- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
A、B、C三种一元弱酸的浓度均为0.1 mol·L-1,在室温下,A溶液中C(OH-)=7.6×10-12 mol·L-1,B溶液中水电离产生的H+浓度为10-10 mol·L-1,C溶液的pH=3,则三种溶液的酸性由强到弱的顺序是______________________________。
正确答案
A>C>B
A溶液中c(H+)=1.3×10-3 mol·L-1,B溶液中c(OH-)=10-10 mol·L-1,c(H+)=10-4 mol·L-1,C溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,因A、B、C浓度相同,电离产生的c(H+)越大,酸越强。
(4分)设水的电离平衡曲线如图所示:
⑴若以A点表示水在电离平衡时的离子浓度,当温度上升到100℃时,水的电离平衡状态到B点,则此时水的离子积从 增加到 .
⑵将pH=8的Ba(OH)2溶液与PH=5的稀盐酸相混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2与盐酸的体积比为
正确答案
⑴10-14、10-12(2分) ⑵ 2:9(2分)
⑴此时水的离子积从10-14增加到10-12
⑵根据酸碱中和反应,溶液PH=7计算,可得Ba(OH)2与盐酸的体积比为2:9
某温度(t℃)时,水的KW=10-13,则该温度(填大于、等于或小于)______25℃,理由是_________________________________________________,将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合,
(1)若所得混合溶液为中性,则a:b=_________;
(2)若所得混合溶液pH=2,则a:b=__________。
正确答案
大于(1分);水的电离吸热,升高温度,促进水的电离,KW增大 (1分)(1)10:1 (2)9:2(每空2分)
略
(6分)现有电解质溶液①Na2CO3,②NaHCO3,③NaAlO2,④CH3COONa,⑤NaOH
(1)当五种溶液的浓度相同时,溶液中由水电离出的H+的物质的量浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
(2)在上述五种电解质溶液中,分别加入AlCl3溶液,有气体产生的是 (填序号)。
(3)将上述①②③④四种电解质溶液混合,发生反应的离子方程式为
正确答案
③①②④⑤ ①② HCO3—+AlO2—+H2O==Al(OH)3↓+CO32—
略
液氨与水性质颇为相似,其电离方程式可表示为:2NH3NH4++NH2-。某温度下其离子积常数为1×10-30(mol·L-1)2。液氨中的pNH4与水中的pH类似,向1L液氨中加入2.3gNa此时上述平衡____________移动(填“向正方向”“向逆方向”或“不”),完全反应后溶液的pNH4=__________。
正确答案
(1)向正方向
(2)29
2.3gNa加入液氨后发生反应2Na+2NH4+=2Na++2NH3+H2↑, c(NH4+)减小,平衡向正反应方向移动,2.3gNa的物质的量为0.1mol,所以生成NH2-的物质的量为0.1mol,c(NH4+)=1×10-30(mol·L-1)/ 0.1mol·L-1= 1×10-29mol·L-1,pNH4+=29
(6分)试回答下列问题(温度均为25℃时):
(1)将0. 2mol / L HB溶液与0.1 mol / LMOH溶液等体积混合,测得混合溶液的pH=4,则混合溶液中由水电离出的c(H+)__ __0. 2 mol / L HB溶液中由水电离出的c(H+)。(填“>”、“<”或“="”" )
(2)pH=13的Ba(OH)2溶液a L与pH=3的HCl溶液b L混合。若所得混合溶液呈中性,
则a∶b= ;
(3)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2 CO2=2 CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O则阴极反应式为________________________________。
正确答案
(1)1:100 (2)> (3)略
略
(8分)(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是_ 。
A. KMnO4 B. H2O2 C. 氯水 D. HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的________。
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为________,通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。 ( 提示: lg5 =0.7)
正确答案
(1)B CD (2)4 3.3 可行
略
(5分)某二元酸(化学式用H2A表示)在水中的电离方程式是:
H2A====H++HA;HA-?H++A2-回答下列问题:
(1)在0.1mol·L-1的Na2A溶液中,下列微粒浓度关系式正确的是:——。
A.c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol·L-1 B.c(OH-)=c(H+)+c(HA-)
C.c(Na+)+c(H+)==c(oH-)+c(HA-)+2c(A2-) D.c(Na+)=2c(A2-)+2c(HA-)
(2)已知0.1mol·L-1NaHA溶液的pH=2,则0.1mol·L-1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能
是 0.11 mol·L-1 (填“<”,“>”,或“=”),理由是:
正确答案
由H2A的电离方程式:第一步电离全部电离,第二步为部分电离可知,H2A为强酸,而HA-为弱酸,所以在Na2A溶液中不存在H2A分子,所以
(1)A错,溶液中不存在H2A分子;B正确,质子守恒;C正确,电荷守恒;D正确,物料守恒;
(2)因H2A第一步电离产生的氢离子抑制了HA-的电离,所以,在0.1mol·L-1 H2A溶液中氢离子的物质的量浓度小于0.11 mol·L-1;
现有常温下的六份溶液:①0.01mol/LCH3COOH溶液;②0.01mol/LHCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01mol/LHCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
⑴其中水的电离程度最大的是 (选填序号,下同),水的电离程度相同的是 ;
⑵若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:② ③(选填“>”、“<”或“=”);
⑶将六份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH:① ②,③ ④,⑤ ⑥(选填“>”、“<”或“=”);
⑷将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合液可能呈 (填序号)
A.酸性 B.碱性 C.中性
正确答案
⑴⑥ ②③④ ⑵ > ⑶ > > >⑷ ABC
(1)水属于弱电解质,存在电离平衡H2OH++OH-,根据电离出的离子可知酸或碱是抑制水的电离,而盐类的水解则是促进水的电离。pH=12的氨水,说明氨水的浓度大于0.01mol/L,所以⑤中氨水是过量的,所以溶液显碱性。在⑥中二者恰好反应生成氯化钠,氯化钠是不能发生水解的,所以在该溶液中水的电离没有被抑制,而在①②③④⑤中均是抑制水的电离的。因为②③④中H+浓度或OH-的浓度均是0.01mol,所以对水的电离抑制程度是相同的。
(2)。pH=12的氨水,说明氨水的浓度大于0.01mol/L,所以②③等体积混合后氨水过量,溶液显碱性,要使溶液显中性,盐酸的体积必须大于氨水的体积。
(3)弱电解质在稀释过程中是促进电离的,即离子的物质的量是增加的。而强电解质在溶液中不存在电离平衡,因此稀释时离子的物质的量是不变的。①②稀释相同倍数后二者的浓度仍然相等,所以pH前者大。③④稀释前pH相等,但稀释后③中OH-的物质的量要大于④中的,所以pH是前者大。稀释前⑤显碱性,⑥显中性,所以稀释后仍然是前者的pH大。
(4)①④混合后,根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),若c(CH3COO-)>c(H+),则c(Na+)>c(OH-)。但c(H+和c(OH-)的大小关系无法确定,所以该溶液可能显酸性、碱性或中性。
某温度(t℃)时,水的离子积为Kω=1×10-13,则该温度(选填大于、小于或等于)_______25℃,其理由是_______________________________。若将此温度下pH=11的苛性钠溶液aL与pH=1的稀硫酸bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计),试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比:
(1)若所得混合液为中性,则a∶b=_____;此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是__________。
(2)若所得混合液的pH=2,则a∶b=____________。此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是_____________ _______。
正确答案
大于;室温时Kω=1×10-14,温度越高水越易电离,Kω越大。(3分)
(1)10:1 , Na+ SO42-H+ OH-;(每空2分)
(2)9:2 ,H+ SO42- Na+ OH- (每空2分)
略
现有A、B、C、D、E五种强电解质,它们在水中可电离产生下列离子(各种离子不重复)。
已知:
①A、B两溶液呈碱性;C、D、E溶液呈酸性。
②A溶液与E溶液反应既有气体又有沉淀产生;A溶液与C溶液反应只有气体产生(沉淀包括微溶物,下同)。
③D溶液与另外四种溶液反应均能产生沉淀;C只能与D反应产生沉淀。
试回答下列问题:
(1)A、B、C、D、E的化学式分别为_______、________、_______、_______、________;
(2)常温下,浓度均为0.1 mol/L 的A、B溶液中H2O的电离程度的关系是A____(填“<”“>”或“=”)B;
(3)在100 mL0.1mol/L E溶液中,逐滴加入35 mL 2 mol/L NaOH溶液,最终得到沉淀的物质的量为
____mol。
正确答案
(1)Na2CO3;Ba(OH)2;HCl;AgNO3;Al2(SO4)3 (2)>
(3)0.01
(8分)为了测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值,进行如下实验
(1)称取Wg草酸晶体,配成100.00mL溶液
(2)取25.00mL所配溶液于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L—1的KMnO4溶液滴定至KMnO4不再褪色为止,所发生的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:
①实验中,需要的仪器有(填序号) ,还缺少的仪器有(填名称)
E、烧杯 F、漏斗 G、锥形瓶 H、玻璃棒 I、药匙 J、烧瓶
②实验中,标准液KMnO4溶液应装在 式滴定管中,因为
③若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴至终点,则所测得的x的值会 (填偏大、偏小、无影响)。
④在滴定过程中若用去amol·L—1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为 mol·L—1,由此,x= 。
⑤若滴定终点读数时俯视刻度,则计算的x值会 (填偏大、偏小、无影响)。
正确答案
①ABDEGHI ,胶头滴管、铁架台带滴定管夹
②酸 ,KMnO4溶液有腐蚀性,会腐蚀橡胶
③无影响 (填偏大、偏小、无影响)。
④mol·L—1, x=
或者
⑤ 偏大 (填偏大、偏小、无影响)。 (每空1分)
试题分析:本题考察实验仪器的组装和实验基本操作,并附带考察与实验相关的分析与计算。同时对于滴定过程中需要注意的有关事项进行考察。在接近滴定终点时,用少量蒸馏水对锥形瓶内壁进行冲洗,不会影响本滴定物质的总物质的量,所以X值也不会改变。利用标准物质和待测定物质之间存在的等量关系,建立起计算框架,根据题目给出的化学反应方程式进行计算即可。
点评:本题的解题思路在于测定一定质量的草酸晶体中草酸的物质的量,再根据草酸的摩尔质量解出原来草酸晶体中草酸的质量,剩下的就是结晶水的质量。根据这个解题思路来设计实验进行数据处理,难度不大。
已知:Ksp(AgCl)=1.8×10—10,Ksp(AgI)=1.5×10—16 ,Ksp(Ag2CrO4)=2.0×10—12,Ag2CrO4为砖红色沉淀。
(1) AgCl、AgI、 Ag2CrO4三种饱和溶液中,Ag+浓度由大到小顺序是 。现将等体积2.0×10—4 mol·L-1的AgNO3溶液和一定浓度的Na2CrO4溶液混合,若要产生Ag2CrO4沉淀,则Na2CrO4溶液至少浓度为 mol·L-1。
(2) 在室温下,向0.02mol·L-1的Na2CrO4溶液中滴加0.01mol·L-1稀硫酸,溶液由黄色转变为橙红色的Na2Cr2O7,该平衡转化的离子方程式为 。Na2Cr2O7可用来鉴别NaCl和NaNO2,鉴别时发生的离子方程式为 。
(3) 工业酸性废水中含Cr2O72-离子会造成铬污染,排放前先将Cr2O72-还原成Cr3+,并转化成Cr(OH)3除去,工业上采用的方法是向废水中加入NaCl,以铁为电极进行电解,同时鼓入空气。结果溶液的pH值不断升高,溶液由酸性转变为碱性。在以上处理过程中,写出其阳极电极反应式: ,Cr2O72-转化为毒性较低的Cr3+的离子方程式为: 。
(4) 用AgNO3溶液滴定含Cl-的溶液,可测定溶液中的c(Cl-)。可滴入几滴 溶液为指示剂,滴定的终点现象为 。
正确答案
(14分)
(1)Ag2CrO4>AgCl>AgI 4.0×10—4 (各2分)
(2)2 CrO42-+2 H+ Cr2O72-+ H2O Cr2O72-+3NO2-+8H+="3" NO3-+2 Cr3++4H2O (各2分)
(3)Fe-2e-=Fe2+ Cr2O72-+6 Fe2++14H+="6" Fe3++2 Cr3++7 H2O(各2分)
(4) Na2Cr2O7 (或K2Cr2O7或含Cr2O72-) 加入最后一滴AgNO3溶液出现砖红色沉淀(各1分)
试题分析:
(1)根据Ksp进行计算,可以得到Ag+浓度大小关系,混合后c(Ag+)=1×10-4mol/L,Ksp=c2(Ag+)c(CrO42-),从而求出c(CrO42-)=2.0×10-4mol/L,故Na2CrO4浓度为4.0×10- 4mol/L。
(2)黄色转化为橙色,是铬酸根转化为重铬酸根,用重铬酸钠来鉴别,是应为NaNO2具有较强的还原性,可以与重铬酸根发生氧化还原反应,根据氧化还原反应基本原理可以写出化学方程式。
(3)阳极发生氧化反应,因为使用铁做电解,为活性电极,优先放电,故Fe-2e-=Fe2+;二价铁具有还原性,可将重铬酸根还原,生成三价铬,然后转化为氢氧化铬沉淀。
(4)根据上面数据可以看出,氯离子先与铬酸根与银离子产生沉淀,故可以用重铬酸根或铬酸根,氯离子沉淀完全,生成砖红色沉淀。
(1)pH=13的CH3COONa溶液加水稀释100倍后,pH 11(填“>”“=”或“<”),原因是 (用离子方程式和必要的文字说明);pH相等的NaOH溶液与CH3COONa溶液,分别加热到相同的温度后CH3COONa溶液的pH NaOH溶液的pH(填“>”“=”或“<”);
(2)pH相等时,①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4三种溶液中c(NH4+)由大到小的顺序为 ;
(3)等体积、等浓度的氢氧化钠与醋酸混合后溶液呈 性,溶液中c(Na+) c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”);pH=13的氢氧化钠与pH=1的醋酸等体积混合后溶液呈 性,溶液中c(Na+)
c(CH3COO-)(填“>”“=”或“<”);
(4)25℃,用0.1000 mol / LNaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol/L某一元酸HA溶液所得滴定曲线如图。
①为减小实验误差,由图可知滴定时指示剂应选用 (填“石蕊”、“酚酞”、“甲基橙”);
②A、B、C三点所示溶液导电能力最强的是 点对应的溶液;
③25OC,HA的电离平衡常数约为 。
正确答案
(1) > 加水稀释使平衡CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-右移 >
(2)①=②>③
(3)碱 > 酸 <
(4)①酚酞 ②C ③5×10ˉ4
试题分析:
(1)首先写出CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,加水稀释,假设平衡不移动,那么c(OH-)=10-1 mol·L-1÷100=10-3 mol·L-1,但平衡右移c(OH-)应比10-3 mol·L-1大,所以最终溶液中c(OH-)>10-3 mol·L-1;加热促进了CH3COO-的水解,使c(OH-)增大。
(2)依据NH4++H2ONH3·H2O+H+,因为①、②中的H+全部是水解生成的,且c(H+)相同,所以c(NH4+)①=②;由NH4HSO4=NH4++H++SO42-可知③中的H+大部分是电离生成的,所以c(NH4HSO4)远远小于c(NH4Cl)。
(3)正好完全中和生成CH3COONa,CH3COO-水解,显碱性;混合后溶液中含有CH3COONa、CH3COOH,显酸性,溶液中存在CH3COONa=CH3COO-+Na+、CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-、CH3COOH
CH3COO-+H+、H2O
OH-+H+,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以电离生成的CH3COO-大于水解消耗的CH3COO-,即c(Na+)<c(CH3COO-);我们也可以用电荷守恒c(OH-)+c(CH3COO-)=c(H+)+c(Na+)求解,因为混合后溶液呈酸性,所以c(H+)>c(OH-),所以c(Na+)<c(CH3COO-)。
(4)①石蕊变色范围PH5.8——8.0 由红色变为蓝色,甲基橙变色范围 PH3.1——4.4 由红色变为黄色,酚酞变色范围 PH8.2——10.0 由无色变为红色,故选酚酞。
②C为强碱性溶液,离子浓度最大。
③C点,PH=8.则c(OH-)=10ˉ6 mol/L对于CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,c(OH-)=10ˉ6 mol/L,则c(CH3COOH)=10ˉ6 mol/L。c(CH3COO-)=20.00mL*0.1000mol/L/40mL=0.05mol/L。CH3COO-水解程度较小,可以忽略。所以该平衡的平衡常数为K1= c(OH-)* c(CH3COOH)/ c(CH3COO-)=2*10ˉ11。
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- K1=2*10ˉ11
H2OH++OH- Kw=10ˉ14
CH3COOH CH3COO-+H+ K=?
解得:K=5×10ˉ4
(10分)(1)在粗制CuSO4·5H2O晶体中常含有杂质Fe2+。在提纯时为了除去Fe2+,常加入合适氧化剂,使Fe2+氧化为Fe3+,下列物质可采用的是________。
A. KMnO4 B. H2O2 C. Cl2水 D. HNO3
然后再加入适当物质调整至溶液pH=4,使Fe3+转化为Fe(OH)3,可以达到除去Fe3+而不损失CuSO4的目的,调整溶液pH可选用下列中的________。
A. NaOH B. NH3·H2O C. CuO D. Cu(OH)2
(2)甲同学怀疑调整至溶液pH=4是否能达到除去Fe3+而不损失Cu2+的目的,乙同学认为可以通过计算确定,他查阅有关资料得到如下数据,常温下Fe(OH)3的溶度积Ksp=8.0×10-38,Cu(OH)2的溶度积Ksp=3.0×10-20,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5 mol·L-1时就认为沉淀完全,设溶液中CuSO4的浓度为3.0 mol·L-1,则Cu(OH)2开始沉淀时溶液的pH为________,Fe3+完全沉淀时溶液的pH为________,
通过计算确定上述方案________(填“可行”或“不可行”)。
正确答案
略
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