专题3《水溶液中的离子反应》
一、单选题(共12题)
1.常温下用0.01mol/LNaOH溶液滴定10 mL 0.01 mol· L-1二元弱酸H2R溶液,所得溶液的pH与或的变化关系如图所示。
下列叙述错误的是
A.曲线L1表示pH与 的变化关系
B.常温下H2R的第二步电离平衡常数Ka2的数量级为10-8
C.水的电离程度:M点<N点
D.0.01 mol· L-1H2R溶液的pH=3. 0
2.在如图所示装置中进行氨的催化氧化实验:往三颈瓶内的浓氨水中不断通入空气,将红热的铂丝插入瓶中并接近液面。反应过程中,可观察到瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热。下列有关说法错误的是
A.此过程中铂丝起到催化剂的作用
B.氨的催化氧化是放热反应
C.实验中将空气改通氧气效果更加明显
D.实验过程中的电离平衡不会发生变化
3.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.0℃,101kPa下,11.2L氢气中质子的数目为NA
B.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移电子数目为6NA
C.常温下,pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA
D.0.2mol苯乙烯完全燃烧,生成CO2的数目为1.6NA
4.向等物质的量浓度的K2S、KOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量。其中主要含硫各粒子(H2S、HS-、S2-)的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与滴加盐酸体积的关系如图所示(忽略滴加过程H2S气体的逸出),已知H2S的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15,1g7.1=0.8513,lg1.3=0.1139,下列说法错误的是
A.曲线A、B、C分别代表S2-、HS-、H2S随盐酸加入量增加时的分布分数改变情况
B.X处的pH=14.1
C.X、Y点对应溶液中水的电离程度大小关系为:X>Y
D.Y点:c(K+)=c(H2S)+c(HS-)+2c(S2-)
5.常温下,将V0mL1.0mol·L-1HX和V0mL1.0mol·L-1HY两种酸溶液分别加水稀释至体积为VmL,稀释液pH与其体积变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.HX和HY均为一元弱酸
B.常温下,浓度均为0.10mol·L-1的NaX和NaY溶液,溶液pH:NaX<NaY
C.M、N两点对应溶液中一定存在:c(Y-)=c(X-)+c(HX)
D.分别往M、N两点对应溶液中滴加1.0mol·L-1NaOH溶液至恰好完全反应,消耗NaOH溶液的体积相等
6.化学与生产、生活、社会密切相关,下列说法正确的是
A.铅笔芯中主要成分为铅元素,故不能咬铅笔头
B.活性炭具有除异味和杀菌作用
C.自来水厂用明矾净水,用Fe2(SO4)3或ClO2均能代替明矾净水
D.ECMO人工肺利用了半透膜的原理,血浆不能通过半透膜
7.下列实验装置(部分夹持装置略)或现象错误的是
A.滴入酚酞溶液 B.吸氧腐蚀 C.钠的燃烧 D.鉴别乙醇和甲醚
A.A B.B C.C D.D
8.图像能直观地反映有关物理量的变化及规律,下列各图像与描述相符的是
A.图1表示SO2氧化反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图2表示0.lmolMgCl2·6H2O在空气中充分加热时固体质量随时间的变化
C.图3表示分别稀释10 mL pH=2的盐酸和醋酸时溶液pH的变化,图中b>l00
D.图4表示平衡2NO2(g)N2O4(g)在t1时迅速将体积缩小后c(N2O4)的变化
9.设为阿伏伽德罗常数的值,下列关于各溶液(25℃)的说法正确的是
A.1L的溶液中的数目为
B.1 L 的NaOH溶液中由水电离出的的数目为
C.1 L 的溶液中由水电离出的的数目为
D.1 L 1 mol L-1的NaF溶液中阴离子的数目小于
10.常温下,向20mL0.1mol L﹣1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1mol L﹣1的NaOH溶液,溶液中由水电离出的OH﹣浓度在此滴定过程的变化如图所示。下列说法错误的是
A.a~d点,a点时水的电离受抑制最强
B.b、c、d三点溶液中离子、分子种类相同
C.c点表示酸碱恰好完全反应,溶液中c(OH﹣)=c(CH3COOH)+c(H+)
D.b、d两点溶液的pH相同
11.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.的溶液:、、、
B.甲基橙呈红色的溶液:、、、
C.的溶液:K+、Na+、、
D.25℃时,由水电离产生的为的溶液中:、、、
12.设pC为溶液中粒子物质的量浓度的负对数,即:pC=-lgC。25℃时,某浓度H2R水溶液中,pC(H2R)、pC(HR-)、pC(R2-)随溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.曲线I表明,c(R2-)随着pH增大而逐渐增大
B.pH=1.3时,3c(R2-)+c(OH-)=10-1.3mol/L
C.常温下,该体系中c2(HR-)/c(R2-)·c(H2R)=1000
D.NaHR水溶液中:c(Na+)>c(HR-)>c(OH-)>c(H+)
二、填空题(共8题)
13.已知在25 ℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为醋酸K=1.75×10-5,次氯酸K=2.95×10-8,碳酸K1=4.30×10-7 K2=5.61×10-11,亚硫酸K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7。
(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式K1= 。
(2)在相同条件下,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中碱性最强的是 。等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各离子浓度大小顺序为 。
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量HCl,下列量会变小的是 (填字母序号,下同)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.醋酸的电离平衡常数
(4)下列离子方程式中错误的是 。
a.少量CO2通入次氯酸钠溶液中:CO2+H2O+ClO-===HCO3-+HClO
b.少量SO2通入次氯酸钙溶液中:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
c.过量CO2通入澄清石灰水中:CO2+OH-===HCO3-
14.按要求书写方程式和填空。
(1)NH4Cl水解 (离子方程式)。
(2)Na2CO3水解 (离子方程式)。
(3)Al2(SO4)3和Na2CO3溶液混合 (离子方程式)。
(4)在粗制CuSO4.5H2O晶体中常含有杂质Fe2+,提纯时为了除去Fe2+,常加入酸化的H2O2溶液作氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,则该反应的离子方程式为
(5)①请写出Na2S溶液中的电荷守恒式
②请写出Na2S溶液中的质子守恒式
③请比较Na2S溶液中的离子浓度大小
(6)下列事实能说明醋酸是弱酸的是 (填序号)。
①醋酸钠溶液中CH3COO-与CH3COOH共存
②常温下,0.1mol/L的醋酸钠溶液的pH值约为9
③等体积、等浓度的硫酸和醋酸溶液与氢氧化钠反应,硫酸溶液消耗的氢氧化钠多
④常温下,0.1mol/L的醋酸的pH值约为4.8
⑤pH=4、体积相等的醋酸和盐酸,与等浓度NaOH溶液充分反应时,醋酸溶液消耗碱液多
15.水溶液中存在离子平衡,请回答下列问题:
(1)水溶液呈 (填“酸”“中”或“碱”)性,原因是 (用离子方程式表示)。
(2)已知T℃时,纯水中,则
①该温度时0.1mol/LNaOH溶液的pH为 。
②该温度下,将pH=2的溶液与pH=9的NaOH溶液按体积比1∶9混合(忽略溶液体积变化),所得混合溶液的pH为 。
③该温度下,若1体积的某强酸溶液与10体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性(忽略溶液体积变化),则混合前,a与b之间应满足的关系是 。
(3)常温下,向25mL的氢氧化钠溶液中逐滴加入0.2mol/L醋酸溶液,滴定曲线如图所示。
①该氢氧化钠溶液的浓度为 mol/L。
②在B点,溶液中离子浓度大小关系为 。
③在D点, (填“<”“>”或“=”)。
16.(1)一定温度下,有a.盐酸;b.硫酸;c.醋酸三种酸,用字母填写下列空格:
①当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 。
②若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(2)常温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出来的H+浓度为 mol·L-1。
(3)在一元强碱MOH溶液中加入一元酸HA溶液,充分反应后,溶液呈中性。甲同学认为溶液中c(A-)=c(M+),而乙同学认为c(A-)和c(M+)是否相等,要看一元酸HA是强酸还是弱酸。你认为 同学的说法正确,理由是 。
(4)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]常用作净水剂,其原理是 (用离子方程式表示)。
(5)将FeCl3溶液蒸干并灼烧,最终得到的固体物质是 (填写化学式)。
17.已知在常温下几种弱电解质的电离常数如下表:(已知pKi=-lgKi)
化学式 H3BO3 C6H5COOH HN3(叠氮酸) (CH3)2NH·H2O
pKi 9.14 4.19 4.7 3.7
回答下列问题:
(1)在H3BO3(硼酸)、C6H5COOH(苯甲酸)、HN3(叠氮酸)三种物质中,酸性最弱的是 (填名称)。
(2)已知H3BO3在水中的电离方程式为H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,则H3BO3是___________(填字母)。
A.一元酸 B.弱酸 C.三元酸 D.含氧酸
(3)(CH3)2NH·H2O在水中的电离类似一水合氨,写出(CH3)2NH·H2O的电离方程式: 。
(4)NaN3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
(5)等物质的量浓度、等体积的C6H5COOH溶液和(CH3)2NH·H2O溶液反应,所得的混合溶液显 性。
(6)常温下,C6H5COOK溶液的水解常数的数量级为 。
18.SO2是造成空气污染的主要原因之一。可以用Na2SO3溶液为吸收液除SO2。
(1)反应的离子方程式是 。
(2)已知NaHSO3溶液显酸性,请结合离子方程式,用盐的水解和电离理论进行解释: 。
(3)在Na2SO3稀溶液中各离子浓度从大到小排列顺序是 。
(4)往Na2SO3稀溶液中加入少量KOH固体完全溶解后(忽略溶解过程中溶液温度变化)溶液中c(Na+):c(SO32-)的比值 (填“变大”、“变小”或“保持不变”)。
19.回答下列问题:
(1)常温下0.1mol/LNH4Cl溶液:
①溶液显酸性,用离子方程式解释: 。
②四种离子浓度大小排序 ;电荷守恒关系 。
③c(Cl-)=c +c =0.1mol/L
④向溶液中滴加氨水至pH=7,则根据电荷守恒,c(NH) c(Cl-)(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)向20mL0.1mol/L氨水中滴加0.1mol/LHClVmL:
①当V=20,反应后溶液的溶质为 ,显 性。
②当pH=7时,V 20。
③V=10时,溶质是NH4Cl和NH3·H2O(1:1),溶液显碱性,c(NH) c(Cl-)。
(3)配制FeCl3溶液时,先将FeCl3溶于浓盐酸,再稀释至指定浓度。结合平衡移动原理说明浓盐酸的作用: 。
20.请按照下列要求回答问题:
(1)电解氯化钠溶液的化学方程式: 。
(2)0.1 mol/L 的碳酸钠溶液中离子浓度由大到小顺序为: 。
(3)浓的 Al2(SO4)3 溶液和浓的小苏打(NaHCO3)溶液混合可用于灭火,请用离子反应方程式表示灭火的原理 。
(4)将25℃下 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液aL与 pH=1的HCl溶液bL 混合,若所得混合液为中性,则 a:b= 。(溶液体积变化忽略不计)。
(5)pH=3 的 NH4Cl 溶液,由水电离出的 c(H+)= 。
(6)常温时,Fe(OH)3 的溶度积常数 Ksp=1×10-38,要使溶液中的 Fe3+沉淀完全(残留的 c(Fe3+)<10-5 mol·L-1),则 溶液的 pH 应大于 。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.根据Ka1=,可得 。根据Ka2 =,可得。因为Ka1大于Ka2,所以则曲线L1表示pH与的变化关系,曲线L2表示pH与的变化关系,A正确;
B.当溶液中c(HR- )=c(R2- )时,曲线L2的=0,pH=7.5,Ka2=c(H+ )=10-pH=10-7.5,常温下H2R的第二步电离平衡常数Ka2的数量级为10-8,B正确;
C.M点时,溶液的pH=5,溶质成分为H2R和NaHR,N点时,溶液的pH=7.5.溶质成分为Na2R和NaHR,故水的电离程度:M点<N点,C正确;
D.当溶液中c(HR- )=c(H2R)时,曲线L1的=0,pH=5,则Ka1=c(H+ )=10-pH=10-5,由于Ka1>>Ka2,0.01 mol· L-1 H2R溶液的c(H+ )≈≈ =10-3.5,pH=3.5,D错误;
综上所述答案为D。
2.D
【分析】由三颈烧瓶中有红棕色气体产生,铂丝始终保持红热可知,三颈烧瓶中发生的反应为浓氨水受热挥发产生的氨气在铂丝做催化剂作用下与空气中的氧气发生催化氧化反应生成一氧化氮和水,反应放出的热量使得铂丝始终保持红热,生成的一氧化氮与氧气反应生成红棕色的二氧化氮。
【详解】A.由分析可知,氨的催化氧化反应中铂丝做反应的催化剂,故A正确;
B.由分析可知,氨的催化氧化反应为放热反应,反应放出的热量使得铂丝始终保持红热,故B正确;
C.若实验中将空气改通氧气,氧气浓度增大,反应速率加快,反应更加剧烈,反应效果会更加明显,故C正确;
D.一水合氨的电离是吸热过程,红热的铂丝使浓氨水的温度升高,电离平衡向右移动,故D错误;
故选D。
3.C
【详解】A.1分子氢气中含有2个质子,0℃,101kPa下,11.2L氢气为0.5mol,则质子的数目为NA,A正确;
B.1molK2Cr2O7被还原为Cr3+转移电子关系为,则转移电子数目为6NA,B正确;
C.没有溶液的体积,不能计算溶液中离子的物质的量,C错误;
D.1分子苯中含有6个碳原子,根据碳原子守恒可知,0.2mol苯乙烯完全燃烧,生成1.6molCO2,二氧化碳分子数目为1.6NA,D正确;
故选C。
4.D
【分析】向等物质的量浓度的K2S、KOH混合溶液中滴加稀盐酸至过量,先发生KOH与盐酸的反应,后发生K2S与HCl反应生成KHS,最后KHS与盐酸反应生成H2S,结合图中曲线可知,A表示S2-的分布分数、B表示HS-的分布分数、C表示H2S的分布分数,Y点时H2S、HS-的分布分数相同,由物料守恒可知3n(S)=n(K),据此分析解题。
【详解】A.由上述分析可知,曲线A、B、C分别代表S2-、HS-、H2S随盐酸加入量增加时的分布分数改变情况,A正确;
B.X点时S2-、HS-的分布分数相同,则c(HS-)=c(S2-),Ka2(H2S)= =c(H+)=7.1×10-15,溶液的pH=-lg7.1×10-15=15-lg7.1=15-0.8513≈14.1,B正确;
C.能水解的盐可促进水的电离,酸可抑制水的电离,X点含能水解的盐,Y点含弱酸,则X、Y点对应溶液中水的电离程度大小关系为:X>Y,C正确;
D.等物质的量浓度的K2S、KOH混合溶液中,由物料守恒可知3n(S)=n(K),则Y点对应溶液中c(K+)与含硫各微粒浓度的大小关系为c(K+)=3[c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)],D错误;
故答案为:D。
5.D
【详解】A.由图示可知,lg+1=1时,即1.0mol·L-1HY溶液pH=0,则HY是强酸,A错误;
B.根据图示,稀释相同倍数,HX的pH变化小,HX是弱酸,酸性HY>HX,常温下,浓度均为0.10mol·L-1的NaX和NaY溶液,溶液pH:NaY<NaX,B错误;
C.M、N两点对应溶液,HY稀释倍数大于HX,所以c(Y-)<c(X-)+c(HX),C错误;
D.M、N两点对应溶液中HX、HY的物质的量相等,分别往M、N两点对应溶液中滴加1.0mol·L-1NaOH溶液至恰好完全反应,消耗NaOH溶液的体积相等,D正确;
故选D。
6.D
【详解】A.铅笔芯中主要成分为碳元素,故A错误;
B.活性炭具有很强的吸附性,能除异味,但不能杀菌,故B错误;
C.自来水厂用明矾净水,用Fe2(SO4)3能代替明矾净水,因为A13+、Fe3+均能发生水解反应,分别生成具有吸附性的氢氧化铝、氢氧化铁胶体,但ClO2具有强氧化性,用于杀菌消毒,不能净水,故C错误;
D.ECMO人工肺利用了半透膜的原理,血浆(属于胶体)不能通过半透膜,故D正确;
故选D。
7.C
【详解】A.碳酸钠和碳酸氢钠在溶液中均发生水解反应使溶液呈碱性,但碳酸钠在溶液中的水解程度大于碳酸氢钠,溶液的碱性强于碳酸氢钠,浓度相同的溶液中分别滴入酚酞溶液后,碳酸钠溶液呈红色,碳酸氢钠溶液呈浅红色,则滴入酚酞溶液能鉴别浓度相同的碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液,故A正确;
B.铁钉在氯化钠溶液中发生吸氧腐蚀导致试管中的气体的物质的量减小,压强减小,插入水在的导管口会形成一段水柱,则题给装置图能验证钢铁的吸氧腐蚀,故B正确;
C.玻璃表面皿不能直接加热,否则会受热不均而炸裂,所以钠的燃烧不能在玻璃表面皿中进行,故C错误;
D.钠和乙醇能缓慢反应生成氢气,金属钠的表面有气泡逸出,钠和甲醚不反应,则题给装置能鉴别乙醇和甲醚,故D正确;
故选C。
8.C
【详解】A.此图中反应物总能量与生成物的总能量差值出现变化,不可能是由于催化剂引起的,催化剂不能改变反应的热效应,A错误;
B.氯化镁为强酸弱碱盐,在空气中加热发生水解生成氢氧化镁,受热分解生成氧化镁,0.1mol氧化镁的质量为4.0g,B错误;
C.醋酸为弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,加水稀释促进醋酸电离,氯化氢是强电解质,完全电离,导致稀释过程中,醋酸中的氢离子浓度大于盐酸,所以pH变化小的为醋酸,且稀释到pH=4,b大于100,C正确;
D.此反应特点为气体体积减小的反应,缩小体积,即增大压强,平衡正向移动,四氧化二氮的浓度变大,D错误;
故选C。
9.B
【详解】A.的溶液中的物质的量浓度为0.01mol/L,则1L该溶液中氢离子的数目为,A错误;
B.NaOH对水的电离起到抑制作用,所以1 L 的NaOH溶液中由水电离出的的数目为,B正确;
C.对水的电离起到促进作用,所以1 L 的溶液中由水电离出的的数目为,C错误;
D.NaF溶液中阳离子数目等于阴离子数目,其中1 L 1 mol L-1的NaF溶液中阳离子的数目包括钠离子和氢离子,大于,所以1 L 1 mol L-1的NaF溶液中阴离子的数目大于,D错误;
故选B。
10.D
【分析】CH3COOH、NaOH的电离会抑制水的电离,二者反应生成CH3COONa,而CH3COONa的水解促进水的电离,所以随着NaOH的加入,水的电离程度逐渐增大,当二者恰好完全反应时,溶质只有CH3COONa,此时水的电离程度达到最大,继续加入NaOH溶液,NaOH的电离开始抑制水的电离。
【详解】A.水电离出的c(OH﹣)越小,则水的电离程度越小,所以a~d点,a点时水的电离受抑制最强,A正确;
B.c点水的电离程度最大,则c点为恰好完全反应的点,溶质为CH3COONa,溶液中含有CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-、Na+和H2O;b点未完全反应,加入10mLNaOH溶液,溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,溶液中含有CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-、Na+和H2O;d点NaOH过量,溶质为CH3COONa和NaOH,溶液中含有CH3COOH、CH3COO-、H+、OH-、Na+和H2O;三点溶液中离子、分子种类相同,B正确;
C.c点加入的NaOH的体积为20mL,此时NaOH和醋酸恰好完全反应,所得溶液为CH3COONa溶液,根据质子守恒可知c(OH﹣)=c(CH3COOH)+c(H+),C正确;
D.d点NaOH过量,溶质为CH3COONa和NaOH,显碱性,b点未完全反应,加入10mLNaOH溶液,溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,显酸性,D错误;
综上所述答案为D。
11.C
【详解】A.具有还原性,而在酸性条件下,具有强氧化性,与在酸性条件下发生氧化还原反应而不能大量共存,故A项不符合题意;
B.使甲基橙呈红色的溶液呈酸性,与H+反应而不能大量共存,故B项不符合题意;
C.的溶液呈碱性,在碱性条件下,这四种离子不发生任何反应,能大量共存,故C项符合题意;
D.由水电离产生的为的溶液可能是酸溶液,也可能是碱溶液,在酸性条件下与H+反应而不能大量共存,在碱性条件下,、与反应生成沉淀而不能大量共存,故D项不符合题意。
答案选C。
12.C
【分析】H2RH++HR-,HR-H++R2-,随pH增大电离平衡正向移动,c(H2R)开始较大,后逐渐减小,c(HR-)先增大后减小,c(R2-)开始较小,后逐渐增大,pC为溶液中粒子物质的量浓度的负对数,C越大pC越小,由图象可知:曲线I是pC(HR-)随溶液pH的变化曲线,曲线II是pC(H2R)随溶液pH的变化曲线,曲线III是pC(R2-)随溶液pH的变化曲线;
【详解】A.从以上分析可知,曲线III表明,c(R2-)随着pH增大而逐渐增大,故A错误;
B.pH=1.3时,c(HR-)=c(H2R),根据电荷守恒c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-)=c(H+)=10-1.3mol/L,由于c(HR-)>c(R2-),所以3c(R2-)+c(OH-)<10-1.3mol/L,故B错误;
C.常温下,该体系中c2(HR-)/c(R2-)·c(H2R)=====1000,故C正确;
D.pH=1.3时,c(HR-)=c(H2R),Ka1==c(H+)=10-1.3,pH=4.3时,c(HR-)=c(R2-),Ka2==c(H+)=10-4.3,NaHR的水解常数Kh===10-12.7,因此,NaHR水解小于电离,溶液显酸性,c(OH-)因此,本题正确答案为C。
13. Na2CO3 c(Na+)>c(HCO3—)>c(CO32—)>c(OH-)>c(H+) a b
【详解】(1)根据电离平衡常数的含义可得碳酸的第一级电离平衡常数表达式K1=;
(2)酸的电离平衡常数越小,则相应的酸根离子结合H+的能力就越强,由于在相同温度下电离平衡常数最小的碳酸的二级电离K2=5.61×10-11,所以在相同条件下,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中碱性最强的是Na2CO3;等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液,由于HCO3—、CO32—都会发生水解反应,而且水解程度HCO3—< CO32—,水解是溶液显碱性,c(OH-)>c(H+);但是盐水解的程度是微弱的,主要还是以盐电离产生的离子存在,所以根据物料守恒可得c(Na+)>c(HCO3—)>c(CO32—)。故溶液中各离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(HCO3—)>c(CO32—)>c(OH-)>c(H+);
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量HCl,a.CH3COO-会结合形成CH3COOH,所以c(CH3COO-)变小,正确;b.由于加入了H+,所以c(H+)会增大;错误;c.醋酸的电离平衡常数只与温度有关,温度不变,所以电离平衡常数就不变,错误;
(4)由于酸性H2CO3>HClO> HCO3—,所以少量CO2通入次氯酸钠溶液中,会发生反应:CO2+H2O+ClO-=== HCO3—+HClO,正确;b.由于HClO有强氧化性,而H2SO3有还原性,所以少量SO2通入次氯酸钙溶液中,会发生氧化还原反应:Ca2++ClO-+SO2+H2O===CaSO4↓+2H++Cl-,错误;c.过量CO2通入澄清石灰水中,发生反应得到可溶性酸式盐,离子方程式是:CO2+OH-=== HCO3—,正确。
14.(1)NH+H2ONH3·H2O+H+
(2)CO+H2OHCO+OH-
(3)3CO+2Al3++3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O
(5) c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-) c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S) c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)
(6)①②④⑤
【详解】(1)NH4Cl中NH水解生成H+,故为NH+H2ONH3·H2O+H+。
(2)Na2CO3中CO水解生成OH-,故为CO+H2OHCO+OH-。
(3)Al2(SO4)3和Na2CO3溶液混合发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应式为3CO+2Al3++3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)H2O2溶液作氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,本身还原为H2O,离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O。
(5)①Na2S溶液中存在Na+、H+、S2-、HS-、OH-,溶液呈电中性可知c(Na+)+c(H+)=2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)。
②Na2S本身不含氢离子和氢氧根,故溶液中所有的氢原子和氢氧根均来自于水且相等,故有:c(OH-)=c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)。
③Na2S溶液中存在S2-+H2O=HS-+OH-(主要),HS-+H2O=H2S+OH-(次要),H2O=H++OH-(最弱),故有c(Na+)>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H+)。
(6)醋酸钠溶液中CH3COO-与CH3COOH共存说明醋酸钠水解,醋酸钠为强碱弱酸盐,则醋酸为弱酸,故选①;0.1molL的CH3COONa溶液的pH约为9,有弱才水解,谁强显谁性,则醋酸为弱酸,故选②;等体积等物质的量浓度的硫酸溶液比等体积等物质的量浓度的CH3COOH溶液消耗的NaOH溶液多,是因硫酸为二元酸,醋酸为一元酸,不能说明醋酸为弱酸,故不选;0.1mol/L的CH3COOH溶液pH约为4.8,说明醋酸电离不完全,存在电离平衡,则说明醋酸为弱酸,故选④;相同体积的pH均等于4的盐酸和CH3COOH溶液,被同一物质的量浓度的NaOH溶液中和,CH3COOH溶液消耗的NaOH溶液多,说明醋酸的浓度大于10-4mol/L,即醋酸为弱酸,故选⑤;故选①②④⑤。
15.(1) 酸
(2) 11 4
(3) 0.1 >
【详解】(1)在水溶液中因铝离子发生水解使溶液呈酸性,离子方程式为 ;
(2)已知T℃时,纯水中,则T℃时Kw=;
①该温度时0.1mol/LNaOH溶液中,所以溶液中,得pH=11;
②pH=2的溶液中,pH=9的NaOH溶液中,设溶液的体积为1L,则氢氧化钠溶液的体积为9L,可知酸过量,所以混合后溶液呈酸性,则,所以溶液的pH=4;
③的某强酸溶液中,的某强碱溶液,若1体积的某强酸溶液与10体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则,解得;
(3)①据图可知未滴加醋酸时,该NaOH溶液的pH为13,则溶液中,所以;
②在B点,溶液显中性,由电荷守恒可得:,所以溶液中离子浓度大小关系为;
③D点加入25mL0.2mol/L的醋酸溶液,则溶液中的溶质为等物质的量的和,电解质溶液呈酸性,,根据电荷守恒,所以。
16. b>a>c c>a>b(或c>a=2b) 1.0×10-13 甲 电荷守恒原理 Al3++3H2OAl(OH)3+3H+ Fe2O3
【详解】(1)①盐酸是一元强酸完全电离,硫酸是二元强酸完全电离,醋酸是一元弱酸存在电离平衡,则根据以上分析可知当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是b>a>c,故答案为:b>a>c;
②根据①分析可知若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是c>a>b(或c>a=2b),故答案为:c>a>b(或c>a=2b);
(2)常温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出来的H+浓度等于溶液中氢氧根离子的浓度,即为,故答案为:1.0×10-13;
(3)根据电荷守恒可知c(OH-)+c(A-)=c(M+)+c(H+),溶液显中性,则c(OH-)=c(H+),所以溶液中c(A-)=c(M+),故答案为:甲;电荷守恒原理;
(4)铝离子水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,所以明矾可作净水剂,水解方程式为Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,故答案为:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+;
(5)氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢,水解吸热,生成的氯化氢易挥发,氢氧化铁灼烧生成氧化铁和水,则将FeCl3溶液蒸干并灼烧,加热促进氯化铁水解,得到氢氧化铁,氢氧化铁灼烧得到氧化铁,最终得到的固体物质是氧化铁,故答案为:Fe2O3。
17.(1)硼酸
(2)ABD
(3)(CH3)2NH·H2O(CH3)2N+OH-
(4)c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)
(5)碱
(6)10-10
【解析】(1)
已知pKi=-lgKi, pKi越大、Ki越小、电离能力越弱,则在H3BO3(硼酸)、C6H5COOH(苯甲酸)、HN3(叠氮酸)三种物质中,酸性最弱的是硼酸。
(2)
A. 已知H3BO3在水中的电离方程式为,则H3BO3是一元酸,A选;
B. 由电离方程式知,硼酸不完全电离,属于弱酸,B选;
C.由A知,硼酸不属于三元酸,C不选;
D.由化学式知,硼酸属于含氧酸,D选;
选ABD。
(3)
(CH3)2NH·H2O在水中的电离类似一水合氨,由可写出(CH3)2NH·H2O的电离方程式:(CH3)2NH·H2O(CH3)2N+OH-。
(4)
HN3(叠氮酸)为弱酸,NaN3溶液因水解呈碱性,则NaN3溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(N)>c(OH-)>c(H+)。
(5)
等物质的量浓度、等体积的C6H5COOH溶液和(CH3)2NH·H2O溶液混合、恰好完全反应得到盐溶液,所得盐的离子C6H5COO-与(CH3)2N均发生水解,pKi:C6H5COOH>(CH3)2NH·H2O,则电离能力C6H5COOH<(CH3)2NH·H2O,越弱越水解,则水解能力:C6H5COO->(CH3)2N,则所得的混合溶液显碱性。
(6)
常温下, C6H5COOH pKi=4.19,则Ka=10-4.19,C6H5COOK溶液水解平衡常数Kh2=,数量级为10-10。
18. SO32-+SO2+H2O=2HSO3- 在亚硫酸氢钠溶液中HSO3-存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+和水解平衡HSO3-+H2OH2SO3+OH-,HSO3-的电离程度强于水解程度,故溶液呈酸性 c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+) 变小
【分析】(1)Na2SO3溶液吸收SO2能生成亚硫酸氢钠;
(2)HSO3-在溶液中既能电离出氢离子,同时HSO3-也能水解生成氢氧根,由于HSO3-的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性;
(3)先写出Na2SO3稀溶液中的所有的电离、水解方程式,比较电离和水解程度的大小,进而比较离子的大小顺序;
(4)利用水解平衡移动进行分析。
【详解】(1)Na2SO3溶液吸收SO2能生成亚硫酸氢钠,反应的离子方程式是SO32- + SO2 + H2O = 2HSO3-,故答案为:SO32- + SO2 + H2O = 2HSO3-;
(2)HSO3-在溶液中既能电离出氢离子HSO3- H+ + SO32-,同时HSO3-也能水解生成氢氧根, HSO3- + H2O OH- + H2SO3,由于HSO3-的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性,故答案为:在亚硫酸氢钠溶液中HSO3-在溶液中既能电离出氢离子,HSO3- H+ + SO32-,同时HSO3-也能水解生成氢氧根,HSO3- + H2O OH- + H2SO3,由于HSO3-的电离程度大于水解程度,所以溶液显酸性;
(3)在Na2SO3稀溶液中,按电离和水解程度的大小顺序依次排列为:Na2SO3 = 2Na+ + SO32-;SO32- + H2O OH- + HSO3-;HSO3- + H2O OH- + H2SO3,H2O OH- + H+,则Na2SO3稀溶液中各离子浓度从大到小排列顺序是c(Na+)> c(SO32-)> c(OH-)> c(HSO3-)> c(H+),故答案为:c(Na+)> c(SO32-)> c(OH-)> c(HSO3-)> c(H+);
(4)在Na2SO3稀溶液中存在SO32-的水解平衡:SO32- + H2O OH- + HSO3-,当加入少量KOH固体后,c(OH-)增大,平衡逆向移动,c(SO32-)增大,c(Na+)不变,则c(Na+) : c(SO32-) 的比值变小,故答案为:变小。
19.(1) c() =
(2) NH4Cl 酸 < >
(3)Fe3+水解的离子方程式为,加入浓盐酸,氢离子浓度增大,水解平衡逆向移动,浓盐酸的作用是抑制Fe3+水解
【详解】(1)①氯化铵是强酸弱碱盐,氯化铵水解使溶液显酸性,氯化铵水解的离子方程式为。
②氯化铵溶液中铵根离子水解使溶液呈酸性,所以;根据电荷守恒,阳离子所带正电荷总数=阴离子所带负电荷总数,电荷守恒关系。
③根据物料守恒c(Cl-)=c()+=0.1mol/L
④向溶液中滴加氨水至pH=7,,则根据电荷守恒,c(NH)=c(Cl-)。
(2)①当V=20,氨水和盐酸恰好反应,溶质为NH4Cl,氯化铵是强酸弱碱盐,氯化铵水解使溶液显酸性。
②根据电荷守恒,当pH=7时,c(NH)=c(Cl-),所以c()+>c(Cl-),V<20。
③V=10时,溶质是NH4Cl和NH3·H2O(1:1),溶液显碱性,,根据电荷守恒,则c(NH)> c(Cl-)。
(3)氯化铁水解的离子方程式为,加入浓盐酸,氢离子浓度增大,水解平衡逆向移动,浓盐酸的作用是抑制Fe3+水解。
20. 2NaCl+2H2O Cl2↑+2NaOH+H2↑ c(Na+) >c(CO32-) >c(OH-) >c(HCO3-) >c(H+) Al3++3HCO3--=Al(OH)3↓+3CO2↑ 10:1 1×10-3mol/L 3
【分析】(1)电解氯化钠溶液的化学方程式: ;
(2)Na2CO3溶液中CO32-水解呈碱性,以此判断溶液中离子浓度大小;
(3)Al2(SO4)3溶液和小苏打(NaHCO3)发生双水解反应;
(4)通过氢离子浓度和氢氧根浓度和水的离子积常数计算体积比;
(5)NH4Cl 溶液中水电离出的 c(H+)等于溶液中氢离子浓度;
(6)通过KSP计算OH-浓度,再利用水的离子积常数计算H+浓度。
【详解】(1)电解氯化钠溶液的化学方程式: ,故答案为:;
(2)Na2CO3溶液中存在: ;则 ,故答案为:;
(3)Al2(SO4)3溶液和 (NaHCO3)发生双水解反应生成氢氧化铝和二氧化碳,离子方程式为: ,故答案为:;
(4)25℃时, ,则pH=12 的 Ba(OH)2溶液c(OH-)=0.01mol·L-1, pH=1的HCl溶液c(H+)=0.1mol·L-1,若所得混合液为中性,则a×c(OH-)=b×c(H+),解得a:b=10:1;
故答案为:10:1;
(5)NH4Cl 溶液中水电离出的 c(H+)等于溶液中氢离子浓度)pH=3,则c(H+)=10-3mol·L-1;
故答案为:1×10-3mol/L;
(6)常温时,Fe(OH)3的溶度积常数KSP=c3(OH-)×c(Fe3+)=1×10-38, c(Fe3+)<10-5 mol·L-1,则c3(OH-)> ==10-33,所以c(OH-)>10-11mol/L,所以pH应大于3;
故答案为:3。
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