2023-2024学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修1 3.1水与水溶液分层练习(含答案)

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名称 2023-2024学年鲁科版(2019)高中化学选择性必修1 3.1水与水溶液分层练习(含答案)
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资源类型 试卷
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-11-16 12:26:58

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文档简介

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3.1水与水溶液
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.对于常温下pH为1的硝酸溶液,下列叙述正确的是
A.该溶液lmL稀释至100mL后,pH等于3
B.向pH为1的硝酸溶液中加入等体积、pH为13的氨水恰好完全中和
C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比值为1×。
D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍
2.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.甲烷氯代反应中,消耗1 mol Cl2生成HCl分子数为NA
B.1 L pH=1的稀H2SO4中,含有H+数目为0.2NA
C.22.4 L(标准状况)SO3中含有4NA个原子
D.1 mol·L-1NH4NO3溶液中含离子键数目为NA
3.已知lg2=0.3,将pH=2和pH=5的稀盐酸等体积混合,混合后溶液的pH约为
A.2.3 B.3.5 C.4.7 D.3
4.下列说法中,正确的是
A.在任何条件下,纯水的pH都等于7 B.在任何条件下,纯水都呈中性
C.在95 ℃时,纯水呈酸性 D.在95 ℃时,纯水呈碱性
5.室温下,下列叙述正确的是( )
A.pH=2 的盐酸与 pH=12 的氨水等体积混合后 pH>7
B.pH=4的盐酸溶液,稀释至 10 倍后 pH>5
C.0.2 mol·L-1 的醋酸,与等体积水混合后 pH=1
D.100 ℃纯水的 pH=6,所以水在 100 ℃时呈酸性
6.利用如图所示装置做实验:在烧杯中盛有半杯乙溶液,然后用滴定管向烧杯中滴加甲溶液;随着甲溶液的滴入灯泡渐渐变暗;滴到一定量时,灯泡熄灭;继续滴入甲溶液,灯泡又会逐渐变亮。下列各组溶液中(甲在前,乙在后),能够产生上述现象的是( )
A.溶液、溶液 B.溶液、氨水
C.溶液、溶液 D.溶液、溶液
7.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.60gSiO2晶体中含有的Si—O键数目为2NA
B.pH=1的H3PO4溶液中所含H+的数目为0.1NA
C.用含0.1molFeCl3的饱和溶液制备Fe(OH)3胶体,所得胶体粒子数目最多为0.1NA
D.1molNa与足量O2反应,生成Na2O和Na2O2的混合物,Na失去NA个电子
8.常温下,0.10mol·L 1盐酸溶液中c(Cl-)是水电离出的c(H+)的
A.13倍 B.10-13倍 C.1012倍 D.12倍
9.25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线所示,下列判断错误的是
A.ac曲线上的任意一点都有c(H+)×c(OH-)=10-14
B.bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C.d点对应溶液的温度低于25℃,pH<7
D.c点溶液可能是盐溶液
10.实验操作规范且能达到目的是
目的 操作
A 取20.00mL盐酸 在50mL酸式滴定管中装入盐酸,调整初始读数为30.00mL后,将剩余盐酸放入锥形瓶
B 清洗碘升华实验所用试管 先用酒精清洗,再用水清洗
C 测定醋酸钠溶液的pH 用玻璃棒蘸取溶液,点在湿润的pH试纸上
D 配制浓度为0.010mol·L-1的KMnO4溶液 称取KMnO4固体0.15g放入100mL容量瓶中,加水溶解并稀释至刻度
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
11.下列说法正确的是 。
A.酸都能与金属反应生成氢气
B.非金属氧化物都能与碱反应
C.金属氧化物都能与酸反应
D.碱都与盐反应
E.酸都能与碱反应
F.酸都能与盐反应
G.盐与盐不一定反应
H.金属一定不与碱反应
I.金属一定不与盐反应
J.能使酚酞变红的一定是碱的溶液
K.生成盐和水的反应一定属于复分解反应
L.Cu、CuO均能与盐酸反应生成CuCl2
12.25℃时,把0.08 mol/L的H2SO4溶液和0.18 mol/L的NaOH溶液等体积混合求混合后其pH= 。(写出计算过程,只填结果不得分)
13.已知水的电离平衡曲线如图所示。
回答下列问题:
(1)下列关于A点的说法错误的是 (填标号)。
a.加热可将A点变到C点,增大,溶液呈酸性
b.通入少量氨气,增大,平衡逆向移动,不变
c.向纯水中加入强酸,可抑制水的电离;加入弱酸,可促进水的电离
(2)图中A、B、C、D四点的由大到小的关系是 (用A、B、C、D表示)。
(3)若从A点到D点,可采用的措施是 (填标号)。
a.降温 b.加入适量稀盐酸 c.加入适量浓溶液 d.加入溶液
(4)取D点溶液于烧杯中,用量筒量取 稀硫酸与其混合,溶液与E点相同(溶液混合体积变化可忽略)。
(5)C点时,盐酸溶液中,水电离出的 ,若与的溶液等体积混合,溶液呈 性。
14.25℃时,在①pH=2的盐酸、②pH=3的醋酸、③pH=12的氨水、④pH=12的NaOH、⑤pH=4的NH4Cl溶液、⑥pH=12的CH3COONa溶液。6种溶液中,由水电离出的c(H+)大小关系(或顺序)是 。
15.回答下列问题:
(1)常温下,某种饮品pH=4,其中 。
(2)0.05 mol·L-1H2SO4溶液的pH= 。
(3)常温下,pH=13的氢氧化钡溶液, 。
16.溶液的pH
(1)定义:pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH= 。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系(25 ℃):

pH大小能反映出 ,即能表示溶液的酸碱性强弱。
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1,即___________≤pH≤__________, 。
17.I.己知水的电离平衡曲线如图所示:
回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为 (mol·L-1)2。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是 。
(3)从A点到D点,可采取的措施是 。
a.升温 b.加入少量盐酸 c.降温 d.加入少量NaOH
Ⅱ.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ 25 t1 t2
水的离子积KW 1×10-14 a 1×10-12
试回答以下问题:
(4)若25”“<”或“=”)1×10-14。
(5)在t2℃,pH=10的NaOH溶液中,水电离产生的OH-浓度为 。
(6)在t2℃下,其溶液的pH=7,则该溶液 (填字母)。
a.呈中性 b.呈碱性 c.呈酸性 d.c(OH-)=100c(H+)
(7)25℃时,某Na2SO4溶液中,取该溶液1mL加水稀至10mL,则稀释后溶液中c(Na+):c(OH-)= 。
18.水的电离
(1)电离特点: 、 、 .
(2)电离方程式: .
19.常温下用惰性电极电解200 mL 一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,理论上两极所得气体的体积随时间变化的关系如下图所示(以下气体体积已换算成标准状况下的体积),根据图中信息回答下列问题。
(1)通过计算推测:
①原混合溶液NaCl和CuSO4的物质的量浓度为 、 ;
②t2时所得溶液的pH= ;
(2)若用惰性电极电解NaCl和CuSO4的混合溶液200mL,经过一段时间后两极均得到224mL气体,则原混合溶液中的氯离子浓度的取值范围为 ,铜离子浓度的取值范围为 。
20.(1)将pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍,稀释后溶液的c(H+)与c(SO)的比值近似为 。
(2)现有浓度均为0.1mol·L-1的下列溶液:①硫酸、②醋酸(Ka=1.7×10-5)、③氢氧化钠、④氨水(Kb=1.7×10-5),①、②、③、④四种溶液中由水电离出的OH-浓度由小到大的顺序是 (填序号)。
三、实验探究题
21.二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的第四代高效、无毒的消毒剂,是一种黄绿色的气体,其熔点为-59 ℃,沸点为11.0 ℃,易溶于水。工业上用稍潮湿的KClO3和草酸(H2C2O4)在60 ℃时反应制得。某学生拟用下图所示装置模拟工业制取并收集ClO2。

(1)A装置必须添加温度控制装置,除酒精灯外,还需要的玻璃仪器有烧杯、 。
(2)B装置必须放在冰水浴中,其原因是 。
(3)反应后在装置C中可得NaClO2溶液。已知:NaClO2饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体是NaClO2 3H2O,高于38℃时析出晶体是NaClO2,高于60℃时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。NaClO2的溶解度曲线如图

获得NaClO2晶体的操作步骤为:
①减压,55℃蒸发结晶;
②趁热过滤;
③ ;
④在55℃干燥,得到成品。
(4)ClO2很不稳定,需随用随制,产物用水吸收得到ClO2溶液。为测定所得溶液中ClO2的浓度,进行了下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00 mL,稀释成100.00 mL试样,量取V1 mL试样加入到锥形瓶中;
步骤2:用稀硫酸调节试样的pH≤2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入指示剂,用c mol·L-1 Na2S2O3溶液滴定至终点。重复2次,测得消耗Na2S2O3溶液平均值为V2 mL(已知2Na2S2O3+I2===Na2S4O6+2NaI)。
①配制100 mL c mol·L-1 Na2S2O3标准溶液时,用到的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外还有: 。
②若步骤2所得溶液放置时间太长,则测定结果 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)
③ClO2溶液的浓度为 g·L-1(用含字母的代数式表示)。
22.铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,某实验小组在实验室用Cl2氧化Bi(OH)3制备NaBiO3,并探究其氧化性。
Ⅰ.查阅资料:
①NaBiO3固体不溶于冷水,加沸水会分解,遇酸则迅速分解,在酸性条件下能将Mn2+氧化为MnO。
②Bi(OH)3为白色难溶于水的固体。
Ⅱ.制备NaBiO3 (夹持等装置略)
(1)装置A中,仪器b的名称 ,写出装置A中反应的离子方程式 。
(2)若没有B装置,可能产生的影响是 。
(3)装置C中Cl2发生的主要反应化学方程式为 ,另外还有Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O。
(4)反应结束后,装置C中的浊液经过滤、 、干燥得NaBiO3粗产品。
Ⅲ.测定NaBiO3产品纯度
取上述NaBiO3粗产品wg,加入足量稀硫酸和MnSO4稀溶液使其完全反应,再用c mol/L的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO,平均消耗V mL标准溶液。
(5)该产品的纯度为 %(用含w、c、V的代数式表示)。
Ⅳ.探究NaBiO3的氧化性
(6)取少量装置 C中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2.该实验 (填“能”或“不能”)证明一定是NaBiO3氧化了Cl-,理由是 。
23.某同学欲探究Na2S2O3的有关化学性质,设计如图实验流程图。
请回答下列问题:
(1)用pH试纸测定溶液pH的操作方法是:
(2)写出生成白色沉淀W所涉及的离子方程式:
(3)将上述流程中所加BaCl2溶液和氯水的顺序颠倒,也得到白色沉淀,能否说明该白色沉淀与 W 为同种物质 (填“能”、“否”);
(4)取三支大小相同的试管,通过测定Na2S2O3溶液与稀硫酸反应出现浑浊的时间,研究外界条件对化学反应速率的影响。设计实验表格如下:
实验 序号 实验 温度/℃ 0.1mol/LNa2S2O3溶液的体积/mL H2O的体积/mL 0.1mol/LH2SO4溶液的体积/mL 所需时间/s
甲 25 5 5 2 /
乙 25 5 6 1 /
丙 35 5 5 V /
①V= ;
②探究浓度对化学反应速率的影响,应选择 (填实验编号)组实验进行对比分析;
③为了准确控制反应的温度,应采用的加热方式为
参考答案:
1.A
【详解】试题分析:A、pH为1的HNO3稀释至100ml,H+浓度变为0.001mol L 1,则pH=3,正确;B、pH=13的氨水浓度远远大于0.001mol L 1,所以向pH为1的硝酸溶液中加入等体积、pH为13的氨水,氨水过量,错误;C、pH为1的HNO3溶液,硝酸电离出的c(H+)=0.1mol L 1,水电离出的c(H+)=c(OH )=1×10-13mol L 1,则硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比值为0.1mol L 1:1×10-13mol L 1=1×1012,错误;D、pH为1的HNO3溶液,水电离出的c(H+)=1×10-13mol L 1,pH为3的HNO3溶液,水电离出的c(H+)=1×10-11mol L 1,为1/100,错误。
考点:本题考查溶液的稀释、弱电解质的电离及离子浓度计算。
2.A
【详解】A.甲烷与Cl2发生取代反应,CH4分子中的H原子被Cl原子取代产生CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4有机物,取代下来的H原子与另一个Cl结合产生HCl,若消耗1 mol Cl2,则生成HCl分子数为NA,A正确;
B.1 L pH=1的稀H2SO4中,n(H+)=1 L×0.1 mol/L=0.1 mol,故该溶液中含有H+数目为0.1NA,B错误;
C.在标准状况下SO3呈固体,不能使用气体摩尔体积进行有关计算,C错误;
D.只有溶液浓度缺少溶液体积,不能计算硝酸铵中含有离子键的数目,D错误;
故合理选项是A。
3.A
【详解】已知lg2=0.3,将pH=2和pH=5的稀盐酸等体积混合,混合后溶液中的c(H+)==≈×10-2mol/L,故混合后溶液的pH=-lgc(H+)=-lg(×10-2)=2+ lg2=2+0.3=2.3,故答案为:A。
4.B
【详解】A.在任何条件下,纯水电离出的氢离子均等于氢氧根离子浓度,都呈中性,但只有在常温下纯水的pH值等于7,故A错误;
B.在任何条件下,纯水电离出的氢离子均等于氢氧根离子浓度,都呈中性,故B正确;
C.在任何条件下,纯水电离出的氢离子均等于氢氧根离子浓度,都呈中性,故C错误;
D.在任何条件下,纯水电离出的氢离子均等于氢氧根离子浓度,都呈中性,故D错误;
故选:B。
5.A
【详解】A. 一水合氨为弱电解质,pH=12的氨水的浓度远远大于0.01mol/L,等体积混合形成氯化铵与氨水混合溶液,且一水合氨的浓度远大于氯化铵的浓度,一水合氨的电离程度大于铵根离子水解程度,溶液呈碱性,pH>7,故A正确;
B. 盐酸为强电解质,完全电离,pH=4的盐酸溶液,稀释至 10倍后 pH=5,故B错误;
C. 醋酸溶液中存在电离平衡,加水稀释促进其电离,与等体积水混合后pH>1,故C错误;
D. 加热促进水的电离,氢离子和氢氧根离子浓度都同等程度增大,Kw增大,但纯水始终显中性,故D错误;
故选A。
6.D
【详解】A.向溶液中滴加溶液能生成强电解质,灯泡不可能熄灭,A错误;
B.和都是弱电解质,二者反应会生成强电解质,灯泡不会熄灭,B错误;
C.和反应会生成沉淀,不过同时会生成强电解质,灯泡不会熄灭,C错误;
D.把溶液滴入溶液中,生成的是难溶物,生成的是极弱的电解质,所以灯泡会渐渐变暗直至熄灭,而继续滴加溶液,是强电解质,灯泡又会逐渐变亮,D正确。
答案选D。
7.D
【详解】A.60gSiO2晶体中1个Si与周围的4个O形成Si-O键,故60gSiO2晶体中含有的Si—O键数目为=4NA,A错误;
B.题干未告知溶液的体积,故无法计算pH=1的H3PO4溶液中所含H+的数目,B错误;
C.用含0.1molFeCl3的饱和溶液制备Fe(OH)3胶体,由于所得胶体粒子是很多Fe(OH)3微粒聚集在一起,故胶体粒子数目远小于0.1NA,C错误;
D.1molNa与足量O2反应,不管生成Na2O还是生成Na2O2,均失去1mol电子,Na失去1mol×NA mol-1=NA个电子,D正确;
故答案为:D。
8.C
【详解】常温下,0.10mol·L 1盐酸溶液中c(Cl-)= c(H+)=0.10mol·L 1,水电离出的c(H+)= c(OH-)==10-13 mol·L 1,c(Cl-)是水电离出的c(H+)的倍=1012倍,故选C。
9.C
【详解】A.ac曲线上的任意一点,由于温度相同,所以水的离子积相同,根据b点可知,c(H+)·c(OH-)=10-14,A正确;
B.bd线上任意点都满足c(H+)=c(OH-),溶液一定显示中性,B正确;
C.d点时,c(H+)=c(OH-)=1×10-6mol·L-1,溶液的pH=6<7,C正确;
D.在a点c(H+)=1×10-6mol·L-1,c(OH-)=1×10-8mol·L-1,溶液显示酸性,D错误;
故选D。
10.B
【详解】A.50mL酸式滴定管的50.00mL刻度下方没有刻度,但仍有盐酸,所以调整初始读数为30.00 mL后,放入锥形瓶中盐酸的体积大于20.00 mL,故A错误;
B.碘易溶于酒精,清洗试管中附着的碘可以先用酒精清洗,再用水清洗,故B正确;
C.醋酸钠溶液呈碱性,测定醋酸钠溶液的pH时,pH试纸不能预先湿润(湿润相当于将溶液稀释),否则测定的pH会偏小,故C错误;
D.容量瓶不能作为反应容器,故D错误;
故答案为B。
11.EG
【详解】A.酸不一定都能与金属反应生成氢气,比如盐酸与不活泼金属就不能反应生成氢气,A错误;
B.非金属氧化物不一定都能与碱反应,比如CO不能与氢氧化钠反应,B错误;
C.金属氧化物不一定都能与酸反应,比如Mn2O7为酸性氧化物不能与酸反应,C错误;
D.碱不一定都与盐反应,比如氢氧化钠不能与氯化钠反应,D错误;
E.酸都能与碱反应,E正确;
F.酸不一定都能与盐反应,比如盐酸就不能与氯化钠发生反应,F错误;
G.盐与盐不一定反应,比如氯化钠与氯化铁就不会发生反应,G正确;
H.金属也可以与碱反应,比如两性金属铝就能与氢氧化钠发生反应,H错误;
I.金属也可以与盐反应,比如活泼金属铁就能与硫酸氢钠发生反应,I错误;
J.能使酚酞变红的不一定是碱的溶液,能使酚酞变红的溶液显碱性,有些盐溶液也显碱性,J错误;
K.生成盐和水的反应不一定属于复分解反应,比如二氧化硅与氢氧化钠反应生成盐和水,但其不属于复分解反应,K错误;
L.Cu不能与盐酸反应生成CuCl2,L错误;
故选EG。
12.pH=12
【分析】先根据酸、碱的浓度计算出混合前溶液中c(H+)、c(OH-),然后根据二者是按1:1反应,判断出酸过量还是碱过量,最后根据Kw=c(H+)×c(OH-)、pH=-lg c(H+)计算出溶液的pH。
【详解】0.08 mol/L的H2SO4溶液,c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.08mol/L=0.16mol/L,0.18 mol/LNaOH溶液中c(OH-)=c(NaOH)=0.18mol/L,将两种溶液等体积混合时,发生反应:H++OH-=H2O,可知碱过量,混合后溶液中c(OH-)=( 0.18mol/L-0.16mol/L)÷2=0.01mol/L,在室温下,Kw= c(H+)×c(OH-)=1.0×10-14,所以反应后溶液的氢离子浓度c(H+)=(1.0×10-14) ÷0.01=1.0×10-12mol/L,则溶液的pH=-lg c(H+)=-lg[1.0×10-12]=12。
13.(1)ac
(2)C>B>A=D
(3)c
(4)12.2
(5) 碱
【详解】(1)a.加热,水的电离平衡正向移动,、增大,可将A点变到C点,溶液仍呈中性,故a错误;
b.通入少量氨气,氨水电离出OH-,增大,水的电离平衡逆向移动,温度不变,所以不变,故b正确;
c.向纯水中加入强酸或弱酸,都抑制水的电离,故c错误;
选ac。
(2)Kw只与温度有关,升高温度,水的电离平衡正向移动,Kw增大,图中A、B、C、D四点的由大到小的关系是C>B>A=D。
(3)a.降温,水的电离平衡逆向移动,、都减小,故不选a;
b.加入适量稀盐酸,增大、减小 ,Kw不变,故不选b;
c.加入适量浓溶液, 增大、减小、 ,Kw不变,故选c;
d.加入溶液,、都不变,故不选d;
选c。
(4)根据图示,D点溶液=10-13mol/L,则=0.1mol/L,E点溶液=10-2mol/L;设需要稀硫酸的体积为VmL,则,V=12.2mL。
(5)C点时,Kw=,盐酸溶液中,水电离出的mol/L,的溶液中=1mol/L,若与的溶液等体积混合,氢氧化钠有剩余,溶液呈碱性。
14.⑥>⑤>②>①=③=④
【分析】盐类水解促进水的电离,酸碱溶液中水的电离受到溶质电离产生的H+或OH-的抑制;
【详解】pH=12的CH3COONa溶液,溶液中c(H+)=1×10-12mol L-1,按照25℃时,求得c(OH-)=1×10-2mol L-1,OH-是水电离的,故水电离出的c(H+)也为1×10-2mol L-1;
pH=4的NH4Cl溶液,溶液中c(H+)=1×10-4mol L-1,盐溶液中H+是水电离产生;
pH=12的氨水、pH=12的NaOH溶液,这两种碱溶液中的OH-均是溶质电离产生,故抑制水的电离,溶液中c(H+)=1×10-12mol L-1全部是由水电离产生;
同理,pH=2的盐酸、pH=3的醋酸,这两种酸溶液中的H+均是溶质电离产生,故抑制水的电离,则盐酸中c(H+)=1×10-2mol L-1,按照25℃时,求得c(OH-)=1×10-12mol L-1,则醋酸中c(H+)=1×10-3mol L-1,按照25℃时,求得c(OH-)=1×10-11mol L-1,这两种酸溶液中的OH-均是水电离产生,水电离的H+和OH-一样多,所以盐酸中水电离的c(H+)=1×10-12mol L-1,醋酸中水电离的c(H+)=1×10-11mol L-1
故此,六种溶液中水电离的H+浓度由大到小排序应填“⑥>⑤>②>①=③=④”。
15.(1)
(2)1
(3)
【详解】(1)pH=4,根据,常温下,,所以,,故填;
(2)0.05 mol·L-1H2SO4溶液,,1,故填1;
(3)pH=13的氢氧化钡溶液,,常温下,,,,故填。
16.(1)—lgc(H+)
(2)溶液中c(H+)大小
(3)0≤pH≤14
【详解】(1)溶液pH是溶液中氢离子浓度的负对数,表达式为pH=—lgc(H+),故答案为:—lgc(H+);
(2)溶液pH的大小能反映出溶液中氢离子浓度的大小,溶液pH小于7时,溶液呈酸性,酸性溶液pH越小,溶液中氢离子浓度越大,酸性越强;溶液pH大于7时,溶液呈碱性,溶液pH越大,溶液中氢氧根离子离子浓度越大,氢离子浓度越小,碱性越强,所以pH大小能表示溶液的酸碱性强弱,故答案为:氢离子浓度的大小;
(3)由氢离子浓度的大小范围可知,pH的适用范围为0≤pH≤14,故答案为:0≤pH≤14。
17.(1)1×10-12
(2)C>B>A=D
(3)b
(4)>
(5)1×10-10 mol·L-1
(6)b
(7)1 000∶1
【详解】(1)图中C点水的离子积常数Kw= c(H+)·c(OH-)=1×10-6×1×10-6=1×10-12;
(2)水的电离为吸热过程,温度越高,水的电离程度越大,KW越大,温度相同时,KW相等,则A、B、C、D四点KW的关系是C>B>A=D;
(3)A点到D点,温度不变,c(H+)增大,c(OH-)减小,则采取的措施可为加入少量盐酸,故b正确;
(4)水的电离吸热,升温促进水的电离,Kw变大,故答案为:>;
(5)在t2℃时,pH=10的NaOH溶液中c(H+)=1×10-10 mol·L-1,NaOH溶液中c(H+)来自水的电离,水电离出H+的同时也电离出等量的OH-,水电离产生的OH-浓度为1×10-10 mol·L-1;
(6)在t2 ℃时,某溶液的pH=7,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,该溶液中c(OH-)=1×10-5 mol·L-1>c(H+),溶液呈碱性;
(7)c(SO)=5×10-4 mol·L-1,则c(Na+)=2c(SO)=1×10-3 mol·L-1,稀释10倍,则c(Na+)=1×10-4 mol·L-1。25 ℃时,Na2SO4溶液中c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,稀释10倍后仍然为1×10-7 mol·L-1,则c(Na+)∶c(OH-)=1 000∶1。
18. 微弱 可逆 吸热
【解析】略
19.(1) 0.1mol/L 0.1mol/L 1
(2) 0<c(Cl-)<0.1mol/L 0<c(Cu2+)<0.05mol/L
【分析】刚开始时阴极Cu2+得电子,无气体放出,Cu2+反应完后溶液中的H+放电,Ⅰ是H2,阳极先是溶液中的Cl﹣放电,反应完后溶液中的OH-放电,电解200mL一定浓度的NaCl与CuSO4混合溶液,阳极发生2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑、4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,阴极发生Cu2++2e﹣=Cu、2H++2e﹣=H2↑,结合图可知,Ⅰ为阴极气体体积与时间的关系,Ⅱ为阳极气体体积与时间的关系,计算时抓住电子守恒;据此分析;
【详解】(1)①由分析可知,产生氯气为224mL,则由2Cl﹣﹣2e﹣=Cl2↑可知,n(NaCl)= =0.02mol, 则c(NaCl)==0.1mol/L,由t2时生成氧气为112mL,n(O2)= =0.005mol,则共转移电子为0.02mol+0.005mol×4=0.04mol,根据电子守恒及Cu2++2e﹣=Cu可知,n(CuSO4)= =0.1mol/L;故答案为0.1mol/L;0.1mol/L;
②t2时溶液中c(Na+)=0.1 mol/L,c()=0.1 mol/L,根据电荷守恒有:c(H+)=2×0.1 mol/L-0.1 mol/L=0.1 mol/L,即溶液的pH=1 ;故答案为1;
(2)在阴极放电的离子有Cu2+、H+,在阳极放电的离子有Cl﹣、OH﹣,经过一段时间后两极分别得到224mL气体,设c(Cl﹣)=x,c(Cu2+)=y;
阴极反应: ,
阳极反应:,
所以:0.4y+0.02=0.2x+4(0.01-0.1x),即x=0.1-2y,即0<y<0.05mol/L;综上所述,本题答案为0<c(Cl﹣)<0.1mol/L;0<c(Cu2+)<0.05mol/L。
20. 20:1 ①<③<②=④
【详解】(1)将pH=5的H2SO4溶液中c(H+)=10-5mol/L,c(SO)=510-6mol/L,稀释1000倍溶液接近中性,c(H+)10-7mol/L,c(SO)变为原来的千分之一,为510-9mol/L,c(H+)与c(SO)的比值近似为10-7mol/L:510-9mol/L =20:1;
(2)酸和碱电离均抑制水的电离,硫酸和NaOH为强电解质,同浓度下对水的电离的抑制作用强于醋酸和一水合氨,而硫酸为二元酸,所以电离出的氢离子浓度更大,对水的电离抑制作用强于NaOH,而醋酸和一水合氨的电离平衡常数相等,所以同浓度时对水的电离抑制程度相同,对水的电离抑制作用越强,水电离出的氢氧根浓度越小,所以四种溶液中由水电离出的OH-浓度由小到大的顺序是①<③<②=④。
21. 温度计 使ClO2充分冷凝,减少挥发 用38~60℃ 热水洗涤 100mL容量瓶、胶头滴管 偏高
【分析】图中的反应制备ClO2气体装置中,A为制备ClO2气体发生装置,B为收集装置,根据ClO2的熔沸点可采用冷凝法收集,装置B中压强降低,使C中溶液进入B装置中制备。NaClO2的溶解度曲线图中,其溶解度随温度的升高而增大,且变化明显,用加热浓缩,冷却结晶的方法可以从NaClO2溶液中获取NaClO2晶体。
【详解】(1)监测温度必须要用温度仪,因此控制温度的玻璃仪器为温度计。故答案为:温度计;
(2)因为ClO2沸点为11.0℃,容易挥发,使用冰水浴使ClO2充分冷凝,减少挥发,故答案为:使ClO2充分冷凝,减少挥发;
(3)因为NaClO2饱和溶液在温度低于38℃ 时析出晶体是NaClO2 3H2O,高于38℃ 时析出晶体是NaClO2,高于60℃ 时NaClO2分解成NaClO3和NaCl。要得到NaClO2需要用38~60℃ 热水洗涤。故答案为:用38~60℃ 热水洗涤;
(4)① 配制100毫升溶液需要使用100mL容量瓶和胶头滴管。
② 因为碘化钾可以被空气中的氧气氧化而生成碘单质,所以会造成结果偏高。
③ 假设100mL原二氧化氯的浓度为xmol/L,则有
计算,则原ClO2溶液的浓度为=。
故答案为:100mL容量瓶、胶头滴管;偏高;。
【点睛】本题主要考查的是实验操作,涉及到溶液配制、氧化还原滴定等知识点。
22.(1) 恒压滴液漏斗
(2)混在氯气中的HCl会中和C中的NaOH,导致NaBiO3的产率下降
(3)Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O
(4)冷水洗涤
(5)
(6) 不能 酸性条件下,溶液中的ClO-也能氧化Cl-生成Cl2
【分析】在装置A反应生成Cl2,氯气中含有挥发的氯化氢气体,HCl也会与碱NaOH发生反应,故应在Cl2与碱溶液反应前除去,通过装置B中饱和食盐水除去Cl2中混合的HCl杂质气体,进入C中反应生成NaBiO3,尾气使用D中碱液吸收未反应的Cl2减少污染。
【详解】(1)装置A中,仪器b的名称为恒压滴液漏斗,根据分析可知装置A中产生氯气,反应的离子方程式为;
(2)装置B中盛有饱和食盐水,其作用是除去Cl2中的杂质HC1,若没有装置B,可能产生的影响是混在氯气中的HCl会中和C中的NaOH,导致NaBiO3的产率下降;
(3)反应开始时,C中Cl2与氢氧化钠溶液发生的反应:Cl2+2NaOH = NaCl+NaClO+H2O,制取NaBiO3的反应为: Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O;
(4)应结束后,为从装置C中获得尽可能多的产品NaBiO3,根据题目已知信息可知: NaBiO3固体不溶于冷水,能与沸水或酸溶液反应产生O2,因此需要进行的操作是在冰水浴中冷却结晶,然后进行过滤、冷水洗涤、干燥;
(5)在反应中NaBiO3被还原为Bi3+,Mn2+被氧化产生MnO,再将H2C2O4氧化产生CO2气体,根据电子守恒可得关系式:,反应消耗标准H2C2O4溶液的物质的量为n(H2C2O4)=c mol/LV10-3L=cV10-3 mol,则可知反应产生NaBiO3的物质的量n(NaBiO3)=n(H2C2O4)=cV10-3mol,该产品的纯度为;
(6)取少量C中反应后的悬浊液,加入稀硫酸,产生黄绿色气体,经检验气体中含有Cl2。由于在装置C中同时发生了两个反应:Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,Cl2+Bi(OH)3+3NaOH=NaBiO3+2NaCl+3H2O,NaBiO3具有强氧化性,可以氧化Cl-产生Cl2,酸性条件下,溶液中的ClO-也能氧化Cl-生成Cl2,因此该实验不能证明一定是NaBiO3氧化了Cl-。
23. 取一小段pH试纸于表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中段,与比色卡对照,读出溶液的pH S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl﹣+10H+;Ba2++SO=BaSO4↓ 否 2 甲、乙 水浴加热
【分析】(2)硫代硫酸钠和氯化钡不反应,加入氯水后生成白色沉淀,是利用氯气和硫代硫酸根离子发生的氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀;
(3)先加入氯水可能会氧化硫代硫酸钠为硫单质沉淀,也可能硫代硫酸钠和钡离子形成白色沉淀;
【详解】(1)溶液pH的测定方法和步骤为取一小段pH试纸于表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸中段,与比色卡对照,读出溶液的pH;
(2)硫代硫酸钠和氯化钡不反应,加入氯水后生成白色沉淀,是利用氯气和硫代硫酸根离子发生的氧化还原反应生成硫酸根离子,硫酸根离子结合钡离子生成硫酸钡沉淀;反应的离子方程式为:S2O+4Cl2+5H2O=2SO+8Cl﹣+10H+;Ba2++SO=BaSO4↓;
(3)先加入氯水可能会氧化硫代硫酸钠为硫单质沉淀,也会使溶液变白色浑浊,或硫代硫酸钠和钡离子形成沉淀,不能说明沉淀成分相同;
(4)①研究化学反应速率的影响因素试验,需要其他条件不变,改变其中一个条件分析判断,所以丙中改变了温度,其他条件不变,V=2;
②探究浓度对化学反应速率的影响,分析图表数据可知,甲乙硫酸浓度不同观察反应的快慢;
③研究温度变化,温度低于100°C,利用水浴加热用温度计准确控制改变的温度,为了准确控制反应的温度采用水浴加热。
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