专题3《水溶液中的离子反应》
一、单选题(共12题)
1.海洋碳循环是影响全球气候变化的关键控制环节,下图为海洋中碳循环的原理图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.的溶液中,数目为
B.“钙化”时,消耗,生成
C.“光合”时,每生成转移电子数为
D.中含有共用电子对数为
2.常温下,下列溶液中各离子浓度关系正确的是
A.pH=2的醋酸溶液与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合:
B.浓度为0.1的碳酸氢钠溶液:
C.浓度为0.1的溶液:
D.浓度均为0.1的醋酸溶液与NaOH溶液混合后:
3.常温下,0.1 mol·L-1的某一元酸(HA)溶液中=1×10﹣8,下列叙述错误的是
A.该一元酸溶液的pH=3
B.该溶液中水电离出的c(H+)=1×10-11mol L-1
C.该溶液中水的离子积常数为1×1014
D.用 pH=13的NaOH 溶液 与 0.1 mol·L-1该一元酸(HA)溶液等体积混合,混合后溶液的pH=7
4.下列事实不属于盐类水解应用的是
A.用TiCl4和大量水反应,同时加热制备TiO2
B.草木灰和铵态氮肥不能混合施用
C.实验室保存FeCl2溶液时常加入Fe粉
D.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热可以增强去污效果
5.25℃时,向10 mL 0.1 mol·L NaOH溶液中滴入0.1 mol·L的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法中正确的
A.该滴定过程应该选择甲基橙作为指示剂
B.a点所示溶液中
C.时,
D.b点所示溶液中
6.生活离不开化学。下列处理过程均未涉及化学变化的是
A.用四氯化碳可擦去圆珠笔油渍
B.宣纸长时间接触空气氧化变黄,可以用少量稀草酸(H2C2O4 )溶液轻轻冲洗
C.用热的纯碱溶液除去油污
D.古画中的白色PbSO4颜料变黑,可以用少量双氧水擦拭恢复
7.一定温度下,将有缺角的晶体置于饱和溶液中,一段时间后缺角消失得到有规则的晶体。下列说法中正确的是
A.晶体质量会增加 B.溶液中减小
C.溶液中 D.溶液中和的乘积增大
8.测量溶液的pH对工农业生产、科学研究,以及日常生活和医疗保健等都具有重要意义。下列说法正确的是
A.使用广泛pH试纸可测得柠檬水的pH=3.1
B.常温下,使用pH计测得某浓度CH3COONa溶液的pH=8.6,则溶液中水电离出的c(OH-)=1 ×10 5.4 mol L 1
C.使用广泛pH试纸测量“84”消毒液的pH
D.通过测定相同体积的FeCl3溶液和NH4Cl溶液的pH,就可以比较Fe(OH)3和NH3 H2O的碱性强弱。
9.醋酸(CH3COOH)是一种常见的弱酸。下列叙述正确的是
A.pH=3的CH3COOH溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)
B.pH=8的CH3COOH和CH3COONa混合溶液中,(CH3COO-)C.0.1mol·L-1CH3COONa溶液中,c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D.0.1mol L-1CH3COONa溶液中,c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
10.下列反应的离子方程式书写正确的是
A.饱和食盐水与Ag2SO4固体反应:2Cl-(aq)+Ag2SO4(s) 2AgCl(s)+(aq)
B.用稀盐酸处理铜器表面的铜锈:CuO+2H+=Cu2++H2O
C.NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液:Fe2++ClO-+2H+=Fe3++Cl-+H2O
D.Na2S2O3溶液中加入足量稀硝酸:+2H+=S↓+SO2↑+H2O
11.为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A.18g中含有的电子数为
B.氯化铵水溶液中的数目为
C.31g()中含有的共价键数目为
D.常温下,1molAl与足量浓硝酸反应转移的电子数为
12.根据pH的计算方法,可定义。常温下,向20mL0.1mol/L的氨水中滴加一定浓度的稀硫酸,测得混合溶液的温度T、pOH随加入稀硫酸体积V的变化如图所示,下列说法正确的是
A.常温下,该稀硫酸的pH=2
B.a点溶液中水电离产生的OH—的物质的量浓度为0.001mol/L
C.c点对应溶液中存在
D.a、b、c三点对应的水解平衡常数:
二、填空题(共8题)
13.回答下列问题:
(1)下列物质: ①Cu ②SO2 ③冰醋酸 ④NaHCO3 ⑤Cu(OH )2 ⑥H2SO4溶液 ⑦NaCl,其中属于电解质的是 (填序号)。
(2)时,溶液的pH= 。
(3)已知在25 ℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离常数如下表:
醋酸 碳酸 亚硫酸
Ka=1.75×10-5 Ka1=4.30×10-7 Ka2=5.61×10-11 Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7
①由上表数据可知,Na2SO3溶液显 性,其原因是 (用离子方程式表示)。
②时,等浓度的a.Na2CO3溶液、b.CH3COONa溶液、c.Na2SO3溶液,这3种溶液的pH由大到小的顺序为 (用字母表示)。
③工业上可用氨水除去尾气SO2,将SO2通入氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-8mol/L时,溶液中的= (保留三位有效数字)。
14.已知25℃时电离常数:
酸 H2CO3 CH3COOH HCN
Ka Ka1=4.5×10-7 Ka2=5.6×10-11 1.75×10-5 6.2×10-10
(1)H2CO3、CH3COOH、HCN三种酸中酸性最弱的是 。常温下,pH均为10的Na2CO3、CH3COONa、NaCN、NaHCO3四种溶液中,物质的量浓度最大的是 ,该溶液中由水电离出c(H+)= 。
(2)泡沫灭火器的原理: (用离子方程式表示)。
(3)常温下,向20mL0.01mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.01mol·L-1KOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。请回答下列有关问题
①若想观察滴定终点,滴定过程中宜选用 作指示剂(填“酚酞”、“石蕊”或“甲基橙”);
②b点时,混合溶液显 (填“酸性”、“中性”或“碱性”),此时溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(4)常温下,向NaCN溶液中通入少量CO2发生反应的化学方程式为: 。
(5)在一定条件下,Na2CO3溶液中存在CO+H2OHCO+OH-平衡,下列说法正确的是 。
A.稀释溶液,增大 B.通入CO2,溶液pH减小
C.升高温度,水解平衡常数增大 D.加入Na2O固体,减小
15.痛风是以关节炎反复发作及产生肾结石为特征的一类疾病,关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,有关平衡如下:
①HUr(尿酸,aq) Ur-(尿酸根,aq)+H+(aq)(37℃时,Ka=3.0×10-6)
②NaUr(s) Ur-(aq)+Na+(aq)(37℃时,Ksp=6.4×10-5)
(1)37℃时,若溶液中尿酸根的浓度为3.2×10-3mol/L,则钠离子的最大浓度为 mol/L。
(2)关节炎发作多在冬天,这说明温度降低时,尿酸钠的Ksp (填“增大”“减小”或“不变”),生成尿酸钠晶体的反应是 (填“放热”或“吸热”)反应。
(3)37℃时,某尿酸结石病人尿液中尿酸根离子的浓度为1.5×10-3mol·L-1,尿酸分子的浓度为5.0×10-4mol·L-1,该病人尿液中的c(H+)为 mol·L-1。
16.近期发现,H2S是继NO、CO之后的第三个生命体系气体信号分子,它具有参与调节神经信号传递、舒张血管减轻高血压的功能。常温时,H2S在水中的电离常数Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.0×10-15。按要求回答下列问题:
(1)H2S在水中的二级电离常数表达式Ka2= ;0.1mol/LNa2S溶液中离子浓度由大到小的顺序为 .
(2)常温下,向0.1mol/LH2S溶液中通入HCl或加入NaOH固体,测得c(S2-)与溶液pH的关系如图(忽略溶液体积的变化及H2S的挥发)。
①当溶液中c(S2-)=1.4×10-19mol/L时,溶液中c(OH-)= ,水电离产生的c(H+)= .
②当pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= .
(3)在工业废水处理中常用H2S将Mn2+转化为MnS除去。常温下,向含有0.010mol·L-1 Mn2+废水中通入H2S以调节废水的pH,当c(HS-)=2.0×10-4mol·L-1时,Mn2+开始沉淀,此时废水的pH= 。[已知Ksp(MnS)=1.4×10-15]
17.25 ℃时,0.1 mol·L-1HA溶液中=108,0.01 mol·L-1BOH溶液pH=12。请回答下列问题:
(1)HA的电离常数Ka为 ,BOH是 (填“强电解质”或“弱电解质”)。
(2)pH相等的BOH溶液与BA溶液,分别加热到相同的温度后BOH溶液的pH (填“>”“=”或“<”)BA溶液的pH。
(3)已知碳酸的Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,向等浓度的Na2CO3和NaA的溶液中滴加盐酸直至过量,则与H+作用的粒子依次为 。
(4)25 ℃,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
①HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
18.常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的六种溶液pH如下:
溶质 NaClO Na2CO3 NaHCO3 Na2SiO3 Na2SO3 NaHSO3
pH 10.3 11.6 9.7 12.3 10.0 4.0
(1)常温下,相同物质的量浓度的下列稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是 (填字母)。
a.H2CO3 b.H2SO3 c.H2SiO3
(2)六种溶液中,水的电离程度最小的是 (填化学式)。
(3)用离子方程式说明Na2CO3溶液pH>7的原因: 。
(4)欲增大氯水中次氯酸的浓度,可向氯水中加入上表中的物质是 (填化学式),用化学平衡移动的原理解释其原因: 。
19.钛白粉(TiO2)广泛应用于涂料、化妆品、食品以及医药等行业。利用黑钛矿石[主要成分为(Mg0.5Fe0.5)Ti2O5,含有少量Al2Ca(SiO4)2]制备TiO2,工艺流程如下,回答下列问题:
已知:TiOSO4易溶于水,在热水中易水解生成H2TiO3
常用硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2]滴定法测定钛白粉的纯度,其步骤为:用足量酸溶解ag二氧化钛样品,用铝粉做还原剂,过滤、洗涤,将滤液定容为100mL,取20.00mL,以NH4SCN作指示剂,用标准硫酸铁铵溶液滴定至终点,反应原理为:Ti3++Fe3+=Ti4++Fe2+
滴定终点的现象为 。
20.基于新材料及3D打印技术,科学家研制出一种微胶囊吸收剂能将工厂排放的CO2以更加安全、廉价和高效的方式处理掉,球形微胶囊内部充入Na2CO3溶液,其原理如图所示。
(1)这种微胶囊吸收CO2的原理是 (用离子方程式解释),此过程是 (填“吸收”或“放出”)能量的过程。
(2)在吸收过程中关于胶囊内溶液下列说法正确的是 。
a. 吸收前溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
b. 吸收过程中,体系中的含碳微粒只有CO32-、HCO3-、H2CO3
c. 当n(CO2):n(Na2CO3)=1:3时,溶液中c(CO32-)d. 溶液中始终有c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
(3)下表为元素周期表的一部分,请将Na、C元素填在表中对应的位置上 。
(4)生活中,经常用热的碳酸钠溶液清洗油污,结合化学用语,用必要的文字说明原因 。
(5)太阳能热电化学(STEP)生产水泥法可使二氧化碳排放量完全为零。基本原理如下图所示。利用熔融的碳酸钠为电解质,碳酸钙先分解成为CaO和CO2。最后得到石灰(CaO)、碳和氧气。
石墨电极上的电极反应式是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.会水解,故的溶液中,数目小于,A项错误;
B.未说明气体状态,无法计算气体体积,B项错误;
C.“光合”时,→,C元素化合价由+4价变为0价,失去4x个电子,则每生成,转移电子数为,C项正确;
D.一个分子中含有共用电子对数为4,则中含有共用电子对数为,D项错误;
答案选C。
2.A
【详解】A. pH=2的醋酸溶液浓度比pH=12的氢氧化钠溶液浓度大的多,二者等体积混合,溶液显酸性,则,溶液中存在电荷守恒:,但是醋酸的电离程度小,则有,故A正确;
B. 溶液中存在电荷守恒,:,故B错误;
C. 溶液中存在物料守恒,,故C错误;
D. 二者等体积混合恰好反应生成醋酸钠,溶液中存在质子守恒:,但是酸碱溶液的体积大小不明确,无法根据质子守恒列出关系式,故D错误;
故选A。
3.D
【详解】A.溶液中=1×10-8,Kw=c(H+) c(OH-)=1×10-14,联立解得c(H+)=0.001mol/L,pH=3,故A正确;
B.溶液中=1×10-8,Kw=c(H+) c(OH-)=1×10-14,两式中的氢离子浓度是溶液中酸电离出的,氢氧根离子浓度是水电离出的,联立解得c(H+)=0.001mol/L,确定为弱酸溶液,所以溶液中c(OH-)=10-11mol/L,即水电离出的氢离子浓度为10-11mol/L,故B正确;
C.常温下,该溶液中水的离子积常数为1×1014,故C正确;
D.由B可知,该一元酸(HA)是弱酸,pH=13的NaOH 溶液浓度为0.1mol/L,与 0.1 mol·L-1该一元酸(HA)溶液等体积混合,混合后溶液的pH>7,故D错误;
故选D。
4.C
【详解】A.TiCl4溶于大量水发生反应TiCl4+(2+x)H2O TiO2 xH2O+4HCl,加入大量水并加热,HCl挥发,促使水解正向进行,故A错误;
B.草木灰与铵态氮肥混合施用会发生互相促进的水解反应,会降低肥效,故B错误;
C.铁粉防止亚铁离子被氧化,与水解原理无关,故C正确;
D.用Na2CO3溶液清洗油污时,加热,水解程度增大,碱性更强,因此去污效果增强,故D错误;
故选:C。
5.D
【详解】A.由题干图像信息可知,该滴定终点的pH=8.7,甲基橙的变色范围为:3.1~4.4,酚酞的变色范围为:8.2~10.0,互该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂,A错误;
B.由题干图像信息可知,a点表示HA与NaOH恰好完全反应,所得溶液的溶质为NaA,此时溶液呈碱性,说明NaA为强碱弱酸盐,由于A-水解,故a点所示溶液中,B错误;
C.pH=7时,则c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则, C错误;
D.b点加入酸的物质的量是碱的2倍,反应后混合溶液中溶质为等物质的量浓度的NaA、HA,混合溶液呈酸性,说明NaA水解程度小于HA电离程度,则,D正确;
故答案为:D。
6.A
【详解】A.用四氯化碳可擦去圆珠笔油渍是溶解过程,没有发生化学变化,A选;
B.宣纸长时间接触空气氧化变黄,用稀草酸(H2C2O4)溶液轻轻冲洗发生还原过程,草酸被氧化,B不选;
C.用热的纯碱溶液除去油污是利用水解生成的碱使油污水解,发生化学变化,C不选;
D.古画中的白色PbSO4颜料变黑生成硫化铅,可以用少量双氧水擦拭生成硫酸铅,发生化学变化,D不选;
答案选A。
7.C
【分析】一定温度下,饱和溶液中不再溶解固体。难溶性电解质中存在沉淀溶解平衡。
【详解】A.一定温度下,饱和溶液中不再溶解固体。故晶体质量会不变,A项错误;
B.难溶性电解质中存在沉淀溶解平衡,加入晶体,平衡不移动,故溶液中不变,B项错误;
C.难溶性电解质中存在沉淀溶解平衡,饱和溶液的电离方程式是Ba2++,故溶液中,C项正确;
D.平衡常数只与温度有关,故一定温度下,Ksp=·,Ksp 不变,故溶液中和的乘积不变,D项错误。
故答案选C。
8.B
【详解】A.广泛pH试纸读数的数据是正整数,故A错误;
B.常温下,使用pH计测得某浓度CH3COONa溶液的pH=8.6,溶液中c(H+)=1 ×10 8.6 mol L 1,c(OH-)=1 ×10 5.4 mol L 1,溶液显碱性,c(OH-)是水电离出的,因此溶液中水电离出的c(OH-)=1 ×10 5.4 mol L 1,故B正确;
C.“84”消毒液有漂白性,不能使用广泛pH试纸测量pH值,故C错误;
D.FeCl3溶液和NH4Cl溶液的浓度未知,因此无法通过pH值来比较Fe(OH)3和NH3 H2O的碱性强弱,故D错误。
综上所述,答案为B。
9.B
【详解】A.除CH3COOH电离出的H+外,水也会电离出少量H+,A项错误;
B.由电荷守恒可知,混合溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),此时溶液pH=8,溶液中c(H+)C.CH3COO-少部分水解,0.1mol/LCH3COONa溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),C项错误;
D.由电荷守恒可知,CH3COONa溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),D项错误。
故选B。
10.A
【详解】A.饱和食盐水与Ag2SO4固体发生沉淀转化,2Cl-(aq)+Ag2SO4(s) 2AgCl(s)+(aq),故A正确;
B.铜锈的成分是碱式碳酸铜,用稀盐酸处理铜器表面的铜锈,离子方程式为Cu2(OH)2CO3+4H+=2Cu2++3H2O+CO2↑,故B错误;
C.NaClO溶液中滴入少量FeSO4溶液,Fe2+被氧化为Fe3+,反应的离子方程式为2Fe2++ClO-+2H+=2Fe3++Cl-+H2O,故C错误;
D.硝酸具有强氧化性,Na2S2O3溶液中加入足量稀硝酸,反应的离子方程式为3+2H++8NO=6+8NO↑+H2O,故D错误;
答案选A。
11.C
【详解】A.18g的物质的量为,含有的电子数为,A错误;
B.氯化铵的物质的量为n=cV=1mol,由于铵根发生水解而部分损耗,则1mol氯化铵水溶液中的数目小于,B错误;
C.31g白磷分子的物质的量为,存在的共价键数目=0.25mol×6×NA/mol=1.5NA,C正确;
D.常温下,铝在浓硝酸中钝化,反应程度很小,1molAl与足量浓硝酸反应,转移电子数目小于3NA,D错误;
故选:C。
12.C
【分析】由图可知,加入20mL稀硫酸时溶液的温度最高,说明氨水和稀硫酸恰好完全反应,b点为硫酸铵溶液,则稀硫酸的浓度为=0.05mol/L;a点为一水合氨和硫酸铵的混合溶液,溶液中氢氧根离子浓度为0.001mol/L,c点为等浓度的硫酸铵和稀硫酸的混合溶液,溶液呈酸性。
【详解】A.由分析可知,稀硫酸溶液的浓度为0.05mol/L,则溶液中的氢离子浓度为0.1mol/L,溶液pH为1,故A错误;
B.由分析可知,a点为一水合氨和硫酸铵的混合溶液,溶液中氢氧根离子浓度为0.001mol/L说明一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,抑制水的电离,则溶液中水电离出的氢氧根离子浓度为=1×10—11 mol/L,故B错误;
C.由分析可知,c点为等浓度的硫酸铵和稀硫酸的混合溶液,溶液呈酸性,溶液中存在质子守恒关系,故C正确;
D.铵根离子在溶液中的水解反应为吸热反应,升高温度,水解平衡向正反应方向移动,水解常数增大,由图可知,反应温度的大小顺序为b>a>c,则水解常数的大小顺序为,故D错误;
故选C。
13. ③④⑤⑦ 2 碱性 a>c>b 0.102
【详解】(1) ①Cu 是单质,既不是电解质又不是非电解质;
②SO2 自身不能电离,SO2属于非电解质;
③冰醋酸的水溶液能导电,冰醋酸是电解质;
④NaHCO3的水溶液能导电,NaHCO3是电解质;
⑤Cu(OH )2 是碱,Cu(OH )2是电解质;
⑥H2SO4溶液是混合物,既不是电解质又不是非电解质;
⑦NaCl的水溶液能导电,NaCl是电解质;其中属于电解质的是③④⑤⑦;
(2)时,溶液中c(H+)=0.01mol/L,pH=2;
(3)①由上表数据可知,亚硫酸是弱酸,Na2SO3是强碱弱酸盐,SO能发生水解反应,溶液呈碱性;
②醋酸的电离平衡常数Ka>亚硫酸的第二步电离平衡常数Ka2>碳酸的第二步电离平衡常数Ka2,所以水解程度CO> SO>CH3COO-,时,等浓度的Na2CO3溶液、CH3COONa溶液、Na2SO3溶液的pH由大到小的顺序为:Na2CO3> Na2SO3>CH3COONa;
③当c(OH-)降至1.0×10-8mol/L时,c(H+)=1.0×10-6mol/L,=1.02×10-7, = =0.102。
14.(1) HCN CH3COONa 1×10-4mol/L
(2)Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑
(3) 酚酞 酸性 c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)
(4)NaCN+CO2+H2O=NaHCO3+HCN
(5)BCD
【解析】(1)
相同条件下,酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,根据表中数据知,HCN的电离平衡常数最小,酸性最弱;常温下,pH均为10的这几种钠盐,酸根离子水解程度越大,溶液的物质的量浓度越小,水解生成的酸的酸性越弱,水解程度越大,则水解程度:CO>CN->HCO>CH3COO-,所以这几种钠盐溶液的物质的量浓度最大的为CH3COONa溶液,溶液pH=10,则溶液中氢离子的浓度为1×10-10mol/L,由水电离出的氢氧根离子浓度为1×10-4mol/L,则由水电离出的氢离子浓度为1×10-4mol/L。
(2)
泡沫灭火器的原理为铝离子和碳酸氢根离子发生双水解生成氢氧化铝和二氧化碳,离子方程式为:Al3++3HCO=Al(OH)3↓+3CO2↑。
(3)
①向醋酸溶液中滴加氢氧化钾溶液,滴定终点呈碱性,因此若想观察滴定终点,滴定过程中宜选用酚酞作指示剂。
②b点为反应一半点,此时溶液中含等物质的量浓度的醋酸和醋酸钾,而醋酸的电离常数Ka=1.75×10-5,醋酸根离子的水解常数Kh=<1.75×10-5,电离程度大于水解程度,因此b点溶液呈酸性,且溶液中各离子浓度大小关系为:c(CH3COO-)>c(K+)>c(H+)>c(OH-)。
(4)
碳酸的酸性比HCN和HCO的酸性强,因此向NaCN溶液中通入少量CO2发生反应的化学方程式为:NaCN+CO2+H2O=NaHCO3+HCN。
(5)
A.==K,加水稀释,平衡常数K不变,碳酸根离子水解程度增大,碳酸根离子浓度减小程度比钠离子减小程度大,则减小,减小,A错误;
B.通入二氧化碳,碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液pH减小,B正确;
C.盐的水解为吸热反应,升高温度,水解平衡正向移动,平衡常数增大,C正确;
D.加入氧化钠,氧化钠与水反应生成氢氧化钠,氢氧根离子浓度增大,水解平衡逆向移动,碳酸氢根离子浓度减小,碳酸根离子浓度增大,则减小,D正确;
答案选BCD。
15.(1)2.0×10-2
(2) 减小 放热
(3)1.0×10-6
【详解】(1)37℃时,若溶液中尿酸根的浓度为3.2×10-3mol/L,则Na+的最大浓度为mol/L=2.0×10-2mol/L;答案为:2.0×10-2。
(2)关节炎的原因归结于在关节滑液中形成了尿酸钠(NaUr)晶体,关节炎发作多在冬天,这说明温度降低时,平衡NaUr(s) Ur-(aq)+Na+(aq)逆向移动,尿酸钠的Ksp减小;生成尿酸钠晶体的反应是放热反应;答案为:减小;放热。
(3)37℃时,某尿酸结石病人尿液中尿酸根离子的浓度为1.5×10-3mol·L-1,尿酸分子的浓度为5.0×10-4mol·L-1,Ka===3.0×10-6,解得c(H+)=1×10-6mol/L;答案为:1×10-6。
16. c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+) 1.0×10-13 mol·L-1 1.0×10-13 mol·L-1 0.043 mol·L-1 5(或5.0)
【详解】(1)H2S在水中的电离方程式为:H2SHS-+H+、HS-S2-+H+,所以二级电离常数表达式Ka2=;0.1mol/LNa2S溶液中硫离子水解,溶液显碱性,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+);(2)①根据图象可知当溶液中c(S2-)=1.4×10-19mol/L时pH=1,则溶液中c(OH-)=1×10-13 mol·L-1,水电离产生的c(H+)等于溶液中氢氧根的浓度,为1.0×10-13 mol·L-1;②当pH=13时溶液中c(S2-)=5.7×10-2mol/L,根据硫原子守恒溶液中的c(H2S)+c(HS-)=0.1mol/L-0.057mol/L=0.043mol/L;(3)Mn2+开始沉淀时溶液中c(S2-)=,根据H2S的二级电离常数可知溶液中氢离子浓度是,所以pH=5。
17. 10-5 强电解质 < CO32-、HCO3-、A- c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-) H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O
【分析】(1)根据0.1mol/L的HA溶液中=108、结合c(OH-)c(H+)=10-14,计算出c(H+);再结合电离方程式计算HA的电离平衡常数;0.01mol/L的BOH溶液pH=12,结合c(OH-)c(H+)=10-14,计算确定碱的强弱;
(2)BOH溶液为强碱溶液,BA溶液为强碱弱酸盐溶液,结合水解平衡是吸热反应,加热促进水解,据此分析解答;
(3)已知碳酸的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,HA的电离平衡常数Ka为10-3,酸性大小HA>H2CO3>HCO3-,酸越弱对应阴离子结合氢离子的能力越强,据此分析判断;
(4)①HSO3-的电离方程式为:HSO3- H++SO32-,据此书写平衡常数表达式;②通过计算判断水解常数和电离常数的大小,判断溶液的酸碱性,再判断离子浓度由大到小的顺序;③由表可知H2SO3的二级电离小于H2CO3的一级电离,则酸性强弱H2SO3>H2CO3>HSO3-,据此书写反应的离子方程式。
【详解】(1)25℃时,0.1mol/L的HA溶液中=108、c(OH-)c(H+)=10-14,则该溶液中c(H+)=0.001mol/L<0.1mol/L,所以HA是弱酸,则HA是弱电解质,溶液pH=3,HA的电离平衡常数Ka===10-5;0.01mol/L的BOH溶液pH=12,该溶液中c(OH-)=mol/L=0.01mol/L=c(BOH),所以BOH是强碱,则BOH是强电解质,故答案为:10-5;强电解质;
(2)BOH溶液为强碱溶液,BA溶液为强碱弱酸盐溶液,水解反应是吸热反应,加热促进水解,平衡正向移动,因此pH相等的BOH溶液与BA溶液,分别加热到相同的温度后BOH溶液的pH<BA溶液的pH,故答案为:<;
(3)已知碳酸的Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11,HA的电离平衡常数Ka为10-5,酸性大小HA>H2CO3>HCO3-,酸越弱对应阴离子结合氢离子的能力越强,则与H+作用的粒子依次为CO32-、HCO3-、A-,故答案为:CO32-、HCO3-、A-;
(4)①HSO3-的电离方程式为:HSO3- H++SO32-,平衡常数表达式为K=,故答案为:;
②0.10 mol·L-1NaHSO3溶液中存在HSO3-的电离和水解,其中电离常数=6.3×10-8,水解常数==,因此水解常数<电离常数,溶液显酸性,水也要电离出部分氢离子,离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-),故答案为:c(Na+)>c(HSO3-)>c(H+)>c(SO32-)>c(OH-);
③由表可知H2SO3的二级电离小于H2CO3的一级电离,所以酸性强弱H2SO3>H2CO3>HSO3-,所以反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O,故答案为:H2SO3+HCO3-=HSO3-+CO2↑+H2O。
18.(1)bac
(2)NaHSO3
(3)CO+H2O HCO+OH-、HCO+H2O H2CO3+OH-
(4) NaHCO3或NaClO 因为Cl2+H2O H++Cl-+HClO,加入NaHCO3(或NaClO)可消耗H+,平衡向正反应方向移动,从而使溶液中次氯酸的浓度增大
【详解】(1)NaHCO3溶液显碱性,则的水解程度大于其电离程度,NaHSO3溶液显酸性,则的电离程度大于其水解程度,故H2SO3酸性比H2CO3的酸性强,等浓度的Na2SiO3溶液的碱性比NaHCO3的碱性强,弱酸越弱,其对应的酸根离子水解程度越大,其对应的强碱弱酸盐碱性越强,故碳酸的酸性比硅酸的酸性强,故常温下,相同物质的量浓度的稀溶液,其酸性由强到弱的顺序是bac;
(2)六种溶液中,NaClO、Na2CO3、NaHCO3、Na2SiO3、Na2SO3的溶液显碱性,均发生水解,促进水的电离,而NaHSO3溶液显酸性,的电离程度大于其水解程度,抑制水的电离,则水的电离程度最小的是NaHSO3溶液;
(3)CO分两步水解CO+H2O +OH-、HCO+H2O H2CO3+OH-;以第一步水解为主,水解后溶液呈碱性;
(4)根据表格中数据可知,各微粒的电离程度由小到大的顺序是:H2SiO3、、HClO、H2CO3、、H2SO3。氯水存在平衡Cl2+H2O H++Cl-+HClO,要增大HClO的浓度,则加入的物质与H+反应而不与HClO反应,即酸性比HClO的酸性较弱的酸所对应的可溶性盐,故可加入的物质是NaHCO3或NaClO。因为加入NaHCO3(或NaClO)可消耗H+,平衡向正反应方向移动,从而使溶液中次氯酸的浓度增大。
19.当滴入最后半滴硫酸铁铵时,溶液变成红色,且30 s内不变回原色
【分析】黑钛矿石粉碎后加入硫酸氢铵对钛矿粉末一起焙烧,得到熔块,水浸过滤除去滤渣,所得滤液中含有Fe3+、Al3+、Mg2+、TiO2+、等离子,在热水中水解后得到滤液和H2TiO3,煅烧得到TiO2;
【详解】铁离子过量时,反应结束,故终点现象为:当滴入最后半滴硫酸铁铵时,溶液变成红色,且30 s内不变回原色。
20. CO2+H2O+CO32-=2HCO3- 放出 cd CO32— +H2OHCO3—+OH—,水解吸热,加热可使平衡正移,c(OH—)增大,碱性增强,油脂更易水解 3CO2+4e-═C+2CO32-
【分析】(1)根据CO2与碳酸钠溶液反应分析;
(2)根据盐类水解反应原理结合物料守恒和电荷守恒关系判断;
(3)根据Na、C元素的原子结构分析在元素周期表中的位置;
(4)加热促进碳酸钠溶液的水解,碱性增强,去污能力增强;
(5)该电解池中石墨阴极发生还原反应,据此解答。
【详解】(1) CO2被碳酸钠溶液吸收发生的反应为Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,离子方程式为CO2+H2O+CO32-=2HCO3-;由图可知,解吸过程为吸热过程,则吸收CO2过程为放出能量过程,
因此,本题正确答案为:CO2+H2O+CO32-=2HCO3-;放出;
(2) a. 吸收前溶液为Na2CO3溶液,由于水解CO32-+H2OHCO3-+OH-,溶液呈碱性,离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),故a错误;
b. 吸收过程中生成NaHCO3,体系中的含碳微粒有CO32-、HCO3-、H2CO3以及溶解的CO2分子,故b错误;
c. 当n(CO2):n(Na2CO3)=1:3时,由反应式CO2+H2O+CO32-=2HCO3-可知,吸收1mol CO2要消耗1mol CO32-,同时生成2mol HCO3-,剩余2mol CO32-,溶液中生成的HCO3-与未反应的CO32-物质的量相等,但由于CO32-水解程度大于HCO3-,故c(CO32-)d. 根据电荷守恒,溶液中始终有c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),故d正确;
因此,本题正确答案为:cd;
(3)Na元素位于元素周期表第3周期第IA族,C元素位于元素周期表第2周期第IVA族,
因此,本题正确答案为:;
(4) 生活中经常用热的碳酸钠溶液清洗油污,原因是碳酸钠在溶液中水解,使溶液呈碱性,水解反应是吸热反应,加热促进水解平衡正向移动,溶液中c(OH-)增大,碱性强,油脂更易水解。
因此,本题正确答案为:CO32— +H2OHCO3—+OH—,水解吸热,加热可使平衡正移,c(OH—)增大,碱性增强,油脂更易水解;
(5) 由示意图可知,阳极上CO32—放电生成氧气,石墨阴极上二氧化碳得到电子生成C单质和碳酸根离子,电极反应式是3CO2+4e—===C+2CO32—。
因此,本题正确答案为:3CO2+4e—===C+2CO32—。
答案第1页,共2页
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