专题3《水溶液中的离子反应》
一、单选题(共12题)
1.25℃时,用HCl气体调节氨水的pH,溶液的pH与反应物的物质的量之比[]关系如图所示。若已知P1所示溶液中,且忽略通入气体后溶液体积的变化,下列有关说法正确的是
A.P1所示溶液:
B.P2所示溶液:
C.P3所示溶液:mol/L
D.25℃时,的电离平衡常数为
2.下列说法错误的是
A.水的离子积常数KW不仅适用于纯水,也适用于稀的酸、碱、盐溶液
B.强酸与强碱形成的盐,其水溶液不一定呈中性
C.电离常数大的酸溶液中c(H+)一定比电离常数小的酸溶液中的c(H+)大
D.多元弱酸的各级电离常数逐级减小
3.下列实验操作可以达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的或结论
A 将1 mL 0.02 mol·L 溶液与1 mL 0.01 mol·L KI溶液混合,充分反应后分为两份,一份加2滴KSCN,另一份加2滴淀粉试液,观察现象 证明KI与能反应且具有可逆性
B 用pH计分别测定1 mol·L和0.1 mol·L的溶液的pH,记录并比较pH变化 随着溶液中()减小,的电离程度增大
C 向饱和溶液中通入某无色无味气体X,观察是否有沉淀生成 确定X是否为
D 向两支盛有2 mL 5% 溶液的试管中分别加入1 mol·L的溶液和1 mol·L的溶液,比较产生气泡速率 催化分解效果优于
A.A B.B C.C D.D
4.常温下,向10mLbmol·L-1的CH3COOH溶液中滴加等体积的0.01mol L-1的NaOH溶液,充分反应后,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),下列说法正确的是
A.b<0.01
B.混合后有醋酸钠生成,所以溶液呈碱性
C.CH3COOH的电离常数Ka=
D.向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的过程中,水的电离程度逐渐减小
5.用0.100 mol/LAgNO3溶液滴定50.00 mL 0.0500 mol/LNaCl溶液的滴定曲线如图所示,图中c点坐标为(25,4.8)。则下列有关描述错误的是
A.根据数据计算可知Ksp(AgCl)的数量级为10-10
B.c点之前是AgC1沉淀的生成过程,c点之后是AgCl溶解平衡的移动过程
C.相同实验条件下,若改为0.0500 mol/LNaBr溶液,反应终点c向b方向移动
D.相同实验条件下,若改为0.0400 mol/LNaCl溶液,反应终点c移到a
6.时,某二元弱酸用溶液调节其,溶液中及的物质的量浓度变化如图所示,下列说法错误的是
A.的
B.在Y点时,
C.X点、Z点时水的电离程度:
D.溶液中:
7.下列关于电解质分类的组合中,完全正确的是( )
A B C D
强电解质 NaCl H2SO4 HClO HNO3
弱电解质 HF BaSO4 CaCO3 CH3COOH
非电解质 Cl2 CO2 C2H5OH SO2
A.A B.B C.C D.D
8.下列说法正确的是
A.用容量瓶配好溶液后,应贴上标签保存
B.仰视量筒刻度量取一定量浓硫酸,则所配制的溶液的浓度偏低
C.用NaOH溶液滴定盐酸,滴定前尖嘴下端有气泡,滴定后气泡消失,会使结果偏高
D.用NaOH溶液滴定盐酸时,用酚酞做指示剂,测量结果比真实盐酸浓度偏低
9.常温下,已知亚磷酸(H3PO3,二元弱酸)溶液中含磷物种浓度之和为0.1mol·L-1,溶液中各含磷物种的pc与pOH关系如图所示(纵坐标数值上小下大,横坐标数值左小右大)。图中Pc表示各含磷物种浓度的负对数(pc=—lgc),pOH表示OH-浓度的负对数[]。x、y、z三点的坐标分别为:x(7.3,1.3),y(10.0,3.6),z(12.6,1.3)。下列说法正确的是
A.H3PO3的结构简式为
B.曲线①表示pc(H2PO3-)随pOH的变化
C.的平衡常数
D.pH=4的溶液中,
10.一定温度下,将pH和体积均相同的HCl和溶液分别加水稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.曲线Ⅰ代表HCl的稀释过程
B.溶液中水的电离程度:b点>d点
C.溶液在稀释过程中,溶液中增大
D.溶液的导电能力:b点>c点
11.常温下,向一定浓度的HA溶液中加入适量强碱(NaOH),溶液中c(HA)、c(A-)、c(H+)、c(OH-)的负对数(-lgc)随溶液pH的变化情况如图所示(忽略溶液体积变化)。下列叙述错误的是
A.曲线①表示-lgc(H+)随溶液pH的变化情况
B.曲线①和曲线②的交点对应的溶液中存在c(Na+)=c(A-)
C.常温下,将A点对应溶液加水稀释,不变
D.等物质的量浓度、等体积的NaA溶液与HA溶液混合后:c(Na+)>c(A-)>c(HA)
12.酸性高锰酸钾溶液和草酸反应的化学方程式为,图是用标准溶液滴定20 mL用酸化的溶液的数据,其中曲线①为随的变化曲线,曲线②为pH随的变化曲线。下列推论错误的是
A.酸性溶液中的浓度为0.1mol/L
B.溶液的浓度为
C.滴定至时,反应转移的电子为
D.高锰酸钾溶液的浓度为0.01mol/L
二、填空题(共9题)
13.回答下列问题:
(1)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,回答下列问题:
① 该溶液中c(H+)= mol L-1
② HA的电离平衡常数K= 。
③ 由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的 倍。
(2)部分弱酸的电离平衡常数如表:用“>”“<”或“=”填空。
弱酸 HCOOH H2CO3 HClO
电离平衡常数/25 ℃ K=1.77×10-4 K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11 3.0×10-8
①在相同浓度的HCOOH和HClO的溶液中,溶液导电能力:HCOOH HClO。
②将少量CO2气体通入NaClO溶液中,写出该反应离子方程式 。
(3)用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,得到滴定过程中溶液pH随加入NaOH溶液体积而变化的两条滴定曲线。
①滴定醋酸的曲线是 (填“I”或“Ⅱ”)。
②滴定开始前,三种溶液中由水电离出的c(H+)最大的是 。
③V1和V2的关系:V1 V2(填“>”、“=”或“<”)。
14.25℃时,部分物质的电离常数如表所示:
化学式 CH3COOH H2CO3 HClO
电离常数 1.7×10-5 Ka1=4.4×10-7 Ka2=4.7×10-11 3.0×10-8
请回答下列问题:
(1)CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为 。
(2)同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为 。
(3)常温下0.1mol·L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是 (填字母,下同)。
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH-) D. E.
若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据增大的是 。
(4)体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX溶液分别加水稀释至1000 mL,稀释过程pH变化如图所示,则HX的电离常数 (填“大于”“等于”或“小于”)醋酸的电离常数。
(5)H+浓度相同、等体积的两份溶液A(盐酸)和B(CH3COOH)分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是 (填序号)。
①反应所需要的时间B>A
②开始反应时的速率A>B
③参加反应的锌的物质的量A=B
④反应过程的平均速率B>A
⑤A中有锌剩余
⑥B中有锌剩余
15.水的离子积常数Kw与温度T(℃)的关系如图D3-5所示:
(1)若T1=25℃,则Kw1= ;若T2=100℃时,Kw2=10-12,则此时0.05mol/L的Ba(OH)2溶液的pH= 。
(2)已知25℃时,0.1L 0.1mol/L的NaA溶液的pH=10,则NaA溶液中存在的平衡有 。
溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为 。
(3)25℃时,将pH=11的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,若所得混合溶液的pH=9,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为 。
16.软锰矿的主要成分为MnO2,还含有Fe2O3、MgO、Al2O3、CaO、SiO2等杂质,工业上用软锰矿制取MnSO4·H2O的流程如下:
已知:①部分金属阳离子完全沉淀时的pH如下表
金属阳离子 Fe3+ Al3+ Mn2+ Mg2+
完全沉淀时的pH 3.2 5.2 10.4 12.4
②温度高于27℃时,MnSO4晶体的溶解度随温度的升高而逐渐降低。
第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应氟化物沉淀除去,写出MnF2除去Mg2+的离子方程式: ,该反应的平衡常数为 。(已知:MnF2的Ksp=5.3×10-3;CaF2的Ksp=1.5×10-10;MgF2的Ksp=7.4×10-11)
17.现有下列五种溶液:盐酸、NH3·H2O、NH4HSO4、NaOH、CH3COOH。回答下列问题:
(1)将1LpH=2的HCl溶液分别与0.01mol·L-1的NH3· H2O溶液x L、0.01 mol·L-1的NaOH溶液yL充分反应至中性,x、y大小关系为:y x(填“>”“<”或“=”)。
(2)H+浓度相同的等体积的两份溶液:盐酸和CH3COOH,分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的质量相同,则下列说法正确的是 (填写序号)。
①反应所需要的时间CH3COOH >HCl
②开始反应时的速率HCl>CH3COOH
③参加反应的锌粉物质的量HCl=CH3COOH
④反应过程的平均速率CH3COOH>HCl
⑤HCl溶液里有锌粉剩余
⑥CH3COOH溶液里有锌粉剩余
(3)将等体积、等物质的量浓度的NH3·H2O和NH4HSO4溶液混合后,升高温度(溶质不会分解)溶液pH随温度变化如图中的 曲线(填写序号)。
(4)室温下,向0.01mol·L-1NH4HSO4溶液中滴加0.01mol·L-1NaOH溶液至中性,得到的溶液中:c(Na+)+c(NH4+) 2c(SO42- )(填“>”“=”或“<”);用NH4HSO4与氢氧化钡溶液制取硫酸钡,若溶液中SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH 7(填“>”“=”或“<”)
(5)25℃时,将amolNH4NO3溶于水,溶液显酸性,原因是 (用离子方程式表示)。向该溶液滴加b L氨水后溶液呈中性,则滴加氨水的过程中水的电离平衡将 (填“正向”“不”或“逆向”)移动。
18.柠檬酸亚铁(FeC6H6O7)是一种易吸收的高效铁制剂,可由绿矾(FeSO4·7H2O)通过下列反应制备:FeSO4+Na2CO3=FeCO3↓+Na2SO4、FeCO3+C6H8O7=FeC6H6O7+CO2↑+H2O。某实验小组用下列方法测定产品中柠檬酸亚铁晶体的质量分数:取25.00 g柠檬酸亚铁晶体(摩尔质量为246 g·mol-1),配成100 mL溶液,取20.00 mL至锥形瓶中,另取0.200 0 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液装入酸式滴定管中,用氧化还原法测定柠檬酸亚铁晶体的质量分数,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应,经4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的体积如下:
实验序号 1 2 3 4
消耗KMnO4溶液体积 20.00 mL 19.98 mL 21.38 mL 20.02 mL
滴定终点时现象为: ,柠檬酸亚铁的质量分数为 。
19.常温下,关于下列两个反应:
a.0.1mol/L醋酸溶液:CH3COOH CH3COO-+H+
b.0.1mol/L醋酸钠溶液:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
(1)两式到达平衡后,在a中加入一定量的水后,平衡向 移动,溶液的pH (填“升高”“降低”“不变”)
(2)向b中加入同浓度的醋酸钠溶液,溶液的pH将 (填“升高”“降低”“不变”),若加入少量的CH3COOH,使溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),则溶液的pH为 (填数值)。
20.铁及其化合物在生活、生产中有广泛应用。请回答下列问题:
(1)Fe是人体不可缺少的微量元素,摄入含铁化合物可补充铁。正常人每天应补充14mg左右的铁。其中绝大部分来自于食物。如果全部通过服用含FeSO4·7H2O的片剂来补充铁,则正常人每天服需用含 mg FeSO4·7H2O的片剂。
(2)某同学为了检验家中的一瓶补铁药(成分为FeSO4)是否变质,查阅了有关资料,得知Fe2+能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使高锰酸钾溶液褪色,并结合已学的知识设计了如下实验:将药片除去糖衣研细后,溶解过滤,取滤液分别加入两支试管中,在一支试管中滴入酸性高锰酸钾溶液,在另一支试管中滴入KSCN溶液。该同学观察到的现象是:滴入酸性高锰酸钾溶液后褪色,滴入KSCN溶液后不变红,据此得出的结论是 。
(3)黄铁矿(FeS2)是生产硫酸和冶炼钢铁的重要原料。其中一个反应为3FeS2+8O26SO2+Fe3O4,若有3 mol FeS2参加反应,则转移 mol电子。
(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为 ;
(5)与明矾相似,硫酸铁也可用作净水剂,在使用时发现硫酸铁并不能使酸性废水中的悬浮物沉降除去,其原因是 。
21.10℃时,在烧杯中加入0.1mol·L-1的NaHCO3溶液400mL,加热,测得该溶液的pH发生如下变化:
温度/℃ 10 20 30 50 70
pH 8.3 8.4 8.5 8.9 9.4
(1)甲同学认为,该溶液的pH升高的原因是HCO的水解程度增大,故碱性增强,该反应的离子方程式为 。
(2)乙同学认为,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解生成了Na2CO3,并推断Na2CO3的水解程度 (填“大于”或“小于”)NaHCO3。
(3)丙同学认为:要确定上述哪种说法合理,只要把加热后的溶液冷却到10℃后再测定溶液pH,若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明甲正确;若pH 8.3(填“>”“<”或“=”),说明乙正确。
(4)丁同学设计如图实验方案对甲、乙同学的解释进行判断:实验装置如图,加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中澄清石灰水变浑浊,说明 (填“甲”或“乙”)推测正确。
(5)将一定体积0.1mol·L-1的NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变),测其pH为9.8;将烧杯冷却至室温,过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1。据此资料可以判断 (填“甲”或“乙”)推测正确,原因是 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.已知P1点时,==0.05mol/L,由图可知,P1点pH=9.25,,由电荷守恒可知:,c(Cl-)<=0.05mol/L,A错误;
B.根据电荷守恒c(H+)+c()=c(OH-)+c(Cl-),根据图示可知P2时c()>c(NH3·H2O),c(H+)+c()>c(NH3·H2O),所以c(NH3·H2O)<c(OH-)+c(Cl-),B错误;
C.由图可知,P3点时t=n(HCl)/n(NH3·H2O)=1.0,根据物料守恒可得=0.1mol/L,C错误;
D.,,由图可知,当时,溶液pH=9.25,则c(H+)=10-9.25mol/L,c(OH-)=10-4.75mol/L,带入电离常数表达式可得,=10-4.75,D正确;
答案选D。
2.C
【详解】A.水的离子积常数KW不仅适用于纯水,也适用于稀的酸、碱、盐溶液,故A正确;
B.强酸与强碱形成的盐,其水溶液不一定呈中性,如等物质的量的氢氧化钠和硫酸反应,生成硫酸氢钠,溶液显酸性,故B正确;
C.酸的浓度没确定,所以电离常数大的酸溶液中c(H+)与电离常数小的酸溶液中的c(H+)无法比较,故C错误;
D.多元弱酸是分步电离的,且电离程度依次减小,电离常数逐级减小,故D正确;
故答案:C。
3.B
【详解】A.KSCN是检验的,但反应物中过量,不能说明KI与的反应具有可逆性,A项错误;
B.测定不同浓度溶液的pH,可以计算出醋酸的电离度,B项正确;
C.由于碳酸酸性比盐酸弱,故与溶液不反应,C项错误;
D.向两支盛有2 mL 5% 溶液的试管中分别加入1 mol·L的溶液和1 mol·L的溶液,两个试管中除了阳离子不一样外阴离子也不一样,未能控制单一变量,D项错误;
故选B。
4.C
【详解】A.反应后溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)得c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,说明醋酸过量,b>0.01,A错误;
B.反应后溶液中c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)得c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故B错误;
C.pH=7,c(H+)=10-7mol·L-1,Ka===,C正确;
D.在向CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液的过程中,水的电离程度先变大后逐渐减小,因为醋酸钠促进水电离,酸、碱抑制水的电离,D错误;
故选:C。
5.D
【详解】A.到达滴定终点时曲线斜率突变,图中c点为滴定终点,此处- lgc(C1-) = 5,达到沉淀溶解平衡时,c(Ag+)=c(Cl-) = 10-5 mol/L所以根据曲线数据计算可知Ksp (AgCl)的数量级为10-10,故A正确;
B.曲线上的点是沉淀溶解平衡的平衡点,, c点之前是AgC1沉淀的生成过程,c点之后是AgCl溶解平衡的移动过程,故B正确;
C.AgBr比AgCl更难溶,达到沉淀溶解平衡时Br-的浓度更低,则- lgc(Br- )值更大,消耗AgNO3溶液的体积不变,>,当滴加等量的银离子时,溶液中c(Br-)<c(Cl-),由于反应终点c向b方向移动,故C正确;
D.溶度积常数只随温度改变而改变,改变滴定反应液浓度不改变溶度积常数,所以相同实验条件下,若改为0.0400mol·L-1Cl-,则所需AgNO3溶液体积就变为mL = 20mL,故D错误;
故选D。
6.D
【解析】H2A是二元弱酸,在溶液中存在电离平衡:H2AH++HA-;HA-H++A2-,主要是第一步电离,根据离子浓度大小可知:图象中最细的实线表示H2A,最粗的实线表示HA-,中间的实线则表示A2-,根据溶液中各种各种离子浓度与溶液体积、pH关系分析。
【详解】A.根据H2A的第二步电离HA-H++A2-,,Y点时,溶液pH=8,c(H+)=10-8 mol/L,此时c(HA-)=c(A2-),则Ka2=c(H+)=10-8,A正确
B.根据图示可知:Y点对应溶液为Na2A与NaHA等浓度的混合溶液,溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-),由于此时溶液pH=8,说明溶液中c(H+)<c(OH-),所以c(Na+)>2c(A2-)+c(HA-),由于溶液中c(HA-)=c(A2-),则c(Na+)>3c(A2-),B正确;
C.酸H2A溶液中酸电离产生H+,对水电离平衡起抑制作用,向H2A溶液中逐滴加入NaOH溶液,H2A不断被中和,溶液的酸性逐渐减弱,水电离程度逐渐增大,在恰好被完全中和前,水电离程度逐渐增大。X点时酸H2A仅部分被中和,Z点恰好完全中和生成Na2A,所以水的电离程度:Z>X,故C正确。
D.根据滴定曲线可知:在恰好发生反应:H2A+NaOH=NaHA+H2O时,得到的溶液为NaHA溶液,此时溶液pH=6,溶液显酸性,说明HA-的电离程度大于其水解程度,所以c(A2-)>c(H2A);NaHA是强碱弱酸盐,HA-发生电离、水解而消耗,所以c(Na+)>c(HA-);但盐电离产生的离子电离和水解程度是微弱的,主要以盐电离产生的离子存在,则c(HA-)>c(A2-),故溶液中四种微粒浓度关系为c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),D错误。
故选答案D。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离。清楚每种符号表示的曲线的含义是正确解答的关键。注意利用曲线交点中离子浓度与溶液pH关系进行分析,结合溶液pH大小判断HA-的电离和水解程度相对大小,利用电荷守恒分析比较溶液中的离子浓度关系。
7.D
【分析】强电解质是指在水中完全电离成离子的电解质,主要包括强酸、强碱、大部分盐和活泼金属氧化物;
弱电解质是指在水中不完全电离,只有部分电离的电解质,主要包括弱酸、弱碱、少部分盐和水;
在水溶液里和熔融状态下都不导电的化合物是非电解质,主要包括非金属氧化物、一些氢化物和有机物等,单质和混合物既不是电解质,也不是非电解质。
【详解】A. 氯气是非金属单质,既不是电解质也不是非电解质,故A错误;
B. 硫酸钡属于盐,溶于水的部分完全电离,属于强电解质,故B错误;
C. 次氯酸属于弱酸,是弱电解质,碳酸钙属于盐,溶于水的部分完全电离,属于强电解质,故C错误;
D. 硝酸是强酸,属于强电解质,醋酸是弱酸,属于弱电解质,二氧化硫本身不能电离,是化合物,属于非电解质,故D正确;
故选:D。
8.C
【详解】A.容量瓶不能长期保存溶液,应转移到试剂瓶中贴上标签保存,A错误;
B.仰视量筒刻度量取一定量浓硫酸,量取浓硫酸偏多,则所配制的溶液的浓度偏高,B错误;
C.用NaOH溶液滴定盐酸,滴定前尖嘴下端有气泡,滴定后气泡消失,气泡占据体积,读取NaOH溶液体积偏大,会使盐酸浓度结果偏高,C正确;
D.用NaOH溶液滴定盐酸时,用酚酞做指示剂,酚酞变色范围是8.2~10.0,加的氢氧化钠溶液偏多,测量结果比真实盐酸浓度偏高,D错误;
故选C。
9.D
【分析】由图示可知,随着碱性增强,即pOH减小,H3PO3浓度减小,浓度先增加后减小,浓度逐渐增大,可知中的氢不可能电离,说明H3PO3是二元弱酸,故H3PO3溶液中含磷物有H3PO3、、,已知H3PO3溶液中含磷物种的浓度之和为0.1mol L-1,即c(H3PO3)+c()+c()=0.1mol L-1,根据酸碱中和反应知随着c(OH-)的增大,c(H3PO3)逐渐减小,c()先增大后减小,c()逐渐增大,即随着pOH的减小,pc(H3PO3)逐渐增大,pc()先减小后增大,pc()逐渐减小,故曲线①表示pc()随pOH的变化,曲线②表示pc()随pOH的变化,曲线③表示pc(H3PO3)随pOH的变化,点x(7.3,1.3)表示当POH=7.3时,pc()=pc(),点y(10.0,3.6)表示当POH=10,时pc()=pc(H3PO3),点z(12.6,1.3)表示当POH=12.6时,pc()=pc(H3PO3),
【详解】A.H3PO3是二元弱酸,其结构简式为,故A错误;
B.曲线①表示pc()随pOH的变化,故B错误;
C.根据图中点x(7.3,1.3)知当POH=7.3时,pc()=pc(),即当c(H+)=10-6.7时,c()=c(),则Ka2==c(H+)=10-6.7,同理,根据图中点z(12.6,1.3)知当POH=12.6时,pc()=pc(H3PO3),即当c(H+)=10-1.4时,c()=c(H3PO3),则Ka1==c(H+)=10-1.4,故H3PO3+ 2的平衡常数K==1×105.3,故C错误;
D.pH=4时,即pOH=10,曲线①、②、③分别表示pc()、pc()、pc(H3PO3)随pOH的变化,由图中点y(10.0,3.6)可知此时pc()=pc(H3PO3),即c()=c(H3PO3),由c(H3PO3)+c()+c()=0.1mol L-1可得c()=0.1mol L-1-c()-c(H3PO3)=0.1mol L-1-2c(),故D正确;
故选:D。
10.B
【详解】A.盐酸是强酸、醋酸是弱酸,酸性越强,稀释相同倍数pH变化越大,曲线Ⅰ代表HCl的稀释过程,故A正确;
B.酸电离出氢离子的浓度,b点>d点,酸电离出的氢离子浓度越大,对水电离的抑制作用越大,所以溶液中水的电离程度:b点C.醋酸的电离平衡常数,溶液在稀释过程中,电离平衡常数不变,减小,所以增大,故C正确;
D.氢离子浓度b点>c点,离子浓度越大,溶液的导电能力越强:所以导电能力b点>c点,故D正确;
选B。
11.D
【详解】A.曲线①与pH成正比关系,所以表示的是-lgc(H+)随溶液pH的变化情况,A项正确;
B.曲线②和曲线①恰好相反,曲线②的纵坐标与对应pH之和始终等于14,所以曲线②表示-lgc(OH-)随溶液pH的变化情况,所以曲线①和曲线②的交点对应,由电荷守恒知:,所以溶液中存在c(Na+)=c(A-),B项正确;
C.的水解平衡常数,稀释过程温度不变,所以不变,所以其倒数也不变,C项正确;
D.pH值变大,浓度应变大,HA浓度应变小,所以③④曲线分别对应-lgc(HA)和-lgc(A-),③④图像的交点对应浓度等于HA浓度,此时pH=4.35,显酸性,说明此时HA的电离大于的水解,则等物质的量浓度、等体积的NaA溶液与HA溶液混合后:c(A-)>c(Na+)>c(HA),D项错误;
故选D。
12.A
【详解】A.根据曲线②的起点坐标可知,未加草酸溶液时,酸性溶液的pH=1.0,则该溶液中,则的浓度为,A错误;
B.根据曲线①的起点坐标可知,未加草酸溶液时,则,a点时,,则参与反应的,则草酸的浓度为,B正确
C.此时反应转移的电子为,C正确;
D.根据曲线①的起点坐标可知,未加草酸溶液时,则,D正确;
故选A。
13.(1) 1×10 4 1×10 7 106
(2) > ClO-+CO2+H2O =+HClO
(3) I 0.1mol/L醋酸溶液 <
【解析】(1)
①0.1 mol L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,;
②0.1 mol L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,=,;
③,;
(2)
①离子浓度越大导电性越好,HCOOH的电离常数大于HClO的电离常数大于,相同浓度的HCOOH和HClO的溶液中,HCOOH的离子浓度大导电性强,HCOOH> HClO;
②根据电离常数可知H2CO3> HClO >,少量CO2气体通入NaClO溶液中,反应离子方程式为:ClO-+CO2+H2O =+HClO;
(3)
①醋酸是弱酸,起始pH比较大,故曲线I是滴定醋酸的曲线;
②醋酸是弱酸,浓度均为0.1mol/L的盐酸、醋酸、NaOH溶液,0.1mol/L的盐酸和NaOH溶液,氢离子和氢氧根浓度相等,对水的电离抑制程度相等,水电离出的氢离子浓度相等,醋酸电离出的氢离子浓度小,水电离出的c(H+)最大;
③用0.1mol/LNaOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液时,滴定盐酸时当V2=20.00mLpH=7,滴定醋酸时当V1=20.00mL时正好生成醋酸钠,溶液显碱性,当pH=7时V1<20.00mL,故pH=7时V1 14. CH3COOH>H2CO3>HClO CO32->ClO->HCO3->CH3COO- A ABCE 大于 ③④⑤
【分析】(1)酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强;(2)酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,其对应的酸根离子结合氢离子的能力越弱;(3)加水稀释促进醋酸电离,但是醋酸电离增大程度小于溶液体积增大程度,导致溶液中c(H+)、c(CH3COOH)、c(CH3COO-)都减小,温度不变离子积常数不变,则c(OH-)增大;(4)这两种酸都是一元酸,加水稀释促进弱酸电离,稀释100倍时,pH值变化较大的酸的酸性较强;(5)c(H+)相同的HCl、CH3COOH,c(CH3COOH)>c(HCl),c(H+)相等,体积相等的HCl、CH3COOH,n(CH3COOH)>n(HCl),二者分别与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌,应该是盐酸,放出氢气的质量相同,说明消耗两种酸的物质的量相等。
【详解】(1)酸的电离常数越大其酸性越强,CH3COOH、H2CO3、HClO的酸性由强到弱的顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO。
(2)酸的电离常数越小,同浓度的CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力越强,即结合H+由强到弱的顺序为CO32->ClO->HCO3->CH3COO-。
(3)A、稀释时,醋酸溶液浓度变小,c(H+)变小;升高温度,促进醋酸电离,c(H+)变大
B、电离常数=,稀释过程中c(CH3COO-)减小,增大;
升高温度,醋酸电离平衡向右移动,c(H+)增大; 增大;
C、稀释时,c(H+)·c(OH-)不变;升高温度时,Kw增大,c(H+)·c(OH-)变大;
D、醋酸稀释时,c(H+)减小,c(OH-)增大,增大;升高温度,c(H+)增大为主,c(OH-)减小,减小;
E、Ka =,稀释时,不变;升高温度,增大。
综上分析:加水稀释过程中,变小的是A;升高温度时,数据增大的是ABCE;
故答案为A;ABCE;
(4)这两种酸都是一元酸,加水稀释促进弱酸电离,稀释100倍时,pH变化值为2的是强酸,小于2的为弱酸,pH变化值越大的酸酸性越强,根据图象,酸性HX>CH3COOH,则HX的电离平衡常数大于醋酸,故答案为大于;
(5)①反应过程中醋酸电离出氢离子,c(H+)A小于B,所以反应过程中速率A<B,则反应所需要的时间A>B,故错误;
②开始反应时氢离子浓度相等,所以反应速率A=B,故错误;
③生成氢气的物质的量相等,则参加反应的锌的物质的量A=B,故正确;
④反应过程中醋酸电离出氢离子,c(H+)A小于B,所以反应过程的平均速率B>A,故正确;
⑤醋酸有剩余,则A中有锌剩余,故正确;
⑥A中有锌剩余,故错误;
正确的有③④⑤,故答案为③④⑤。
【点睛】本题考查弱电解质的电离,明确弱电解质电离特点、电离平衡常数与电解质强弱关系是解本题关键,电离平衡常数越大其对应的离子水解平衡常数越小。
15. 11 , 1:9
【分析】(1) KW只与温度有关,根据图象可知 KW1< KW2, 所以T1< T2,根据KW= c(OH-)c(H+)进行计算;
(2)0.1mol/L的NaA溶液pH>7,说明HA为弱酸,溶液中存在的平衡有H2OH++OH- 、 A-+H2OHA+OH-;据此进行分析;
(3)根据酸碱中和,碱过量进行计算:c(OH-)= [c(OH-)×V1- c(H+)×V2]/(V1+V2)进行计算;
【详解】(1)25℃时,c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,KW1=10-11;若T2=100℃时,Kw2=10-12,c(OH-)=0.05×2=0.10mol/L,c(H+)=10-12/0.1=10-11, pH=11;综上所述,本题答案是:1×10-11,11。
(2)0.1mol/L的NaA溶液pH>7,说明HA为弱酸,溶液中存在的平衡有H2OH++OH- 、 A-+H2OHA+OH-;离子浓度的大小顺序为c(Na+)> c(A-)> c(OH-)>c(H+);综上所述,本题答案是:H2OH++OH- 、A-+H2OHA+OH-;c(Na+)> c(A-)> c(OH-)>c(H+)。
(3)V(NaOH)=xmL,V(H2SO4)=ymL,则有c(OH-)=(10-3x-10-4y)/(x+y)=10-5,解得x:y=1:9。综上所述,本题答案是:1:9。
16. MnF2+Mg2+Mn2++MgF2 7.2×107
【详解】第2步除杂,主要是将Ca2+、Mg2+转化为相应的氟化物沉淀除去,MnF2除去Mg2+的离子方程式是MnF2+Mg2+Mn2++MgF2;该反应的平衡常数K=≈7.2×107。
17. < ③④⑤ ④ = > NH4++H2ONH3·H2O+H+ 逆向
【详解】(1)1LpH=2的HCl溶液与0.01mol·L-1的NaOH溶液1L充分反应恰好呈中性;一元强酸、一元弱碱溶液,等物质的量混合后恰好生成强酸弱碱盐,溶液呈酸性;若使1LpH=2的HCl溶液与0.01mol·L-1的NH3·H2O溶液充分反应至中性,则氨水的体积大于1L,所以y(2)根据以上分析,①反应开始后,醋酸不断电离,醋酸中氢离子浓度大于盐酸,氢离子浓度越大反应所需要的时间越短,所以CH3COOH<HCl,故①错误;②开始反应时溶液中氢离子浓度相等,所以反应时的速率相等:HCl=CH3COOH,故②错误;③因生成氢气量相等,所以参加反应的锌粉物质的量:HCl=CH3COOH,故③正确;④氢离子的浓度越大,反应过程的平均速率越快,由于反应反应过程中醋酸会继续电离出氢离子,所以醋酸中氢离子浓度大于盐酸,则反应速率CH3COOH>HCl,故④正确;盐酸的浓度小于CH3COOH的浓度,而体积相等,即醋酸的物质的量比盐酸的物质的量多,与锌粉反应,若最后仅有一份溶液中存在锌粉,且放出氢气的量相同,锌与盐酸反应盐酸不足,锌与醋酸反应锌不足,故⑤正确、⑥错误。
(3)将等体积、等物质的量浓度的NH3·H2O和NH4HSO4溶液混合后,恰好生成(NH4)2SO4,溶液呈酸性,pH<7;升高温度促进铵根离子水解,溶液酸性增强,所以溶液pH随温度变化是图中的④曲线;
(4)根据电荷守恒,c(Na+)+c(NH4+)+c(H+)=2c(SO42-)+c(OH-),溶液呈中性c(OH-)= c(H+),所以c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42-);NH4HSO4与氢氧化钡溶液1:1混合,溶液中SO42-恰好完全沉淀,反应离子方程式是NH4++H++SO42-+Ba2++2OH-BaSO4+H2O+NH3·H2O,由于生成NH3·H2O,所以溶液呈碱性,pH>7;
(5)NH4NO3是强酸弱碱盐,铵根离子水解,溶液呈酸性,水解离子方程式是NH4++H2ONH3·H2O+H+;氨水抑制水电离,所以滴加氨水的过程中水的电离平衡将逆向移动。
18. 锥形瓶内溶液颜色变为紫色,且半分钟内不恢复为原来颜色 98.40%
【详解】用酸性高锰酸钾滴定,故滴定终点为锥形瓶内溶液颜色变为紫色,且半分钟内不恢复为原来颜色;根据反应关 系:Fe2+→>Fe3+, →Mn2+ ,结合得失电子守恒规律可知:5Fe2+ ~ ,由于第3次数据误差较大,不能用于计算;根据1.2.4三组数据可知,消耗KMnO4,溶液的平均体积为20.00 mL,所以消耗的物质的量为(0.2000×20.00×10-3)mol=4x10-3 mol ,则消耗的亚铁离子的物质的量为(5×4×10-3)mol,则柠檬酸亚铁晶体的物质的量为( 5×4×10-3)mol=0.1 mol,柠檬酸亚铁晶体的质量为(0.1×246)g=24.6g,质量分数为= 98.40%
19. 右(合理都对) 升高 不变 7
【分析】(1)加水稀释,电离平衡和水解平衡都是正向移动的,醋酸的酸性减弱,醋酸钠的碱性减弱;
(2)向0.1 mol/L醋酸钠溶液中加入同浓度的醋酸钠溶液,溶液的浓度不变,平衡不移动;若加入少量的CH3COOH,使溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),根据电荷守恒进行分析。
【详解】(1)加水稀释,电离平衡和水解平衡都是正向移动的,同时溶液的pH都向着pH=7的方向变化,所以a的pH升高(a是酸性的pH<7);
因此,本题正确答案:右(合理都对)、升高 ;
(2)向0.1 mol/L醋酸钠溶液中加入醋酸钠,会增大醋酸根离子的浓度,平衡正向移动,水解出更多的氢氧根离子,所以碱性增强,溶液的pH增大;若加入同浓度的醋酸钠溶液,溶液的浓度不变,所以溶液的pH将不变;若加入少量的CH3COOH,使溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),根据电荷守恒c(Na+)+ c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)可知:c(H+)= c(OH-);则溶液的pH为7,中性;
因此,本题正确答案:不变、7。
20. 69.5 没有变质 32 2Fe3++ Cu = 2Fe2++ Cu2+ 酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体
【分析】(1)根据一定质量的化合物中组成元素的质量=化合物的质量×该元素的质量分数,由FeSO4 7H2O中铁元素的质量分数及14mg左右的铁计算FeSO4 7H2O的质量;
(2)Fe2+具有还原性,能使高锰酸钾褪色;Fe3+使KSCN溶液变红是三价铁离子的特征反应,可用此判断三价铁离子是否存在;
(3)反应3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2中Fe元素化合价由+2→+3,化合价升高,S元素化合价由-1→+4,化合价升高,O元素化合价由0→-2,化合价降低,依据化合价变化计算转移电子数目;
(4)铁离子具有氧化性能氧化铜生成铜离子;
(5)硫酸铁水解生成氢氧化铁胶体和氢离子,当在酸性溶液中,铁离子的水解被抑制,据此答题。
【详解】(1)正常人每天应补充14mg左右的铁,则每天约需要服用含FeSO4 7H2O的质量为14mg/[(56/278)×100%]==69.5mg,故答案为69.5;
(2)根据实验现象分析,高锰酸钾褪色说明有Fe2+;KSCN溶液不变红,说明没有Fe3+;从而确定药品没有被氧化,故答案为没有变质;
(3)反应3FeS2+8O2Fe3O4+6SO2,前后各元素化合价的变化情况如下:Fe:+2→+3,化合价升高;S:-1→+4,化合价升高;O:0→-2,化合价降低,3molFeS2参加反应,转移电子的物质的量为32mol,故答案为32;
(4)氯化铁溶液常用作印刷电路铜板腐蚀剂,反应的离子方程式为:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,故答案为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+;
(5)因Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,能够净化水,但在酸性条件下抑制了水解,使水解平衡逆向移动,无法得到Fe(OH)3胶体,故不能够吸附悬浮物,故答案为酸性废水抑制Fe3+的水解,使其不能生成有吸附作用的Fe(OH)3胶体。
21. HCO+H2O H2CO3+OH- 大于 = > 乙 乙 溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成
【分析】碳酸氢钠是强碱弱酸的酸式盐,能水解导致溶液呈碱性,碳酸氢钠受热容易分解生成碳酸钠,碳酸钠是强碱弱酸盐能水解,且碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度,结合题示信息分析解答。
【详解】(1)碳酸氢钠是强碱弱酸的酸式盐,能水解导致溶液呈碱性,水解的离子方程式为HCO+H2O H2CO3+OH-,故答案为:HCO+H2O H2CO3+OH-;
(2)碳酸钠是强碱弱酸盐能水解,碳酸是二元弱酸,第一步电离程度远远大于第二步电离,所以碳酸根离子的第一步的水解程度远远大于第二步的水解程度,导致碳酸钠的水解程度大于碳酸氢钠的水解程度,故答案为:大于;
(3)若加热后碳酸氢钠不分解,溶液仍然是碳酸氢钠溶液,温度不变溶液的pH值也不变,由此证明甲是正确的;若pH>8.3,溶液pH升高的原因是NaHCO3受热分解,生成了Na2CO3,说明乙正确,故答案为:═,>;
(4)加热煮沸NaHCO3溶液,发现试管A中产生沉淀,说明加热分解产生了二氧化碳气体,证明乙正确,故答案为:乙;
(5)将一定体积0.1mol/L的 NaHCO3溶液置于烧杯中加热至微沸(溶液体积不变),测其pH为9.8;将烧杯冷却至室温,过一段时间(溶液体积不变)测得pH为10.1,溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成,所以乙正确;故答案为:乙;溶液冷却至室温后pH大于8.4,说明此实验过程中有新物质生成。
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