第三章水溶液中的离子反应与平衡 单元检测
一、单选题
1.根据下列各图曲线表征的信息,得出的结论不正确的是
A.图1表示常温下向体积为10 mL 0.1 mol·L 1NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L 1CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则b点处有:c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH )
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表示盐酸,Ⅱ表示醋酸,且溶液导电性:c>b>a
C.图3可判断可逆反应A(g)+3B(g) 2C(g)的 H>0
D.由图4得出若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可采用向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右
2.化学与生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A.中国古代利用明矾的溶液的酸性清除铜镜表面的铜锈
B.SO2可以用来漂白纸浆、毛、丝、草帽辫、增白食品等
C.14C可用于文物年代的鉴定,14C与12C互为同位素
D.喝补铁剂时,加服维生素C效果更好,原因是维生素C具有还原性
3.用如图所示实验装置进行相应的实验,不能达到实验目的的是
A.图甲装置中将C管位置提高可用于检验装置气密性
B.图乙装置中圆底烧瓶内装入自来水可以制备蒸馏水
C.关闭丙装置中弹簧夹K,该装置可用于临时储存气体
D.用丁装置蒸干次氯酸钠溶液制备次氯酸钠晶体
4.最新研究表明,在多孔炭材料上搭载活性组分催化氧化硫化氢,脱硫效果明显优于传统的吸附法。其反应机理如图所示,H2S在某温度下浓度为0.1mol L-1。下列有关说法正确的是
A.该温度下,H2S一级电离常数数量级为10-8
B.提高水膜的酸性,有利于增强脱硫效果
C.温度越高,反应速率越快,脱硫效果越好
D.多孔炭材料上搭载活性组分,主要的目的是吸附O2
5.阿伏加 德罗常数的值为NA。下列说法正确的是
A.0.1 mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA
B.2.4g Mg与H2SO4完全反应,转移的电子数为0.1NA
C.标准状况下,2.24 L N2和O2的混合气体中分子数为0.2NA
D.1 L 0.1mol/LNH4Cl溶液中,NH的数量为0.1NA
6.下列实验操作不能达到实验目的的是( )
A.用25mL酸式滴定管准确量取20.00mL酸性KMnO4溶液
B.将金属锂、金属钠保存在煤油中以防止其氧化
C.做中和热测定实验时,在大小烧杯之间填满碎泡沫塑料以防止热量散失
D.做酸碱中和滴定实验时,盛装标准液的滴定管应用标准液润洗1-2次
7.淀粉水解液在催化剂的作用下,经硝酸氧化可以生成草酸(H2C2O4)。某学习小组在实验室制备草酸并探究其性质,已知:草酸在水中的溶解度随温度的升高而增大。下列实验操作不能达到相应实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 制备淀粉水解液 向烧瓶中加入淀粉和稀硫酸溶液,加热
B 提纯草酸晶体 向草酸粗产品中加入适量水,加热溶解,趁热过滤,冷却结晶,过滤,冰水洗涤,干燥
C 验证草酸为二元弱酸 用NaOH标准溶液滴定草酸溶液,消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍
D 验证草酸的还原性 取酸性KMnO4溶液于试管中,滴加草酸溶液,溶液颜色逐渐褪去
A.A B.B C.C D.D
8.下列实验与对应的图象符合的是
A.①是向一定量的CH3COOH溶液中通入氨气
B.②是向等物质的量的HCl和AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
C.③是对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应,在t1时缩小容器体积
D.④是将pH=2的盐酸和醋酸分别加水稀释
9.如下图,图Ⅰ表示10mL量筒中液面的位置,A与B、B与C刻度间相差1mL,图Ⅱ表示50mL滴定管中液面的位置,D与E刻度间相差1mL。如果刻度A和D都是4,则两处液面的读数是
A.Ⅰ中是3.2mL,Ⅱ中是5.40mL
B.Ⅰ中是4.8mL,Ⅱ中是3.40mL
C.Ⅰ中是3.2mL,Ⅱ中是4.60mL
D.Ⅰ中是4.8mL,Ⅱ中是4.60mL
10.准确移取20.00mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.1000mol L-1NaOH溶液滴定。下列说法正确的是
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏大
C.用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴溶液,锥形瓶中溶液由红色变为无色且半分钟不再改变,即达滴定终点
D.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由大变小
11.混合溶液的导电能力随时间变化的曲线如图①和图②所示。下列说法中不正确的是
A.向Ba(OH)2溶液中滴入稀硫酸至过量,溶液导电能力的变化满足图①
B.向澄清石灰水中通入CO2至过量,溶液导电能力的变化满足图①
C.向AgNO3溶液中通入少量HCl气体,溶液导电能力的变化满足图②
D.向醋酸溶液中滴入氨水至过量,溶液导电能力的变化满足图②
12.室温下,用相同物质的量浓度的 HCl 溶液,分别滴定物质的量浓度均为 0.1 mol/L 的三种碱溶液,滴定 曲线如图所示。下列判断正确的是
A.滴定前,三种碱溶液中水电离出的 c(H+)大小关系: DOH>BOH>AOH
B.pH= 7 时,c(A+)=c(B+)=c(D+)
C.滴定至 P 点时,溶液中:c(Cl-)>c(B+)>c(BOH)>c(OH-)>c(H+)
D.当中和百分数达 100%时,将三种溶液混合后:c(AOH)+c(BOH)+c(DOH)=c(H+)-c(OH-)
二、填空题
13.某甲烷燃料电池工作时的装置如图所示,乙池中的两个电极一个是石墨电极,一个是铁电极,工作时M、N两个电极的质量都不减少。请回答下列问题:
(1)铁电极为乙池中 电极(填“M”或“N”);其对应的电极反应式为 ;通入甲烷的铂电极的电极反应式为 。
(2)在此过程中,乙池中某一电极析出金属银4.32g时,乙池中总反应(离子方程式): 。甲池中理论上消耗氧气 L(标准状况下);
(3)若用乙池进行粗铜精炼,
①粗铜为乙池中 电极(填“M”或“N”)
②有关粗铜精炼的描述,正确的是
A.精炼过程中,硫酸铜的浓度不变
B.杂质都将以单质形式沉积到池底
C. 纯铜增重2.56 g,电路中通过电子为0.08 mol
③粗铜精炼结束后的废电解液中常含有Zn2+、Pb2+,向废电解液中加入Na2S溶液,当有PbS和ZnS沉淀时,c(Zn2+)/c(Pb2+)= (已知:Ksp(PbS)=3.4×,Ksp(ZnS)=1.6×)。
14.I.现有下列物质:①100℃的纯水 ②25℃ HCl溶液 ③25℃ 溶液。
(1)这些物质与25℃纯水相比,能促进水电离的是 (填序号,下同),能抑制水电离的是 。③中水电离的是 。
II.水的电离平衡曲线如图所示。
(2)若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度,当温度升高到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从 增加到 。
(3)25℃时,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱溶液与强酸溶液的体积比是 。
(4)100℃时,纯水中的 ,这种水显 (填“酸”“碱”或“中”)性;若温度不变,滴入稀盐酸使,则 。
15.按要求回答下列问题:
(1)配制FeCl3溶液时,需将固体溶于较浓的盐酸后按需要进行稀释,用离子方程式解释其原因 。
(2)常温下,浓度均为0.1mol/L的下列五种溶液的pH值如表所示:
溶质 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO NaCN
pH 8.8 9.7 11.6 10.3 11.1
①根据表中数据,将浓度均为0.1mol L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是 。
A.HCN B.HClO C.H2CO3 D.CH3COOH
②根据以上数据,判断下列反应可以成立的是 。
A.CH3COOH +Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa
B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO
D.NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2
16.沉淀的生成
(1)沉淀生成的应用:在无机物的制备和提纯、废水处理等领域,常利用生成沉淀来达到分离或除去某些离子的目的。
(2)沉淀的方法
①调节pH法:如工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为 沉淀而除去。反应如下: 。
②加沉淀剂法:如以Na2S、H2S等作 ,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是 常用的方法。
17.部分弱酸的电离平衡常数如表:
弱酸 HCOOH HNO2 H2S H2SO3 H2C2O4 H2CO3
电离平衡常数 (25℃) K=1.8×10-4 K=5.1×10-4 K1=9.1×10-8K2=1.1×10-12 K1=1.23×10-2 K2=6.6×10-8 K1=5.4×10-2 K2=1.1×10-5 K1=4.3×10-8 K2=5.6×10-11
(1)上表的6种酸进行比较,酸性最弱的是: ;HCOO-、S2-、HSO3-三种离子中,最难结合H+的是 。
(2)在浓度均为0.1mol/L的HCOOH和H2C2O4混合溶液中,逐渐滴入0.1mol/L的NaOH溶液,被OH-先后消耗的酸及酸式酸根依次是: 。
(3)已知HNO2具有强氧化性,弱还原性。将HNO2溶液滴加到H2S溶液中,同时有沉淀和无色气体生成,该气体遇空气立即变为红棕色,试写出两酸之间的化学反应方程式: 。
(4)下列离子方程式书写正确的是 。
A.HNO2+HS-=NO2-+H2S↑
B.2HCOOH+SO32-=2HCOO-+H2O+SO2↑
C.H2SO3+2HCOO-=2HCOOH+SO32-
D.H2SO3+SO32-=2HSO3-
E.H2C2O4+NO2-=HC2O4-+HNO2
(5)将少量的SO2通入Na2C2O4溶液,写出离子方程式 。
(6)已知HX为一元弱酸。HX的电离常数为5.5×10﹣8。某混合溶液中含有4molNaX、2molNa2CO3和1molNaHCO3。往溶液中通入3molCO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,计算某些物质的量:Na2CO3 、NaHCO3 。
18.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1L 0.1mol·L 1 CH3COOH溶液中加入0.1mol CH3COONa固体,平衡后则溶液中 (填“增大”、“减小”或“不变”);写出表示该混合溶液中所有离子浓度间的一个等式:
(2)常温下向20mL 0.1mol·L 1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol·L 1 HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数随溶液pH变化的情况如下:
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32- (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有 、 ,溶液中含量最多的三种微粒的物质的量浓度的大小关系为 ;
③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数Kh═2×10 4mol·L 1,当溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2∶1时,溶液的pH= 。
19.常温下,某水溶液M中存在的粒子有Na+、A2-、HA-、H+、OH-、H2O和H2A.根据题意回答下列问题:
(1)H2A为 酸(填“强”或“弱”),往H2A溶液中加水会使 的值 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(2)若M是由一种溶质组成的溶液,则M的溶质可以是Na2A或 。
①Na2A的水溶液pH (填“<”、“>”或“=”)7,原因是: (用离子方程式表示)
②往Na2A溶液中加入 可抑制其水解(选填字母序号)。
a.氯化铵固体 b.KOH固体 c. 水 d.升高温度
20.常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。根据题意回答下列问题:
(1)写出酸H2A的电离方程式 。
(2)若溶液M由10mL 2 mol·L-1NaHA溶液与10mL 2mol·L-1NaOH溶液混合而得,则溶液M的pH 7 (填“>”、“<”或“=”),溶液中离子浓度由大到小顺序为 。(溶液混合时体积变化忽略,下同)
(3)已知Ksp(BaA)= 1.8×10-10,向⑵的混合溶液中加入10mL 1 mol·L-1 BaCl2溶液,混合后溶液中的Ba2+浓度为 mol·L-1。
(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1mL与pH=11的NaOH溶液V2mL混合反应而得,混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,V1与V2的大小关系为 (填“大于、等于、小于”或“均有可能”)。
21.C元素是组成化合物种类最多的元素,含C元素的酸有也多种,其中氢氰酸(HCN)和草酸(H2C2O4)是两种比较特殊的酸。
(1)氢氰酸有剧毒,25℃时,该酸的电离常数为Ka=6.2×10-10。
①HCN在水溶液中的电离方程式为 。
②25℃时KCN溶液中CN-的水解常数Kh== (保留一位小数)。
③0.2mol/L的KOH溶液与0.4mol/L的HCN溶液等体积混合后,恢复到25℃,混合溶液中c(K+)、c(HCN)、c(CN-)浓度从大到小的顺序是 。
④已知T℃时,Ksp(CuCN)=1×10-20,Ksp(Cu2S)=2×10-48,则T℃下,2CuCN(s)+S2-(aq)Cu2S(s)+2CN-(aq),该反应的平衡常数K= 。
(2)为测定某草酸晶体产品中(H2C2O4·2H2O)的质量分数,称取14.0g产品溶于水,配制成500mL溶液,用浓度为0.10mol/L的酸性高锰酸钾溶液滴定,每次所取待测液体积均为25.00mL,实验结果记录如表:(杂质不与高锰酸钾反应)
实验次数 第一次 第二次 第三次
消耗KMnO4溶液体积/mL 20.05 19.95 24.36
已知反应:2MnO+5H2C2O4+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O
①滴定终点的现象是 。
②通过实验数据,计算该产品中(H2C2O4·2H2O)的质量分数为 。
③下列操作会导致测定结果偏低的是 。(单选)
A.锥形瓶用待测液润洗
B.装酸性高锰酸钾溶液的滴定管没有润洗
C.滴定前滴定管尖嘴处有气泡,滴定结束后气泡消失
D.滴定前平视,滴定结束时俯视
22.(1)25 ℃时,将体积Va、pH=a的某一元强碱与体积为Vb、pH=b的某二元强酸混合。
①若所得溶液的pH=11,且a=13,b=2,则Va∶Vb= 。
②为了更好的表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG的定义为AG=lg。25 ℃时,若溶液呈中性,则AG= ,溶液的pH与AG的换算公式为AG= 。
(2)常温下,浓度均为0.1mol L-1的下列五种钠盐溶液的pH如下表:
溶质 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO NaCN
pH 8.8 9.7 11.6 10.3 11.1
①上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力最强的是 。
②根据表中数据,浓度均为0.01 mol L-1的下列四种酸的溶液分别稀释100倍,pH变化最大的是 (填编号)。
A.HCN B.HClO C.CH3COOH D.H2CO3
(3)已知常温下,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38,在FeCl3溶液中加入NaHCO3溶液产生沉淀和气体,反应的离子方程式为: ;若将所得悬浊液的pH调整为4,则溶液中Fe3+浓度为 mol/L。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.图1表示常温下向体积为10 mL 0.1 mol·L 1NaOH溶液中逐滴加入0.1 mol·L 1CH3COOH溶液后溶液的pH变化曲线,则b点表示氢氧化钠和醋酸恰好反应,溶质为CH3COONa,根据质子守恒c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH ),故A正确;
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,酸性越强,稀释相同倍数pH变化越大,Ⅰ表示盐酸、Ⅱ表示醋酸,pH越大溶液中离子浓度越小,所以溶液导电性c<b<a,故B错误;
C.根据图3,升高温度对正反应速率影响大于逆反应速率,所以升高温度,平衡正向移动,可知A(g)+3B(g) 2C(g)正反应吸热,故C正确;
D.由图4可知,调节溶液的pH至4时,Fe3+完全沉淀、Cu2+不沉淀,若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可采用向溶液中加入适量CuO,调节溶液的pH至4左右,故D正确;
选B。
2.B
【详解】A.明矾中的Al3+在溶液中发生水解:Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,溶液显酸性,因此可以清除铜镜上的铜锈,故A正确;
B.SO2有毒,不能漂白食品,故B错误;
C.同位素是质子数相同,中子数不同的同一元素不同原子,因此14C与12C互为同位素,故C正确;
D.Fe2+容易被氧化成Fe3+,而VC具有还原性,能把Fe3+转化成Fe2+,故说D正确;
答案选B。
3.D
【详解】A.将C管位置提高,若稳定后C中液面高于B,则说明装置气密性良好,可以达到目的,A不符合题意;
B.圆底烧瓶内装入自来水,加热至水沸腾后,冷凝可以收集到蒸馏水,可以达到实验目的,B不符合题意;
C.关闭丙装置中弹簧夹K,气体在洗气瓶上部空间聚集,将液体压入长颈漏斗中,可以用于临时储存气体,C不符合题意;
D.NaClO溶液蒸发结晶时,ClO-会水解产生HClO,同时HClO受热分解产生HCl,最终产物为NaCl晶体,达不到实验目的,D符合题意;
综上所述答案为D。
4.A
【详解】A.H2S浓度为c(H2S)=0.1mol/L,又由图知c(H+)≈c(HS-)=10-4.5mol/L,故,故A正确;
B.提高水膜的酸性,溶液酸性增强,不利于H2S溶解电离,减慢反应速率,故B错误;
C.温度过高,H2S和溶解氧的溶解度下降,不利于脱硫效果,故C错误;
D.根据题目信息,活性炭搭载成分具有催化氧化效果,故D错误;
故选:A。
5.A
【详解】A.H2+I2=2HI,所以0.1 mol H2和0.1mol I2于密闭容器中充分反应后,其分子总数为0.2NA,故A正确;
B.2.4g Mg的物质的量为0.1mol,与硫酸完全反应后转化为Mg2+,则转移的电子为0.2 NA,B错误;
C.标准状况下,2.24L任何气体的物质的量为0.1mol,所含有的分子数都为0.1 NA,C错误;
D.因铵根离子在水溶液会发生水解,其数量小于0.1NA,D错误。
答案选A。
6.B
【详解】A. 酸性KMnO4溶液具有强氧化性,需要用酸式滴定管量取,故A不选;
B. 钠的密度大于煤油,可保存在煤油中,而金属锂的密度比煤油小,应保存在石蜡油中,故B选;
C. 做中和热测定实验时,在大小烧杯之间填满碎泡沫塑料防止热量散失,从而减小实验误差,故C不选;
D. 做酸碱中和滴定实验时,需要用标准液润洗滴定管1-2次,减少实验误差,故D不选;
故选:B。
7.C
【详解】A.向烧瓶中加入淀粉和稀硫酸溶液,加热,淀粉发生水解,可以制备淀粉水解液,能达到实验目的,故A不符合;
B.由题目可知,草酸在水中的溶解度随温度的升高而增大,故提纯草酸晶体,需加热溶解粗产品,趁热过滤杂质,然后冷却结晶,过滤,用冰水洗涤以减少晶体损失,最后干燥,能达到实验目的,故B不符合;
C.消耗NaOH的物质的量为草酸的2倍不能说明草酸为二元弱酸,只能说明草酸为二元酸,不能达到实验目的,故C符合;
D.向酸性高锰酸钾溶液中加入草酸,若高锰酸钾溶液褪色,则说明高锰酸钾被还原,可以证明草酸具有还原性,能达到实验目的,故D不符合;
故选C。
8.D
【详解】A.①是向一定量的CH3COOH溶液中通入氨气,溶液中的离子浓度增大,导电能力增强,故A错误;
B.②是向等物质的量的HCl和AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,先无现象,在生成沉淀,因此产生沉淀消耗的NaOH物质的量是盐酸消耗的NaOH物质的量的三倍,故B错误;
C.③是对于达到平衡状态的N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)反应,在t1时缩小容器体积,浓度增大,速率都增大,平衡正向移动,故C错误;
D.④是将pH=2的盐酸和醋酸分别加水稀释,氢离子浓度都减小,但由于醋酸又电离出氢离子,因此盐酸中的氢离子浓度小于醋酸中氢离子浓度,故D正确。
综上所述,答案为D。
9.C
【详解】量筒的小刻度在下,大刻度在上,精确度为0.1mL,故Ⅰ中是3.2mL;滴定管的小刻度在上,大刻度在下,精确度为0.01mL,故Ⅱ中是4.60mL,故选C。
10.B
【详解】A.滴定管使用时先检漏,然后用蒸馏水洗涤,再用NaOH溶液润洗2~3次,最后装入NaOH溶液,故A错误;
B.根据c待=,滴定终点时,滴定管尖嘴部分有悬滴,则消耗标准液的体积增大,即测定结果偏大,故B正确;
C.酚酞与酸不显色,遇碱显红色,因此用酚酞作指示剂,当滴入最后一滴溶液,锥形瓶中溶液由无色变为红色且半分钟不再改变,说明滴定到终点,故C错误;
D.锥形瓶中盛放盐酸,c(H+)最大,随着NaOH溶液的滴加,c(H+)减少,pH由小到大,故D错误;
答案为B。
11.D
【详解】A.氢氧化钡溶液与稀硫酸反应生成硫酸钡沉淀和水,向氢氧化钡溶液滴加稀硫酸时,溶液中的离子浓度减小,导电性减弱,当稀硫酸过量时,溶液中离子浓度增大,导电性增强,则图①能表示向氢氧化钡溶液中滴入稀硫酸至过量时溶液导电能力的变化,故A正确;
B.氢氧化钙溶液与少量二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,反应生成的碳酸钙沉淀与过量的二氧化碳在溶液中反应生成可溶的碳酸氢钙,则向澄清石灰水中通入二氧化碳时离子浓度先减小后增大,溶液的导电性先减弱后增强,则图①能表示向澄清石灰水中通入二氧化碳时溶液导电能力的变化,故B正确;
C.硝酸银溶液与氯化氢气体反应生成氯化银沉淀和稀硝酸,溶液中离子浓度变化不大,溶液的导电性基本不变,则图②能表示向硝酸银溶液中通入少量氯化氢时溶液导电能力的变化,故C正确;
D.醋酸溶液与氨水反应生成氯化铵和水,溶液中离子浓度增大,导电性增强,则图②不能表示向醋酸溶液中滴入氨水至过量时溶液导电能力的变化,故D错误;
故选D。
12.D
【详解】试题分析:三种碱的起始浓度均为0.1mol/L,由图中信息可知,起始时pH都小于13,说明三种碱均为弱碱,且碱性强弱为AOH<BOH<DOH,碱性越强,对水的电离的抑制作用越大。在相同条件下,盐水解的程度由小到大的顺序是DCl<BCl<ACl,它们水解均使溶液显酸性。A.滴定前,三种碱液中水电离的c(H+)大小关系为AOH>BOH>DOH,A不正确;B.滴定至P点时,此时中和百分数为50%,即BOH恰好有一半被中和,溶液为物质的量浓度相同的BOH和BCl混合溶液,pH>7、溶液显碱性,则BOH的电离程度大于BCl的水解程度,所以溶液中c(Cl-)<c(B+), B不正确;C.pH=7时,溶液中c(H+)=c(OH﹣),由电荷守恒可知,三种溶液中c(Cl-)均等于其c(弱碱的阳离子)。由于三种盐在相同的条件下的水解程度由小到大的顺序是DCl<BCl<ACl,且其水解均使溶液显酸性,则滴定到溶液恰好呈中性时,三种溶液中消耗HCl的体积由小到大的顺序为AOH<BOH<DOH,则三种溶液中c(Cl﹣)不相等,且c(Cl﹣)由小到大的顺序为AOH<BOH<DOH,因而c(A+)<c(B+)<c(D+),故C不正确;D.当中和百分数达100%时,三种溶液的物质的量浓度相同,混合后,根据质子守恒,c(DOH)+c(AOH)+c(BOH)+c(OH﹣)=c(H+),则c(AOH)+c(BOH)+c(DOH)=c(H+)﹣c(OH﹣),故D正确。本题选D。
点睛:本题以酸碱中和滴定曲线为载体,考查了影响水的电离的因素、溶液中离子浓度的大小比较及相关等量关系的判断,难度较大。根据图象判断三种碱均为弱酸是解题的突破口,注意酸或碱会抑制水的电离,而盐类水解促进水的电离。比较溶液中离子浓度大小时,要根据溶液的酸碱性,判断酸或碱的电离作用与盐的水解作用的相对大小,然后再来比较相关离子的浓度大小关系。要牢牢把握溶液中的守恒思想,溶液中的三种守恒关系不仅可以帮助判断相关的等式是否成立,而且还可以帮助判断相关离子浓度之间的大小关系。
13. M Ag+ + e-= Ag CH4-8e-+10OH-=CO32—+7H2O 4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+ 0.224 N C 4.7×10-3
【分析】根据图象可知,甲池为甲烷燃料电池,通入甲烷的电极失电子化合价升高,作电池的负极,通入氧气的一极得电子化合价降低,为电池的正极,乙池中M极与正极相连为电解池的阴极,得电子,N极与电池的正极相连,失电子;
【详解】(1)已知,电解池中M、N两电极质量均为减小,其中一电极为Fe,则铁电极为电解池的阴极即M电极;阴极得电子,溶液中的阳离子得电子,即银离子得电子,反应式为:Ag+ + e-= Ag;通入甲烷的负极化合价升高,电解质溶液为KOH,则与二氧化碳反应生成碳酸根离子,电极反应式为: CH4-8e-+10OH-=CO32—+7H2O;
(2)乙池中的阳极为溶液中水电离出的氢氧根离子失电子生成氧气,则电解池中的总反应为:4Ag++2H2O 4Ag+O2↑+4H+;乙池中一电极析出4.32g银时,即0.04mol,转移0.04mol电子,电路中转移电子数目相同,则甲池中氧气由0价变为-2价,消耗氧气0.01mol,在标准状况下为0.224L;
(3)①若电解池为粗铜的电解精炼,粗铜作电解池的阳极,即N极;
②A.粗铜中含有锌铁金等杂质,锌铁露出时失电子变为锌离子、亚铁离子,而阴极析出铜,导致溶液这硫酸铜的浓度减小,A错误;
B.粗铜中的锌铁变为离子,B错误;
C. 纯铜增重2.56 g,即0.04mol,铜的化合价由+2变为0,转移电子为0.08mol,C正确;
答案为C
③ Ksp(PbS)= c(Pb2+)c(S2-),Ksp(ZnS)= c(Zn2+)c(S2-),则c(Zn2+)/ c(Pb2+)= Ksp(ZnS)/ Ksp(PbS)= 1.6× / 3.4×=4.7×10-3;
14.(1) ① ②③
(2)
(3)
(4) 中
【详解】(1)水电离:,是吸热过程,与25℃纯水相比,能促进水电离的是①;酸或碱电离出的H+和OH-均抑制水的电离,能抑制水电离的是②③;③25℃ 溶液中=0.02mol/L,则水电离的是。
(2)从图中可知,25℃时水的离子积常数Kw(25℃)=c(H+)·c(OH-)=10-14(mol/L)2,100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积Kw(100℃)=c(H+)·c(OH-)=10-12(mol/L)2,水的离子积从增加到。
(3)pH=13的强碱溶液c(OH-)=0.1mol/L,pH=2的强酸溶液c(H+)=0.01mol/L,根据题意,所得混合液显碱性,则有,则强碱溶液与强酸溶液的体积比是。
(4)根据图示可知,100℃时,纯水中的mol/L,这种水,显中性;若温度不变,滴入稀盐酸使,则。
15.(1)Fe3++3H2OFe (OH)3+3H+
(2) A AB
【详解】(1)因Fe3+极易发生水解,水解反应式为Fe3++3H2OFe (OH)3+3H+,故配制FeCl3溶液时,需将固体溶于较浓的盐酸后按需要进行稀释。
(2)①相同浓度的钠盐溶液,pH 越大,该酸根离子对应的酸酸性越弱;相同浓度的酸,加水稀释促进弱酸电离,稀释相同倍数,酸性越弱溶液的 pH 变化越小,根据表中数据知,相同浓度的钠盐溶液 pH 越小,其对应的酸酸性越强,所以酸性强弱顺序为:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HCO,相同的这几种酸稀释相同倍数,pH 变化大小顺序为 CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HCO,所以 pH 变化最小的是 HCN,故选A;
②强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,酸性 CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>HCO 3.
A.酸性 CH3COOH>H2CO3> HCO,所以 CH3COOH +Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa能发生,故A正确;
B.CH3COOH>HCN,所以 CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN能发生,故B正确;
C.H2CO3>HClO>HCO,所以 CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO 不能发生,故C错误;
D.酸性 HCN>HCO,所以 N NaHCO3+HCN=NaCN+H2O+CO2不能发生,故D错误;
故选AB。
16. Fe(OH)3 Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3NH 沉淀剂 分离、除去杂质
【详解】工业原料氯化铵中含杂质氯化铁,使其溶解于水,再加入氨水调节pH至7~8,使Q[Fe(OH)3]>Ksp[Fe(OH)3]可使Fe3+转变为Fe(OH)3沉淀而除去。反应如下:Fe3++3NH3·H2O=Fe(OH)3↓+3。
如以Na2S、H2S等作沉淀剂,使某些金属离子,如Cu2+、Hg2+等生成极难溶的硫化物CuS、HgS等沉淀,即离子积Q>Ksp时,生成沉淀,也是分离、除去杂质常用的方法。
17. H2S HSO3﹣ H2C2O4、HCOOH、HC2O4﹣ 2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓ DE SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3﹣ 0mol 6mol
【分析】(1)相同温度下,酸的电离平衡常数越小,其酸性越弱,弱酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小,则结合氢离子能力越弱;
(2)酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性越强,与碱反应越容易,根据酸的电离平衡常数大小判断;
(3)HNO2和H2S发生氧化还原反应,生成沉淀和无色气体,无色气体遇空气立即变为红棕色,则该无色气体是NO,亚硝酸具有强氧化性,硫化氢具有还原性,所以硫化氢被亚硝酸氧化生成S单质,根据元素守恒知还生成水,据此书写方程式;
(4)强酸能和弱酸的盐反应生成弱酸和强酸盐;
(5)将少量的SO2通入Na2C2O4溶液,酸性H2C2O4>H2SO3>HC2O4->HSO3-,据此写出离子方程式;
(6)已知HX为一元弱酸,某混合溶液中含有4mol NaX、2mol Na2CO3和1molNaHCO3,NaX、NaHCO3能共存,说明HX的酸性强于碳酸氢根离子,往溶液中通入3mol
CO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,说明HX的酸性弱于碳酸,即溶液中除了发生Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,还发生反应NaX+CO2+H2O=HX+NaHCO3,根据反应方程式进行计算。
【详解】(1)相同温度下,酸的电离平衡常数越小,其酸性越弱,弱酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小,则结合氢离子能力越弱,根据电离平衡常数知,酸性最弱的是H2S,酸性最强的是H2SO3,所以结合氢离子能力最弱的是HSO3-;
(2)酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性越强,与碱反应越容易,根据酸的电离平衡常数知,被OH﹣先后消耗的酸及酸式酸根依次是H2C2O4、HCOOH、HC2O4-;
(3)HNO2和H2S生成沉淀和无色气体,无色气体遇空气立即变为红棕色,则该无色气体是NO,亚硝酸具有强氧化性,硫化氢具有还原性,所以硫化氢被亚硝酸氧化生成S单质,根据元素守恒知还生成水,该反应方程式为2HNO2+H2S=2H2O+2NO↑+S↓;
(4)A.HNO2具有强氧化性,HS-具有还原性,二者能发生氧化还原反应,根据电子守恒、电荷守恒、离子守恒,可得反应的离子方程式为H++2HNO2+HS-=2NO↑+S↓+2H2O,A错误;
B.酸性:H2SO3>HCOOH>HSO3-,所以HCOOH和SO32-反应生成HCOO-和HSO3-,反应的离子方程式为HCOOH+SO32-=HCOO-+HSO3-,B错误;
C.酸性:H2SO3>HCOOH>HSO3-,所以H2SO3和HCOO-反应生成HCOOH、HSO3-,反应的离子方程式为H2SO3+HCOO-=HCOOH+HSO3-,C错误;
D.亚硫酸和亚硫酸根离子反应生成亚硫酸氢根离子,离子方程式为H2SO3+SO32-=2HSO3-,D正确;
E.根据电离平衡常数可知,H2C2O4的一级电离平衡常数大于HNO2,二级电离平衡常数小于HNO2,所以H2C2O4+NO2-=HC2O4-+HNO2,E正确;
故合理选项是DE;
(5)将少量的SO2通入Na2C2O4溶液,酸性H2C2O4>H2SO3>HC2O4->HSO3-,据此离子方程式为:SO2+H2O+C2O42-=HC2O4-+HSO3-;
(6)已知HX为一元弱酸,某混合溶液中含有4molNaX、2molNa2CO3和1molNaHCO3,NaX、NaHCO3能共存,说明HX的酸性强于HCO3-,往溶液中通入3molCO2气体,充分反应后,气体全部被吸收,说明HX的酸性弱于H2CO3,溶液中发生的反应有:Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,根据该反应可知2molNa2CO3能生成4molNaHCO3同时消耗二氧碳2molCO2,还有1molCO2发生反应NaX+CO2+H2O=HX+NaHCO3,生成1molNaHCO3,所以溶液中没有Na2CO3,Na2CO3的物质的量是0,NaHCO3的物质的量为1mol+4mol+1mol=6mol。
【点睛】本题考查了电离平衡常数在电解质的电离和盐的水解的应用。明确弱酸电离平衡常数与酸的酸性强弱、酸根离子水解程度的关系即可解答,注意(4)中选项A,要既考虑强酸制取弱酸,同时也要注意亚硝酸的强氧化性,否则就会得出错误结论,为本题的易错点。
18. 不变 c(CH3COO )+c(OH )=c(Na+)+c(H+) 不能 HCO H2CO3 c(Na+)>c(Cl )>c(HCO) 10
【分析】(1)根据平衡常数表达式及溶液中电荷守恒原理分析解答;
(2)根据碳酸钠与盐酸的分步反应及图像中离子浓度大小分析解答;根据水解平衡常数及水的离子积计算溶液的pH。
【详解】(1)表示醋酸的电离平衡常数,只和温度有关,所以加入CH3COONa固体时保持不变,此时溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO )+c(OH )=c(Na+)+c(H+),故答案为不变;c(CH3COO )+c(OH )=c(Na+)+c(H+);
(2)常温下在20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液40mL,先反应生成碳酸氢钠,再与盐酸反应生成二氧化碳、水,
①由反应及图像可知,在同一溶液中,H2CO3、HCO3 、CO32 不能大量共存,故答案为不能;
②由图像可知,pH=7时,c(OH )=c(H+),溶液中含碳元素的主要微粒为HCO3 、H2CO3,由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(Cl )+c(HCO3 )+c(OH ),则c(Na+)>c(Cl ),因HCO3 水解,则c(Na+)>c(Cl )>c(HCO3 ),故答案为HCO3 、H2CO3;c(Na+)>c(Cl )>c(HCO3 );
③CO32-的水解常数,当溶液中c(HCO3-):c(CO32-)=2∶1时,c(OH )=10 4mol/L,由Kw可知,c(H+)=10 10mol/L,所以pH=10,故答案为10。
19.(1) 弱 增大
(2) NaHA > A2-+H2OHA-+OH-、HA-+H2OH2A+OH- b
【详解】(1)根据题意,水溶液中HA-、H+、OH-、H2O和H2A.共存,说明H2A为弱酸;往H2A溶液中加水,HA-、H+、和H2A.浓度均下降,由H2A的第一步电离平衡常数Ka1=,温度不变,K不变,则=,HA-浓度下降,则增大 ,故往H2A溶液中加水会使 的值增大;
(2)若M是由一种溶质组成的溶液,则M的溶质可以是Na2A或NaHA;①Na2A是强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,pH>7,原因是A2-发生水解,离子方程式是A2-+H2OHA-+OH-、HA-+H2OH2A+OH-;
②Na2A水解以第一步电离为主,A2-+H2OHA-+OH-,分析如下:
a.加入氯化铵固体,NH与OH-结合得到NH3·H2O,平衡正向移动,促进水解,不符合题意;
b.加入KOH固体,溶液中氢氧根离子浓度增大,平衡逆向移动,抑制水解,符合题意;
c. 加水稀释,越稀越水解,促进水解,不符合题意;
d.水解过程是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,促进水解,不符合题意;
故答案选b。
20. H2A H++HA 、HA H++A2 ; > c(Na+)>c(A2 )>c(OH )>c(HA )>c(H+) 5.4×10 10 均有可能
【详解】(1)溶液中存在的分子有H2O、H2A,则H2A为弱酸,电离方程式为H2A H++HA-、HA- H++A2-;综上所述,本题答案是:H2A H++HA-、HA- H++A2-。
(2)等体积混合恰好生成Na2A,水解显碱性,pH>7,离子水解以第一步为主,则离子浓度关系为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+);由反应式Ba2++A2-=BaA↓可得:沉淀后A2-过量0.01mol,溶液中c(A2-)=0.01/(30×10-3)=1/3mol L-1,根据BaA的Ksp=c(Ba2+) c(A2-)可得c(Ba2+)=Ksp/c(A2-)=1.8×10 10/(1/3)=5.4×10-10 mol L-1;综上所述,本题答案是:> ; c(Na+)>c(A2 )>c(OH )>c(HA )>c(H+) ,5.4×10 10。
(3)混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,c(H+)=10-5mol/L,显酸性,则酸过量,H2A为弱酸,pH=3的H2A溶液与pH=11的NaOH溶液混合时酸的浓度大于碱的浓度,则二者体积关系不确定,大于、小于或等于都可能酸过量;综上所述,本题答案是:均有可能。
【点睛】本题考查较综合,涉及酸碱混合的定性分析、pH、电离与水解、电离方程式等,把握溶液中的溶质及电离与水解的趋势、相互影响即可解答,题目难度中等。
21.(1) HCNH++CN- 1.6×10-5 c(HCN)>c(K+)>c(CN-) 5×107
(2) 当最后一滴高锰酸钾溶液滴入时,溶液变为浅红色,且半分钟内不退去 90% D
【详解】(1)①HCN是弱酸,其电离方程式为:HCNH++CN-;
②25℃时KCN溶液中CN-的水解常数等于水的离子积除以其电离常数,即Kh===;
③两溶液混合后KCN与HCN浓度相同,均为0.2mol/L,又因Kh>Ka,则溶液中c(HCN)> c(CN-),所以有c(HCN)>c(K+)>c(CN-);
④由CuCN(s)Cu+(aq)+CN-(aq);Cu2S(s)2Cu+(aq)+S2-(aq);
因K=,故K=;
(2)①高锰酸钾和草酸发生氧化还原反应,之后褪色,故滴定终点的现象是:当最后一滴高锰酸钾溶液滴入时,溶液变为浅红色,且半分钟内不退去;
②因第三次与第一次、第二次测得体积相差较大,则平均消耗体积,故消耗;由2MnO~5H2C2O4,得n(H2C2O4)=,则,则草酸晶体的质量分数= ;
③A.锥形瓶用待测液润洗,使待测液的量增加,则消耗标准液体积增大,最终导致测定结果偏高,A错误;
B.没用高锰酸钾标准液润洗酸式滴定管,使标准液浓度偏小,消耗标准液体积偏大,则导致测定结果偏高,B错误;
C.测得标准液体积比实际体积大,则导致计算得出的测定结果偏高,C错误;
D.俯视读取体积比实际体积小,则导致计算得出测定结果偏低,D正确;
故选D。
22. 1∶ 9 0 -2pH+14 CO32- C Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑ 4.0×10-8
【分析】(1)①酸碱中和反应后溶液显碱性时,利用c(OH-)=[n(OH-)-n(H+)]/(Va+Vb)计算;
②利用Kw=c(H+)×c(OH-)进行计算;
(2)①利用盐的水解规律,越弱越水解解释;
②酸性越强,电离出的氢离子浓度越大,加水稀释相同倍数时,pH变化越大;
(3)利用Ksp计算。
【详解】(1)①25 ℃时,Kw=10-14,pH=a的某一元强碱,a=13,浓度为0.1mol/L,pH=b的某二元强酸,b=2,浓度为0.01mol/L,所得溶液的pH=11,c(OH-)=0.001mol/L,则0.1mol/L×Va-0.01mol/L×Vb=0.001mol/L×(Va+Vb),化简求解Va∶Vb=1∶9;
②25 ℃时,若溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),AG=lg1=0;AG=lg=lgc(H+)-lgc(OH-)=2lgc(H+)-lgKw=-2pH+14;
(2)①上述5种盐均为强碱弱酸盐,溶液显碱性,弱酸根离子越弱,结合氢离子能力越强,碱性越强,根据表中数据,CO32-结合H+能力最强;
②酸性越强,电离出的氢离子浓度越大,加水稀释相同倍数时,pH变化越大,根据表中数据,CH3COOH酸性最强,答案为C;
(3)FeCl3溶液与NaHCO3溶液混合生成氢氧化铁沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为Fe3++3HCO3-=Fe(OH)3↓+3CO2↑;若将所得悬浊液的pH调整为4,溶液中c(H+)=10-4mol/L,则c(OH-)=Kw/c(H+)=10-10mol/L,Ksp[Fe(OH)3]=c(Fe3+)×c3(OH-)=4.0×10-38,则c(Fe3+)=4.0×10-38/10-30=4.0×10-8mol/L。
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