专题3《水溶液中的离子反应》
一、单选题(共12题)
1.常温下,下列关于粒子浓度大小比较正确的是
A.0.1mol/L的HF溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合:c(Na+)+c(OH-)>c(H+)+c(F-)
B.向0.10mol/LNaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7 (体积变化可忽略):c(Na+)>c(NH)>c(SO)
C.0.3mol的SO2通入1L0.4mol/L的NaOH溶液中:4c(Na+)=3c(HSO)+3c(SO)+3c(H2SO3)
D.pH=4的CH3COOH溶液和pH=10的KOH溶液等体积混合:2c(K+)+c(H+)= c(OH-)+ c(CH3COOH)+ 2c(CH3COO-)
2.已知某温度下,。该温度下,将0.2mol/L的一元酸HA与0.2mol/L的NaOH溶液等体积混合(假设混合后溶液总体积不变),充分反应后所得溶液pH=10,且溶液中。下列说法错误的是
A.所得溶液中,
B.该温度下,HA电离平衡常数
C.该温度下,水的离子积常数
D.该温度下,反应的平衡常数
3.向溶液中通入过量,过程和现象如图。
经检验,白色沉淀为;灰色固体中含有
下列说法不正确的是
A.①中生成白色沉淀的离子方程式为
B.①中未生成,证明溶解度:小于
C.②中的现象体现了的氧化性
D.该实验条件下与反应生成的速率大于生成的速率
4.已知25℃时的,。下列说法正确的是
A.在浓度均为的、溶液中,水的电离程度前者小于后者
B.已知溶液加热后pH变小,可判断溶液加热后pH也一定变小
C.向溶液中加入NaOH溶液至,则所得溶液中
D.已知: ,说明该反应在常温下能自发进行的决定因素是熵增
5.硫酸亚铁是一种重要的化工原料,可以制备一系列物质(如图所示)。下列说法不正确的是
A.制备碱式硫酸铁时,反应温度不宜太高
B.制备时发生的离子方程式为:
C.可用溶液检验是否被氧化
D.常温下在水中的溶解度比在硫酸亚铁溶液中小
6.下列叙述的化学用语中,正确的是
A.用石墨作电极电解AlCl3溶液: 2Cl-+2H2OCl2↑+H2↑+2OH-
B.在高温氧化锆的环境下,CO的燃料电池的负极反应:2CO+2O2--4e- =2CO2
C.硫化钠的水解方程式:S2- +2H2OH2S+2OH-
D.电解硫酸钠水溶液的阳极反应:2H++2e- =H2↑
7.硫酸镁的溶解度随温度变化曲线如图所示,下列有关说法不正确的是
A.要从MgSO4溶液中得到MgSO4·7H2O晶体,结晶时最好的温度范围是1.8~48.1℃
B.要得到MgSO4·H2O晶体,应在67.5℃以上蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤后干燥
C.加热10.54gMgSO4·xH2O晶体,得到5.14g无水MgSO4固体,则x=7
D.将MgSO4溶液加热蒸干,得到的是Mg(OH)2或MgO固体
8.下列实验现象以及结论都正确且两者具有因果关系的是
实验操作 现象 结论
A 将过量铁粉加入到稀硝酸中,充分反应后滴加KSCN溶液 有气体生成,溶液呈红色 Fe被氧化为
B 将氨水滴加到红色石蕊试纸上 试纸变蓝 氨气是显碱性的电解质
C 将浓硫酸与蔗糖混合搅拌,并用湿润的品红试纸检验产生的气体 蔗糖变黑,品红试纸褪色 浓硫酸具有脱水性和氧化性
D 常温下,取相同物质的量浓度的两种溶液:①、②,分别测其pH 测得pH:①>② 的水解程度:①>②
A.A B.B C.C D.D
9.某同学用Na2CO3和NaHCO3溶液进行如图所示实验。下列说法中正确的是
A.加入CaCl2溶液后,二者生成沉淀的方程式都是:
B.实验前两溶液中离子种类及浓度完全相同
C.加入CaCl2溶液后生成的沉淀一样多
D.实验前两溶液的pH:前者大于后者
10.下列有关叙述正确的是
A.N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0高温高压有利于氨的生成
B.配制硫酸铁溶液要加入少量稀盐酸防水解
C.恒容容器中反应2SO2+O2 2SO3密度不变时达到平衡
D.Na2FeO4具有强氧化性,可杀菌消毒
11.室温下,通过下列实验探究0.0100Na2C2O4溶液的性质。
实验1:实验测得0.0100Na2C2O4溶液pH为8.6。
实验2:向溶液中滴加等体积0.0100HCl溶液,pH由8.6降为4.8。
实验3:向溶液中加入等体积0.0200CaCl2溶液,出现白色沉淀。
已知室温时,下列说法不正确的是
A.0.0100Na2C2O4溶液中满足:
B.实验2滴加盐酸过程中:
C.实验2所得的溶液中:
D.实验3所得上层清液中
12.根据下列装置和表内的物质,能达到相应实验目的的是
除去HCl中的少量 进行酸碱中和滴定 浓硝酸与铜粉制取 制备
A B C D
A.A B.B C.C D.D
二、填空题(共10题)
13.在一定条件下,CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0。
(1)25 ℃时,浓度均为0.1mol/L的盐酸和醋酸溶液,下列说法正确的是 ;
①两溶液的pH相同
②两溶液的导电能力相同
③由水电离出的c(OH-)相同
④中和等物质的量的NaOH溶液,消耗两溶液的体积相同
(2)25℃时,pH =5的稀醋酸溶液中,由水电离的c(OH-)= mol·L-1 ,c(CH3COO-)= mol·L-1 (填数字表达式);
(3)25 ℃时,向pH均为1的盐酸和醋酸溶液中分别加水,随加水量的增多,两溶液pH的变化如图所示,则符合盐酸pH变化的曲线是 ;
(4)25 ℃时,向体积为Va mLpH=3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液Vb mL至溶液恰好呈中性,则Va与的Vb关系是Va Vb(填“>”、“<”或“=”)。
(5)25 ℃时,若向氨水中加入稀盐酸至溶液的pH=7,此时c(NH4+)=a mol/L,则c(Cl-)= mol/L。
14.已知室温时,0.1mol·L-1的氨水在水中有1%发生电离,回答下列各问题:
(1)溶液的pH= 。
(2)写出NH3·H2O的电离方程式 。
(3)要使溶液中值增大,可以采取的措施是 (填序号)。
①通入少量HCl②升高温度③加少量NaOH固体④加水
(4)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”)。
②V1和V2的关系:V1 V2(填“>”、“=”或“<”)。
③M点对应的溶液中,各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(5)25℃时,将amol L-1的氨水与0.1mol L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(NH)=c(Cl-),则溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”)
(6)若溶液M由10mL2mol L-1NaHA溶液与10mL2mol L-1NaOH溶液混合而得,请写出溶液中各离子浓度大小关系 。
15.将高温水蒸气通到硫氰化钾的表面,会发生反应:4KSCN + 9H2O(g) → K2CO3 + K2S + 3CO2 + 3H2S + 4NH3完成下列填空:
(1)上述反应所涉及的各元素中,离子半径最大的是 (填离子符号);属于第二周期元素的非金属性由强到弱的顺序为 。
(2)上述反应所涉及的各物质中,属于非电解质的是 。
(3)写出CO2的电子式 ,其熔沸点低的原因是 。
(4)已知物质的量浓度均为0.10 mol/L的K2CO3和K2S溶液pH如下:
溶液 K2CO3 K2S
pH 11.6 12.5
K2CO3水溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)。从表中数据可知,K2CO3溶液中c(CO32-) K2S溶液中的c(S2—)(填“>”“<”或“=”)。
(5)K2S接触潮湿银器表面,会出现黑色斑点(Ag2S),其原理如下:____K2S + ____Ag + _____O2 + _____H2O → _____Ag2S + _____KOH
①配平上述反应 。
②每消耗标准状况下224 mL O2,转移电子数目为 。
16.酸碱质子理论认为,在反应过程中凡能给出质子的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱。例如,,。已知几种酸在醋酸中的电离常数如表所示:
酸 HCl
5.8 8.2 8.8 9.4
请回答下列问题:
(1)上表中四种酸在醋酸中的酸性最弱的是 (填化学式)。
(2)在液态中表现 性(填“酸”“碱”或“中”)。
(3)乙醇能发生自偶电离:,根据酸碱质子理论,乙醇既具有碱性又具有酸性。液氨也能发生自偶电离,其发生自偶电离的电离方程式为 。
(4)常温下,在醋酸溶液中加水,下列物理量一定增大的是___________(填字母)。
A. B.
C. D.
(5)常温下,向溶液中滴加等体积的溶液至溶液恰好呈中性。常温下,的电离常数为 (用含、的代数式表示。
17.I.填空:
(1)25℃时,0.1mol·L-1的HA溶液中=1012,HA是 (填“强电解质”或“弱电解质”)。
(2)25℃时,若取pH、体积均相等的NaOH溶液和氨水分别用水稀释m倍、n倍,稀释后pH仍相等,则m n(填“>”“<”或“=”)。
(3)25℃时,若将pH=2的醋酸和pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合后,混合溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
(4)在25℃时,醋酸和亚硫酸的电离常数如下表:
醋酸 亚硫酸
K=1.8×10-5 K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7
醋酸滴入Na2SO3溶液中,反应的离子方程式为 。
II.SO2直接排放会形成酸雨,污染空气,可用NaOH溶液吸收空气中的SO2,吸收液吸收SO2的过程中,pH随n():n()变化关系如下表(常温):
n():n() 91:9 1:1 9:91
pH 8.3 7.3 6.3
(5)向NaOH溶液中通入少量SO2的离子方程式为 。
(6)由上表判断,NaHSO3溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。
(7)当吸收液呈中性时,溶液中离子浓度关系正确的是 (填标号)。
a.c(Na+)=2c()+c()
b.c(Na+)+c(H+)=c()+c()+c(OH-)
c.c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)
18.已知水在25℃和95℃时的电离平衡曲线如图所示:
(1)25℃时水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”)。其理由是 。
(2)95℃时,将的NaOH溶液与的溶液混合,若所得混合溶液的,则NaOH溶液与溶液的体积比为 。
(3)25℃时,等体积的的NaOH和氨水溶液与0.1mol/L的盐酸发生中和反应时,恰好完全反应时消耗盐酸的体积 (填:前者多,后者多,一样多)
(4)95℃时,某溶液由水电离出H+的浓度为10-8,则该溶液的pH= 。
(5)在一定温度下,有以下三种酸:a.醋酸 b.硫酸 c.盐酸
①当三种酸物质的量浓度相同时,三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是 (用a、b、c表示,下同)。
②当三种酸的pH相同、体积相同时,分别加入足量的锌,产生H2的体积(相同状况)由大到小的顺序为 。
19.CH3COONa和Na2CO3都可用作医药媒染剂、缓冲剂等。
(1)一定温度下,向1 L0.1 mol· L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中 (填“增大”“不变”或“减小”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式: 。
(2)土壤的pH一般在4~9之间。土壤中Na2CO3含量较高时,pH可高达10. 5,试用离子方程式解释土壤呈碱性的原因: 。加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,有关反应的化学方程式为 。
(3)常温下在20 mL0.1 mol· L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol· L-1的HC1溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)的物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
①在同一溶液中,H2CO3、、 (填“ 能”或“不能”)大量共存。
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为 。
20.回答下列问题
(1)在温度t℃时,某溶液中c(H+)=mol/L,c(OH-)=mol/L,已知a+b=12,则t 25℃(填“大于”“小于”或“等于”)。
(2)常温下,向某Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=x的盐酸,测得混合溶液的部分pH如下表所示:
序号 氢氧化钡溶液的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 12
② 22.00 18.00 11
③ 22.00 22.00 7
X= 。Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为 。
(3)常温下,向100mL pH=2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中,加入300mL上述Ba(OH)2溶液,沉淀正好达最大量,此时溶液的pH 7(填“大于”“小于”或“等于”);原混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度为 。
21.常用作陶瓷材料,可由锆英砂(主要成分为,也可表示为,还含少量等杂质)通过如图方法制取。
已知:①能与烧碱反应生成可溶于水的,与酸反应生成。
②部分金属离子在实验条件下开始沉淀和完全沉淀的如表。
金属离子
开始沉淀时 1.9 3.3 6.2
沉淀完全时 3.2 5.2 8.0
(1)熔融时发生反应的化学方程式为 ,滤渣Ⅰ的化学式为 。
(2)滤液Ⅰ中除外还含金属的阳离子有 ,为使滤液Ⅰ的杂质离子沉淀完全,需用氨水调,则a的范围是 。
(3)继续加氨水至时,所发生反应的离子方程式为 。
(4)向过滤Ⅲ所得滤液中加入粉末并加热,得到两种气体。该反应的离子方程式为 。
(5)为得到纯净的,需要洗涤,检验是否洗涤干净的方法是 。
22.ClO2气体是一种常用的消毒剂,我国从2000年起逐步用ClO2代替氯气对饮用水进行消毒。但二氧化氯是一种极易爆炸的强氧化性气体,易溶于水、不稳定、呈黄绿色,在生产和使用时必须尽量用稀有气体进行稀释,同时需要避免光照、震动或加热。
(1)欧洲国家主要采用氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO2,缺点主要是产率低,产品难以分离,还产生毒副产品。该反应的化学反应方程式为: 。科学家又研究出了一 种新的制备ClO2的方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,化学反应方程式为 ,此法提高了生产及储存、运输的安全性,原因是 。
(2)自来水厂用ClO2处理后的水中,要求ClO2的浓度在0.1~0.8 mg L 1之间。碘量法可以检测水中ClO2的浓度,步骤如下:
I.取一定体积的水样,加入一定量的碘化钾,再用氢氧化钠溶液调至中性,并加入淀粉溶液,溶液变蓝。
Ⅱ.加入一定量的Na2S2O3溶液.(已知:2+I2=+2I-)
III.加硫酸调节水样pH至1~3。
操作时,不同pH环境中粒子种类如下图所示。
请回答:
①操作I中反应的离子方程式是 。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,反应的离子方程式是 。
③若水样的体积为1.0 L,在操作Ⅱ时消耗了1.0×10 3 mol L 1的Na2S2O3溶液10 mL,则水样中ClO2的浓度是 mg L 1。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.0.1mol/L的HF溶液和0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合,二者恰好反应生成NaF,NaF是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,所以c(OH-)>c(H+),结合电荷守恒得c(Na+)>c(F-),则溶液中存在c(Na+)+c(OH-)>c(H+)+c(F-),故A正确;
B.向0.10mol/LNaHSO3溶液中通入NH3至溶液pH=7,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),NaHSO3溶液呈弱酸性,要使混合溶液呈中性,通入少量氨气即可,溶质有亚硫酸钠、亚硫酸铵,溶液中离子浓度为c(Na+)>c(SO)>c(NH),故B错误;
C.n(NaOH)=0.4mol/L×1L=0.4mol,任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒得3c(Na+)=4[c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)],故C错误;
D.常温下pH=4的醋酸浓度大于pH=10的KOH浓度,二者等体积混合后醋酸有剩余,溶液呈酸性,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),如果3c(K+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COOH)+2c(CH3COO-),则2c(K+)=c(CH3COO-),因为醋酸电离程度很小,所以溶液中存在2c(K+)>c(CH3COO-)>c(K+),故D错误;
故选A。
【点睛】考查离子浓度大小比较,明确溶液中溶质及其性质是解本题关键,注意电荷守恒和物料守恒的灵活运用,易错选项是D,注意C利用物料守恒判断即可,不需要计算出溶液中溶质成分。
2.C
【详解】A.0.2mol/L的一元酸HA与0.2mol/L的NaOH溶液等体积混合,两者恰好完全反应生成生成NaA,由质子守恒可得:,故A正确;
B.两溶液混合后恰好生成NaA, NaA的起始浓度为0.1mol/L,溶液中,根据物料守恒可知=0.1mol/L -=,pH=10,=,,故B正确;
C.由水解反应:,可知此时溶液中的c(OH-)==,Kw= c(OH-)=×=,故C错误;
D.反应的平衡常数=,故D正确;
故选:C。
3.B
【分析】由实验现象可知,二氧化硫与硝酸银溶液反应时,二氧化硫能与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银白色沉淀,也可能水反应使溶液呈酸性,酸性条件下硝酸根离子将二氧化硫氧化为硫酸,硫酸与银离子反应生成硫酸银白色沉淀,还能与溶液中的银离子反应生成银,由白色沉淀为亚硫酸银、灰色固体中含有银可知,过量二氧化硫通入硝酸银溶液中发生的反应为二氧化硫先与硝酸银溶液发生反应生成亚硫酸银白色沉淀,后过量的二氧化硫与溶液中的银离子反应生成银。
【详解】A.由分析可知,①中生成白色沉淀的反应为二氧化硫与硝酸银溶液反应亚硫酸银沉淀和硝酸,反应的离子方程式为,故A正确;
B.①中硫酸根离子主要来自酸性条件下硝酸根离子氧化部分二氧化硫得到,不能得到硫酸银可能是因为硫酸根离子浓度小于亚硫酸根离子浓度导致的,不能证明亚硫酸银更难溶,所以无法比较硫酸银和亚硫酸银的溶度积大小,故B错误;
C.②中有银生成,证明二氧化硫与溶液中的银离子反应生成银,证明银离子有氧化性,故C正确;
D.由分析可知,该实验条件下,过量的二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银沉淀,然后放置一段时间后才生成银,说明二氧化硫与硝酸银溶液反应生成亚硫酸银的速率大于生成银的速率,故D正确;
故选B。
4.D
【详解】A.碳酸钠的水解程度更大,对水的电离促进作用更大,故水的电离程度前者大于后者,A错误;
B.升高温度促进水的电离、促进弱酸根离子的水解,已知溶液加热后pH变小说明升高温度对水的电离促进作用大于对碳酸根离子水解的促进作用;由于不确定升温对水的电离促进作用与对碳酸氢根离子水解的促进作用的相对大小,故不能判断溶液加热后pH是否变小,B错误;
C.已知25℃时的,、,向溶液中加入NaOH溶液至,则所得溶液中,,则,C错误;
D.已知: ,根据能自发进行,则说明该反应在常温下能自发进行的决定因素是熵增,D正确;
故选D。
5.D
【详解】A.过氧化氢受热易分解,则用过氧化氢制备碱式硫酸铁时,反应温度不宜太高,A正确;
B. 制备时发生的离子方程式为:,B正确;
C. 亚铁离子被氧化得铁离子,溶液可鉴别亚铁离子和铁离子,故可用溶液检验是否被氧化,C正确;
D. 由沉淀溶解平衡知,析出晶体中溶液亚铁离子浓度越大,其溶解度越小,硫酸亚铁溶液中亚铁离子浓度大,常温下在硫酸亚铁溶液中比在水中的溶解度小,D不正确;
答案选D。
6.B
【详解】A.用石墨作电极电解AlCl3溶液生成Al(OH)3沉淀,2Al++6Cl-+6H2O3Cl2↑+3H2↑+2Al(OH)3↓,故A错误;
B. 在高温氧化锆的环境下,CO的燃料电池的负极反应2CO+2O2--4e-=2CO2,故B正确;
C. 硫化钠的水解分两步进行,而且第一步水解程度大于第二步水解,水解离子方程式:S2-+H2OHS-+OH-,HS-+H2OH2S+OH-,故C错误;
D. 阳极发生氧化反应,电解硫酸钠水溶液就是电解水,阳极反应:2H2O-4e-=O2↑+4H+,故D错误。
故答案为B。
7.D
【分析】由图可以看出,温度在-3.9°C~1.8°C可以析出MgSO4·12H2O,在1.8°C~48.1°C析出的是MgSO4·7H2O,在48.2°C~67.5°C析出MgSO4·6H2O,在67.5°C以上可以析出MgSO4·H2O。
【详解】A.由图得知,温度在1.8°C~48.1°C析出的是MgSO4·7H2O,故A正确;
B.在67.5°C以上可以析出MgSO4·H2O,因此要得到MgSO4·H2O晶体,应在67.5℃以上蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤后干燥,故B正确;
C.10.54gMgSO4·xH2O晶体中有5.14g无水MgSO4和5.4g水,n(MgSO4):n(H2O)=,因此x=7,故C正确;
D.将MgSO4溶液加热蒸干最后得到的还是硫酸镁固体,故D错误;
答案选D。
8.C
【详解】A.过量铁粉加入稀硝酸,反应生成硝酸亚铁,则充分反应后滴加KSCN溶液无现象,现象、结论均不合理,故A错误;
B.碱溶液能使红色石蕊试纸变蓝,则由操作和现象可知浓氨水呈碱性,但氨气是非电解质,故B错误;
C.将浓硫酸与蔗糖混合搅拌,并用湿润的品红试纸检验产生的气体,蔗糖变黑说明浓硫酸具有脱水性,品红试纸褪色证明生成了二氧化硫,说明浓硫酸具有氧化性,故C正确;
D.溶液中铵根离子水解产生氢离子,促进的水解,的水解程度:①<②,故D错误;
故选C。
9.D
【详解】A.向NaHCO3溶液中加入CaCl2溶液时的离子方程式为:2HCO+Ca2+ =CaCO3↓+CO2↑+H2O,A错误;
B.实验前两溶液中离子种类相同,但除钠离子浓度相同外,其他离子浓度均不同,B错误
C.NaHCO3溶液中只有一半的C元素转化为CaCO3沉淀,所以前者沉淀的量大于后者,C错误;
D.碳酸根的水解程度更大,碱性更强,所以实验前两溶液的pH:前者大于后者,D正确;
综上所述答案为D。
10.D
【详解】A. 对N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH<0反应,增大压强平衡正向移动,所以高压比常压有利于合成NH3的反应,ΔH<0,降温平衡正向移动,所以高温不利于氨的生成,A错误;
B.铁离子水解显酸性,加入少量氢离子能抑制铁离子水解,为了防止引入杂质离子,盐和酸的阴离子相同,则配制硫酸铁溶液要加入少量稀硫酸防水解,故B错误;
C. 恒容容器中反应2SO2+O2 2SO3,当物质全部呈气态时,反应过程中密度始终不变,故密度不变时不能说明达到平衡,故C错误;
D. Na2FeO4中Fe为+6价,极易降低到+3件,则具有强氧化性,可杀菌消毒,D正确;
答案选D。
11.D
【详解】A.0.0100Na2C2O4溶液中存在物料守恒:,则A项正确;
B.由题意知,往Na2C2O4溶液滴加等体积等浓度的HCl溶液恰好以1:1反应,Na2C2O4+HCl= NaHC2O4+NaCl,溶液中的H2C2O4由其酸根离子水解得到,水解程度低,故实验2滴加盐酸过程中:,B项正确;
C.实验2两物质恰好反应,溶液中存在NaHC2O4和NaCl,物质的量之比为1:1,溶液中存在电荷守恒:,可推知成立,C项正确;
D.根据反应Na2C2O4+ CaCl2=CaC2O4↓+2NaCl,反应后剩余一份CaCl2溶液,体积增大一倍,可计算钙离子的浓度为0.005mol/L,则此时所得上层清液中,D项错误;
故答案选D。
12.D
【详解】A.饱和溶液可用于除去中少量的HCl,A不选;
B.NaOH溶液应选用碱式滴定管盛装,B不选;
C.可与水反应,不可用排水集气法收集,C不选;
D.极易溶于水,通的导管不能伸入液面下,饱和NaCl溶液与、反应可制得,D选;
故选D。
13. ④ 10-9mol/L 10-5-10-9mol/L Ⅰ < amol/L
【分析】(1)①CH3COOH是弱电解质,HCl是强电解质,等浓度的两种溶液中盐酸中c(H+)大于CH3COOH中c(H+),据此进行解答;
②溶液的导电能力与离子浓度成正比;
③酸抑制水电离,酸中氢离子浓度越大,其抑制程度越大;
④中和等物质的量的NaOH溶液,消耗酸的体积与酸的浓度成反比;
(2)根据醋酸的电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+ 和电荷守恒来计算;
(3)pH相等的醋酸和盐酸中,加水稀释促进醋酸电离,导致稀释相同的倍数时,醋酸的pH小于HCl;
(4)混合溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),醋酸钠是强碱弱酸盐,其溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则醋酸应该稍微过量;
(5)25℃时,若向氨水中加入稀盐酸至溶液的pH=7,溶液呈中性说明氢离子和氢氧根的浓度一定相等,根据电荷守恒来判断离子浓度大小。
【详解】(1)① CH3COOH是弱电解质,HCl是强电解质,等浓度的两种溶液中盐酸中c(H+)大于CH3COOH中c(H+),所以醋酸的pH大于HCl,故①错误;
②CH3COOH是弱电解质,HCl是强电解质,等浓度的两种溶液中盐酸中离子浓度大于醋酸,溶液的导电能力与离子浓度成正比,所以HCl溶液的导电能力强,故②错误;
③酸抑制水电离,酸中氢离子浓度越大,其抑制程度越大,等浓度的两种酸中,HCl中氢离子浓度大于醋酸,所以由水电离出的c(OH-)醋酸大于盐酸,故③错误;
④中和等物质的量的NaOH溶液,消耗酸的体积与酸的浓度成反比,两种酸的物质的量浓度相等,所以需要酸的体积相等,故④正确;
因此,本题正确答案是:④。
(2)在 pH=5的稀醋酸溶液中, c(H+)=10-5mol/L,则c(OH-)=10-9mol/L,根据醋酸溶液中电荷守恒可以知道: c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),可以看出 c(CH3COO-)= c(H+)- c(OH-)= 10-5-10-9mol/L;
因此,本题正确答案是: 10-9mol/L ,10-5-10-9mol/L。
(3)pH相等的醋酸和盐酸中,加水稀释促进醋酸电离,导致稀释相同的倍数时,醋酸的pH小于HCl,根据图象知,Ⅰ是HCl变化曲线,
因此,本题正确答案是:Ⅰ。
(4)醋酸溶液是弱酸,pH为3的醋酸溶液中,醋酸的浓度大于10-3mol/L, pH=11的NaOH溶液浓度等于10-3mol/L,最后溶液恰好呈中性,则氢氧化钠溶液的体积稍大些,即: Va(5)混合溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),再根据电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=c(OH-)+ c(Cl-)可以知道: c(NH4+)=c(Cl-)= amol/L;
因此,本题正确答案是: amol/L。
【点睛】如果浓度、体积相同的盐酸和醋酸,溶质的总量相等,但是溶液中的氢离子的量盐酸多,但是二者中和氢氧化钠的能力相同;如果氢离子浓度相同、体积相同的盐酸和醋酸,溶液中氢离子的浓度相同,但是溶质的总量醋酸多,醋酸中和氢氧化钠能力大。
14.(1)11
(2)
(3)②③④
(4) I <
(5)中
(6)
【详解】(1)已知室温时,0.1mol·L-1的氨水在水中有1%发生电离,,,则溶液的pH=11。
(2)NH3·H2O的电离方程式为。
(3)①通入少量HCl,氢氧根离子的浓度减小,电离平衡正向移动,铵根离子的浓度增大,则减小;
②升高温度,电离平衡正向移动,氢氧根离子的浓度减小,减小,则增大;
③加少量NaOH固体,氢氧根离子的浓度增大,电离平衡逆向移动,铵根离子的浓度减小,则增大;
④加水,促进电离,铵根离子的浓度减小,则增大;
则要使溶液中值增大,可以采取的措施是②③④。
(4)①0.1mol/L的盐酸的pH=1,则Ⅱ为滴定盐酸的曲线,滴定醋酸的曲线是I。
②盐酸与NaOH溶液恰好反应生成氯化钠溶液,溶液pH=7,HCl的物质的量与NaOH物质的量相等,醋酸与NaOH溶液恰好反应生成醋酸钠溶液,溶液显碱性,若溶液显中性,醋酸应有剩余,则醋酸的物质的量比NaOH物质的量少,则V1<V2。
③M点,加入10mLNaOH溶液,充分反应后,得到的溶液为CH3COOH与CH3COONa等浓度混合的溶液,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,则溶液显酸性,而CH3COOH的电离程度、CH3COO-的水解程度均是微弱的,则各离子的物质的量浓度由大到小的顺序是。
(5)溶液中存在电荷守恒:,又,则,则溶液显中性。
(6)10mL 2mol L-1NaHA溶液与10mL2mol L-1NaOH溶液混合,发生反应,Na2A溶液中,A2-发生水解,,,第一步水解程度大于第二部水解程度,则溶液中各离子浓度大小关系 。
15. S2- O>N>C CO2 NH3 二氧化碳属于分子晶体,分子间作用力小,所以熔沸点低 CO32- + H2OHCO3- + OH- > 2 4 1 2 2 4 0.04NA
【分析】(1)4KSCN + 9H2O(g) → K2CO3 + K2S + 3CO2 + 3H2S + 4NH3所涉及的元素有:K、S、C、N、H、O。
(2)非电解质前提必须是化合物,非电解质在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物。
(3)二氧化碳是共价化合物,电子式为:,其熔沸点低的原因是二氧化碳属于分子晶体,分子间作用力小,所以熔沸点低。
(4)碳酸钾是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液呈碱性。
(5)①根据得失电子守恒和原子个数守恒,配平该反应方程式。
②根据2K2S + 4Ag + O2 + 2H2O = 2Ag2S + 4KOH分析解答。
【详解】(1)4KSCN + 9H2O(g) → K2CO3 + K2S + 3CO2 + 3H2S + 4NH3所涉及的元素有:K、S、C、N、H、O、钾离子和硫离子都是三个电子层,电子层结构相同的离子,核电荷数大,离子半径小,所以离子半径最大的是S2-,属于第二周期元素的有C、N、O、同一周期从左到右,非金属性逐渐增强,非金属性O>N>C,故答案为S2-;O>N>C。
(2)非电解质前提必须是化合物,非电解质在水溶液中和熔融状态下都不导电的化合物,故答案为CO2 、NH3。
(3)二氧化碳是共价化合物,电子式为:,其熔沸点低的原因是二氧化碳属于分子晶体,分子间作用力小,所以熔沸点低,故答案为;二氧化碳属于分子晶体,分子间作用力小,所以熔沸点低。
(4)碳酸钾是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解,溶液呈碱性, CO32- + H2OHCO3- + OH-,由表中数据可知,物质的量浓度均为0.10 mol/L的K2CO3和K2S,K2S溶液的PH值大,所以硫离子水解程度大于碳酸根离子水解程度,c(CO32-)>c(S2—),故答案为 CO32- + H2OHCO3- + OH- ;>。
(5)①根据得失电子守恒和原子个数守恒,配平该反应方程式为:
2K2S + 4Ag + O2 + 2H2O = 2Ag2S + 4KOH,故答案为2 4 1 2 2 4;
②标准状况下224 mL O2的物质的量为0.01mol,2K2S + 4Ag + O2 + 2H2O = 2Ag2S + 4KOH,该反应每消耗1mol O2,转移的电子数为4mol, 故每消耗0.01mol O2,转移的电子数为0.04mol,即0.04NA,故答案为0.04NA。
16.(1)
(2)碱
(3)
(4)CD
(5)
【详解】(1)根据电离常数知,高氯酸的酸性最强,硝酸的酸性最弱。
(2)根据在反应过程中凡能给出质子的分子或离子都是酸,凡能接受质子的分子或离子都是碱,醋酸结合硫酸电离出的氢离子,表现碱性。
(3)液氨电离出和铵根离子,电离方程式为。
(4)电离常数与温度有关,A项错误;加入水,氢离子、醋酸根离子浓度都减小,氢氧根离子浓度增大,比值减小,B项错误;,加水稀释,醋酸根离子浓度减小,比值增大,C项正确;加水稀释,氢氧根离子浓度增大,醋酸根离子浓度减小,比值增大,D项正确。故选CD。
(5)中性溶液中含、,其中,,,,故。
17.(1)强电解质
(2)<
(3)<
(4)CH3COOH+=+CH3COO-
(5)SO2+2OH-=+H2O
(6)酸
(7)ac
【解析】(1)
25 °C时,0.1mol·L-1的HA溶液中=1012,则c(H+)=0.1 mol/L= c(HA),所以HA是强酸,属于强电解质。答案为:强电解质;
(2)
若体积相同pH相同的NaOH溶液和氨水稀释相同倍数,由于氨水稀释后电离程度增大,n(OH-)增大,则氨水的pH比NaOH溶液大,要使稀释后二者pH相等,氨水应再加水稀释,从而得出氨水的稀释倍数更大,所以m<n。答案为:<;
(3)
将pH=2的醋酸和pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合后得到醋酸钠和醋酸的混合溶液,溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH- ),依据电荷守恒c(Na+ )+c(H+)=c(CH3COO-) +c(OH- )可知,溶液中c(Na+ )<c(CH3COO-)。答案为:<;
(4)
由电离常数可知,酸性:H2SO3>CH3COOH>,则醋酸滴入Na2SO3溶液中反应生成醋酸钠和亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为CH3COOH+=+CH3COO-。答案为:CH3COOH+=+CH3COO-;
(5)
向NaOH溶液中通入少量SO2,则反应生成Na2SO3和H2O,反应的离子方程式为SO2+2OH-=+H2O。答案为:SO2+2OH-=+H2O;
(6)
H2SO3的K2=1.02×10-7,的水解常数Kh2=≈6.49×10-13<1.02×10-7,所以在溶液中以电离为主,溶液显酸性。答案为:酸;
(7)
在溶液中,存在以下电荷守恒:c(Na+ )+c(H+ )=2c()+c()+c(OH-)。
a.当溶液呈中性时,c(H+ )=c(OH- ),则c(Na+)=2c()+c(),a正确;
b.依据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),b不正确;
c.当n():n()=1:1时,pH=7.3,则当pH=7时,n()>n(),所以有c(Na+ )>c()>c()>c(H+ )=c(OH- ),c正确;
故选ac。
18.(1) A 水的电离是吸热过程,温度越高,Kw越大
(2)1∶9
(3)后者多
(4)8或4
(5)
【详解】(1)(1)由图象可知,水的离子积为10-14,且水的电离为吸热过程,故答案为A;水的电离是吸热过程,温度越高,Kw越大;
(2)95°C时纯水的pH=6,混合溶液中的pH=7,说明酸碱混合时碱过量溶液呈碱性,pH=9的NaOH溶液c(OH-)=10-3mol/L, pH=4的H2SO4溶液c(H+)=10-4mol/L,设酸的体积为x,碱的体积为y,c(OH-)==10-5mol/L,x:y=1:9,故答案为:1:9;
(3))氢氧化钠为强电解质在水溶液中完全电离,一水合氨为弱电解质在水溶液中部分电离,所以25°C时,等体积的pH=12的NaOH和氨水溶液,氢氧化钠的物质的量小于氨水的物质的量,则与0.1mol/L的盐酸发生中和反应时,恰好完全反应时消耗盐酸的体积氨水多于氢氧化钠,故答案为:后者多;
(4)95°C时Kw=c(H+) c(OH-)=1×10-12,某溶液由水电离出H+的浓度为10-8mol/L,当溶液呈碱性时,c(OH-)=1×10-4mol/L则pH=8,当溶液呈酸性时,c(H+)=10-4mol/L,则pH=4,故答案为:8或4;
(5)①主要是判断三种酸对水的电离的抑制情况,酸电离出的氢离子浓度越大对水的电离抑制程度越大;醋酸是弱酸电离出的H+最少,盐酸完全电离,硫酸电离的的氢离子比盐酸多,故答案为a>c>b;
②醋酸为弱酸,其中还有很多醋酸分子存在,随着与锌反应,醋酸不断电离,所以放出的氢气最多,盐酸与硫酸中氢离子的物质的量相等,所以产生氢气的量相同,故答案为a>b=c。
19.(1) 不变 c(CH3COO- )+c(OH- )=c(H+ )+c(Na+ )
(2) + H2O+OH- Na2CO3 +CaSO4·2H2O =CaCO3 + Na2SO4 +2H2O
(3) 不能 、H2CO3
【详解】(1)K仅是温度的函数,温度不变,所以K=不变;根据电荷守恒可知c(CH3COO- )+c(OH- )=c(H+ )+c(Na+ );
(2)土壤呈碱性的原因是+ H2O+OH-;加入石膏(CaSO4·2H2O)可以使土壤碱性降低,利用了沉淀的转化,方程式为Na2CO3 +CaSO4·2H2O =CaCO3 + Na2SO4 +2H2O;
(3)①+ H2O+CO2=2所以在同一溶液中H2CO3、不能大量共存;
②根据图象可知当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为、H2CO3;
20.(1)大于
(2) 2 0.005mol/L
(3) 大于 0.01mol L-1
【详解】(1)在温度t℃时,某溶液中c(H+)=mol/L,c(OH-)=mol/L,已知a+b=12,则此温度下水的离子键Kw=c(H+)c(OH-)=10-a×10-b=10-(a+b)=10-12>10-14,水的电离是一个吸热过程,故可知t大于25℃,故答案为:大于;
(2)从①中数据可知,未加入盐酸时,Ba(OH)2溶液的pH=12,即c(H+)=10-12mol/L,c(OH-)==0.01mol/L,c[Ba(OH)2]=c(OH-)=0.005mol/L,从③中数据可知,当加入22.00mL即盐酸和氢氧化钡溶液等体积混合时,二者恰好完全反应,溶液呈中性,故有c(HCl)==2c[Ba(OH)2]=0.005mol/L×2=0.01mol/L,则盐酸中c(H+)=0.01mol/L,则pH=-lgc(H+)=-lg0.01=2,故答案为:2;0.005mol/L;
(3)向100mLpH=2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中,加入300mL上述Ba(OH)2溶液,沉淀正好达最大量,硫酸与氢氧化钡反应生成硫酸钡和水,硫酸钠与氢氧化钡反应生成硫酸钡和氢氧化钠,所以反应后有强碱生成,故溶液显碱性,即pH大于7;据题意知原溶液中n()总=n[Ba(OH)2]=0.3L×5×10-3mol L-1=1.5×10-3 mol;
已知原来硫酸的PH=2,则n(H+)=0.001mol,所以n(H2SO4)=n(H+)=5×10-4mol,
原混合液中n(Na2SO4)=n()总-n(H2SO4)=1.5×10-3 mol-5×10-4mol=1×10-3 mol,
所以c(Na2SO4)==mol L-1=0.01mol L-1,故答案为:大于;0.01mol L-1。
21.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)取最后一次洗涤液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则洗涤干净
【分析】锆英砂(主要成分为ZrSiO4,也可表示为ZrO2 SiO2,还含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质)加NaOH熔融,ZrSiO4转化为Na2SiO3和Na2ZrO3,加过量盐酸酸浸,Na2SiO3与HCl生成硅酸沉淀,滤液中含有ZrO2+、Fe3+、Al3+,加氨水调节pH为5.2~6.2,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀,过滤,滤液中主要含有ZrO2+,再加氨水调节pH使ZrO2+转化为Zr(OH)4沉淀,过滤、洗涤,得到Zr(OH)4,加热分解,即可得到ZrO2;
【详解】(1)高温下,ZrSiO4与NaOH反应生成Na2SiO3和Na2ZrO3,其反应的方程式为:;加过量盐酸酸浸,Na2SiO3与HCl生成硅酸沉淀,过滤,滤渣为H2SiO3;故答案为;H2SiO3;
(2)锆英砂中含少量Fe2O3、Al2O3、SiO2等杂质,ZrO2能与烧碱反应生成可溶于水的Na2ZrO3,Na2ZrO3与酸反应生成ZrO2+,滤液Ⅰ中除Na+外还含金属的阳离子有:ZrO2+、Fe3+、Al3+;需用氨水调pH=a,使Fe3+、Al3+转化为氢氧化物沉淀,而ZrO2+不能沉淀,根据表中数据可知:pH在5.2~6.2时Fe3+、Al3+完全沉淀,而ZrO2+不沉淀;故答案为ZrO2+、Fe3+、Al3+;5.2~6.2;
(3)加氨水至pH=b时,ZrO2+与NH3 H2O反应生成Zr(OH)4沉淀,其反应的离子方程式为: ZrO2++2NH3 H2O+H2O=Zr(OH)4↓+2NH4+;
(4)过滤Ⅲ所得滤液中主要含有铵根离子,溶液显酸性,加入CaCO3粉末并加热得到氨气和二氧化碳,其反应的离子方程式为:;故答案为;
(5)沉淀上附着的杂质为氯离子,用稀硝酸和硝酸银来检验洗液中是否含有氯离子即可,其操作为:取最后一次洗涤液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则Zr(OH)4洗涤干净;故答案为取最后一次洗涤液,向其中滴加稀硝酸,再滴加硝酸银溶液,若无沉淀生成,则Zr(OH)4洗涤干净。
22.(1) 2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O H2C2O4+2NaClO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O 反应过程中产生的CO2起到稀释作用
(2) 2ClO2+2I-=2+I2 +4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O 0.675
【详解】(1)氯酸钠氧化浓盐酸制备ClO2,缺点主要是产率低,产品难以分离,还产生毒副产品,这说明反应中有氯气生成,同时根据原子守恒可知一定还产生氯化钠和水,该反应的化学反应方程式为2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液还原氯酸钠,则氧化产物一定是CO2,根据原子守恒可知还有硫酸钠和水生成,所以反应的化学反应方程式为H2C2O4+2NaClO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O。由于反应中有CO2生成,而产生的CO2起到稀释作用,所以此法提高了生产及储存、运输的安全性;故答案为:2NaClO3+4HCl(浓)=2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O;H2C2O4+2NaClO3+H2SO4=Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O;反应过程中产生的CO2起到稀释作用。
(2)①操作Ⅰ中ClO2将I-氧化为I2,反应的离子方程式是2ClO2+2I-=2+I2;故答案为:2ClO2+2I-=2+I2。
②在操作Ⅲ过程中,溶液又呈蓝色,是由于ClO2-在碱性环境中将I-又氧化为I2,I2遇淀粉变蓝色,反应的离子方程式是+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O;故答案为:+4I-+4H+=Cl-+2I2+2H2O。
③根据反应方程式可得关系式是:2ClO2~I2~2。n()=1.0×10 3 mol L 1 × 0.01L=1.0×10 5mol,所以n(ClO2)=1.0×10 5mol;m(ClO2)=1.0×10 5mol×67.5×103 mg mol 1 = 0.675mg。若水样的体积为1.0 L,所以水样中ClO2的浓度是0.675mg÷1L=0.675 mg L 1;故答案为:0.675。
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