第15周 电离平衡
时间:40分钟 总分:50分
单项选择题(每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.氯气溶于水达到平衡后,若其他条件不变,只改变某一条件,下列叙述正确的是 ( )
A.加入少量水,水的电离平衡向电离的方向移动
B.再通入少量氯气,减小
C.通入少量SO2,溶液的漂白性增强
D.加入少量固体NaOH,一定有c(Na+)=c(Cl-)
2.稀氨水中存在下列平衡:NH3·H2ON+OH-。若要使平衡逆向移动,同时使c(OH-)增大,应采取的措施是 ( )
①加NH4Cl固体 ②加硫酸 ③加NaOH固体 ④加水 ⑤加热 ⑥加少量MgSO4固体
A.①②③⑤ B.③④⑥ C.③ D.③⑤
3.下列说法正确的有( )
①不溶于水的盐都是弱电解质 ②可溶于水的盐都是强电解质 ③0.5 mol·L-1一元酸溶液中H+浓度一定为0.5 mol·L-1 ④强酸溶液中的c(H+)不一定大于弱酸溶液中的c(H+) ⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴、阳离子 ⑥熔融的电解质都能导电
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
4.(2023天津十二区县联考)某研究小组为测定食用白醋中醋酸的含量进行如下操作,正确的是( )
A.用碱式滴定管量取一定体积的待测白醋放入锥形瓶中
B.称取4.0 g NaOH放到1 000 mL容量瓶中,加水至刻度,配成1.00 mol·L-1 NaOH标准溶液
C.用NaOH溶液滴定白醋,使用酚酞作指示剂,溶液颜色恰好由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色时,为滴定终点
D.滴定时眼睛要注视着滴定管内NaOH溶液的液面变化,防止滴定过量
5.下列说法正确的是( )
A.在100 ℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.常温下,将1 mL 1×10-6 mol·L-1盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH约为9
C.常温下,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,此溶液的pH可能为1或13
D.常温下,将pH=2的盐酸和醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,所得醋酸的pH略大
6.(2023 湖南六校联考)25 ℃时,用0.100 mol·L-1高氯酸溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的氨水和20.00 mL 0.100 mol·L-1 NaOH溶液,两溶液的pH与所加高氯酸体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.Kb(NH3·H2O)的数量级为10-4
B.高氯酸溶液滴定氨水选择酚酞作指示剂,且10
C.Q点所示溶液中有:2c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(N)+2c(H+)
D.水的电离程度:M>Q>N>P
7.常温下,浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg 的变化如图K30-3所示。下列叙述错误的是 ( )
图K30-3
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:a点大于b点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg=2时,若两溶液同时升高温度,则减小
二、非选择题(共26分)
8.(6分)水的电离平衡曲线如图所示,回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系:____________________。
(2)在水中加少量酸,可实现A点向____________点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈现__________性。
(4)若在B点温度下,pH=2的硫酸溶液中,cH2O(H+)=________ mol·L-1。
9.(10分)(2023福建漳州模拟)用氧化还原滴定法可以测定市售H2O2溶液中过氧化氢的浓度(单位g·L-1),实验过程包括标准溶液的准备和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.配制100 mL KMnO4溶液备用;
b.准确称取Na2C2O4基准物质3.35 g(0.025 mol),配制成250 mL标准溶液。取出25.00 mL置于锥形瓶中,加入适量3 mol·L-1硫酸酸化后,用待标定的KMnO4溶液滴定至终点,记录数据,计算KMnO4溶液的浓度。
Ⅱ.滴定主要步骤
a.取待测H2O2溶液10.00 mL置于锥形瓶中;
b.向锥形瓶中加入30.00 mL蒸馏水和30.00 mL 3 mol·L-1硫酸,然后用已标定的KMnO4溶液(0.100 0 mol·L-1)滴定至终点;
c.重复上述操作两次,三次测定的数据如下表:
组别 1 2 3
消耗标准溶液的体积/mL 25.24 25.02 24.98
d.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的Na2C2O4配制成250 mL标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(2)标定KMnO4溶液时, (填“能”或“不能”)用稀硝酸调节溶液的酸度,简述理由 。写出标定过程中发生反应的化学方程式: 。
(3)滴定待测H2O2溶液时,标准溶液应装入 滴定管,装入标准溶液的前一步应进行的操作是 。
(4)滴定H2O2溶液至终点的现象是 。
(5)计算此H2O2溶液的浓度为 g·L-1。
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则最后测定出的H2O2溶液的浓度会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
10.(10分)已知水在25 ℃和95 ℃的电离平衡曲线如图所示:
(1)95 ℃时,水的电离平衡曲线应为B,请说明理由: 。
25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为 。
(2)95 ℃时,若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是 。
(3)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中,若水的电离度分别用α1、α2表示,则α1 (填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)α2。
(4)曲线B对应温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合后,混合溶液的pH= 。
第15周 参考答案
1.A 氯气和水反应生成盐酸和次氯酸,抑制水的电离,加入少量水,溶液中的氢离子浓度减小,对水的电离的抑制程度减弱,则水的电离平衡正向移动,故A正确;通入少量氯气,反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO平衡正向移动,氢离子的浓度增大的程度比次氯酸根离子浓度增大的程度大,则增大,故B错误; 通入少量二氧化硫,氯气、二氧化硫和水反应生成硫酸和盐酸,溶液中次氯酸减少,漂白性减弱,故C错误;溶液中有电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+ c(OH-),当溶液呈中性时,c(H+)= c(OH-),则c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-),而当加入少量固体氢氧化钠时,溶液呈酸性,则c(Na+)2.C 若向稀氨水中加NH4Cl固体,c(N)增大,平衡逆向移动,c(OH-)减小,①不符合题意;若向稀氨水中加硫酸,硫酸中的H+与OH-反应,使c(OH-) 减小,平衡正向移动,②不符合题意;若向稀氨水中加NaOH固体,c(OH-)增大,平衡逆向移动,③符合题意;若向稀氨水中加水,稀释溶液,平衡正向移动,c(OH-)减小,④不符合题意;电离为吸热过程,加热使平衡正向移动,⑤不符合题意;若向稀氨水中加少量 MgSO4固体,Mg2+与OH-反应生成 Mg(OH)2沉淀,使c(OH-) 减小,平衡正向移动,⑥不符合题意。
3.B ①溶解性与电解质强弱无关,错误;②醋酸铅是弱电解质,可溶于水,可溶于水的盐不一定都是强电解质,错误;③0.5 mol·L-1一元弱酸溶液中H+浓度小于0.5 mol·L-1,错误;⑥HCl是电解质,熔融HCl不导电,熔融的电解质不一定能导电,错误。
4.C 量取白醋应用酸式滴定管,A错误;溶解NaOH应在烧杯中完成,B错误;在滴定操作时眼睛要注视锥形瓶内溶液颜色的变化,D错误。
5.C 100 ℃时,纯水的pH约为6,但c(H+)与c(OH-)仍相等,仍为中性,A错误;酸碱稀释过程中,无限稀释7为限,也就是说酸稀释时pH不会大于7,B错误;常温下,KW=c(OH-)·c(H+)=10-14,当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,水的电离受到抑制,可能加入了酸或碱,溶液中c(H+)可能为1×10-13 mol·L-1,也可能是1×10-1 mol·L-1,故pH可能为1或13,C正确;将pH=2的盐酸和醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,由于醋酸存在电离平衡,越稀释电离出的H+越多,则pH变化小,D错误。
6.C Kb(NH3·H2O)==10-4.6,数量级为10-5,A错误;高氯酸铵水解呈酸性,高氯酸溶液滴定氨水选择甲基橙作指示剂,B错误;Q点所示溶液中,电荷守恒为c(OH-)+c(Cl)=c(N)+c(H+),物料守恒为2c(Cl)=c(N)+c(NH3·H2O),联立以上两个等式可得2c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(N)+2c(H+),C正确;Q点的溶质为NH3·H2O和NH4ClO4等物质的量的混合物,NH3·H2O电离程度大于NH4ClO4水解程度,混合溶液显碱性,水的电离被抑制,M、N两点是中性点,P点是完全中和为NH4ClO4,NH4ClO4水解促进水的电离,故水的电离程度:P>M=N>Q,D错误。
7.B 由图像可知,浓度为0.10 mol·L-1的MOH溶液,在稀释前pH为13,说明MOH完全电离,则MOH为强碱,而ROH溶液的pH<13,说明ROH没有完全电离,ROH为弱碱。MOH的碱性强于ROH的碱性,A正确;曲线的横坐标lg越大,表示加水稀释体积越大,由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点,弱碱ROH存在电离平衡:ROHR++OH-,溶液越稀,弱电解质电离程度越大,故ROH的电离程度:b点大于a点,B错误;若两溶液无限稀释,则溶液的pH接近7,故两溶液的c(OH-)相等,C正确;当lg=2时,V=100V0,即溶液稀释100倍,由于MOH发生完全电离,升高温度,c(M+)不变,ROH存在电离平衡:ROHR++OH-,升高温度促进电离平衡向电离方向移动,c(R+)增大,故减小,D正确。
8.【答案】(1)B>C>A=D=E (2)D (3)碱 (4)1×10-10
9.【答案】(1)250 mL容量瓶、胶头滴管
(2)不能 稀硝酸有氧化性,会影响KMnO4溶液浓度的标定 2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(3)酸式 用标准溶液润洗滴定管
(4)滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中的液体变为浅紫色,且半分钟内不变色 (5)21.25 (6)偏高
【解析】(1)配制250 mL Na2C2O4标准溶液时,所使用的仪器有烧杯、玻璃棒、胶头滴管和250 mL容量瓶。
(2)稀硝酸具有氧化性,也会氧化草酸钠,会影响KMnO4溶液浓度的标定,因此不能用稀硝酸调节溶液的酸度;标定过程中KMnO4会氧化Na2C2O4,发生反应的化学方程式为2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O。
(3)滴定待测H2O2溶液时,标准溶液为已标定的KMnO4溶液,具有强氧化性,应装入酸式滴定管中,装入标准溶液前需要用标准溶液润洗滴定管。
(5)由数据分析可知,三次滴定消耗KMnO4溶液的体积第1组与第2、3组差距较大,要舍去,则消耗KMnO4溶液的平均体积为25.00 mL,根据得失电子守恒可得关系式:2KMnO4~5H2O2,则此H2O2溶液的浓度为=0.625 mol·L-1=21.25 g·L-1。
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则标定出的KMnO4溶液的浓度偏高,从而导致最后测定出的H2O2溶液的浓度会偏高。
10.【答案】(1)水的电离是吸热过程,温度高时,电离程度大,c(H+)、c(OH-)均增大 10∶1 (2)a+b=14 (3)小于 (4)10
【解析】(1)水的电离是吸热过程,温度升高时,电离程度大,c(H+)、c(OH-)均增大,95 ℃时,水的电离平衡曲线应为B;25 ℃时,pH=9的NaOH溶液中c(OH-)=10-5 mol·L-1,pH=4的H2SO4溶液中c(H+)=10-4 mol·L-1,若二者混合后所得混合溶液的pH=7,即n(OH-)=n(H+),则c(OH-)·V(NaOH溶液)=c(H+)·V(H2SO4溶液),故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比V(NaOH溶液)∶V(H2SO4溶液)=c(H+)∶c(OH-)=10∶1。
(2)95 ℃时,水的离子积KW=10-12。设强酸溶液体积为100 L,强碱溶液体积为1 L,强酸溶液中n(H+)=100×10-a mol=102-a mol,强碱溶液中n(OH-)=10b-12 mol。混合后溶液呈中性,则102-a=10b-12,则有a+b=14。
(3)曲线A所对应的温度是25 ℃。在25 ℃时,pH=2的HCl溶液中c(H+)水=10-12 mol·L-1;pH=11的某BOH溶液中,c(H+)水=10-11 mol·L-1;水电离产生的H+的浓度越大,水的电离程度就越大。若水的电离度分别用α1、α2表示,则有α1<α2。
(4)曲线B所对应的温度是95 ℃,该温度下水的离子积常数是KW=10-12,在曲线B所对应的温度下,将0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,则反应后溶液中c(OH-)=
=0.01 mol·L-1。由于该温度下水的离子积KW=10-12,则c(H+)=10-10 mol·L-1,即所得混合液的pH=10。