- 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
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)
(6分)
(1)纯水中c(H+)=5.0×10-7mol/L,则此时纯水中的c(OH-) =_______________;若温度不变,滴入稀硫酸使c(H+)=5.0×10-3mol/L,则c(OH-) =_______________;在该温度时,往水中滴入NaOH溶液,溶液中的C(OH-)=5.0×10-2 mol/L,则溶液中c(H+)= 。
正确答案
、6分(每空2分共6分)
5.0×10-7mol/L; 5.0×10-11mol/L; 5.0×10-12mol/L
略
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。
实验题
(1)烧碱在保存过程会部分变质(杂质主要为Na2CO3)。
准确称取5.0g样品配制成250mL溶液,各取配制好的烧碱溶液10.00mL于锥形瓶中,分别向锥形瓶中各加入1~2滴酚酞指示剂,(已知:酚酞变色时,此时只有NaOH与HCl反应,Na2CO3还没有与HCl反应)用浓度为0.20mol·L-1的盐酸标准液进行滴定。相关数据记录如下:
试回答:
①滴定时右手的正确操作是______________________________________。
②判断到达滴定终点的实验现象是__________________________________________,依据表中数据,计算出烧碱样品中含NaOH的质量分数为______ _%。
③下列操作会导致烧碱样品中NaOH含量测定值偏高的是__________。
A.锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测液润洗
B.酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗
C.滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量待测溶液溅出
D.滴定前平视读数,滴定结束仰视读数
(2)氧化还原滴定实验同中和滴定类似。过氧化氢是重要的氧化剂,它的水溶液又称为双氧水,常用作消毒、杀菌、漂白等。某化学兴趣小组取一定量的过氧化氢溶液,准确测定了过氧化氢的浓度。已知:2KMnO4+5H2O2+6H2SO4===2MnSO4+8H2O+5O2↑,请填写下列空白:
①用 (填“酸式”或“碱式”)滴定管移取过氧化氢溶液25.00 mL至锥形瓶中,作被测试样。
②滴定时,将高锰酸钾标准溶液注入酸式滴定管中,高锰酸钾标准溶液用酸式滴定管原因为 。③重复滴定三次,平均耗用c mol/L KMnO4标准溶液V mL,则原过氧化氢溶液中过氧化氢的物质的量浓度为 。
正确答案
(1)不断振荡锥形瓶(2分);溶液的颜色刚好由浅红色变为无色,且半分钟内颜色不变化即为滴定终点(2分);84(2分);BD(2分)
(2)酸式(1分);高锰酸钾溶液有强氧化性,会腐蚀橡胶(2分);mol/L(2分)
试题分析:(1)①滴定时要保证酸碱充分混合反应,因此滴定时右手的正确操作是不断振荡锥形瓶。
②由于盐酸不能使酚酞显色,而氢氧化钠溶液可以使酚酞显红色,因此判断到达滴定终点的实验现象是溶液的颜色刚好由浅红色变为无色,且半分钟内颜色不变化即为滴定终点;根据表中数据可知,三次实验中消耗盐酸的体积分别是21.52ml-0.50ml=21.02ml、21.98ml-1.00ml=20.98ml、24.80ml-0.20ml=24.60ml。显然第三次实验中盐酸的体积误差太大,应该舍去,实验实际消耗盐酸体积的平均值是=21.00ml。所以根据NaOH+HCl=NaCl+H2O可知,10ml溶液中氢氧化钠的物质的量=0.20mol/L×0.0210L=0.0042mol。因此5.0g样品中含氢氧化钠的物质的量=
×0.0042mol=0.105mol,其质量=0.105mol×40g/mol=4.2g,所以氢氧化钠的纯度=
×100%=84%。
③根据可知,由于C标、V测均为定植,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,据此可以判断。A、锥形瓶用蒸馏水洗后未用待测液润洗属于正确的操作,氢氧化钠的含量不变;B、酸式滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗,相当于盐酸的浓度被稀释,则消耗盐酸的体积增加,测定结果偏高;C、滴定过程中振荡锥形瓶时,有少量待测溶液溅出,则消耗盐酸的体积减少,测定结果偏低;D、滴定前平视读数,滴定结束仰视读数,则读数值偏大,因此需要盐酸的体积增加,测定结果偏高,答案选BD。
(2)①过氧化氢溶液具有强氧化性,能腐蚀橡胶,应该用酸式滴定管量取。
②高锰酸钾溶液有强氧化性,会腐蚀橡胶,所以应该用酸式滴定管量取。
③消耗高锰酸钾的物质的量=0.001cVmol,则根据2KMnO4+5H2O2+6H2SO4===2MnSO4+8H2O+5O2↑可知,过氧化氢的物质的量=0.001cVmol×=0.0025mol,所以过氧化氢的浓度=0.0025mol÷0.025L=0.1cVmol/L。
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