第三章水溶液中的离子反应与平衡 单元检测
一、单选题(共14题)
1.下列实验过程可以达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 探究H+浓度对、相互转化的影响 向K2CrO4溶液中加入足量稀硫酸,观察溶液颜色变化
B 比较HNO2与CH3COOH电离出H+的能力强弱 同温下,分别测定CH3COONa溶液和NaNO2溶液的pH
C 证明AgCl的溶解度大于Ag2S 向1mL 0.5mol/L的AgNO3溶液中滴加几滴NaCl溶液,产生白色沉淀,再滴加几滴Na2S溶液产生黑色沉淀
D 探究水的电离过程是吸热的 分别用pH计测定常温和沸水的pH
A.A B.B C.C D.D
2.室温下,用的溶液滴定的溶液,水电离出的随溶液体积的变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A.P、M、N三点,M点最大
B.M点溶液显中性,
C.该滴定过程选择甲基橙作为指示剂
D.N点溶液中
3.实验发现,298K时1L1mol/L的HNO2和HAsO2溶液中加NaOH固体(忽略温度和溶液体积变化),溶液pH随lg(X-表示NO或者AsO)变化情况如图所示。已知HNO2和HAsO2均为一元弱酸,且HNO2酸性强于HAsO2。下列说法正确的是
A.I代表HAsO2,II代表HNO2
B.b点溶液的pH=5.3
C.c点和d点对应溶液中c(Na+)相等
D.a点和e点溶液中均有c(Na+)>c(HX)>c(OH-)>c(H+)
4.部分弱酸的电离平衡常数如下表所示。下列说法正确的是
弱酸 HCN HClO
电离平衡常数(25℃)
A.向溶液中滴加少量氯水:
B.少量硫化氢通入NaClO溶液中:
C.常温下,用广泛pH试纸测得的NaClO溶液的pH约为10
D.常温下,浓度均为的HCN溶液与NaCN溶液等体积混合,混合后溶液
5.常温下,下列溶液中的微粒浓度关系错误的是
A.等物质的量浓度的和NaHS混合溶液中,
B.的水溶液中:
C.向溶液中滴加NaOH溶液至溶液恰好呈中性:
D.在向溶液中逐滴加入NaOH溶液的过程中,当二者恰好完全反应时,水电离出的达到最大
6.改变0.1mol/L的二元弱酸H2A溶液的pH。 溶液中的H2A。HA-、A2-的δ(X)随pH的变化如图所示。已知δ(X)=。下列叙述正确的是
A.K1(H2A)的数量级是10-1
B.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)>c(H+)>c(OH-)
C.0.1mol/L的NaHA溶液pH<2.7
D.在pH由1~4.2的过程中。水的电离程度变小
7.某温度时,TiSCN在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:p(Ti+)=-lgc(Ti+),p(SCN-)=-lgc(SCN-)。下列说法正确的是
A.该温度下,Ksp(TiSCN)=1.0×10-24
B.a点的Ksp(TiSCN)小于b点的Ksp(TiSCN)
C.d点表示的是该温度下TiSCN的不饱和溶液
D.加入TiCl(易溶于水)可以使溶液由c点变到a点
8.已知部分弱酸的电离平衡常数如下表:
弱酸 醋酸 次氯酸 碳酸 亚硫酸
电离平衡常数(25℃)
下列离子方程式正确的是
A.少量CO2通入NaClO溶液中:
B.少量SO2通入Ca(C1O)2溶液中:
C.少量SO2通入Na2CO3溶液中:
D.相同浓度NaHCO3溶液与NaHSO3溶液等体积混合:
9.下列说法不正确的是
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠固体减小醋酸的电离程度
B.0.02 mol·L-1HCl溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液pH约为12
C.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,则c1=10c2
D.pH=11的NaOH溶液与pH=3的醋酸溶液等体积混合,滴入石蕊溶液呈红色
10.下列能达到实验目的并且对装置或仪器的使用或操作规范的是
A.用裂化汽油提纯溴水中的 B.用标准溶液滴定未知浓度的溶液 C.验证浓硫酸具有吸水性、强氧化性 D.灼烧海带灰
A.A B.B C.C D.D
11.根据下列图示所得出的结论不正确的是
A.图是室温下用0.1000 mol·L 1NaOH溶液滴定20.00 mL 0.1000 mol·L 1某一元酸HX的滴定曲线,说明HX是一元强酸
B.图是室温下H2O2催化分解放出氧气的反应中c(H2O2 )随反应时间变化的曲线,说明随着反应的进行H2O2分解速率逐渐减小
C.图是CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)的平衡常数与反应温度的关系曲线,说明该反应的ΔH<0
D.图是室温下用Na2SO4除去溶液中Ba2+达到沉淀溶解平衡时,溶液中c(Ba2+ )与c(SO42 )的关系曲线,说明溶液中c(SO42 )越大c(Ba2+ )越小
12.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.常温常压下,含有个氢原子
B.溶液中含有个
C.与足量溶液反应,转移个电子
D.常温常压下,氮气含有个分子
13.25℃时,已知酸式盐NaHB在水溶液中存在下列变化:①NaHB=Na++HB—,②HB—=H++B2—,③HB—+H2OH2B+OH—,且溶液中c(B2—)>c(H2B),则下列说法正确的是
A.0.01mol/L的NaHB溶液,其pH可能为2
B.NaHB及H2B均为强电解质
C.0.001mol/L的NaHB水溶液加水稀释,pH减小
D.NaHB溶液中水电离出的氢离子浓度小于纯水中水电离出的氢离子浓度
14.根据各图曲线表征的信息,得出的结论错误的是
A.图1表示常温下向体积为10 ml.0.1 mol/L的NaOH 溶液中逐滴加入0.1 mol/LCH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则c点处有:c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CH3COO-)
B.图2表示用水稀释pH相同的盐酸和醋酸时溶液的pH变化曲线,其中I表示醋酸,II表示盐酸,且溶液导电性:c>b>a
C.图3中在b点对应温度下,将pH=2的H2SO4,与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D.由图4曲线,可确定K(AgCl)>K(AgBr)>K(AgI),故用0.0100 mol/L.硝酸银标准溶液,滴定浓度均为0.1000 mol/L Cl-,Br-及I-的混合溶液时,首先沉淀的是I-
二、填空题(共9题)
15.(1)常温时,将浓度为m mol L﹣1的CH3COOH溶液和n mol L﹣1 NaOH溶液等体积混合,混合后溶液的pH=7,m与n的大小关系是m n(填“>”、“<”或“=”,下同);若将pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH 7。
(2)消防用的泡沫灭火器内装的药品是硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液,用离子方程式表示二者混合时发生的反应 .
(3)常温下某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合pH=7,则酸溶液体积V1和碱溶液体积V2的关系为 .
(4)常温时Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10﹣20,将Cu(OH)2溶于2.2mol/L CuCl2溶液中形成平衡溶液的pH为 .
(5)物质的量浓度相同的下列溶液①(NH4)2CO3②(NH4)2SO4③NH4HCO3④NH4HSO4⑤NH4Cl⑥NH3 H2O,c(NH4+)由小到大的排列顺序是 (填序号)。
16.KAl(SO4)2·12H2O(明矾)是一种复盐,在造纸等方面应用广泛。实验室中,采用废易拉罐( 主要成分为Al,含有少量的Fe、Mg杂质)制备明矾的过程如下图所示。回答下列问题:
(1)请写出镓(与铝同主族的第四周期元素)的原子结构示意图 。
(2)为尽量少引入杂质,试剂①应选用 (填标号)。理由是 。
A.HCl溶液 B.H2SO4 溶液 C.氨水 D.NaOH溶液
(3)沉淀B的化学式为 ;将少量明矾溶于水,溶液呈弱酸性,其原因是 (用离子方程式表示)。
(4)科学研究证明NaAlO2 在水溶液中实际上是Na[Al(OH)4](四羟基合铝酸钠),易拉罐溶解过程中主要反应的化学方程式为 。
(5)常温下,等pH的NaAlO2 和NaOH两份溶液中,由水电离出的c(OH-)前者为后者的108倍,则两种溶液的pH= 。
(6)已知室温下,Kw=10×10-14,Al(OH)3AlO2-+H++H2O K=2.0×10-13。Al(OH)3溶于NaOH溶液反应的平衡常数等于 。
17.NH4A1(SO4)2和Na2CO3常作食品加工中的食品添加剂;NH4HSO4在分析试剂、医药、电子工业中用途广泛。请回答下列问题:
(1)纯碱(Na2CO3)溶液呈 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),原因是 (用离子方程式说明)。
(2)均为0.1mol/L的几种电解质溶液的pH随温度变化的曲线如图甲所示。
①其中符合0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH随温度变化的曲线是 (填罗马数字),导致Na2CO3溶液的pH随温度变化的原因是 。
②20℃时(KW=1.0×10﹣14),0.1mol/L Na2CO3溶液中c(Na+)-2c(CO)-c(HCO)= mol/L
18.现有常温下的六份溶液:
①0.01 mol/L CH3COOH溶液;②0.01 mol/L HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01 mol/L CH3COOH溶液与0.01 mol/L氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01 mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是 (选填序号,下同),水的电离程度相同的是 ;
(2)若①、④混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:① ④(选填“>”“<”或“=”);
(3)将四份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:
① ②,③ ④。(选填“>”“<”或“=”)
19.按要求回答下列问题。
(1)可溶解在溶液中的原因是 。
(2)直接蒸发溶液,能不能得到晶体,其正确的操作 。
(3)在溶液中滴加酚酞,溶液变红色,若在该溶液中滴入过量的溶液,现象是 ,请结合离子方程式,运用平衡原理进行解释: 。
20.砷为VA族元素,金属冶炼过程产生的含砷有毒废水需处理与检测。
(1)I.已知:As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH2
2As(s)+ O2(g) =As2O5(s) ΔH3
则反应As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH = 。
II.冶炼废水中砷元素主要以亚砷酸(H3AsO3)形式存在,可用化学沉降法处理酸性高浓度含砷废水,其工艺流程如下:
已知:①As2S3与过量的S2-存在以下反应:As2S3(s)+3S2-(aq) 2AsS (aq);
②亚砷酸盐的溶解性大于相应砷酸盐。
(1)亚砷酸中砷元素的化合价为 ;砷酸的第一步电离方程式为 。
(2)“一级沉砷”中FeSO4的作用是 ; “二级沉砷”中H2O2与含砷物质反应的化学方程式为 。
III.去除水体中的砷,将As(Ⅲ)转化为As(Ⅴ),也可选用NaClO实现该转化。研究NaClO投加量对As(Ⅲ)氧化率的影响得到如下结果:
已知:投料前水样pH=5.81,0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5,溶液中起氧化作用的物质是次氯酸。产生此结果的原因是 。
21.已知:25℃时,Ka(CH3COOH)=1.8×10、Ka1(H2C2O4)=5.9×10、Ka2(H2C2O4)=6.4×10。
(1)常温下,将pH和体积均相同的HNO3和CH3COOH溶液分别稀释,溶液pH随加水体积的变化如图:
①曲线Ⅰ代表 溶液(填“HNO3”或“CH3COOH”)。
②a、b两点对应的溶液中,水的电离程度a b(填“>”、“<”或“=”)。
③向上述HNO3溶液和CH3COOH溶液分别滴加等浓度的NaOH溶液,当恰好中和时,消耗NaOH溶液体积分别为V1和V2,则V1 V2(填“>”、“<”或“=”)。
④酸度(AG)也可表示溶液的酸碱性,。常温下,pH=2的硝酸溶液AG= 。
(2)25℃时,往H2C2O4溶液中加入NaOH溶液。
①当n(H2C2O4):n(NaOH)=1:1,溶液显 性(填“酸”、“碱”或“中”)
②等浓度等体积的NaHC2O4、Na2C2O4混合,溶液中= 。
22.生活污水中氮是造成水体富营养化的主要原因。
完成下列填空:
(1)某污水中存在NH4Cl。写出NH4Cl的电子式 。该污水呈现酸性的原因 (结合离子方程式及相关文字说明)。
(2)向饱和NH4Cl溶液中加入或通入一种物质,可以使NH4Cl结晶析出,这种物质可以是 (任写-种),理由是 。
(3)某污水中同时存在NH4+和NO3-时,可用下列方法除去:先利用O2将NH4+氧化成NO3-。请配平下列离子方程式并标出电子转移的方向和数目。 NH4++ O2→ NO3-+ H2O+ H+,再将NO3-还原成N2,反应的离子方程式:2NO3-+5H2 N2+2 O H-+4H2O
①NH4NO3晶体中所含化学键为 。
② 若该污水中含有1mol NH4NO3,用以上方法处理完全后,共消耗 mol氢气。
③ 该污水处理方法的好处是 。
23.(1)氮的一种氢化物HN3,其水溶液酸性与醋酸相似,则NaN3溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 ;常温下,将a mol·L-1的HN3与b mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合,充分反应后,溶液中存在,则该混合物溶液呈 (填“酸”“碱”或“中”)性,溶液中c(HN3)= mol·L-1。
(2)乙酸是重要的化工原料,在生活、生产中被广泛应用。
①若某温度下,CH3COOH(aq)与NaOH(aq)反应的焓变 H=-46.8 kJ·mol-1,HCl(aq)与NaOH(aq)反应的焓变 H=-55.6 kJ·mol-1,则CH3COOH在水中电离的焓变 H= kJ·mol-1。
②已知常温下CH3COOH的电离常数Ka=1.6×10-5,该温度下,1 mol·L-1 CH3COONa溶液的pH约为 (已知lg2=0.3)。向pH=2的CH3COOH溶液中加入pH=2的稀硫酸溶液,保持溶液温度不变,溶液的pH将 (填“变大”“变小”或“不变”)。
③常温下,向10 mL 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中逐滴滴入0.1 mol·L-1的ROH溶液,所得溶液pH及导电性变化如图。下列分析正确的是 。
A.b点导电能力最强,说明ROH为强碱
B.b点溶液pH=5,此时酸碱恰好中和
C.c点溶液存在c(R+)>c(CH3COO-)、c(OH-)>c(H+)
D.b~c任意点溶液均有c(H+)c(OH-)=Kw=1.0×10-14
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.D
【详解】A.向K2CrO4溶液中加入足量稀硫酸,氢离子浓度较小且溶液被稀释,不易看出溶液颜色变化,应改为滴入少量浓硫酸方可探究H+浓度对、相互转化的影响,选项A错误;
B.没有给定CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度,无法通过测定溶液的pH来比较HNO2与CH3COOH电离出H+的能力强弱,选项B错误;
C.AgNO3溶液过量,滴加Na2S溶液后继续反应产生硫化银沉淀而不是沉淀的转化,无法比较AgCl和 Ag2S的溶解度大小,选项C错误;
D.分别用pH计测定常温和沸水的pH,因沸水中水的电离程度增大,pH较小,说明升高温度水的电离程度增大,则水的电离过程是吸热的,选项D正确;
答案选D。
2.D
【详解】A.P点未滴加NaOH溶液时,溶液显酸性,随着NaOH的滴入,溶液的酸性逐渐减弱,到M点时恰好完全反应产生CH3COONa,溶液显碱性,后随着NaOH的滴入,溶液的碱性逐渐增强,N点pH最大,A错误;
B.M点时溶液中水电离程度最大,说明酸碱恰好完全中和产生CH3COONa,由于醋酸是一元酸、NaOH是一元碱,二者的浓度相等,因此二者恰好中和时的体积相等,故M点对应的NaOH溶液的体积为10.00mL,但是溶液显碱性,B错误;
C.用NaOH溶液滴定醋酸,由于恰好完全反应时产生的醋酸钠是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,因此要选择碱性范围内变色的指示剂误差较小,可选用酚酞作指示剂,不能选用甲基橙作指示剂,C错误;
D.N点溶液为NaOH、CHCOONa按1:1物质的量之比混合而成,根据电荷守恒可得,D正确;
故选D。
3.B
【详解】A.由题干信息可知,HNO2酸性强于HAsO2,Ka(HNO2)>Ka(HAsO2),当横坐标为0时,,即,,结合图中数据可知,。故I代表HNO2,II代表HAsO2,A错误;
B.b点溶液中,则有:,故b点对应溶液的pH=5.3,B正确;
C.c点和d点对应溶液均为中性,由于HNO2酸性强于HAsO2,要使溶液均呈中性,HNO2溶液中要加入较多的NaOH,即c点溶液中c(Na+)大于d点溶液,C错误;
D.a点溶液pH=3.3,,D错误;
答案选B。
4.D
【详解】A.根据表格数据可知酸性:。向溶液中滴加少量氯水:,故A错误;
B.少量硫化氢通入NaClO溶液中,发生的是氧化还原反应,故B错误;
C.NaClO溶液具有漂白性,不能用广泛pH试纸测NaClO溶液的pH,要用pH计,故C错误;
D.根据表格中常温下HCN的电离平衡常数,结合可知,则浓度均为的HCN溶液与NaCN溶液等体积混合,混合后溶液,故D正确。
故选D。
5.B
【详解】A.任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒得等物质的量浓度的和NaHS混合溶液中存在2c (Na+)=3[c (S2-)+c (HS-)+c (H2S)],故A正确;
B.pH=10.5的NaHCO3溶液显碱性,碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,离子浓度大小为:c(Na+)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO),故B错误;
C.向溶液中滴加NaOH溶液至溶液恰好呈中性,溶质为Na2SO4、(NH4)2SO4、NH3 H2O,根据电荷守恒可得:c(H+)+c(Na+ )+c(NH)=c(OH-)+2c(SO),由于溶液为中性,则c(H+)=c(OH-),所以c(Na+ )+c(NH)=2c(SO),故C正确;
D.在向溶液中逐滴加入NaOH溶液的过程中,酸和碱抑制水的电离,能够水解的盐促进水的电离,当二者恰好完全反应时,水的电离程度最大,水电离出的c(H+)达到最大,故D正确;
故选B。
6.B
【详解】A.由图可知,pH=1.2时,,,,由可得,数量级为10-2,故A错误;
B.pH=4.2时,为酸性,,,则,而,,,故B正确;
C.0.1mol/LNaHA溶液,,其,当pH=4.2时,,水解方程为:,,,,,故C错误;
D.由pH在1-4.2过程中,酸电离产生的氢离子越来越少,因为酸电离的c (H+ )越小,对水的电离阻碍越小,故在pH在1-4.2过程中水的电离程度增大,故D错误;
故选B。
7.D
【分析】难溶物TiSCN在水中的溶解平衡克表示为:TiSCN(s)Ti+(aq)+SCN-(aq),溶度积为Ksp=c(Ti+)c(SCN-),已知p(Ti+)=-lgc(Ti+),p(SCN-)=-lgc(SCN-),由图像可知饱和溶液中p(Ti+)=4时,p(SCN-)=6,Ksp=c(Ti+)c(SCN-)=10-10,a、c为饱和溶液,以此作答。
【详解】A. 由图像可知,pKsp=p[c(Ti+)c(SCN-)]= p(Ti+)+ p(SCN-)=10,Ksp=c(Ti+)c(SCN-)=10-10,A项错误;
B. 处于同一温度下,Ksp相等,B项错误;
C. d点时p(Ti+)偏小,c(SCN-)偏大,溶液过饱和,C项错误;
D. 加入TiCl,c(Ti+)增大,平衡正向移动,则可使溶液由c点变到a点,D项正确;
答案选D。
【点睛】本题涉及了负对数图像,解题时先了解,再注意解题要领。
(1)图像类型
pH 图像 将溶液中c(H+)取负对数,即pH=-lg c(H+),反映到图像中是c(H+)越大,则pH越小
pOH 图像 将溶液中c(OH-)取负对数,即pOH=-lg c(OH-),反映到图像中是c(OH-)越大,则pOH越小
pC 图像 将溶液中某一微粒浓度[如c(A)]或某些微粒浓度的比值取负对数,即pC=-lg c(A),反映到图像中是c(A-)越大,则pC越小
(2)解题要领:解题时要理解pH、pOH、pC的含义,以及图像横坐标、纵坐标代表的含义,通过曲线的变化趋势,找到图像与已学化学知识间的联系。
8.C
【分析】弱酸电离平衡常数越大,对应酸性越强,多元弱酸分步电离常数看做多个酸,然后根据强酸制备弱酸的理论进行判断即可。
【详解】A.次氯酸的电离平衡常数介于碳酸的两级电离常数之间,少量CO2通入NaClO溶液中应该生成碳酸氢根,A错误;
B.次氯酸钙溶液中含有次氯酸根有强氧化性,会将二氧化硫氧化为硫酸根,B错误;
C.酸性:H2SO3>H2CO3>HSO,少量SO2通入Na2CO3溶液中:,C正确;
D.亚硫酸是弱酸,亚硫酸氢根不能改写,D错误;
故选C。
9.C
【详解】A.醋酸在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,当想稀醋酸中加入少量醋酸钠固体时,溶液中c(CH3COO-)增大,醋酸的电离平衡逆向移动,从而减小了醋酸的电离程度,A正确;
B.0.02 mol·L-1HCl溶液与0.02 mol·L-1Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液中c(OH-)=(0.02mol·L-1×2-0.02 mol·L-1)÷2=0.01mol/L,由于在室温下水的离子积常数是10-14,所以c(H+)=10-12mol/L,故溶液pH约为12,B正确;
C.两种醋酸溶液的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a+1,第一种溶液中氢离子的浓度是第二种溶液中氢离子浓度的10倍,由于溶液的浓度越大,其电离程度就越小,所以则c1>10c2,C错误;
D.pH=11的NaOH溶液的氢氧根离子的浓度与pH=3的醋酸溶液中氢离子的浓度相等。由于醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,在溶液中存在电离平衡,当二者等体积混合后,由于醋酸过量,溶液显酸性,滴入石蕊溶液时,溶液呈红色,D正确;
答案选C。
10.D
【详解】A.裂化汽油中含不饱和烃,能与溴单质发生加成,不能用于提纯溴水中的溴单质,故A错误;
B.高锰酸钾具有强氧化性应用酸式滴定管装液,故B错误;
C.浓硫酸使蔗糖脱水炭化体现浓硫酸的脱水性而非吸水性,故C错误;
D.灼烧海带应在坩埚中进行,故D正确;
故选:D。
11.A
【详解】A项、由图象可知,没有滴入NaOH溶液时,0.1000mol/LHX溶液的pH大于1,说明HX为一元弱酸,故A错误;
B项、由图象可知,随着时间的推移,c(H2O2)的变化趋于平缓,说明随着反应的进行H2O2的分解速率逐渐减小,故B正确;
C项、由图象可知,升高温度,lgK减小,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,该反应的ΔH<0,故C正确;
D项、由图象可知,横坐标越小,纵坐标越大,-lgc(SO42-)越小,-lgc(Ba2+)越大,说明c(SO42-)越大c(Ba2+)越小,故D正确。
故选A。
【点睛】本题考查化学图象分析,侧重考查温度对化学平衡常数的影响、化学反应速率、酸碱中和滴定pH曲线的分析、沉淀溶解平衡曲线的分析,掌握有关的原理,明确图象中纵、横坐标的含义和曲线的变化趋势是解题的关键。
12.C
【详解】A.常温常压下,8g甲烷含有的氢原子个数为×4×NAmol—1=2NA,故A错误;
B.铵根离子在溶液中发生水解,则1L0.1mol/L硫酸铵溶液中铵根离子数目小于0.1mol/L×1L×NAmol—1=0.2NA,故B错误;
C.铜与氯化铁溶液反应生成氯化亚铁和氯化铜,则1mol铜完全反应,反应转移电子数目为1mol×2×NAmol—1=2NA,故C正确;
D.常温常压下,气体摩尔体积不能确定,则无法计算2.24L氮气的物质的量和分子个数,故D错误;
故选C。
13.D
【详解】A.由溶液中c(B2—)>c(H2B)可知,HB—在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,则0.01mol/L的NaHB溶液pH大于2,故A错误;
B.由HB—在溶液中能发生水解可知,H2B为弱电解质,故B错误;
C.由溶液中c(B2—)>c(H2B)可知,HB—在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,则0.001mol/L的NaHB水溶液加水稀释时,溶液中氢离子浓度减小,溶液pH增大,故C错误;
D.由溶液中c(B2—)>c(H2B)可知,HB—在溶液中的电离程度大于水解程度,溶液呈酸性,HB—的电离会抑制水的电离,则NaHB溶液中水电离出的氢离子浓度小于纯水中水电离出的氢离子浓度,故D正确;
故选D。
14.B
【详解】A.图1中c点加入0.1 mol/L20mLCH3COOH溶液与10 ml.0.1 mol/L的NaOH溶液充分反应后得到等物质的量浓度的CH3COONa和CH3COOH混合液,溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),物料守恒为2c(Na+)= c(CH3COOH)+c(CH3COO-),两式整理消去c(Na+)得c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CH3COO-),故A正确;
B.盐酸属于强酸溶液,醋酸属于弱酸溶液,加水稀释促进醋酸电离,将pH相同的盐酸和醋酸稀释相同倍数后,pH较大的是盐酸,pH较小的是醋酸,则图2中I表示盐酸,II表示醋酸,a、b、c三点pH由大到小的顺序为c>b>a,三点溶液中离子浓度由大到小的顺序为a>b>c,溶液的导电性:a>b>c,故B错误;
C.b点Kw=10-12,中性溶液pH=6,将pH=2的H2SO4,与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,氢离子和氢氧根离子浓度相同,等体积混合溶液呈中性,故C正确;
D.-lgc(X-)的值越大,代表该离子的浓度越小,由图可以知道,加入一定量的硝酸银后I-浓度最小,则I-首先沉淀,故D正确;
答案选B。
15. > < Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑ V2=102V1 4 ⑥③⑤④①②
【详解】(1)由于醋酸钠水解溶液显碱性,如果要显中性,则醋酸一定过量,因此m>n;若将pH=2的CH3COOH溶液和pH=12的NaOH溶液等体积混合,醋酸一定过量,则混合溶液的pH<7。(2)硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液混合水解相互促进产生二氧化碳,离子方程式为Al3++3HCO3﹣=Al(OH)3↓+3CO2↑;(3)混合后显中性,则V1×10-a=V2×10b-14,解得V2=100V1;(4)溶液中铜离子浓度是2.2mol/L,则根据氢氧化铜的溶度积常数可知溶液中氢氧根浓度,因此pH=4。(5)NH3 H2O是弱电解质,电离程度很小,故溶液中c(NH4+)小于所有铵盐的c(NH4+),即一水合氨溶液中铵根离子浓度最小;③④⑤中铵根离子系数都是1,碳酸氢根离子促进铵根离子水解,氢离子抑制铵根离子水解;①②中铵根离子系数都是2,其溶液中铵根离子浓度大于其余溶液中铵根离子浓度,碳酸根离子促进铵根离子水解,则溶液c(NH4+)由小到大的排列顺序是 ⑥<③<⑤<④<①<②。
点睛:(5)中了铵根离子浓度的比较是解答的难点和易错点,解答时应该先根据强弱电解质进行分离,再根据铵根离子系数进行分类,最后根据其它离子对铵根离子的影响来分类即可。
16. D 易拉罐中主要成分Al能与强碱溶液反应,而杂质Fe、Mg不能 Al(OH)3 Al3++3H2O=Al(OH)3+3H+ 2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4] +3H2↑ 11 20
【详解】(1)镓是与铝同主族的第四周期元素,所以镓原子序数是13+18=31,最外层有3个电子,故原子结构示意图为:。
(2)易拉罐中主要成分Al能与强酸和强碱溶液反应,而杂质Fe、Mg只能溶解在强酸性溶液中,可选择NaOH溶液溶解易拉罐,可除去含有的Fe、Mg等杂质。
(3)滤液中加入NH4HCO3溶液后,NH4+与AlO2-发生双水解:NH4++AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+NH3 H2O,AlO2-与HCO3-也不能大量共存:AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-,两个反应都生成Al(OH)3沉淀。将少量明矾溶于水,因为Al3+水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,则明矾水溶液显酸性。
(4)易拉罐溶解过程中主要发生Al与NaOH溶液的反应生成NaAlO2和氢气,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑,若NaAlO2表示为Na[Al(OH)4],则上述方程式表示为:2A1+2NaOH+6H2O=2Na[Al(OH)4]+3H2↑。
(5)NaAlO2溶液中水的电离被促进,而NaOH溶液中水的电离受抑制。设两溶液的pH=a,则NaAlO2溶液中水电离出的c(OH-)=10-(14-a)mol L-1,NaOH溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-amol L-1;由已知10-(14-a)÷10-a=108,解得a=11。
(6)Al(OH)3溶于NaOH溶液反应为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,平衡常数K====20。
点睛:本题以铝制备明矾为载体,铝的性质及物质制备工艺流程的知识,涉及反应原理的探究及溶解平衡与水电离平衡、盐类水解等水溶液中的平衡等知识的应用,第(5)(6)小题pH和平衡常数的有关计算为易错点,注意:①明确盐溶液与碱溶液对水的电离影响的不同;②列出平衡常数表达式,运用各种常数(K、Kb、KW)之间的关系计算。
17. 碱性 CO+H2O HCO+OH- IV 升高温度其水解程度增大,pH增大 10-4-10-10
【详解】(1)Na2CO3为强碱弱酸盐,溶液中CO水解呈碱性,水解离子方程式为CO+H2O HCO+OH-,故答案为:碱性; CO+H2O HCO+OH-;
(2)①Na2CO3水解,溶液呈碱性,升高温度其水解程度增大,pH增大,符合的曲线为IV,故答案为:IV;升高温度其水解程度增大,pH增大;
②20℃时,0.1mol/L Na2CO3溶液的pH=10,则c(H+)=10-10mol/L,该溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+ c(HCO)+c(OH-),则有c(Na+)-2c(CO)-c(HCO)= c(OH-)- c(H+)=(-10-10) mol/L =(10-4-10-10) mol/L,故答案为:10-4-10-10。
18. ⑤ ②③④ > > >
【分析】酸或碱的溶液对水的电离起抑制作用,而易水解的盐能促进水的电离,再结合酸碱中和溶液后溶液酸碱性判断及弱电解质的电离平衡影响因素分析解题。
【详解】①0.01 mol/L CH3COOH溶液中水的电离受抑制,且溶液pH大于2;
②0.01 mol/L HCl溶液中水的电离受抑制,且溶液pH=2;
③pH=12的氨水溶液中水的电离受抑制;
④pH=12的NaOH溶液中水的电离受抑制;
⑤0.01 mol/L CH3COOH溶液与0.01 mol/L氨水等体积混合后所得溶液中溶质为CH3COONH4,CH3COO-和NH4+的水解促进水的电离;
⑥0.01 mol/L HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合,二者恰好反应生成氯化钠,溶液呈中性,不影响水的电离;
(1)①②③④抑制水电离,⑥既不促进水电离也不抑制水电离,而⑤中醋酸根离子、铵根离子水解促进了水的电离,所以水的电离程度最大的是⑤;酸中氢离子浓度和碱中氢氧根离子浓度相等时,水的电离程度相同,②在氢离子浓度和③④中氢氧根离子浓度相等,所以水的电离程度相同的是②③④;
(2)①0.01 mol/L CH3COOH溶液、④pH=12的NaOH溶液,两溶液等物质的量浓度,若等体积混合,恰好生成CH3COONa,所得溶液呈碱性,则若需所得溶液pH=7,NaOH的溶液体积要小于CH3COOH溶液,即消耗溶液的体积:①>④;
(3)弱电解质加水稀释过程中能促进水的电离;
①0.01 mol/L CH3COOH溶液稀释10倍后,溶液的浓度为0.001 mol/L,溶液的pH>3;
②0.01 mol/L HCl溶液稀释10倍后,溶液的浓度为0.001 mol/L,溶液的pH=3;
③pH=12的氨水稀释10倍后,溶液的pH>11;④pH=12的NaOH溶液稀释10倍后,溶液的pH=11;
则将四份溶液同等稀释10倍后,溶液的pH:①>②,③>④。
【点睛】掌握盐的水解原理、水的电离及其影响因素,明确酸溶液和碱溶液抑制了水的电离,能够水解的盐溶液促进了水的电离。酸溶液和碱溶液抑制了水的电离,酸溶液中的氢离子、碱溶液中的氢氧根离子浓度越大,水的电离程度越小;能够水解的盐溶液促进了水的电离,水解程度越大,水的电离程度越大。
19. 在溶液中存在,加入Mg粉,Mg与反应放出,使溶液中降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解 不能,应在气流中加热蒸发 产生白色沉淀,且红色褪去 在溶液中,水解:,加入后,(白色),由于减小,水解平衡左移,减小,红色褪去
【详解】(1)氯化铵水解显酸性,Mg会与氢离子发生反应,故答案为:在溶液中存在,加入Mg粉,Mg与反应放出,使溶液中降低,水解平衡向右移动,使Mg粉不断溶解;
(2)氯化铜溶液中存在铜离子的水解,故答案为:不能,应在气流中加热蒸发;
(3)在溶液中,水解:,加入后,(白色),由于减小,水解平衡左移,减小,红色褪去;故答案为:红色褪去,生成白色沉淀;在溶液中,水解:,加入后,(白色),由于减小,水解平衡左移,减小,红色褪去。
【点睛】运用平衡移动原理解释现象时先判断体系中存在的平衡,再根据现象判断平衡移动方向,然后找到原因,整理语言进行解答。
20.(1) 2△H1-3△H2-△H3 +3 H3AsO4H++H2AsO
(2) 沉淀过量的S2-,使As2O3(a)+3S2-(aq) 2AsS (aq) 平衡左移,提高沉砷效果 H3AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O 起氧化作用的物质是次氯酸,NaClO溶液为碱性,当加入量大时,溶液碱性增强,NaClO溶液浓度增大,水解程度降低,次氯酸不易生成,所以As(Ⅲ)氧化率降低
【解析】(1)
I.①As(s)+ H2(g)+2O2(g)=H3AsO4(s) ΔH1,②H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH2,③2As(s)+ O2(g) =As2O5(s) ΔH3,根据盖斯定律,将①×2-②×3-③得:As2O5(s) +3H2O(l)= 2H3AsO4(s)的ΔH =2△H1-3△H2-△H3,故答案为2△H1-3△H2-△H3;
亚砷酸(H3AsO3)中,氧元素化合价为-2价,氢元素化合价为+1价,砷元素化合价设为x,+1×3+x+(-2)×3=0,x=+3;第ⅤA族非金属元素形成最高价含氧酸中磷、砷形成的含氧酸都是弱酸,水溶液中分步电离,电离方程式为:H3AsO4 H++H2AsO,故答案为+3;H3AsO4 H++H2AsO;
(2)
“一级沉砷”中FeSO4的作用是除去过量的硫离子,As2S3+3S2- 2AsS使平衡逆向进行,提高沉砷效果,“二级沉砷”中H2O2与含砷物质发生氧化还原反应,氧化亚砷酸为砷酸;,反应的化学方程式为:H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O,故答案为沉淀过量的硫离子,使As2S3+3S2- 2AsS使平衡逆向进行,提高沉砷效果;H2AsO3+H2O2=H3AsO4+H2O;
III.投料前水样pH=5.81,0.1mol/LNaClO溶液pH=10.5,溶液中起氧化作用的物质是次氯酸.产生此结果的原因是:起氧化作用的物质是次氯酸,NaClO溶液为碱性,当加入量大时,溶液碱性增强,NaClO溶液浓度增大,水解程度降低,次氯酸不易生成,所以As(Ⅲ)氧化率降低,故答案为起氧化作用的物质是次氯酸,NaClO溶液为碱性,当加入量大时,溶液碱性增强,NaClO溶液浓度增大,水解程度降低,次氯酸不易生成,所以As(Ⅲ)氧化率降低。
21.(1) HNO3 = < 10
(2) 酸
【详解】(1)①根据数据可知,CH3COOH为弱酸,HNO3为强酸,将pH和体积均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液分别稀释相同体积时,强酸的pH变化大,则曲线Ⅰ代表HNO3溶液;
②酸对水的电离平衡起抑制作用,酸性越强,水的电离程度越小,图中pH为a=b,故酸性一样,水的电离程度一样;
③pH和体积均相同的CH3COOH溶液和HNO3溶液,HNO3酸性强于CH3COOH,CH3COOH的浓度大于HNO3的浓度,若向上述CH3COOH和HNO3溶液中分别滴加等浓度的NaOH溶液,恰好中和时消耗NaOH溶液体积分别为V1和V2,由于酸的体积相等,浓度越大,酸的物质的量越大,消耗NaOH的体积就越大,故V1<V2;
④常温下,pH=2的硝酸溶液中c(OH-)===10-12,AG= ==10;
(2)当n(H2C2O4):n(NaOH)=1:1,氢氧化钠不足,只与草酸中其中一个羧基反应,生成NaHC2O4,的电离常数为6.4×10-5,水解常数Kh2==≈1.69×10-13,因电离程度大于水解程度,故溶液显酸性;等浓度等体积的NaHC2O4、Na2C2O4混合,根据物料守恒:2c(Na+)=3[c()+c(H2C2O4)+c()],故溶液中。
22. NH4++H2O NH3·H2O+H+,污水中的NH4+与水中的OH-结合,使得水中的从c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性 NH3、NaCl固体,其他可溶性氯化物固体,其他铵盐固体、浓盐酸、HCl……任一种 加入NaCl固体,溶液中Cl-浓度增加,使平衡逆向移动,固体析出(从溶解平衡移动角度解释,合理即可) 1 2 1 1 2 离子键、共价键、配位键 5 即降低了污水中氮的含量,生成无污染的N2;两个过程又起到了中和作用,生成无污染的水。
【详解】(1)电子式为识记内容,NH4+为复杂的阳离子,要表示其共价键。NH4Cl为强酸弱碱盐,水解呈酸性。答案是 NH4++H2O NH3·H2O+H+,污水中的NH4+与水中的OH-结合,使得水中的从c(H+)>c(OH-),所以溶液显酸性;
(2)NH4Cl(s) NH4+(aq)+Cl-(aq),使氯化铵结晶析出,使溶解平衡向左移动,可以通入氨气、加入可溶性的铵盐或者可溶性的盐酸盐,能使NH4+或Cl-的浓度增大的均可,答案是NH3、NaCl固体,其他可溶性氯化物固体,其他铵盐固体均可 加入NaCl固体,溶液中Cl-浓度增加,使平衡逆向移动,固体析出(从溶解平衡移动角度解释,合理即可);
(3)根据得失电子守恒和电荷守恒、物料守恒可配平。
___ NH4+ + ___O2→___ NO3-+___ H2O+___ H+
每种元素化合价变化 ↑+5-(-3)=8 ↓2×2=4
得失电子守恒,乘以系数 1 2
元素守恒和电荷守恒 1 2 1 1 2
配平后的方程式为1NH4+ + 2O2→1NO3-+1H2O+2H+,单线桥,从还原剂铵根离子中的N原子,指向氧化剂中的O元素,转移8个e-。①NH4NO3晶体中含有的化学键包括阴阳离子间离子键,铵根离子有共价键和配位键,硝酸根中含有共价键。②硝酸铵中铵根离子转化为硝酸根,再和氢气反应,1mol NH4NO3最后转变成2mol NO3-,根据方程式消耗5mol氢气。③第一个反应产物为酸性溶液,第二个反应为碱性溶液,可以中和,且产物为氮气,无污染。答案为 离子键、共价键、配位键 即降低了污水中氮的含量,生成无污染的N2;两个过程又起到了中和作用,生成无污染的水。
23. c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+) 中 +8.8 9.4 不变 CD
【详解】(1)NaN3溶液中部分N3-离子与H离子结合,所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+),混合后溶液中C(Ba2+)=0.5b mol/L,根据电荷守恒:2c(Ba2+)+C(H+)=C(N3-)+c(OH-),沼液中存在2c(Ba2+)=c(N3-),则c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,溶液显中性;溶液中c(N3-)=b mol/L由微拉守恒可知溶液中C(HN3)=(0.5a-b)mol/L,故答案为:c(Na+)>c(N3-)>c(OH-)>c(H+); 中 ;;
(2)①醋酸是弱酸存在电离平衡,电离方程式为:CH3COOH CH3COO-+H+;
CH3COOH(aq)+OH-(aq)=CH3COO-(aq)+H2O(l)△H=-46.8kJ mol-1①
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-55.6kJ mol-1②
用①-②可得CH3COOH电离的热化学方程式为:CH3COOH(aq) H+(aq)+CH3COO-(aq)△H=-46.8kJ mol-1-(-55.6kJ mol-1)=+8.8kJ mol-1;
②醋酸钠水解离子方程式为CH3COO-+H2O=CH3COOH+OH-,设溶液中c(OH-)=xmol/L,CH3COONa水解程度很小,计算时可将CH3COO-的平衡浓度看成是CH3COONa溶液的浓度,所以该溶液水解平衡常数K=c(OH-) c(CH3COOH)/c(CH3COO-)=KW/Ka=x2/1=10-14/1.6×10-5,解得:x=2.5×10-5,溶液中c(H+)=10-14/2.5×10-5mol/L=4×10-10mol/L,pH=-lgc(H+)=-lg4×10-10=10-2lg2=9.4;向pH=2的CH3COOH溶液中加入pH=2的稀硫酸溶液,保持溶液温度不变,氢离子浓度不变,则混合液的pH不变;
③A.若ROH为强碱,b点加入10mL等浓度ROH溶液,反应后溶质为强碱弱酸盐,溶液呈碱性,而图像中b点呈中性,说明ROH为弱碱,且b点时二者恰好反应,故A错误;
B.根据图像可知,b点溶液pH为7,故B错误;
C.c点溶液的pH>7,呈碱性,则c(OH-)>c(H+),根据电荷守恒可知c(R+)>c(CH3COO-),故C正确;
D.水的离子积只受温度的影响,则b~c任意点溶液中水的离子积不变,均有c(H+) c(OH-)=KW=1.0×10-14,故D正确;故答案为:①+8.8 ;②9.4;不变; ③CD。
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