第三章水溶液中的离子反应与平衡(含解析)单元检测2023-2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1

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名称 第三章水溶液中的离子反应与平衡(含解析)单元检测2023-2024学年上学期高二化学人教版(2019)选择性必修1
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-01-16 10:55:17

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第三章水溶液中的离子反应与平衡 单元检测
一、单选题(共12题)
1.25℃时100 mL1 mol/L的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ、pH分别为7、8、9下列说法正确的是
A.HX、HY、HZ的酸性依次增强,电离平衡常数依次减小
B.三种溶液所含阴、阳离子的总数依次增多
C.三种溶液均加水稀释到1000 mL,pH分别变为8、9、10
D.2c(X-)-c(Y- )=c(HY)+c(Z-)+c(HZ)
2.下列说法中不正确的是(  )
A.反应CaCO3(s)===CaO(s)+CO2(g)在常温下不能自发进行,则该反应的ΔH<0
B.锅炉中沉积的CaSO4可用饱和Na2CO3溶液浸泡,再将不溶物用稀盐酸溶解除去
C.不能用玻璃瓶来盛装氟化钠水溶液
D.常温下Ksp[Mg(OH)2]=5.6×10-12,pH=10的含Mg2+溶液中,c(Mg2+)≤5.6×10-4mol·L-1
3.Fe3(PO4)2·8H2O可作铁质强化剂,溶于无机强酸。称取1.800g样品用足量的硫酸溶解后,立即用0.1000mol/L KMnO4标准溶液滴定,计算其含量确定产品等级。对于实验的描述正确的是

A.称量:该实验中样品用托盘天平进行称量
B.溶解:按照图①进行KMnO4的溶解
C.定容:沿玻璃棒注入蒸馏水至凹液面与刻度线相切
D.滴定:图②表示用KMnO4标准溶液滴定
4.下列方程式书写正确的是( )
A.HCO的水解方程式:HCO+H2OH3O++CO
B.NaHSO4在水溶液中的电离方程式:HSOH++SO
C.CO的水解方程式:CO+H2OHCO+OH-
D.向Na2CO3溶液中滴入少量稀盐酸,发生反应的离子方程式:2H++CO=H2O+CO2↑
5.为二元弱酸,在25℃时,溶液中及HA-浓度的负对数pc随溶液pH变化的关系如图所示[已知:溶液中始终保持]。下列有关叙述错误的是
A.H2A的Ka1为1.0×10-3
B.b点:
C.由a点到c点的过程中,水的电离程度一直增大
D.NaHA溶液呈碱性
6.山梨酸钾(KA)是一种广普性的食品防腐剂,可由山梨酸(HA)与KOH溶液反应制得。已知KA溶液呈碱性,下列叙述正确的是
A.HA的电离方程式为HA=H++A-
B.常温时,0.01 mol/LKA溶液的pH=12
C.常温时,0.01 mol/LKA溶液加水稀释,pH升高
D.KA水溶液中:c(HA)+c(H+)=c(OH-)
7.常温下,下列各组离子一定能大量共存的是
A.由水电离出的的溶液中:、、、
B.在含大量的溶液中:、、、
C.与Al反应能放出的溶液中:、、、
D.在的溶液中:、、、
8.常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是
A.溶液中:
B.的和混合溶液中:
C.溶液中:
D.等物质的量浓度的和混合溶液中:
9.下列说法正确的是
A.弱酸电离平衡向右移动,其电离平衡常数一定增大
B.相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数不同
C.相同温度下,电离平衡常数越小,表示弱电解质的电离能力越弱
D.相同温度下,弱电解质的电离平衡常数越大,则其溶液中的离子浓度越大
10.下列离子可以在指定条件下大量共存的是
A.电解饱和食盐水后的溶液:Ba2+ 、F-、、Ca2+
B.常温下,= 1012的溶液:I-、Fe2+ 、、
C.1 mol·L-1的盐酸:Pb2+、、Ag+、
D.使酚酞变红的溶液:Na+、K+ 、CH3COO-、
11.下列物质转化过程中的颜色变化与氧化还原反应有关的是
A.向酸性K2Cr2O7溶液中通入乙醇蒸气,溶液由橙色变为绿色
B.向CuSO4溶液 中加入过量氨水,溶液最终变为深蓝色
C.向AgC1悬浊液中加入Na2S溶液,产生黑色沉淀
D.向品红溶液中通入SO2,溶液红色褪去
12.类比pH,定义pC=-lgC,已知琥珀酸(CH2COOH)2(以H2A表示)为二元弱酸,常温下,向1L0.1mol/L的H2A溶液中加入氢氧化钠固体,得到混合溶液的pH与pC(H2A、HA-、A2-)的关系如图所示(不考虑溶液体积和温度的变化),下列说法正确的是
A.曲线I、II、III分别代表的粒子为A2-、H2A、HA-
B.向pH=4.19的溶液中加NaOH至溶液pH=5.57的过程中水的电离程度逐渐减小
C.滴定过程中=101.38保持不变
D.c(Na+)=0.1mol/L时,溶液满足c(Na+)>c(HA-)>c(H2A)>c(A2-)
二、填空题(共9题)
13.室温下,有一pH为12的NaOH溶液100 mL,如果将其pH降为11,则:
(1)若用蒸馏水应加入 mL。
(2)若用pH=2的盐酸,应加入 mL。
(3)若用pH=10的NaOH溶液,应加入 mL。
(4)常温下,将pH=1的硫酸平均分成两等份,一份加入适量水,另一份加入与该硫酸物质的量浓度相等的氢氧化钠溶液,两者pH都升高了1,则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为
(5)现有2.0×10-3mol·L-1的HF溶液,调节溶液pH,测得25℃时平衡体系中c平(F-)、c平(HF)与溶液pH的关系如图所示:
25℃时,HF的电离平衡常数Ka(HF)= 。此温度下,等物质的量浓度的HF和NaF溶液呈 (填酸性,碱性或中性,无法确定),理由是 简单计算加文字说明)
14.弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶物的溶解平衡均属于化学平衡。
(1)已知H2A在水中存在以下平衡:H2AH++HA-,HA-H++A2-。
①NaHA溶液 (选填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“无法确定”)。
②某温度下,0.1 mol/L的NaHA溶液,下列关系中,一定正确的是 。
A.c(H+)·c(OH-)=1×10―14 B.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)
C.c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A) D.c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)
③常温下,pH=3的H2A溶液中由水电离出的c(H+)= mol/L
(2)已知常温下,H2A的钙盐(CaA)饱和溶液中存在以下平衡:CaA(s)Ca2+(aq)+A2-(aq) △H>0。
①降低温度时,Ksp (填“增大”、“减小”或“不变”,下同)。
②滴加少量浓盐酸,c(Ca2+) 。
③测得25℃时,CaA的Ksp为2.0×10-11,常温下将10 g CaA固体投入100 mL CaCl2溶液中,充分搅拌后仍有固体剩余,测得溶液中c(Ca2+)=0.1 mol/L,则溶液中c(A2-)= mol/L
15.分铈、铬、钛、镍虽不是中学阶段常见的金属元素,但在工业生产中有着重要作用。
(1)二氧化铈 (CeO2)在平板电视显示屏中有着重要应用。CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2在该反应中作 剂。
(2)自然界Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬。完成并配平下列离子方程式:
Cr2O72-+ SO32-+ = Cr3++ SO42-+ H2O
(3)钛(Ti)被誉为“二十一世纪的金属”,工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,该反应的化学方程式是 。
(4)NiSO4·xH2O是一种绿色易溶于水的晶体,广泛用于镀镍、电池等,可由电镀渣(除镍外,还含有铜、锌、铁等元素)为原料获得。操作步骤如下:
①向滤液Ⅰ中加入FeS是为了除去Cu2+、Zn2+等杂质,除去Cu2+的离子方程式为 。
②对滤液Ⅱ先加H2O2再调pH,调pH的目的是 。
③滤液Ⅲ溶质的主要成分是NiSO4,加Na2CO3过滤后,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这两步操作的目的是 。
16.电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡,请回答下列问题。
(1)已知部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 HCOOH HCN H2CO3
电离平衡常数(25℃) Ka=1.77×10-4 Ka=5.0×10-10 Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11
①HCOONa、NaCN、NaHCO3、Na2CO3这4种溶液中阴离子结合质子能力最强的是 。
②体积相同、c(H+)相同的三种酸溶液①HCOOH;②HCN;③H2SO4分别与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是(填序号) ;
(2)一定浓度的NaCN溶液pH=9,用离子方程式表示呈碱性的原因是 ;此时c(HCN)/c(CN-)= 。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×l0-9,现将浓度为5.6×l0-4mol/LNa2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,则生成CaCO3沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为 mol/L。
17.某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:H2A=H++HA-、HA- H++A2-,试完成下列问题:
(1)Na2A溶液显 填(“酸性”“中性”或“碱性”)。理由是(用离子方程式表示) 。
(2)NaHA溶液pH 7(填“大于”“小于”或“等于”),试分析原因是
(3)在0.1mol L-1的Na2A溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是___________
A.c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol L-1
B.c(OH-)=c(H+)+c(HA-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)
D.c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)
18.在常温下,下列五种溶液:
①0.1mol/L NH4Cl
②0.1mol/L
③0.1mol/L
④0.1mol/L NH3 H2O和0.1mol/L NH4Cl混合液
⑤0.1mol/L NH3 H2O
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是 (用离子方程式表示);
(2)在上述五种溶液中,最小的是 ;c()最小的是 (填序号);
(3)比较溶液②、③中c()的大小关系是② ③(填“>”、“<”或“=”);
(4)在溶液④中, 离子的浓度为0.1mol/L;NH3 H2O和 离子的物质的量浓度之和为0.2mol/L;
(5)常温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度 (填“>”、“<”或“=”) 的水解程度,CH3COO-与浓度的大小关系是:c(CH3COO-) c()(填“>”、“<”或“=”) 。
19.盐酸、醋酸和碳酸是化学实验和研究中常用的几种酸。已知室温下:Ka(CH3COOH)=1.7×10-5 mol·L-1;H2CO3的电离常数Ka1=4.2×10-7mol·L-1 、 Ka2=5.6×10-11mol·L-1
(1)①请用离子方程式解释碳酸氢钠水溶液显碱性的原因 。
②常温下,物质的量浓度相同的下列四种溶液:
a、碳酸钠溶液 b、醋酸钠溶液 c、氢氧化钠溶液 d、氢氧化钡溶液
其pH由大到小的顺序是: (填序号)。
(2)某温度下,pH均为4的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,其pH随溶液体积变化的曲线图中a、b、c三点对应的溶液中水的电离程度由大到小的顺序是 ;该醋酸溶液稀释过程中,下列各量一定变小的是 。
a.c(OH-) b.c(H+)
c.
d.
(3)以0.10 mol·L-1NaOH为标准液,测定某盐酸的浓度。取20.00 mL待测盐酸溶液放入锥形瓶中,并滴加2~3滴酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2~3次,记录数据如下。
实验编号 氢氧化钠溶液的浓度 (mol·L-1) 滴定完成时,氢氧化钠溶液滴入的体积(mL) 待测盐酸的体积(mL)
1 0.10 24.12 20.00
2 0.10 23. 88 20.00
3 0.10 24.00 20.00
①滴定达到终点的标志是 。
②根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为 。
(4)在t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10-b mol·L-1,已知a+b=13,则:
①该温度下水的离子积常数Kw= mol2·L-2。
②在该温度下,将100mL0.1 mol·L-1的稀H2SO4与100mL0.4 mol·L-1的NaOH溶液混合后,溶液的pH= 。
20.回答下列问题
(1)反应I2O5(s)+5CO(g)5CO2(g)+I2(s)的平衡常数表达式为 。
(2)碳酸钠溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示)
(3)已知常温下H2A的Ka1=2.7×10-6,Ka2=6.3×10-10,则NaHA溶液中水的电离程度 纯水中水的电离程度(填“>”“<”或“=”)。
(4)反应3ClO-(aq)(aq)+2Cl-(aq)在室温下能自发进行。
①T°C时,该反应的平衡常数K=3.2×103.若某混合溶液中(Cl-)=0.5mol·L-1,c(ClO-)=0.24mol·L-1,c()=0.32mol·L-1,则v(正) v(逆)(填“>”“<”或“=”)。
②已知基元反应mA+nB→pC+qD的速率方程为v=kcm(A)cn(B)(k为只与温度有关的速率常数),一般反应的速率由基元反应中的慢反应决定,反应3ClO-(aq)(aq)+2Cl-(aq)可能的机理有如下几种:
I、3C1O-→+2Cl-
II、ClO-→Cl-+O(慢)、O+ClO-→Cl-+O2(快)、C1O-+O2→(快)
III、ClO-+ClO-→+Cl-(慢)、ClO-+→+Cl-(快)
则机理II的中间体是 。若反应3ClO-(aq)(aq)+2Cl-(aq)的速率方程为v=kc2(ClO-),则该反应的历程可能是 (填标号)。
21.查阅资料,HClO4和HCl均为一元强酸,且前者酸性远远大于后者。但在室温下,同浓度时,二者的pH相同。这是由于水夺取H+的能力过于强大,将酸的强度“拉平”了。而在非水溶剂甲基异丁酮中,由于其较弱的H+结合能力,能将HClO4与HCl的酸性“区分”开。
“滴定法”测定KClO3产品纯度:
i.称取KClO3样品(杂质只有KClO4)0.8735g,在坩埚中加热至400℃,发生反应4KClO3KCl+KClO4。
ii.冷却,经一系列处理后,得到HClO4和HCl的混合液体。
iii.将混合液溶于非水溶剂甲基异丁酮中,用1mol L-1的标准溶液氢氧化四丁基铵(一元碱)的异丙醇溶液进行滴定,滴定结果数据如图所示,则杂质的质量分数为 %(保留三位有效数字)。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【分析】1 mol/L的三种盐溶液NaX、NaY、NaZ,pH分别为7、8、9,则X-不发生水解,Y-、Z-都能发生水解,所以HX为强酸,HY、HZ为弱酸,且酸性HY>HZ。
【详解】A.由以上分析可知,HX、HY、HZ的酸性依次减弱,HX为强酸,A不正确;
B.因为X-不发生水解,Y-、Z-都能发生水解,则溶液中c(H+)依次减小,而溶液中所含阴、阳离子的总物质的量浓度为2c(Na+)+ c(H+),所以三者离子总数依次减小,B不正确;
C.三种溶液均加水稀释到1000 mL,NaX溶液的pH仍为7,NaY、NaZ溶液的pH分别小于8、小于9,C不正确;
D.在溶液中c(X-)=c(Na+),c(Y- )+c(HY)=c(Na+),c(Z-)+c(HZ)=c(Na+),所以2c(X-) =c(HY)+c(Z-)+c(HZ)+c(Y- )=2 c(Na+),从而得出2c(X-)-c(Y- )=c(HY)+c(Z-)+c(HZ),D正确;
故选D。
2.A
【详解】A、由方程式可以知道,如反应能自发进行,则应满足,而常温下不能进行,则,A错误;
B、长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率;水垢中含有的,可先用溶液处理,与生产更难溶的沉淀,使的沉淀溶解平衡向右移,使之转化为疏松、易溶于酸的,而后用酸除去, B正确;
C、氟化钠水解生成氢氟酸,玻璃成分中有二氧化硅,氢氟酸与二氧化硅反应,所以不能用玻璃瓶来盛装氟化钠水溶液,C正确;
D、Ksp[Mg(OH)2]=c(Mg2+)×c2(OH-)=5.6×10-12, pH=10,c(OH-)=10-4mol/L,带入上式可得:浓度积为c(Mg2+)×(10-4)2≤5.6×10-12,c(Mg2+)≤5.6×10-4mol·L-1;D正确;
正确选项A。
3.D
【详解】A.需要1.800样品,不能用托盘天平进行称量,它只能精确到0.1g,A错误;
B.不能在容量瓶中溶解固体,B错误;
C.在定容时,沿玻璃棒注入蒸馏水至刻度线2-3cm处时,换用胶头滴管滴加,C错误;
D.滴定时,标准溶液高锰酸钾溶液装在酸式滴定管中,D正确;
故选D。
4.C
【详解】A.HCO水解生成H2CO3和OH-,水解方程式为HCO+H2OOH-+H2CO3,A错误;
B.NaHSO4在水溶液中完全电离,电离方程式为NaHSO4=Na++H++SO,B错误;
C.CO水解生成HCO和OH-,水解方程式为CO+H2OHCO+OH-,C正确;
D.向Na2CO3溶液中滴入少量稀盐酸,发生反应的离子方程式:H++CO=HCO,D错误;
答案选C。
5.D
【分析】pH为0时,溶液中主要是H2A,以H2A的一级电离为主,故c(HA-)=10-4mol/L,ab所在曲线为HA-的曲线,另一条线为A2-的曲线,c(H2A)近似为0.1mol/L, 。
【详解】A.由分析可知,Ka1=10-3,A正确;
B.b点溶液显酸性,氢氧根浓度很小,根据图知,c(HA-)>c(A2-),故c(HA-)>c(A2-)>c(OH-),B正确;
C.由a点经b点到c点的过程中,溶液一直呈酸性,且酸性越来越弱,酸抑制水电离程度越来越弱,故水的电离程度一直增大,C正确;
D.pH=4.4时,c(HA-)=c(A2-),故,HA-的水解平衡常数,故NaHA溶液显酸性, D错误;
故选D。
6.D
【详解】A.KA可由山梨酸(HA)与KOH溶液反应制得,由KA溶液呈碱性,结合KOH是一元强碱,可知KA是强碱弱酸盐,A-水解使溶液显碱性,因此说明HA是一元弱酸,故HA的电离方程式为:HAH++A-,A错误;
B.常温时,A-水解平衡常数、HA的电离平衡常数不知,不能计算0.01 mol/LKA溶液的pH,B错误;
C.常温时,0.01 mol/LKA溶液加水稀释,促进A-的水解,溶液中氢氧根离子浓度减小,溶液pH减小,C错误;
D.KA水溶液中存在质子守恒,c(HA)+c(H+)=c(OH-),D正确;
故合理选项是D。
7.D
【详解】A.由水电离的c(H+)=1×10﹣11mol L﹣1的溶液中存在大量的H+或OH﹣,Mg2+、离子与氢氧根离子反应,离子与氢离子反应,在溶液中一定不能大量共存,故A错误;
B.在含大量的溶液中,与不能大量共存,故B错误;
C.加入铝粉产生H2的溶液中存在大量的H+或OH﹣,Al3+、与氢氧根离子反应,与氢离子反应,且与会发生强烈双水解,在溶液中一定不能大量共存,故C错误;
D.的溶液中存在大量氢氧根离子,所给离子组都不与氢氧根离子反应,在溶液中能够大量共存,故D正确;
故选D。
8.B
【详解】A.溶液中存在质子守恒,故A错误;
B.的和混合溶液中,氢离子和氢氧根离子浓度相等,电荷守恒为,则,故B正确;
C.为强酸弱碱盐,溶液显酸性,,故C错误;
D.等物质的量浓度的和混合溶液中,存在物料守恒,,即2c(Na+)=3c(S2-)+3c(HS )+3c(H2S),故D错误;
答案选B。
9.C
【详解】A. 若温度不变,则弱酸的电离平衡常数不变,若升高温度,则弱酸的电离平衡常数增大,A项错误;
B. 电离平衡常数只与温度有关,相同温度下,不同浓度的同一弱电解质,其电离平衡常数相同,B项错误;
C. 相同温度下,电离平衡常数越小,未电离的弱电解质越多,表示弱电解质的电离能力越弱,C项正确;
D. 溶液中的离子浓度不仅与电离平衡常数有关,也与弱电解质的浓度有关,D项错误;
故选C。
10.D
【详解】A.电解饱和食盐水生成氯气、氢气和氢氧化钠,溶液为碱性,碳酸氢根与氢氧根反应生成碳酸根,与钡离子和钙离子也不能存在,A错误;
B.常温下,= 1012的溶液呈酸性,酸性条件下硝酸根具有强氧化性,与亚铁离子和碘离子不能存在,B错误;
C.盐酸溶液中含氯离子和氢离子,、Ag+、都不能存在,C错误;
D.使酚酞变红的溶液中Na+、K+、CH3COO-、能共存,D正确;
故选D。
11.A
【详解】A.酸性K2Cr2O7具有强氧化性,能将乙醇氧化而其本身被还原为绿色的三价铬,与氧化还原反应有关,故A选;
B.向CuSO4溶液 中加入氨水,先发生复分解反应生成蓝色沉淀氢氧化铜,继续加入过量氨水,氢氧化铜和氨水反应生成深蓝色的四氨合铜离子,反应过程中发生的反应都没有化合价变化,不是氧化还原反应,故B不选;
C.向AgC1悬浊液中加入Na2S溶液,由于Ag2S的溶解度远远小于AgCl,所以AgCl会转化为黑色的Ag2S沉淀,该反应不是氧化还原反应,是沉淀的转化反应,故C不选;
D.向品红溶液中通入SO2,SO2和品红发生直接的结合反应使溶液红色褪去,该反应不是氧化还原反应,故D不选;
故选A。
12.C
【详解】A.随碱性增强c(H2A)逐渐减小,pC值逐渐增大,即曲线Ⅲ代表H2A,c(HA-)先增大后减小,pC值先减小后增大,即曲线Ⅰ代表HA-,c(A2-)逐渐增大,pC值逐渐减小,即曲线Ⅱ代表A2-,A项错误;
B.pH=4.19的溶液中加氢氧化钠至溶液pH=5.57,溶液碱性逐渐增强,水的电离程度在逐渐增大,B项错误;
C.,,,C项正确;
D.当c(Na+)=0.1mol/L时,加入了0.1mol的氢氧化钠固体,此时溶液中溶质为NaHA,根据,电离大于水解,则有c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A),D项错误;
答案选C。
13.(1)900
(2)81.8
(3)1000
(4)6∶1
(5) 4.010-4 酸性 Ka(HF)===4.010-4;,故25℃时,等物质的量浓度的HF和NaF溶液中HF的电离程度大于F-的水解程度,混合溶液呈酸性
【详解】(1)pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为0.01mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L,设加入水的体积是V2,c1V1=c2(V1+V2)=0.01mol/L×0.1L=(0.1+V2)L,V2==0.9L=900mL,故答案为:900;
(2)pH=2的 HCl溶液中氢离子浓度为0.01mol/L,设加入盐酸的体积为V,c(OH-)==0.001mol/L,解得:V=81.8mL;
(3)pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L,pH=10的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.0001mol/L,设加入pH=10的NaOH溶液体积是V2,c1V1+c2V2=c3(V1+V2)=0.01mol/L×0.1L+0.0001mol/L×V2=0.001mol/L(0.1+V2),解得:V2=1L=1000mL,故答案为:1000;
(4)设每份硫酸的体积为1L,pH=1的硫酸溶液中c(H+)=0.1mol/L,c(H2SO4)=×c(H+)=0.05mol/L,pH升高了1,则溶液中c(H+)=0.01mol/L。当加水稀释时,设加入水的体积为xL,根据溶液稀释前后溶质的物质的量不变,则1L×0.1mol/L=(1+x)L×0.01mol/L,解得:x=9。加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液时,设加入氢氧化钠的体积为yL,则有:(1L×0.1mol/L-yL×0.05mol/L)=0.01mol/L×(1+y)L,解得:y=;则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为9∶=6∶1;
(5)由图可知:pH=4时,c(H+)=110-4mol/L,c(F-)=1.610-3 mol/L,c(HF)=4.010-4mol/L,由电离平衡常数的定义可知,Ka(HF)===4.010-4,故答案:==4.010-4;,故25℃时,等物质的量浓度的HF和NaF溶液中HF的电离程度大于F-的水解程度,混合溶液呈酸性。
14. 无法确定 D 10-11 减小 增大 2.0×10-10
【详解】(1)①HA-的电离溶液呈酸性,HA-的水解溶液呈碱性,但不能确定HA-的电离程度和水解程度的大小,所以酸碱性无法确定;
②A、水的离子积常数与温度有关,温度越高,水的离子积常数越大,温度未知,所以水的离子积常数也未知,选项A错误;
B、根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),选项B错误;
C、在NaHA溶液中HA-的电离使溶液呈酸性,HA-的水解使溶液呈碱性,但不能确定HA-的电离程度和水解程度的大小,所以酸碱性无法确定, c(A2-)、c(H2A)大小无法确定,选项C错误;
D、由溶液的物料守恒可知c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),选项D正确;
答案选D;
③常温下,H2A溶液的pH=3,酸的电离抑制水的电离,c(H+)=1.0×10-3mol/L,c(OH-)=1.0×10-11mol/L,水电离产生的氢离子浓度等于水电离产生的氢氧根离子浓度,故水电离出氢离子浓度1.0×10-11mol/L;
(2)①已知CaA(s) Ca2+(aq)+A2-(aq)△H>0,降低温度,抑制难溶物的电离,所以导致溶度积常数减小;
②已知H2A在水中存在以下平衡:H2A H++HA-,HA- H++A2-,则该酸为弱酸,加盐酸发生反应:A2-+H+ HA-,A2-浓度减小,CaA的溶解平衡向右移动,n(Ca2+)显著增大,而溶液体积变化不大,所以c(Ca2+)增大;
③测得25℃时,CaA的常温下将10 g CaA固体投入100 mL CaCl2溶液中,已知c(Ca2+)=0.1 mol/L,Ksp= c(Ca2+)×c(A2-)=2.0×10-11,则溶液中c(A2-)==2.0×mol/L。
15. 氧化 1 3 8H+ 2 3 4 4Na+TiCl4Ti+4NaCl FeS+Cu2+=CuS+Fe2+ 除去Fe3+ 增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)
【详解】(1)CeO2在稀硫酸和H2O2的作用下可生成Ce3+,CeO2中的Ce是+4价,在H2O2的作用下可生成Ce3+,因此发生还原反应,CeO2在该反应中作氧化剂;故答案为氧化;
(2)自然界中Cr主要以+3价和+6价存在。+6价的Cr能引起细胞的突变,可以用亚硫酸钠将其还原为+3价的铬,根据得失电子相等,Cr2O72-与SO32-的物质的量之比是1:3;反应的离子方程式:Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;故答案为Cr2O72-+3SO32-+8H+=2Cr3++3SO42-+4H2O;
(3)工业上在550℃时用钠与四氯化钛反应可制得钛,四氯化钛被钠还原为钛,反应的化学方程式为:4Na+TiCl4Ti+4NaCl;故答案为4Na+TiCl4Ti+4NaCl;
(4)①FeS除去Cu2+的反应是沉淀的转化,即FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;故答案为FeS+Cu2+=CuS+Fe2+;
②对滤液Ⅱ加H2O2的目的是将Fe2+氧化Fe3+,然后调pH沉淀Fe3+;故答案为氧化Fe2+,除去Fe3+;
③NiSO4与Na2CO3反应生成NiCO3沉淀,而后过滤,再加适量稀硫酸溶解又生成NiSO4,这样可提高NiSO4的浓度,有利于蒸发结晶;故答案为增大NiSO4的浓度,利于蒸发结晶(或富集NiSO4)。
16. Na2CO3 ②>①>③ CN- +H2OHCN+OH- 2 2×10-5
【详解】(1)①由表格提供的电离常数可知,酸性HCOOH> H2CO3> HCN>HCO3-;根据酸性越弱对应酸根离子水解能力越强,也就是结合质子的能力越强原理可知,水解能力CO32->CN-> HCO3->HCOO-,故阴离子结合质子能力最强的是Na2CO3;
正确答案:Na2CO3。
②c(H+)相同的三种酸溶液①HCOOH;②HCN;③H2SO4 根据电离常数可知,物质的量浓度C(HCN)>C(HCOOH),HCN和HCOOH浓度远远大于硫酸,所以当体积相同时,与同浓度的NaOH溶液完全中和,消耗NaOH溶液的体积由大到小的排列顺序是②>①>③;
正确答案:②>①>③
(2)一定浓度的NaCN溶液pH=9,呈碱性的原因是CN- +H2OHCN+OH- ;根据可得c(HCN)/c(CN-)=C(H+)/Ka(HCN)=10-9/(5.0×10-10)=2;
正确答案:CN- +H2OHCN+OH- 2 。
(3)已知CaCO3的Ksp=2.8×l0-9,现将浓度为5.6×l0-4mol/LNa2CO3溶液与CaCl2溶液等体积混合,C(CO32-)= ×5.6×l0-4=2.8×l0-4mol/L,根据Ksp=2.8×l0-9=C(Ca2-)×C(CO32-)可知。C(Ca2-)=(2.8×l0-9)/(2.8×l0-4)= l0-5 mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小浓度为混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小浓度为2×l0-5 mol/L;
正确答案:2×l0-5 。
17.(1) 碱性 A2-+H2OHA-+OH-
(2) 小于 H2A第一步完全电离,HA-离子不发生水解,只发生电离溶液显酸性
(3)ABC
【详解】(1)H2A第一步完全电离、第二步部分电离,则HA 只能电离不能水解,说明A2-离子水解而HA-不水解,且HA-是弱酸,则Na2A溶液呈碱性,其水解方程式为:A2-+H2OHA-+OH-,故答案为:碱性;A2-+H2OHA-+OH-;
(2)NaHA溶液pH小于7,原因是H2A第一步完全电离,HA-离子不发生水解,只发生电离溶液显酸性,故答案为:小于;H2A第一步完全电离,HA-离子不发生水解,只发生电离溶液显酸性;
(3)A.根据原子守恒,应该为c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol L-1,A项正确;
B.H2A第一步完全电离,所以溶液中不存在H2A,溶液中存在质子守恒,根据质子守恒得c(OH )=c(H+)+c(HA ),B项正确;
C.根据电荷守恒得,C项正确;
D.根据物料守恒得,D项错误;
故答案为:ABC。
18. 酸 +H2ONH3 H2O+H+ ③ ⑤ < Cl- = =
【详解】(1)溶液①0.1mol/L NH4Cl中铵根离子水解,+H2O NH3 H2O+H+,溶液显酸性,故答案为酸;+H2ONH3 H2O+H+;
(2)相同浓度的这几种溶液中,pH:碱溶液>碱溶液和盐溶液>中性溶液>强酸弱碱盐溶液>强酸酸式盐溶液,①③溶液呈酸性且酸性①<③,②溶液呈中性,④⑤溶液呈碱性但碱性④<⑤,所以溶液pH最小的是③;H+抑制水解,CH3COO-促进水解,c()最小的是弱电解质一水合氨溶液⑤,故答案为③;⑤;
(3)H+抑制水解,CH3COO-促进水解,②中醋酸根离子促进铵根离子水解、③中氢离子抑制铵根离子水解,所以c()②<③,故答案为<;
(4)在溶液④中,存在物料守恒,根据物料守恒得c(Cl-)=0.1mol/L,c(NH3 H2O)+c()=0.2mol/L,故答案为Cl-;;
(5)醋酸铵是弱酸弱碱盐,常温下,测得溶液②的pH=7,溶液呈中性,则CH3COO-的水解程度等于的水解程度,溶液呈中性c( OH-)=c( H+),根据电荷守恒得c(CH3COO-)=c(),故答案为=;=。
19.(1) dcab
(2) b=c>a bd
(3) 滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色 0.12 mol·L-1
(4) 10-13 12
【详解】(1)①碳酸氢钠中碳酸氢根离子水解程度大于电离程度而导致其溶液呈碱性,碳酸氢根离子水解方程式为:;
②氢氧化钠是一元强碱,氢氧化钡是二元强碱,水解程度大于CH3COO-,所以pH大到小顺序是:dcab;
(2)pH相等的醋酸和盐酸溶液中,氯化氢完全电离,加水稀释促进醋酸电离,所以稀释相同的倍数后,pH变化大的是盐酸,变化小的是醋酸,根据图像知,I是盐酸稀释时的pH变化曲线;酸抑制水电离,酸的酸性越强,水的电离程度越小,所以溶液体积越大,水的电离程度越大,则水的电离程度由a、b、c三点溶液中水的电离程度由大到小的顺序是b=c>a;
加水稀释醋酸,促进醋酸电离,溶液中除了氢氧根离子、水分子外,所有微粒浓度都减小,
a.温度不变,水的离子积常数不变,c(H+)减小,则c(OH-)增大,a错误;
b.溶液中c(H+)减小,b正确;
c.=Kh不变,温度不变,水解常数不变,则不变,c错误;
d.加水稀释促进醋酸电离,则氢离子个数增大,醋酸分子个数减小,所以减小,d正确;
故答案为bd;
(3)①由已知浓度的碱滴定未知浓度的酸,酚酞指示剂在酸溶液中,是无色的,随着碱的量的滴加,酸性减弱,滴入最后一滴NaOH溶液,溶液由无色恰好变成浅红色且半分钟内不褪色,酸碱中和恰好完成;
②碱液的平均体积为V=(24.12 ml +23. 88 ml +24.00 ml)/3=24.00ml ,c(酸)v(酸)=c(碱)v(碱),c(酸)= (0.10 mol·L-1×24.00 ml )/20.00 ml =0.12 mol·L-1;
(4)①Kw=c(H+) c(OH-)=10-a 10-b=10-(a+b)=10-13;
②由化学方程式知NaOH+HCl=NaCl+H2O 根据数量关系,反应后余NaOH,c(NaOH)=0.1mol/L,Kw=c(H+) c(OH_)=10-13,c(H+)=10-12,因此pH=12。
20.(1)
(2)
(3)>
(4) > O、O2 Ⅲ
【详解】(1)平衡常数为产物浓度系数次幂的乘积与反应物浓度系数次幂的乘积的比值,固体不写入表达式,则平衡常数表达式为K=;
(2)碳酸钠溶液呈碱性的原因是碳酸根离子发生水解反应,与水电离出的氢离子结合,导致氢氧根离子浓度小于氢离子浓度,且以第一步水解为主,水解的离子方程式为:;
(3)已知常温下H2A的Ka1=2.7×10-6,Ka2=6.3×10-10,则NaHA溶液中存在水解平衡HA-+H2O H2A+OH-,Kh=≈3.7×10-9>Ka2=6.3×10-10,说明HA-水解程度大于的HA-电离程度,水的电离程度>纯水中水的电离程度,故答案为:>;
(4)①T℃时,该反应的平衡常数K=3.2×103,若某混合溶液中c(Cl-)=0.5mol L-1,c(ClO-)=0.24mol L-1,c()=0.32mol L-1,则此时Q=<K,该反应正向移动,故v(正)>v(逆),故答案为:>;
②根据反应机理Ⅱ得到机理Ⅱ的中间体是O、O2。若反应3ClO-→+2Cl-的速率方程为v=kc2(ClO-),说明慢反应中ClO-的计量数为2,根据机理反应得到该反应的历程可能是Ⅲ,故答案为:O、O2;Ⅲ。
21.15.9
【详解】酸性强于,则滴定时先反应,根据滴定曲线可得,滴定消耗标准溶液,滴定消耗标准溶液,根据i中反应方程式及氢氧化四丁基铵为一元碱可得关系式:氢氧化四丁基铵,则样品中的质量为,因此杂质的质量为,质量分数为。
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