- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(6分)已知水在25℃和99℃时,其电离平衡曲线如右图所示:
(1)则25 时水的电离平衡曲线应为______(A或B)。
(2)25时,将=9的NaOH溶液与=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为____________。
(3)99时,若100体积1=的某强酸溶液与1体积
2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,与b之间应满足的关系是____________________。
正确答案
(1)A (2)10 : 1 (3)a+b=14
略
常温下,有浓度均为0.1 mol/L的4种溶液:①盐酸;②硫酸;③醋酸;
④氢氧化钡。(注:忽略溶液混合时体积的变化)
(1)将上述溶液两两等体积混合后,溶液pH=7的组合有(填序号) 。
(2)醋酸钡是易溶于水的强电解质。将③与④等体积混合,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
正确答案
(1)(2分)②和④
(2)(2分)c(OH—)>c(Ba2+)>c(CH3COO—)>c(H+)
略
(15分)
在常温下,某水溶液M中。
(1)若M中存在的离子只有:Na+、CH3COO-、H+、OH-,下列关系合理的是 。
①c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+) ②c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
③c(H+)>c(OH-)>c(Na+)>c(CH3COO-) ④c(Na+)=c(CH3COO-)且c(OH-)=c(H+)
(2)若M由两种相同物质的量浓度的溶液混合而成,其中只存在OH—、H+、NH4+、Cl-四种离子,且c(NH4+)>c(Cl-)>c(OH—)>c(H+),这两种溶液的溶质是 。
(3)若M为0.01 mol/L的氨水,向其中加入等体积pH=2的盐酸溶液(忽略溶液体积变化),所得混合液中:c(NH4+)+c(H+)-c(OH-)= 。
(4)若M为20 mL稀硫酸和盐酸混合液,向该混合酸溶液中逐滴加入pH=13的Ba(OH)2溶液,生成BaSO4的量如图所示,当加入60 mL Ba(OH)2溶液时,C点溶液的pH=7(忽略溶液体积变化),试计算:
(i)最初混合酸溶液中c(H2SO4)=__________,c(HCl)=____________。
(ii)B点溶液的pH为多少?(写出计算过程。可能用到的数据:1g2=0.30、1g3=0.48)
正确答案
(15分)
(1)①②④ (3分,见错不得分,对一个得1分,对二个得2分)
(2)NH4Cl和 NH3(或NH4Cl和 NH3·H2O)(2分)
(3)0.005 mol/L (2分,无单位不得分)
(4)(i)c(H2SO4) =0.05 mol/L (2分,无单位不得分)
c(HCl) =0.20 mol/L (2分,无单位不得分)
(ii)方法一:最初混合酸中:c(H+)=0.05 mol/L×2+0.20 mol/L=0.30 mol/L
B点时加入的碱中:c(OH-)=0.10 mol/L (1分)
反应后,B点过量剩余:c(H+)=
=mol/L (2分)
则pH=1.48 (1分)
方法二:由题意和图示可知:BC段中和的就是B点过量的H+(1分)
c(H+)==
mol/L (2分)
则pH=1.48 (1分)
略
(1)在25℃条件下将pH=11的氨水稀释100倍后溶液的pH为(填序号)__ __。
A.9 B.13 C.11~13之间 D.9~11之间
(2)25℃时,向0.1mol/L的氨水中加入少量氯化铵固体,当固体溶解后,测得溶液pH减小,主要原因是(填序号)__ ___。
A.氨水与氯化铵发生化学反应; B.氯化铵溶液水解显酸性,增加了c(H+);
C.氯化铵溶于水,电离出大量铵离子,抑制了氨水的电离,使c(OH―)减小;
(3)室温下,如果将0.1mol NH4Cl和0.05mol NaOH全部溶于水,形成混合溶液(假设无损失),
①__ _、_ __和_ __三种粒子的物质的量之和等于0.1mol。
②_ __和_ __两种粒子的物质的量之和比OH―多0.05mol。
正确答案
共8分
(1)D(2分) (2)C(2分)
(3)①NH3•H2O和NH4+(共2分,均答对给分)②NH4+和H+(共2分,均答对给分)
略
常温下有pH=12的NaOH溶液100mL,要使它的pH为11(体积变化忽略不计)
(1)如果加入蒸馏水,应加_________mL;
(2)如果加0.01mol/L HCl,应加_________mL
正确答案
(1)900 (2)81.8
试题分析:(1)设加入蒸馏水xL,0.01×0.1/(0.1+x)=0.001,x=0.1;(2)设加入盐酸xL,(0.01×0.1-0.01x)/(0.1+x)=0.001,x=0.0818。
点评:计算酸溶液pH,先求c(H+),再求pH;计算碱溶液pH,先求OH-,再由Kw计算出c(H+),最后计算出pH。
(5分)日常生活中,可用明矾[KAl(SO4)2·12H2O]作为净水剂,这是因为:明矾溶于水发生水解反应,生成氢氧化铝胶体。
(1)该反应的离子方程式为: ① 。
为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg[c(H+)/c(OH-)]。
(2)中性溶液的AG= ② 。
(3)常温下,测得用明矾净化过的净水溶液PH=6,则溶液的 AG= ③ ,由水电离的c(H+)=④ 。
正确答案
①Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+(2分)②0 ③2
④1×10-6mol/L (②③④各1分共3分)
试题分析:明矾溶于水发生水解反应,生成氢氧化铝胶体,是铝离子发生的水解,所以反应式是 Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ ,酸度AG=lg[c(H+)/c(OH-)]; ,中性溶液中的c(H+)=c(OH-) 所以AG=lg[c(H+)/c(OH-)]="lg1" =0 ;常温下,测得用明矾净化过的净水溶液PH=6 ,而c(H+)×c(OH-)=Kw=1×10-14,所以AG=lg[c(H+)/c(OH-)]=lg10-6/10-8=lg102=2
Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ 溶液中氢离子就是水电离的,所以溶液中的氢离子浓度是1×10-6mol/L
点评:本题是信息给与题,考查学生对新知识、新概念的理解认知能力。
(8分)硫酸是强酸,中学阶段将硫酸在水溶液中看作完全电离。但事实是,硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离情况为:
H2SO4=H++HSO4—, HSO4 H++SO42—。
请回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈 填“弱酸性”、“中性”或“弱酸性”);
(2)H2SO4溶液与BaCl2溶液反应的离子方程式为 ;
(3)在0.10mol·L—1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是 (填写编号)
(4)写出NaHSO4溶液中溶质电离常数(Ka)的表达式 ;
正确答案
(1)弱碱性;(2)HSO4—+Ba2+ = BaSO4↓+H+(3)B、C、D
(4)
(1)SO42―+H2OHSO4―+OH― ,水解后呈弱碱性;(2)HSO4—+Ba2+= BaSO4↓+H+(3)A、不正确,溶液中没有H2SO4分子,B、C、D正确,B、质子守恒,C、电荷守恒,D、物料守恒
(4)
(9分)在常温下,下列五种溶液:
①0.1mol/L NH4Cl ②0.1mol/L CH3COONH4 ③0.1mol/L NH4HSO4
④0.1mol/L NH3·H2O和0.1mol/L NH4Cl混合液 ⑤0.1mol/L NH3·H2O
请根据要求填写下列空白:
(1)溶液①呈 性(填“酸”、“碱”或“中”),其原因是 用离子方程式表示)
(2)在上述五种溶液中,pH最小的是 ;c(NH4+)最小的是 ﹝填序号﹞
(3)比较溶液②、③中c(NH4+)的大小关系是② ③﹝填“>”、“<”或“=”)
(4)在溶液④中, 离子的浓度为0.1mol/L;NH3·H2O和 离子的物质的量浓度之和为0.2 mol/L
(5)常温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度________(填“>”、“<”或“=”) NH4+的水解程度,CH3COO-与NH4+浓度的大小关系是:c(CH3COO-) c(NH4+)(填“>”、“<”或“=”)
正确答案
(1)酸 NH4+ + H2O NH3·H2O + H+ (2)③;⑤
(3)< (4)Cl- ;NH4+ (5) = ; =
略
实验室用NaOH固体配制0.1 000mol·L-1NaOH溶液500mL.
(1)用托盘天平称取NaOH固体________g.溶液配制过程用到下列玻璃仪器,按首次使用的先后顺序依次是________ (填仪器选项符号)
A.玻璃棒 B.胶头滴管 C.烧杯 D.500mL容量瓶
(2)用所配制的0.1000mol·L-1NaOH溶液通过中和滴定测定一元弱酸HA溶液浓度,每次滴定取用的HA溶液均为20.00mL,使用酚酞溶液为指示剂,滴定终点的标志是____________________________。滴定的实验数据记录:
处理以上实验数据,测得该HA溶液物质的量浓度为____________________。
(3)上述中和滴定实验中,以下操作可能导致所测溶液浓度偏高的是__________(填选项符号)
A.滴定管用待装液润洗
B.锥形瓶用待装液润洗
C.滴定前滴定管末端气泡没赶尽
D.滴定前平视观察读数,滴定后俯视观察读数
E.所用的标准液(NaOH溶液)浓度偏高
(4)用pH计测得该HA溶液pH=a,结合上述中和滴定结果可推算实验温度下HA的Ka=________。
正确答案
(1)2.0 C A D B
(2)溶液恰好出现红色,且红色半分钟内不褪去。 0.2000 mol/L
(3)B C
(4)5.000×10-2a
试题分析:(1)n="c·V=0.1000mol/L×0.5L=0.0500mol,m=n·M=0.0500mol×58." 5g/mol="2.9g.." 在溶液配制过程用到下列玻璃仪器,按首次使用的先后顺序依次是C A D B。
(2)以酚酞溶液为指示剂,用已知浓度的碱来滴定未知浓度的酸溶液,由于指示剂在酸溶液中,开始为无色,当滴定终点时的标志是溶液恰好出现红色,且红色半分钟内不褪去。第一次消耗的碱的体积为44-3.05=40.95ml,第二次消耗的碱的体积为41.5-1.45=40.05ml;第三次消耗的碱的体积为:47.6-7.65=39.95ml.可见第一次误差较大,去掉。平均消耗的碱的体积为(40.05ml+39.95ml)÷2=40.00ml.c(HA)=c(NaOH)·V(NaOH)/V(HA)=0.1000mol·L-1×40.00ml÷20.00ml=0.2000mol/L.
(3)A.滴定管就应该用待装液润洗。正确,无误差。B.锥形瓶用待装液润洗,就会使消耗的标准碱溶液体积偏大,以此为标准计算的酸溶液的浓度就偏高。C.滴定前滴定管末端气泡没赶尽,会使开始时的读数偏小,后来读数正常,则消耗的碱溶液的体积就偏大,以此为标准计算的酸溶液的浓度就偏高。D.滴定前平视观察读数,滴定后俯视观察读数,则消耗的碱溶液的体积就偏小,以此为标准计算的酸溶液的浓度就偏低。E.所用的标准液(NaOH溶液)浓度偏高,则消耗的碱溶液的体积偏小,以此为标准计算的酸溶液的浓度就偏低。因此操作可能导致所测溶液浓度偏高的是B 、C。
(4)用pH计测得该HA溶液pH=a,c(H+)=10-amol/L.c(A-)=10-amol/L,c(HA)=" 0.2000" mol/L.则在实验温度下HA的Ka=(10-amol/L×10-amol/L)÷0.2000 mol/L=5.000×10-2a.
(8分)(1)剧烈运动后血液中产生了较多乳酸(C3H6O3),使人肌肉酸痛,经过一段时间放松,由于乳酸与吸入的氧气反应,生成二氧化碳和水,酸痛感消失。此反应的化学方程式为: 。
(2)人的纯净胃液是一种无色液体,呈酸性,pH在0.9~1.5之间, 其中H+ 的浓度比血液中高几万倍,回答下列问题:
①胃液有帮助人体消化食物等多种功能,胃酸的主要成分是 。
②若胃酸酸度增高就会患胃酸过多症,下列物不宜用做治疗胃酸过多的药物是( )
③胃舒平主要成分是氢氧化铝,不溶于水且作用持久,写出该药物中和胃酸的化学方程式: 。
正确答案
略
有一pH为12的NaOH溶液100mL,如果将其pH降为11,那么,
(1)若用蒸馏水应加入______mL;
(2)若用pH=10的NaOH溶液应加入______mL;
(3)若用pH=2的盐酸应加入________mL;
(4)若用0.01mol/LH2SO4应加入_____mL。
正确答案
(1)900 (2)1000 (3)81.8 (4)42.85
本题考查[H+],pH值的计算。因溶液均很稀,所以混合溶液的体积可用两体积之和来表示。设所加液体的体积为V1mL,V2mL,V3mL,V4mL。
(8分)在T℃时,水的离子积为KW=10—12,在此温度下,将pH=a的盐酸溶液Va L与pH=b的Ba(OH)2溶液Vb L混合:
(1)由数据可以判断T 25(填“大于” 、“小于”、“等于”);理由是: 。
(2)若所得混合液为中性,且a+b=10,则Va︰Vb为 ;
(3)若所得混合液的pH=10,且a=2,b=12则Va︰Vb为 。
正确答案
(1)大于;水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离平衡右移,导致离子积增大 (或其它合理表述也可,每空2分)
(2)1︰100(2分)
(3)99︰2 (2分)
水的电离过程是个吸热过程,在常温时水的离子积为KW=10—14,比常温时的离子积要大,说明温度比常温时的高;由于温度不同,应该在新的条件进行有关溶液pH的相关计算。
如果溶液呈中性,则有10-a.Va=10(b-12).VB ;如果所得混合溶液的pH=10,则说明混合后溶液呈碱性,碱过量,则有10(b-12).Vb-10-a.Va=(Va+Vb).10(10-12)
某学生用0.10 mol/L标准NaOH溶液滴定某浓度的盐酸。记录数据如下:
(1)滴定时选用酚酞试液作指示剂,如何判断滴定达到终点 。
(2)盐酸的物质的量浓度为_____________
(3)碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,对测定结果的影响是 (填“偏高”或“偏低”或“无影响”,下同)。
(4)某同学用已知准确浓度的高锰酸钾溶液滴定溶液中Fe2+的浓度,高锰酸钾溶液应盛放在 中(填“甲”或“乙”),该反应的离子方程式为: 。
正确答案
(1)当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不退色
(2)0.10mol/L (3) 偏高(4) 甲 5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe2+ + Mn2+ + 4H2O
试题分析:(1)因为这是由已知浓度的碱滴定未知浓度的酸,酚酞指示剂在酸溶液中,是无色的,随着碱的滴加,溶液的酸性逐渐减弱,当滴加到最后一滴时,溶液由无色变为浅红色,半分钟内不褪色时酸碱中和恰好完成。(2)碱溶液的平均体积为V=(V1+V2+V3)÷3=" ((20.54-0.05)+(26.00-6.00)" +(21.36-1.40)) ÷3=20.00ml,利用酸碱恰好发生中和反应时C酸••V酸=C碱•V碱,C酸="(" C碱•V碱) ÷V酸="(0.10" mol/L×20.00ml) ÷20.00ml="0.10mol/L." (3)若在滴定前碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失,碱溶液的体积偏大,以此为标准计算的酸的浓度偏高。(4)若用已知准确浓度的高锰酸钾溶液滴定溶液中Fe2+的浓度,由于高锰酸钾溶液有强的氧化性,容易腐蚀碱式滴定管的橡胶管,所以应盛放在酸式滴定管甲中,发生该反应的离子方程式为5Fe2+ + MnO4- + 8H+ = 5Fe2+ + Mn2+ + 4H2O。
(10分)工业上电解制烧碱的技术是用离子交换膜法,主要原料是饱和食盐水。下图为离子交换膜法电解原理示意图:
请回答下列问题:
(1)电解槽中部的阳离子交换膜把电解槽隔成了阴极室和阳极室,这种阳离子交换膜,只允许溶液中的__________通过(填写下列微粒的编号),而两边的水不能自由流通。
①H+ ② Cl- ③Na+ ④OH-
(2)A极为电解槽的________极,电极反应式为__________________________________,
(3)如果没有阳离子交换膜,阴阳两极的某两种产物在常温下会在溶液中发生反应而使烧碱不纯,其反应的离子方程式为___________ 。
(4)若将标准状况下6.72L的阳极气体通入热的氢氧化钠溶液中,反应中只有一种元素的化合价发生改变,得到了两种含氯化合物,其中还原产物与氧化产物物质的量之比为5:1,写出该反应的离子方程式_____________________________________________。
正确答案
(1)①③ (2)阳; 2Cl--2e-=Cl2↑
(3)Cl2 +2OH-Cl- +ClO- +H2O (4)3Cl2 +6OH-
5Cl- +ClO3- +3H2O
试题分析:(1)阳离子交换膜只能允许阳离子通过,所以H+和Na+可以通过。
(2)根据阳离子的转移方向可知A极是阳极,B极是阴极,A极的电极反应为2Cl--2e-=Cl2↑。
(3)没有阳离子交换膜,Cl2可以与NaOH溶液反应,离子方程式为Cl2 +2OH-Cl- +ClO- +H2O。
(4)阳极气体是Cl2,与NaOH溶液反应时,只有一种元素的化合价变化,则说明发生了歧化反应,且还原产物与氧化产物物质的量之比为5:1,则生成了Cl-和ClO3-,所以反应的方程式为3Cl2 +6OH-5Cl- +ClO3- +3H2O。
点评:电解中最关键的是准确判断出电极上离子的放电顺序。在判断电解产物时,首先判断阳极电极材料。如果是活性电极,则电极本身失去电子。如果是惰性电极,则溶液中的阴离子失去电子。而阴极是溶液中的阳离子得到电子,所以需要熟练记住常见离子的放电顺序。
(14分)常温时,在稀溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积总是等于 。
(1)酸性溶液c(H+) (填“>”、“<”或“=”,下同)c(OH-),pH 7。
人的胃液中含有盐酸,经测定某人胃液的pH为2,则其中的c(H+)= mol/L。
食醋常用于食品调味,其主要成分为醋酸,醋酸的电离方程式为 。
(2)室温下,pH均为3的盐酸和醋酸溶液,下列各项中相等的是 (填序号)。
①溶液中c(H+) ②酸的物质的量浓度 ③完全中和时,消耗NaOH的质量
(3)在①NaCl、②CH3COONa、③NH4Cl三种盐溶液中,常温下呈酸性的是 (填序号,下同)), 呈中性的是 , 呈碱性的是 。
(4)氯化铁水解的离子方程式为 ,配制氯化铁溶液时滴加少量盐酸的作用是 。
正确答案
(14分)1×10-14
(1)> < 0.01 CH3COOHCH3COO-+H+
(2)① (3)③ ① ②
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ 抑制Fe3+水解
试题分析:常温时,在稀溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积就是是的离子积常数,数值等于1×10-14。
(1)常温下酸性溶液中氢离子浓度是大于c(OH-),此时pH大于7;氢离子浓度的负对数是pH,所以在pH=2的情况下,c(H+)=0.01mol/L。醋酸是弱酸,部分电离,电离方程式是
CH3COOHCH3COO-+H+。
(2)由于盐酸是强酸,而醋酸是弱酸,所以在pH均为3的盐酸和醋酸溶液中,氢离子浓度是相等的,但醋酸的浓度大于盐酸的,所以醋酸消耗的氢氧化钠多,答案选①。
(3)氯化钠是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性;醋酸钠是强碱弱酸盐,水解显碱性;氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性。
(4)氯化铁也是强酸弱碱盐,铁离子水解,生成氢氧化铁和盐酸,所以配制氯化铁溶液时滴加少量盐酸的作用是抑制铁离子的水解。
点评:在判断溶液酸碱性,不能直接根据pH和7的大小进行比较,因为只有在常温常压下,才是符合该关系式的。而氢离子和OH-浓度的相对大小是在任何条件下都是成立的。
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