- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(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95 ℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则95℃时0.1 mol·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的 c(H+)= mol·L-1,Kw(25 ℃) Kw(95℃)(填“>”、“<”或“=”)。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)25℃时,在0.1L 0.2 mol·L-1的HA溶液中,有0.001mol的HA电离成离子,则该溶液的pH= ,电离度为 。
(3)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)。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)1×10-11、 < 、 促进 (2) 2 、 5% (3)NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3
试题分析:(1)由图中曲线可知,25℃时水的离子积Kw = c(H+) × c(OH-)=10-14 ,95℃时水的离子积Kw = c(H+) × c(OH-)=10-12 ,Kw(25 ℃)> Kw(95℃),且95℃的氢氧化钠溶液中,当c(OH-)="0.1" mol·L-1 时,由水电离的c(H+) =10-12 /0.1 mol·L-1 =10-11 ;往水中加水解的盐,将促进水的电离。
(2)因为HA为一元酸,所以有0.001molHA电离,则C(H+)="0.001mol÷0.1L=0.01" mol/L,所以pH=-lgC(H+)=2,电离度α=n电离/n总="0.001" mol÷(0.1L×0.2 mol/L) ×100%=5%。
(3)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的量,所以酸的电离常数越大,则说明该酸酸性越强。所以从右表数据可知,酸性比较:H2CO3 >HCN>HCO3- ,所以根据强酸制弱酸原理,往NaCN溶液中通入少量CO2 发生的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3 。
(4分)常温下,现有一瓶稀氨水、标准盐酸、pH试纸、必要的酸碱指示剂等药品,要测定电离度
的数值,其实验方案可设计如下:
(1)先测稀氨水的__________,设其数值为a,可通过__________实验(写名称,不用写过程)实现此目的。
(2)再测定其pH,设其数值为b,其操作过程简述如下:__________
(3)用a、b表示该氨水的电离度__________。
正确答案
(4分,每空1分)(1)物质的量的浓度 中和滴定
(2)用洁净的玻璃棒蘸取氨水,滴在pH试纸上,将试纸与标准比色卡相比较,从而测定此氨水的pH
(3)该氨水的电离度
要测定电离度,就必须测定溶液中总的分子数和电离的分子数;实际操作过程中可以分别测定其浓度。稀氨水的浓度可以通过酸碱中和滴定的方法测得;已电离的可以测定氢氧根的浓度,通过测得pH得到。
甲、乙两位同学设计用实验确定某酸HA是弱电解质,存在电离平衡,且改变条件平衡发生移动。实验方案如下:
甲:取纯度相同,质量、大小相等的锌粒于两支试管中,同时加入 0.1 mol·L-1的HA溶液、稀盐酸各10 mL,按图装好,观察现象。
乙:① 用pH计测定浓度均为0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸的pH;
② 再取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴(1滴约为1/20 mL)分别稀释至100 mL,再用pH计测其pH变化。
(1)乙的方案中说明HA是弱电解质的理由是:测得0.1 mol·L-1的HA溶液的
pH 1(填“>”、“<”或“=”);甲方案中,说明HA是弱电解质的实验现象是:
(填序号)
A.加入两种稀酸后,两个试管上方的气球同时鼓起,且一样大
B.加入HA溶液后,试管上方的气球鼓起慢
C.加入稀盐酸后,试管上方的气球鼓起慢
(2) 乙同学设计的实验第 步,能证明改变条件弱电解质平衡发生移动。甲同学为了进一步证明弱电解质电离平衡移动的情况,设计如下实验:
①使HA的电离程度和c(H+)都减小,c(A-)增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入 试剂(选填“A”、“B”、“C”或“D”,下同);
②使HA的电离程度减小,c(H+)和c(A-)都增大,可在0.1 mol·L-1的HA溶液中,选择加入 试剂。
A.NaA固体(可完全溶于水)
B.1 mol·L-1 NaOH溶液
C.1 mol·L-1 H2SO4
D.2 mol·L-1 HA
正确答案
(1)> B (2)② ①A ②D
(1)弱酸不能完全电离,故0.1 mol·L-1的HA中c(H+)必小于
0.1 mol·L-1,故pH>1,因HA为弱酸,溶液中的c(H+)低于相同浓度的一元强酸的c(H+),故产生氢气的速率稍慢,但最终由于电离出的氢离子的量相同,故生成氢气的体积一样大,即气球的体积一样大。
(2)乙方案中②,取0.1 mol·L-1的HA溶液和稀盐酸各2滴稀释相同的倍数,弱酸HA的pH变化小,强酸的pH变化大,这是因为稀释能促进弱电解质电离平衡的移动。
(6分)写出下列物质在水溶液中的电离方程式或离子水解方程式。
1、写出下列三种物质的电离方程式
(1) HClO 。
(2)CH3COONa 。
(3)NH3·H2O 。
2、写出下列三种物质的离子水解方程式
(4)CH3COONa 。
(5)NH4Cl 。
(6)NaF 。
正确答案
(6分)(每小题1分)(1) HClO H+ + ClO-
(2) CH3COONa =CH3COO- + Na+ (3) NH3·H2O NH4+ + OH-
(4) CH3COO- + H2O CH3COOH + OH-
(5) NH4+ + H2O NH3·H2O + H+ (6) F- + H2O
HF + OH-
试题分析:醋酸钠是强电解质,用等号连接,次氯酸和氨水都是弱电解质,用可逆号连接,因此正确的电离方程式是(1) HClOH+ + ClO-;(2) CH3COONa =CH3COO- + Na+ ;(3) NH3·H2O
NH4+ + OH-;醋酸钠和氟化钠都是强碱弱酸盐,水解显碱性。氯化铵是强酸弱碱盐,水解显酸性。由于水解都是可逆的,所以水解方程式分别是(4) CH3COO- + H2O
CH3COOH + OH-;(5) NH4+ + H2O
NH3·H2O + H+;(6) F- + H2O
HF + OH-。
点评:书写电离方程式时首先要判断电解质的强弱,然后在依据具体的电解质书写;而水解方程式的书写,则需要注意水解反应一般都是可逆的,其次还要注意多元弱酸根以及多元弱碱离子的不同。再就是水解的程度一般都很小,一般不能标出“↑”或“↓”。
有浓度为0.1 mol•L-1的盐酸、硫酸、醋酸三种溶液,试回答:
(1)三种溶液中c(H+) 依次为a mol•L-1,b mol•L-1,c mol•L-1,其大小顺序为__________。
(2)等体积的以上三种酸分别与过量的NaOH 溶液反应,生成的盐的物质的量依次为n 1mol,n2 mol,n3 mol,它们的大小关系为____________。
(3)中和一定量NaOH溶液生成正盐时,需上述三种酸的体积依次是V1L、V2L、V3L,其大小关系为____________。
(4)与锌反应时产生氢(气)的速率分别为v1、v2、v3,其大小关系为____________
正确答案
(1)a=b>c (2)n1=n2=n3 (3)V1=V3=1/2V2 (4)v2>v1>v3
盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,醋酸是一元弱酸,存在电离平衡。所以
(1)a=b>c
(2)由于酸根的物质的量都是相同的,因此生成的盐的物质的量也是相同的,即n1=n2=n3。
(3)在氢氧化钠相同的条件下,需要硫酸的量少,因此答案是V1=V3=1/2V2。
(4)氢离子浓度越大,反应速率越快,所以根据(1)可知,反应速率是v2>v1>v3.
写出下列物质在水溶液中的电离方程式:
NH3·H2O: , Ba(OH)2:___________________________,
NaHSO4: , NaHCO3:___________________________ 。
正确答案
(每空3分) NH3·H2O NH4++OH— Ba(OH)2=Ba2++2OH—
NaHSO4=Na++H++SO42— NaHCO3=Na++HCO3—
NH3·H2O:NH3·H2O NH4++OH—
Ba(OH)2:Ba(OH)2=Ba2++2OH—
NaHSO4:NaHSO4=Na++H++SO42—
NaHCO3:NaHCO3=Na++HCO3—
某二元酸(用H2A表示)在水中的电离方程式是:H2A=H++HA-,HA-H++A2-。回答以下问题:
(1)NaHA溶液________(填“显酸性”、“显碱性”、“显中性”或“酸碱性无法确定”),原因是______________________。
(2)某温度下,向0.1 mol·L-1的NaHA溶液中滴入0.1 mol·L-1 KOH溶液至中性,此时溶液中以下关系一定正确的是________(填字母)。
正确答案
(1)显酸性 HA-只电离不水解 (2)BC
(1)由题给电离方程式知:HA-只电离不水解,所以NaHA溶液显酸性。(2)溶液显中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)+c(K+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),则c(Na+)+c(K+)=c(HA-)+2c(A2-);加入KOH溶液,发生反应HA-+OH-=A2-+H2O,A2-水解使溶液显碱性,所以,加入的KOH的物质的量小于NaHA的物质的量,c(Na+)>c(K+)。
炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]-,其电离出的CN-有毒,当CN-与H+结合生成HCN时,毒性更强。回答下列问题。
(1)剧毒物HCN的水溶液酸性很弱,写出其电离的方程式: 。
(2)与弱电解质碳酸的电离方式相似,[Au(CN)2]-也存在着两步电离,其一级电离方程式为 。
(3)处理这种废水是在碱性条件下,利用NaClO将CN-氧化为CO32-和N2,其离子方程式为 。在酸性条件下,ClO-也能氧化CN-,但实际处理废水时却不在酸性条件下进行的主要原因是 。
正确答案
(1)HCNH++CN-
(2)[Au(CN)2]-AuCN+CN-
(3)5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+H2O+5Cl- 生成剧毒物HCN,对人体有害
(1)HCN的水溶液酸性很弱,说明HCN为弱电解质,电离方程式为HCNH++CN-;(2)[Au(CN)2]-两步电离方程式分别为[Au(CN)2]-
AuCN+CN-,AuCN
Au++CN-;(3)首先要明确各元素的化合价-―→O+,O-―→Cl-,利用题给信息“CN-与H+结合生成HCN时,毒性更强”可知,实际处理废水时不在酸性条件下进行的主要原因是生成剧毒物HCN。
已经知25℃时几种物质的电离度(溶液浓度为0.1mol)如下表:
(已知(H2SO4的第一步是完全电离的)
(1)25℃时,0.1mol/L上述几种溶液[H+]由大到小的顺序是(填序号)____;
(2)25℃时,pH值相同的上述几种溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是____;
(3)25℃时,将足量的 Zn粉放入等体积、pH=1的上述几种溶液中产生氢气的体积(同温同压下),由大到小顺序为____;
正确答案
(1)①④②③
(2)③②④①
(3)③②①④
(4)HSO4-H++SO42-,H2SO4第一步电离产生的 H+能使HSO4-的电离平衡向左移动,抑制了HSO4-的电离,而NaHSO4中的HSO4-则无这种作用,因此其电离度大。
(1)对上述四种溶液,均为0.1mol/L时,H2SO4=H++HSO4-,HSO4-H++SO42-,所以其[H+]=0.1+0.1×10%=0.11(mol/L),NaHSO4中的[H+]=0.1×0.29=0.029mol/L,CH3COOH中的[H+]=0.1×0.0133=1.33×10-3mol/L而HCl中的[H+]=0.1×100%= 0.1mol/L
∴顺序为①④②③
(2)25℃,pH值相同的四种溶液,[H+]浓度相同,其电离度越小,该电解质溶液的浓度越大,所以应为:③②④①,其中H2SO4的浓度最小,是因为它的第一步完全电离与HCl相同,但其第二步又可电离出一定的H+,所以二者综合,其浓度最小。
(3)在等体积,[H+]浓度相同的情况下,加入足量的Zn粉,将产生氢气的量与各电解质的浓度有关,因该反应可进行到底,溶液浓度越大,则溶质的物质的量越大,产生H2越多,但对H2SO4和HCl而言,其pH都为1,盐酸浓度要比H2SO4大;但反应中,盐酸完全消耗,而H2SO4为二元酸,第一步完全电离,第二步也在与Zn反应中趋于完全进行,所以[H+]浓度在反应中增加,产生的氢气量比盐酸多,顺序为③②①④。
(4分)有H+浓度相同、体积相等的三种酸:a、盐酸 b、硫酸 c、醋酸,同
时加入足量的锌,则开始时反应速率由大到小的顺序是 (用
a、b、c表示), 完全反应后生成H2的体积由大到小是 。
正确答案
a=b=c a=b
试题分析:盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,醋酸是一元弱酸,则在氢离子浓度相同的条件下,和锌反应时最初的反应速率是相等的。由于醋酸的浓度最大,所以醋酸产生的氢气最多,而盐酸和硫酸产生的氢气是相等的。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题,试题基础性强,侧重对学生解题方法的培养和训练,有利于培养学生的逻辑思维能力和抽象思维能力,提高学生的灵活应变能力。
(4分)工业上用MnO2为原料制取KMnO4,主要生产过程分为两步进行:第一步将MnO2和KOH、粉碎,混匀,在空气中加热至熔化,并连续搅拌,制取K2MnO4;第二步将K2MnO4的浓溶液用惰性电极进行电解,在阳极上得到KMnO4,在阴极上得到KOH。电解K2MnO4的浓溶液时,两极发生的电极反应式:
阴极是 ,阳极是 ;
电解的总反应方程式是 。
正确答案
由题意在阳极上得到KMnO4,在阴极上得到KOH,阴极是水的电离平衡被破坏,阴极:2H2O +2e―=H2+2OH― ;阳极:MnO42――e―=MnO42―
总反应:2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2↑
醋酸和盐酸是日常生活中极为常见的酸,在一定条件下CH3COOH溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+ ΔH>0
(1)常温下,pH=5醋酸溶液中,c(CH3COO-)=______mol/L(精确值,要求列式不必化简);
(2)下列方法中可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH的电离程度增大的是
a.加入少量0.10 mol·L-1稀盐酸 b.加热CH3COOH溶液 c.加水稀释至0.010 mol·L-1
d.加入少量冰醋酸 e.加入少量氯化钠固体 f.加入少量0.10 mol·L-1 NaOH溶液
(3)将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中,经过充分反应后,发现只在一种溶液中有锌粉剩余,则生成氢气的体积:V(盐酸)_________V(醋酸)(填“大于”、“小于”或“等于”)
(4)用NaOH溶液分别滴定20.00mL0.1mol/L盐酸和20.00mL0.1mol/L醋酸溶液,得到如图所示两条滴定曲线,用NaOH溶液滴定醋酸溶液的曲线是 (填“图1”或“图2”)
(5)常温下,将0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L醋酸钠溶液混合,所得溶液为中性,则混合溶液中各离子的浓度按由大到小排序为_______________________________。
(6)下图表示溶液中c(H+)和c(OH-)的关系
①M区域内(阴影部分)任意点c(H+)______c(OH-)(填“大于”、“小于”或“等于”)
②在T2温度下,将pH=9 NaOH溶液与pH=4 HCl溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为 。(混合后溶液体积的变化忽略不计)
正确答案
(1)10-5-10-9(2)bcf(3)小于(4)图2
(5)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)(6)①小于 ;②1:9
试题分析:(1)在 pH=5的稀醋酸溶液中,c(H+)=10-5mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,根据溶液电荷守恒可知c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),则c(CH3COO-)=(10-5-10-9)mol/L(2)加热、加水稀释、加入碱性物质均能使电离平衡向右移动,故答案为 bcf;(3)醋酸是弱酸,随着它和金属的反应,电离平衡不断地向右移动,会电离出更多的氢离子,所以醋酸产生的氢气体积较大,故答案为小于;(4)滴定开始时0.002mol/L盐酸pH=3,0.002mol/L醋酸pH>3,所以滴定醋酸的曲线是图2;(5)将0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸钠溶液混合,反应生成醋酸,如等体积混合物,溶液呈酸性,溶液呈中性,应加入少量盐酸,生成醋酸,则c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)溶液恰好呈中性,氢离子和氢氧根的浓度一定相等,c(H+)=c(OH-),则有c(Na+)>c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(H+)=c(OH-);(6)①由图可知,ZX线表示c(H+)=c(OH-),则ZX线上部分表示c(H+)=10-3mol/L,pH=4的HCl溶液c(H+)=10-4mol/L,若所得混合溶液的pH=7,则反应后的溶液的c(OH-)=
=10-5mol/L,即
=10-5 mol/L,得V(NaOH):V(HCl)=1:9。
在一定温度下,有a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸:
(1)当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 。
(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
(3)若三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是 。
(4)当三者c(H+)相同且体积也相同时,分别放入足量的锌,相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是 。
(5)当三者c(H+)相同且体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,若产生相同体积的H2(相同状况),则开始时反应速率的大小关系为 ,反应所需时间的长短关系是 。
(6)将c(H+)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后,c(H+)由大到小的顺序是 。
正确答案
(1)b>a>c (2)b>a=c (3)c>a>b(或c>a=2b) (4)c>a=b (5)a=b=c a=b>c (6)c>a=b
试题分析:(1)氯化氢和硫酸是强电解质,在水中完全电离,盐酸是一元酸,所以盐酸中c(H+)=c(HCl),硫酸是二元酸,硫酸溶液中c(H+)=2c(H2SO4),醋酸是一元弱酸,所以醋酸溶液中c(H+)<c(CH3COOH),则当三种酸物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是b>a>c;(2)同体积同物质的量浓度的三种酸,三种酸n(HCl)=n(CH3COOH)=n(H2SO4),盐酸和醋酸是一元酸,硫酸是二元酸,盐酸和醋酸需要氢氧化钠的物质的量相等,硫酸需要的氢氧化钠是盐酸和醋酸的2倍,中和NaOH能力由大到小的顺序是b>a=c;(3)氯化氢和硫酸是强电解质,盐酸是一元酸,硫酸是二元酸,醋酸是弱电解质且是一元酸,所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等,硫酸中氢离子浓度是硫酸的浓度的2倍,醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度,所以当三者c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序为c>a>b;(4)当三者c(H+)相同、体积相同时,盐酸、硫酸完全电离,只有醋酸在继续电离,则分别加入足量锌,相同状况产生的气体体积由大到小的顺序为c>a=b;(5)与锌反应时产生氢气的速率与氢离子浓度成正比,氢离子浓度越大,反应速率越大,当c(H+)相同、体积相同时,同时加入形状、质量、密度相同的锌,则开始时反应速率的大小关系是a=b=c;反应过程中,醋酸不断电离,氢离子浓度较大,反应速率较快。反应所需时间的长短关系是a=b>c;(6)将c(H+)相同的三种酸均稀释相同倍数,盐酸、硫酸的变化相同,但醋酸为弱酸,促进电离,稀释相同的倍数时,其pH由大到小的顺序为a=b>c。
已知H2A是一种无机二元酸,请回答以下问题:
(1) 若H2A为二元弱酸,在水溶液中的电离方程式为 ;
(2) 若NaHA溶液显碱性,则H2A是 (填“强酸”、“弱酸”或“无法确定”),原因是 。
(3) 若溶液显酸性,在25℃下,若向0.1 mol·L-1的NaHA溶液中逐滴滴加0.1 mol·L-1 KOH溶液至溶液呈中性。此时该混合溶液中下列关系中,一定正确的是 ;
a.c(H+)·c(OH-)=1×10-14 b.c(Na+)+c(K+)=0.1 mol·L-1
c.c(Na+)>c(K+) d.c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)
正确答案
(1)H2A H++HA-,HA-
H++A2-(2分)
(2)弱酸(1分)HA-水解生成H2A和OH-使溶液显碱性,故H2A必为弱酸;(2分)
(3)a(2分) ;
试题分析:(1)多元弱酸部分电离,分步书写。(2)若NaHA溶液显碱性, 说明HA-水解生成H2A和OH-使溶液显碱性,故H2A必为弱酸;(3)在25℃下,任何溶液一定存在c(H+)·c(OH-)=1×10-14,故a正确;滴加到溶液刚好反应时,生成Na2A和K2A,溶液呈碱性,要成中性必须NaHA过量,故b错、C错;根据物料守恒:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+ c(H2A),故d错。
完成下列物质的电离方程式(1)NaHSO4 (2)NaHSO3 (3)NaH2PO4
正确答案
(1)NaHSO4 =Na++H++SO42-(2)NaHSO3=Na++HSO3-
(3)NaH2PO4=Na++H2PO4-
试题分析:此题应注意弱酸的不完全电离,各物质的电离方程式为(1)NaHSO4 =Na++H++SO42-(2)NaHSO3=Na++H++SO32-(3)NaH2PO4=Na++H2PO4-
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大,但是要注意HSO4-要拆出来,HSO3-和
H2PO4-不能拆出来。
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