2018-2019学年人教版选修4 第3章 水溶液中的离子平衡 本章测试

第3章 水溶液中的离子平衡
一、选择题(本大题共18小题,每小题3分,共54分。每小题只有一个选项符合题意)
1.下列物质的水溶液因水解而呈碱性的是( )
A.NaOH B.(NH4)2SO4 C.Na2O D.CH3COONa
2.下列说法正确的是( )
A.氯化钾溶液在电流作用下电离出钾离子和氯离子
B.二氧化硫溶于水能部分转化成离子,故二氧化硫属于弱电解质
C.硫酸钡难溶于水,所以硫酸钡属于弱电解质
D.纯净的强电解质在液态时,有的导电有的不导电
3.下列溶液一定显酸性的是( )
①pH<7的溶液 ②c(H+)=c(OH-)的溶液 ③c(H+)=1×10-6 mol·L-1的溶液 ④c(H+)>c(OH-)的溶液 ⑤25 ℃下pH=6的溶液 ⑥能使酚酞溶液显无色的溶液
A.①③④⑤⑥ B.②④⑤⑥ C.⑤⑥ D.④⑤
4.在甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是( )
A.1 mol·L-1的甲酸溶液中c(H+)约为0.01 mol·L-1
B.甲酸与活泼金属反应生成氢气
C.10 mL 1 mol·L-1的甲酸恰好与10 mL 1 mol·L-1的NaOH溶液完全反应
D.在相同浓度下,甲酸的导电性比二元强酸溶液的弱
5.醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHH++CH3COO-。下列叙述不正确的是( )
A.醋酸溶液中离子浓度的关系满足:c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
B.CH3COOH溶液加醋酸钠溶液,因醋酸根水解显碱性,电离平衡向正反应方向移动
C.CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa固体,平衡逆向移动
D.常温下,pH=2的CH3COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH<7
6.常温下,下列各组离子或分子在指定溶液中可能大量共存的是( )
A.加Al放出H2的溶液:Fe2+、N、Cl-、NO3-
B.由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的溶液:Cl-、CH3COO-、K+、AlO2-
C.水电离出的c(H+)=的溶液中:Na+、SO42-、CO32-、K+
D.c(OH-)∶c(H+)=1012的溶液中:N、Al3+、N O3-、Cl-
7.下列有关溶液pH的说法正确的是( )
A.将pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,溶液中 c(H+)=10-13 mol·L-1
B.将pH=9的氢氧化钠溶液和pH=13的氢氧化钡溶液等体积混合,所得混合溶液的pH=11
C.将pH=1的硫酸溶液和pH=5的盐酸等体积混合,所得混合溶液的pH=1.3
D.pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,由于氢氧化钡过量,所得溶液的pH>7
8.下列实验操作,对实验结果不会产生影响的是( )
A.用酸碱中和滴定法测待测液浓度时,装标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
B.用酸碱中和滴定法测待测液浓度时,装待测液的锥形瓶用水洗后用待测液润洗2～3次
C.测定中和反应的反应热时,将碱溶液缓慢倒入酸溶液中
D.用蒸馏水润湿的pH试纸测定硫酸钠溶液的pH
9.用A、B、C、D四种酸分别进行下列实验:①25 ℃时,pH=a的酸A与pH=b的NaOH溶液等体积混合,混合后测得溶液的pH=7,且a+b>14;②能与Na2CO3反应生成CO2;③向物质的量浓度为10-2 mol·L-1的C溶液中滴加甲基橙试液,溶液呈黄色;④酸D的钠盐不止一种,向两种D的钠盐水溶液中分别滴加紫色石蕊试液时,一个显红色,一个显蓝色。从上述实验数据和现象中,可以用来确定是弱酸的实验是( )
A.仅②③ B.仅①③④ C.仅②③④ D.全部
10.常温下,物质的量浓度相同的NaOH和HCl溶液以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH=12。则原溶液的物质的量浓度为( )
A.0.01 mol·L-1
B.0.017 mol·L-1
C.0.05 mol·L-1
D.0.50 mol·L-1
11.常温下,稀释0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液,如图中的横坐标表示加水的量,则纵坐标可以表示的是( )

A.N水解的平衡常数
B.溶液的pH
C.溶液中N(N)
D.溶液中c(N)
12.等物质的量浓度、等体积的下列物质的溶液中:①H2CO3 ②Na2CO3 ③NaHCO3 ④NH4HCO3 ⑤(NH4)2CO3。下列关系或者说法正确的是( )
A.c(CO32-)的大小关系为②>⑤>③>④>①
B.c(HCO3-)的大小关系为④>③>⑤>②>①
C.将溶液蒸干、灼烧后只有①不能得到对应的固体物质
D.②③④⑤既能与盐酸反应,又能与NaOH溶液反应
13.醋酸钡[(CH3COO)2Ba·H2O]是一种媒染剂,下列是有关0.1 mol·L-1醋酸钡溶液中粒子浓度的比较,其中不正确的是( )
A.2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
B.c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
C.c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH)
D.c(Ba2+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
14.常温下,有下列四种溶液:①pH=2的CH3COOH溶液;②pH=2的HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。下列有关说法正确的是( )
A.①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:②最少
B.四种溶液的KW相同,由水电离的c(H+):①=③>②=④
C.将①、④两种溶液混合后,若pH=7,消耗溶液的体积为①>④
D.向等体积的四种溶液中分别加入1 000 mL水后,溶液的pH:③>④>②>①
15.40 ℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,各种粒子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是( )

A.在pH=9.0时,c(N)>c(HCO3-)>c(H2NCOO-)>c(CO32-)
B.随着CO2的通入,不断增大
C.在溶液pH不断降低的过程中,有含H2NCOO-的中间产物生成
D.不同pH的溶液中有:c(N)+c(H+)=2c(C O32-)+c(HC O3-)+c(H2NCOO-)+c(OH-)
16.如图是用0.1 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20 mL浓度均为0.1 mol·L-1的不同一元酸的滴定曲线,下列说法错误的是( )

A.酸性:HF>CH3COOH>HCN
B.用NaOH溶液滴定醋酸时,应用酚酞作指示剂不能使用甲基橙
C.当加入10 mL NaOH溶液时,c(CN-)>c(CH3COO-)
D.随NaOH溶液的滴入,CH3COOH溶液中水的电离程度先变大后变小
17.常温下,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后再滴加0.1 mol·L-1的NaOH溶液,整个过程中溶液的pH变化曲线如图所示。下列选项正确的是( )

A.a点所示的溶液中c(H+)=c(Cl-)+c(HClO)+c(OH-)
B.b点所示的溶液中c(H+)>c(Cl-)>c(HClO)>c(ClO-)
C.c点所示的溶液中c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)
D.d点所示的溶液中c(Na+)>c(ClO-)>c(Cl-)>c(HClO)
18.25 ℃时,0.1 mol Na2CO3与盐酸混合所得的一组体积为 1 L的溶液,溶液中部分微粒与pH的关系如图所示。下列有关溶液中粒子浓度关系叙述正确的是( )

A.W点所示的溶液中:c(Na+)+c(H+)=2c(C O32-)+c(OH-)+c(Cl-)
B.pH=4的溶液中:c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(C O32-)<0.1 mol·L-1
C.pH=8的溶液中:c(H+)+c(H2CO3)+c(HC O3-)=c(OH-)+c(Cl-)
D.pH=11的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(C O32-)>c(HC O3-)>c(H2CO3)
二、非选择题(共5小题,共46分)
19.(6分)某一元弱酸(用HA表示)在水中的电离方程式是HAH++A-,回答下列问题:
(1)向溶液中加入适量NaA固体,以上平衡将向 (填“正”或“逆”)反应方向移动。
(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液,以上平衡将 (填“正向”“逆向”或“不”)移动,溶液pH将 (填“增大”“减小”或“不变”),溶液中比值 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在25 ℃下,将a mol·L-1的氨水与0.01 mol·L-1的盐酸等体积混合,反应平衡时溶液中c(N)=c(Cl-),则溶液呈中性,用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数Kb= 。
20.(10分)已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。

(1)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4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,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1 α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”),若两者恰好反应所得溶液的 pH<7,原因是 (用离子方程式表示)。
(4)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,所得混合液的pH=
。
21.(10分)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1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中 (填“增大”“不变”或“减小”),写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式: 。
(2)常温下向20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液40 mL,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(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。回答下列问题:

①在同一溶液中,H2CO3、HC O3-、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为 ,溶液中各种离子(C O32-除外)的物质的量浓度的大小关系为 ;
③已知在25℃时,C O32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh==
2×10-4,当溶液中 c(HC O3-)∶c(C O32-)=2∶1时,溶液的pH= 。
22.(10分)为研究CH3COOH、HA和MOH的酸碱性的相对强弱,某兴趣小组设计了以下实验:室温下,将pH=2的两种酸溶液CH3COOH、HA和pH=12的碱MOH溶液各 1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其pH的变化与溶液体积的关系如图1所示,根据所给数据,请回答下列问题:

(1)HA为 (填“强”或“弱”)酸。稀释后HA溶液中水电离出来的c(H+) (填“大于”“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来c(H+)。若b+c=14,则MOH为 (填“强”或“弱”)碱。
(2)常温下0.10 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定变大的是 。
A.c(H+) B. C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)常温下,用0.10 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20 mL 0.10 mol·L-1 HCl溶液和20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液,得到两条滴定曲线,如上图所示。如图中滴定醋酸溶液的曲线是 (填“图2”或“图3”);曲线上E点pH>8的原因是 (用离子方程式表示)。
(4)25 ℃时,CH3COOH与CH3COONa的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
23.(10分)新型电池在飞速发展的信息技术中发挥着越来越重要的作用。Li2FeSiO4是极具发展潜力的新型锂离子电池电极材料,其中一种制备Li2FeSiO4的方法:2Li2SiO3+FeSO4Li2FeSiO4+Li2SO4+SiO2。某学习小组按如下实验流程制备Li2FeSiO4并测定所得产品中Li2FeSiO4的含量。
实验(一)制备流程:

实验(二)Li2FeSiO4含量测定:

从仪器B中取20.00 mL溶液至锥形瓶中,另取 0.200 0 mol·L-1的酸性KMnO4标准溶液装入仪器C中,用氧化还原滴定法测定Fe2+含量。相关反应:MnO4-+5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O,杂质不与酸性KMnO4标准溶液反应。经4次滴定,每次消耗KMnO4溶液的体积如下:
实验序号
1
2
3
4
消耗KMnO4溶液体积
20.00 mL
19.98 mL
21.38 mL
20.02 mL
(1)请写出实验(二)中的仪器名称:
仪器B ,仪器C 。
(2)操作Ⅱ的步骤: ,在操作Ⅰ时,所需用到的玻璃仪器中,除了普通漏斗、烧杯外,还需要 。
(3)还原剂A可用SO2,写出该反应的离子方程式:
。
(4)滴定终点时现象为 ; 根据滴定结果,可确定产品中Li2FeSiO4的质量分数为 。
答案解析
1.D NaOH为强碱,电离使溶液显碱性,A错误;(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,水解显酸性,B错误;Na2O与水反应生成NaOH,电离使溶液显碱性,C错误;CH3COONa为强碱弱酸盐,弱酸根离子水解使溶液显碱性,D正确。
2.D KCl溶液不在电流作用下就能电离出K+和Cl-,A错误;SO2本身不能电离出离子,故SO2不是电解质,B错误;BaSO4属于强电解质,C错误;纯净的强电解质在液态时有的导电(如熔融NaCl),有的不导电(如HCl、HClO4等),D正确。
3.D ①温度未知,pH<7的溶液不一定显酸性,错误;②c(H+)=c(OH-)的溶液一定显中性,错误;③温度未知,c(H+)=1×10-6 mol·L-1的溶液不一定显酸性,错误;④c(H+)>c(OH-)的溶液一定显酸性,正确;⑤25 ℃下pH=6的溶液一定显酸性,正确;⑥酚酞的变色范围是8.2～10.0,能使酚酞溶液显无色的溶液不一定显酸性,错误。
4.A 弱电解质是部分电离,假设甲酸全部电离,此时的 c(H+)=1 mol·L-1>10-2 mol·L-1,因此说明甲酸是弱酸,A正确;甲酸与活泼金属反应生成氢气,只能说明显酸性,B不正确;C项只能说明它属于一元酸,不能说明属于弱电解质,C错误;强酸有可能是一元酸、二元酸,相同条件下,一元强酸的导电性弱于二元强酸,因此不能说明甲酸的导电性弱于强酸,就属于弱酸,D错误。
5.B 据电荷守恒,醋酸溶液中满足c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),A正确;醋酸溶液中加入醋酸钠溶液,增大了醋酸根离子的浓度,平衡逆向移动,B不正确;醋酸溶液中加入醋酸钠固体,增大了醋酸根离子的浓度,平衡逆向移动,C正确;醋酸为弱电解质,pH=2的CH3COOH溶液的 c(CH3COOH)远大于 10-2 mol·L-1,则两溶液混合后溶液中的 c(CH3COOH)?c(CH3COONa),故c(H+)>c(OH-),D正确。
6.B 加Al放出H2的溶液呈酸性或碱性,碱性条件下Fe2+、N不能大量共存,酸性条件下Fe2+、NO3-发生氧化还原反应,A错误;由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1的溶液,水的电离被促进,为水解的盐溶液,如为碱性,离子之间不发生任何反应,可大量共存,B正确;水电离出的c(H+)=的溶液呈中性,而CO32-只能在碱性溶液中大量存在,C错误;c(OH-)∶c(H+)=1012的溶液呈碱性,碱性条件下N、Al3+不能大量共存,D错误。
7.C 将pH=11的氢氧化钠溶液加水稀释100倍,溶液中氢氧根离子浓度是10-5 mol·L-1,则c(H+)=10-9 mol·L-1,A错误;氢氧化钠和氢氧化钡都是强电解质,所以两种溶液等体积混合时,氢氧根离子浓度等于两者氢氧根离子浓度和的一半,即混合溶液中氢氧根离子浓度为 (10-5+10-1) mol·L-1≈0.05 mol·L-1,所以氢离子浓度为2×10-13 mol·L-1,则溶液的pH≈12.7,B错误;氯化氢和硫酸都是强电解质,两种溶液等体积混合时,离子浓度等于两者氢离子浓度和的一半,即混合溶液的氢离子浓度约等于0.05 mol·L-1,则混合溶液的pH=1.3,C正确;pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,氢离子和氢氧根离子的物质的量相等,溶液呈中性,D错误。
8.D 装标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗,标准液浓度偏小,造成V(标准)偏大,因而c(待测)偏大,A错误;用待测液润洗锥形瓶,则待测液的物质的量增大,滴定时造成V(标准)偏大,因而c(待测)偏大,B错误;测定中和反应的反应热时,将碱溶液缓慢倒入酸溶液中,导致热量损失过大,所测温度值偏小,C错误;硫酸钠溶液呈中性,pH试纸润湿后,不影响结果,D正确。
9.B ①中若A为强酸,混合后溶液的pH=7,则有a+b=14,而题中a+b>14,说明A一定为弱酸;②中与Na2CO3能发生反应,只能说明B的酸性比H2CO3的强,故B可能是强酸也可能是弱酸;③中溶液呈黄色,说明10-2 mol·L-1 的C溶液pH>4.4,C一定为弱酸;④中D的钠盐不止一种,说明D是多元酸,显红色呈酸性的为酸式盐,显蓝色呈碱性的为正盐,正盐溶液显碱性,表明酸根离子能水解,故D为弱酸。综上所述,B正确。
10.C 设NaOH和HCl的物质的量浓度均为x,NaOH和HCl溶液以3∶2体积比相混合,体积分别为3V、2V,酸碱混合后,pH=12,则碱过量,剩余的c(OH-)=0.01 mol·L-1,则=0.01 mol·L-1,解得x=
0.05 mol·L-1 。
11.B N水解的平衡常数只受温度的影响,加水稀释平衡常数是不变的,A错误;NH4Cl水解呈酸性,加水稀释,酸性减弱,溶液的pH将增大,B正确;加水稀释,N水解程度增大,溶液中N数将减小,C错误;加水稀释,N水解程度增大,且溶液的体积增大,c(N)减小,D 错误。
12.A ②⑤相比较,由于⑤发生相互促进的水解反应,水解程度较大,则②>⑤,③④相比较,④发生相互促进的水解反应,c(CO32-) 的大小为③>④,①为二元弱酸,c(CO32-)最小,则c(C O32-)的大小关系为②>⑤>③>④>①,A正确;③④相比较,④发生相互促进的水解反应,c(HCO3-)的大小关系为③>④,B错误;①③④⑤溶液蒸干灼烧后都不能得到对应的固体物质,C错误;②只能与盐酸反应,不能与NaOH反应,D错误。
13.D (CH3COO)2Ba中,根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=
2c(Ba2+),A正确;溶液呈电中性,溶液中阳离子所带电荷等于阴离子所带电荷,故c(H+)+2c(Ba2+)=c(CH3COO-)+c(OH-),B正确;根据溶液电中性可知,c(H+)+2c(Ba2+)=c(OH-)+c(CH3COO-),根据物料守恒可知,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Ba2+),则有c(H+)+c(CH3COOH)+
c(CH3COO-)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(H+)=c(OH-)-c(CH3COOH),C正确;CH3COO-水解程度较小,水解后溶液呈碱性,正确的顺序应为c(CH3COO-)>c(Ba2+)>c(OH-)>c(H+),D不正确。
14.D 醋酸是弱酸,氯化氢和氢氧化钠是强电解质,①、②、④三种溶液的物质的量浓度关系为①>②=④,所以等体积的①、②、④溶液分别与铝粉反应,生成H2的量:①>④>②,氨水是弱碱溶液不与铝产生氢气,所以是③最少,A错误;相同温度下,水的离子积常数是定值,无论酸还是碱都抑制水的电离,①、②的氢离子浓度相同,③、④的氢氧根离子浓度相同,所以这四种溶液中由水电离的c(H+):①=②=③=④,B错误;pH=2的CH3COOH溶液只有部分电离,若将CH3COOH和NaOH混合后溶液呈中性,则消耗溶液的体积:④>①,C错误;醋酸是弱酸,加水稀释后能促进醋酸的电离,所以①、②稀释后溶液的pH:7>②>①;氨水是弱碱溶液,加水稀释后能促进NH3·H2O的电离,所以③、④稀释后溶液的pH:③>④>7,所以向等体积的四种溶液中分别加入1 000 mL水后,溶液的pH:③>④>②>①,D正确。
15.B pH=9.0时,图象中各种离子浓度的大小关系:c(N H4+)>c(HCO3-)
>c(H2NCOO-)>c(CO32-),A正确;已知Kb=,温度一定时,Kb为常数,不随浓度的变化而变化,随着CO2的通入,c(N H4+)逐渐增大,则不断减小,B不正确;由图象可知开始没有H2NCOO-,后来也不存在H2NCOO-,所以H2NCOO-为中间产物,即在溶液pH不断降低的过程中,有含H2NCOO-的中间产物生成,C正确;溶液中存在电荷守恒,即正电荷的总浓度等于负电荷的总浓度,则不同pH的溶液中存在电荷守恒关系为c(NH4+)+c(H+)=2c(C O32-)+c(HC O3-)+c(H2NCOO-)+c(OH-),D正确。
16.C 相同条件下,相同浓度的三种酸,溶液的pH:HFpH越小,酸性越强,所以酸性:HF>CH3COOH>HCN,A正确;NaOH与醋酸反应生成CH3COONa,溶液显碱性,应该选择在碱性条件下变色的指示剂,所以选择酚酞,B正确;HCN的酸性小于CH3COOH,相同浓度时,HCN的电离程度小,溶液中CN-的浓度小,所以溶液中c(CN-)17.B a点溶液呈酸性,根据电荷守恒得c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+ c(OH-),A错误;b点溶液酸性最强,根据电荷守恒得c(H+)=c(Cl-)+
c(ClO-)+c(OH-),所以c(H+)>c(Cl-),酸性越强,次氯酸的电离程度越小,所以 c(HClO)>c(ClO-),离子浓度大小顺序是c(H+)>c(Cl-)>
c(HClO)>c(ClO-),B正确;c点溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-),所以c(Na+)=c(Cl-)+
c(ClO-),根据物料守恒得c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),因而c(Na+)=
c(HClO)+2c(ClO-),C错误;d点溶液呈碱性,则c(H+)c(Cl-)+
c(ClO-),根据物料守恒得c(Cl-)=c(ClO-)+c(HClO),因而c(Cl-)>
c(ClO-),D错误。
18.B W点所示的溶液呈电中性,c(Na+)+c(H+)=2c(C O32-)+c(HC O3-)+c(OH-)+c(Cl-),A错误;由图象知,
pH=4时c(H2CO3)+c(HC O3-)+c(C O32-)<0.1 mol·L-1,B正确;由电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=2c(C O32-)+c(HC O3-)+c(OH-)+c(Cl-),由物料守恒可得c(Na+)=2c(H2CO3)+2c(HC O3-)+2c(C O32-),则2c(H2CO3)+c(HC O3-)+c(H+)=
c(OH-)+c(Cl-),C错误;根据图象可知pH=11时,Na2CO3的浓度远远大于NaHCO3,说明反应Na2CO3+HClNaCl+NaHCO3中参加反应的Na2CO3较少,过量的Na2CO3较多,因而 c(Na+)>c(C O32-)>c(Cl-)>c(HCO3-)>
c(H2CO3),D错误。
19.解析:(1)向溶液中加入适量NaA固体,c(A-)增大,平衡向减小c(A-)的方向即逆反应方向移动。(2)若向溶液中加入适量NaCl溶液,NaCl对平衡无影响,但溶液体积增大,促进电离,平衡正向移动,溶液中c(H+)减小,则c(OH-)增大,pH将增大;溶液中=,Ka和KW均是常数,比值不变。(3)由溶液的电荷守恒可知:c(H+)+c(N H4+)=c(Cl-)+c(OH-),已知c(NH4+)=c(Cl-),则有c(H+)=c(OH-),所以溶液显中性,电离常数只与温度有关,则此时NH3·H2O的Kb==
=。
答案:(1)逆 (2)正向 增大 不变
(3)
20.解析:(1)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,要使混合溶液呈中性,则氢氧根离子的物质的量等于氢离子的物质的量,设碱的体积为x L,酸的体积为y L,则10-5 mol·L-1×x L=10-4 mol·L-1×y L,所以x∶y=
10-4∶10-5=10∶1。
(2)95 ℃时,pH=a的某强酸溶液中c(H+)=10-a mol·L-1,pH=b的某强碱溶液中c(OH-)=10b-12 mol·L-1,溶液呈中性,则酸中氢离子的物质的量应等于碱中氢氧根离子的物质的量,则100×10-a=1×10b-12,整理可得:a+b=14。
(3)在曲线A中,水的离子积为10-7×10-7=10-14,pH=2的盐酸中c(H+)=
10-2 mol·L-1,pH=11的某BOH溶液中 c(OH-)=10-3 mol·L-1,因c(H+)>
c(OH-),故在盐酸中水的电离受到的抑制作用比较大,即α1小于α2;若两者恰好反应所得溶液的pH<7,说明生成了强酸弱碱盐,B+水解,溶液显示酸性,水解方程式为B++H2OBOH+H+。
(4)在曲线B中,水的离子积为10-6×10-6=10-12,0.02 mol·L-1 的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.04 mol·L-1,NaHSO4溶液的浓度为0.02 mol·L-1,c(H+)=0.02 mol·L-1,当两者等体积混合后,溶液中的 c(OH-)
=0.01 mol·L-1,则c(H+)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,该溶液的pH=10。
答案:(1)10∶1 (2)a+b=14
(3)小于 B++H2OBOH+H+
(4)10
21.解析:(1)向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中醋酸浓度、醋酸根离子浓度均增大,但是醋酸根离子浓度增加的程度大,所以醋酸浓度和醋酸根离子浓度的比值是减小的,此时溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+
c(Na+)。
(2)常温下在20 mL 0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 HCl溶液40 mL,先反应生成碳酸氢钠,再与盐酸反应生成二氧化碳、水。
①由反应及图象可知,在同一溶液中,H2CO3、HC O3-、C O32-不能大量 共存。
②由图象可知,pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为HC O3-、H2CO3,由电荷守恒可知c(Na+)+c(H+)=c(Cl-)+c(HC O3-)+c(OH-),则c(Na+)>
c(Cl-),因HC O3-水解,则c(Na+)>c(Cl-)>c(HC O3-)。
③C O32-的水解常数Kh==2×10-4,当溶液中c(HC O3-)∶c(C O32-)=
2∶1时,c(OH-)=10-4mol·L-1,由KW可知,c(H+)=10-10mol·L-1,所以pH=
10。
答案:(1)减小 c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+)
(2)①不能 ②HCO32-、H2CO3 c(Na+)>c(Cl-)>c(HC O3-) ③10
22.解析:(1)pH=a的强酸,稀释10n倍后,溶液的pH=a+n,pH=a的弱酸,稀释10n倍后,溶液的pH介于a和a+n之间,据此可确定HA为强酸;稀释后HA溶液pH大于醋酸溶液的pH,即HA溶液中c(H+)小于醋酸溶液中c(H+),溶液中c(H+)越小,对水的电离的抑制就越小,水电离的 c(H+)越大;稀释前两溶液的pH之和为14,稀释后两溶液的pH之和也为14,说明稀释相同倍数时,pH=2的醋酸溶液pH增大的值与pH=12的MOH溶液pH减小的值相等,故碱为弱碱。
(2)溶液中存在以下平衡CH3COOHCH3COO-+H+,加水平衡正移,加水稀释pH增大,c(H+)减小,A错误; =,平衡正移n(H+)增大,n(CH3COOH) 减小,比值增大,B正确;c(H+)·c(OH-)只与温度有关,加水不变,C错误;加水稀释pH增大,c(H+)减小,c(OH-)增大,两者比值增大,D正确。
(3)醋酸是弱酸,存在电离平衡,溶液pH变化慢,即图3是醋酸;当CH3COOH与NaOH恰好反应时生成的CH3COONa水解,溶液呈碱性,所以pH>7,水解方程式为CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-。
(4)CH3COOH与CH3COONa的混合溶液呈酸性,因此CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,所以 c(CH3COO-)>c(Na+),溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),因此c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
答案:(1)强 大于 弱 (2)BD
(3)图3 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(4)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
23.解析:(1)实验(二)中仪器B为配制溶液所需要的100 mL容量瓶,仪器C盛放滴定实验中的标准溶液,由于标准溶液为酸性高锰酸钾溶液,具有氧化性,因此必须盛放于酸式滴定管中。
(2)由溶液得到FeSO4·7H2O晶体所需要的操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤;操作Ⅰ为过滤操作,所需用的玻璃仪器中,除了普通漏斗、烧杯外,还需要玻璃棒,作用是引流。
(3)还原剂A可用SO2,SO2具有还原性,能被Fe3+氧化成硫酸,离子方程式为SO2+2Fe3++2H2O2Fe2++SO42-+4H+。
(4)滴定实验的终点判断依据是滴入最后一滴酸性高锰酸钾溶液,溶液呈浅红色,且半分钟内不变色;在4次滴定实验中,由于实验3是一个误差很大的数据,舍去,则消耗酸性高锰酸钾溶液的体积为V(KMnO4溶液)= mL=20.00 mL,
n(KMnO4)=0.020 0 L×0.200 0 mol·L-1=0.004 0 mol
MnO4- + 5Fe2++8H+Mn2++5Fe3++4H2O
1 5
0.004 0 mol n
n(Li2FeSiO4)=n(Fe2+)= mol=0.020 0 mol,
100 mL溶液中含有Li2FeSiO4的物质的量为0.020 0 mol×5=0.100 0 mol,产品中Li2FeSiO4的质量分数为×100%=81.00%。
答案:(1)100 mL容量瓶 酸式滴定管
(2)蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 玻璃棒
(3)SO2+2Fe3++2H2O2Fe2++SO42-+4H+
(4)滴入最后一滴KMnO4溶液,溶液变为浅红色,且半分钟内不变色 81.00%