- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(6分)常温下,将0.05mol/L盐酸溶液和未知浓度的NaOH溶液以1:2的体积比混合,所得溶液的pH=12。用上述NaOH溶液13 ml和pH=3的某一元弱酸HA溶液20ml恰好完全反应生成NaA。试求:
(1)NaOH溶液的物质的量浓度
(2)此一元弱酸的物质的量浓度
(3)求此条件下该一元弱酸的电离平衡常数
正确答案
(6分)(1)c(NaOH)=0.04mol/L (2)c(HA)=0.026mol/L (3)k=4.0×10-5
(1)两溶液混合后呈碱性,说明碱过量,设两溶液的体积分别为:V、2V
则:,得c(NaOH)=0.04mol/L
(2)NaOH~HA,即:0.04×13=c(HA)×20,推出:c(HA)=0.026mol/L
(3)代入电离平衡常数公式:
K= =
=4.0×10-5
在25℃时,若100体积的某强酸以溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混和之前,该强酸pH值与强碱pH值之间应满足的关系是的 。
正确答案
强酸的pH值与强碱的pH值之和等于16
设强酸pH值与强碱pH值分别是ab,则100×10―a=1×10b-14,解得a+b=16。
(4分)某温度(t ℃)时,水的离子积为KW =1×10-13,
(1)则该温度(选填“大于”“小于”或“等于”)_________25 ℃。
(2)若将此温度下pH =11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),所得混合液为中性,求a∶b等于多少?
正确答案
(1)大于 (1分)(2)10 : 1(3分)
略
人们对酸碱的认识,已有几百年的历史,经历了一个由浅入深、由低级到高级的认识过程。我们目前中学课本中的酸碱理论是1887年阿仑尼乌斯(Arrhenius)提出了的电离理论。
(1)1905年富兰克林(Franklin)把阿仑尼乌斯以水为溶剂的个别现象,推到任何溶剂,提出了酸碱溶剂理论。溶剂理论认为:凡能离解而产生溶剂正离子的物质为酸,凡能离解而产生溶剂负离子的物质为碱。试写出五氯化磷在某条件下自身电离的方程式:
▲ (一种为正四面体阳离子,另一种为正八面体阴离子)。
(2)1923年丹麦化学家布朗斯物(Brφusted)和英国化学家劳莱(Lowry)提出了质子论。凡是能够释放质子(氢离子)的任何含氢原子的分子或离子都是酸;凡是能与质子(氢离子)结合的分子或离子都是碱。按质子理论:下列粒子在水溶液既可看作酸又可看作碱的是 ▲ 。
(3)1923年路易斯(Lewis)提出了广义的酸碱概念。凡是能给出电子对而用来形成化学键的物质是碱;凡是能和电子对结合的物质都是酸。如:
酸(电子对接受体) 碱(电子对给予体) 反应产物
H+ + [∶OH ]— H∶OH
试指出下列两个反应中的酸或碱
①H3BO3 + H2O = H+ + B(OH)4- 该反应中的碱是 ▲ (填:H3BO3或 H2O)
②BF3 + NH3 = BF3· NH3 该反应中的酸是 ▲ (填:BF3 或 NH3)
正确答案
(1)2PCl5 PCl4++PCl6-(2分)
(2)AD(2分)(3)H2O(1分);BF3(1分)
(1)2PCl5 PCl4++PCl6-
(2)选AD,B是酸,C、E、F是碱;(3)H2O提供电子对是碱;BF3中B有空轨道,结合电子对,是酸。
(4分)0.1mol/L的HCN溶液与0.1mol/L的NaCN溶液等体积混合,混合后溶液的pH>7,说明:HCN的电离程度 CN-的水解程度;离子浓度大小顺序为 电荷守恒__________ ;物料守恒_____
正确答案
小于 c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)
c(CN-)+ c(HCN)=2 c(Na+)(或者c(CN-)+ c(HCN)="0.1)"
试题分析:混合后溶液的pH>7,说明此溶液显碱性,进一步说明CN-的水解强于HCN的电离。溶液中离子的浓度大小为c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),物料守恒:c(CN-)+ c(HCN)=0.1mol/L。
点评:本题考查了电解质溶液的相关知识,解题过程中应掌握以下规律:①对于溶液酸碱性的判断,可以从弱离子的电离与水解入手,比较离子浓度的大小。②对于溶液中离子浓度大小的比较,在考虑弱离子的电离水解后,应注意任何溶液中均存在着水的电离。
(14分)已知二元酸H2A在水中存在以下电离:H2A===H++HA-, HA-H++A2-,试回答下列问题:
(1)NaHA溶液呈________性,理由是 .
(2)某温度下,向10 mL、0.1 mol/L NaHA溶液中加入0.1 mol/L KOH溶液V mL至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是________(填写字母).
(3)已知难溶物CaA在水中存在溶解平衡;CaA(s) Ca2++A2-;ΔH>0,一定温度下CaA饱和溶液中c(Ca2+)·c(A2-)为常数,记作Ksp=c(Ca2+)·c(A2-),Ksp只与温度有关.
①温度升高时,Ksp________(填“增大”、“减小”或“不变”,下同).
②向浊液中通入HCl气体,c(Ca2+)________,原因是 .
(4)测得25℃时,CaA的Ksp为2.0×10-11,常温下将10 g CaA固体投入100 mL CaCl2溶液中,充分搅拌后仍有固体剩余,测得溶液中c(Ca2+)=0.1 mol/L,则溶液中c(A2+)= ____________mol/L
正确答案
(1)酸 HA-只电离不水解
(2)BD
(3)①增大
②增大 H+与A2-结合为HA-,使平衡右移,c(Ca2+)增大
(4)2.0×10-10 mol/L
略
测定石灰石中钙元素的质量百分含量时,都是先把钙元素全部转化为草酸钙沉淀 (CaC2O4・H2O),然后将草酸钙沉淀 (CaC2O4・H2O),用硫酸溶解,用a mol/L的标准高锰酸钾溶液滴定生成的草酸,发生化学反应:H2C2O4 + MnO4- + H+ → Mn2+ + CO2 ↑+ H2O(未配平)。
(1)配平后离子方程式的系数依次为 、 、 、 、 、 。
(2)实验前,首先要精确配制一定物质的量浓度的KMnO4溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、250mL容量瓶外,还需 。
(3)上述实验中的KMnO4溶液需要酸化,不能使用盐酸酸化的原因是 。
(4)开始取用样品的质量为m g,硫酸溶解后所得草酸溶液的体积为100mL,每次取25.00mL进行滴定,达到滴定终点时所耗KMnO4溶液体积为 b mL,所得草酸溶液的物质的量的浓度是 ;石灰石中钙元素的质量百分含量为 。(相对原子质量:Ca—40)
正确答案
(19分)(1)5、2、6、2、10、8 (4分)(2)胶头滴管 量筒 (4分)
(3)KMnO4会把Cl-氧化而损耗 (3分)
(4)0.1ab mol/L; 40ab/m %或0.4ab/m×100% (8分)
试题分析:(1)根据方程式可知,在反应中碳元素的化合价从+3价升高到+4价,失去1个电子,则1mol草酸失去2mol电子。Mn元素的化合价从+7价降低到+2价,得到5个电子,即1mol高锰酸钾得到5mol,则根据电子的得失守恒可知,配平后的方程式是5H2C2O4 + 2MnO4- + 6H+ =2Mn2+ + 10CO2 ↑+ 8H2O。
(2)根据一定物质的量浓度溶液配制的要求可知,还缺少的仪器是胶头滴管和量筒。
(3)高锰酸钾具有强氧化性,KMnO4会把Cl-氧化而损耗,所以不能用盐酸酸化。
(4)根据方程式可知,所得草酸溶液的物质的量的浓度是。根据原子守恒可知,石灰石中钙元素的质量百分含量为
。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题综合性强,贴近高考,侧重对学生能力的培养和训练,有利于培养学生的逻辑推理能力和规范严谨的实验设计能力以及动手操作能力。该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确及灵活运用知识解决实际问题的能力。
现有浓度均为0.1 mol/L的下列溶液:
①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵
请回答下列问题:
(1)①②③④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是(填序号)________。
(2)将③和④等体积混合后,混合液中各离子浓度由大到小的顺序是____。
(3)已知T ℃,KW=1×10-13,则t ℃________(填“>”、“<”或“=”)25℃。在T℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=10,则a∶b=________。
(4)25℃时,有pH=x的盐酸和pH=y的氢氧化钠溶液(x≤6,y≥8),取a L该盐酸与b L该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:
①若x+y=14,则a/b=________(填数据);
②若x+y=13,则a/b=________(填数据);
③若x+y>14,则a/b=________(填表达式);
④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(x、y)的关系式为__(填表达式)。
正确答案
(1)④②③①
(2)c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)
(3)> 101∶9
(4)①1 ②0.1 ③10x+y-14 ④x+y=14+lg(a/b)
(1)向溶液中加入酸或碱均能抑制H2O的电离,且溶液中H+或OH-浓度越大,由水电离出的H+浓度越小;盐的水解能促进水的电离,即由水电离出c(H+)的从大到小的顺序为④②③①。(2)二者完全反应生成NaCl和NH3·H2O,NH3·H2O电离使溶液呈碱性,即c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+)。(3)温度升高时KW增大,T℃时KW>1×10-14,即T℃>25℃;NaOH溶液中n(OH-)=0.01a mol,H2SO4中n(H+)=0.1bmol ,根据混合后溶液pH=10,得10-3=解得a:b=101∶9。(4)两溶液完全中和,则溶液中n(H+)=c(OH-),即10-xa=10y-14b,整理得
=10x+y-14,①若x+y=14时,a/b=1;②若x+y=13,则a/b=0.1;③若x+y>14,则a/b=10x+y-14;④两溶液完全中和,则有
=10x+y-14即lg(a/b)=x+y-14,解得x+y=14+lg(a/b)。
(10分)(1)体积相同、浓度均为0.2mol/L的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m和n的关系是________,稀释后两溶液中和NaOH的能力_______。
(2)25℃时,pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,混合后溶液呈_____(填“酸性”“碱性”或“中性”),混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是_______________________。
(3)25℃时,将VamLpH=1的硫酸溶液与VbmLpH=12的氢氧化钾溶液混合恰好呈中性,则Va:Vb=________。
正确答案
(1)m<n 相同 (2)酸性 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) (3)1︰10
(1)醋酸是弱酸,稀释有利于电离,但稀释后的醋酸和盐酸的浓度仍然相同,所以酸性还是盐酸的强于醋酸的,则pH小于醋酸的。由于浓度和体积均相同,所以中和氢氧化钠的能力是相同的。
(2)醋酸是弱酸,所以pH=3的醋酸溶液与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后,醋酸是过量的,因此溶液显酸性。所以混合后溶液中离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(3)恰好中和,说明氢离子和OH-的物质的量相同,即Va×0.1=Vb×0.01,解得Va:Vb=1︰10。
(8分)(1)某温度(T℃)时,测得0.01 mol/L NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的KW=________。则该温度________(填“大于”、“小于”或“等于”)25℃,其理由是___________________________________________________。
(2)此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的HCl溶液Vb L混合,若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。
正确答案
⑴1×10-13 大于 温度升高,Kw变大 ⑵1:10
试题分析:(1)某温度(T℃)时,测得0.01 mol/L NaOH溶液c(OH-)=0.01mol/L,pH为11则c(H+)=1×10-11mol/L,Kw=c(H+)•c(OH-)=0.01×1×10-11=1×10-13。Kw=1×10-13大于25℃时的水离子积,故水的电离得到促进。即温度大于25℃。
(2)若所得溶液为中性,且a=12,b=2
酸C(H+)=10-b=10-2mol/L, 碱C(OH-)= Kw¸ C(H+)=10a-13=10-1
C(H+)´V(b)=C(OH-)´V(a) 10-2´V(b)=10-1´V(a) V(a):V(b)=1:10
点评:掌握pH的相关计算,注意水的离子积在其中的应用。
(10分)请判断下列说法是否正确(填“对”或“错”)。
(1)碱性锌锰电池是一次电池,铅蓄电池是二次电池。
(2)随着温度的升高,纯水的pH增大。
(3)冰醋酸、纯碱、小苏打分别属于酸、碱、盐。
(4)镀锌铁制品破损后,镀层仍能保护铁制品。
(5)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度。
(6)25 ℃时,某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸或强酸弱碱盐。
(7)用Na2S去除废水中的Hg2+:Hg2++S2-=HgS↓
(8)pH=2与pH=1的硝酸中c(H+)之比为1:10
(9)Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO32-)之比为2:1
(10)向含有硫酸钙的水垢中加入碳酸钠溶液,沉淀的转化可表示为:
CaSO4(s) SO42— + Ca2+
CO32— CaCO3(s)
正确答案
(10分)(1)对 (2)错 (3)错 (4)对 (5)错
(6)错 (7)对 (8)对 (9)错 (10)对
试题分析:电离是吸热的,所以升高温度,水的pH是减小的,②不正确;纯碱是碳酸钠,属于盐,而不是碱,③不正确;醋酸钠溶液中CH3COO-的浓度大,抑制醋酸的电离,⑤不正确;⑥不正确,也可能是酸式盐,例如硫酸氢钠等;碳酸钠溶于水,CO32—水解,所以Na2CO3溶液中c(Na+)与c(CO32-)之比大于2︰1,⑨不正确,其余都是正确的。
点评:本题基础性强,主要是对一些基本概念和基本原理的考查。
(1)将该温度下a mL pH="13" NaOH溶液与b mL0.05mol/L H2SO4混合,所得混合溶液的pH=7,
则a:b =
(2)若在含有足量AgCl固体的饱和AgCl溶液中分别放入:
充分搅拌后,银离子浓度最小的是 (填序号)
(3)在25℃下,向浓度均为0.20 mol·L-1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成 沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为 ;当测得溶液pH=11.00时,则此温度下残留在溶液中的c(Mg2+):c(Cu2+)=
(已知25℃时Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10-11,KsP[Cu(OH)2]=2.0×10-20)
正确答案
(1) 1(2) C (3)
试题分析:(1)由题意可知氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,而氢氧根离子浓度由离子离子积常数10-14除以10-13等于0.1故氢氧根离子的物质的量为0.1a 氢离子物质的量为0.05乘以2乘以b 等于0.1b所以a:b =1 (2)C选项会抑制AgCl的电离,且氯化铝中氯的浓度最大,所以答案选C。(3)由题目可知氢氧化铜的溶解平衡常数最小,所以先生成氢氧化铜 ,
(13分)、某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验.
(1)、配制并标定醋酸溶液的浓度
取冰醋酸配制250 mL 0.2 mol/L的醋酸溶液,用0.2 mol/L的醋酸溶液稀释成所需浓度的溶液,再用NaOH标准溶液对所配醋酸溶液的浓度进行标定。回答下列问题。
①配制250 mL 0.2 mol/L醋酸溶液时需要用到的玻璃仪器有量筒、烧杯、胶头滴管、玻璃棒和________。
②为标定某醋酸溶液的准确浓度,用0.200 0 mol/L的NaOH溶液对20.00 mL醋酸溶液进行滴定,下列操作中可能使所测醋酸溶液的浓度数值偏低的是________。
(2)探究浓度对醋酸电离程度的影响
将pH=1的盐酸和醋酸,加入适量水,pH都升高了1,则加水后溶液体积V(醋酸)_______V(盐酸)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)取常温下的六份溶液: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pH=12的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。其中水的电离程度最大的是________(填序号)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②________③(填“>”、“<”或“=”);
正确答案
250 mL容量瓶 AD > ⑥ >
试题分析:
(1)②A.酸式滴定管未用标准盐酸润洗就直接注入待测液,醋酸浓度降低,消耗氢氧化钠溶液体积减小,导致所测溶液浓度偏低。
B.滴定前锥形瓶用蒸馏水洗净后没有干燥,不影响所测溶液浓度。
C.碱式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,所用氢氧化钠溶液体积增大。导致所测溶液浓度偏高。
D.读取氢氧化钠体积时,开始仰视读数,滴定结束时俯视读数,读数值小于实际值,所测溶液浓度偏小。
故选AD。
(2)因为醋酸是弱电解质,部分电离,加水稀释10倍pH变化小于1。所以加水后溶液体积V(醋酸)>V(盐酸)。
(3)酸与碱都会抑制水的电离,只有⑥实际为氯化钠溶液,对水的电离无抑制。因为pH=12的氨水中c(NH3·H2O)>0.01mol/L,故将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②>③。
点评:此题综合性强,对学生知识的全面性要求较高。
(12分)某学生用0.l000mol.L-l盐酸标准溶液测定某烧碱样品的纯度(杂质不与盐酸反应)。实验步骤如下:
(1)配制待测液:用2.50 g含有少量杂质的固体烧碱样品配制500 mL溶液。需用的玻璃仪器除了烧杯、胶头滴管、玻璃棒外,还需要 。
(2)滴定:
I.用蒸馏水洗涤酸式滴定管,并立即注入盐酸标准溶液至“O”刻度线以上
Ⅱ.固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体,调节液面至“0”或“O”刻度线以下,并记录读数
Ⅲ.移取20.OOmL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入2滴酚酞试液
Ⅳ.用标准液滴定至终点,记录滴定管液面读数。
①上述滴定步骤中有错误的是(填编号) ,该错误操作会导致测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②步骤Ⅳ中滴定时眼睛应 :判断滴定终点的现象是 。
③若步骤II中仰视读数,步骤Ⅳ中俯视读数,则会使测定结果 (填“偏大”、“偏小”或“无影响’')。
(3)按正确操作测得有关数据记录如下:
①a的读数如图所示,则a= ;
②烧碱样品的纯度为 % 。
正确答案
(12分)(1) 500ml容量瓶(1分) (2)①Ⅰ(2分) 偏大(1分)
②注视锥形瓶中溶液颜色的变化(1分)
溶液由红色刚好变为无色,且半分钟内不变色(2分)
③偏小(1分) (3) ①22.60(2分) ②80.8%(2分)
试题分析:(1) 配制500ml溶液时,需要500ml容量瓶,所以还需要500ml容量瓶。
(2)①滴定管用水洗涤后,还需要用标准液润洗,否则相当于稀释溶液,因此盐酸的浓度降低,消耗的盐酸溶液体积偏大,则测定结果偏高。
②步骤Ⅳ中滴定时眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。由于选择的指示剂是酚酞,所以终点时的现象是溶液由红色刚好变为无色,且半分钟内不变色。
③若步骤II中仰视读数,则读数偏大。步骤Ⅳ中俯视读数,读数偏小,所以消耗溶液的体积偏少,因此测定结果偏小。
(3)根据滴定管的结构可知,此时的读数应该是a=22.60ml。根据表中数据可知,三次实验中消耗盐酸的体积是20.18ml、20.20ml、20.22ml,所以三次实验的平均值是20.20ml,则氢氧化钠的物质的量是0.00202mol,则纯度是。
点评:判断中和滴定中的误差分析的总依据为:由C测==C标V标/V测。由于C标、V待均为定植,所以C测的大小取决于V标的大小,即V标:偏大或偏小,则C测偏大或偏小。根据产生误差的来源,从以下几个方面来分析:①洗涤误差;②读数误差;③气泡误差;④锥形瓶误差;⑤变色误差;⑥样品中含杂质引起的误差等,需要具体问题具体分析。
(12分)回答下列问题:
(1) 常温下,pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液按体积比9∶11混合,混合后溶液的pH为
(2)NH4Cl溶液显酸性,试用离子方程式表示这一反应_____________________。
(3)已知水的电离方程式可写为2H2O H3O++OH-,液氨类似于水的电离,试写出液氨的电离方程式________________________;在液氨中加入NH4Cl,则平衡将向________移动(填“正反应方向”或“逆反应方向”)。
(4)pH相同的氨水和氢氧化钠溶液,分别用蒸馏水稀释至原来体积的m倍和n倍,稀释后两溶液的pH仍相同,则m________n(选填“>”、“<”或“=”);若改用pH相同的盐酸和硫酸溶液,进行上述操作,则m________n(选填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
(1)8(2分)
(2)H2O+NH4+NH3·H2O+H+ (2分)
(3)2NH3NH4++NH2-(2分) 逆反应方向(2分)
(4)> (2分) =(2分)
略
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