- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
下表是元素周期表中短周期部分,表中所列字母分别代表一种元素。
(1)上述元素的单质中熔点最高的可能是____________,F、G、H中原子半径最小的是___________, E、F、G离子半径由小到大的顺序是_____________ (本小题用化学用语回答)。
(2)A、B、D、F四种元素组成的受热易分解的化合物,写出少量该化合物溶液与足量Ba(OH)2溶液反应的离子方程式________________ 。
(3)常温下,ACD3和盐A4C2D3的水溶液pH均为6。则两种水溶液中由水电离出的H+ 浓度之比是_____________ 。
(4)化学反应3A2(g)+C2(g)2CA3(g)。当反应达到平衡时不断改变条件(不改变A2、C2和CA3的量),图中表示反应速率与反应过程的关系,其中表示平衡混合物中CA3含量最高的一段时间是__________ 。温度为T℃时,将4mol A2和2mol C2放入1L密闭容器中,60s后测得C2的转化率为50%,则A2的反应速率为_______________ 。
正确答案
(1)C; Cl; Na+<F-<Cl-
(2)Ba2++HCO3-+OH-==BaCO3↓+H2O
(3) 10-2:1 (或1:100)
(4) t0~t1 ; 0.05mol/L﹒s
(12分)CuSO4·5H2O是铜的重要化合物,有着广泛的应用。以下是CuSO4·5H2O的实验室制备流程图。
根据题意完成下列填空:
(1)理论上,为了制得纯净的CuSO4·5H2O晶体,需要消耗稀硫酸、稀硝酸溶质物质的量之比为 ,发生反应的离子方程式为 。
(2)实际制得的胆矾晶体中还是含有一些杂质,通常采用 法提纯。
(3)实际生产过程中对所加稀硝酸的浓度控制要求比较高,通常用标准氢氧化钠溶液来滴定。滴定过程中若用酚酞作指示剂,终点现象是
。请在右图中画出滴定过程中溶液的pH随所滴加氢氧化钠溶液体积的变化的曲线图(要求过A点)。
(4)上述使用的标准氢氧化钠溶液已经通过基准物质的标定。下列物质中通常可用来标定碱液的基准物质是 。
正确答案
(12分,每空2分)
(1)3:2 3Cu+8H++2NO3-=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)重结晶
(3)溶液由无色变成红色(或浅红色),且半分钟内不褪色
(作图要求:要体现出“A”点附近的滴定突跃,否则不给分)
(4)B、C(选错不给分,漏选扣1分)
略
为测定未知浓度的硫酸溶液,实验如下:用1.00mL待测硫酸配制100 mL稀H2SO4溶液;以0.14mol
/L的NaOH溶液滴定上述稀H2SO425.00mL,滴定终止时消耗NaOH溶液15.00mL。
(1)该学生用标准0.14 mol/L NaOH溶液滴定硫酸的实验操作如下:
把碱式滴定管固定好,调节液面至刻度“0”或“0”刻度以下。
E.检查滴定管是否漏水。
F.另取锥形瓶,再重复操作一次。
G.把锥形瓶放在滴定管下面,瓶下垫一张白纸,边滴边摇动锥形瓶直至滴定终点,记下滴定管液面所在刻度。
①滴定操作的正确顺序是(用序号填写): 。
②该滴定操作中应选用的指示剂是: 。
③在G操作中如何确定终点? 。
(2)碱式滴定管用蒸馏水润洗后,未用标准液润洗导致滴定结果(填“偏小”、“偏大”或“恰好合适”) ,原因是 。
正确答案
(1)①ECDBAGF ②酚酞 ③滴入最后一滴NaOH溶液,溶液突然变成红色,半分钟不褪色
(2)偏大 滴定管内壁上的水膜,将标准液稀释,使体积读数偏大
试题分析:(1)①根据滴定原理和实验要求可知,滴定操作的正确顺序是ECDBAGF。
②硫酸和氢氧化钠恰好反应时溶液是显中性,所以最好选择的指示剂是酚酞。
③酚酞作指示剂,所以确定终点的方法是滴入最后一滴NaOH溶液,溶液突然变成红色,半分钟不褪色。
(2)由于滴定管内壁上的水膜,将标准液稀释,使体积读数偏大,所以碱式滴定管用蒸馏水润洗后,
未用标准液润洗,会导致滴定结果偏大。
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,操作对学生基础性知识对巩固
和效率,有利于培养学生规范、严谨的实验设计、评价能力,有利于提高学生的应试能力和学科素养。
该题的难点在于误差分析,需要明确的是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。
有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离可产生表中离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
①A、C溶液的pH均大于7,A、B的溶液中水的电离程度比纯水大,A、D焰色反应的火焰均为黄色;
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,A溶液和D溶液混合时无明显现象。请填写下列空白:
(1)A是___________,B是___________,C是____________,D是___________。
(2)常温,将1 ml pH =12的C溶液加水稀释至100ml,所得溶液中= ;
(3)常温下,0.15 mol·L-1的C溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13,则C溶液与盐酸的体积比= _______________。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是 。
正确答案
(1)Na2CO3 NH4Cl Ba(OH)2 Na2SO4
(2)10-6
(3)3 : 2
(4)c(OH-)>c(Cl-)=c(Ba2+)>c(NH4+)>c(H+)
试题分析:①A、C溶液的pH均大于7,说明A、C是碱或者是强碱弱酸盐,A、B的溶液中水的电离程度比纯水大,说明A、B均含有弱根离子。A、D焰色反应的火焰均为黄色,说明A、D均含有钠元素。
②C溶液和D溶液相遇时只观察到有白色沉淀产生,白色沉淀可能是碳酸钡或者硫酸钡。B溶液和C溶液相遇时只观察到有刺激性气味的气体产生,刺激性气味的气体是氨气。A溶液和D溶液混合时无明显现象。综合以上信息可知A是Na2CO3,B是NH4Cl C是Ba(OH)2D是Na2SO4
(2)常温,将1 ml pH =12的Ba(OH)2溶液加水稀释至100ml,强碱溶液每稀释10倍,pH下降1.则稀释后pH=10。c(H+)=10-10,c(OH-)=10-4,所得溶液中=10-6。
(3)常温下,0.15 mol·L-1的Ba(OH)2溶液与0.20 mol·L-1盐酸混合,所得混合液的pH=13。设C溶液的体积为V1与盐酸的体积为V2,则0.15mol/L*2 V1—0.02 mol/L* V2=0.1 mol/L*(V1+ V2)。解得V1/ V2=3 : 2。
(4)将等体积、等物质的量浓度的NH4Cl溶液和Ba(OH)2溶液混合,NH4+和OH-结合生成氨水。导致NH4+和OH-的离子浓度下降。所以反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序是c(OH-)>c(Cl-)=c(Ba2+)>c(NH4+)>c(H+)。
现有0.175mol/L醋酸钠溶液500mL(已知醋酸的电离常数Ka=1.75x10)
(1)写出醋酸钠水解反应的化学方程式_____________________。
(2)下列图像能说明醋酸钠的水解反应达到平衡的是_____________________。
(3)在醋酸钠溶液中加入下列少量物质,水解平衡向正反应方向移动的有
A.冰醋酸 B.纯碱固体 C.醋酸钙固体 D.氯化铵固体
(4)在醋酸钠溶液中加入少量冰醋酸后,溶液中微粒浓度的关系式能成立的有
A.c(CH3COO-)+c(CH3COOH)>c(Na+)
B.c(Na+)+c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
D.c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)>c(Na+)
(5)欲配制0.175mol/L醋酸钠溶液500mL,可采用以下两种方案:
方案一:用托盘天平称取_______g无水醋酸钠,溶于适量水中,配成500mL溶液。
方案二:用体积均为250 mL且浓度均为________的醋酸与氢氧化钠两溶液混合而成(设混合后的体积等于混合前两者体积之和)。
(6)在室温下,0.175mol/L醋酸钠溶液的PH约为________(已知醋酸根的水解反应的平衡常数K=Kw/Ka(CH3COOH))。
正确答案
(1)CH3COONa +H2OCH3COOH+NaOH
(2)BC(选1个给1分,见错不给分)
(3)CD
(4)AC
(5)7.2(答7.175的给1分),0.35mol/L(无单位给1分)
(6)9
试题分析:(1)醋酸钠水解生成醋酸和氢氧化钠,化学方程式为CH3COONa +H2OCH3COOH+NaOH
(2)A、钠离子不水解,所以浓度始终不变,错误;B、醋酸根离子开始时水解速率最大,后逐渐减小,平衡时不在变化,正确;C、随着水解的逐渐进行,pH逐渐增大,平衡时不在变化,正确;D、KW是一温度常数,温度不变,KW不变,错误,答案选BC。
(3)A、加入冰醋酸溶液中醋酸浓度增大,平衡左移,错误;B、加入纯碱固体,对平衡体系的离子浓度无影响,平衡不移动,错误;C、加入醋酸钙固体,溶液在醋酸根离子浓度增大,平衡右移,正确;D、加入氯化铵固体,铵根离子与水解生成的氢氧根离子结合成一水合氨,使溶液中氢氧根离子浓度减小,平衡右移,正确,答案选CD。
(4)A、加入冰醋酸,使醋酸根离子浓度增大,但钠离子浓度不变,所以A正确;B、加入少量冰醋酸,平衡左移,醋酸根离子浓度增大,大于钠离子浓度,错误;C、加入冰醋酸,当溶液中醋酸浓度较大时,醋酸的电离大于醋酸根离子的水解程度,醋酸根离子浓度增大,溶液呈酸性,正确;D、无论是否电离程度大于水解程度,都不会存在c(OH-)>c(Na+),错误,答案选AC。
(5)有m=nM得醋酸钠的质量为7.175g,所以托盘天平称量的质量为7.2g;醋酸与氢氧化钠等浓度等体积混合,混合后的溶液浓度减半为0.175mol/L,所以原来的浓度为0.35mol/L
(6) 醋酸根的水解反应的平衡常数
K=Kw/Ka(CH3COOH)=c(CH3COOH)c(OH-)/c(CH3COO-)= c(OH-)2/c(CH3COO-),所以c(OH-)=10-5,Ph=9
工业上设计将VOSO4中的K2SO4、SiO2杂质除去并回收得到V2O5的流程如下:
请回答下列问题:
(1)步骤①所得废渣的成分是 (写化学式),操作I的名称 。
(2)步骤②、③的变化过程可简化为(下式R表示VO2+,HA表示有机萃取剂):
R2(SO4)n (水层)+ 2nHA(有机层)2RAn(有机层) + nH2SO4 (水层)
②中萃取时必须加入适量碱,其原因是 。
③中X试剂为 。
(3)⑤的离子方程式为 。
(4)25℃时,取样进行试验分析,得到钒沉淀率和溶液pH之间关系如下表:
上表,在实际生产中,⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为 ;
若钒沉淀率为93.1%时不产生Fe(OH)3沉淀,则溶液中c(Fe3+)< 。
(已知:25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39)
(5)该工艺流程中,可以循环利用的物质有 和 。
正确答案
(1)SiO2;过滤
(2)加入碱中和硫酸,促使平衡正向移动,提高钒的萃取率[或类似表述,如提高RAn(有机层)的浓度、百分含量等];H2SO4
(3)NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH-
(4)1.7~1.8(或1.7、1.8其中一个),2.6×10-3mol·L-1
(5)氨气(或氨水);有机萃取剂
试题分析:(1)在上述处理过程中只有SiO2不能溶解与水中,所以步骤①过滤所得废渣的成分是SiO2。(2)②中萃取时必须加入适量碱,其原因是加入碱可以与上述平衡中的生成物硫酸反应反应,减少生成物的浓度,化学平衡正向移动,这样就可以提高钒的萃取率,根据框图的物质转化关系可知在③中X试剂应该为H2SO4。⑶在步骤④中KClO3把VO2+氧化为VO3-,在步骤⑤中加入氨水调节溶液的PH,这时转化为难溶的NH4VO3沉淀。该反应的离子方程式为NH3·H2O+VO3- =NH4VO3↓+OH-。(4)在实际生产中,结合表中给定的数据可知:在⑤中加入氨水,调节溶液的最佳pH为1.7——1.8. 若钒沉淀率为93.1%,则溶液的pH为2.0,c(H+)= 10-2mol/L,c(OH-)=Kw÷c(H+)=10-14÷10-2=10-12mol/L. 此时不产生Fe(OH)3沉淀,则c(Fe3+)·c(OH-)3< 2.6 ×10-39. c(Fe3+) <2.6×10-39÷c(OH-)3=2.6×10-39÷(10-12)3=2.6×10-3mol/L. ⑸ 由流程图示可以看出:在该工艺流程中,可以循环利用的物质有氨气(或氨水)和有机萃取剂。
(8分)⑴ 现有0.1mol·l-1的纯碱溶液,试用pH试纸测定溶液的pH,其正确的操作 。
⑵ 欲使0.1mol-1Na2CO3溶液中c(Na+)=2 c(CO32-),应采取的措施是 ( )
A.加少量盐酸 B.加适量的KOH C.加适量的水 D.加适量的NaOH
⑶ 为证明盐的水解是吸热的,四位同学分别设计了如下方案,其中正确的是( )
A.甲同学:在醋酸钠溶液中滴加2滴酚酞试剂,加热后红色加深,说明盐类水解是吸热的。
B.乙同学:在盐酸中加入氨水,混合液温度上升,说明盐类水解是吸热的。
C.丙同学:将硝酸铵晶体溶于水,水温降低,说明盐类水解是吸热的。
D.丁同学:在氨水加入氯化铵固体,溶液的pH变小,说明盐类水解是吸热的。
⑷ 为探究纯碱溶液呈碱性是由CO32-引起的,请你设计一个简单的实验方案。
正确答案
(8分)(每空2分)
⑴ 把小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,试纸变色后,与标准比色卡比较确定溶液的pH
⑵ B
⑶ A
⑷ 向纯碱溶液中滴入酚酞溶液,溶液显红色;若再向该溶液中滴入过量氯化钙溶液,产生白色沉淀,且溶液的红色褪去,说明纯碱溶液的碱性是由CO32-引起的
(2)Na2CO3溶液中由于CO32-水解,CO32-+H2OHCO3-+OH-,导致c(Na+)>2 c(CO32-)。故可以加KOH,抑制其水解,符合题意。但加盐酸将发生:CO32-+H+=HCO3-,破坏CO32-,不符合题意;同样,加水稀释会促进其水解,不符合题意;加适量的NaOH,虽然能抑制其水解,但同时增加了Na+,不会满足题意
(3)B:本质是发生了中和反应,有中和热的放出,导致温度升高
C:硝酸铵晶体溶于水,其溶解过程是吸热过程,导致水温降低
D:氨水加入氯化铵固体,是由于氨根离子的增多,抑制了氨水的电离,导致碱性减弱
下表是不同温度下水的离子积常数:
试回答以下问题:
(1)若25
(2)25℃时,某Na2SO4溶液中c(SO42—)=5×10-4 mol/L,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)=__________。
(3)T2℃时,将pH=11的苛性钠溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=__________。此溶液中各种离子的浓度由大到小的顺序是____________________________。
(4)常温下,设某pH值的硫酸中水电离出的c(H+)=1.0×10-a mol/L,设相同pH值的硫酸铝中水电离出的c(H+)=1.0×10-b mol/L,(a、b都是小于14的正数),那么a、b之间满足的关系式是________________。
正确答案
(1)> 水的电离吸热,温度升高,水的电离程度增大,所以水的离子积增大
(2)1000 (3)9∶11 c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)>c(OH-) (4)a+b=14
(1)温度升高水的电离程度增大KW增大,a>1×10-14,(2)Na2SO4溶液中c(Na+)=1×10-3,稀释后为1×10-4,c(OH-)=1×10-7,所以c(Na+)∶c(OH-)=1000,(3)=10-2,10-1V2-10-1V1=10-2V2+10-2V1,即9×10-2V2=11×10-2V1,
,所以c(Na+)>c(SO42—)>c(H+)>c(OH-),(4)硫酸的pH为-lg
,硫酸铝的pH=-lg1.0×10-b,
=1.0×10-b,所以a+b=14。
(10分)维生素C是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),它的化学式是C6H8O6,人体缺乏这样的维生素能得坏血症,所以维生素C又称抗坏血酸。在新鲜的水果、蔬菜、乳制品中都富含维生素C,例如新鲜橙汁中维生素C的含量在500mg/L左右。十二中某研究性学习小组测定了某品牌软包装橙汁中维生素C的含量,下面是他们的实验分析报告。
(一)测定目的:测定×××牌软包装橙汁中维生素C的含量。
(二)测定原理:C6H8O6+I2 →C6H6O6+2H++2I―
(三)实验用品及试剂
(1)仪器和用品(自选,略)
(2)试剂:指示剂_________(填名称,1分),浓度为8.00×10-3mol·L-1的I2标准溶液、蒸馏水等。
(四)实验过程
(3)洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗相关仪器后,装好标准碘溶液待用。
(4)用________________(填仪器名称,1分)向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。
(5)用左手控制滴定管的____________(填部位,1分),右手摇动锥形瓶,眼睛注视___________(1分),直到滴定终点。滴定至终点时的现象是________________(2分)。
(五)数据记录与处理
(6)若经数据处理,则此橙汁中维生素C的含量是____________mg/L(2分)。
(六)问题讨论
(7)从分析数据看,此软包装橙汁是否是纯天然橙汁?_______(填“是”或“不是”或“可能是”,1分)。生产商最可能采取的做法是__________(填编号,1分):
A.加水稀释天然橙汁 B.将维生素C作为添加剂 C.橙汁已被浓缩
正确答案
(总计10分)
(2)淀粉溶液(1分)
(4)酸式滴定管(1分)
(5)活塞(1分) 锥形瓶中溶液颜色变化(1分)
最后一滴标准液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。(2分)
(6)1056.00(2分)
(7)不是(1分) B(1分)
试题分析:(2)试剂:由于碘能使淀粉变蓝色,所以,指示剂应选用淀粉试液;
(4)量取20.0ml待测橙汁,应用量筒量取;(5)由反应的原理,用左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,直到滴定终点当出现溶液变蓝色时,维生素C已全部参加了反应;
(6)由变种的数据对比分析可知:明显存在读数错误的是第第三次次实验,在实验操作中存在很大误差的是第第五次次实验.经数据处理,取另三次实验的平均值,则在实验中消耗的标准碘溶液的体积应该是15ml.
15ml标准碘溶液碘的质量为:15mL×10-3(L/ mL)×8.00×10-3)mol·L-1)×254(g/mol)×1000(mg/g)="30.48" mg
设20.0mL待测橙汁中维生素C的质量为x
C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I-
176 254
x 30.48mg
176×30.48mg=254×X
解得:X=21.12mg
则1L中含维生素C的质量为:21.12mg×1000ml/20ml=1056.00mg,
所以,则此橙汁中维生素C的含量是1056.00mg/L;
(7)由于此橙汁中维生素C的含量是1056.00mg/L,从数据分析来看,该牌子的橙汁不是天然橙汁;由于在新鲜橙汁中,维生素C含量约为500mg/L,此橙汁中维生素C的含量是990 mg/L,制造商可能将橙汁浓缩或将维生素C作为添加剂进行添加。
故答为:(2)淀粉溶液(4)酸式滴定管(5)活塞 锥形瓶中溶液颜色变化
最后一滴标准液滴入时,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色。(6)1056.00
(7)不是 B。
点评:本题属于综合实验题,完成本题时要注意数据的处理,误差的分析等。
(1)将0.15 mol·L-1稀硫酸V1 mL与0.1 mol·L-1 NaOH溶液V2 mL混合,所得溶液的pH为1,则V1:V2=________。(溶液体积变化忽略不计)
(2)常温下,某水溶液中存在的离子有:Na+、A-、H+、OH-,据题意,回答下列问题:
①若该水溶液由0.1 mol·L-1 HA溶液与0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合而得,则溶液的pH________7。
②若溶液pH>7,则c(Na+)________c(A-),理由是________。
③若该溶液由pH=3的HA溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合而得,则下列说法正确的是________。
正确答案
(1)1:1
(2)①大于或等于(或≥)
②大于(或>);
根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由于c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(A-)
③AD
(1)首先判断过量关系,反应后pH=1,说明酸过量,因此有=0.1 mol·L-1,解得V1:V2=1:1。(2)①这里的HA酸有两种可能,假设它是强酸,则反应后溶液的pH=7,假设它是弱酸,则生成弱酸强碱盐,水解显碱性,pH>7,因此,混合溶液的pH大于或等于7。②若溶液pH>7,则c(Na+)>c(A-),因为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),由于c(OH-)>c(H+),故有c(Na+)>c(A-)。③该条件是HA溶液中的c(H+)和NaOH溶液中的c(OH-)相等,如果两溶液混合呈中性,则c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,A正确;由于HA也可能是弱酸,所以若V1=V2,反应后溶液pH可能小于7,B错误;若反应后溶液呈酸性,说明H+过量,若HA是强酸,则V1>V2;若HA是弱酸,则酸的浓度肯定大于碱的浓度,浓度越大,则体积越小,V1、V2的大小关系不易确定,可能有V1≤V2,C错误;若反应后溶液呈碱性,则碱过量,无论酸是强酸还是弱酸,碱的体积均必须大于酸的体积,D正确,故选AD。
(1)水的电离平衡曲线如图所示,若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度,B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=___________mol·L-1。25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体,对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
(2)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量。已知如表数据。
①25℃时,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,所得溶液显碱性,则c(Na+) ________
c(CH3COO-)(填“>”、“<”或“=”)。
②25℃时,有等浓度的①NaCN溶液、②Na2CO3溶液、③CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为___________。(填序号)
③向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为_________________________________。
正确答案
(1)1×10-12促进 (2)>;②>①>③;②>③;NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
试题分析:(1)100℃时根据图像可知,水的离子积常数等于10-12,所以100℃时1 mol·L-1的NaOH溶液中,OH-浓度是1mol·L-1,则氢离子的浓度=1×10-12mol/L,因此溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12mol/L;氯化铵溶于水NH4+水解,促进水的电离,因此25 ℃时,向水的电离平衡体系中加入少量NH4Cl固体,对水的电离平衡的影响是促进。
(2)①25℃时,等浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合,二者恰好反应生成醋酸钠。由于所得溶液显碱性,这说明溶液中CH3COO-水解,因此溶液中则c(Na+)>c(CH3COO-)。
②弱酸的电离平衡常数越大,酸性越强。则根据电离平衡常数可知,酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-。又因为酸性越弱,相应的钠盐越容易水解,溶液的碱性越强,因此25℃时,有等浓度的①NaCN溶液、②Na2CO3溶液、③CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为②>①>③。
③酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>HCN>HCO3-,则根据较强酸制备较弱酸的原理可知,向NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3。
现有常温条件下甲、乙、丙三种溶液,甲为0.1mol·L-1的NaOH溶液,乙为0.1mol·L-1的HCl溶液,丙为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液,回答下列问题:
(1)甲溶液的pH= ;
(2)丙溶液中存在的电离平衡为(用电离平衡方程式表示) ;
(3)甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为 ;
(4)某同学用甲溶液分别滴定20.00mL乙溶液和20.00mL丙溶液,得到如图所示两条滴定曲线,请完成有关问题:
①甲溶溶液滴定丙溶液的曲线是 (填“图1”或“图2”);
②a= mL。
正确答案
(共10分)(1)13 (2分)(2)CH3COOHCH3COO-+H+ H2O
OH-+H+(2分)
(3)丙>甲=乙 (2分) (4)①图2 (2分) ②20.00 (2分)
试题分析:(1)氢氧化钠是强碱,所以溶液中氢离子浓度是1×10-13mol/L,则溶液的pH=13。
(2)醋酸和水都是弱电解质,存在电离平衡,所以电离方程式分别是CH3COOHCH3COO-+H+、H2O
OH-+H+。
(3)酸或碱都是抑制水的电离平衡的,且溶液中氢离子或OH-浓度越大,对水的电离的抑制程度越大。所以根据酸碱的浓度可知,甲、乙、丙三种溶液中由水电离出的c(OH-)的大小关系为丙>甲=乙。
(4)①0.1mol/L溶液的pH大于1,所以图2表示甲溶溶液滴定丙溶液的曲线。
②盐酸和氢氧化钠恰好反应时,溶液显中性,所以根据酸碱的浓度以及盐酸的体积可知,消耗氢氧化钠溶液的体积是20.00ml,即a=20.00ml。
点评:该题属于中等难度的试题,重点考查学生对电离平衡的理解以及灵活运用知识解决实际问题的能力。需要注意的是第(2)问中学生有可能漏掉水的电离平衡方程式,要引起注意。
依据题目要求回答下列问题。
(1)常温下,浓度均为 0.l mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:
①上述盐溶液中的阴离子,结合H+能力最强的是 。
②浓度均为0.0l mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 (填编号);将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是 (填编号)
A. HCN B. HClO C. C6H5OH D. CH3COOH E. H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是 (填编号)
A. CH3COOH + Na2CO3 = NaHCO3 + CH3COONa
B. CH3COOH + NaCN = CH3COONa + HCN
C. CO2 + H2O + NaClO = NaHCO3 + HClO
D. CO2 + H2O + 2C6H5ONa = Na2CO3 + 2C6H5OH
④要增大氯水中HC1O的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反应的离子方程式为 。
(2)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10—20。又知常温下某CuSO4溶液里 c(Cu2+)=0.02mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于_ 。
正确答案
(1)①CO32- ②D;C ③D ④ Cl2+HCO3-=CO2+Cl-+HClO (分步书写参照给分) (2) 5
试题分析:(1)①酸越弱,相应的酸根越容易水解,溶液的碱性越强,则根据盐溶液的pH值可知,结合H+能力最强的是CO32-。
②根据相应盐溶液的pH值可知,酸性由强到弱的顺序是醋酸、碳酸、次氯酸、HCN、苯酚、碳酸氢钠。所以酸性最强的是醋酸,答案选D。将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是应该是酸性最弱的苯酚,答案选C。
③根据较强酸制备较弱的酸可知,碳酸氢钠不可能制备苯酚,因此选项D是不可能的,生成物应该是苯酚和碳酸氢钠,其余选项都是正确的,答案选D。
④ 由于酸性是盐酸强于碳酸的,碳酸强于次氯酸的,但次氯酸的强于碳酸氢钠的,则向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液,反应的离子方程式为Cl2+HCO3-=CO2+Cl-+HClO。
(2)根据氢氧化铜的溶度积常数可知,此时溶液中OH-的浓度==1×10-9mol/L,则溶液中pH=5。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题贴近高考,难易适中,注重答题的灵活性,有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力。该题的关键是明确酸性强弱与盐类水解程度的关系以及溶度积常数的含义和应用。
25°C时,若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH="b" 的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va<Vb和a=0.5b,请填写下列空白:
(1)a值可否等于3 (填“可”或“否”),其理由是
(2)a值可否等于5 (填“可”或“否”),其理由是
(3)a的取值范围是
正确答案
(1)否,若a=3,则b=6,碱溶液显酸性,与题意不符
(2)否,若a=5,C(H+)=10—5 mol/L,则b=5,c(OH-)=10—4 mol/L,
Va/Vb= c(OH-)/ c(H+)>1,不合题意
(3)Va/Vb= c(OH-)/ c(H+)=10(a+b-14)<1 ,故(a+b-14)<0,而a=0.5b,即3a<14,a<14/3,pH=b=2a>7,所以3.5
考查pH的有关计算。
(1)如果a=3,则根据a=0.5b可知,b=6。由于在常温下碱溶液的pH一定是大于7的,因此假设是不能成立的。
(2)如果a=5,则根据a=0.5b可知,b=10。此时c(H+)=10—5 mol/L,c(OH-)=10—4 mol/L,
Va/Vb= c(OH-)/c(H+)>1,不合题意.因此假设是不能成立的。
(3)根据Va/Vb= c(OH-)/c(H+)可知,Va/Vb= 10(a+b-14)<1 ,故(a+b-14)<0。由于a=0.5b,因此3a<14,a<14/3,pH=b=2a>7,所以3.5
(10分)运用相关原理,回答下列各小题:
(1)25℃时,某FeCl3溶液的pH=2,则由水电离产生的总c(OH-)= ;用离子方程式表示FeCl3溶液用于净水的原因 。
(2)已知NaHSO4在水中的电离方程式NaHSO4=Na++H++SO42-。
在NaHSO4溶液中c(H+) c(OH-)+c(SO42-)(填“>”、“=”或“<”下同);用硫酸氢钠与氢氧化钡溶液制取硫酸钡,若溶液中SO42-完全沉淀,则反应后溶液的pH 7。
(3)将0.02mol/LNa2SO4溶液与某浓度BaCl2溶液等体积混合,则生成BaSO4沉淀所需原BaCl2溶液的最小浓度为 。(已知Ksp(BaSO4)=1.1×10-10)
(4)写出下列反应的化学方程式:
苯的硝化反应 。 乙醇的催化氧化反应 。
正确答案
(10分)
(1)10-2mol/L (1分) Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+ (1分)
(2) =(1分) >(1分)
(3) 2.2×10-8mol/L(2分) (4)2 C2H5OH + O2
2 CH3CHO + 2H2O(各2分)
试题分析:(1)FeCl3是强酸弱碱盐,溶于水发生水解成酸性,即Fe3++3H2OFe(OH)3(胶体)+3H+,H+全部是由水电离生成的,pH=2,c(H+)=10-2mol/L,c(OH-)水= c(H+)水=10-2mol/L。胶体能吸附离子,达到净水的目的。(2)在NaHSO4溶液中的H+来自水的电离和NaHSO4在水中的电离, OH-是由水的电离,c(OH-)水等于由水电离的c(H+)水,c(SO42-)等于由NaHSO4在水中的电离的H+的c(H+),因此c(H+)=c(OH-)+c(SO42-)。若溶液中SO42-完全沉淀,NaHSO4+Ba(OH)2= BaSO4↓+H2O+NaOH,反应后溶质为NaOH,呈碱性,pH>7。(3)设所需原BaCl2溶液的最小浓度为x,Ksp(BaSO4)= c(Ba2+)* c(SO42-),1.1×10-10=(0.02/2)*(x/2),解得x=2.2×10-8mol/L。
点评:本题知识跨度较大,思考容量大。在溶液中,氢离子浓度乘以氢氧根离子的浓度等于水滴离子积常数,而由水电离的氢氧根离子的浓度等于由水电离的氢离子的浓度。NaHSO4在水中是完全电离。Ksp的计算,对于物质AnBm(s)="n" Am+(aq)+ mBn-(aq), 溶度积(Ksp)=(C(Am+) )^n ( C(Bn-))^m。
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