第3章 水溶液中的离子平衡
一、单选题(每小题只有一个正确答案)
1.常温下,用 0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定 20.00 mL 0.100 0 mol·L-1CH3COOH溶液所得滴定曲线如图。下列说法正确的是( )
A. 点①所示溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+)
B. 点②所示溶液中:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C. 点③所示溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
D. 滴定过程中可能出现:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
2.25 ℃,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关叙述不正确的是( )
A. pH=5.5溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B. 由图可知该温度下醋酸的电离常数为1×10-4.75
C. pH=3.5溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D. 向1 LW点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-)
3.0.1 mol下列气体分别与1 L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液反应,形成的溶液pH最小的是( )
A. NO2 B. SO2 C. SO3 D. CO2
4.已知Ksp(BaSO4)= 1.1×10-10,Ksp(BaCO3)=2.5×10-9。下列说法中不正确的是( )
A. BaSO4比BaCO3溶解度小,所以,BaCO3可以转化为BaSO4
B. BaCO3、BaSO4均不溶于水,所以都可以做钡餐试剂
C. 向Na2CO3溶液中加入BaCl2和Na2SO4,当两种沉淀共存时,=4.4×10-2
D. 常温下,BaCO3若要在Na2SO4溶液中开始转化为BaSO4,则Na2SO4的浓度必须不低于2.2×10-6mol·L-1
5.一定温度下,将足量的AgCl分别放入下列物质中,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序是( )
①20 mL 0.01 mol·L-1KCl溶液 ②30 mL 0.02 mol·L-1CaCl2溶液
③40 mL 0.03 mol·L-1HCl溶液 ④10 mL蒸馏水 ⑤50 mL 0.05 mol·L-1AgNO3溶液
A. ①>②>③>④>⑤ B. ④>①>③>②>⑤
C. ⑤>④>②>①>③ D. ④>③>⑤>②>①
6.在CaCO3饱和溶液中,加入Na2CO3固体,达到平衡时( )
A.c(Ca2+)=c()
B.c(Ca2+)=c()=
C.c(Ca2+)≠c(),c(Ca2+)·c()=Ksp(CaCO3)
D.c(Ca2+)≠c(),c(Ca2+)·c()≠Ksp(CaCO3)
7.下列事实能说明HA酸是弱电解质的是( )
A. 浓度相同时HA溶液的导电性比强酸弱
B. 10 mL 1 mol·L-1的HA溶液与10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液恰好完全反应
C. NaA溶液的pH>7
D. 0.1 mol·L-1HA溶液的pH=1
8.有关AgCl沉淀溶解平衡的说法中,不正确的是( )
A. AgCl沉淀的生成和溶解不断进行,但速率相等
B. AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C. 升高温度,AgCl沉淀的溶解度增大
D. 向AgCl沉淀中加入NaCl固体,AgCl沉淀的溶解度降低
9.下列电离方程式错误的是( )
A. (NH4)2SO4溶于水:(NH4)2SO4===2+
B. H2SO4溶于水:H2SO42H++
C. HF溶于水:HFH++F-
D. NaHCO3溶于水:NaHCO3===Na++、H++
10.室温下,某溶液中由水电离出来的H+和OH-物质的量浓度的乘积为10-24,在该溶液中,一定不能大量存在的离子是( )
A. B. C. D.
11.物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液:①NH4Cl溶液 ②NH4HSO4溶液 ③CH3COONH4溶液 ④氨水,其c()从大到小的顺序为( )
A. ②①③④ B. ①②③④ C. ④②①③ D. ①②④③
12.在蒸发皿中加热蒸干并灼烧下列物质的溶液,可以得到该物质的是( )
A. 硫酸镁 B. 碳酸氢钠 C. 氯化铝 D. 盐酸溶液
13.已知某溶液中只存在OH-、H+、Cl-、NH四种离子,其离子浓度可能有如下关系:
①c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-) ②c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
③c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+) ④c(NH)=c(Cl-)>c(OH-)=c(H+)
下列说法正确的是( )
A. 若①正确,则溶液中溶质一定为NH4Cl
B. 若③正确,则溶液中c(NH3·H2O)+c(NH)>c(Cl-)
C. 若④正确,且盐酸和氨水体积相等,则盐酸中c(H+)等于氨水中c(OH-)
D. 溶质不同时,上述四种关系式均可能成立
14.下列有关AgCl沉淀的溶解平衡的说法中,不正确的是( )
A. AgCl沉淀生成和溶解不断进行,但速率相等
B. AgCl难溶于水,溶液中没有Ag+和Cl-
C. 升高温度,AgCl的溶解度增大
D. 向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,AgCl的溶解度减小
15.某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )
A. Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
二、填空题
16.在一定温度下,有a.醋酸、b.硫酸、c.盐酸三种酸。当三种酸物质的量浓度相同时,三种溶液中水的电离程度由大到小的顺序是____________(用a、b、c表示)。
17.pH相同的盐酸和硫酸溶液分别用蒸馏水稀释至原来的m倍和n倍,若稀释后两溶液的pH仍相同,则m________n( 填“>”、“<”或“=”);PH相同的氨水氢氧化钠溶液溶液,进行上述操作,则m________n(填“>”、“<”或“=”)。
18.钡(Ba)和锶(Sr)及其化合物在工业上有着广泛的应用,它们在地壳中常以硫酸盐的形式存在,BaSO4和SrSO4都是难溶性盐。工业上提取钡和锶时首先将BaSO4和SrSO4转化成难溶弱酸盐。
已知:SrSO4(s)Sr2+(aq)+SO(aq)
Ksp=2.5×10-7
SrCO3(s)Sr2+(aq)+CO(aq)
Ksp=2.5×10-9
(1)将SrSO4转化成SrCO3的离子方程式为____________________________________
________________________________________________________________________;
该反应的平衡常数表达式为______________________________________________;
该反应能发生的原因是_____________________________________________________
______________________________________________(用沉淀溶解平衡的有关理论解释)。
(2)对于上述反应,实验证明增大CO的浓度或降低温度都有利于提高SrSO4的转化率。判断在下列两种情况下,平衡常数K的变化情况(填“增大”“减小”或“不变”)。
①升高温度,平衡常数K将________________。
②增大CO的浓度,平衡常数K将______________________________________。
(3)已知,SrSO4和SrCO3在酸中的溶解度与BaSO4和BaCO3类似,设计实验证明上述过程中SrSO4是否完全转化成SrCO3。实验所用的试剂为________;实验现象及其相应结论为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
19.25 ℃时,将体积为Va、pH=a的某一元酸与体积Vb、pH=b的某一元碱混合,请完成下列各题。
(1)若a+b=13,酸是盐酸,碱是KOH,现把盐酸加入到50.00 mL KOH溶液,当溶液的pH=2时,消耗盐酸11.11 mL。则b=________。
(2)若已知Va
20.某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是H2AH++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)在0.1 mol·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)=0.1 mol·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-)
(3)已知0.1 mol·L-1NaHA溶液的pH=2,则0.1 mol·L-1H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能是________(填“<”、“>”或“=”)0.11 mol·L-1,理由是___________________
_________________________________________________________________________。
三、实验题
21.某学生欲用已知物质的量浓度的盐酸来测定未知物质的量浓度的NaOH溶液时,选择甲基橙作指示剂。请填写下列空白:
(1)用标准的盐酸滴定待测的NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视________,直到因加入一滴盐酸后,溶液由黄色变为橙色,并________为止。
(2)下列操作中可能使所测NaOH溶液的浓度数值偏低的是( )
A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入标准盐酸
B.滴定前盛放NaOH溶液的锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥
C.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失
D.读取盐酸体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数
(3)若滴定开始和结束时,酸式滴定管中的液面如图所示,则起始读数为________ mL,终点读数为________ mL;所用盐酸溶液的体积为________ mL。
(4)某学生根据3次实验分别记录有关数据如表:
依据上表数据列式计算该NaOH溶液的物质的量浓度________________。
22.利用其它反应测定未知溶液浓度实验同中和滴定实验类似(用已知浓度的氧化剂溶液滴定未知浓度的还原剂溶液或反之)。现有0.01 mol·L-1酸性KMnO4溶液和未知浓度的无色Na2SO3溶液。反应的离子方程式为++6H+===2Mn2+++3H2O,回答下列问题(已知Na2SO3溶液呈碱性)。
(1)该滴定实验所需仪器有下列中的________(填序号)。
A.酸式滴定管(50 mL) B.碱式滴定管(50 mL) C.量筒(10 mL) D.锥形瓶 E.铁架台 F.滴定管夹 G.烧杯 H.白纸 I.胶头滴管 J.漏斗
(2)不用________(填“酸”或“碱”)式滴定管盛放高锰酸钾溶液。试分析原因________________________________________________________________________。
(3)选何种指示剂,说明理由_______________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)滴定前平视KMnO4溶液的液面,刻度为amL,滴定后俯视液面刻度为bmL,则(b-a) mL比实际消耗KMnO4溶液体积________(填“多”或“少”)。根据(b-a) mL计算,得到的待测液浓度比实际浓度偏________(填“大”或“小”)。
四、计算题
23.用中和滴定法测定某盐酸的物质的量浓度。
用酚酞作指示剂,以0.100 0 mol·L-1的标准NaOH溶液滴定,实验数据记录如下表,请分析数据并计算盐酸的物质的量浓度=_______ mol·L-1。
24.25 ℃时,在0.5 L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,有0.01 mol的HA电离成离子。求该温度下HA的电离常数。
答案解析
1.【答案】D
【解析】混合后溶质可能是CH3COONa、CH3COONa和NaOH、CH3COOH和CH3COONa三种情况,前二种溶液呈碱性,后一种溶液可能显酸性、中性或碱性。三种情况溶液中存在离子种类相同,都有电荷守恒式c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)。
点①溶液中CH3COONa与CH3COOH物质的量之比为1∶1,CH3COO-+ H2OCH3COOH+OH-,CH3COOHCH3COO-+ H+,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),说明醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解程度,水解可以忽略,则c(CH3COO-)>c(Na+),c(Na+)>c(CH3COOH),c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)>c(CH3COOH)+c(H+),A错误;点②pH=7,溶质必须是CH3COOH和CH3COONa,c(H+)=c(OH-),由电荷守式可得
c(Na+)=c(CH3COO-),B错误;点③两溶液恰好完全反应生成CH3COONa,CH3COO-+ H2OCH3COOH+OH-,因CH3COO-水解,且程度较小,c(Na+)>c(CH3COO-)>
c(OH-)>c(H+),C错误;最后溶质为CH3COOH和CH3COONa,前者较多后者较少时,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(CH3COO-)>c(Na+),c(CH3COOH)>c(CH3COO-),c(Na+)可能比c(H+)大,也可能小,与滴加NaOH多少有关,D正确。
2.【答案】A
【解析】递减曲线为CH3COOH的变化曲线,递增曲线为CH3COO-的变化曲线。A项,当pH=5.5时,c(CH3COO-)>c(CH3COOH),错误;B项,CH3COOHH++CH3COO-,c(H+)=10-4.75mol·L-1,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,Ka==1×10-4.75;C项,电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由于c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,所以c(Na+)+c(H+)-c(OH-)=c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1-c(CH3COOH),即c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1;D项,通入HCl气体后发生反应为
相当于有0.1 mol的CH3COOH和0.05 mol的NaCl混合,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=2c(Cl-),电荷守恒式为2c(Na+)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),即:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),化简得:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-)。
3.【答案】C
【解析】A项,0.1 mol NO2与0.1 mol NaOH发生歧化反应2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O,生成的NaNO2是弱酸强碱盐,发生水解使溶液呈碱性;B项,0.1 mol SO2与0.1 mol NaOH恰好反应生成NaHSO3,由于HSO的电离程度大于HSO的水解程度,故溶液呈酸性;C项,0.1 mol SO3与0.1 mol NaOH恰好反应生成NaHSO4,该盐是强酸强碱的酸式盐,完全电离使溶液显酸性,相当于一元强酸,所以其酸性比NaHSO3溶液强,其pH更小;D项,0.1 mol CO2与0.1 mol NaOH恰好反应生成NaHCO3,由于HCO的水解大于HCO的电离,溶液呈碱性。故选C。
4.【答案】B
【解析】只要控制条件,既可以实现由溶度积小的物质向溶度积大的物质转化,也可以实现由溶度积大的向溶度积小的物质转化,一般由大的转化为小的更容易进行,难溶的更易转化成更难溶的,A项正确;碳酸钡能溶于胃酸生成钡离子,引起重金属中毒,B错误;向溶液中加入BaCl2和Na2SO4时,溶液中Ba2+浓度相等,当两种沉淀共存时Ksp(BaSO4)÷Ksp(BaCO3)==1.1×10-10÷2.5×10-9=4.4×10-2,C正确;在碳酸钡溶液中,c(Ba2+)==5×10-5mol·L-1,常温下BaCO3开始转化为BaSO4时,c()=(1.1×10-10)÷(5×10-5)=2.2×10-6,D项正确。
5.【答案】B
【解析】AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),Ksp=c(Ag+)·c(Cl-),当Qc>Ksp时平衡逆移,使AgCl溶解度减小,c(Cl-)或c(Ag+)越大,越能抑制AgCl的溶解,AgCl的溶解度就越小。在恒温时AgCl的溶解度大小只与溶液中Ag+或Cl-的浓度有关,而与溶液体积无关。①c(Cl-)=0.01 mol·L-1;②c(Cl-)=0.04 mol·L-1;③c(Cl-)=0.03 mol·L-1;④c(Cl-)=0;⑤c(Ag+)=0.05 mol·L-1。c(Ag+)或c(Cl-)由小到大的顺序为④<①<③<②<⑤,AgCl的溶解度由大到小的排列顺序为④>①>③>②>⑤。
6.【答案】C
【解析】CaCO3Ca2++,在水中形成饱和溶液时,c(Ca2+)=c(),加入Na2CO3固体,浓度增大,Ca2+浓度减小,温度不变,则Ksp(CaCO3)不变,C项正确。
7.【答案】C
【解析】弱酸认证方法主要有:证明其部分电离、证明存在电离平衡移动现象、对应钠盐存在水解、与强酸对比等。溶液导电性与离子浓度有关,强酸是几元酸未知,无法判断HA是否完全电离,A不符合题意;酸、碱等物质的量恰好完全反应,说明HA为一元酸,不能说明其为弱酸,B不符合题意;NaA溶液pH>7,说明A-能发生水解,HA为弱酸,C符合题意;0.1 mol·L-1HA溶液的pH=1,则c(H+)=c(HA),说明HA完全电离,为强酸,D不符合题意。
8.【答案】B
【解析】AgCl固体在溶液中达到溶解平衡后,溶解速率与沉淀速率相等,但不为0,一般说来,升高温度,有利于固体物质的溶解,A、C项正确;AgCl难溶于水,但溶解的部分电离出Ag+和Cl-,B项错误;向AgCl沉淀中加入NaCl固体,增大了Cl-浓度,促使溶解平衡向左移动,降低了AgCl的溶解度,D项正确。
9.【答案】B
【解析】硫酸是强酸,属于强电解质,H2SO4=== 2H++,只有B错误。
10.【答案】B
【解析】H2OH++OH-,c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol·L-1;常温时,溶液中Kw=c(H+)·c(OH-)= 1×10-14,c(H+)水=c(OH-)水=10-7mol·L-1,水的电离受到抑制,可能是增加了H+或OH-,溶液可能呈酸性,也可能是呈碱性。+2H+===H2O+SO2,可能存在于碱性溶液,A不符合题意;+ H+===H2O+CO2,+ OH-===H2O+,=一定不能存在,B符合题意;+ OH-===NH3·H2O,在酸性溶液中可大量存在,C错误;碱性、酸性溶液中都可以大量共存,D不符合题意。
11.【答案】A
【解析】NH3·H2O为弱电解质,在溶液中部分电离,其余属于铵盐,为强电解质,氨水中c()最小。铵盐溶液存在铵根水解平衡,其它溶质离子对平衡的影响,是导致浓度大小不同的原因之一;+H2ONH3·H2O +H+,NH4HSO4中H+抑制水解,CH3COONH4中CH3COO-的水解促进了水解,则c()从大到小的顺序为②>①>③,综合A正确。
12.【答案】A
【解析】若盐水解生成可挥发性性物质,蒸干其溶液时,水解可彻底进行,最终得到相对应的碱或氧化物;该物质不稳定时,灼烧还会引起分解。硫酸镁溶液中:MgSO4+2H2OMg(OH)2+H2SO4,加热促进水解,但硫酸难挥发,与Mg(OH)2反应得到MgSO4,硫酸镁不易分解,最后得到的固体仍然是硫酸镁,A正确;碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠、二氧化碳和水,最后得到的是碳酸钠,B错误;氯化铝溶液中:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl,加热促进其水解,且HCl能挥发,导致蒸干时得到氢氧化铝固体,再灼烧,氢氧化铝分解得到氧化铝,C错误;盐酸有挥发性,蒸干时HCl和水都挥发,得不到固体,D错误。
13.【答案】B
【解析】A项,若①正确,可以是NH4Cl也可以是少量HCl和NH4Cl的混合液;B项,若③正确,由于c(NH)>c(Cl-),所以c(NH3·H2O)+c(NH)也一定大于c(Cl-);C项,若④正确,当盐酸和氨水的体积相等,此时氨水应稍过量,但盐酸中c(H+)仍大于氨水中c(OH-);D项,②违背电荷守恒,不成立。
14.【答案】B
【解析】AgCl固体在溶液中存在溶解平衡,当达到溶解平衡时,AgCl固体生成Ag+和Cl-的速率必然等于Ag+和Cl-结合成AgCl固体的速率,A项正确;没有绝对不溶的物质,B项错误;一般说来,温度升高,固体的溶解度增大,Ca(OH)2少数固体的溶解度随温度升高而降低,C项正确;向AgCl沉淀的溶解平衡体系中加入NaCl固体,增大了c(Cl-),平衡向左移动,AgCl的溶解度减小,D项正确。
15.【答案】B
【解析】根据电解质的电离平衡特点知:Ⅱ应为醋酸溶液稀释时的pH变化曲线,A项错误;溶液导电性取决于离子浓度,b点的H+浓度大,导电性强,B项正确;Kw的大小取决于温度,C项错误;相同pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液浓度远大于盐酸的浓度,稀释到相同体积时,醋酸溶液(Ⅱ)浓度大于盐酸(Ⅰ)浓度,D项错误。
16.【答案】a>c>b
【解析】H2OH++OH-,增加H+或OH-,抑制水电离;消耗H+或OH-,促进水电离。HCl是一元强酸,H2SO4是二元强酸,醋酸是一元弱酸,三种酸物质的量浓度相等时,溶液中c(H+)由大到小顺序:b>c>a,c(H+)越大,对水电离的抑制程度越大,水的电离程度由大到小顺序为a>c>b。
17.【答案】= >
【解析】稀释弱酸或弱碱时,既增大溶液体积而减小离子浓度,又促进了弱酸或弱碱的电离,最终只能得到溶液的pH范围。盐酸和硫酸均为强酸,用蒸馏水稀释相同倍数后两溶液的pH仍相同;NH3·H2O为弱电解质,稀释促进其电离,稀释相同倍数后氨水的pH较大,若稀释后两溶液的pH仍相同,则氨水应加较多的水。
18.【答案】(1)SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq) K= Ksp(SrCO3)(2)①减小 ②不变
(3)盐酸 若沉淀完全溶解,则证明SrSO4完全转化成SrCO3,否则,未完全转化
【解析】(1)SrSO4转化成SrCO3的离子反应为SrSO4(s)+CO(aq)SrCO3(s)+SO(aq),平衡常数表达式为K=,根据沉淀转化的原理,该反应能够发生,是因为Ksp(SrCO3)(2)①降低温度有利于提高SrSO4的转化率,说明降温平衡向正反应方向移动,因此升高温度,平衡向逆反应方向移动,故平衡常数K减小。②平衡常数只与温度有关,增大CO的浓度,平衡常数不变。
(3)根据提供的信息,可以推断SrSO4难溶于盐酸,而SrCO3可溶于盐酸,因此向溶液中加入盐酸,若沉淀全部溶解,则SrSO4完全转化成SrCO3,若沉淀没有全部溶解,则SrSO4没有完全转化成SrCO3,需要注意的是,不能选择稀硫酸,因为SrCO3与稀硫酸反应生成SrSO4。
19.【答案】(1)12 (2)【解析】强酸与强碱混合后,如果酸过量可直接求出混合后c(H+),再求pH;如果碱过量,一般先求出混合后的c(OH-),后由水的离子积常数转换成c(H+),再求pH;如果n(OH-)和n(H+)相等,溶液呈中性。
(1)混合后溶液呈酸性,则=10-2,由于a+b=13,解得b≈12。
(2)混合后呈中性,则===10a+b-14,由<1可得10a+b-14<1,因a=0.5b,3a<14,a<;作为一元碱的pH,b>7,即2a>7,a>;作为酸性溶液的pH,a<7;综合后a的取值范围是20.【答案】(1)碱性 H2O+A2-HA-+OH-
(2)AC (3)< H2A第一步电离产生的H+,抑制了HA-的电离
【解析】(1)H2A分步电离,每一步都是不完全电离,H2A是二元弱酸,所以Na2A溶液显碱性, H2O+A2-HA-+OH-。
(2)在0.1 mol·L-1的Na2A溶液中,由n(Na)=2n(A)得物料守恒c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)+2c(H2A)=0.2 mol·L-1,A正确,D错误;此溶液中存在阳离子是Na+、H+,阴离子HA-、A2-、OH-,电荷守恒:c( Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),C正确;联立物料守恒和电荷守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HA-)+2c(H2A),B错误。
(3)0.1 mol·L-1H2A溶液,H2AH++HA-,电离出H+小于0.1 mol·L-1;0.1 mol·L-1NaHA溶液的pH=2,则由HA-H++A2-可知,电离出0.01 mol·L-1H+;在H2A溶液中,第一步电离生成的H+抑制了HA-的电离,所以溶液中氢离子的物质的量浓度小于0.1 mol·L-1+0.01 mol·L-1=0.11 mol·L-1。
21.【答案】(1)锥形瓶内颜色变化 半分钟内不褪色 (2)D (3)0.00 26.10 26.10 (4)0.104 4 mol·L-1
【解析】(1)在滴定过程中左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶内颜色变化。
(2)c(待测)=,滴定过程中任何不当操作最终都表现为标准液体积的变化,标准液体积用量增多,待测液浓度偏高;标准液体积用量减少,待测液浓度偏低。酸式滴定管未用标准液润洗,滴定管壁残留的水将标准液稀释,标准液浓度偏小,所耗标准液体积偏大, A计算结果偏高;用碱式滴定管取出待测NaOH溶液的量一旦确定,倒入锥形瓶后,水的量不影响OH-的物质的量,B不影响结果;气泡体积被记录为盐酸体积,V酸偏大,C结果偏高;正确读数(虚线部分),错误读数(实线部分)如图所示,,读出的盐酸体积偏小,D计算结果偏低。
(3)读数时,以凹液面的最低点为基准。
(4)第二次偏差太大,舍去;(标准酸液)=mL=26.10 mL ;
c(NaOH)==0.104 4 mol·L-1。
22.【答案】(1)A、B、D、E、F、G、H
(2)碱 KMnO4溶液能把橡胶管氧化
(3)不用指示剂,因为KMnO4被还原剂还原成Mn2+时,紫红色褪去,所以不需要指示剂
(4)少 小
【解析】KMnO4溶液具有强氧化性,可腐蚀橡皮管,且一般都用稀硫酸酸化,因此盛放酸性KMnO4溶液应用酸式滴定管。Na2SO3溶液呈碱性,应用碱式滴定管量取,除此之外,还需铁架台、滴定管夹、锥形瓶、烧杯、白纸。酸性KMnO4溶液本身呈紫红色,还原产物Mn2+在溶液中无色,用酸性KMnO4进行滴定时,通常不再外加指示剂就可判断终点。若滴定前平视,滴定后俯视,会使(b-a)减小,从而测得Na2SO3的浓度偏小。
23.【答案】0.100 0
【解析】①V标准=V2-V1=20.41 mL-0.40 mL=20.01 mL;②V标准=V2-V1=20.60 mL-0.10 mL=20.50 mL;③V标准=V2-V1=23.99 mL-4.00 mL=19.99 mL。
在定量实验中,往往通过平行多次实验,以减小实验误差,在处理这些实验数据时,如果同一实验值相差过大,误差过大或过小的一组数据要丢弃。很明显第二次滴定数据误差过大,舍弃,其它两次消耗标准液的平均体积为=20.00 mL,0.100 0 mol·L-1×20 mL=c(HCl)×20.00 mL,c(HCl)=0.100 0 mol·L-1。
24.【答案】2.2×10-3
【解析】HA溶液中0.01 mol HA电离成离子,即c(A-)=c(H+)==0.02 mol·L-1,HAH++A-,Ka=≈2.2×10-3。