- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
A、B两种物质都是由氢、氮、氧、钠四种元素中的任意三种元素组成，它们的水溶液分别呈酸性或碱性。在相同温度下A溶液的pH大于相同浓度的B溶液的pH(溶液浓度不大于10-5mol／L)。请找出A和B可能有的两种组合，并且要求当这两种组合中的B溶液的pH相等时，第一种组合的B溶液中水的电离度小于第二种组合的B溶液中水的电离度。
(1)写出可能有的两种组合中A和B的化学式：第一种组合，A是______；B是______。第二种组合，A是______，B是______。
(2)说明pH相等时，第一种组合的B溶液中水的电离度比第二种组合的B溶液中水的电离度小的原因：______。
(3)在上述的第一种组合中，若A，B的物质的量浓度相同且温度相同，设A溶液中水的电离度是α1，B溶液中水的电离度是α2，那么α1和α2的关系式是______。
正确答案
(1)第一种组合：A是NaOH，B是HNO3第二种组合：A是NaNO2，B是NH4NO3
(2)由于HNO3在溶液中电离出H+，使水的电离平衡；H2O
(3)α1=α2
本题将元素性质、盐类水解、水的电离有机地结合在一起，灵活性强、综合性强，能有效地检查考生的思维能力。
(1)第一种组合：A是NaOH，B是HNO3第二种组合：A是NaNO2，B是NH4NO3
(2) pH相等时，第一种组合的B溶液是硝酸会抑制水的电离。第二种组合的B溶液是含有弱离子的盐，会促进水的电离，所以，前者水的电离小于后者。
(3) 第一种组合中，A是NaOH，B是HNO3,分别是一元强碱，一元强酸，c(H＋)=c(OH－)，所以对水的抑制作用相同，那么水的电离程度也相同，所以，α1=α2
硫酸和盐酸的混合溶液20mL，在这溶液中加入0.025 mol/L氢氧化钡溶液时生成硫酸钡的量和溶液的pH值如图所示。
试计算：
（1）最初溶液中硫酸和盐酸的物质的量浓度
（2）A、B两点溶液的 pH值（溶液混合时体积变化忽略不计，pH值可以保留对数形式）。
正确答案
(1)[H2SO4]="0.025" mol/L，［HCl］＝ 0.10 mol/L
(2)pHA="2-1g5" pHB=2-1g1.67
如图中曲线表明：跟硫酸反应生成硫酸钡沉淀消耗Ba(OH)2溶液20mL；而跟硫酸，盐酸进行中和反应，消耗Ba(OH)2溶液60mL。
(1)H2SO4＋Ba(OH2)＝BaSO4↓＋2H2O ①
2HCl＋Ba(OH)2＝BaCl2＋2H2O ②
反应①中，消耗Ba(OH)2的物质的量=0.025×0.020＝5.0×10-4mol，
="0.10" mol/L。
B点H2SO4已被中和完全，部分HCl被中和。
已被中和的HCl的物质的量=0.025×(40-20)×10-3×2＝1.0×10-3mol
所以，pHB=-1g1.67×10-2=2-1g1.67。
高氯酸铵样品中 NH4ClO4的含量可用蒸馏法进行测定，蒸馏装置如图所示(加热和仪器固定装置已略去)，实验步骤如下：
步骤 1：按如图所示组装仪器，检查装置气密性。
步骤 2：准确称取样品a g (约 0.5 g)于蒸馏烧瓶中，加入约 150 mL 水溶解。
步骤 3：准确量取 40.00 mL 约 0.1 mol·L－1 H2SO4溶液于锥形瓶中。
步骤 4：经滴液漏斗向蒸馏烧瓶中加入 20 mL 3 mol·L－1NaOH 溶液。
步骤 5：加热蒸馏至蒸馏烧瓶中剩余约 100 mL 溶液。
步骤 6：用新煮沸过的水冲洗冷凝装置 2～3 次，洗涤液并入锥形瓶中。
步骤 7：向锥形瓶中加入酸碱指示剂，用 c mol·L－1NaOH 标准溶液滴定至终点，消耗 NaOH 标准溶液 V1 mL。
步骤 8：将实验步骤 1～7 重复 2 次。
①步骤 3中，准确量取 40.00 mL H2SO4溶液的玻璃仪器是 。
②步骤 1～7 中，确保生成的氨被稀硫酸完全吸收的实验步骤是 (填步骤序号)。
③为获得样品中 NH4ClO4的含量，还需补充的实验是 。
正确答案
①酸式滴定管
②1,5,6
③用NaOH标准溶液标定H2SO4溶液的浓度(或不加高氯酸铵样品，保持其他条件相同，进行蒸馏和滴定实验)
①准确量取40.00 mL H2SO4溶液可以选用量程为50 mL的酸式滴定管。③本实验采用高氯酸铵与氢氧化钠溶液反应，生成的氨气与过量的稀硫酸反应，再用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定剩余的硫酸，从而计算出产生的氨气的物质的量，进一步换算出样品中高氯酸铵的含量。因步骤3中所给H2SO4的浓度值非精确值，故为了提高实验结果的准确度，还应该用氢氧化钠标准溶液标定硫酸的浓度。
（1）25 ℃时，0.1 mol·L－1NaOH溶液的pH为________；
（2）25 ℃时，0.1 mol·L－1NH4Cl溶液的pH________7(填“<”、“＝”或“＞”)，其原因是__________________(用离子方程式表示)；
（3）将上述两种溶液等体积混合后，离子浓度大小次序正确的是________(填序号)。
（4）25 ℃时，0.1 mol·L－1NaOH溶液中水电离出来的氢氧根的浓度为C1，0.1 mol·L－1NH4Cl溶液中水电离出来的氢离子的浓度为C2，则C1 ______C2(填“<”、“＝”或“＞”)
正确答案
（1）13 （2）＜ NH4＋＋H2O
试题分析：（1）求溶液的pH，就是求溶液中氢离子浓度的负对数，25 ℃时，0.1 mol·L－1NaOH溶液的氢氧根离子浓度为
（10分）已知KMnO4、MnO2在酸性条件下均能将草酸钠（Na2C2O4）氧化：
2MnO4－＋5C2O42－＋16H＋＝2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O
MnO2＋C2O42－＋4H＋＝Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O
某研究小组为测定某软锰矿中MnO2的质量分数，准确称取1.20g软锰矿样品，加入2.68g草酸钠固体，再加入足量的稀硫酸并加热（杂质不参加反应），充分反应之后冷却、滤去杂质，将所得溶液转移到容量瓶中并定容；从中取出25.00mL待测液置于锥形瓶中，再用0.0200mol·L－1KMnO4标准溶液进行滴定，当滴入20.00mLKMnO4溶液时恰好完全反应。试回答下列问题：
⑴0.0200mol·L－1KMnO4标准溶液应置于 （选填“甲”或“乙”）滴定管中；滴定终点如何判断 。
⑵你能否帮助该研究小组求得软锰矿中MnO2的质量分数 （选填“能”或“否”）。若回答“能”，请给出计算结果 ；若回答“否”，试说明原因 。
⑶若在实验过程中存在下列操作，其中会使所测MnO2的质量分数偏小的是 。
E．锥形瓶水洗之后未用待测液润洗
正确答案
⑴甲 当看到加入1滴KMnO4溶液，锥形瓶中溶液立即变成紫红色，且半分钟内不褪色，即达到滴定终点 ⑵否 因为不知道容量瓶的规格 ⑶BC
考查滴定实验操作及误差分析。
（1）酸性高锰酸钾溶液显酸性，且具有强氧化性，因此应置于酸式滴定管中，酸式滴定管的下端是玻璃管，碱式滴定管的下端是橡胶管，所以甲是酸式滴定管，乙是碱式滴定管。由于酸性高锰酸钾溶液显紫红色，所以不需要指示剂，当达到终点时溶液会显紫红色，据此可以判断。
（2）根据反应过程可以计算出25.00ml溶液中过量的醋酸钠的物质的量，但由于不知道容量瓶的规格，所以无法计算总的过量的醋酸钠，因而也不能计算二氧化锰的质量分数。
（3）A说明配制的样品的浓度偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏低，则过量的醋酸钠的物质的量也偏低，所以和二氧化锰的反应的醋酸钠就偏高，即测定结果偏高。B中说明消耗的高锰酸钾的量偏高，则和二氧化锰反应的醋酸钠就偏低，测定结果偏低。C中配制的样品的浓度偏高，因此消耗的高锰酸钾的量就偏高，则过量的醋酸钠的物质的量也偏高，所以和二氧化锰的反应的醋酸钠就偏低，即测定结果偏低。D中说明消耗的高锰酸钾的体积偏低，因此消耗的高锰酸钾的量就偏低，根据上面的分析可知，最终的测定结果就偏高。锥形瓶就不能用标准液润洗，所以E是不影响的。答案选BC。
(12分)（1）氯化铁水解的离子方程式为 ，向氯化铁溶液中加入碳酸氢钠溶液，发现有红褐色沉淀生成，并产生无色气体，其离子方程式为 。
（2）向盛有1mL 0.1mol/L MgCl２溶液的试管中滴加２滴２mol/L NaOH溶液，有白色沉淀生成，再滴加２滴0.１mol/LFeCl3溶液，静置。可以观察到的现象是白色沉淀转变为红褐色沉淀。产生该现象的原因是 。
（3）25℃，向100mL pH＝12的NaOH溶液加入pH＝10的NaOH溶液1000 mL，混合后溶液体积1100 mL ，pH= 。
（4）常温下，将0.1000 mol L－1 NaOH溶液滴入20.00 mL 0.1000 mol L－1的一元弱酸HA溶液中，刚好完全反应，则c(Na+) c(A－)。（填“>”、“<”或“＝”）
（5）某有机物结构为
正确答案
(1) Fe3+ + 3H2O 
Fe3+ + 3HCO3- = Fe(OH)3 ↓ +3CO2 ↑（2分）
（2） Fe(OH)3溶度积（或溶解度）比Mg(OH)2更小（2分）（3）11 （2分）（4）>（2分）
（5）羟基（1分）、羧基（1分）（若写了溴原子，不给分）
双水解产生沉淀和气体，SFe(OH)3
完全反应生成强碱弱酸盐显碱性。c(Na+) > c(A－)。
为测定某H2C2O4溶液的浓度，取25．00mL该溶液于锥形瓶中，加入适量稀H2SO4后，用浓度为c mol/L KMnO4标准溶液滴定。滴定原理为：
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
（1）滴定时，KMnO4溶液应装在 （填“酸式滴定管”或“碱式滴定管” ）中，达到滴定终点的现象为 。
（2）若滴定时，没用标准液洗涤滴定管，会使得草酸溶液的物质的量浓度_ _ (填“偏高”“偏低”“无影响”)
（3）若滴定时，反应前后的两次读数分别为a和b，则实验测得所配草酸溶液的物质的量浓度为 mol/L。
（4）在该溶液与KOH溶液反应所得的0．1 mol/L KHC2O4溶液中，c(C2O42-)＞c（H2C2O4），下列关系正确的是 。
正确答案
（1）酸式滴定管 (2分) 滴加最后一滴KMnO4后，锥形瓶中溶液从无色突变为紫红色，且半分钟内颜色不恢复。 (2分)
（2）偏高 (2分)
（3）0．1c(b-a) (3分)
（4）BD (3分)
试题分析：1）因为KMnO4具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，故应用酸式滴定管盛装，故答案为酸式滴定管。因KMnO4溶液自身的颜色作为指示剂判断滴定终点时，再滴加KnO4溶液时，溶液将由无色变为紫色，故答案为：当滴入最后一滴KMnO4溶液时，溶液由无色变为紫色，且半分钟内不褪色，即达滴定终点；（2）若滴定时，没用标准液洗涤滴定管，相当于把标准溶液进行了稀释，这样消耗的的标准液体积偏高，会使得草酸溶液的物质的量浓度偏高。（3）若滴定时，反应前后的两次读数分别为a和b，则标准液的体积为(b-a)ml，求得标准液KMnO4的物质的量为：c(b-a)/1000mol。根据2KMnO4-----5H2C2O4关系式可求得所配草酸溶液的物质的量浓度为0．1c(b-a)mol/L。（4）由c(C2O42-)＞c（H2C2O4），说明HC2O4-电离程度大于水解程度。 A． c（K+）+c（H+）=c(HC2O4-)+c(OH-)+c(C2O42-)电荷守恒关系式书写错误； B．c (HC2O4-)+ c (C2O42-)+ c（H2C2O4）=0．1mol/L是物料守恒，正确； HC2O4-电离程度大于水解程度，故 C． c(H+)＜c（OH-）错误； D．c（K+）=c（H2C2O4）+c(HC2O4-)+c(C2O42-)是守恒表达式，正确；
某温度（t℃）时，测得0.01mol·L-1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积KW= 。在此温度下，将 pH = a的 NaOH 溶液 Va L 与 pH = b的 H2SO4溶液 Vb L 混合。
(1)若所得混合液为中性，且 a= 12，b= 2，则 Va∶Vb= ；
(2)若所得混合液为中性，且 a+ b= 12，则 Va∶Vb= ；
(3)若所得混合液的 pH = 10，且 a= 12，b= 2，则 Va∶Vb= 。
正确答案
（12分）
KW=10-13
（1）1:10 （2）10:1 （3）1:9
试题分析：解：0,01mol/l的NaOH溶液中C（OH-)=0.01mol/L=10-2mol/L，
pH为11的氢氧化钠溶液中C(H+)=10-11mol/L。
该温度下水的离子积常数Kw=C(H+)*C(OH-)= 10-11mol/L*10-2mol/L=10-13(mol/L)2。
①pH=12的NaOH溶液中C(H+)=10-12mol/L
则氢氧化钠溶液中C(OH-)=Kw/C(H+)=10-13(mol/L)2/10-12mol/L=10-1mol/L
pH=2的硫酸中C(H+)=10-2mol/L，
若所得混合液为中性，则C(H+)*Vb=C(OH-)*Va，
Va:Vb=10-2:10-1=10-2:10-1=1:10。
②所得混合液为中性，则C(H+)*Vb=C(OH-)*Va；且 a+ b= 12，
Va:Vb=C(H+):C(OH-)=C(H+):[Kw/C(H+)]=10-b:10-13+a=1013-a-b=10:1。
③pH=12氢氧化钠溶液中C(OH-)=10-1mol/L，
pH=2的硫酸中C(H+)=10-2mol/L，
pH=10的溶液中C(OH-)=10-13(mol/L)2/10-10mol/L=10-3mol/L，
若所得混合液的pH=10,则说明碱过量,
C(OH-)*Va-C(H+)*Vb=10-1mol/L*Va-10-2mol/L*Vb=(Va+Vb)*10-3mol/L，
解得:Va:Vb=1:9。
点评：
1、强酸、强碱溶液的pH
强酸直接由酸的浓度求出c(H+)，强碱先由碱的浓度求出c(OH-)，再根据水的离子积换算出c(H+)，然后用公式Kw = c（H+）·c（OH—）=1×10-14 pH=" -" lg c(H+)求解
2、两强酸混合抓住氢离子进行计算 2、两强碱混合抓住OH-进行计算，再转化为H+
c (H+) = 
经验规律：（1）两强酸等体积混合 混合后的pH=小的+0.3
（2）两强碱等体积混合 混合后的pH=大的—0.3
3、强酸、强碱混合，酸过量抓住氢离子进行计算、碱过量抓住氢氧根离子进行计算。
（3）酸I+碱II
完全中和：c（H+）= c(OH-) = 1
酸过量： c(H+)= 
(共4分)25℃时，PH = 10.0的KOH溶液中，由水电离出的（OH-）=____________mol/L；
pH = 12.0的KCN溶液中，由水电离出来的（H+）=______________mol/L。
正确答案
10-10 ； 10-2
考查pH的有关计算。
在pH＝10.0的氢氧化钾溶液中，氢离子浓度是10－10mol/L，由于氢氧化钾是抑制水的电离的，所以溶液中由水电离出的OH－浓度也是10－10mol/L；在pH = 12.0的KCN溶液中，溶液中OH－浓度是10-2mol/L。由于KCN是促进水的电离的，所以由水电离出来的（H+）=10-2mol/L。
(1)某温度时，水的离子积KW＝1×10－13，则该温度 25℃(填“＞”、“＜”或“＝”)。在此温度下，某溶液中由水电离出来的H＋浓度为1×10－10 mol/L，则该溶液的pH可能为 。
(2)若温度为25℃时，体积为Va、pH＝a的H2SO4与体积为Vb、pH＝b的NaOH混合，恰好中和。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是： 。
正确答案
(1)＞ 3或10
(2)c(Na＋)＞c(SO42-)＞c(H＋)＝c(OH－)
(1)KW随温度升高而增大，10－13＞10－14(25℃时)，故该温度高于25℃。当溶液显碱性时pH＝10，当溶液显酸性时c(H＋)＝
(2)Na2SO4溶液中离子浓度关系为：c(Na＋)＝2c(SO42-)，而溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)。
取体积相同的两份0.1mol·L-1的NaOH溶液把其中的一份敞口放在空气中一段时间后，溶液的pH将______(填增大、减小或不变)。用已知浓度的H2SO4溶液去中和两份NaOH溶液时，若中和在空气中放置的溶液所消耗H2SO4溶液体积为V1，另一份消耗H2SO4溶液体积为V2。
(1)以甲基橙为指示剂时，V1和V2的关系是______。
(2)以酚酞作为指示剂时，V1和V2的关系是______。
正确答案
变小 ①V1=V2 ②V1＜V2
一份NaOH溶液暴露在空气中，会吸收空气中的CO2气体而转化为Na2CO3，方程式为2NaOH+CO2====Na2CO3+H2O。由于消耗了NaOH，则溶液的pH会减小，该溶液中的溶质为NaOH和Na2CO3，另一份溶液的溶质仍为NaOH。
(1)若以甲基橙为指示剂，变色时溶液呈酸性，则Na2CO3与H2SO4反应转变为CO2溶解在H2O中生成H2CO3而使溶液呈酸性。由于1mol NaCO3由2mol NaOH转变而来，而此时1mol Na2CO3消耗的H2SO4与2mol NaOH消耗的H2SO4相等，所以，V1=V2。
(2)若以酚酞为指示剂，变色时溶液呈弱碱性，Na2CO3与H2SO4反应后应生成NaHCO3，由于NaHCO3溶液中HCO3-水解生成OH-的能力大于HCO3-电离生成H+的能力，从而使溶液呈弱碱性。由于1mol Na2CO3转变为NaHCO3消耗的H2SO4少于2mol NaOH转变为Na2SO4消耗的H2SO4少，所以V1＜V2。
现有常温下的0.1 mol/l纯碱溶液。
（1）该溶液呈碱性是因为存在水解平衡，相关离子方程式是：________________。为证明存在上述平衡，进行如下实验：在0.1 mol·l－1纯碱溶液中滴加酚酞，溶液显红色，再往溶液中滴加 （填化学式）溶液，红色逐渐退为无色，说明上述观点成立。
（2）同学甲查阅资料得知0.1 mol/LNa2CO3中，发生水解的CO32—不超过其总量的10%。请设计实验加以证明（写出实验方案及预期观察到的现象）。答： 。
（3）同学乙就该溶液中粒子浓度关系写出五个关系式，其中不正确的是 。
E．c(H＋)+ c(Na＋)＝ c(OH－)＋c(HCO3—)＋c(CO32—)
（4）室温下pH均为a的Na2CO3和NaOH溶液中，水电离产生的c(OH—)之比= 。
正确答案
（1）CO32- + H2O
（2）测0.1 mol·L-1Na2CO3溶液pH，pH≤12 （3）D、E （4）10(2a-14)
试题分析：(1) 纯碱碳酸钠是强碱弱酸盐。在溶液中存在的水解平衡主要是CO32- + H2O
请回答有关滴定过程中的相关问题。
（1）用已知浓度的氢氧化钠溶液滴定未知浓度的盐酸，滴定曲线如图所示。
①在图中A的pH范围使用的指示剂是________；
C的pH范围使用的指示剂是________。
②下列关于上述中和滴定过程中的操作，正确的是________（填序号）。
（2）如图1表示用相同浓度的NaOH溶液分别滴定浓度相同的3种一元酸，由图可确定酸性最强的是________。如图2表示用相同浓度的硝酸银标准溶液分别滴定浓度相同的含Cl－、Br－及I－的混合溶液，由图可确定首先沉淀的是 ________。
正确答案
（1）①酚酞 甲基橙 ②AC （2）③ I－
（1）②考查中和滴定基本常识，锥形瓶不能用待装液润洗，B错；为保证实验的准确性，待测液不能用量筒量取，D错。（2）浓度相同的3种一元酸，③的pH最小，说明酸性最强。沉淀完全后I－浓度最小，说明Ksp（AgI）最小，故I－首先沉淀。
（10分）常温下有浓度均为0.5mol/L的四种溶液：①Na2CO3②NaHCO3③HCl ④NH3?H2O(1)上述溶液中，可发生水解的是 （填序号，下同）。
（2）上述溶液中，既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液中离子浓度大到小的
顺序为 。
（3）向溶液④中加入少量氯化铵固体，此时c(NH4+)/c(OH－)的值 （填增大、
减小、不变）。
(4)若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积 ④的体积（填
大于、小于、等于）。
（5）取10mL溶液③，加水稀释到500mL,则该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
正确答案
⑴①② ⑵ c(Na+)>c(HCO3-)＞c(OH -)>c(H+)> c(CO32-) ⑶ 增大 ⑷ ＜ ；⑸10-12mol/L
（1）强酸弱碱盐或强碱弱酸盐可发生水解，所以能水解的有：①Na2CO3②NaHCO3；
（2）既能与氢氧化钠反应，又能和硫酸反应的溶液为②NaHCO3，其溶液中离子浓度大到小的顺序为：c(Na+)>c(HCO3-)＞c(OH -)>c(H+)> c(CO32-)；
（3）向溶液④中加入少量氯化铵固体，此时c(NH4+)/c(OH－)的值将增大；
（4）若将③和④的溶液混合后溶液恰好呈中性，则混合前③的体积小于④的体积；
某烧碱样品中含有少量不与酸作用的可溶性杂质，为了测定其纯度，进行以下滴定操作：
E．在锥形瓶下垫一张白纸，滴定到终点，记录终点刻度为V2 mL。
回答下列问题：
（1）正确操作步骤的顺序是(用字母填写) 
（2）操作E中的锥形瓶下垫一张白纸的作用是 。
（3）操作D中液面应调整到 。
（4）滴定终点的现象是 。
（5）若酸式滴定管没有用标准H2SO4润洗，会对测定结果有何影响? (填“偏高”、“偏低”或“无影响”，其它操作均正确)。
（6）该烧碱样品的纯度计算式是 。
正确答案
（1）：C；A；B；D；E；
（2）便于准确判断终点时颜色的变化情况；
（3）零刻度或零稍下的某一刻度
（4）由黄色变为橙色
（5）偏高
（6）80(V2-V1)c/m%
试题分析：（1）①实验时应先称量一定质量的固体，溶解后配制成溶液，量取待测液与锥形瓶中，然后用标准液进行滴定，故答案为：C；A；B；D；E；
（2）因锥形瓶下垫一张白纸使滴定终点颜色变化更明显，便于分辨，故答案为：便于准确判断终点时颜色的变化情况；
（3）滴定管0刻度在上，滴定前应调节到零刻度或零稍下的某一刻度，为减小误差，尖嘴部分应充满液体，无气泡，
（4） 指示剂为甲基橙，变色范围为 3.1～4.4，终点时pH约为4.4，颜色由黄色变为橙色，
故答案为：由黄色变为橙色；
（5） 因标准液浓度变小，用量变大，故答案为：偏高
（6） 硫酸的物质的量为c（V2-V1）×10-3mol，则n（NaOH）=2c（V2-V1）×10-3mol，m（NaOH）=80c（V2-V1）×10-3，则样品中NaOH的质量为10×80c（V2-V1）×10-3，
所以烧碱样品纯度为10×80×(V2-V1) ×10-3c/m×100%=80(V2-V1) c/m%（注意：V为mL），
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