盐酸的物质的量浓度为1 mol·L-1
B.P点时恰好完全反应,溶液呈中性
C.曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线
D.酚酞不能用作本实验的指示剂
3.一杯澄清透明的溶液中,已知各离子的浓度均为0.1 mol·L-1,体积为1 L。可能含有的离子:阳离子为K+、Fe2+、Ba2+、NH,阴离子为Cl-、NO、CO、SO。向该混合液中加足量稀盐酸,有无色气体生成,且阴离子的种类不变。下列对该溶液的叙述错误的是( )
A.该溶液一定含有Fe2+、NO、Cl-
B.该溶液一定不含K+、NH
C.该溶液一定不含CO、Ba2+
D.该溶液可能含有SO
4.已知常温时CH3COOH的电离平衡常数为K。该温度下向20 mL 0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中错误的是( )
A.a点表示的溶液中c平(CH3COO-)略小于10-3 mol·L-1
B.b点表示的溶液中c平(CH3COO-)>c平(Na+)
C.c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全
D.b、d点表示的溶液中均等于K
5.某溶液中可能含有Na+、NH、Ba2+、SO、I-、S2-。分别取样:①用pH计测试,溶液显弱酸性;②加氯水和淀粉无明显现象。为确定该溶液的组成,还需检验的离子是( )
A.Na+ B.SO
C.Ba2+ D.NH
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.下列有关水处理的离子方程式不正确的是( )
A.沉淀法:加入Na2S处理含Hg2+废水,Hg2++Na2S===HgS↓+2Na+
B.中和法:加入生石灰处理酸性废水,H++OH-===H2O
C.氧化法:加入次氯酸处理氨氮废水,2NH+3HClO===N2↑+3H2O+5H++3Cl-
D.混凝法:加入明矾[K2SO4·Al2(SO4)3·24H2O]使水中的悬浮颗粒发生凝聚,
Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
7.已知:SO+I2+H2O===SO+2I-+2H+。某无色溶液中可能含有Na+、NH、Fe2+、K+、I-、SO、SO,且所有离子物质的量浓度相等。向该溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是( )
A.肯定不含I-
B.肯定含有SO
C.肯定没有SO
D.肯定含有NH
8.用已知浓度的NaOH溶液测定某H2SO4溶液的浓度,从下表中选出正确选项( )
序号 锥形瓶中溶液 滴定管中溶液 选用指示剂 选用滴定管
① 碱 酸 石蕊 甲
② 酸 碱 酚酞 甲
③ 碱 酸 甲基橙 甲
④ 酸 碱 酚酞 乙
A.①② B.②③
C.③④ D.②④
9.用盐酸标准液滴定未知浓度的NaOH溶液,下列各操作错误的是( )
A.滴定前酸式滴定管需用盐酸标准液润洗
B.用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定
C.往盛有20.00 mL NaOH溶液的锥形瓶中滴入几滴甲基橙指示剂后进行滴定
D.用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液
三、非选择题
10.硫代硫酸钠(Na2S2O3)又称大苏打,可用作定影剂、还原剂。现有某种硫代硫酸钠样品,为了测定该样品纯度,某兴趣小组设计如下实验方案,回答下列问题:
(1)溶液配制:称取10.0 g该硫代硫酸钠样品,用 (填“新煮沸并冷却的蒸馏水”或“自来水”)在烧杯中完全溶解后冷却至室温,再用玻璃棒引流将溶液全部转移至100 mL的容量瓶中,加蒸馏水至离容量瓶刻度线1~2 cm处,改用 定容,定容时,视线与凹液面相切。
(2)滴定:取0.10 mol·L-1的K2Cr2O7(硫酸酸化)标准溶液20.00 mL,加入过量KI,发生反应:Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O。然后加入淀粉溶液作指示剂,用硫代硫酸钠样品溶液滴定至终点,发生反应:I2+2S2O===S4O+2I-,重复实验,平均消耗Na2S2O3样品溶液的体积为20.00 mL。
①取用硫酸酸化的K2Cr2O7标准溶液可选用的仪器是 (填“甲”或“乙”)。
②滴定终点时溶液的颜色变化是
________________________________________________________________________。
(3)样品纯度的计算:
①根据上述有关数据,该样品中Na2S2O3的质量分数为 。
②下列操作可能使测量结果偏低的是 (填字母)。
A.盛装硫代硫酸钠样品溶液的滴定管没有润洗
B.锥形瓶中残留少量水
C.读数时滴定前仰视,滴定后俯视
学科素养升级练进阶训练第三层
1.(双选)铁红是一种广泛使用的红色颜料,其主要成分是Fe2O3。其可以用于油漆、油墨、橡胶等工业中,可作为催化剂,玻璃、宝石、金属的抛光剂,可用作炼铁原料。如图是某学生设计的探究铁及其化合物的某些化学性质的流程图。下列有关叙述正确的是( )
A.反应①的离子方程式为Fe2O3+6H+===2Fe3++3H2O
B.检验乙溶液中的金属阳离子可用KSCN溶液
C.反应③可制得一种红褐色的胶体
D.物质丙在空气中最终会变为红褐色
2.室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg 5=0.7。下列说法不正确的是( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH)=30.00 mL时,pH=12.3
3.
H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是( )
A.该滴定可用甲基橙作指示剂
B.Na2S2O3是该反应的还原剂
C.该滴定可选用如图所示装置
D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为4 mol
4.Ⅰ.图甲是用0.100 0 mol·L-1的盐酸滴定某未知浓度的NaOH溶液的示意图,图乙是某次滴定前后盛放盐酸的滴定管中液面的位置。
实验编号 待测NaOH溶液的体积/mL 滴定前盐酸的读数/mL 滴定后盐酸的读数/mL
1 20.00 1.20 23.22
2 20.00 1.21 29.21
3 20.00 1.50 23.48
请回答下列问题:
(1)仪器A的名称是 。
(2)图乙中盐酸的体积读数:滴定前读数为 ,滴定后读数为 。
(3)某实验小组同学三次实验的实验数据如上表所示。根据表中数据计算出待测NaOH溶液的浓度是 mol·L-1(保留四位有效数字)。
(4)对下列几种假定情况进行讨论:
①取待测溶液的滴定管,放液前滴定管尖端有气泡,放液后气泡消失,对测定结果的影响是 (填“无影响”“偏高”或“偏低”,下同)。
②滴定前锥形瓶未用待测液润洗,对测定结果的影响是 。
Ⅱ.氧化还原滴定与酸碱中和滴定类似,原理是用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之。现用0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的Na2SO3溶液,反应的离子方程式是2MnO+5SO+6H+===2Mn2++5SO+3H2O。请回答下列问题:
(5)该滴定实验所需仪器有 (填序号)。
A.酸式滴定管(50 mL)
B.碱式滴定管(50 mL)
C.量筒(10 mL) D.锥形瓶
E.铁架台 F.滴定管夹
G.烧杯 H.胶头滴管
I.漏斗
(6)实验时,应用 (填“酸式”或“碱式”,下同)滴定管量取酸性高锰酸钾溶液,应用 滴定管量取亚硫酸钠溶液。
(7)该实验 (填“需要”或“不需要”)加入指示剂,原因是 。滴定达到终点的标志是 。
第2课时 离子反应的应用
必备知识基础练
1.答案:B
解析:蓝色石蕊试纸变红,说明溶液显酸性,只有Al3+水解使溶液显酸性,则溶液中一定有Al3+,且一定没有CO。滴加硝酸酸化的氯化钡溶液,有白色沉淀生成,则溶液中一定有SO;取上层清液滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,不能判断原溶液中是否有Cl-,因为在上一步滴加硝酸酸化的氯化钡溶液时引入了Cl-;根据题给信息不能确定溶液中是否有Na+。综上所述,B项正确。
2.答案:B
解析:由实验的第一步所加的试剂Ba(NO3)2溶液和HCl溶液知原溶液中可能含有SO、SO、Ag+中的一种或几种;由第二步不能确定原溶液中含有Cl-,因其上一步有加入的HCl溶液;因在第一步时所加Ba(NO3)2溶液和HCl溶液产生有强氧化性的HNO3,所以由第三步知,原溶液中可能含有Fe3+、Fe2+中的一种或两种;由第四步知原溶液中一定含有NH,B项正确。
3.答案:C
解析:用0.1 mol·L-1盐酸滴定20 mL 0.05 mol·L-1氨水,盐酸和氨水恰好完全反应时需消耗盐酸的体积为10 mL,此时溶液的pH大于5.1,而甲基橙的变色范围为3.1~4.4,则当氨水与盐酸恰好反应时,溶液不变色,应继续向其中滴加盐酸,所以终点时所用盐酸的量大于10 mL。
4.答案:C
解析:取某盐溶液加入浓NaOH溶液,加热,产生的气体可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,该气体为氨气,可证明该溶液中含有NH,故A正确;取某溶液滴加KSCN溶液,无明显现象,排除了Fe3+的干扰,再滴加氯水,溶液变为血红色,证明该溶液中含有Fe2+,故B正确;取某溶液加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该沉淀可能为AgCl,也可能为BaSO4,所以该溶液中可能含有Ag+,也可能含有SO,但二者不能同时存在,故C错误;取某无色溶液通入Cl2,再加入CCl4,振荡,静置,下层呈紫色,说明有I2生成,证明该溶液中一定含有I-,故D正确。
5.答案:A
解析:若滴定完毕,滴定管尖嘴悬有一滴液体,导致消耗标准液体积偏大,所测盐酸浓度偏大,故A正确;量取20.00 mL盐酸应选用酸式滴定管量取,故B错误;若选用酚酞作指示剂,滴定结束前溶液为无色,滴定终点时,溶液颜色变为浅红色,故C错误;滴定终点时n(HCl)=n(NaOH),所以c(HCl)==0.25 mol·L-1,故D错误。
6.答案:C
解析:托盘天平精确到0.1 g,无法称取2.21 g NaOH固体,且不能直接放在托盘上,A错误;转移液体需要用玻璃棒引流,图示操作不合理,B错误;挤压时尖嘴向上,易于空气排出,图示操作合理,C正确;氢氧化钠呈碱性,应用碱式滴定管盛装,D错误。
7.答案:C
解析:中和滴定实验中,锥形瓶先用水洗后,不需要用待测液润洗,A错误;实验过程中若皮肤不慎沾上少量酸液,应先用抹布擦干,再用大量水冲洗,最后涂上饱和的碳酸氢钠溶液,B错误;分液漏斗使用时,下层液体从下口放出,上层液体从上口倒出,C正确;在中和热测定实验中,测量的是酸与碱发生中和反应生成1 mol水放出的热量,而该实验中盐酸和NaOH反应生成水的物质的量不一定是1 mol,因此无法计算生成1 mol水放出的热量,D错误。
8.答案:C
解析:标准盐酸被稀释,浓度偏小,造成消耗的V酸偏大,根据c碱=可知c碱偏大,A错误;待测液的物质的量偏大,造成消耗的V酸偏大,根据c碱=可知c碱偏大,B错误;该操作对V酸无影响,根据c碱=可知,计算出的c碱不变,C正确;由滴定管的构造可知,滴定管中溶液的体积大于10.00 mL,消耗标准盐酸偏多,测得c(NaOH)偏高,D错误。
9.答案:C
解析:加入NaOH溶液的目的是除去镁离子,加入BaCl2溶液的目的是除去硫酸根离子,加入Na2CO3溶液的目的是除去钙离子和过量的钡离子,由此可知,加入Na2CO3溶液一定要在加入BaCl2溶液之后,为了使产生的沉淀不溶解,稀盐酸一定要在过滤后加入,故正确的操作顺序为③②①⑤④或②③①⑤④或③①②⑤④,C项符合题意。
10.答案:D
解析:温度升高,水的电离平衡正向移动,水的离子积Kw增大,同时CO的水解程度增大,故c(OH-)增大,A项正确。微溶的CaSO4转化为更难溶的CaCO3,B项正确。CaCO3溶于盐酸,而CaSO4不溶,C项正确。Na2CO3溶液中通入CO2后,发生反应Na2CO3+H2O+CO2===2NaHCO3,溶液中的阴离子有CO、HCO、OH-,其中HCO浓度增大,D项错误。
11.答案:C
解析:A项,可先利用FeCl3溶液鉴别出Ba(OH)2[产生红褐色Fe(OH)3沉淀]和KSCN(溶液变为血红色),然后再利用Ba(OH)2鉴别出Mg(NO3)2(产生白色沉淀),最后一种即为NaCl,故能鉴别;B项,可将四种物质分别加入H2SO4溶液中,产生无色无味气体的是NaHCO3,产生白色沉淀的是Na2SiO3,产生刺激性气味气体的是(NH4)2SO3,余下的即是NaNO3,故能鉴别;C项,用AgNO3溶液无法鉴别CaCl2和K2CO3;D项,可将KOH溶液分别逐滴加入四种物质的溶液中,产生蓝色沉淀的是CuSO4溶液,先产生白色沉淀后沉淀又溶解的是AlCl3溶液,加热有刺激性气味气体产生的是(NH4)3PO4溶液,没有明显现象的是NaBr溶液,故能鉴别。
12.答案:D
解析:①25.0 mL 4.00 mol·L-1的NaOH溶液中含有0.1 mol氢氧化钠,最后滤液中的n(OH-)=0.20 mol·L-1×0.1 L=0.02 mol,即NaOH溶液过量,故1.16 g沉淀为氢氧化镁,物质的量是0.02 mol,生成Mg(OH)2沉淀消耗0.04 mol氢氧化钠,还有0.04 mol氢氧化钠和0.01 mol Al3+反应生成了Na[Al(OH)4],所以原溶液中一定含有Mg2+、Al3+;无刺激性气味的气体生成,则一定没有NH。②11.48 g白色沉淀是氯化银,则原溶液中一定含有Cl-,物质的量是=0.08 mol,根据电荷守恒,已知的正电荷有(0.02 mol×2+0.01 mol×3)=0.07 mol,负电荷有0.08 mol,故一定含有Na+0.01 mol。根据以上分析可知,溶液中一定存在Na+、Mg2+、Al3+、Cl-,A、B项错误;c(Al3+)==0.50 mol·L-1,c(Cl-)==4.00 mol·L-1,C项错误;c(Mg2+)==1.00 mol·L-1,c(Na+)==0.50 mol·L-1,D项正确。
13.答案:AD
解析:因浓硝酸易挥发,Al(NO3)3蒸干将得到Al(OH)3,得不到Al(NO3)3晶体,FeSO4与H2S不能反应。
14.答案:B
解析:A中反应中生成的是Fe(OH)3胶体,不是沉淀,C、D中电荷不守恒。
15.答案:B
解析:选项A、C、D中分别产生了有毒气体SO2、NO2、NO,不符合题意。
16.答案:(1)2ClO+SO+2H+===2ClO2+SO+H2O
(2)①H+ OH-、HCO ②OH-、Na+ Cl-、NO
③Al2O3+2OH-+3H2O===2[Al(OH)4]-
解析:KClO3在H2SO4存在下与Na2SO3反应,SO被氧化成SO。溶液与Al2O3反应后有Al3+生成,说明该溶液显酸性,一定含有H+,OH-、HCO不能大量存在。该溶液与Al2O3反应后有[Al(OH)4]-生成,说明该溶液显碱性,H+、Mg2+、Ag+不能大量共存,必定要含有一种阳离子:Na+,故溶液中一定含有OH-、Na+,可能含有Cl-、NO。
关键能力综合练
1.答案:A
解析:Fe3+能氧化I-使淀粉KI溶液变蓝,且与K+、Cl-、SO能够大量共存,所以A正确;K+、Cl-、Na+能够共存且不水解,CH3COO-水解,导致溶液显碱性,溶液的pH不可能等于7,故B错误;若含有CO,加入HNO3酸化的AgNO3溶液,产生无色无味的气体,故C错误;加入过量NaOH溶液无明显现象,说明原溶液中没有Mg2+,故D错误。
2.答案:B
解析:由滴定起始时pH=1可知盐酸的浓度为0.1 mol·L-1;曲线a起始时溶液pH=1,可知是NaOH溶液滴定盐酸的曲线;酸碱中和滴定操作中可选用酚酞或甲基橙作为指示剂。
3.答案:B
解析:加入足量稀盐酸,阴离子的种类不变,说明原溶液中肯定含有Cl-,且无CO(如有CO,加入足量稀盐酸,CO反应完全,种类改变),该气体只能为Fe2+与NO在酸性条件下发生的氧化还原反应生成的NO,故肯定有Fe2+、NO、Cl-,肯定没有CO。根据电荷守恒若溶液中有SO,就肯定含有K+、NH,故B项错误,D项正确。若含Ba2+,则根据电荷守恒,阴离子除含Cl-、NO外,还得含SO,而Ba2+与SO不共存,故C项正确。
4.答案:C
解析:a点pH=3,c平(H+)=1×10-3 mol·L-1=c平(H+)酸电离+c平(H+)水电离,而CH3COOH电离的c平(H+)=c平(CH3COO-),故c平(CH3COO-)略小于1×10-3 mol·L-1,A正确;b点pH<7,则c平(H+)>c平(OH-),根据电荷守恒c平(CH3COO-)+c平(OH-)=c平(H+)+c平(Na+),则c平(CH3COO-)>c平(Na+),B正确;若CH3COOH与NaOH恰好完全反应,生成CH3COONa,溶液应显碱性,而c点,pH=7,故此时CH3COOH应过量,C错误;温度不变,平衡常数K不变,D正确。
5.答案:A
解析:溶液显弱酸性,则一定存在能水解的铵根离子,S2-一定不能存在,无需检验;加氯水和淀粉无明显现象,氯水具有氧化性,能与碘离子发生氧化还原反应,所以I-一定不能存在,无需检验,因为溶液呈电中性,所以溶液中必须含有阴离子,则一定含有硫酸根离子,因此钡离子不能存在,则硫酸根离子,钡离子无需检验。由以上分析可得,钠离子是否存在需要检验。
6.答案:AB
解析:用Na2S处理含Hg2+的废水是利用Hg2+与S2-生成沉淀HgS的原理,其离子方程式为Hg2++S2-===HgS↓,故A项错误;生石灰为CaO,不能拆成离子形式,加入酸性废水中发生反应的离子方程式应该是CaO+2H+===Ca2++H2O,故B项错误;次氯酸具有强氧化性,氨气具有还原性可以被次氯酸氧化2NH+3HClO===N2↑+3H2O+5H++3Cl-,离子、电荷、原子均守恒,故C项正确;明矾作混凝剂是利用Al3+水解生成的Al(OH)3胶体的吸附性使悬浮颗粒发生聚沉,其离子方程式为Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,故D项正确。
7.答案:BC
解析:溶液本身无色,说明一定不含Fe2+,加入溴水仍呈无色,说明溴发生了反应,且反应产物无色,I-与SO均有还原性,可与溴反应使溴水褪色,但反应后溶液无色,说明产物没有I2,则原溶液中一定有SO,由于SO的还原性比I-强,故无法判断溶液中是否存在I-;因所有离子物质的量浓度相等,根据电荷守恒可判断原溶液中肯定没有SO。
8.答案:C
解析:酸碱中和滴定中一般不选用石蕊溶液作指示剂,①错误;酸式滴定管不能盛放碱液,②错误。
9.答案:D
解析:滴定前酸式滴定管应用盐酸标准液润洗,对实验结果无影响,A项不符合题意;用蒸馏水洗净锥形瓶后,立即装入一定体积的NaOH溶液后进行滴定,待测液中溶质的物质的量不变,消耗盐酸标准液的体积不变,对实验结果无影响,B项不符合题意;往盛有20.00 mL NaOH溶液的锥形瓶中,滴入几滴甲基橙指示剂后进行滴定,对实验结果无影响,C项不符合题意;用蒸馏水洗净锥形瓶后,再用NaOH溶液润洗,然后装入一定体积的NaOH溶液,待测液中溶质的物质的量偏大,消耗标准液盐酸的体积偏大,测定结果偏大,D项符合题意。
10.答案:(1)新煮沸并冷却的蒸馏水 胶头滴管
(2)①甲 ②溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原色
(3)①94.8% ②A
解析:(1)煮沸蒸馏水可以除去溶解的氧气,以防止氧气氧化硫代硫酸钠,即用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解硫代硫酸钠;加蒸馏水至离容量瓶刻度线1~2 cm处,改用胶头滴管定容。
(2)①用硫酸酸化的K2Cr2O7标准溶液具有强氧化性,可腐蚀橡胶管,应选用酸式滴定管,即图甲仪器。②淀粉遇碘变蓝色,碘单质反应完全,溶液蓝色褪去,滴定终点时溶液的颜色变化是溶液蓝色消失,且半分钟内不恢复原色。
(3)①由Cr2O+6I-+14H+===3I2+2Cr3++7H2O、I2+2S2O===S4O+2I-可得关系式:Cr2O~3I2~6S2O,则20.00 mL溶液中n(Na2S2O3)=6×0.02 L×0.10 mol·L-1=0.012 mol,10.0 g样品中(即100 mL溶液)Na2S2O3的质量为0.012 mol××158 g·mol-1=9.48 g,所以样品中Na2S2O3的质量分数为×100%=94.8%。②A项,盛装硫代硫酸钠样品溶液的滴定管没有润洗,硫代硫酸钠溶液被稀释,消耗硫代硫酸钠溶液体积偏大,则测得的硫代硫酸钠溶液浓度偏低,所以测定样品中硫代硫酸钠质量分数偏低;B项,锥形瓶中残留少量水,不影响测定硫代硫酸钠质量分数;C项,读数时滴定前仰视,滴定后俯视,测得消耗硫代硫酸钠溶液体积偏小,则测定出硫代硫酸钠溶液浓度偏高,样品中硫代硫酸钠质量分数偏高;故选A。
学科素养升级练
1.答案:AD
解析:甲、乙、丙分别为FeCl3、FeCl2和Fe(OH)2,Fe2O3溶于酸生成Fe3+,A项正确;KSCN溶液可检验Fe3+,不能检验Fe2+,B项错误;Fe(OH)2为白色沉淀,C项错误;Fe(OH)2不稳定,在空气中易被氧化为红褐色的Fe(OH)3,D项正确。
2.答案:C
解析:A项,NaOH与盐酸恰好完全反应即得NaCl溶液,溶液呈中性,正确;B项,指示剂的变色范围应该在中和滴定pH突变范围内,这样的误差较小,正确;C项,由图可知,甲基红的变色范围在pH突变范围内,比甲基橙更接近反应终点,误差会更小,不正确;D项,当V(NaOH)=30.00 mL时,NaOH过量,反应后溶液中c(OH-)=
=0.02 mol·L-1,所以pH=-lg=12.3,正确。
3.答案:B
解析:溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,当达到反应终点时,单质碘消失,蓝色褪去,故A错误;Na2S2O3中S元素化合价升高被氧化,作还原剂,故B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,故C错误;反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移数为2 mol,故D错误。
4.答案:(1)酸式滴定管 (2)0.80 mL 22.80 mL
(3)0.110 0 (4)①偏低 ②无影响
(5)ABDEF (6)酸式 碱式
(7)不需要 MnO为紫红色,Mn2+为无色,可用这一明显的颜色变化来判断滴定终点 当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色
解析:Ⅰ.(1)仪器A的下端是玻璃活塞,所以仪器A的名称为酸式滴定管。
(2)滴定前,滴定管读数为0.80 mL,滴定后,滴定管读数为22.80 mL。
(3)三次滴定消耗盐酸的体积分别为22.02 mL、28.00 mL、21.98 mL,第二组数据误差太大,舍去,则平均消耗V(盐酸)=22.00 mL,c(待测)===0.110 0 mol·L-1。
(4)①取待测液的滴定管,放液前滴定管尖端有气泡,放液后气泡消失,使实际所取待测液的体积偏小,导致消耗标准液的体积偏小,根据c(待测)=分析,c(待测)偏低;②若滴定前锥形瓶未用待测液润洗,待测液中溶质的物质的量不变,消耗标准液的体积也不变,根据c(待测)=分析,c(待测)不变。
Ⅱ.(5)用0.001 mol·L-1酸性KMnO4溶液滴定未知浓度的Na2SO3溶液,实验所需仪器有酸式滴定管(50 mL)、碱式滴定管(50 mL)、锥形瓶、铁架台、滴定管夹。
(6)由于KMnO4具有强氧化性,能腐蚀橡胶管,应装在酸式滴定管中;亚硫酸钠水解使溶液呈碱性,应装在碱式滴定管中。
(7)该实验不需要加入指示剂,原因是MnO为紫红色,Mn2+为无色,滴定达到终点的标志是当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液时,溶液由无色变为浅紫红色,且半分钟内不褪色。
1第4节 离子反应
第1课时 离子反应发生的条件
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1离子反应、离子反应发生的条件
1.下列有关离子反应概念的理解正确的是( )
A.离子反应一定发生在离子与离子之间
B.在离子反应发生过程中,溶液中某种离子的浓度可能增大
C.离子反应的反应物均是离子
D.可逆反应不可能是离子反应
2.下列反应中均有弱电解质生成,其中不属于离子反应的是( )
A.将SO2通入NaOH溶液中
B.将Cl2通入水中
C.碳酸氢铵固体分解
D.将HCl通入醋酸钠溶液中
3.下列离子检验过程中,发生了生成沉淀的离子反应的是( )
A.用BaCl2溶液和稀盐酸检验SO
B.用NH4SCN溶液和Cl2检验Fe2+
C.用铂丝、盐酸和蓝色钴玻璃检验K+
D.用NaOH浓溶液和湿润的pH试纸检验NH
4.下列各组离子在溶液中能发生离子反应生成气体和沉淀的是( )
A.Na+、Ba2+、Cl-、SO
B.H+、K+、[Al(OH)4]-、NO
C.Na+、Al3+、CO、SO
D.NH、Na+、Cl-、OH-
5.(双选)某同学在实验室中进行如下实验:
编号 Ⅰ Ⅱ Ⅲ
实验
现象 没有明显变化,溶液仍为无色 有白色沉淀生成,溶液为蓝色 有无色气体放出
以下结论正确的是( )
A.Ⅰ中无明显变化,说明两溶液不反应
B.Ⅱ中的白色沉淀为BaSO4
C.Ⅲ中的离子方程式为2H++Zn===Zn2++H2↑
D.Ⅲ中发生的反应不是离子反应
6.(双选)对于离子反应,下列说法正确的是( )
A.参加离子反应的一定都是电解质
B.任何一种离子的浓度在离子反应中一定变小
C.自由离子之间的反应不能在固态物质中进行
D.没有沉淀、气体、水生成的反应有可能是离子反应
7.下列物质混合后不能发生离子反应的是( )
A.FeCl3溶液中加入KSCN溶液
B.稀硫酸与NaCl溶液
C.Cu粉投入FeCl3溶液
D.SO2通入氯水中
知识点2离子共存、离子方程式的书写及过程判断
8.在含有大量Ba2+、OH-、Cl-的溶液中,还可能大量存在的离子是( )
A.CO B.NO C.H+ D.Fe3+
9.下列各组离子因相互促进水解而不能大量共存的是( )
A.OH-、Na+、K+、HCO
B.H+、HCO、Ca2+、Cl-
C.Al3+、SO、CO、Cl-
D.H+、HS-、Na+、SO
10.下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是( )
A.Fe3+、NH、CH3COO-、Cl-
B.Ba2+、Na+、SO、Cl-
C.H+、NO、SO、Na+
D.HCO、OH-、Cl-、Ca2+
11.室温下,某无色透明溶液中由水电离出的H+和OH-的物质的量浓度的乘积为1×10-26 mol2·L-2,在该溶液中,下列各组离子一定能大量共存的是( )
A.Cl-、HCO、Na+、K+
B.Fe3+、NO、K+、H+
C.NO、Ba2+、K+、Cl-
D.Al3+、SO、NH、Cl-
12.下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
①无色溶液中:K+、Na+、Cu2+、OH- ②pH=11的溶液中:CO、Na+、[Al(OH)4]-、NO
③加入Al能放出H2的溶液中:Cl-、S2O、SO、NH ④由水电离出的c(OH-)=10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、Cl-、Br-
⑤有较多Fe3+的溶液中:Na+、NH、SCN-、HCO ⑥酸性溶液中:Fe2+、Al3+、NO、I-、Cl-
A.①② B.③⑥ C.②④ D.③⑤
13.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.Ca(CH3COO)2溶液与硫酸反应:Ca2++SO===CaSO4↓
B.Cl2与热的NaOH溶液反应:Cl2+6OH-Cl-+ClO+3H2O
C.电解碱性K2MnO4溶液制KMnO4:2MnO+2H+2MnO+H2↑
D.向Ba(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液:
HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
14.下列离子方程式正确的是( )
A.向FeCl3溶液中通入过量H2S:2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+
B.向NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水:Ca2++OH-+HCO===CaCO3↓+H2O
C.向NaClO溶液中通入少量SO2:SO2+ClO-+H2O===SO+Cl-+2H+
D.向FeI2溶液中通入等物质的量的Cl2:2Fe2++2I-+2Cl2===2Fe3++I2+4Cl-
15.下列解释工业生产或应用的化学用语中,不正确的是( )
A.FeCl3溶液刻蚀铜电路板:2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+
B.Na2O2用作供氧剂:Na2O2+H2O===2NaOH+O2↑
C.氯气制漂白液:Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O
D.Na2CO3溶液处理水垢:CaSO4(s)+CO===CaCO3(s)+SO
16.下列对实验现象解释的方程式中,正确的是( )
A.向醋酸中加入小苏打溶液,产生无色气体:2CH3COOH+CO===
2CH3COO-+CO2↑+H2O
B.向NaHSO4溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,得到白色沉淀:2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
C.向AgCl悬浊液中滴入Na2S溶液,生成黑色沉淀:2Ag++S2-===Ag2S↓
D.向铬酸钾溶液中滴入少量浓硫酸,溶液变橙色:2CrO(黄色)+2H+ Cr2O(橙色)+H2O
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.下列有关离子反应和氧化还原反应的说法正确的是( )
A.在溶液中进行的氧化还原反应不可能有分子参加
B.离子反应发生的条件一定是复分解反应发生的条件
C.溶液中离子的浓度减小,一定发生了离子反应
D.溶液中的置换反应一定既是离子反应,也是氧化还原反应
2.某无色溶液含有下列离子中的若干种:H+、NH、Fe3+、Ba2+、Al3+、CO、Cl-、OH-、NO。在酸性或碱性条件下,溶液中能大量存在的离子最多有( )
A.4种 B.5种 C.6种 D.7种
3.实验室需配制仅含四种离子且离子浓度相同的溶液,下列方案能达到要求的是(水电离出的H+和OH-忽略不计)( )
A.Na+、K+、SO、Cl-
B.Cu2+、K+、SO、NO
C.NH、Fe3+、SO、ClO-
D.Al3+、Na+、Cl-、SO
4.下列解释事实的方程式不正确的是( )
A.Na2S水溶液呈碱性:S2-+2H2O H2S+2OH-
B.0.1 mol·L-1氨水的pH为11:NH3·H2O NH+OH-
C.Al2S3在水溶液中不存在:Al2S3+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑
D.碳酸氢根离子的电离方程式:HCO+H2O H3O++CO
5.下列指定反应的离子方程式正确的是( )
A.在酸性条件下,用H2O2将I-氧化为I2:H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O
B.向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量的CO2:
2[Al(OH)4]-+CO2===2Al(OH)3↓+CO+H2O
C.向FeBr2溶液中通入足量氯气:2Fe2++2Br-+2Cl2===2Fe3++Br2+4Cl-
D.向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液:HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.下列离子组中离子能大量共存且加入少量试剂发生反应的离子方程式正确的是( )
选项 离子组 试剂 离子方程式
A 碱性溶液中:Na+、K+、S2-、SO 盐酸 2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O
B 新制氯水中:Mg2+、Fe3+、Cl-、SO KI Cl2+2I-===I2+2Cl-
C 25 ℃,c水(H+)·c水(OH-)=1×10-20 mol2·L-2的水溶液中:Na+、K+、Cl-、HCO NaOH HCO+OH-===CO+H2O
D 含NaHCO3的溶液中:Al3+、Mg2+、SO、Cl- BaCl2 Ba2++SO===BaSO4↓
7.室温下,下列四组离子在指定条件下一定能大量存在的是( )
A.Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1的溶液:K+、Al3+、SO、Cl-
B.能使甲基橙显红色的溶液:Na+、Ca2+、Cl-、CH3COO-
C.c(FeCl3)=0.1 mol·L-1的溶液:H+、Cu2+、SO、NO
D.由水电离产生的c(OH-)为1×10-12 mol·L-1的溶液:K+、NH、NO、ClO-
8.下列离子方程式书写正确的是( )
A.已知:电离常数K1(H2SO3)=1.54×10-2 mol·L-1,K2(H2SO3)=1.02×10-7 mol·L-1;K1(H2CO3)=4.2×10-7 mol·L-1,K2(H2CO3)=5.6×10-11 mol·L-1。H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应:H2SO3+2HCO===SO+2CO2↑+2H2O
B.控制pH为9~10,用NaClO溶液将含NaCN的废水中的CN-氧化为两种无污染的气体:2CN-+5ClO-+2H+===N2↑+2CO2↑+5Cl-+H2O
C.已知:硫酸铅难溶于水,也难溶于硝酸,却可溶于醋酸铵溶液形成无色溶液,(CH3COO)2Pb溶液中通入H2S气体时有黑色沉淀生成:Pb2++H2S===PbS↓+2H+
D.CuSO4溶液与少量浓氨水反应:Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH
9.某溶液中含有如下离子组中的若干种:K+、Mg2+、Fe3+、Fe2+、CO、NO、SO、I-、SiO、Cl-,且物质的量浓度相同。某同学欲探究该溶液的组成,进行了如下实验:
Ⅰ.用铂丝蘸取少量溶液,在火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃,观察到浅紫色火焰;
Ⅱ.另取原溶液加入足量盐酸有无色气体生成,该气体遇空气变成红棕色,此时溶液颜色加深,但无沉淀生成;
Ⅲ.取Ⅱ反应后的溶液分置于两支试管中,第一支试管中加入BaCl2溶液,有白色沉淀生成,再滴加KSCN溶液上层清液变红;第二支试管中加入CCl4,充分振荡静置后溶液分层,下层出现紫红色。下列说法正确的是( )
A.原溶液中肯定不含SiO
B.步骤Ⅱ中无色气体可能含有CO2,原溶液中可能含有CO
C.原溶液由K+、Fe2+、NO、I-、SO五种离子组成
D.原溶液中一定含有Mg2+、Cl-
三、非选择题
10.某溶液X的pH=1,其中可能含有以下一种或几种离子:Al3+、Ba2+、NH、Fe2+、Fe3+、CO、SO、SiO、NO。某同学取200 mL该溶液,设计并完成了如下实验:
已知:上述实验框图中的一种气体为红棕色。
请回答下列问题:
(1)由溶液X的pH=1可知该溶液中一定不存在的离子为 。
(2)实验中的红棕色气体的分子式为 ,由此推知溶液中一定存在的离子是 ,一定不存在的离子是 。
(3)沉淀C的化学式为 ,由此推知溶液中一定存在的离子是 ,一定不存在的离子是 。
(4)气体F的化学式为 ,I的化学式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)写出下列反应的离子方程式:
反应⑥:________________________________________________________________。
反应⑦:________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1.室温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.能使甲基橙试液显红色的溶液中:NH、Mg2+、ClO-、NO
B.常温下lg=12的溶液中:Fe2+、Al3+、NO、SO
C.0.1 mol·L-1的NH4Al(SO4)2溶液中:K+、Na+、CO、Cl-
D.透明的溶液中:Cu2+、Fe3+、SO、Mg2+
2.下列用于解释事实的方程式书写不正确的是( )
A.常温下0.1 mol·L-1氨水的pH约为11.1:NH3·H2O NH+OH-
B.用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作净水剂:Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+
C.向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4,溶液橙色加深:Cr2O(橙色)+H2O 2CrO(黄色)+2H+
D.用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4:Ca2++CO===CaCO3↓
3.下列用离子方程式表示的原理中,正确的是( )
A.用水除去NO气体中的NO2:3NO2+H2O===2H++2NO+NO
B.用碳酸钙与稀盐酸制取CO2:CO+2H+===H2O+CO2↑
C.用稀硝酸溶解银:Ag+NO+2H+===Ag++NO2↑+H2O
D.用明矾作净水剂:Al3++3H2O===Al(OH)3↓+3H+
4.久置的FeSO4溶液变黄,一般认为是二价铁被氧化为三价铁的缘故。某研究小组为研究溶液中Fe2+被O2氧化的过程,查阅资料发现:溶液中Fe2+的氧化过程分为先后两步,首先是Fe2+水解,接着水解产物被O2氧化。于是小组同学决定研究常温下不同pH对Fe2+被O2氧化的影响,并测定了Fe2+的氧化率随时间变化的关系,结果如图。
回答下列问题:
(1)写出Fe2+水解的离子方程式 ;要抑制FeSO4水解,可以采取的措施是______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若配制的FeSO4溶液浓度为0.01 mol·L-1,反应过程中溶液体积不变,计算图中P点Fe2+的氧化速率: 。
(3)在酸性条件下,Fe2+被O2氧化的离子方程式为4Fe2++O2+4H+ 4Fe3++2H2O,已知常温下该反应的平衡常数很大。则下列说法正确的是 。
a.Fe2+转化为Fe3+的趋势很大
b.Fe2+转化为Fe3+的速率很大
c.该反应进行得较完全
d.酸性条件下Fe2+不会被氧化
(4)结合图像分析可知,pH越大Fe2+氧化率越 。(填“大”或“小”)。
(5)研究小组在查阅资料时还得知:氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强。通过以上研究可知配制FeSO4溶液的正确做法是 。
第1课时 离子反应发生的条件
必备知识基础练
1.答案:B
解析:离子反应可能发生在离子与分子之间,如Cl2与OH-的反应,也可能发生在离子与原子之间,如Zn与Cu2+的反应,A、C项错误。在某些离子反应中有新的离子生成,如Cu2+与Zn反应有Zn2+生成,B项正确。水解反应一般是可逆反应,也是离子反应,D项错误。
2.答案:C
解析:A项,SO2与OH-反应生成弱电解质水,是离子反应。B项,Cl2与水反应生成弱电解质HClO,是离子反应。D项,H+与CH3COO-反应生成弱电解质CH3COOH,是离子反应。
3.答案:A
解析:发生反应Ba2++SO===BaSO4↓,A项正确。用NH4SCN溶液和Cl2检验Fe2+的过程中发生了氧化还原反应且生成了络合物,B项错误。所发生的是焰色反应,C项错误。所发生的反应为生成气体的离子反应,D项错误。
4.答案:C
解析:A项,只生成沉淀。B项,可能生成沉淀,但无气体生成。C项,生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体。D项,可能生成气体,但无沉淀生成。
5.答案:BC
解析:实验Ⅰ中虽无明显现象,但发生了离子反应:H++OH-===H2O,A项错误;实验Ⅱ中发生的反应为Ba2++SO===BaSO4↓,所以白色沉淀为BaSO4,B项正确;实验Ⅲ中的反应是离子反应,离子方程式为Zn+2H+===Zn2++H2↑,C项正确,D项错误。
6.答案:CD
解析:离子反应是指离子和离子、离子和原子或分子之间的反应,其中有电解质,也可能有非电解质或其他物质,故A错误;离子反应可生成沉淀、气体、弱电解质等,使溶液中某种或某些离子浓度降低,但不一定都降低,B错误;固态物质中一定无自由离子存在,C正确;没有沉淀、气体、水生成的反应也可能是离子反应,例如有弱酸(CH3COOH)生成的反应,D正确。
7.答案:B
解析:C、D为氧化还原反应,依据事实,可以发生反应;A中Fe3+与SCN-反应生成Fe(SCN)3,Fe(SCN)3难电离,可以发生反应;B中不符合复分解反应发生的条件,故不可以发生离子反应。
8.答案:B
解析:A项,CO与Ba2+生成BaCO3沉淀;C项,OH-和H+生成弱电解质水;D项,Fe3+与OH-反应生成Fe(OH)3沉淀。
9.答案:C
解析:A项,OH-与HCO反应生成CO和H2O而不能大量共存;B项,H+与HCO反应生成CO2和H2O而不能大量共存;C项,Al3+与CO相互促进水解生成Al(OH)3和CO2而不能大量共存;D项,H+与HS-反应生成H2S而不能大量共存。
10.答案:C
解析:A项,Fe3+和CH3COO-因发生相互促进的水解反应而不能大量共存;B项,Ba2+和SO因结合产生沉淀而不能大量共存;C项,NO在有H+存在的情况下具有强氧化性,SO具有还原性,所以NO与SO因发生氧化还原反应而不能大量共存;D项,OH-与HCO反应生成CO和H2O,CO又与Ca2+结合生成沉淀,因而不能大量共存。
11.答案:C
解析:由水电离出的H+和OH-的物质的量浓度的乘积为1×10-26 mol2·L-2,则该溶液的pH为1或13,该溶液可能呈酸性或碱性。A项,HCO在酸性和碱性溶液中均不能大量存在;B项,碱性溶液中不能大量存在Fe3+、H+;C项,NO、Ba2+、K+、Cl-在酸性和碱性溶液中均能大量共存;D项,碱性溶液中不能大量存在Al3+、NH。
12.答案:C
解析:①中含Cu2+的溶液显蓝色且Cu2+与OH-不共存,错误;③中加入Al能放出H2的溶液中含大量H+或OH-,S2O不能与H+大量共存,NH不能与OH-大量共存,错误;⑤中Fe3+和SCN-、HCO不能大量共存,错误;⑥中H+存在下NO能将Fe2+、I-氧化,不能大量共存,错误。
13.答案:D
解析:Ca(CH3COO)2溶液与硫酸反应的离子方程式为2CH3COO-+2H++Ca2++SO===CaSO4↓+2CH3COOH,A错误;Cl2与热的NaOH溶液发生氧化还原反应生成NaClO3,正确的离子方程式为3Cl2+6OH-===5Cl-+ClO+3H2O,B错误;电解K2MnO4溶液制KMnO4,阳极上MnO放电生成MnO,阴极上水放电生成OH-,总反应方程式为2K2MnO4+2H2O2KMnO4+2KOH+H2↑,离子方程式为2MnO+2H2O2MnO+2OH-+H2↑,C错误;Ba(OH)2溶液中加入少量NaHCO3溶液,设量少的碳酸氢钠为1 mol,则所需的Ba2+的物质的量为1 mol,OH-的物质的量为1 mol,则该反应的离子方程式为HCO+Ba2++OH-===BaCO3↓+H2O,D正确。
14.答案:A
解析:向FeCl3溶液中通入过量H2S,生成氯化亚铁、硫单质和盐酸,离子方程式为2Fe3++H2S===2Fe2++S↓+2H+,A正确;向NaHCO3溶液中加入少量澄清石灰水,Ca2+与OH-的化学计量数之比应符合化学式,正确的离子方程式为Ca2++2OH-+2HCO===CaCO3↓+CO+2H2O,B错误;向NaClO溶液中通入少量SO2的离子方程式为SO2+3ClO-+H2O===SO+Cl-+2HClO,C错误;由于I-的还原性大于Fe2+,则氯气先与I-反应,将I-氧化完后,再氧化Fe2+,根据得失电子守恒可知,等物质的量的Cl2刚好氧化I-,Fe2+不被氧化,正确的离子方程式应为2I-+Cl2===I2+2Cl-,D错误。
15.答案:B
解析:FeCl3溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜,2Fe3++Cu===2Fe2++Cu2+,A正确;Na2O2用作供氧剂与水反应生成氢氧化钠和氧气,2Na2O2+2H2O===4NaOH+O2↑,B错误;氯气与氢氧化钠溶液反应制漂白液,Cl2+2NaOH===NaCl+NaClO+H2O,C正确;Na2CO3与硫酸钙发生沉淀转化,CaSO4(s)+CO===CaCO3(s)+SO,D正确。
16.答案:D
解析:碳酸氢钠俗称小苏打,向醋酸中加入小苏打溶液,产生无色气体,CH3COOH+HCO===CH3COO-+CO2↑+H2O,A错误;向NaHSO4溶液中加入足量的Ba(OH)2溶液,则氢离子和硫酸根离子按物质的量之比1∶1反应,得到白色沉淀,反应后氢氧根有剩余,H++SO+Ba2++OH-===BaSO4↓+H2O,B错误;向AgCl悬浊液中滴入Na2S溶液,白色的氯化银沉淀转变为溶解程度更小的硫化银黑色沉淀,2AgCl+S2-===Ag2S↓+2Cl-,C错误;向铬酸钾溶液中滴入少量浓硫酸,氢离子浓度增大,平衡向右移动,溶液变橙色,2CrO(黄色)+2H+ Cr2O(橙色)+H2O,D正确。
关键能力综合练
1.答案:D
解析:A项,Cl2+2I-===I2+2Cl-中有分子参加,错误;B项,有些氧化还原反应也属于离子反应,错误;C项,如稀释NaCl溶液,Na+、Cl-的浓度减小,发生的是物理变化,并没有发生离子反应,错误;D项,置换反应一定是氧化还原反应,在溶液中进行的置换反应一定为离子反应,正确。
2.答案:C
解析:溶液呈无色,一定不含Fe3+;在酸性溶液中,不与氢离子反应的离子有H+、NH、Ba2+、Al3+、Cl-、NO,总共有6种;在碱性溶液中,不与氢氧根离子反应的离子有Ba2+(或CO)、Cl-、OH-、NO,最多有4种。所以溶液中能大量存在的离子最多有6种。
3.答案:B
解析:A项,Na+、K+、SO、Cl-在溶液中能够大量共存,但浓度相同时不满足溶液中电荷守恒,无法配制该溶液;B项,Cu2+、K+、SO、NO在溶液中能够大量共存,且浓度相同时满足溶液中电荷守恒,能配制该溶液;C项,Fe3+和ClO-发生相互促进的水解反应,不能大量共存;D项,Al3+、Na+、Cl-、SO在溶液中能够大量共存,但浓度相同时不满足溶液中电荷守恒,无法配制该溶液。
4.答案:A
解析:Na2S水溶液呈碱性,因为硫离子是多元弱酸酸根离子,能分步水解,以第一步水解为主,S2-的水解方程式为S2-+H2O===HS-+OH-,故A不正确;0.1 mol·L-1氨水的pH为11,说明一水合氨为弱碱,部分电离,电离方程式为NH3·H2O NH+OH-,故B正确;Al2S3在水溶液中不存在,因为铝离子与硫离子在水溶液中发生相互促进的水解反应,离子方程式为Al2S3+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑,故C正确;碳酸氢根离子电离出碳酸根离子和氢离子,电离方程式为HCO+H2O H3O++CO,故D正确。
5.答案:A
解析:在酸性条件下,用H2O2将I-氧化为I2,反应的离子方程式为H2O2+2I-+2H+===I2+2H2O,故A正确;向Na[Al(OH)4]溶液中通入过量的CO2,反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸氢钠,故B错误;向FeBr2溶液中通入足量氯气,反应的离子方程式为2Fe2++4Br-+3Cl2===2Fe3++2Br2+6Cl-,故C错误;向NaHCO3溶液中加入少量Ba(OH)2溶液,反应生成碳酸钠、碳酸钡和水,反应的离子方程式为2HCO+Ba2++2OH-===BaCO3↓+2H2O+CO,故D错误。离子方程式正误判断常用方法:检查反应物、生成物是否正确;检查各物质拆分是否正确,如难溶物、弱电解质等不拆,写成化学式;检查是否符合原化学方程式等。
6.答案:AB
解析:在碱性溶液中,Na+、K+、S2-、SO之间均不反应,能够大量共存,加入盐酸后发生反应的离子方程式为2S2-+SO+6H+===3S↓+3H2O,A项正确;新制氯水中,Mg2+、Fe3+、Cl-、SO能够大量共存,又因新制氯水中含有Cl2,且氧化性:Cl2>Fe3+,加入少量KI后发生反应的离子方程式为Cl2+2I-===I2+2Cl-,B项正确;25 ℃,c水(H+)·c水(OH-)=1×10-20 mol2·L-2的水溶液中,水的电离被抑制,则溶液呈酸性或碱性,HCO在酸性溶液和碱性溶液中都不能大量存在,C项错误;Al3+、HCO能发生相互促进的水解反应,在溶液中不能大量共存,D项错误。
7.答案:C
解析:A项,Kw/c(H+)=0.1 mol·L-1,则c(OH-)=0.1 mol·L-1,该溶液的pH=13,溶液呈碱性,不能大量存在Al3+;B项,使甲基橙显红色的溶液呈酸性,酸性溶液中不能大量存在CH3COO-;D项,由水电离产生的c(OH-)为1×10-12 mol·L-1,则该溶液的pH为2或12,即该溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,酸性溶液中不能大量存在ClO-,碱性溶液中不能大量存在NH。
8.答案:D
解析:根据电离常数可知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO>HCO,则H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的离子方程式为H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O,A项错误;控制pH为9~10,溶液显碱性,则ClO-与CN-反应的离子方程式为2CN-+5ClO-+H2O===N2↑+2CO2↑+5Cl-+2OH-,B项错误;硫酸铅沉淀能溶于醋酸铵溶液,说明生成的(CH3COO)2Pb为难电离的弱电解质,(CH3COO)2Pb溶液中通入H2S气体时生成黑色沉淀硫化铅和醋酸,弱电解质在离子方程式中不能拆写成离子形式,正确的离子方程式为(CH3COO)2Pb+H2S===PbS↓+2CH3COOH,C项错误;CuSO4溶液与少量浓氨水反应,生成Cu(OH)2蓝色沉淀,NH3·H2O是弱电解质,在离子方程式中不能拆分,离子方程式为Cu2++2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+2NH,D项正确。
9.答案:AD
解析:步骤Ⅰ,透过蓝色钴玻璃观察,火焰呈浅紫色,说明溶液中含有K+。步骤Ⅱ,加入盐酸有无色气体产生,该气体遇到空气变为红棕色,此无色气体为NO,说明含有NO;溶液的颜色加深,说明含有Fe2+,则一定不含有CO;无沉淀生成,说明一定不含有SiO。步骤Ⅲ,加入BaCl2溶液有沉淀生成,说明原溶液中一定含有SO;滴加KSCN溶液,溶液变红,不能说明原溶液中一定含有Fe3+,因步骤Ⅱ中Fe2+被氧化有Fe3+生成;加入CCl4溶液,下层出现紫红色,说明原溶液一定含有I-,根据离子共存,一定不含有Fe3+。因为各离子的物质的量浓度相等,根据溶液呈电中性,原溶液中一定含有Mg2+和Cl-,故A、D正确。
10.答案:(1)CO、SiO (2)NO2 Fe2+ NO
(3)BaSO4 SO Ba2+ (4)NH3 NH4NO3
(5)Fe(OH)3+3H+===Fe3++3H2O
CO2+[Al(OH)4]-===Al(OH)3↓+HCO
解析:由反应①加入的硝酸钡溶液及题干信息可判断气体A为NO,气体D为NO2,E为HNO3,因此溶液X中含有还原性离子,即含有Fe2+,则不含有NO;pH=1的溶液中不可能含有CO、SiO,故沉淀C为BaSO4;由反应④加入过量NaOH溶液的现象可判断气体F为NH3,Ⅰ为NH4NO3,溶液X中含有NH;沉淀G为Fe(OH)3,J为FeCl3,沉淀K为Al(OH)3,H溶液中含有[Al(OH)4]-,L溶液中含有HCO。
学科素养升级练
1.答案:D
解析:A项,能使甲基橙试液显红色的溶液呈酸性,H+与ClO-反应,不能大量共存;B项,常温下lg=12的溶液呈酸性,Fe2+、NO在酸性条件下发生氧化还原反应,不能大量共存;C项,NH4Al(SO4)2溶液中的Al3+与CO相互促进水解,不能大量共存;D项,Cu2+、Fe3+、SO、Mg2+之间不反应,能够大量共存。
2.答案:D
解析:常温下0.1 mol·L-1氨水的pH约为11.1,说明一水合氨部分电离。电离方程式是NH3·H2O NH+OH-,A项正确;铝离子水解生成氢氧化铝胶体,能吸附水中的杂质,可用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作净水剂,离子方程式是Al3++3H2O Al(OH)3(胶体)+3H+,B项正确;向K2Cr2O7溶液中滴加少量浓H2SO4,Cr2O(橙色)+H2O 2CrO(黄色)+2H+平衡逆向移动,Cr2O浓度增大,溶液橙色加深,C项正确;用饱和Na2CO3溶液处理水垢中的CaSO4,离子方程式是CaSO4(s)+CO(aq)===CaCO3(s)+SO(aq),D项错误。
3.答案:A
解析:二氧化氮与水反应生成硝酸和一氧化氮,而一氧化氮与水不反应,符合除杂原则,A项正确;CaCO3不溶于水,不能拆,B项错误;银与稀硝酸反应生成NO,不是NO2,C项错误;明矾净水的原理是Al3+水解产生的Al(OH)3胶体具有吸附性,不是Al(OH)3沉淀,D项错误。
4.答案:(1)Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+
向溶液中滴加少量稀硫酸
(2)0.000 16 mol·(L·min)-1
(3)ac (4)大 (5)向其中加入少量的硫酸和铁粉
解析:(1)Fe2+水解的离子方程式为Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+;要抑制FeSO4水解,可以采取的措施是向溶液中滴加少量稀硫酸,水解平衡逆向移动。(2)由P点数据可知,25 min时Fe2+的氧化率是40%,则被氧化的Fe2+的浓度为0.01 mol·L-1×40%=0.004 mol·L-1,所以P点Fe2+的氧化速率为==0.000 16 mol·(L·min)-1。(3)已知常温下4Fe2++O2 4Fe3++2H2O的平衡常数很大,说明Fe2+转化为Fe3+的趋势很大,故a正确;根据图像可知,Fe2+转化为Fe3+的速率与溶液pH有关,pH=4.7时反应速率较小,故b错误;该反应为可逆反应,平衡常数很大,表明反应进行得较完全,故c正确;根据图像可知,在酸性条件下Fe2+的氧化速率较小,但仍然会被氧化,故d错误。(4)根据图像可知,溶液pH越大,Fe2+的氧化率越大。(5)氧气的氧化性随溶液的酸性增强而增强,为了防止Fe2+被氧化,配制FeSO4溶液时需要加入少量铁粉,为了防止Fe2+水解,还需要加入少量硫酸。
1第3节 沉淀溶解平衡
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1沉淀溶解平衡与溶度积
1.下列对沉淀溶解平衡的描述正确的是( )
A.沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度一定相等,且保持不变
B.升高温度,沉淀溶解平衡一定向溶解方向移动
C.室温下,AgCl在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度
D.向Na2SO4溶液中加入过量的BaCl2溶液,则SO沉淀完全,溶液中只含Ba2+、Na+和Cl-,不含SO
2.在一定温度下,当Mg(OH)2固体在水溶液中达到平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),要使Mg(OH)2固体减少而c(Mg2+)不变,可采取的措施是( )
A.加MgSO4固体 B.加盐酸
C.加NaOH固体 D.加水
3.一定温度下,石灰乳悬浊液中存在下列平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq),当向一定量的石灰乳悬浊液中加入少量生石灰后并恢复到原来的温度,下列说法正确的是( )
A.溶液的pH增大
B.溶液中c(Ca2+)增大
C.溶液中Ca2+数目减少
D.溶液中溶质的质量分数增大
4.下列关于沉淀溶解平衡的说法中不正确的是( )
A.难溶电解质在水中存在沉淀溶解平衡,且是一种动态平衡
B.Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,而与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关
C.Ksp反映了物质在水中的溶解能力,可直接根据Ksp的大小比较电解质在水中的溶解能力大小
D.Ksp改变,可使沉淀溶解平衡移动
5.已知:Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×10-17 mol2·L-2,Ksp(AgBr)=5.0×10-13 mol2·L-2,则下列难溶盐的饱和溶液中,Ag+浓度大小顺序正确的是( )
A.AgCl>AgI>AgBr B.AgBr>AgI>AgCl
C.AgBr>AgCl>AgI D.AgCl>AgBr>AgI
6.在t℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10 mol2·L-2。下列说法不正确的是( )
A.t℃时,Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等
B.饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,不能使溶液由Y点变为X点
C.t℃时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8 mol2·L-2
D.t℃时,将 0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
7.常温下,Ag2S与CuS在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示(图中Mn+代表Ag+或Cu2+)。下列说法不正确的是( )
A.Ksp(Ag2S)=10-49.2 mol3·L-3
B.若Z点为Ag2S的分散系,v(沉淀)>v(溶解)
C.向含CuS沉淀的悬浊液中加入Na2S饱和溶液,Ksp(CuS)不变
D.CuS(s)+2Ag+(aq)===Ag2S(s)+Cu2+(aq)反应趋于完全
知识点2沉淀溶解平衡的应用
8.一定温度下,将足量的AgCl固体分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①10 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液 ②10 mL蒸馏水 ③40 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液 ④50 mL 0.02 mol·L-1 BaCl2溶液 ⑤30 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液
A.②>①>③>④>⑤ B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③ D.④>③>⑤>②>①
9.化工生产中常用FeS做沉淀剂除去工业废水中的Cu2+,Cu2+(aq)+FeS(s)===CuS(s)+Fe2+(aq),下列有关叙述中正确的是( )
A.FeS的Ksp小于CuS的Ksp
B.该反应的平衡常数K=
C.溶液中加入少量Na2S固体后,溶液中c(Cu2+)、c(Fe2+)保持不变
D.达到平衡时c(Fe2+)=c(Cu2+)
10.常温下,以MnO2为原料制得的MnCl2溶液中常含有Cu2+、Pb2+、Cd2+等,通过添加过量的难溶电解质MnS,可使这些金属离子形成硫化物沉淀并过滤除去,下列说法正确的是( )
A.过滤后的溶液中一定没有S2-
B.MnS难溶于水,可溶于MnCl2溶液中
C.常温时,CuS、PbS、CdS比MnS更难溶
D.加入MnS后生成CuS的离子方程式是Cu2++S2-===CuS↓
11.25 ℃时,三种难溶银盐的颜色与Ksp如下表所示,下列说法正确的是( )
化学式 AgCl Ag2CrO4 AgI
颜色 白 红 黄
Ksp 1.8×10-10 1.0×10-12 8.3×10-17
A.Ag2CrO4和AgI饱和溶液中,c(Ag+)前者小于后者
B.浓度均为2×10-5 mol·L-1的NaCl和AgNO3溶液等体积混合能产生白色沉淀
C.向AgCl悬浊液中逐滴加入0.1 mol·L-1 KI溶液,沉淀将由白色转化为黄色
D.向浓度均为0.01 mol·L-1的KCl与K2CrO4混合溶液中慢慢滴入AgNO3溶液,先生成红色沉淀
12.要使工业废水中的重金属离子Pb2+沉淀,可用硫酸盐、碳酸盐、硫化物等作沉淀剂,已知Pb2+与SO、CO、S2-形成的化合物的溶解度如下:
化合物 PbSO4 PbCO3 PbS
溶解度/g 1.03×10-4 1.81×10-7 1.84×10-14
由上述数据可知,选用的沉淀剂最好为( )
A.硫化物 B.硫酸盐
C.碳酸盐 D.以上沉淀剂均可
13.已知25 ℃时FeS、CuS的Ksp分别为6.3×10-18 mol2·L-2、1.3×10-36 mol2·L-2,H2S的电离平衡常数Ka1=9.1×10-8 mol·L-1、Ka2=1.1×10-12 mol·L-1。下列有关说法正确的是( )
A.除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂
B.将足量CuSO4固体溶解在0.1 mol·L-1 H2S溶液中,Cu2+的最大浓度为1.3×10-35 mol·L-1
C.因为H2SO4是强酸,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4不能发生
D.向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体,溶液的酸性增强
14.已知25 ℃时,Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10-12 mol3·L-3。下列有关说法正确的是(溶解度以mol·L-1表示)( )
A.25 ℃时,在c(Cl-)=c(CrO)=0.001 mol·L-1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,首先生成Ag2CrO4黄色沉淀
B.25 ℃时,AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度
C.在AgCl中加入稀K2CrO4溶液,搅拌,转化为Ag2CrO4黄色沉淀
D.25 ℃时,与水中相比,AgCl在AgNO3溶液中的溶解度、Ksp均要小
15.已知:25 ℃时,Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3·L-3,Ksp[MgF2]=7.42×10-11 mol3·L-3。下列说法正确的是( )
A.25 ℃时,饱和Mg(OH)2溶液与饱和MgF2溶液相比,前者的c(Mg2+)大
B.25 ℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入少量的NH4Cl固体,c(Mg2+)增大
C.25 ℃时,Mg(OH)2固体在20 mL 0.01 mol·L-1氨水中的Ksp比在20 mL 0.01 mol·L-1 NH4Cl溶液中的Ksp小
D.25 ℃时,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,Mg(OH)2不可能转化为MgF2
关键能力综合练 进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)中,能使c平(Ca2+)减小,而使c平(OH-)增大的是( )
A.加入少量MgCl2固体
B.加入少量Na2CO3固体
C.加入少量KCl固体
D.加入少量稀H2SO4
2.将AgCl分别加入盛有:①5 mL水 ②6 mL 0.5 mol·L-1 NaCl溶液 ③10 mL 0.2 mol·L-1 CaCl2溶液 ④5 mL 0.1 mol·L-1 AlCl3溶液的烧杯中,均有固体剩余,各溶液中c(Ag+)按从小到大的顺序排列正确的是( )
A.④③②① B.②③④①
C.①④③② D.①③②④
3.绚丽多彩的无机颜料的应用创造了古代绘画和彩陶的辉煌。硫化镉(CdS)是一种难溶于水的黄色颜料,其在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.CdS在T1℃下的溶解度为a mol·L-1,在T2℃下的溶解度为b mol·L-1
B.图中各点对应的Ksp的关系为:Ksp(m)=Ksp(n)C.向m点的溶解中加入少量Na2S固体,溶液组成由m沿T1℃时的沉淀溶解平衡曲线向p方向移动
D.温度降低时,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动
4.已知常温下Ksp(RSO4)=1×10-8 mol2·L-2,向20 mL 0.10 mol·L-1 R(NO3)2溶液中滴加0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液,滴加过程中-lg c(R2+)与加入的Na2CO3溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.常温时,RSO4、RCO3的饱和溶液中c(CO)>c(SO)
B.RSO4(s)+CO(aq) RCO3(s)+SO(aq) K=1×106.6
C.向RSO4饱和溶液中加入2 mol·L-1 R(NO3)2后,Ksp(RSO4)将减小
D.a点体系中,RCO3的溶解速率大于生成速率
5.向ZnSO4溶液中加入Na2S溶液时,得到白色沉淀,向白色沉淀中滴加CuSO4溶液,发现沉淀变为黑褐色,则下列说法不正确的是( )
A.白色沉淀为ZnS,而黑褐色沉淀为CuS
B.利用该原理可实现一种沉淀转化为更难溶的沉淀
C.该过程破坏了ZnS的溶解平衡
D.上述现象说明ZnS的Ksp小于CuS的Ksp
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.某温度下,分别向20 mL浓度均为x mol·L-1的NaCl和Na2CrO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 AgNO3溶液时滴加过程中-lg c(Cl-)和-lg c(CrO)与AgNO3溶液的体积关系如图所示。下列说法不正确的是( )
A.x=0.1
B.曲线Ⅰ代表NaCl溶液
C.Ksp(Ag2CrO4)约为2×10-8 mol3·L-3
D.y=9
7.已知ΔH大于0的反应为吸热反应;ΔH小于0的反应为放热反应。关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节诱发关节疼痛,其化学机理为①HUr(尿酸)+H2O Ur-(尿酸根离子)+H3O+,②Ur-(aq)+Na+(aq) NaUr(s) ΔH。下列对②的叙述中正确的是( )
A.ΔH>0
B.降低温度,平衡逆向移动
C.ΔH<0
D.升高温度,平衡正向移动
8.下表是3种物质的溶解度(20 ℃),下列说法中正确的是( )
物质 MgCl2 Mg(OH)2 MgCO3
溶解度(g) 74 0.000 84 0.01
A.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6 mol2·L-2,则所有含有MgCO3固体的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO),且c(Mg2+)·c(CO)=6.82×10-6 mol2·L-2
B.除去粗盐中含有的MgCl2杂质,最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
C.将表中三种物质与水混合,加热、灼烧,最终所得固体相同
D.用石灰水处理含有Mg2+和HCO的硬水,反应的离子方程式为Mg2++2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
9.氯化银是中学化学中常见的一种物质,你知道早期在不是非常敏感的照片软片、胶版和胶纸上常使用氯化银进行感光吗?已知AgCl在溶液中存在溶解平衡:AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),关于此溶解平衡的说法正确的是( )
A.AgCl沉淀的生成和溶解同时在不断进行,且速率相等
B.等物质的量的AgNO3和NaCl溶于水后,溶液中不存在Ag+和Cl-
C.只要向含有AgCl的饱和溶液中加入NaCl(s),一定会有沉淀生成
D.“ ”说明AgCl没有完全电离,AgCl是弱电解质
三、非选择题
10.某硫酸工厂的酸性废水中砷(As)元素含量极高,为控制砷的排放,可采用化学沉降法处理含砷废水,相关数据如下表。请回答以下问题:
表1 几种盐的Ksp
难溶物 Ksp
Ca3(AsO4)2 6.8×10-19 mol5·L-5
CaSO4 9.1×10-6 mol2·L-2
FeAsO4 5.7×10-21 mol2·L-2
表2 工厂污染物排放浓度及允许排放标准
污染物 H2SO4 As
废水浓度 29.4 g·L-1 1.6 g·L-1
排放标准 pH=6~9 0.5 mg·L-1
(1)该硫酸工厂排放的废水中硫酸的物质的量浓度为 mol·L-1。
(2)若酸性废水中Fe3+的浓度为1.0×10-4 mol·L-1,则c平(AsO)= mol·L-1。
(3)工厂排放出的酸性废水中的三价砷(弱酸H3AsO3)不易沉降,可投入MnO2先将其氧化成五价砷(弱酸H3AsO4),此时MnO2被还原为Mn2+,该反应的离子方程式为 。
(4)在处理含砷废水时采用分段式,先向废水中投入生石灰调节pH到2,再投入生石灰将pH调节到8左右,使五价砷以Ca3(AsO4)2的形式沉降。
①将pH调节到2时废水中有大量沉淀产生,沉淀主要成分的化学式为________________________________________________________________________。
②Ca3(AsO4)2在pH调节到8左右才开始沉淀,原因为______________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
③砷酸(H3AsO4)分步电离的平衡常数(25 ℃)为Ka1=5.6×10-3 mol·L-1,Ka2=1.7×10-7 mol·L-1,Ka3=4.0×10-12 mol·L-1,第三步电离的平衡常数表达式为Ka3= ,Na3AsO4第一步水解的离子方程式为AsO+H2O HAsO+OH-,该步水解的平衡常数(25 ℃)为_________________________________________________________________。
学科素养升级练进阶训练第三层
1.(双选)下列应用或现象主要体现的是沉淀溶解平衡原理的是( )
A.热纯碱溶液洗涤油污的能力强
B.误将钡盐[BaCl2、Ba(NO3)2]当作食盐食用后,常用0.5%的Na2SO4溶液解毒
C.溶洞的形成
D.泡沫灭火器灭火
2.对于难溶盐MX,其饱和溶液中M+、X-的物质的量浓度之间的关系类似于c平(H+)·c平(OH-)=Kw,存在等式c平(M+)·c平(X-)=Ksp。现将足量的AgCl分别加入下列物质中,溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液
②30 mL 0.02 mol·L-1 CaCl2溶液
③40 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液
④10 mL蒸馏水
⑤50 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液
A.①>②>③>④>⑤
B.④>①>③>②>⑤
C.⑤>④>②>①>③
D.④>③>⑤>②>①
3.(双选)已知Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×10-17 mol2·L-2。下列关于难溶物之间转化的说法中错误的是( )
A.AgCl不溶于水,不能转化为AgI
B.两种难溶物的Ksp相差越小,难溶物就越容易转化为更难溶的物质
C.AgI比AgCl更难溶于水,所以AgCl可以转化为AgI
D.常温下,要使AgCl在NaI溶液中转化为AgI,则NaI的浓度必须不低于×10-12 mol·L-1
4.工业制胆矾时,将粗制CuO粉末(含杂质FeO、Fe2O3)慢慢加入适量的稀H2SO4中完全溶解,除去杂质离子后,再蒸发结晶可得纯净的胆矾晶体。已知常温下:pH≥9.6时,Fe2+以Fe(OH)2的形式完全沉淀;pH≥6.4时,Cu2+以Cu(OH)2的形式完全沉淀;pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀。回答下列问题:
(1)为除去溶液中的Fe2+,可先加入 (填序号),将Fe2+氧化为Fe3+,反应的离子方程式为 ,然后加入适量的 (填序号),调整溶液的pH至 ,使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
A.CuO B.Cl2
C.Cu(OH)2 D.H2O2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=1×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为 ,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为 ,通过计算确定上述方案 (填“可行”或“不可行”)。
第3节 沉淀溶解平衡
必备知识基础练
1.答案:C
解析:沉淀达到溶解平衡时,溶液中溶质离子浓度保持不变,不一定相等,例如Ca(OH)2达到溶解平衡时,钙离子和氢氧根离子浓度不相等,故A错误;有些物质升高温度,溶解度减小,沉淀溶解平衡向沉淀方向移动,例如氢氧化钙饱和溶液升高温度,会析出Ca(OH)2固体,故B错误;室温下,食盐水中含有大量的氯离子,根据同离子效应,氯化银的沉淀溶解平衡被破坏,平衡向左移动,溶液中银离子浓度减小,降低了氯化银的溶解度,氯化银在水中的溶解度大于在食盐水中的溶解度,故C正确;硫酸钡达到的沉淀溶解平衡为动态平衡,溶液中还含有硫酸根离子,故D错误。
2.答案:D
解析:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加MgSO4固体使该溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变大;加HCl溶液使该溶解平衡右移,Mg(OH)2固体减少,c(Mg2+)变大;加NaOH固体使该溶解平衡左移,Mg(OH)2固体增多,c(Mg2+)变小。
3.答案:C
解析:一定温度下,向石灰乳悬浊液中加入少量生石灰,发生反应:CaO+H2O===Ca(OH)2,消耗水,原溶液已达到饱和,反应后仍为饱和溶液,c(OH-)不变,溶液的pH不变,A错误;溶解平衡向逆反应方向移动,溶液中Ca2+数目减少,但浓度不变,B错误,C正确;反应后仍为饱和溶液,溶液中溶质的质量分数不变,D错误。
4.答案:C
解析:沉淀溶解平衡是一种动态平衡。Ksp的大小反映了难溶电解质在水中的溶解能力,它只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量和溶液中离子的浓度无关,溶解中离子浓度改变并不改变溶度积。在一定温度下,Ksp为一常数,但通过Ksp的大小比较难溶电解质在水中的溶解能力时,应是同一类型的电解质。
5.答案:D
解析:Ksp(AgCl)=1.8×10-10 mol2·L-2,Ksp(AgI)=8.3×10-17 mol2·L-2,Ksp(AgBr)=5.0×10-13 mol2·L-2,AgCl、AgI、AgBr三种化合物的类型相同,c平(Ag+)=,则三种难溶盐的饱和溶液中银离子浓度:AgCl>AgBr>AgI,D项正确。
6.答案:C
解析:Ksp只与温度有关,所以t℃时,Y点和Z点时Ag2CrO4的Ksp相等,故A正确;饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4,c(CrO)增大,平衡逆向移动,c(Ag+)减小,而Y点变为X点时c(Ag+)不变、c(CrO)增大,故B正确;t℃时,Ag2CrO4的Ksp=c(Ag+)·c平(CrO)=(1×10-3 mol·L-1)2×1×10-5 mol·L-1=1×10-11 mol3·L-3,故C错误;Ksp(Ag2CrO4)=c(Ag+)·c平(CrO)=1×10-11 mol3·L-3,Ksp(AgCl)=c平(Ag+)·c平(Cl-)=1.8×10-10 mol2·L-2,将0.01 mol·L-1 AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1 KCl和0.01 mol·L-1 K2CrO4的混合溶液,0.01 mol·L-1 K2CrO4溶液中c(CrO)=0.01 mol·L-1,形成Ag2CrO4沉淀需要c(Ag+)= mol·L-1≈3.2×10-5 mol·L-1,0.01 mol·L-1 KCl溶液中c(Cl-)=0.01 mol·L-1,形成AgCl沉淀需要c(Ag+)= mol·L-1=1.8×10-8 mol·L-1,所以Cl-沉淀时需要的c(Ag+)较小,Cl-先沉淀,故D正确。
7.答案:B
解析:由X点可知,c(S2-)=10-9.2 mol·L-1,c(Ag+)=10-20 mol·L-1,Ksp(Ag2S)=c(Ag+)×c平(S2-)=10-40 mol2·L-2×10-9.2 mol·L-1=10-49.2 mol3·L-3,故A正确;若Z点为Ag2S的分散系,Z点位于Ag2S的沉淀溶解平衡曲线的上方,Q8.答案:A
解析:所给出物质的c(Ag+)或c(Cl-)越小,AgCl的溶解度越大。①10 mL 0.01 mol·L-1 KCl溶液中c(Cl-)=0.01 mol·L-1;②10 mL蒸馏水中c(Ag+)或c(Cl-)为0;③40 mL 0.03 mol·L-1 HCl溶液中c(Cl-)=0.03 mol·L-1;④50 mL 0.02 mol·L-1 BaCl2溶液中c(Cl-)=0.04 mol·L-1;⑤30 mL 0.05 mol·L-1 AgNO3溶液中c(Ag+)=0.05 mol·L-1。综上所述,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是②>①>③>④>⑤。
9.答案:B
解析:沉淀的转化向溶度积更小的方向移动,可知FeS的Ksp大于CuS的Ksp,故A错误;K===,故B正确;CuS更难溶,加入少量Na2S固体后,Cu2+、S2-发生反应生成沉淀,则溶液中c(Cu2+)减小,故C错误;开始浓度未知,不能确定平衡浓度的关系,则c(Fe2+)、c(Cu2+)平衡时不一定相等,故D错误。
10.答案:C
解析:难溶不是不溶,只是溶解度小,故A错误;MnS难溶于水也难溶于MnCl2溶液,故B错误;通过添加过量的难溶电解质MnS,可除去Cu2+、Pb2+,Cd2+等离子,是沉淀转化的原理,故C正确;沉淀转化的离子方程式为Cu2+(aq)+MnS(s)===CuS(s)+Mn2+(aq),故D错误。
11.答案:C
解析:AgCl饱和溶液中c(Ag+)= mol·L-1=×10-5 mol·L-1,Ag2CrO4饱和溶液中c(Ag+)= mol·L-1=×10-4 mol·L-1,AgI饱和溶液中c(Ag+)=×10-9 mol·L-1,故A、B、D均错误;溶解度小的沉淀可转化为溶解度更小的沉淀,所以向AgCl悬浊液中加入足量KI溶液,会有黄色沉淀产生,C正确。
12.答案:A
解析:要将Pb2+沉淀,就要形成溶解度更小的物质,由题表中数据可知,PbS的溶解度最小,故选用的沉淀剂最好为硫化物。
13.答案:A
解析:CuS比FeS难溶,除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂,A项正确;H2S是弱酸,硫离子的浓度小于0.1 mol·L-1,CuS的溶度积常数Ksp为1.3×10-36 mol2·L-2,所以溶液中Cu2+的浓度大于1.3×10-35 mol·L-1,B项错误;CuS是不溶于酸的难溶物,所以反应CuSO4+H2S===CuS↓+H2SO4能发生,这是弱酸制备强酸的特例,C项错误;H2S与SO2反应生成硫单质和水,溶液酸性减弱,D项错误。
14.答案:B
解析:25 ℃时,在c(Cl-)=c(CrO)=0.001 mol·L-1的溶液中逐滴加入AgNO3溶液,Cl-开始沉淀时c(Ag+)===1.8×10-7 mol·L-1,CrO开始沉淀时c(Ag+)==≈4.47×10-5 mol·L-1,所以首先生成AgCl白色沉淀,故A错误;比较AgCl与Ag2CrO4的溶解度的大小,可比较对应饱和溶液中阴离子浓度的大小,c(Cl-)= mol·L-1≈1.34×10-5 mol·L-1,c(CrO)= mol·L-1=7.9×10-5 mol·L-1,所以AgCl的溶解度小于Ag2CrO4的溶解度,故B正确;2AgCl(s)+K2CrO4(aq) 2KCl(aq)+Ag2CrO4(s)的平衡常数K===1.62×10-8 mol·L-1,平衡常数很小,则在AgCl中加入稀K2CrO4溶液,搅拌,不能转化为Ag2CrO4黄色沉淀,故C错误;Ksp只受温度的影响,温度不变,Ksp不变,故D错误。
15.答案:B
解析:由Ksp[Mg(OH)2]=5.61×10-12 mol3·L-3、Ksp(MgF2)=7.42×10-11 mol3·L-3可知,MgF2的Ksp大于Mg(OH)2的Ksp,则饱和MgF2溶液中的镁离子浓度较大,故A错误;氯化铵固体溶于水后,由于NH和氢氧根离子反应,使溶液中氢氧根离子浓度减小,促进Mg(OH)2沉淀溶解平衡正向移动,镁离子浓度增大,故B正确;Ksp只与温度有关,温度不变,Ksp不变,故C错误;Ksp[Mg(OH)2]、Ksp[MgF2]相差不多,在Mg(OH)2悬浊液中加入NaF溶液后,只要使c(Mg2+)×c2(F-)>Ksp(MgF2),能实现Mg(OH)2转化为MgF2,故D错误。
关键能力综合练
1.答案:B
解析:加入少量MgCl2固体,Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,c平(OH-)减小,使Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡右移,c平(Ca2+)增大,A项错误;加入少量Na2CO3固体,其溶解后CO与钙离子结合产生沉淀,使c平(Ca2+)减小,Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡右移,c平(OH-)增大,B项正确;加入少量KCl固体,对平衡没有影响,c平(Ca2+)、c平(OH-)均不变,C项错误;加入少量稀H2SO4,H2SO4电离出的H+能与氢氧根离子发生中和反应,使c(OH-)减小,Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)平衡右移,c平(Ca2+)增大,D项错误。
2.答案:B
解析:Ksp(AgCl)=c平(Ag+)·c平(Cl-),Ksp受温度的影响,根据题意,温度保持不变,因此所给溶液中c平(Cl-)越大,c平(Ag+)越小,四种溶液中c(Cl-)分别为0、0.5 mol·L-1、0.4 mol·L-1、0.3 mol·L-1,因此c平(Ag+)按从小到大的顺序排列是②③④①,B项正确。
3.答案:B
解析:由图可知,CdS在T1℃下的Ksp=c平(Cd2+)·c平(S2-)=a mol·L-1×a mol·L-1=a2 mol2·L-2,A项正确;m、p、n为同一温度下的CdS的沉淀溶解平衡状态,三点的Ksp相等,B项错误;向m点的溶液中加入Na2S,S2-浓度增大,但Ksp不变,则溶液组成由m沿T1℃时的沉淀溶解平衡曲线向p方向移动,C项正确;温度降低,Ksp减小,q点的饱和溶液的组成由q沿qp线向p方向移动,D项正确。
4.答案:B
解析:常温下Ksp(RSO4)=1×10-8 mol2·L-2,RSO4饱和溶液中c平(R2+)=c平(SO)== mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,向20 mL 0.10 mol·L-1 R(NO3)2溶液中滴加0.10 mol·L-1 Na2CO3溶液,恰好形成沉淀时,-lg c(R2+)=7.3,c(R2+)=10-7.3 mol·L-1<1×10-4 mol·L-1,所以常温时,RSO4、RCO3的饱和溶液中c(CO)Ksp(RCO3),所以RCO3的生成速率大于溶解速率,故D错误。
5.答案:D
解析:ZnS白色沉淀转化成CuS黑褐色沉淀,说明CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,D项错误。
6.答案:CD
解析:根据图像可知,未滴加AgNO3溶液时-lg c(Cl-)或-lg c(CrO)均为1,则NaCl和Na2CrO4溶液均为0.1 mol·L-1,即x=0.1,故A正确;1 mol Cl-和1 mol CrO分别消耗1 mol Ag+和2 mol Ag+,由图像可知,滴加AgNO3溶液过程中,曲线Ⅰ突跃时加入的AgNO3溶液的体积为20 mL,所以曲线Ⅰ代表NaCl溶液,故B正确;b点时,-lg c(CrO)=4,则c(CrO)=10-4 mol·L-1,c(Ag+)=2×10-4 mol·L-1,Ksp(Ag2CrO4)=c平(CrO)·c(Ag+)=10-4 mol·L-1×(2×10-4 mol·L-1)2=4×10-12 mol3·L-3,故C错误;a点时,Cl-恰好完全沉淀,-lg c(Cl-)=5,则c(Cl-)=10-5 mol·L-1,c(Ag+)=10-5 mol·L-1,Ksp(AgCl)=c平(Cl-)·c平(Ag+)=10-10 mol2·L-2,c点加入40 mL AgNO3溶液,溶液中c(Ag+)== mol·L-1,c(Cl-)== mol·L-1=3×10-9 mol·L-1,所以-lg c(Cl-)=9-lg 3≈8.52,故D错误。
7.答案:C
解析:关节炎病因是在关节滑液中形成尿酸钠晶体,尤其在寒冷季节能诱发关节疼痛,说明温度降低,越有利于尿酸钠的形成,温度降低②的平衡正向移动,降低温度平衡向放热反应方向移动,故②过程放热,ΔH<0,A项错误,C项正确;降低温度,平衡正向移动,B项错误;升高温度,平衡逆向移动,D项错误。
8.答案:C
解析:根据MgCO3的Ksp=6.82×10-6 mol2·L-2,则c平(Mg2+)·c平(CO)=6.82×10-6 mol2·L-2,若向Na2CO3溶液中加入MgCO3固体,则溶液中c平(Mg2+)9.答案:AC
解析:沉淀溶解平衡是一个动态平衡,A项正确;沉淀溶解平衡存在,则肯定存在Ag+和Cl-,B项错误;加入NaCl固体后溶液中Cl-的浓度大于原饱和溶液中的Cl-浓度,使沉淀溶解平衡左移,产生沉淀,C项正确;“ ”说明AgCl是极少部分溶解,但溶解部分完全电离,AgCl是强电解质,D项错误。
10.答案:(1)0.3 (2)5.7×10-17
(3)2H++MnO2+H3AsO3===H3AsO4+Mn2++H2O
(4)①CaSO4 ②H3AsO4是弱酸,当溶液pH调节到8左右时,c平(AsO)增大,容易形成Ca3(AsO4)2沉淀或者pH增大,促进H3AsO4电离,c平(AsO)增大,Q=c(Ca2+)·c(AsO)>Ksp[Ca3(AsO4)2]时,Ca3(AsO4)2才开始沉淀
③
2.5×10-3 mol·L-1
解析:(1)由题意可得H2SO4的浓度为=0.3 mol·L-1。
(2)c平(AsO)= mol·L-1=5.7×10-17 mol·L-1。(3)利用化合价升降原理配平相关方程式,即可得出离子方程式为2H++MnO2+H3AsO3===H3AsO4+Mn2++H2O。(4)①由于H2SO4是强酸,废水中SO浓度较大,所以当pH=2时,生成的沉淀为CaSO4。②H3AsO4为弱酸,当pH较小时,抑制了H3AsO4的电离,c平(AsO)较小,不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当pH≈8时,AsO的浓度增大,容易形成Ca3(AsO4)2沉淀。③H3AsO4的第一步电离方程式为H3AsO4 H++H2AsO,第二步电离方程式为H2AsO H++HAsO,第三步电离方程式为HAsO H++AsO,Ka3=。AsO第一步水解的平衡常数
Kh1==
===
=2.5×10-3 mol·L-1。
学科素养升级练
1.答案:BC
解析:A项利用的是水解原理,D项利用两种离子水解的相互促进作用,B、C项体现的均是沉淀溶解平衡原理。
2.答案:B
解析:AgCl的沉淀溶解平衡为AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),由于c平(Ag+)·c平(Cl-)=Ksp,c平(Cl-)或c平(Ag+)越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解度越小。注意AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液的体积无关。①中c平(Cl-)=0.01 mol·L-1,②中c平(Cl-)=0.04 mol·L-1,③中c平(Cl-)=0.03 mol·L-1,④中无Cl-和Ag+,⑤中c平(Ag+)=0.05 mol·L-1。Ag+或Cl-浓度由小到大的顺序为④<①<③<②<⑤,故AgCl的溶解度由大到小的顺序为④>①>③>②>⑤。
3.答案:AB
解析:两种难溶物的Ksp相差越大,难溶物就越容易转化为更难溶的物质,B错误。Ksp(AgI)Ksp,故I-的浓度必须不低于 mol·L-1=×10-12 mol·L-1,D正确。
4.答案:(1)D 2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O AC 3~4
(2)4 3 可行
解析:(1)由于沉淀所需的pH:Fe2+>Cu2+>Fe3+,故要除去溶液中的Fe2+,必须先加入氧化剂将Fe2+氧化,为了不引入杂质,加入的氧化剂选H2O2,故选D,反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3++2H2O。pH在3~4时,Fe3+以Fe(OH)3的形式完全沉淀,为了不引入杂质,然后加入适量的CuO[或Cu(OH)2、CuCO3、Cu2(OH)2CO3],故选AC,调整溶液的pH至3~4,使Fe3+完全转化为Fe(OH)3沉淀。
(2)常温下,Cu(OH)2开始沉淀时c(Cu2+)·c2(OH-)=Ksp[Cu(OH)2]=3×10-20,c(OH-)==1×10-10 mol·L-1,c(H+)=1×10-4 mol·L-1,Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH=4。Fe3+完全沉淀时c(Fe3+)<1×10-5 mol·L-1,c(Fe3+)·c3(OH-)=Ksp[Fe(OH)3]=1×10-38,c(OH-)==1×10-11 mol·L-1,c(H+)=1×10-3 mol·L-1,Fe3+完全沉淀时溶液的pH=3。根据计算结果知上述方案可行。
1第3课时 盐类水解的应用
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1盐类水解的应用
1.现需同时对某农作物施用分别含有N、P、K三种元素的化肥,已知给定的化肥有①K2CO3 ②KCl
③Ca(H2PO4)2 ④(NH4)2SO4 ⑤氨水,最合适的组合是 ( )
A.①③④ B.②③④
C.①③⑤ D.②③⑤
2.下列事实或操作与盐类水解无关的有( )
①配制FeCl3溶液时,要滴加少量的盐酸
②加热蒸干并灼烧Na2SO3溶液,得到Na2SO4固体
③焊接时用NH4Cl溶液除锈
④使用泡沫灭火器时,使硫酸铝与饱和小苏打溶液混合
⑤稀醋酸溶液加热时其pH减小
⑥浓的硫化钠溶液有臭味
⑦CaCO3的饱和溶液pH约为9.3
⑧小苏打发酵粉加入柠檬酸后效果更好
A.2个 B.3个 C.4个 D.5个
3.下列根据反应原理设计的应用,不正确的是( )
A.CO+H2O HCO+OH- 热的纯碱溶液清洗油污
B.Al3++3H2O Al(OH)3+3H+ 明矾净水
C.TiCl4+(x+2)H2O(过量) TiO2·xH2O↓+4HCl 用TiCl4制备TiO2
D.SnCl2+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl 配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠
4.下列有关问题与盐类水解有关的是( )
①配制硫酸铜溶液时加入少量硫酸
②铝盐和铁盐可作净水剂
③MgCl2溶液蒸干后灼烧得到MgO
④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞
A.①②③ B.②③④
C.①④ D.①②③④
5.某校化学实验小组对以下四种固体物质的水溶液进行加热蒸干并灼烧这一系列操作,最终不能得到原固体物质的是 ( )
①氯化铁 ②碳酸氢钠 ③硫酸亚铁 ④硅酸钠
A.仅①③ B.仅②④
C.仅①③④ D.仅①②③
6.在空气中直接蒸发下列盐的溶液:①Fe2(SO4)3;②Na2CO3;③KCl;④CuCl2;⑤NaHCO3。可以得到相应盐的晶体(可以含有结晶水)的是 ( )
A.①②③ B.①③⑤
C.②④ D.①③④⑤
7.下列关于盐类水解的应用,说法正确的是( )
A.可以用Cu除去CuCl2溶液中的杂质离子Fe3+
B.将FeCl3溶液蒸干并灼烧得到Fe2O3固体
C.Al(NO3)3溶液与K2S溶液混合后无明显现象
D.镁粉投入到饱和NH4Cl溶液中无明显现象
8.下列应用与盐类水解无主要关系的是( )
A.用铝盐和铁盐作净水剂
B.将SOCl2(遇水剧烈水解)和AlCl3·6H2O混合加热制取无水AlCl3
C.FeSO4溶液制备FeSO4·7H2O晶体时,不能直接蒸干结晶获取
D.草木灰与铵态氮肥不能混合施用
知识点2溶液中离子浓度的大小比较
9.在0.1 mol·L-1 Na2S溶液中,下列关系错误的是( )
A.c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+c(H2S)
B.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-)
C.c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)
D.c(OH-)=c(HS-)+c(H+)+2c(H2S)
10.常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA溶液与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.HA为强酸
B.该混合液的pH=7
C.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
D.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
11.常温下,0.1 mol·L-1的NH4HCO3溶液的pH=7.8,下列关于溶液中微粒浓度的关系式正确的是( )
A.c(H+)>c(OH-)
B.c(HCO)>c(NH)
C.c(NH4)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-)
D.c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+2c(NH3·H2O)+c(OH-)
12.常温下,下列关于电解质溶液的说法正确的是( )
A.将pH=4的CH3COOH溶液加水稀释10倍,溶液中各离子浓度均减小
B.用CH3COOH溶液滴定等浓度的一定体积的NaOH溶液至pH=7,V(CH3COOH)C.向0.2 mol·L-1的盐酸中加入等体积0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH3·H2O)
D.在含0.1 mol NaHSO4的溶液中:c(H+)=c(SO)+c(OH-)
13.常温下,下列溶液中,有关微粒的浓度关系错误的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液:c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)
B.向盐酸中加入氨水至溶液呈中性,溶液中>1
C.0.01 mol·L-1 NaOH溶液与等体积pH=2的醋酸溶液混合后的溶液:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO)
14.用亚硫酸盐(X)吸收烟气中的SO2,已知吸收过程中含硫组分物质的量分数(δ)与溶液pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.若X为Na2SO3,当吸收液pH=1.85时,c(Na+)=2c(SO)+4c(H2SO3)
B.若X为Na2SO3,当吸收液呈中性时,2c(SO)+c(HSO)=c(Na+)
C.若X为(NH4)2SO3,(NH4)2SO3溶液呈碱性,说明水解程度:SO>NH
D.若X为(NH4)2SO3,图中b点溶液中n(HSO)∶n(NH)=1∶3
15.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液中,粒子的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.氨水中:c(NH)=c(OH-)=0.1 mol·L-1
B.NH4Cl溶液中:c(NH)>c(Cl-)
C.Na2SO4溶液中:c(Na+)>c(SO)>c(OH-)=c(H+)
D.Na2SO3溶液中:c(Na+)=2c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)
16.常温下,下列关于溶液中粒子浓度大小关系的说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中:c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
B.0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1氨水等体积混合后,混合溶液中:c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
C.醋酸钠溶液中滴加醋酸溶液,则混合溶液中可能有c(Na+)=c(CH3COO-)
D.0.1 mol·L-1 NaHS溶液中:c(OH-)+2c(S2-)=c(H+)+c(H2S)
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.化学与生活、生产密切相关。下列说法中不正确的是( )
A.施肥时,铵态氮肥不能与草木灰(含K2CO3)混合使用
B.夏天冰箱保鲜食品的原理是降低温度,减小化学反应速率
C.施用适量石膏(CaSO4·2H2O)可降低盐碱地(含较多NaCl、Na2CO3)的碱性
D.将海水直接电解可获得Mg及Cl2等单质
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是 ( )
A.1 L 0.100 mol·L-1的Na2SO3溶液中,阴离子数为0.1NA
B.10.7 g氯化铵固体溶于氨水所得中性溶液中含有的NH数目为0.2NA
C.常温下,pH=5的CH3COOH溶液中,水电离出的H+数为10-9NA
D.含0.2 mol FeCl3的溶液形成的Fe(OH)3胶体的胶粒数目为0.2NA
3.向三份0.1 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2CO3、NaHSO4固体(忽略溶液体积变化),则CH3COO-浓度的变化依次为 ( )
A.增大、减小、增大 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.减小、增大、减小
4.常温下,下列有关溶液的说法正确的是 ( )
A.pH相等的①NH4Cl、②NH4Al(SO4)2、③NH4HSO4溶液:NH浓度的大小顺序为①>②>③
B.常温下,pH为5的氯化铵溶液和pH为5的醋酸溶液中水的电离程度相同
C.HA的电离常数Ka=4.93×10-10,则等浓度的NaA、HA混合溶液中:c(Na+)>c(HA)>c(A-)
D.已知在相同条件下酸性HF>CH3COOH,则物质的量浓度相等的NaF与CH3COOK溶液中:c(Na+)-c(F-)>c(K+)-c(CH3COO-)
5.下列溶液中微粒浓度关系表示正确的是( )
A.Na2CO3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CO)+c(HCO)
B.pH=3的CH3COOH与pH=11的NaOH溶液等体积混合后的溶液中:c(H+)C.0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液中:C(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合后的溶液中:2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.室温下,向下列溶液中通入相应的气体至溶液pH=7(通入气体对溶液体积的影响可忽略),溶液中部分微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.向0.10 mol·L-1 NH4HCO3溶液中通入CO2:c(NH)=c(HCO)+c(CO)
B.向0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中通入NH3:c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.向0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中通入SO2:c(Na+)=2[c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)]
D.向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入HCl:c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-)
7.下列事实与盐的水解有关的是( )
①明矾和FeCl3可作净水剂
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶解在盐酸中,而后加水稀释
④NH4Cl溶液可作焊接中的除锈剂
⑤实验室盛放Na2SiO3溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞
⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂
⑦在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会生成氢气
⑧草木灰与铵态氮肥不能混合施用
⑨加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体
A.①④⑦ B.②⑤⑧
C.③⑥⑨ D.全部
8.25 ℃时,某混合溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO-)、lg c(H+)和lg c(OH-)随pH变化的关系如图所示。Ka为CH3COOH的电离常数,下列说法正确的是( )
A.O点时,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)
B.N点时,pH=-lg Ka
C.该体系中,c(CH3COOH)= mol·L-1
D.pH由7到14的变化过程中,CH3COO-的水解程度始终增大
9.分别将下列物质:①FeCl3 ②CaO ③NaCl
④Ca(HCO3)2 ⑤Na2SO3 ⑥K2SO4投入水中,在蒸发皿中对其溶液加热蒸干,能得到原物质的是( )
A.②③ B.③⑥ C.①④ D.⑤⑥
三、非选择题
10.NH4Al(SO4)2、NH4HSO4用途广泛。请回答下列问题。
(1)常温时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3。则溶液中c(NH)+c(NH3·H2O) (填“>”“<”或“=”)c(Al3+)+c[Al(OH)3];2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)= mol·L-1。
(2)80 ℃时,0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH小于3,分析pH随温度变化的原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________(用离子方程式结合文字叙述回答)。
(3)常温时,向100 mL 0.1 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol·L-1 NaOH溶液,得到溶液pH与NaOH溶液体积的关系曲线如图所示。向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液到a点的过程中,发生反应的离子方程式为 。
(4)浓度均为0.1 mol·L-1 NH4Al(SO4)2溶液和NH4HSO4溶液,其中 溶液的c(NH)大。
学科素养升级练 进阶训练第三层
1.为了得到比较纯净的物质,使用的方法恰当的是( )
A.向Na2CO3饱和溶液中通入过量的CO2后,在加压、加热的条件下,蒸发得到NaHCO3晶体
B.加热蒸发AlCl3饱和溶液可得到纯净的AlCl3晶体
C.向FeBr2溶液中加入过量的氯水,加热蒸发得FeCl3晶体
D.向FeCl3溶液中加入足量的NaOH溶液,经过滤、洗涤沉淀,再充分灼烧沉淀得到Fe2O3
2.醋酸为一元弱酸,25 ℃时,其电离常数Ka=1.75×10-5。下列说法错误的是( )
A.0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液的pH在2~3范围内
B.CH3COONa溶液中,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
C.将0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液加水稀释,其电离常数和均不变
D.等体积的0.1 mol·L-1 NaOH溶液和0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液混合物,溶液pH>7,且c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
3.室温时,向20 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中不断滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,溶液的pH变化曲线如图所示。在滴定过程中,下列关于溶液中离子浓度关系不正确的是( )
A.a点时:c平(CH3COO-)+2c平(OH-)=c平(CH3COOH)+2c平(H+)
B.b点时:c平(Na+)=c平(CH3COO-)
C.c点时:c平(OH-)=c平(CH3COOH)+c平(H+)
D.d点时:c平(Na+)>c平(CH3COO-)>c平(OH-)>c平(H+)
4.现有常温下的六份溶液:
①0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液 ②0.01 mol·L-1 HCl溶液 ③pH=12的氨水 ④pH=12的NaOH溶液 ⑤0.01 mol·L-1CH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液
⑥0.01 mol·L-1 HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是 (选填序号,下同),水的电离程度相同的是 。
(2)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:② (填“>”“<”或“=”,下同)③;若将②、③溶液等体积混合后,所得溶液pH 7。
(3)若将①、④溶液按体积比为2∶1混合后,所得溶液pH (选填“>”“<”或“=”)7,此时溶液中除水分子外的各微粒的浓度由大到小的顺序为: ;将①、④溶液混合,若有c平(CH3COO-)>c平(H+),则混合液可能呈 (填序号)。
A.酸性 B.碱性 C.中性
第3课时 盐类水解的应用
必备知识基础练
1.答案:B
解析:K2CO3水解使溶液显碱性,CO易与NH发生相互促进的水解反应,产生NH3降低肥效,K2CO3不可选;氨水显碱性,易与Ca(H2PO4)2反应生成Ca3(PO4)2或CaHPO4从而使P元素流失,氨水不可选;故能同时补充三种元素的化肥组合为②③④。
2.答案:B
解析:①配制FeCl3溶液时,滴加少量的盐酸是为了抑制Fe3+的水解;②加热蒸干并灼烧Na2SO3溶液,得到Na2SO4固体,是因为Na2SO3被空气中的氧气氧化,与水解无关;③焊接时用NH4Cl溶液除锈,是因为NH水解使溶液呈酸性;④使用泡沫灭火器时,硫酸铝与小苏打发生水解相互促进反应;⑤稀醋酸溶液加热时其pH减小,是因为加热时醋酸的电离程度增大,与水解无关;⑥浓的硫化钠溶液有臭味,是因为S2-水解生成H2S;⑦CaCO3是强碱弱酸盐,CO水解使其溶液显碱性;⑧小苏打发酵粉加入柠檬酸后效果更好,是因为碳酸氢钠与柠檬酸反应放出了二氧化碳,与水解无关。综上所述,B项正确。
3.答案:D
解析:加热时碳酸根离子水解程度增大,溶液中c(OH-)增大,清洗油污能力增强,故A正确;Al3+发生水解生成Al(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮物,故B正确;四氯化钛可以和水发生反应TiCl4+(x+2)H2O(过量) TiO2·xH2O↓+4HCl,可以用来制备TiO2,故C正确;根据反应SnCl2+H2O Sn(OH)Cl↓+HCl,配制氯化亚锡溶液时加入氢氧化钠会得到Sn(OH)Cl,配制不会成功,故D错误。
4.答案:D
解析:CuSO4水解呈酸性,加入硫酸,可抑制水解,故①正确;铝离子和铁离子水解分别生成氢氧化铝和氢氧化铁胶体,胶体具有吸附性,能吸附悬浮物而净水,故②正确;MgCl2水解生成氢氧化镁和氯化氢,因氯化氢易挥发,蒸干并灼烧得到MgO,故③正确;CO水解显碱性,二氧化硅可以和碱反应生成具有黏性的硅酸钠,会导致瓶塞和瓶口黏在一起,故④正确。
5.答案:D
解析:FeCl3溶液加热蒸干并灼烧后得到Fe2O3。碳酸氢钠溶液在加热蒸干并灼烧后得到碳酸钠。硫酸亚铁溶液在加热蒸干过程中,FeSO4被氧化,灼烧后不能得到FeSO4。硅酸钠溶液在加热蒸干并灼烧后得到硅酸钠。
6.答案:A
解析:①加热Fe2(SO4)3溶液时虽发生水解,但硫酸难挥发,蒸发Fe2(SO4)3溶液可得到Fe2(SO4)3晶体,故正确;②加热Na2CO3溶液水解生成NaOH,但NaOH和空气中的CO2反应又得到Na2CO3晶体,故正确;③KCl性质稳定,加热其溶液可得到KCl晶体,故正确;④加热CuCl2溶液水解生成氢氧化铜和HCl,HCl易挥发,得到氢氧化铜晶体,故错误;⑤NaHCO3不稳定,加热易分解生成Na2CO3,故错误。
7.答案:B
解析:加入Cu只能将Fe3+还原为Fe2+,无法除杂,应选用CuO或Cu(OH)2,促进Fe3+水解生成Fe(OH)3,经过滤达到除杂的目的,故A错误;FeCl3水解生成Fe(OH)3和HCl,加热蒸干过程中盐酸挥发,使Fe3+水解彻底,灼烧时氢氧化铁分解生成Fe2O3,故B正确;Al3+与S2-发生双水解生成Al(OH)3沉淀和H2S气体,故C错误;NH4Cl为强酸弱碱盐,铵根离子水解导致溶液呈酸性,镁和H+反应生成氢气,所以将镁粉投入到饱和NH4Cl溶液中有气泡产生,故D错误。
8.答案:C
解析:铝离子和铁离子均水解,分别生成氢氧化铝胶体和氢氧化铁胶体,因此用铝盐和铁盐作净水剂,与盐类水解有关,A不符合题意;氯化铝水解生成氢氧化铝和氯化氢,SOCl2水解生成HCl,抑制氯化铝水解,将SOCl2和AlCl3·6H2O混合加热制取无水AlCl3,与盐类水解有关,B不符合题意;亚铁离子不稳定,易被空气中的O2氧化生成铁离子,且FeSO4·7H2O受热易分解,所以不能直接蒸干FeSO4饱和溶液来制备FeSO4·7H2O,与盐类水解无关,C符合题意;铵根离子和碳酸根离子水解相互促进,因此施化肥时,不能将草木灰和硝酸铵混合使用,与盐类水解有关系,D不符合题意。
9.答案:A
解析:A项,由物料守恒可知,c(Na+)=2c(HS-)+2c(S2-)+2c(H2S),错误;B项,符合电荷守恒,正确;C项,溶液中存在水解:S2-+H2O HS-+OH-,HS-+H2O H2S+OH-,故c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-),正确;D项,符合质子守恒,正确。
10.答案:C
解析:题中所给的HA溶液与NaOH溶液反应生成0.1 mol·L-1的NaA溶液。由图知A-的浓度小于0.1 mol·L-1,说明A-发生了水解,即HA是弱酸,A项错误;A-发生了水解,水解后溶液呈碱性,B项错误;混合液中粒子浓度的大小关系为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),因此X表示OH-,Y表示HA,Z表示H+,D项错误;根据物料守恒可知,c(A-)+c(HA)=c(Na+),即c(A-)+c(Y)=c(Na+),C项正确。
11.答案:C
解析:NH4HCO3溶液中NH和HCO都能发生水解且相互促进。由溶液的pH=7.8可知,HCO的水解程度要大于NH的水解程度,故c(NH)>c(HCO);在此溶液中电荷守恒式为c(NH)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),物料守恒式为c(H2CO3)+c(HCO)+c(CO)=c(NH3·H2O)+c(NH),二者联立得:c(H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(NH3·H2O)+c(OH-)。
12.答案:D
解析:CH3COOH溶液加水稀释10倍,溶液中c(H+)减小,但是Kw不变,所以c(OH-)增大,其余离子浓度均减小,A项错误;该反应达到滴定终点时,溶液中的溶质为CH3COONa,CH3COONa为强碱弱酸盐,醋酸根离子水解导致溶液呈碱性,要使溶液呈中性,则n(CH3COOH)>n(NaOH),因为c(NaOH)=c(CH3COOH),则V(CH3COOH)>V(NaOH),B项错误;向0.2 mol·L-1的盐酸中加入等体积0.1 mol·L-1 NH3·H2O溶液,得到的是等浓度的HCl和NH4Cl的混合溶液,其中存在电荷守恒:c(Cl-)+c(OH-)=c(H+)+c(NH),但c(NH3·H2O)≠c(NH),C项错误;NaHSO4在水中能完全电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,根据电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(OH-),硫酸根离子和钠离子浓度相等,所以c(H+)=c(SO)+c(OH-),D项正确。
13.答案:B
解析:A项,硫酸根离子不水解,铵根离子和亚铁离子都水解,且铵根离子和亚铁离子的水解相互抑制,结合该物质的化学式可知c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+),A项正确;B项,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据溶液中存在的电荷守恒:c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),可得c(NH)=c(Cl-),所以溶液中=1,B项错误;0.01 mol·L-1 NaOH溶液与等体积pH=2的醋酸溶液的浓度大小关系为c(CH3COOH)≥c(NaOH),二者等体积混合后,溶液中的溶质是醋酸钠和醋酸,c(CH3COOH)≥c(CH3COONa),故溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(CH3COO-)>c(Na+),又醋酸的电离程度很小,所以c(Na+)>c(H+),则c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),C项正确;由电荷守恒可知,c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-),根据物料守恒可知,c(H2CO3)+c(CO)+c(HCO)=0.1 mol·L-1=c(Na+),所以c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)+c(CO),D项正确。
14.答案:A
解析:若X为Na2SO3,吸收二氧化硫后c(Na+)<2c(HSO)+2c(H2SO3)+2c(SO),当吸收液pH=1.85时,c(HSO)=c(H2SO3),则c(Na+)<4c(H2SO3)+2c(SO),A项错误;若X为Na2SO3,当吸收液呈中性时,c(H+)=c(OH-),根据溶液中存在的电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),可得2c(SO)+c(HSO)=c(Na+),B项正确;若X为(NH4)2SO3,由于NH水解使溶液显酸性,SO水解使溶液显碱性,(NH4)2SO3溶液呈碱性,说明水解程度:SO>NH,C项正确;若X为(NH4)2SO3,图中b点溶液中,c(HSO)=c(SO),b点时pH=7,c(H+)=c(OH-),根据溶液中存在的电荷守恒:c(H+)+c(NH)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),可得3c(HSO)=c(NH),n(HSO)∶n(NH)=1∶3,D项正确。
15.答案:C
解析:一水合氨为弱电解质,在溶液中只能部分电离出氢氧根离子,根据电荷守恒有c(NH)+c(H+)=c(OH-),则c(NH)c(SO)>c(OH-)=c(H+),故C正确;根据物料守恒可得c(Na+)=2c(SO)+2c(HSO)+2c(H2SO3),故D错误。
16.答案:C
解析:根据物料守恒可得c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),A项错误;0.1 mol·L-1 NH4Cl溶液和0.1 mol·L-1氨水等体积混合后,溶液中NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,则溶液中离子浓度大小为c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),B项错误;醋酸钠溶液中滴加醋酸溶液,依据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),常温下溶液pH=7时,可得c(Na+)=c(CH3COO-),C项正确:0.1 mol·L-1 NaHS溶液中,电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),物料守恒有c(Na+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S),联立两式可得c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S),D项错误。
关键能力综合练
1.答案:D
解析:制备活泼金属单质Mg应采用电解熔融MgCl2的方法,D项错误。
2.答案:B
解析:Na2SO3溶液中SO会水解:SO+H2O HSO+OH-,导致溶液中阴离子个数增多,所以此溶液中阴离子的个数多于0.1NA,故A错误;10.7 g氯化铵的物质的量为=0.2 mol,将0.2 mol NH4Cl溶于稀氨水中,根据电荷守恒可知n(NH)+n(H+)=n(OH-)+n(Cl-),由于溶液显中性,n(H+)=n(OH-),则n(NH)=n(Cl-)=0.2 mol,所以含有的NH数目为0.2NA,故B正确;溶液体积未知,无法计算溶液中水电离出的氢离子的数目,故C错误;一个Fe(OH)3胶粒是多个Fe(OH)3的聚集体,所以含0.2 mol FeCl3的溶液形成的Fe(OH)3胶体的胶粒数目小于0.2NA,故D错误。
3.答案:D
解析:CH3COONa溶液呈碱性,NH4NO3是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,促进醋酸根离子水解,导致醋酸根离子浓度减小;Na2CO3是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,抑制醋酸根离子的水解,导致醋酸根离子浓度增大;加入NaHSO4固体,氢离子与醋酸根离子结合生成醋酸,会导致醋酸根离子浓度减小。
4.答案:A
解析:氢离子抑制铵根离子水解,NH4HSO4溶液呈酸性,NH4Al(SO4)2中两种阳离子水解显酸性,要使这三种溶液的pH相等,则NH4Cl和NH4Al(SO4)2溶液中阳离子的水解程度相等,硫酸氢铵浓度最小,所以NH浓度的大小顺序为①>②>③,A正确;氯化铵溶液中铵根离子水解促进水的电离,醋酸溶液中醋酸电离抑制水的电离,当pH相同时,溶液中水的电离程度不同,B错误;Kh==,即Kh>Ka,可知混合溶液中盐的水解大于弱酸的电离,则等浓度的NaA、HA混合溶液中:c(HA)>c(Na+)>c(A-),C错误;酸性HF>CH3COOH,则酸根离子水解程度F-c(CH3COO-),由物料守恒得c(Na+)=c(K+),可知c(Na+)-c(F-)5.答案:D
解析:A项,应为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(CO)+c(HCO);B项,CH3COOH过量,应为c(H+)>c(OH-);C项,应为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);D项,符合物料守恒。
6.答案:D
解析:通入CO2,溶液为中性:c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,c(NH)=c(HCO)+2c(CO),A错误。由物料守恒可知,c(Na+)=c(SO)+c(HSO)+(H2SO3),溶液呈中性,由电荷守恒可得c(Na+)+c(NH)=2c(SO)+c(HSO),联立可得c(NH)+c(H2SO3)=c(SO),则c(SO)>c(NH),B错误。Na2SO3+SO2+H2O===2NaHSO3,至溶液pH=7,反应后溶液中的溶质为NaHSO3、Na2SO3,则c(Na+)<2[c(SO)+c(HSO)+c(H2SO3)],C错误。溶质为NaCl、醋酸和醋酸钠,由电荷守恒可知,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(Cl-),由物料守恒可知,c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),则c(Na+)>c(CH3COOH)=c(Cl-),D正确。
7.答案:D
解析:①明矾和FeCl3可作为净水剂,是因为铝离子、铁离子水解生成的胶体能吸附杂质;②加入盐酸可抑制铁离子的水解;③盐酸抑制氯化铝的水解;④铵根离子水解使溶液显酸性;⑤Na2SiO3溶液具有粘结性,可粘结试剂瓶与玻璃塞;⑥碳酸氢根离子与铝离子发生相互促进的水解反应生成二氧化碳和氢氧化铝;⑦铵根离子、铝离子水解使溶液显酸性;⑧铵根离子与草木灰中碳酸根相互促进水解,铵根离子转变为氨气挥发;⑨AlCl3是强酸弱碱盐,加热蒸干溶液时水解被促进。
8.答案:BC
解析:据图像分析可知,随着pH的升高,氢氧根离子和醋酸根离子浓度增大,氢离子和CH3COOH浓度减小,又pH=7的时候,氢氧根离子浓度等于氢离子浓度,故可推知,图中各曲线
代表的浓度分别是曲线1为lg c(CH3COO-)随pH的变化曲线,曲线2为lg c(H+)随pH的变化曲线,曲线3为lg c(OH-)随pH的变化曲线,曲线4为lg c(CH3COOH)随pH的变化曲线。根据上述分析可知,O点为曲线2和曲线3的交点,对应的pH=7,应该得出的结论为c(H+)=c(OH-),故A错误;N点为曲线1和曲线4的交点,lg c(CH3COO-)=lg c(CH3COOH),即c(CH3COO-)=c(CH3COOH),因Ka=,代入等量关系并变形可知pH=-lg Ka,故B正确;c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,则c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1-c(CH3COOH),又Ka=,联立两式消去c(CH3COO-)并化简整理可得出,c(CH3COOH)= mol·L-1,故C正确;醋酸根离子的水解平衡为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,pH由7到14的变化过程中,碱性不断增强,c(OH-)不断增大,则不利于醋酸根离子的水解平衡,会使其水解程度减小,故D错误。
9.答案:B
解析:氯化铁为强酸弱碱盐,氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢,氯化氢具有挥发性,加热过程中促进氯化铁水解,蒸干时得到氢氧化铁,故①不符合题意;氧化钙和水反应生成氢氧化钙,加热过程中,蒸发掉水,最后得到氢氧化钙,故②不符合题意;氯化钠不水解,蒸发掉水后得到氯化钠,故③符合题意;加热时碳酸氢钙分解生成碳酸钙,所以最后得到碳酸钙,故④不符合题意;亚硫酸钠不稳定,在加热过程中被氧气氧化生成硫酸钠,所以最后得到硫酸钠,故⑤不符合题意;硫酸钾不水解,将其水溶液蒸干时得到硫酸钾,故⑥符合题意。
10.答案:(1)= 10-3-10-11
(2)Al3+、NH存在水解平衡,Al3++3H2O Al(OH)3+3H+、NH+H2O NH3·H2O+H+,升高温度水解程度增大,c(H+)增大,pH减小
(3)H++OH-===H2O (4)NH4HSO4
解析:(1)根据物料守恒,推出c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Al3+)+c[Al(OH)3],根据电荷守恒c(NH)+3c(Al3+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO),因此有2c(SO)-c(NH)-3c(Al3+)=c(H+)-c(OH-)=(10-3-10-11) mol·L-1。(2)NH4Al(SO4)2溶液显酸性,是因为存在NH+H2O NH3·H2O+H+、Al3++3H2O Al(OH)3+3H+,盐类水解是吸热反应,升高温度,促进水解,c(H+)增大,pH减小。(3)NH4HSO4的电离方程式为NH4HSO4===NH+H++SO,H+结合OH-能力强于NH,在a点时加入NaOH溶液的体积为100 mL,恰好中和NH4HSO4电离出的H+,因此反应的离子方程式为H++OH-===H2O。(4)Al3+、H+都抑制NH的水解,H+抑制NH的水解能力强,即NH4HSO4溶液中的c(NH)大。
学科素养升级练
1.答案:D
解析:NaHCO3加热易分解,A项不恰当;AlCl3与FeCl3在加热蒸发的情况下,分别发生水解反应Al3++3H2O Al(OH)3+3H+、Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,由于HCl易挥发,使Al3+、Fe3+的水解都趋于完全,最终得到的是Al(OH)3和Fe(OH)3,B、C项不恰当;FeCl3与NaOH反应生成Fe(OH)3,灼烧,Fe(OH)3分解生成Fe2O3,D项恰当。
2.答案:C
解析:CH3COOH是弱酸,CH3COOH存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+,电离平衡常数Ka==1.75×10-5,由于c(H+)≈c(CH3COO-),c(CH3COOH)≈0.1 mol·L-1,所以c(H+)=×10-3 mol·L-1,10-3 mol·L-17,故c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D正确。
3.答案:D
4.答案:(1)⑥ ②③④ (2)> >
(3)< c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(OH-) ABC
解析:(1)水属于弱电解质,存在电离平衡H2O H++OH-,根据电离出的离子可知酸或碱抑制水的电离,而盐类的水解则是促进水的电离。pH=12的氨水,说明氨水的浓度大于0.01 mol·L-1,所以⑤中氨水是过量的,所以溶液显碱性。在⑥中二者恰好反应生成氯化钠,氯化钠是不能发生水解的盐,所以在该溶液中水的电离没有被抑制,而在①②③④⑤中均是抑制水的电离的。因为②③④溶液中H+浓度或OH-的浓度均是0.01 mol,所以对水的电离抑制程度是相同的;故其中水的电离程度最大的是⑥,水的电离程度相同的是②③④;(2)pH=12的氨水中氨水的浓度大于0.01 mol·L-1,所以②③等体积混合后氨水过量,溶液显碱性,要使溶液显中性,盐酸的体积必须大于氨水的体积。②0.01 mol·L-1 HCl溶液pH=2,③pH=12的氨水中氨水浓度大于0.01 mol·L-1,等体积混合,充分反应后氨水过量,溶液呈碱性,pH>7;(3)若将①0.01 mol·L-1 CH3COOH溶液、④pH=12的NaOH溶液按体积比为2∶1混合后,所得溶液为醋酸和醋酸钠按1∶1形成的混合溶液,醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,则c平(CH3COO-)>c平(CH3COOH),溶液显酸性,即c平(H+)>c平(OH-),故pH<7;此时溶液中除水分子外的各微粒的浓度由大到小的顺序为c平(CH3COO-)>c平(Na+)>c平(CH3COOH)>c平(H+)>c平(OH-);①④溶液混合后,根据电荷守恒可知c平(H+)+c平(Na+)=c平(OH-)+c平(CH3COO-),若c平 (CH3COO-)>c平(H+),则c平(Na+)>c平(OH-)。但c平(H+)和c平(OH-)的大小关系无法确定,所以该溶液可能显酸性、碱性或中性。
2第2课时 盐类的水解
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1盐类水解的原理
1.有关盐类水解的说法不正确的是( )
A.盐类的水解过程破坏了纯水的电离平衡
B.盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程
C.盐类水解使溶液不一定呈中性
D.Na2CO3水解的实质是Na+与H2O电离出的OH-结合生成了NaOH
2.广义的水解观认为:水解的物质和水分别离解成两部分,然后两两重新结合成新的物质,不出现元素化合价的变化。根据以上信息,下列物质水解后的产物错误的是( )
A.BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2
B.BrCl水解的产物是HClO和HBr
C.Mg2C3水解的产物是Mg(OH)2和C3H4
D.Al2S3水解的产物是Al(OH)3和H2S
3.下图表示的是某离子X与水的反应过程,X可能是( )
A.CO B.HCO
C.Na+ D.NH
4.下列各离子方程式中,属于水解反应的是( )
A.HCO+H2O H3O++CO
B.NH+H2O NH3·H2O+OH-
C.PO+H2O HPO+OH-
D.H2O+H2O H3O++OH-
5.下列有关盐类水解的说法不正确的是( )
A.盐类的水解破坏了纯水的电离平衡
B.盐类的水解是酸碱中和反应的逆过程
C.盐类的水解使溶液一定不呈中性
D.NaClO水解的实质是ClO-与H2O电离出的H+结合生成HClO
6.下列指定化学用语正确的是( )
A.NaHCO3水解的离子方程式:HCO+H2O===CO+H3O+
B.Ba(OH)2的电离方程式:Ba(OH)2 Ba2++2OH-
C.NaHSO4在水中的电离方程式:NaHSO4===Na++H++SO
D.Na2S水解的离子方程式:S2-+2H2O===H2S+2OH-
7.25 ℃时,在某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-a mol·L-1,下列说法不正确的是( )
A.a<7时,水的电离受到促进
B.a>7时,水的电离受到抑制
C.a<7时,溶液的pH一定为a
D.a>7时,溶液的pH一定为14-a
8.根据表中信息,判断0.10 mol·L-1的下列各物质的溶液pH最大的是
酸 电离常数(常温下)
CH3COOH Ka=1.8×10-5
H2CO3 Ka1=4.5×10-7,Ka2=4.7×10-11
H2S Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15
A.CH3COONa B.Na2CO3
C.NaHCO3 D.Na2S
9.已知两种弱酸甲(HB)、乙(HA)的酸性:HA>HB,在物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的NaA和NaB混合溶液中,下列排序正确的是( )
A.c(OH-)>c(HA)>c(HB)>c(H+)
B.c(OH-)>c(A-)>c(B-)>c(H+)
C.c(OH-)>c(B-)>c(A-)>c(H+)
D.c(OH-)>c(HB)>c(HA)>c(H+)
知识点2影响盐类水解平衡的因素
10.常温下,下列有关溶液的说法正确的是( )
A.NaHCO3溶液加水稀释,c(Na+)与c(HCO)的比值将增大
B.pH=1的一元酸和pH=13的一元碱等体积混合后的溶液中:c(OH-)=c(H+)
C.0.1 mol·L-1硫酸铵溶液中:c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 mol·L-1的硫化钠溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+c(H2S)
11.在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡:S2-+H2O HS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.升高温度,增大
C.加入NaOH固体,溶液pH减小
D.加入CuSO4固体,HS-浓度增大
12.浅绿色的Fe(NO3)2溶液中存在平衡:Fe2++2H2O Fe(OH)2+2H+,若向溶液中加入稀盐酸,则溶液的颜色( )
A.绿色变浅 B.变黄
C.绿色变深 D.不变
13.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列四种盐溶液,其pH测定如表所示,下列说法正确的是( )
序号 ① ② ③ ④
溶液 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO
pH 8.8 9.7 11.6 10.3
A.四种溶液中,水的电离程度:①>②>④>③
B.Na2CO3和NaHCO3溶液中,粒子种类不相同
C.将等浓度的CH3COOH和HClO溶液比较,pH小的是HClO溶液
D.Na2CO3和NaHCO3溶液中分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO)均增大
14.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质。有关结论正确的是( )
加入的物质 结论
A 50 mL 1 mol·L-1 H2SO4溶液 反应结束后,c(Na+)=c(SO)
B 0.5 mol CaO 溶液中增大
C 50 mL H2O 由水电离出的c(H+)、c(OH-)不变
D 0.1 mol NaHSO4固体 反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
15.如图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液,并分别放置在盛有水的烧杯中,然后向烧杯①中加入生石灰,向烧杯③中加入NH4NO3晶体,烧杯②中不加任何物质。
(1)含酚酞的0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液显浅红色的原因是____________________。
(2)实验过程中发现①的烧瓶中溶液红色变深、③的烧瓶中溶液红色变浅,则下列叙述正确的是 (填字母)。
A.水解反应为放热反应
B.水解反应为吸热反应
C.NH4NO3溶于水时放出热量
D.NH4NO3溶于水时吸收热量
(3)常温下,向0.01 mol·L-1 CH3COONa溶液中分别加入Na2CO3固体、FeSO4固体,则CH3COO-水解平衡移动的情况分别为 (填“向左移动”“向右移动”或“不移动”,下同)、 。
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一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.已知某温度下,Ka(HCN)=6.2×10-10 mol·L-1,Ka(HF)=6.8×10-4 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol·L-1,Ka(HNO2)=7.1×10-4 mol·L-1。物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的下列溶液,pH由大到小的顺序是( )
A.NaCN>NaNO2>CH3COONa>NaF
B.NaF>NaNO2>CH3COONa>NaCN
C.NaCN>CH3COONa>NaNO2>NaF
D.NaCN>CH3COONa>NaF>NaNO2
2.表中是常温下几种弱酸的电离平衡常数:
CH3COOH Ka=1.7×10-5 mol·L-1
H2S Ka1=1.1×10-7 mol·L-1 Ka2=1.3×10-13 mol·L-1
HClO Ka=4.7×10-8 mol·L-1
下列说法正确的是( )
A.可发生反应:H2S+2ClO-===S2-+2HClO
B.CH3COOH溶液与Na2S溶液反应不能生成NaHS
C.相同温度下,同物质的量浓度的Na2S、NaClO、CH3COONa溶液,pH最大的是NaClO溶液
D.相同温度下,同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH溶液
3.有4种混合溶液,分别由等体积浓度均为0.1 mol·L-1的2种溶液混合而成:①CH3COONa溶液与NaCl溶液;②CH3COONa溶液与NaOH溶液;③CH3COONa溶液与NaHSO4溶液;④CH3COONa溶液与NaHCO3溶液。混合溶液中c(CH3COO-)由大到小排序正确的是( )
A.②>④>③>① B.②>④>①>③
C.③>①>②>④ D.①>④>③>②
4.实验测得10 mL 0.50 mol·L-1NH4Cl溶液、10 mL 0.50 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10-5。下列说法不正确的是 ( )
A.图中实线表示pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化
B.将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为 mol·L-1,溶液pH变化值小于lg x
C.随温度升高,Kw增大,CH3COONa溶液中c(OH-)减小,c(H+)增大,pH减小
D.25 ℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液中:c(Na+)-c(CH3COO-)=c(Cl-)-c(NH)
5.叠氮酸(HN3)与NaOH溶液反应生成NaN3。已知NaN3溶液呈碱性,下列叙述正确的是( )
A.0.01 mol·L-1 HN3溶液的pH=2
B.HN3溶液的pH随温度升高而减小
C.NaN3的电离方程式:NaN3===Na++3N
D.0.01 mol·L-1 NaN3溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(N)+c(HN3)
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.实验测得0.5 mol·L-1 CH3COONa溶液、0.5 mol·L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.随温度升高,纯水中c(H+)>c(OH-)
B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小
C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D.随温度升高,CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低,是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向相同
7.常温下,在pH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生的OH-浓度分别为a mol·L-1与b mol·L-1,则a和b关系为( )
A.a>b B.a=10-4b
C.b=10-4a D.a=b
8.取0.1 mol·L-1的NaA和NaB两种盐溶液各1 L,分别通入0.02 mol CO2,发生反应:NaA+CO2+H2O===HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O===2HB+Na2CO3,则1 L HA溶液和HB溶液分别加水稀释至溶液体积为V L时,可能对应的图中的线是( )
A.X对应的是HA、Z对应的是HB
B.Y对应的是HA、Z对应的是HB
C.Z对应的是HA、X对应的是HB
D.Z对应的是HA、Y对应的是HB
9.水浴加热滴加酚酞的NaHCO3溶液,溶液颜色及pH随温度的变化情况如表所示,下列说法错误的是( )
① ② ③ ④ ⑤
温度 20 ℃ 30 ℃ 40 ℃ 从40 ℃冷却到20 ℃ 沸水浴后冷却到20 ℃
颜色变化 红色略加深 红色接近① 红色比③深
pH 8.31 8.29 8.26 8.31 9.20
A.NaHCO3溶液显碱性的原因是HCO+H2O H2CO3+OH-
B.①→③的过程中,颜色加深的原因可能是HCO水解程度增大
C.①→③的过程中,pH略减小说明升温过程中c(OH-)减小
D.⑤比①的pH大,推测是由于NaHCO3分解生成Na2CO3
三、非选择题
10.平衡思想是化学研究的一个重要观念。电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离常数(25 ℃) Ka=1.77×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.5×10-7 Ka2=4.7×10-11
①常温下,物质的量浓度相同的三种溶液:a.HCOONa、b.NaCN、c.Na2CO3,pH由大到小的顺序是 (填序号)。
②室温下,Na2CO3溶液pH=9,用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是______________,
溶液中= 。
(2)室温下,用0.100 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的氨水,滴定曲线如图所示。
①a点所示的溶液中粒子浓度由大到小的顺序依次为 >c(Cl-)> >c(OH-)>c(H+)。
②c点所示的溶液中c(NH3·H2O)+c(NH)= mol·L-1(忽略溶液体积的变化)。
(3)室温下,CH3COOH、NH3·H2O的电离平衡常数分别为1.75×10-5、1.79×10-5。下列溶液混合后,pH大于7的是 (填序号)。
①pH=1的盐酸和pH=13的Ba(OH)2溶液等体积混合
②等浓度、等体积HClO溶液、NaOH溶液混合
③pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
④pH=1的醋酸溶液和0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合
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1.测定0.1 mol·L-1 Na2SO3溶液先升温再降温过程中的pH,数据如下:
时刻 ① ② ③ ④
温度/℃ 25 30 40 25
pH 9.66 9.52 9.37 9.25
实验过程中,取①④时刻的溶液,加入盐酸酸化的BaCl2溶液做对比实验,④产生白色沉淀多。下列说法不正确的是( )
A.Na2SO3溶液中存在水解平衡:SO+H2O HSO+OH-
B.④的pH与①不同,是由于SO浓度减小造成的
C.①→③的过程中,温度和浓度对水解平衡移动方向的影响一致
D.①与④的Kw相等
2.(双选)常温时,体积均为50 mL物质的量浓度均为0.10 mol·L-1的HX、HY、HZ三种弱酸,分别用0.10 mol·L-1的NaOH溶液滴定,滴定曲线如图所示。下列有关说法错误的是( )
A.浓度均为0.10 mol·L-1时,酸的电离度:HXB.pH均为3.0的三种酸加水稀释至pH均为6.5,加入水的量:HXC.图中当均滴入50 mL NaOH溶液时,所得溶液中水的电离程度:HX>HY>HZ
D.用NaOH溶液中和pH与体积均相等的三种酸时,消耗n(NaOH):HX3.(双选)室温下,将两种浓度均为0.10 mol·L-1的溶液等体积混合,若溶液混合引起的体积变化可忽略,下列各混合溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.NaHCO3—Na2CO3混合溶液(pH=10.30):c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)
B.氨水—NH4Cl混合溶液(pH=9.25):c(NH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
C.CH3COOH—CH3COONa混合溶液(pH=4.76):c(Na+)>c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.H2C2O4—NaHC2O4混合溶液(pH=1.68,H2C2O4为二元弱酸):c(H+)+c(H2C2O4)=c(Na+)+c(C2O)+c(OH-)
4.在室温下,有下列五种溶液:
①0.1 mol·L-1 NH4Cl
②0.1 mol·L-1 CH3COONH4
③0.1 mol·L-1 NH4HSO4
④0.1 mol·L-1 NH3·H2O和0.1 mol·L-1 NH4Cl混合液
⑤0.1 mol·L-1 NH3·H2O
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈 性(填“酸”“碱”或“中”),其原因是 (用离子方程式表示)。
(2)比较溶液②、③中c平(NH)的大小关系是② (填“>”“<”或“=”)③。
(3)在溶液④中, (填离子符号)的浓度为0.1 mol·L-1。NH3·H2O和 (填离子符号)的物质的量浓度之和为0.2 mol·L-1。
(4)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度 (填“>”“<”或“=”,下同)NH的水解程度,CH3COO-与NH浓度的大小关系是c平(CH3COO-)
c平(NH)。
第2课时 盐类的水解
必备知识基础练
1.答案:D
解析:Na2CO3水解的实质是CO与H2O电离出的H+结合生成HCO和H2CO3,使溶液中c(H+)2.答案:B
解析:BaO2的水解产物是Ba(OH)2和H2O2,该反应中没有元素化合价升降,符合水解原理,A正确;该反应中Cl元素化合价由-1变为+1,有电子转移,不符合水解原理,B错误;Mg2C3水解的产物是Mg(OH)2和C3H4,该反应中没有元素化合价升降,符合水解原理,C正确;Al2S3水解的产物是Al(OH)3和H2S,该反应中没有元素化合价升降,符合水解原理,D正确。
3.答案:D
解析:离子X发生水解反应生成H+,分析选项可知X只可能是NH。
4.答案:C
解析:A项,HCO+H2O H3O++CO是碳酸氢根离子的电离方程式;B项,离子方程式书写错误,正确的离子方程式应为 NH+H2O NH3·H2O+H+;C项,PO+H2O HPO+OH-是磷酸根离子的水解方程式;D项,H2O+H2O H3O++OH-是水的电离方程式。
5.答案:C
解析:盐类的水解是盐电离出的弱酸酸根离子或弱碱阳离子与水电离出的H+或OH-结合生成弱电解质,破坏了水的电离平衡,故A正确;盐类的水解反应是酸碱中和反应的逆过程,故B正确;盐类的水解可以使溶液呈中性,如CH3COONH4,故C错误;NaClO完全电离出钠离子和次氯酸根离子,水部分电离出氢离子和氢氧根离子,ClO-与H2O电离出的H+结合生成弱电解质HClO,故D正确。
6.答案:C
解析:碳酸氢根离子水解生成碳酸和氢氧根离子,水解方程式为HCO+H2O H2CO3+OH-,故A错误;氢氧化钡是强电解质,完全电离,电离方程式中应该用“===”,故B错误;硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在水溶液中完全电离生成钠离子、氢离子和硫酸根离子,故C正确;硫离子水解,以第一步水解为主,S2-水解的离子方程式为S2-+H2O HS-+OH-,故D错误。
7.答案:D
解析:如果a<7,则水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,水的电离受到促进,故A正确;如果a>7,则水电离出的c(H+)<1×10-7 mol·L-1,水的电离受到抑制,故B正确;如果a<7,则水的电离受到促进,该溶液为盐溶液,溶液的pH=a,故C正确;如果a>7,则水的电离受到抑制,该溶液为酸溶液或碱溶液,则该溶液的pH为a或14-a,故D错误。
8.答案:D
解析:根据表格中的酸的电离平衡常数可知,酸性的强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>H2S>HCO>HS-,根据越弱越水解的规律可知,水解能力强弱顺序为S2->CO>HS->HCO>CH3COO-,故选项中0.10 mol·L-1的各溶液pH最大的是Na2S,故答案为D。
9.答案:D
解析:根据盐的水解规律,弱酸的酸性越弱,其弱酸根离子的水解程度越大,这两种盐水解的离子方程式分别为A-+H2O HA+OH-和B-+H2O HB+OH-。已知HA的酸性比HB的强,所以A-水解程度小于B-的水解程度,则水解生成的两种酸的浓度:c(HB)>c(HA),A不正确;一般水解程度都很小,所以水解产生的OH-浓度一定小于A-、B-的浓度,B、C不正确;两种钠盐水解均呈碱性,则水解产生的OH-总浓度一定大于水解产生的HA或HB的浓度,H+浓度很小,D正确。
10.答案:A
解析:加水稀释,促进阴离子水解,即c(HCO)减小程度大,c(Na+)与c(HCO)的比值将增大,故A正确;pH=1的一元酸和pH=13的一元碱等体积混合,只有强酸和强碱等体积混合才会pH=7,弱酸和强碱反应显酸性,反之显碱性,故B错误;0.1 mol·L-1硫酸铵溶液中c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-),故C错误;硫化钠溶液中,质子守恒关系式为c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S),故D错误。
11.答案:B
解析:平衡常数仅与温度有关,温度不变,稀释溶液,水解平衡常数保持不变,A错误;升温促进水解,平衡正向移动,c(S2-)减小,c(HS-)增大,所以增大,B正确;加入NaOH固体,溶液pH增大,C错误;加入CuSO4固体,发生反应Cu2++S2-===CuS↓,水解平衡逆向进行,HS-浓度减小,D错误。
12.答案:B
解析:向溶液中加入盐酸,氢离子浓度增大,水解平衡向逆反应方向移动,溶液中含有硝酸根离子和氢离子,具有强氧化性,能把亚铁离子氧化成铁离子,溶液显黄色。
13.答案:D
解析:盐类的水解能促进水的电离,水解程度越大,对水的电离的促进程度越大,所以四种溶液中,水的电离程度:③>④>②>①,故A错误;碳酸钠溶液中存在:CO+H2O HCO+OH-,HCO+H2O H2CO3+OH-,H2O H++OH-,碳酸氢钠溶液中存在:HCO CO+H+,HCO+H2O H2CO3+OH-,H2O H++OH-,所以两种溶液中粒子种类相同,故B错误;对应的盐溶液的pH越大,酸根离子的水解程度越大,对应的酸的酸性越弱,所以等浓度的CH3COOH和HClO溶液中,CH3COOH溶液的pH小于HClO溶液,故C错误;加入NaOH,会抑制碳酸根离子的水解,NaOH与NaHCO3反应生成Na2CO3,所以Na2CO3和NaHCO3溶液中分别加入NaOH固体,恢复到原温度,c(CO)均增大,故D正确。
14.答案:B
解析:n(H2SO4)=1 mol·L-1×0.05 L=0.05 mol,Na2CO3和H2SO4恰好完全反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,根据物料守恒可得c(Na+)=2c(SO),故A错误;CaO和水反应生成氢氧化钙,对CO的水解起抑制作用,所以氢氧根离子浓度增大,碳酸氢根离子的浓度减小,溶液中增大,故B正确;加水稀释,溶液的碱性发生变化,水的电离平衡发生移动,故C错误;加入0.1 mol硫酸氢钠,Na2CO3和NaHSO4恰好反应生成硫酸钠、水和二氧化碳,溶液中的c(Na+)增大,pH减小,故D错误。
15.答案:(1)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,使溶液显碱性 (2)BD (3)向左移动 向右移动
解析:(1)CH3COONa中CH3COO-水解使溶液显碱性,碱性溶液使酚酞显红色。(2)生石灰与水反应放出大量的热,根据①的烧瓶中溶液的红色变深,判断水解平衡向右移动,说明水解反应是吸热的,同时③的烧瓶中溶液红色变浅,可知水解平衡向左移动,说明NH4NO3溶于水时吸收热量。(3)CO与CH3COO-水解相互抑制;Fe2+与CH3COO-水解相互促进。
关键能力综合练
1.答案:D
解析:由Ka(HNO2)>Ka(HF)>Ka(CH3COOH)>Ka(HCN)可知,酸性:HNO2>HF>CH3COOH>HCN,水解能力:CN->CH3COO->F->NO,弱酸根离子的水解能力越强,对应盐溶液的碱性越强,pH越大。
2.答案:D
解析:根据电离平衡常数可知酸性:CH3COOH>H2S>HClO>HS-,则H2S与ClO-反应应生成HS-和HClO,即H2S+ClO-===HS-+HClO,A项错误;CH3COOH溶液与Na2S溶液反应可以生成NaHS,B项错误;根据越弱越水解可知,离子的水解能力:CH3COO-H2S>HClO>HS-,相同温度下同物质的量浓度的H2S、HClO、CH3COOH溶液,酸性最强的是CH3COOH溶液,D项正确。
3.答案:B
解析:①CH3COO-发生水解;②NaOH为强碱,NaOH电离的OH-大大抑制了CH3COO-的水解,CH3COO-浓度最大;③二者恰好反应生成CH3COOH,CH3COOH的电离程度较小,溶液中CH3COO-浓度最小;④HCO水解后的溶液显碱性,抑制了CH3COO-的水解,但抑制程度小于②。根据以上分析可知,混合液中c(CH3COO-)由大到小的顺序为②>④>①>③。
4.答案:C
解析:由题中信息可知,图中两条曲线为10 mL 0.50 mol·L-1 NH4Cl溶液、10 mL 0.50 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化曲线,由于两种盐均能水解,水解反应为吸热过程,温度越高、浓度越小其水解程度越大。氯化铵水解能使溶液呈酸性,浓度越小,水解程度越大,但其溶液的酸性越弱,故其pH越大;醋酸钠水解能使溶液呈碱性,浓度越小,其水溶液的碱性越弱,故其pH越小。温度越高,水的电离程度越大。因此,图中的实线为pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化。由分析可知,图中实线表示pH随加水量的变化,虚线表示pH随温度的变化,A正确。将NH4Cl溶液加水稀释至浓度为 mol·L-1时,若氯化铵的水解平衡不发生移动,则其中的c(H+)变为原来的,则溶液的pH将增大lg x,但是,加水稀释时,氯化铵的水解平衡向正反应方向移动,c(H+)大于原来的,因此,溶液pH的变化值小于lg x,B正确。随着温度升高,水的电离程度变大,因此水的离子积变大,即Kw增大;随着温度升高,CH3COONa的水解程度变大,溶液中c(OH-)增大,C不正确。25 ℃时稀释相同倍数的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液,均存在电荷守恒,c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)。因此,氯化铵溶液中,c(Cl-)-c(NH)=c(H+)-c(OH-),醋酸钠溶液中,c(Na+)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)。由于25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O的电离常数均为1.8×10-5,因此,原溶液的物质的量浓度相同,稀释相同倍数后的NH4Cl溶液与CH3COONa溶液,溶质的物质的量浓度仍相等,由于电离常数相同,盐的水解程度相同,因此,两溶液中|c(OH-)-c(H+)|(两者差的绝对值)相等,故c(Na+)-c(CH3COO-)=c(Cl-)-c(NH),D正确。
5.答案:B
解析:NaN3溶液呈碱性,说明叠氮酸(HN3)是弱酸,所以0.01 mol·L-1 HN3溶液中的c(H+)<0.01 mol·L-1,即pH>2,故A错;叠氮酸存在电离平衡HN3 H++N由于弱酸电离过程是吸热过程,升高温度有利于电离平衡向电离方向移动,所以HN3溶液随着温度的升高c(H+)增大,pH减小,故B正确;C选项中的电离方程式NaN3===Na++3N违背质量守恒原理,应该写成NaN3===Na++N,故C错;根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(N)+c(OH-),而0.01 mol·L-1 NaN3溶液中的OH-来源于N+H2O OH-+HN3和H2O H++OH-两部分,所以c(OH-)>c(HN3),c(H+)+c(Na+)>c(N)+c(HN3),故D错。
6.答案:CD
解析:升高温度,促进水的电离,但纯水中的c(H+)=c(OH-),故A错误;升高温度既促进水的电离,又促进醋酸钠的水解,使溶液中c(OH-)增大,故B错误;升高温度既促进水的电离,Kw增大,又促进铜离子的水解,使其水解平衡正向移动,这相当于促进了氢氧根离子与铜离子结合,最终的结果是氢离子剩余,导致pH减小,故C正确;随温度升高,CH3COO-、Cu2+水解平衡均正向移动,故D正确。
7.答案:B
解析:NaOH抑制水的电离,所以由水电离出的c水(OH-)等于溶液中的c平(H+)=10-9 mol·L-1。CH3COONa水解促进了水的电离,所以由水电离出的c水(OH-)=(10-14÷10-9) mol·L-1=10-5 mol·L-1,故==10-4,即a=10-4b。
8.答案:B
解析:由NaA+CO2+H2O===HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O===2HB+Na2CO3,可知酸性:H2CO3>HA>HCO>HB。加水稀释能促进弱酸的电离,c(H+)减小,pH增大;酸性越弱,溶液加水稀释相同的倍数时pH变化越小,由图可知,X代表的是强酸的稀释过程,Y、Z代表的是弱酸的稀释过程,HA、HB均为弱酸,故Z对应的是HB,Y对应的是HA,B项正确。
9.答案:C
解析:碳酸氢钠溶液呈碱性,是因为碳酸氢根离子发生了水解,水解的离子方程式为HCO+H2O H2CO3+OH-,A项正确;①→③的过程中,温度升高,促进碳酸氢根离子的水解,所以溶液碱性增强,溶液颜色加深,B项正确;温度升高,溶液中氢氧根离子的浓度略增大,但温度越高,水的离子积常数越大,故溶液中pH会略减小,C项错误;⑤和①的最终温度相同,但⑤比①的pH大,说明⑤的碱性强于①,即⑤中可能是碳酸氢钠分解生成了碳酸钠,D项正确。
10.答案:(1)①c>b>a ②CO+H2O HCO+OH- 4.7×10-2
(2)①c(NH) c(NH3·H2O) ②0.04 (3)②③
解析:(1)①根据盐类水解的规律,酸的酸性越弱,其生成的盐水解能力越强,溶液的pH越大,表中数据可知,酸性:HCOOH>HCN>HCO,则溶液的pH由大到小的顺序是c>b>a;②Na2CO3为强碱弱酸盐,碳酸根离子发生水解生成碳酸氢根离子和氢氧根离子,离子方程式为CO+H2O HCO+OH-;Ka2=,所以==4.7×10-2。
(2)①用0.100 mol·L-1盐酸滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的氨水,a点溶质为等物质的量的氯化铵和一水合氨,溶液显碱性,则一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,即c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)。②c点溶液中的溶质为氯化铵和HCl,其物质的量之比为2∶1,根据元素质量(物料)守恒,c(NH3·H2O)+c(NH)==0.04 mol·L-1。
(3)pH=1的盐酸物质的量浓度为0.1 mol·L-1,pH=13的Ba(OH)2溶液的浓度为0.05 mol·L-1,等体积混合后溶液的pH=7,①与题意不符;等浓度、等体积HClO溶液、NaOH溶液混合恰好完全反应生成NaClO,NaClO为强碱弱酸盐,溶液显碱性,②符合题意;pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合,溶质为氯化铵和较多未反应的一水合氨,溶液显碱性,③符合题意;pH=1的醋酸溶液,醋酸的浓度大于0.1 mol·L-1,和0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,溶质为醋酸钠和较多未反应的醋酸,溶液显酸性,④与题意不符。
学科素养升级练
1.答案:C
解析:Na2SO3属于弱酸强碱盐,溶液中存在水解平衡SO+H2O HSO+OH-,A正确;④的pH与①不同,是由于SO被O2氧化生成SO,浓度减小,水解平衡左移,OH-浓度减小,B正确;水解反应为吸热反应,升高温度,水解平衡右移,pH应当升高,而①→③的过程中pH下降,说明温度和浓度对水解平衡移动方向的影响不一致,C错误;离子积常数Kw只受温度影响,①与④的温度相同,故Kw相等,D正确。
2.答案:BD
解析:浓度相等的三种酸pH越大,弱酸的酸性越弱,电离度越小,由题图可知,酸性HXHY>HZ,B项错误;当均滴入50 mL NaOH溶液时,恰好生成盐NaX、NaY、NaZ,对应的酸性越弱,酸根离子的水解程度越大,水的电离程度越大,C项正确;当pH相等时,酸性越弱,酸的浓度越大,用NaOH溶液中和pH与体积均相等的三种酸时,消耗n(NaOH):HX>HY>HZ,D项错误。
3.答案:AD
解析:A项,等浓度的NaHCO3和Na2CO3,CO的水解程度比HCO的大,所以溶液中c(HCO)>c(CO),正确;B项,电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),物料守恒:c(NH)+c(NH3·H2O)=2c(Cl-),pH=9.25,溶液显碱性,说明NH3·H2O的电离程度大于NH的水解程度,c(NH)>c(NH3·H2O),结合物料守恒有c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O),则结合电荷守恒有c(NH)+c(H+)>c(NH3·H2O)+c(OH-),错误;C项,电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),溶液显酸性,则c(Na+)4.答案:(1)酸 NH+H2O NH3·H2O+H+
(2)< (3)Cl- NH (4)= =
解析:(1)NH4Cl溶液中存在NH的水解平衡:NH+H2O NH3·H2O+H+,所以溶液呈酸性。(2)溶液②、③中均存在NH+H2O NH3·H2O+H+,而溶液②中阴离子也发生水解:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,这样NH与CH3COO-相互促进水解,而溶液③中NH4HSO4电离出的H+抑制了NH的水解,所以c平(NH)大小关系为②<③。(3)在溶液④中,c平(Cl-)=0.1 mol·L-1,根据原子守恒知c平(NH3·H2O)+c平(NH)=0.1 mol·L-1+0.1 mol·L-1=0.2 mol·L-1。(4)由于CH3COO-水解生成OH-,NH水解生成H+,而溶液的pH=7,说明CH3COO-与NH的水解程度相同,根据电荷守恒可知溶液中二者浓度也相同。
1第2节 弱电解质的电离 盐类的水解
第1课时 弱电解质的电离平衡
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1电离平衡常数
1.下列说法正确的是 ( )
A.弱酸电离平衡向右移动,其电离平衡常数一定增大
B.相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
C.相同温度下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.相同温度下,弱电解质的电离平衡常数越大,则其溶液中的离子浓度越大
2.下列关于电离常数(Ka)的说法正确的是( )
A.电离常数Ka与温度无关
B.电离常数只与温度有关,升高温度,Ka减小
C.多元弱酸各步电离常数大小关系为Ka1D.相同温度下,电离常数(Ka)越小,表示弱电解质的电离能力越弱
3.某一元弱酸溶液中存在1.9×1022个弱酸分子和1.0×1021个氢离子,则该酸的电离度为 ( )
A.1.0% B.2.0% C.5.0% D.10.0%
4.常温下,向氨水中加水稀释的过程中,NH3·H2O的电离平衡常数、电离程度、溶液导电性的变化正确的是( )
A.增大、增大、减小 B.不变、增大、减小
C.不变、减小、减小 D.减小、减小、增大
5.相同温度下,根据三种酸的电离常数,下列判断正确的是( )
酸 HX HY HZ
电离常数/mol·L-1 9×10-7 9×10-6 10-2
A.三种酸的酸性强弱关系:HX>HY>HZ
B.反应HZ+Y-===HY+Z-能够发生
C.酸根离子结合氢离子的能力强弱关系为Z->Y->X-
D.相同温度下,1 mol·L-1 HX溶液的电离常数大于0.1 mol·L-1 HX
6.25 ℃时,将pH=a的氢氧化钠溶液与pH=b的醋酸溶液等体积混合,二者恰好完全反应,则该温度下醋酸的电离平衡常数为( )
A.1014-a-2b B.10a+b-14
C.10a-2b D.10a-2b+14
7.已知25 ℃时,几种弱酸的电离平衡常数如下:
HCOOH:Ka=1.8×10-4 mol·L-1,HCN:Ka=6.2×10-10 mol·L-1,H2CO3:Ka1=4.5×10-7mol·L-1,Ka2=4.7×10-11 mol·L-1。则下列说法错误的是 ( )
A.反应HCOOH+NaCN===HCOONa+HCN能发生
B.反应Na2CO3+HCN===NaHCO3+NaCN能发生
C.酸性:HCN>HCOOH
D.向碳酸钠溶液中加入甲酸溶液有气泡产生
知识点2影响电离平衡的因素
8.已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,下列叙述不正确的是( )
A.该溶液的pH=4
B.升高温度,溶液的pH增大
C.此酸的电离平衡常数约为1×10-7
D.由HA电离出的c(H+)约为由水电离出的c(H+)的106倍
9.已知H2S在水溶液中存在以下电离平衡:①H2S H++HS-、②HS- H++S2-,已知电离过程需要吸热,则下列措施能使平衡正向移动的是 ( )
①加水稀释 ②通入H2S气体 ③通入HCl(g)
④升高温度 ⑤加NaHS(s)
A.①②④ B.①④⑤
C.①③④ D.②⑤
10.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1一元弱酸HA溶液中加入少量水,溶液中减小
B.向0.1 mol·L-1的氨水中加入少量硫酸铵固体,则溶液中增大
C.向一定浓度的醋酸溶液中加水稀释,则溶液中增大
D.40 ℃时,向氨水中不断通入CO2,随着CO2的通入,不断增大
11.室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
12.已知下面三个数据:7.2×10-4 mol·L-1、4.6×10-4 mol·L-1、4.9×10-10 mol·L-1分别是下列有关的三种酸的电离平衡常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2===HCN+NaNO2,NaCN+HF===HCN+NaF,NaNO2+HF===HNO2+NaF。
由此可判断下列叙述中不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×10-4 mol·L-1
B.K(HNO2)=4.9×10-10 mol·L-1
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN
D.K(HCN)13.10 mL 0.1 mol·L-1氨水,加蒸馏水稀释到1 L后,下列变化中正确的是( )
①电离程度增大 ②c(NH3·H2O)增大 ③NH数目增多 ④c(OH-)增大 ⑤导电性增强
A.①②③ B.①③⑤ C.①③ D.②④
14.羟胺(NH2OH)在水溶液中的电离方程式为NH2OH+H2O NH3OH++OH-。常温下,向该溶液中加入NaOH固体,下列说法不正确的是( )
A.平衡常数K减小 B.c(OH-)增大
C.平衡向左移动 D.增大
15.某浓度的HF溶液中存在平衡:HF H++F-,若要增大F-的浓度,同时减小H+的浓度,可以采取的方法是( )
A.加入少量NaOH固体 B.适当降低温度
C.加入少量的浓盐酸 D.加水稀释
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.下列说法正确的是( )
A.2.0×10-7 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=2.0×10-7 mol·L-1
B.加热KOH溶液,溶液的pH变小,碱性减弱
C.常温下,pH=3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH减小
D.常温下,pH=3的硫酸溶液中加入pH=3的盐酸,混合溶液的pH=3
2.在0.1 mol·L-1醋酸溶液中存在:CH3COOH CH3COO-+H+,对于该平衡,下列叙述错误的是( )
A.加入少量冰醋酸,电离平衡正向移动
B.加入少量NaOH固体,溶液的H+浓度减小
C.升高温度,电离程度增大
D.加入少量CH3COONa固体,CH3COO-浓度减小
3.在25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数为Kb,用蒸馏水稀释1 mol·L-1氨水至0.01 mol·L-1,随溶液的稀释,下列各项中始终保持增大趋势的是( )
A.c(OH-) B.
C. D.Kb
4.稀氨水中存在着下列平衡:NH3·H2O NH+OH-,若要使平衡向逆反应方向移动,同时使c(OH-)增大,应加入的物质或采取的措施是(不考虑气体逸出)( )
①NH4Cl固体 ②硫酸 ③NaOH固体 ④水⑤加热 ⑥加入少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③
C.③④⑥ D.③⑤
5.一元弱酸HA溶液中存在电离平衡:HA A-+H+。将1.0 mol HA加入水中制得1.0 L溶液,下列图示中,表示溶液中HA、H+、A-的物质的量浓度随时间变化的曲线正确的是( )
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.已知T℃时两种弱酸的电离平衡常数如下表。将pH和体积均相同的两种弱酸溶液分别稀释,其pH随加入水的体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是( )
弱酸 HNO2 CH3COOH
电离平衡常数/mol·L-1 5.0×10-4 1.7×10-5
A.曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液
B.两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
C.溶液中水的电离程度:b点>c点
D.从c点到d点,溶液中保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸、酸根离子)
7.25 ℃时,向1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1的溶液中滴加盐酸或NaOH溶液,溶液中的H+、OH-、A-及HA的浓度的对数值(lg c)与pH的关系如图所示(不考虑溶液温度变化),下列说法正确的是( )
A.a表示lg c(A-)与pH的关系曲线
B.K(HA)的数量级为10-5
C.P点溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol
D.滴加盐酸或NaOH溶液的过程中,c(HA)·c(OH-)均增大
8.已知:25 ℃时,HCOOH的电离平衡常数K=1.75×10-5 mol·L-1,H2CO3的电离平衡常数K1=4.4×10-7 mol·L-1,K2=4.7×10-11 mol·L-1。下列说法不正确的是 ( )
A.向Na2CO3溶液中加入甲酸有气泡产生
B.25 ℃时,向甲酸中加入NaOH溶液,HCOOH的电离程度和K均增大
C.向0.1 mol·L-1甲酸中加入蒸馏水,c(H+)减小
D.向碳酸溶液中加入NaHCO3固体,c(H+)减小
9.向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水或加入少量CH3COONa晶体时,下列有关叙述不正确的是( )
A.都能使溶液的pH增大
B.都能使溶液中c平(H+)·c平(CH3COO-)减小
C.都能使溶液中增大
D.溶液中不变
三、非选择题
10.25 ℃时,三种酸的电离平衡常数如表所示,据此回答下列问题。
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离平衡常数/(mol·L-1) Ka=1.7×10-5 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11 Ka=4.7×10-8
(1)一般情况下,当温度升高时,电离平衡常数Ka (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下列四种离子结合质子能力最强的是 (填字母)。
a.CO b.ClO-
c.CH3COO- d.HCO
(3)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。
则HX的电离平衡常数 (填“>”“=”或“<”,下同)醋酸的电离平衡常数;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+) 醋酸溶液中水电离出来的c(H+);用同浓度的NaOH溶液分别中和上述两种酸溶液,恰好中和时消耗NaOH溶液的体积:醋酸溶液 HX溶液。
学科素养升级练进阶训练第三层
1.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电离子的数目减小
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c平(H+)也增大
D.醋酸的电离常数K随醋酸浓度减小而减小
2.(双选)下列叙述不正确的是( )
A.pH相等、体积相等的盐酸和醋酸加水稀释到体积为原来的10倍,前者的pH小于后者
B用pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,恰好完全中和时消耗NaOH溶液体积相等
C.等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,开始时产生H2的速率前者大于后者,最终产生H2的量相等
D.等浓度、等体积的盐酸和醋酸分别中和0.1 mol·L-1的NaOH溶液,完全中和时消耗NaOH溶液体积相等
3.(双选)部分弱酸的电离平衡常数如下表:下列选项错误的是 ( )
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25 ℃)/(mol·L-1) Ka=1.77×10-4 Ka=6.2×10-10 Ka1=4.2×10-7 Ka2=5.6×10-11
A.CN-+H2O+CO2===HCN+HCO
B.2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑
C.中和等体积、等pH的HCOOH和HCN溶液消耗NaOH的量前者大于后者
D.等浓度的HCOOH和H2CO3溶液,pH:HCOOH>H2CO3
4.(1)在氨水中存在下列平衡:NH3·H2O NH+OH-。
甲:下列情况能引起电离平衡正向移动的有 (填字母,下同)。
①加NH4Cl固体 ②加NaOH溶液 ③通入HCl ④加CH3COOH溶液 ⑤加水 ⑥加压
a.①③⑤ b.①④⑥
c.③④⑤ d.①②④
乙:在含有酚酞的0.1 mol·L-1氨水中加入少量NH4Cl晶体,则溶液颜色 。
a.变蓝色 b.变深
c.变浅 d.不变
丙:在一定温度下,用水缓慢稀释1 mol·L-1氨水的过程中,溶液中随着水量的增加,
①n(OH-) (填“增大”“减小”或“不变”,下同);
② ;
③ 。
(2)联氨是一种应用广泛的化工原料,分子式为N2H4,是各种大型电厂锅炉循环用水的化学除氧剂,并具有很高的燃烧热,可用作火箭和燃料电池的燃料。在联氨的分子中,由于有两个亲核的氮和四个可供置换的氢(H2N—NH2),可以合成各种衍生物,其中包括塑料发泡剂、抗氧剂、各种聚合物、农药、除草剂和药品等。被越来越多地应用于航天、化工、制药等领域。
①联氨为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知:N2H4+H+ N2H的K=8.7×107;Kw=1.0×10-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。
②氨是合成硝酸、铵盐和氮肥的基本原料,回答下列问题:
氨的水溶液显弱碱性,其原因为 (用离子方程式表示),0.1 mol·L-1的氨水中加入少量的NH4Cl固体,溶液的pH (填“升高”或“降低”);若加入少量的明矾,溶液中的NH的浓度 (填“增大”或“减小”)。
③25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1 Ka2
H2SO3 1.3×10-2 6.3×10-8
H2CO3 4.2×10-7 5.6×10-11
A.HSO的电离平衡常数表达式K= 。
B.H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为___________________________。
第1课时 弱电解质的电离平衡
必备知识基础练
1.答案:C
解析:若温度不变,则弱酸的电离平衡常数不变,若升高温度,则弱酸的电离平衡常数增大,A项错误;电离平衡常数只与温度有关,相同温度下,电离平衡常数与弱电解质的浓度无关,B项错误;相同温度下,电离平衡常数越小,未电离的弱电解质越多,表示弱电解质的电离能力越弱,C项正确;溶液中的离子浓度不仅与电离平衡常数有关,也与弱电解质的浓度有关,D项错误。
2.答案:D
解析:电离常数只与温度有关,电离过程为吸热过程,升高温度,促进电离,Ka增大,故A、B错误;多元弱酸分步电离,且以第一步电离为主,各步电离常数大小关系为Ka1>Ka2>Ka3,故C错误;电离常数可衡量弱电解质的电离能力,Ka越大,电离程度越大,所以同温下电离常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱,故D正确。
3.答案:C
解析:该酸的电离度α=1.0×1021/(1.9×1022+1.0×1021)×100%=5.0%。
4.答案:B
解析:NH3·H2O的电离平衡常数只与温度有关,NH3·H2O的电离程度与浓度成反比,溶液导电性与离子所带电荷数及离子浓度成正比,常温下向氨水中加水稀释的过程中,溶液温度不变,则NH3·H2O的电离平衡常数不变,溶液浓度逐渐减小,则电离程度逐渐增大,溶液中离子浓度逐渐减小,溶液导电性逐渐减小,B项正确。
5.答案:B
解析:相同温度下,酸的电离常数越大,则酸的电离程度越大,酸的酸性越强,所以三种酸的酸性强弱顺序是HZ>HY>HX,故A错误;HZ的酸性强于HY,根据强酸制取弱酸知,HZ+Y-===HY+Z-反应能发生,故B正确;酸的酸性越强,结合氢离子的能力越弱,所以酸根离子结合氢离子的能力强弱关系为X->Y->Z-,故C错误;相同温度下,同一物质的电离常数不变,故D错误。
6.答案:A
解析:醋酸与氢氧化钠恰好完全反应,则醋酸的物质的量与氢氧化钠的物质的量相等,所以醋酸的浓度为10a-14 mol·L-1,而醋酸电离出的氢离子与醋酸根离子的浓度相等,都为10-b mol·L-1,则Ka= mol·L-1=1014-a-2b mol·L-1,故选A。
7.答案:C
解析:相同温度下,酸的电离平衡常数越大,酸性越强,由电离平衡常数知,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,所以反应HCOOH+NaCN===HCOONa+HCN、Na2CO3+HCN===NaHCO3+NaCN均能发生,A、B项正确,C项错误;因酸性:HCOOH>H2CO3,所以2HCOOH+CO===2HCOO-+H2O+CO2↑能发生,即向碳酸钠溶液中加入甲酸溶液有气泡产生,D项正确。
8.答案:B
解析:c(H+)=ca=0.1 mol·L-1×0.1%=1×10-4 mol·L-1,A正确;B中,因电离过程吸热,故升温,电离程度增大,氢离子浓度增大,溶液的pH减小,B错误;此酸的电离平衡常数K=≈=1×10-7,C正确;由酸电离出的H+为1×10-4 mol·L-1,由水电离出的H+为1×10-10 mol·L-1,即HA电离出的氢离子浓度约为由水电离出的氢离子浓度的106倍,D正确。
9.答案:A
解析:加水稀释H2S溶液,H2S的浓度减小,电离程度增大,平衡正向移动,故①正确;通入H2S气体,H2S的浓度增大,电离平衡正向移动,故②正确;通入HCl(g),溶液中氢离子浓度增大,电离平衡逆向移动,故③错误;电离需要吸热,升高温度电离程度增大,平衡正向移动,故④正确;加NaHS(s),HS-的浓度增大,电离平衡①H2S H++HS-逆向移动,故⑤错误。
10.答案:B
解析:加水稀释促进一元弱酸HA电离,但是HA电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以溶液中c(A-)减小,温度不变电离平衡常数不变,则溶液中=×=增大,A错误;加入少量硫酸铵,溶液中c(NH)增大,抑制一水合氨电离,溶液碱性减弱,则溶液中c(OH-)减小,溶液中=×=增大,B正确;温度不变,醋酸电离平衡常数不变,则溶液中=不变,C错误;随着CO2的通入,二者反应生成碳酸铵,溶液中c(NH)增大,则=×=减小,D错误。
11.答案:B
解析:醋酸溶液稀释过程中,醋酸的电离平衡正向移动,自由移动的离子数目增多,同时溶液的体积也增大,所以c(H+)、c(CH3COO-)均减小,A、C项错误;
=
=,Ka和Kw在一定温度下均为常数,所以为一常数,B项正确;pH=3的醋酸溶液中的c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中的c(OH-)=1.0×10-3 mol·L-1,醋酸是弱电解质,在水溶液中部分电离,pH=3的醋酸溶液的物质的量浓度大于pH=11的NaOH溶液的物质的量浓度,两溶液等体积混合,醋酸过量,混合后溶液pH<7,D项错误。
12.答案:B
解析:相同温度下的弱电解质的电离平衡常数是比较弱电解质相对强弱的依据之一;根据第一、第三两个反应可知三种一元弱酸的酸性强弱顺序为HF>HNO2>HCN。由此可判断K(HF)>K(HNO2)>K(HCN),其对应数据依次为K(HF)=7.2×10-4 mol·L-1,K(HNO2)=4.6×10-4 mol·L-1,K(HCN)=4.9×10-10 mol·L-1。
13.答案:C
解析:①加水稀释时,促进弱电解质的电离,一水合氨的电离程度增大,正确;②加水稀释时,电离平衡正向移动,n(NH3·H2O)减小,溶液的体积变大,c(NH3·H2O)减小,错误;③加水稀释时,电离平衡正向移动,n(NH)增大,所以NH数目增多,正确;④加水稀释时,电离平衡正向移动,n(OH-)增大,但n(OH-)增大程度小于溶液体积增大程度,所以c(OH-)减小,错误;⑤加水稀释时,溶液的导电性减弱,错误。
14.答案:A
解析:平衡常数K只受温度影响,温度不变K不变,故A不正确;加入NaOH固体,氢氧化钠为强电解质,完全电离,溶液中氢氧根离子浓度增大,故B正确;向该溶液中加入NaOH固体,氢氧根离子浓度增大,所以平衡逆向移动,故C正确;该反应平衡常数K=,加入氢氧化钠固体后,平衡逆向移动,导致c(NH3OH+)减小,K为定值,则增大,即增大,故D正确。
15.答案:A
解析:加入少量NaOH固体,OH-和H+结合生成水,HF H++F-的平衡向右移动,F-的浓度增大,H+的浓度减小,A项正确;降低温度,HF H++F-的平衡向左移动,F-和H+的浓度均减小,B项错误;加入少量的浓盐酸,HF H++F-的平衡向左移动,F-浓度减小,H+浓度增大,C项错误;加水稀释,HF H++F-的平衡向右移动,但是F-和H+浓度均减小,D项错误。
关键能力综合练
1.答案:D
解析:2.0×10-7 mol·L-1的NaOH溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-),c(Na+)=2.0×10-7 mol·L-1,所以c(OH-)>2.0×10-7 mol·L-1,故A错误;加热KOH溶液,促进水的电离,溶液中氢离子浓度增大,pH变小,碱性不变,故B错误;醋酸溶液中加入醋酸钠固体,醋酸根离子浓度增大,电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,pH增大,故C错误;常温下,pH=3的硫酸溶液中加入pH=3的盐酸,H+浓度不变,混合溶液的pH=3,故D正确。
2.答案:D
解析:根据CH3COOH CH3COO-+H+反应可知,加入少量冰醋酸,电离平衡正向移动,故A正确;根据CH3COOH CH3COO-+H+反应可知,加入的少量NaOH固体与CH3COOH电离生成的H+结合生成水,溶液中氢离子浓度减小,故B正确;CH3COOH电离为吸热过程,升高温度,电离平衡正向移动,电离程度增大,故C正确;加入少量CH3COONa固体,CH3COO-浓度增大,D错误。
3.答案:B
解析:加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中n(OH-)增大,但n(OH-)增大的程度小于溶液体积增大的程度,所以c(OH-)减小,故A错误;加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中OH-、NH的物质的量增大,NH3·H2O的物质的量减小,所以=的值始终增大,故B正确;加水稀释促进NH3·H2O电离,则溶液中n(OH-)增大,n(NH)增大,n(NH3·H2O)减小,所以=的值始终减小,故C错误;电离平衡常数只受温度影响,温度不变,Kb不变,故D错误。
4.答案:B
解析:①若在氨水中加入NH4Cl固体,c(NH)增大,平衡向逆反应方向移动,c(OH-)减小,错误;②硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-)减小,平衡向正反应方向移动,错误;③当在氨水中加入NaOH固体后,c(OH-)增大,平衡向逆反应方向移动,符合题意,正确;④若在氨水中加入水,稀释溶液,平衡向正反应方向移动,但c(OH-)减小,错误;⑤电离属于吸热过程,加热平衡向正反应方向移动,c(OH-)增大,错误;⑥加入MgSO4固体,发生反应:Mg2++2OH-===Mg(OH)2↓,平衡向正反应方向移动,溶液中c(OH-)减小,错误。
5.答案:C
解析:根据弱酸HA的电离平衡知,溶液中HA的浓度由大到小,D项错误;溶液中A-、H+的浓度由0逐渐增大,A、B项错误;平衡时,HA浓度的减少量等于A-浓度的增加量,C项正确。
6.答案:BC
解析:根据题表中的数据可知,酸性HNO2>CH3COOH,加水稀释时HNO2的pH变化较大,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液。曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,A项正确;两种弱酸溶液的pH相同,等体积的两种溶液中CH3COOH的物质的量大于HNO2,CH3COOH溶液消耗NaOH的量多,则反应后醋酸钠溶液中n(Na+)比NaNO2溶液中的多,B项错误;溶液的pH越大,溶液中水的电离程度越大,则水的电离程度:b点7.答案:BC
解析:根据题图分析,微粒浓度的对数值越大离子浓度越大,随着pH的增大,溶液碱性增强,酸性减弱,则氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度逐渐增大;c代表的微粒浓度对数值逐渐减小,为c(H+)的变化曲线;d代表的微粒浓度对数值逐渐增大,为c(OH-)的变化曲线;pH小于4.75时,a代表的微粒浓度对数值不变,pH大于4.75时,a代表的微粒浓度对数值逐渐减小,为c(HA)的变化曲线;pH小于4.75时,b代表的微粒浓度对数值随pH的增大而增大,pH大于4.75时,b代表的微粒浓度对数值不变,为c(A-)的变化曲线。根据上述分析,a表示lg c(HA)与pH的关系曲线,A项错误;K(HA)=,pH=4.75时,c(HA)=c(A-),K(HA)==10-4.75 mol·L-1≈1.78×10-5 mol·L-1,数量级为10-5,B项正确;P点时,c(OH-)=c(HA),P点溶液中的电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-),则c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(HA),根据题中信息,1 L c(HA)+c(A-)=0.1 mol·L-1的溶液中,n(HA)+n(A-)=0.1 mol·L-1×1 L=0.1 mol,则溶液中n(Na+)+n(H+)=0.1 mol,C项正确;滴加盐酸或NaOH溶液的过程中,K(HA)=,c平(H+)=,K(HA)=,K(HA)、Kw只受温度影响,温度不变,K(HA)、Kw均不变,滴加盐酸时,c(A-)减小,则c(OH-)·c(HA)减小,D项错误。
8.答案:B
解析:酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,酸的电离平衡常数:HCOOH>H2CO3>HCO,所以酸性:HCOOH>H2CO3>HCO,根据强酸制取弱酸可知,向Na2CO3溶液中加入甲酸有气泡产生,故A正确;25 ℃时,向甲酸中加入NaOH溶液,OH-和H+反应,促进HCOOH电离,HCOOH的电离程度增大,电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数K不变,故B错误;向0.1 mol·L-1甲酸中加入蒸馏水,促进HCOOH电离,但是HCOOH电离增大程度小于溶液体积增大程度,所以溶液中c(H+)减小,故C正确;向碳酸溶液中加入NaHCO3固体,c(HCO)增大而抑制碳酸电离,导致溶液中c(H+)减小,故D正确。
9.答案:B
解析:向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水,促进CH3COOH电离,但c平(H+)减小,pH增大,加入少量CH3COONa晶体,抑制CH3COOH电离,使c平(H+)减小,pH增大,A项正确;向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水,促进CH3COOH电离,但c平(H+)、c平(CH3COO-)均减小,所以c平(H+)·c平(CH3COO-)减小,向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa晶体,抑制CH3COOH电离,使c平(H+)减小,c平(CH3COO-)增大,c平(H+)·c平(CH3COO-)增大,B项错误;向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加水,促进CH3COOH电离,但c平(H+)减小,温度不变,醋酸的电离平衡常数Ka不变,则=增大,向0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa晶体,抑制CH3COOH电离,c平(CH3COO-)、c平(CH3COOH)增大,但c平(CH3COO-)增大的倍数大,所以溶液中增大,C项正确;=Ka,醋酸的电离平衡常数只受温度影响,温度不变,Ka不变,D项正确。
10.答案:(1)增大 (2)a (3)> > >
解析:(1)升高温度能够促进弱电解质的电离,所以当温度升高时,Ka增大。(2)四种酸根离子对应的酸的酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO,酸性越强,酸根离子结合氢离子的能力越弱,则四种离子结合质子的能力由大到小的顺序是CO>ClO->HCO>CH3COO-。(3)加水稀释促进弱酸电离,pH相同的不同酸稀释相同的倍数,pH变化大的酸的酸性强,pH变化小的酸的酸性弱;酸或碱抑制水的电离,酸中氢离子或碱中氢氧根离子浓度越大其抑制水电离的程度越大。根据图知,pH相同的醋酸溶液和HX溶液稀释相同的倍数,HX溶液的pH变化大,则HX的酸性大于醋酸,所以HX的电离平衡常数大于醋酸的电离平衡常数;稀释后醋酸溶液中氢离子浓度大于HX溶液中氢离子浓度,所以醋酸抑制水电离的程度大于HX,则HX溶液中水电离出来的c(H+)大于醋酸溶液中水电离出来的c(H+);pH=2的HX溶液和醋酸溶液,因为HX的酸性大于醋酸,所以醋酸的浓度大于HX,因此等体积的两种酸,醋酸的量多,用同浓度的NaOH溶液分别中和上述两种酸溶液,恰好中和时消耗NaOH溶液的体积:醋酸溶液>HX溶液。
学科素养升级练
1.答案:B
解析:加水稀释 ,醋酸的电离平衡正向移动,溶液中离子数目增多,因此溶液中导电离子的数目增多,A错误;表示醋酸的电离平衡常数,温度不变,则常数不变,B正确;加水稀释,醋酸的电离平衡正向移动,醋酸的电离程度增大,溶液酸性减弱,所以c平(H+)减小,C错误;醋酸的电离常数K只与温度有关系,温度不变,常数不变,D错误。
2.答案:AB
解析:pH相等、体积相等的盐酸和醋酸分别加水稀释到体积为原来的10倍后,由于醋酸是弱酸,稀释过程中电离程度变大,稀释后醋酸的酸性强,pH小,A错误;pH相等、体积相等的盐酸和醋酸,由于醋酸是弱酸,浓度比盐酸大,在和盐酸体积相同时,消耗NaOH溶液体积大,B错误;等浓度、等体积的盐酸和醋酸与足量的锌粉反应,由于醋酸是弱酸,开始时H+的浓度小,产生H2的速率小,但是由于二者浓度相等,所以最终产生H2的量相等,C正确;浓度相等、体积相等,则物质的量就相等,完全中和时二者消耗的同浓度的NaOH溶液体积相等,D正确。
3.答案:CD
解析:根据电离常数可知,酸性:HCOOH>H2CO3>HCN>HCO,利用强酸制弱酸的原理可知,A、B正确;等体积、等pH的HCOOH溶液和HCN溶液中,所含溶质的物质的量:n(HCN)>n(HCOOH),则中和HCN时消耗的NaOH的量多,C错误;等浓度的HCOOH、H2CO3溶液中,c平(H+):HCOOH>H2CO3,故pH:HCOOH4.答案:(1)甲:c 乙:c 丙:①增大 ②增大 ③不变
(2)①8.7×10-7 N2H6(HSO4)2
②NH3·H2O NH+OH- 降低 增大
③A.
B.H2SO3+HCO===HSO+CO2↑+H2O
解析:(1)甲:①加入NH4Cl固体相当于加入NH,平衡左移;②加入OH-,平衡左移;③通入HCl,相当于加入H+,可中和OH-,平衡右移;④加CH3COOH溶液,相当于加H+,可中和OH-,平衡右移;⑤加水稀释,越稀越电离,平衡右移;⑥无气体参加和生成,加压对电离平衡无影响。乙:向氨水中加入NH4Cl晶体,c平(NH)增大,则NH3·H2O电离平衡逆向移动,c平(OH-)减小,颜色变浅。丙:加水稀释,NH3·H2O电离平衡向电离方向移动,n(OH-)逐渐增大,n(NH3·H2O)逐渐减小,所以逐渐增大;电离平衡常数K=只与温度有关,所以加水稀释时=也不变。
(2)①将H2O H++OH- Kw=1.0×10-14、N2H4+H+ N2H K=8.7×107相加,可得:N2H4+H2O N2H+OH- Ka1=Kw·K=1.0×10-14×8.7×107=8.7×10-7。类比NH3与H2SO4形成酸式盐的化学式NH4HSO4可知,N2H4与H2SO4形成的酸式盐的化学式应为N2H6(HSO4)2。
②氨水中存在NH3·H2O NH+OH-,所以溶液呈碱性,当加入少量的明矾,Al3+和OH-反应使平衡右移,NH浓度变大。③A.电离平衡常数等于电离出的离子平衡浓度的乘积与弱电解质的平衡浓度的比值。B.根据电离平衡常数的大小可判断H2SO3的酸性强于碳酸,且H2SO3的Ka23第2课时 水溶液的酸碱性与pH
必备知识基础练进阶训练第一层
知识点1溶液的酸碱性
1.下列溶液一定呈酸性的是 ( )
A.pH=6.8的溶液
B.室温下,由水电离出的c平(OH-)=1×10-13 mol·L-1
C.加入酚酞,不显红色的溶液
D.室温下,溶液中的H+浓度为5×10-7 mol·L-1
2.25 ℃时,下列溶液碱性最强的是( )
A.pH=11的溶液
B.c平(OH-)=0.12 mol·L-1的溶液
C.1 L含有4 g NaOH的溶液
D.c平(H+)=1×10-10 mol·L-1的溶液
3.313 K时,水的离子积常数Kw=3.0×10-14 mol2·L-2,则在313 K时,c平(H+)=1.0×10-7 mol·L-1的溶液( )
A.呈酸性 B.呈中性 C.呈碱性 D.无法判断
4.常温下,下列溶液一定呈酸性的是( )
A.使甲基橙呈橙色的溶液
B.不含OH-的水溶液
C.水电离出的c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1的溶液
D.含H+的水溶液
5.25 ℃时,NH4Cl和NH3·H2O混合溶液的pH为7,则该溶液呈 ( )
A.酸性 B.碱性
C.中性 D.无法确定
6.下列关系一定正确的是( )
A.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
B.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时,其pH>7,溶液呈碱性
C.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈中性
D.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时,其pH<7,溶液呈酸性
7.在25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c平(OH-)=10-10 mol·L-1。下列有关该溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液一定呈酸性
B.该溶液中c(H+)可能等于10-5 mol·L-1
C.该溶液的pH可能为4,也可能为10
D.该溶液有可能呈中性
8.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,溶液中c平(H+)·c平(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
B.c平(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液一定是中性溶液
C.0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c平(H+)是0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c平(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
知识点2溶液的pH的计算类型
9.常温下,关于溶液的稀释,下列说法正确的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释至原来的100倍,pH=5
B.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释至原来的100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
D.pH=8的NaOH溶液稀释至原来的100倍,其pH=6
10.(双选)25 ℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,则该溶液的pH可能是 ( )
A.13 B.12
C.2 D.1
11.常温下,将0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液与0.06 mol·L-1的硫酸溶液等体积(体积均为V)混合,则混合溶液的pH等于( )
A.1.7 B.2.0
C.12.0 D.12.4
12.已知100 ℃时,Kw=1.0×10-12 mol2·L-2,将pH=3的硫酸与pH=9的NaOH溶液混合,若要得到pH=7的溶液,混合时硫酸与NaOH溶液的体积比为( )
A.9∶11 B.99∶101
C.99∶110 D.1∶100
13.常温时,某浓度的盐酸、氯化铵溶液中由水电离出的c(H+)分别是1.0×10-a mol·L-1、1.0×10-b mol·L-1,这两种溶液的pH之和为( )
A.14-a+b B.14+a+b
C.14-a-b D.14+a-b
14.室温下,将0.1 mol·L-1 HCl溶液和0.06 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合后,则该溶液的pH是( )
A.1.7 B.12.3
C.12 D.1
15.室温下,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶11 D.1∶9
16.室温下,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( )
①b不可能显碱性 ②a可能显酸性或碱性
③a不可能显酸性 ④b可能显碱性或酸性
A.①② B.③④
C.①③ D.②④
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.室温时,下列混合溶液pH一定小于7的是( )
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合
2.一定温度下,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 mol2·L-2
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
3.对于常温下pH=1的硝酸溶液,下列叙述正确的是( )
A.取该溶液1 mL稀释至100 mL后,pH大于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+)之比为10-12
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的100倍
4.下列叙述正确的是( )
A.pH=6的溶液一定是酸性溶液
B.常温下,由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10 mol·L-1,则原溶液的pH=4
C.一定温度下,pH=a的氨水,稀释至10倍后,其pH=b,则a=b+1
D.用湿润的pH试纸测定1 mol·L-1硫酸氢钠溶液的pH,结果偏高
5.若用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg。室温下,实验室中用0.01 mol·L-1的氢氧化钠溶液滴定20.00 mL 0.01 mol·L-1醋酸,滴定过程如图所示,下列叙述正确的是( )
A.室温下,醋酸的电离常数约为10-5
B.A点时加入氢氧化钠溶液的体积为20.00 mL
C.若B点为40 mL,所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
D.从A到B,水的电离程度逐渐变大
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,该溶液可能是( )
①二氧化硫的水溶液 ②氯化钠溶液 ③硝酸钠溶液 ④氨水
A.①④ B.①② C.②③ D.③④
7.下列溶液一定呈中性的是( )
A.pH=7的溶液
B.常温下pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸等体积混合后的溶液
C.常温下0.1 mol·L-1的某一元碱与0.1 mol·L-1的盐酸等体积混合后的溶液
D.c(H+)=c(OH-)的溶液
8.常温下,pH=10的X、Y两种碱溶液各1 mL,分别加水稀释到100 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.稀释前,两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,X溶液的碱性比Y溶液的碱性弱
C.完全中和X、Y溶液时,消耗同浓度盐酸的体积VX>VY
D.若89.水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.图中对应点的温度关系为aB.水的电离常数Kw数值大小关系为b>d
C.温度不变,加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点
D.在b点对应温度下,将pH=2的硫酸溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液显酸性
三、非选择题
10.有一学生在实验室测某溶液的pH,实验时,先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
(1)该学生的操作 (填“正确”或“错误”),理由是_______________
________________________________________________________________________。
(2)如不正确,请分析是否一定有误差:___________________________________
________________________________________________________________________。
(3)若用此法分别测定c(H+)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH,误差较大的是 ,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂,你能否区分0.1 mol·L-1硫酸和0.01 mol·L-1硫酸? (填“能”或“不能”),简述操作过程:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
试剂:A.紫色石蕊溶液 B.酚酞溶液 C.甲基橙溶液 D.蒸馏水 E.氯化钡溶液 F.pH试纸
学科素养升级练进阶训练第三层
1.某温度下,重水中存在电离平衡:D2O D++OD-,D2O的离子积常数为1.0×10-12 mol2·L-2,若pD=-lg c(D+),该温度下,下列有关分析不正确的是( )
A.0.1 mol NaOD溶于重水制成1 L溶液,pD=13
B.将pD=4的DCl的重水溶液稀释至100倍,所得溶液pD不等于6
C.向30 mL 0.5 mol·L-1 NaOD的重水溶液中加入20 mL 0.5 mol·L-1 DCl的重水溶液,所得溶液pD=11
D.pD=10的NaOD的重水溶液中,由重水电离出的c(OD-)为1.0×10-10 mol·L-1
2.关于常温下pH为2的盐酸,下列叙述正确的是( )
A.将10 mL该盐酸稀释至100 mL后,pH=4
B.向该盐酸中加入等体积pH为12的氨水恰好完全中和
C.该盐酸中HCl电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为1010∶1
D.该盐酸中由水电离出的c水(H+)×c水(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
3.下列叙述正确的是 ( )
A.某醋酸溶液的pH=a,将此溶液稀释至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 mol·L-1,则此溶液一定呈酸性
C.25 ℃时,将pH=4的盐酸稀释至1 000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,则强碱溶液与强酸溶液的体积比是1∶10
4.(1)已知某温度下纯水的pH=6。
①pH=7的溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”)。
②该温度下0.1 mol·L-1的盐酸的pH= 。
③该温度下0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH= 。
(2)某温度(T)下的溶液中,c平(H+)=10-x mol·L-1,c平(OH-)=10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示。请回答下列问题:
①此温度下,水的离子积Kw= ,则该温度T 25 ℃(填“>”“<”或“=”)。
②在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a的盐酸,测得混合溶液的部分pH如表所示:
实验序号 Ba(OH)2溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
ⅰ 22.00 0.00 8
ⅱ 22.00 18.00 7
ⅲ 22.00 22.00 6
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则a= ,实验②中由水电离产生的c水(OH-)= mol·L-1。
③在此温度下,将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合:
甲 乙 丙 丁
0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液体积/mL 10 10 10 10
0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液体积/mL 5 10 15 20
A.按丁方式混合后,所得溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。
B.写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:
________________________________________________________________________
C.按甲方式混合后,所得溶液的pH为 。
第2课时 水溶液的酸碱性与pH
必备知识基础练
1.答案:D
解析:水的电离是吸热过程,升高温度促进水的电离,100 ℃时纯水的pH=6,呈中性,所以pH=6.8的溶液可能显碱性、中性或酸性,A项错误;室温下,由水电离出的c平(OH-)=1×10-13 mol·L-1的溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,B项错误;加入酚酞,不能使酚酞显红色的溶液不一定呈酸性,可能呈中性,C项错误;室温下,H+浓度为5×10-7 mol·L-1的溶液中c平(OH-)= mol·L-1=2×10-8 mol·L-12.答案:B
解析:25℃时,A、C、D三个选项中溶液中的c平(OH-)依次为1×10-3 mol·L-1、0.1 mol·L-1、1×10-4 mol·L-1,均小于0.12 mol·L-1,则B项溶液中的c平(OH-)最大,该溶液的碱性最强。
3.答案:C
解析:313 K时,c平(OH-)==3.0×10-7 mol·L-1,溶液中c平(OH-)>c平(H+),所以溶液呈碱性。
4.答案:A
解析:常温下,pH<3.1时甲基橙为红色,pH为3.1~4.4时甲基橙为橙色,pH>4.4时甲基橙为黄色,A项符合题意;水溶液中一定含有OH-,B项不符合题意;常温下,水电离出的c(OH-)=1.0×10-12 mol·L-1,说明水的电离被抑制,则溶液呈酸性或碱性,C项不符合题意;任何水溶液中均含H+,D项不符合题意。
5.答案:C
解析:25 ℃时,酸性溶液的pH小于7,碱性溶液的pH大于7,中性溶液的pH等于7。25 ℃时,混合溶液的pH为7,说明溶液呈中性。
6.答案:C
解析:据pH与7的关系判断溶液的酸碱性,必须是在25 ℃时,A、B错误;若c(H+)和c(OH-)相等,无论其数值等于多少,溶液必定呈中性,C正确、D错误。
7.答案:C
解析:25 ℃时,某稀溶液中由水电离产生的c平(OH-)=10-10 mol·L-1<10-7 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,A、D错误。如果该溶液呈酸性,该溶液中c(H+)= mol·L-1=10-4 mol·L-1,溶液的pH=4;如果该溶液呈碱性,溶液中c(H+)=10-10 mol·L-1,则溶液的pH=10,B错误、C正确。
8.答案:A
解析:水的离子积常数只与温度有关,在常温下,Kw=c平(H+)·c平(OH-)=1×10-14 mol2·L-2,A项正确;c平(H+)=c平(OH-)的溶液一定是中性溶液,c平(H+)=1×10-7 mol·L-1的溶液不一定是中性溶液,B项错误;对于醋酸来说,浓度越大,电离程度就越小,所以0.2 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c平(H+)比0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中的c平(H+)的2倍小,C项错误;对于稀溶液,可以用pH来表示其酸性的强弱,若是浓溶液,则直接用溶液的浓度表示溶液的酸碱性,D项错误。
9.答案:B
解析:如果醋酸是强电解质,则pH=3的醋酸溶液加水稀释至原来的100倍,pH=5,实际上醋酸是弱电解质,所以稀释后溶液pH<5,A项错误;将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,溶液中c(OH-)为0.1 mol·L-1,则c(H+)=10-13 mol·L-1,所以pH=13,B项正确;pH=4的H2SO4溶液加水稀释至原来的100倍,pH变为6,即溶液中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则c(OH-)=1×10-8 mol·L-1,故由水电离产生的c(H+)=1×10-8 mol·L-1,C项错误;将pH=8的NaOH溶液加水稀释至原来的100倍,溶液仍然是碱性溶液,不可能是酸性溶液,其溶液的pH>7,D项错误。
10.答案:BC
解析:25 ℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1,若该溶液为酸性溶液,则pH=2,若该溶液为碱性溶液,则pH=12,B、C项正确。
11.答案:B
解析:NaOH溶液与H2SO4溶液反应后,混合溶液中的c(H+)==0.01 mol·L-1,则pH=2.0。
12.答案:B
解析:已知100 ℃时Kw=1.0×10-12 mol2·L-2,则中性溶液中pH=6,pH=7说明溶液显碱性,且c(OH-)=10-5 mol·L-1,pH=3的硫酸中c(H+)=10-3 mol·L-1,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1,设加入硫酸与NaOH溶液的体积分别为V1 L、V2 L,由=10-5 mol·L-1,解得V1∶V2=99∶101,B项正确。
13.答案:A
解析:盐酸抑制水的电离,由水电离出的c(H+)为1.0×10-a mol·L-1,则盐酸中c(H+)= mol·L-1=1.0×10a-14 mol·L-1,溶液的pH=14-a。氯化铵水解,溶液呈酸性,促进水的电离,溶液中由水电离出的c(H+)为1.0×10-b mol·L-1,则溶液的pH=b。故这两种溶液的pH之和为14-a+b,A项符合题意。
14.答案:C
解析:这是强酸和强碱的混合,要先判断混合液的酸碱性。酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,碱中c(OH-)=0.12 mol·L-1,等体积混合则碱过量,根据pH的计算方法,要先求c(OH-),再求c(H+),最后求pH。c余(OH-)==0.01 mol·L-1,c平(H+)==1×10-12 mol·L-1,则pH=-lg c(H+)=12。
15.答案:D
解析:可设碱与酸的体积分别为V碱和V酸,由题意可知,混合后碱过量,可列等式:
=10-(14-11) mol·L-1,解得V碱∶V酸=1∶9。
16.答案:A
解析:室温下,pH为3的某酸溶液可能是强酸溶液也可能是弱酸溶液。若是强酸溶液,与pH为11的氨水等体积混合,得到的a溶液显碱性;若是弱酸溶液,与pH为11的氨水等体积混合,得到的a溶液的酸碱性由弱酸和氨水的电离程度的相对大小决定,因此可能显酸性,也可能显碱性或中性。总之:a溶液可能显酸性、中性或碱性,故②正确,③错误。同理可分析得知,b溶液显中性或酸性,故①正确,④错误。
关键能力综合练
1.答案:C
解析:A、D均为强酸、弱碱的混合,按等体积混合时,显“弱者”性,故A、D的pH大于7;B为强酸、强碱的混合,混合后,溶液应呈中性,pH=7;C为弱酸、强碱的混合,按等体积混合时,显“弱者”性,应呈酸性,故其pH小于7。
2.答案:C
解析:A项,升高温度,促进水的电离,则c(H+)和c(OH-)都同等程度地增大,若由c向b变化,则c(H+)增大,c(OH-)将变小,错误;B项,根据b点对应的c(H+)和c(OH-)都为1.0×10-7 mol·L-1,该温度下,水的离子积常数Kw=(1.0×10-7 mol·L-1)×(1.0×10-7 mol·L-1)=1.0×10-14 mol2·L-2,错误;C项,加入FeCl3发生水解反应Fe3++3H2O Fe(OH)3+3H+,破坏水的电离平衡,c(H+)增大、Kw不变,c(OH-)变小,则可能引起由b向a的变化,正确;D项,c点对应的溶液呈碱性,稀释溶液,c(OH-)变小,Kw不变,c(H+)增大,故可引起由c向b的变化,而不是向d变化,错误。
3.答案:B
解析:硝酸为强电解质,1 mL pH=1的硝酸溶液稀释至100 mL后,溶液的pH=3,故A错误;pH=1的硝酸溶液中氢离子浓度为0.1 mol·L-1,常温下pH=13的氢氧化钡溶液中氢氧根离子浓度为0.1 mol·L-1,两溶液等体积混合后氢离子和氢氧根离子恰好完全反应,反应后溶液呈中性,故B正确;该溶液中硝酸电离出的c(H+)=0.1 mol·L-1,水电离出的c(H+)=10-13 mol·L-1,硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为0.1∶10-13=1012,故C错误;硝酸抑制水的电离,硝酸的pH越大,水的电离程度越大,所以该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+)的,故D错误。
4.答案:D
解析:没有指出温度,pH=6的溶液不一定呈酸性,故A错误;常温下,由水电离出来的H+的浓度为1.0×10-10 mol·L-1,说明水的电离受到了抑制,溶液可能呈酸性,也可能呈碱性,该溶液的pH可能为10或4,故B错误;一水合氨为弱电解质,存在电离平衡,将pH=a的氨水稀释至10倍后,由于电离平衡右移,溶液的pH的变化小于1,a5.答案:A
解析:室温下,醋酸的AG=lg=7,即=107①,而水的离子积Kw=c(H+)·c(OH-)=10-14 mol2·L-2,①②两式联立可知c(H+)=10-3.5 mol·L-1,而在醋酸溶液中,c(CH3COO-)≈c(H+)=10-3.5 mol·L-1,故电离平衡常数Ka==≈10-5,故A正确;A点的AG=lg=0,即=1,即c(H+)=c(OH-),溶液显中性,而当加入氢氧化钠溶液20.00 mL时,氢氧化钠和醋酸恰好完全中和,得到醋酸钠溶液,溶液显碱性,故B错误;当加入NaOH溶液40 mL时,所得溶液为等浓度的CH3COONa和NaOH的混合溶液,根据物料守恒可知,c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)],故C错误;A到B,水的电离受到抑制,水的电离程度会逐渐变小,故D错误。
6.答案:A
解析:常温下某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1,说明水的电离受到抑制,溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性。
7.答案:D
解析:A项,温度未知,无法判断pH=7的溶液的酸碱性;B项,常温下pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸等体积混合,醋酸过量,溶液显酸性;C项,常温下0.1 mol·L-1的某一元碱与0.1 mol·L-1的盐酸等体积混合,若碱为弱碱性,溶液呈酸性;D项,c(H+)=c(OH-)时溶液呈中性,故D正确。
8.答案:BD
解析:X、Y溶液的pH随溶液体积变化的程度不同,所以X、Y溶液的碱性强弱程度不同,稀释前,两种pH相等的碱溶液中溶质的物质的量浓度一定不相等,故A错误;稀释相同倍数后,X溶液的pH比Y溶液的小,即X溶液的碱性比Y溶液的碱性弱,故B正确;X溶液的pH随溶液稀释变化快,所以X的碱性比Y强,起始时X、Y溶液的pH相等,则X溶液的溶质浓度小于Y溶液,完全中和等体积pH=10的X、Y溶液时,消耗同浓度盐酸的体积VX9.答案:AB
解析:升温促进水的电离,故升温水的离子积常数增大,b点时水的离子积常数为10-12 mol2·L-2,大于a点时水的离子积常数,说明b点对应的温度较高,A正确;d点与a点温度相同,Kw相同,a点时Kw=10-14 mol2·L-2,b点时Kw=10-12 mol2·L-2,Kw数值大小关系为b>d,B正确;温度不变,Kw不变,而从c点到a点,c(OH-)不变,c(H+)变小,Kw变小,C错误;处在b点时,pH=2的硫酸溶液中c(H+)=10-2 mol·L-1,pH=10的NaOH中c(OH-)= mol·L-1=10-2 mol·L-1,二者等体积混合后,溶液显中性,D错误。
10.答案:(1)错误 测得的pH是稀释后溶液的pH
(2)该学生操作错误,但不一定产生误差。若原溶液是酸性或碱性溶液,稀释后溶液的pH会发生一定程度的变化,若原溶液为中性溶液,稀释后不会产生误差
(3)氢氧化钠溶液 稀释过程中,促进了NH3·H2O的电离,减弱了因稀释造成的OH-浓度减小的程度
(4)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上,与标准比色卡对照,其中pH较大的是0.01 mol·L-1硫酸
解析:本题主要考查pH试纸的使用、弱电解质的电离平衡及相关知识的综合应用。(1)用pH试纸测溶液的pH时,pH试纸不能用蒸馏水润湿,否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性,稀释必定会造成误差,若溶液呈中性,则不会造成误差。(3)NH3·H2O是弱电解质,加水稀释促进它的电离,故对OH-浓度相等的氢氧化钠溶液和氨水来说,加水稀释相同倍数,氨水的pH减小程度较小,误差较小。(4)分别测定这两种硫酸的pH,pH较小的是浓度较大的溶液,pH较大的是浓度较小的溶液。
学科素养升级练
1.答案:A
解析:D2O的离子积常数为1.0×10-12 mol2·L-2,pD=6时溶液呈中性;溶液中c(OD-)=0.1 mol·L-1,c(D+)=1.0×10-11 mol·L-1,pD=11,故A不正确;pD=6时溶液呈中性,将pD=4的DCl的重水溶液稀释至100倍,pD接近6,但不等于6,故B正确;混合溶液中c(OD-)==0.1 mol·L-1,所以c(D+)=1.0×10-11 mol·L-1,pD=11,故C正确;NaOD溶液中的D+来源于重水的电离,pD=10,说明重水电离出来的c(D+)=1.0×10-10 mol·L-1,重水电离出来的D+和OD-的浓度相等,故D正确。
2.答案:C
解析:将10 mL该盐酸稀释至100 mL后,c平(H+)==10-3 mol·L-1,pH=3,A项错误;常温下向该盐酸中加入等体积pH为12的氨水,由于NH3·H2O部分电离,所以盐酸完全反应后,溶液中仍含大量的NH3·H2O,B项错误;该盐酸中HCl电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为10-2 mol·L-1∶10-12 mol·L-1=1010∶1,C项正确;该盐酸中由水电离出的c水(H+)×c水(OH-)=10-12 mol·L-1×10-12 mol·L-1=1×10-24 mol2·L-2,D项错误。
3.答案:D
解析:稀释醋酸溶液,溶液中氢离子的浓度降低,pH增大,所以a4.答案:(1)①碱性 ②1 ③11
(2)①1×10-12 mol2·L-2 > ②4 10-7 ③A.中 B.Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O C.11
解析:(1)该温度下,Kw=c平(H+)·c平(OH-)=10-12 mol2·L-2。①pH=7时,c平(H+)=10-7 mol·L-1,c平(OH-)=10-5 mol·L-1,c平(H+)25 ℃。②此条件下,pH=6时溶液呈中性。根据表中实验ⅰ的数据可得Ba(OH)2溶液中c平(OH-)=10-4 mol·L-1,根据表中实验ⅲ的数据有22.00×10-3 L×10-4 mol·L-1=22.00×10-3 L×10-a mol·L-1,可得a=4,即盐酸的pH=4。实验ⅱ中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的c水(OH-)等于由水电离产生的c水(H+),即由水电离产生的c水(OH-)=10-7 mol·L-1。③A.按丁方式混合时,Ba(OH)2提供的OH-与NaHSO4提供的H+的物质的量相等,混合后溶液呈中性。B.按乙方式混合时,反应前n(Ba2+)=10-3 mol,n(OH-)=2×10-3 mol,n(H+)=n(SO)=10-3 mol,实际反应的Ba2+、OH-、H+、SO均为10-3 mol,故反应的离子方程式为Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O。C.按甲方式混合时,OH-过量,反应后溶液中c平(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c平(H+)=10-11 mol·L-1,则pH=11。
3第3章 物质在水溶液中的行为 第1节 水与水溶液
第1课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
必备知识基础练 进阶训练第一层
知识点1水的电离
1.下列关于水的说法正确的是( )
A.纯水和溶液中的水都能电离
B.水的电离和电解都需要通电
C.水中氢键的存在既增强了水分子的稳定性,也增大了水的沸点
D.加入电解质一定会破坏水的电离平衡,其中酸和碱通常都会抑制水的电离
2.0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液和0.1 mol·L-1的盐酸中,水的电离程度( )
A.前者大 B.前者小
C.一样大 D.无法比较
3.(双选)下列关于水的离子积常数的叙述正确的是( )
A.水的离子积常数的表达式是Kw=c平(H+)·c平(OH-)
B.水的离子积只适用于纯水
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数
D.水的离子积常数Kw随温度的升高而减小
4.(双选)温度为T℃时,在水中加入某物质,水的电离平衡向逆反应方向移动,体系中的c(H+)增大,且水的Kw不变。加入的这种物质可能是 ( )
A.氯化钠固体 B.氨水
C.稀硫酸 D.NaHSO4溶液
5.水的电离过程为H2O H++OH-,在不同温度下其离子积为Kw(25 ℃)=1.0×10-14,Kw(35 ℃)=2.1×10-14,则下列叙述正确的是( )
A.c平(H+)随温度的升高而减小
B.35 ℃时,c平(H+)>c平(OH-)
C.水的pH:pH(35 ℃)>pH(25 ℃)
D.35 ℃时已电离的水的浓度约为1.45×10-7 mol·L-1
6.下列关于水的离子积常数的叙述中正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是Kw=c平(H+)·c平(OH-),所以Kw随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化
B.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
7.水的电离过程为H2O H++OH-,在不同温度下其离子积常数为Kw(25 ℃)=1.0×10-14 mol2·L-2,Kw(35 ℃)=2.1×10-14 mol2·L-2。则下列关于纯水的叙述正确的是( )
A.c平(H+)随着温度升高而降低
B.在35 ℃时,c平(H+)>c平(OH-)
C.25 ℃时水的电离程度大于35 ℃时水的电离程度
D.水的电离是吸热过程
知识点2电解质在水溶液中的存在形态
8.为防止流感病毒的传播,许多公共场所都应注意环境消毒,以下消毒药品属于强电解质的是( )
9.下列各组物质全部是弱电解质的是( )
A.H2SiO3、H2S、CO2
B.Cu(OH)2、CH3COOH、C2H5OH
C.H2SO3、Ba(OH)2、BaSO4
D.H2O、NH3·H2O、H3PO4
10.下列物质在水溶液中的电离方程式书写正确的是( )
A.NaHSO4===Na++HSO
B.H2CO3 CO+2H+
C.CH3COONa Na++CH3COO-
D.NH3·H2O NH+OH-
11.将NaCl溶于水配成1 mol·L-1的溶液,溶解过程如图所示。下列说法正确的是( )
A.a离子为Na+,b离子为Cl-
B.溶液中含有NA个水合Na+
C.溶液中的Na+和Cl-均以水合离子的形态存在
D.该过程表示为NaClNa++Cl-
12.下列事实能证明MOH是弱碱的有( )
①0.1 mol·L-1 MOH溶液可以使酚酞试液变红
②常温下,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)<0.1 mol·L-1
③相同温度下,0.1 mol·L-1 MOH溶液的导电能力比0.1 mol·L-1 NaOH溶液的弱
④等体积的0.1 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应
A.①② B.②③
C.②④ D.③④
13.下列事实中,能说明CH3COOH是弱电解质的是( )
A.CH3COOH是共价化合物
B.用CH3COOH溶液做导电实验,灯光较暗
C.向CH3COOH溶液中滴加Na2CO3溶液,有气泡产生
D.向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,溶液pH增大
14.下列物质中,导电能力由强到弱排列正确的是( )
①500 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液
②100 mL 0.1 mol·L-1的硫酸溶液
③500 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液
④1 L 0.1 mol·L-1的酒精溶液
A.①②③④ B.④①③②
C.②①③④ D.①③②④
15.
电解质溶液的导电能力(用电导率表示,且电导率越大溶液的导电能力越强)与很多因素有关,其中之一是离子的种类,如图所示(HAc代表醋酸)。下列说法正确的是( )
A.强酸的电导率最大,强碱次之,盐类较低
B.浓度相同时,H2SO4溶液的导电能力可能大于Na2SO4溶液
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液强
D.氨水加水稀释或加酸中和后,溶液的导电能力均下降
关键能力综合练进阶训练第二层
一、选择题:每小题只有一个选项符合题意。
1.下列关于电解质的叙述正确的是( )
A.强酸、强碱及大部分盐类属于强电解质,弱酸、弱碱属于弱电解质
B.所有的离子化合物都是强电解质,所有的共价化合物都是弱电解质
C.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强
D.AgCl、BaSO4在水溶液中都难溶,它们都为弱电解质
2.90 ℃时水的离子积Kw=3.8×10-13 mol2·L-2,该温度时纯水的pH( )
A.等于7 B.小于7
C.大于7 D.无法确定
3.25 ℃时,纯水中的氢离子浓度与90 ℃时纯水中的氢离子浓度的关系是( )
A.前者大于后者 B.两者相等
C.前者小于后者 D.不能确定
4.常温下,向0.1 mol·L-1的硫酸溶液中逐渐加入物质的量浓度相同的氢氧化钡溶液,生成沉淀的量与加入氢氧化钡溶液的体积关系如图所示,a、b、c、d分别表示实验时不同阶段的溶液,下列有关说法中不正确的是( )
A.溶液中的c(H+):a>b>c>d
B.溶液的导电能力:a>b>d>c
C.a、b溶液呈酸性
D.c、d溶液呈碱性
5.水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.A、C两点可能为纯水
B.从A点到C点,可采用的方法:升高温度,同时在水中加入少量氯化钠固体
C.从C点到D点,可采用的方法:降低温度,同时在水中加入少量硫酸氢钠固体
D.从A点到D点,可采用的方法:温度不变,同时在水中加入少量碱
二、选择题:每小题有一个或两个选项符合题意。
6.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.图中T1>T2
B.XZ线上任意一点均有pH=7
C.XZ线上方M区域内任意点(不含实线上的点)均有c(H+)D.两条曲线间任意一点均有c(H+)·c(OH-)=Kw
7.已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液中的c(H+)=1×10-2 mol·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1×10-10 mol·L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释为原来的100倍,溶液中的c(OH-)减小
8.醋酸铅因有甜味而被称为“铅糖”,它有毒但能入药,又知(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸铅与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2++2CH3COO-===(CH3COO)2Pb。下列有关说法中不正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1 mol·L-1
B.“铅糖”是强电解质
C.“铅糖”是共价化合物
D.“铅糖”的溶液可能导电性很弱
9.2020年3月22日是第二十八届“世界水日”,我国纪念2020年“世界水日”和“中国水周”活动的主题为“坚持节水优先,建设幸福河湖”。这提醒我们节约用水、建设造福人民的幸福河,走人、水和谐的绿色发展道路。
已知,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平(OH-)降低
B.将水加热,Kw不变
C.向水中加入少量固体Na,平衡正向移动,c平(H+)降低
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c平(H+)增大,Kw不变
三、非选择题
10.(1)硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05 mol·L-1 H2SO4溶液。
①该溶液中硫酸电离出的c平(H+)与H2O电离出的c平(H+)之比为 。
②将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酞,插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。
A.向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡溶液,灯泡逐渐变暗,后熄灭。该过程中发生反应的离子方程式为________________________________________________________。
B.向灯泡熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液,观察到灯泡逐渐变亮,还观察到溶液 ,此过程中水的电离程度 (填“增大”“减小”或“不确定”)。
③将该H2SO4溶液加水稀释,水的电离平衡 (填“向左”“向右”或“不”)移动。
(2)在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示。
①A点水的离子积为1×10-14 mol2·L-2,B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是_________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②T℃时,若向水中滴加盐酸,能否使体系处于B点位置?为什么?_____________
________________________________________________________________________。
③T℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)是多少? 。
学科素养升级练进阶训练第三层
1.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量,根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。如图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。A、B、C、D示意图中,能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是( )
2.(双选)向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是( )
A.c平(H+)·c平(OH-)变大了
B.溶液中c平(H+)增加了
C.c平(OH-)降低了
D.水电离出的c平(H+)增加了
3.常温下,将一定浓度的HA和HB两种酸分别与0.1 mol·L-1 NaOH溶液等体积混合,实验记录如下表。
混合液 pH 加入的酸 酸的浓度/(mol·L-1)
① 8.6 HA 0.10
② 2.0 HB 0.12
下列说法正确的是( )
A.HA为强酸,HB为弱酸
B.溶液①中存在:c(A-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.升高温度,溶液①中c(H+)增大,pH减小
D.溶液②中存在:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(B-)
4.下表所列的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Kw/(mol2·L-2) 1×10-14 a 1×10-12
试回答以下问题。
(1)若25”“<”或“=”)1×10-14,作此判断的理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25 ℃时,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)= 。
(3)T2℃时,0.01 mol·L-1的NaOH溶液中由水电离产生的OH-的浓度为 。
第1课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
必备知识基础练
1.答案:A
解析:电离是指电解质在一定条件下(如溶于某些溶剂、加热熔化等)电离成可自由移动的离子的过程,不需要通电,B项错误。水分子的稳定性强,是由水分子内氢氧共价键的键能决定的,与水分子间形成的氢键无关,C项错误。水的电离方程式为H2O H++OH-,加入了影响c(H+)或c(OH-)的电解质,水的电离平衡会移动,D项错误。
2.答案:C
解析:NaOH溶液中的c(OH-)和盐酸中的c(H+)相同,它们对水电离的抑制程度相同。
3.答案:AC
解析:水的离子积常数的表达式是Kw=c平(H+)·c平(OH-),A项正确;水的离子积不仅适用于纯水,也适用于溶液,B项错误;水的离子积常数Kw仅仅是温度的函数,且随温度的升高而增大,C项正确,D项错误。
4.答案:CD
解析:A项,加入氯化钠固体,体系中的c(H+)不变,Kw不变,不符合题意;B项,加入氨水,电离出OH-,抑制水的电离,水的电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)减小,不符合题意;C项,加入稀硫酸,电离出H+,抑制水的电离,电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)增大,Kw不变,符合题意;D项,加入NaHSO4溶液,电离出H+,电离平衡逆向移动,体系中的c(H+)增大,Kw不变,符合题意。
5.答案:D
解析:根据Kw(35 ℃)>Kw(25 ℃)可得水的电离是吸热的,温度高时水中c平(H+)较大,pH较小,但水中c平(H+)=c平(OH-),水呈中性,A、B、C均错误;已电离的水的浓度与电离生成的c平(H+)或c平(OH-)相等,利用水的离子积常数计算可得D正确。
6.答案:C
解析:水的离子积常数Kw=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数,所以Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是Kw=c平(H+)·c平(OH-),但是只要温度一定,Kw就是不变的。溶液中H+的浓度变大,则OH-的浓度变小,反之亦然。
7.答案:D
解析:水的电离过程为H2O H++OH-,在不同温度下其离子积常数为Kw(25 ℃)=1.0×10-14 mol2·L-2,Kw(35 ℃)=2.1×10-14 mol2·L-2,说明升高温度促进水的电离,水中c平(H+)随温度升高而增大,故A错误;升高温度促进水的电离,但c平(H+)=c平(OH-),故B错误;升高温度,促进水的电离,25 ℃时水的电离程度小于35 ℃时水的电离程度,故C错误;升高温度,水的离子积常数增大,说明升高温度促进水的电离,则水的电离是吸热过程,故D正确。
8.答案:B
解析:A项,84消毒液为混合物,既不是电解质也不是非电解质;B项,高锰酸钾属于强电解质;C项,酒精是非电解质;D项,醋酸属于弱电解质。
9.答案:D
解析:A项,CO2属于非电解质;B项,C2H5OH属于非电解质;C项,Ba(OH)2、BaSO4都是强电解质;D项,H2O、NH3·H2O、H3PO4均属于弱电解质。
10.答案:D
解析:NaHSO4为强电解质,在水溶液中完全电离为Na+、H+和SO,电离方程式为NaHSO4===Na++H++SO,A项错误;H2CO3为二元弱酸,分步电离,B项错误;CH3COONa为强电解质,在水溶液中完全电离,电离方程式为CH3COONa===Na++CH3COO-,C项错误;NH3·H2O为弱电解质,在水溶液中部分电离,电离方程式为NH3·H2O NH+OH-,D项正确。
11.答案:C
解析:NaCl在溶液中电离出Na+和Cl-,离子半径Cl->Na+,根据图示可知,a离子为Cl-、b离子为Na+,故A错误;题中没有给出NaCl溶液的体积,无法计算该溶液中含有水合Na+的数目,故B错误;由图可知,溶液中的Na+和Cl-均以水合离子的形态存在,故C正确;该过程表示为NaCl===Na++Cl-,故D错误。
12.答案:B
解析:①0.1 mol·L-1 MOH溶液可以使酚酞试液变红,说明MOH是碱,不能说明MOH部分电离,则不能证明MOH是弱碱;②常温下,0.1 mol·L-1 MOH溶液中c(OH-)<0.1 mol·L-1,说明MOH部分电离,为弱碱;③相同温度下,0.1 mol·L-1 MOH溶液的导电能力比0.1 mol·L-1 NaOH溶液的弱,NaOH是强碱,则MOH部分电离,为弱碱;④等体积的0.1 mol·L-1 MOH溶液与0.1 mol·L-1盐酸恰好完全反应,说明MOH是一元碱,不能说明MOH部分电离,则不能证明MOH是弱碱。综上所述,B项符合题意。
13.答案:D
解析:强、弱电解质的根本区别是电离程度,部分电离的电解质是弱电解质,只要说明醋酸在水中部分电离就能证明醋酸是弱电解质,据此分析解答。CH3COOH是共价化合物,不能说明CH3COOH溶于水是部分电离的,不能证明CH3COOH是弱电解质,故A错误;用CH3COOH溶液做导电实验,灯光较暗,说明该CH3COOH溶液中离子浓度较低,但未说明所用溶液的浓度,不能说明CH3COOH溶于水是部分电离的,不能证明CH3COOH是弱电解质,故B错误;根据较强酸制较弱酸原理,向CH3COOH溶液中滴加Na2CO3溶液,有气泡产生,只能说明CH3COOH的酸性比碳酸强,但不能证明CH3COOH是弱酸,故C错误;向CH3COOH溶液中加入少量CH3COONa固体,溶液pH增大,说明溶液中氢离子浓度减小,则可知CH3COOH溶液中存在电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+,则醋酸是部分电离,属于弱电解质,故D正确。
14.答案:C
解析:①500 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液,c(Na+)=c(OH-)=0.1 mol·L-1;②100 mL 0.1 mol·L-1的硫酸溶液,c(H+)=0.2 mol·L-1,c(SO)=0.1 mol·L-1;③500 mL 0.1 mol·L-1的醋酸溶液,c(H+)≈c(CH3COO-)<0.1 mol·L-1;④1 L 0.1 mol·L-1的酒精溶液,CH3CH2OH不发生电离。比较以上结果,可得出溶液中离子总浓度的大小关系为②>①>③>④,离子浓度越大,离子所带电荷数越多,溶液导电能力越强。
15.答案:B
解析:当浓度相同时,强酸的电导率最大,强碱次之,盐类较低,故A错误;由图可知,当浓度相同时,盐酸的电导率大于氯化钠溶液,由于其阴离子都是氯离子,说明同浓度时,氢离子电导率大于钠离子,因此,同浓度的硫酸溶液的电导率大于硫酸钠溶液,电导率越大,导电能力越强,故B正确;由题意知,溶液导电能力与离子浓度和离子种类有关,离子浓度较高的弱电解质溶液导电能力可能高于离子浓度较低的强电解质溶液,故C错误;氨水加水稀释,溶液中离子浓度减小,导电能力下降,加酸中和后生成盐,电离程度增大,则离子浓度增大,溶液的导电能力增强,故D错误。
关键能力综合练
1.答案:A
解析:强酸、强碱及大部分盐类在水溶液中或熔融时能完全电离,是强电解质;弱酸、弱碱在水溶液中部分电离,是弱电解质,A正确。大部分离子化合物是强电解质,部分共价化合物如CO、NO属于非电解质,B错误。溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度及离子所带电荷数,与电解质的强弱无直接关系,C错误。AgCl、BaSO4在溶液中溶解的部分完全电离,它们都属于强电解质,D错误。
2.答案:B
解析:常温下,水的离子积为1×10-14 mol2·L-2,纯水中氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等,溶液的pH=7;升高温度,水的电离程度增大,水中氢离子浓度增大,由pH=-lg c(H+)可知,氢离子浓度越大,pH越小,所以90 ℃时纯水的pH<7,B项正确。
3.答案:C
解析:水的电离过程是吸热的,所以90 ℃时纯水电离出的c(H+)和c(OH-)比25 ℃时纯水电离出的c(H+)和c(OH-)大。
4.答案:D
解析:硫酸和氢氧化钡反应的离子方程式为Ba2++2OH-+SO+2H+===BaSO4↓+2H2O,随着反应的进行,溶液中离子浓度逐渐减小直至完全反应。硫酸溶液呈酸性,随着氢氧化钡溶液的加入,溶液中H+的浓度逐渐减小,A正确;溶液导电能力与离子浓度成正比,溶液中离子浓度先减小后增大,所以溶液导电能力先减小后增大,且d中离子浓度小于b,故溶液导电能力:a>b>d>c,B正确;硫酸溶液呈酸性,随着氢氧化钡溶液的加入,溶液中的H+的浓度逐渐减小,酸性减弱,a、b表示的溶液中碱不足量,所以溶液呈酸性,C正确;c为酸碱恰好反应生成硫酸钡和水后的溶液,d表示氢氧化钡过量时的溶液,所以c溶液呈中性,d溶液呈碱性,D错误。
5.答案:D
解析:A、C两点c平(OH-)=c平(H+),所以A、C两点可能为纯水,A项正确;在A点升高温度,Kw增大,同时在水中加入少量氯化钠固体,氯化钠不影响溶液的酸碱性,能到C点,B项正确;在C点降低温度,Kw减小,同时在水中加入少量硫酸氢钠固体,NaHSO4为强电解质,其电离方程式为NaHSO4===H++Na++SO,c平(H+)增大,能到D点,C项正确;在A点,温度不变,在水中加入少量碱,c平(OH-)增大,c平(H+)减小,不能到D点,故D项不正确。
6.答案:AB
解析:T1时Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2,T2时Kw=1×10-13 mol2·L-2,温度越高,Kw越大,可推断出T17.答案:D
解析:某温度下,蒸馏水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则蒸馏水中c(OH-)=1×10-6 mol·L-1,该温度下水的离子积常数Kw=c平(H+)·c平(OH-)=1×10-6 mol·L-1×1×10-6 mol·L-1=10-12 mol2·L-2>10-14 mol2·L-2,则溶液温度高于25 ℃,故A正确;该温度下水的离子积常数Kw=10-12 mol2·L-2,测得溶液中c(H+)=1×10-2 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1=1×10-10 mol·L-1,由于酸溶液中的OH-来源于水的电离,所以水电离出的H+的浓度为1×10-10 mol·L-1,故B正确;加入NaHSO4晶体,NaHSO4发生电离:NaHSO4===Na++H++SO,电离出的H+抑制水的电离,故C正确;取该溶液加水稀释为原来的100倍,溶液的酸性减弱,溶液中的c(OH-)增大,故D不正确。
8.答案:B
解析:根据(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸铅与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2++2CH3COO-===(CH3COO)2Pb,可知醋酸铅为弱电解质,弱电解质在水溶液中部分电离,所以0.1 mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1 mol·L-1,故A正确、B错误;醋酸铅是共价化合物,故C正确;醋酸铅是弱电解质,在水溶液中不能完全电离,“铅糖”的溶液可能导电性很弱,故D正确。
9.答案:CD
解析:水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律,因此在水中加入物质,若增加OH-或H+,则水的电离平衡逆向移动;若消耗OH-或H+,则水的电离平衡正向移动。加入稀氨水,OH-浓度增大,平衡逆向移动,故A错误;加入金属钠之后H+生成H2使H+浓度降低,平衡正向移动,故C正确;因水的电离正向是吸热的,故升高温度,Kw增大;温度不变,Kw不变;故B错误,D正确。
10.答案:(1)①1012∶1
②A.2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O
B.变红色 减小
③向右
(2)①1×10-13 mol2·L-2 水的电离是吸热的,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大
②不能,在盐酸中c平(H+)≠c平(OH-),所以不可能处于B点
③2×10-10 mol·L-1
解析:(1)①0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中硫酸电离出的c平(H+)=0.1 mol·L-1,水电离出的c平(H+)=c平(OH-)=1×10-13 mol·L-1,两者之比为(10-1 mol·L-1)∶(10-13 mol·L-1)=1012∶1。
②A.向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钡溶液,灯泡逐渐变暗,后熄灭,是因为两者反应生成了难溶的BaSO4和弱电解质水,溶液中几乎没有自由移动的离子,该过程中发生反应的离子方程式为2H++SO+Ba2++2OH-===BaSO4↓+2H2O。B.向灯泡熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液,此时Ba(OH)2电离出Ba2+和OH-,自由移动的离子浓度增加,导电性增强,所以灯泡变亮,同时Ba(OH)2为强碱,硫酸与氢氧化钡反应后溶液显中性,再滴加Ba(OH)2溶液,溶液显碱性,酚酞遇碱变红色,所以还能观察到溶液变红色。Ba(OH)2溶液能抑制水的电离,所以水的电离程度减小。③将H2SO4溶液稀释,该过程中溶液内由硫酸电离产生的c(H+)变小,对水的电离抑制程度变小,水的电离程度增大,水的电离平衡向右移动。
(2)①B点Kw=10-6.5 mol·L-1×10-6.5 mol·L-1=1×10-13 mol2·L-2,水的电离是吸热的,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大。②水中加入盐酸,溶液中c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,c平(H+)≠c平(OH-),体系不会处于B点。③T℃时,Kw=1×10-13 mol2·L-2,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)为1×10-13 mol2·L-2÷(5×10-4 mol·L-1)=2×10-10 mol·L-1。
学科素养升级练
1.答案:D
解析:HCl为强电解质,CH3COOH为弱电解质,滴加NH3·H2O溶液,NH3·H2O先与HCl反应,生成同样为强电解质的NH4Cl,但溶液体积不断增大,溶液稀释了,所以电导率下降。当HCl被中和完后,NH3·H2O继续与CH3COOH弱电解质反应,生成CH3COONH4强电解质,所以电导率增大。HCl与CH3COOH均被反应完后,继续滴加NH3·H2O弱电解质,电导率变化不大,因为溶液被稀释,有下降趋势。
2.答案:AD
解析:水的电离逆向移动,水电离产生的H+、OH-浓度均减小,但溶液的酸性增强,溶液中c平(H+)增加,B、C正确,D错误;因水的离子积常数只受温度影响,故A错误。
3.答案:D
解析:①HA与NaOH的浓度相同、体积相同,二者恰好完全反应生成NaA,NaA溶液pH>7,呈碱性,所以HA是弱酸;②中酸浓度大于碱,二者等体积混合后酸有剩余,如果是强酸,则混合溶液中c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,混合溶液的pH=2,则HB是强酸,A错误;根据A知,①中溶质为NaA,溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),说明A-部分水解,则存在c(A-)4.答案:(1)> 水的电离吸热,温度升高,水的电离程度增大,所以水的离子积增大
(2)1 000∶1
(3)10-10 mol·L-1
解析:(1)水的电离为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大,水的离子积越大,若251×10-14。(2)25 ℃时,某Na2SO4溶液中c(SO)=5×10-4 mol·L-1,则该溶液中钠离子的浓度是1×10-3 mol·L-1,如果稀释10倍,钠离子的浓度是1×10-4 mol·L-1,但硫酸钠溶液显中性,温度不变,c(OH-)不变,所以c(Na+)∶c(OH-)=10-4∶10-7=1 000∶1。(3)T2℃时,Kw=1×10-12 mol2·L-2,0.01 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=1×10-2 mol·L-1,故c(H+)为10-10 mol·L-1,H+全部来自水的电离,由水电离出的H+的浓度等于由水电离出的OH-的浓度,所以由水电离产生的OH-的浓度为10-10 mol·L-1。
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