- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(8分)
常温下,H2SO3的电离常数Ka1=1.2×10-2,Ka2=6.3×10-3,H2CO3的电离常数Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11。某同学设计实验验证H2SO3酸性强于H2CO3:将SO2和CO2气体分别通入水中至饱和,立即用酸度计测两溶液的pH若前者的pH小于后者,则H2SO3酸性强于H2CO3。该实验设计不正确,错误在于 。
请设计合理实验验证H2SO3酸性强于H2CO3(简要说明实验步骤、现象和结论)。 。仪器自选。
供选的试剂:CO2、SO2、Na2CO3、NaHCO3、Na2SO3、NaHSO3、蒸馏水、饱和石灰水、酸性KMnO4溶液、品红溶液、pH试纸。
正确答案
错误在于:用于比较pH的两种酸的溶液物质的量浓度不相等(3分)
你的设计:(5分)三种参考方案如下:(答其一就可以满分)或其它合理的说法均可。
略
(10分)(1)常温下,0.1 mol/L的醋酸和0.1 mol/L的盐酸各100 mL,分别与足量的锌粒反应,产生的气体体积前者__________后者(填“<”“>”或“=”)。
(2)写出泡沫灭火器反应原理(用离子方程式表示): 。
(3)医院里用HgCl2的稀溶液作手术刀的消毒剂。HgCl2熔融时不导电,熔点低。HgS难溶于水和稀的强酸却易溶于饱和的NaCl溶液中。试推测HgCl2是 化合物(填“离子”或“共价”),是 电解质(填“强”或“弱”)。
(4)水是一种极弱的电解质,在常温下平均每n个水分子只有1个分子发生电离,n的值是 。
正确答案
(1)=
(2)Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+CO2↑
(3)共价 弱
(4)5.56×108
略
(1)将等质量的锌粉分别投入10 mL 1 mol/L HCl和10 mL 1 mol/L的CH3COOH溶液中,产生H2的体积分别为V1和V2;①若锌不足量,反应速率快的是_______ ___;②若锌过量,产生H2的量有何关系__________。
(2)将等质量的锌粉分别投入c(H+)均为1 mol/L体积均为10 mL的盐酸和醋酸溶液中,产生H2的体积分别为V1和V2;①若锌不足量,反应速率快的是_______ ___;②若锌过量,产生H2的量有何关系__________。
正确答案
(1)①锌粒与盐酸反应 ②V1=V2
(2)①锌粒与醋酸反应 ②V1﹤V2
(1)①盐酸是强酸,而醋酸是燃烧,再浓度相等的条件下,盐酸的反应速率快。
②由于两种酸的物质的量是相同的,因此生成的氢气是相同的。
(2)由于是醋酸是弱酸,所以在氢离子浓度相等的条件下,醋酸的浓度大,因此醋酸的反应速率快。由于醋酸的浓度大,因此生成的氢气多。
一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力变化曲线如图所示,请回答:
(1) “O”点为什么不导电________.
(2)a,b,c三点的pH由小到大的顺序是____________.
(3) a、b、c三点中电离程度最大的是
电离平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系为________.
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,可以采取下列措施中的 ________(填序号).
A加热;B加很稀的NaOH溶液;C加NaOH固体;D加水;E加固体CH3COONa;F加入锌粒
正确答案
(1)纯净的醋酸不电离,不存在自由离子 (2) b<a<c (3)c Ka=Kb=Kc (4) ACEF
试题分析:(1)冰醋酸是纯净的醋酸,只有电解质分子,没有发生电离。没有自由移动的离子所以不能导电。(2)自由移动的离子浓度越大,溶液的导电性就越强。由于导电性b>a>c,所以氢离子的浓度大小顺序是:b>a>c。氢离子的浓度越大,溶液的PH就越小。a,b,c三点的pH由小到大的顺序是b<a<c.(3)加入的水越多,电离的电解质就越多,电离程度就越大。所以 a、b、c三点中电离程度最大的是c.这是在同一温度下的电离。电离平衡常数只与温度有关。所以这三点的电离平衡常数相等。即:a="Kb=Kc" 。(4)A电解质电离过程是个吸热过程,加热,是温度升高,可以使平衡向电离的方向移动,导致c(CH3COO-)增大。正确。B.加很稀的NaOH溶液,消耗了氢离子,减小了氢离子的浓度,是电离平衡向电离的方向移动,但由于是稀溶液,最终氢离子的浓度及c(CH3COO-)反而减小。错误。C.加NaOH固体消耗氢离子,破坏了电离平衡,使电离平衡向电离的方向移动。由于醋酸跟离子没有消耗所以最后c(CH3COO-)增大。正确。D.加水,平衡正向移动,电解质分子的浓度减小。由于电离平衡移动使c(CH3COO-)增大的趋势小于水对它的稀释作用,最后c(CH3COO-反而减小。错误。E.加入CH3COONa固体虽然抑制了醋酸的电离,但加入CH3COONa固体使c(CH3COO-)增大的趋势大于电离平衡逆向移动使c(CH3COO-)减小的趋势 ,最终 c(CH3COO-)增大。正确。F.加入锌粒消耗氢离子,破坏了电离平衡,促使它向电离的方向移动,最终 c(CH3COO-)增大。正确。选项为:A C E F。
(4分)简答题
(1)盐碱地因含较多的,使得土壤呈碱性,不利于作物生长,通过施加适量石膏粉末(主要含有
,微溶于水)来降低土壤的碱性。用离子方程式和必要的文字解释
的作用 。
(2)是一种无色或淡黄色液体,遇水剧烈反应得到二氧化硫和氯化氢,是一种常用的脱水剂。将
与
混合并加热,可得到无水
,得到无水
的化学方程式为 。
正确答案
(1)石膏电离出的与
结合生成更难溶的
(或
),
浓度降低,使得
平衡向左移动,
浓度降低,碱性减弱。(离子方程式书写正确,文字表述合理即可得分)(2分)
(2)(2分)
(化学方程式中化学式书写正确、配平正确即可得分,没有标明“↑”“↓”不扣分,下同)
(1)考查沉淀溶解平衡的应用。硫酸钙能电离出钙离子,与
结合生成更难溶的
,方程式为
,
浓度降低,使得平衡
向逆反应方向移动,导致
浓度降低,碱性减弱。
(2)氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢,水解吸热,加热促进水解,氯化氢挥发,进一步促进水解,所以最终得不到氯化铁晶体。要得到氯化铁晶体,需要在氯化氢的气流中加热。和水剧烈反应得到二氧化硫和氯化氢,抑制铁离子水解,方程式为
。
(10分)写出下列物质的电离方程式(在水溶液中)。
(1)H2SO4 ;
(2)H2CO3 ;
(3)NaHSO4 ;
(4)NaHCO3 ;
(5)Cu(OH)2 。
正确答案
略
略
(10分)
Ⅰ、A物质的化学式为M(OH)2,将其溶于水制成稀溶液,该溶液呈中性,在溶液中存在:
M2+ + 2OH- M(OH)2
2H+ + MO22-
回答以下题目一律用“增大”“减小”“不变”填空
(1)在其他条件不变的情况下,25Co时,在蒸馏水中加入A物质后,与加入前比较,
①由水电离出的C(OH-) ,C(H+) ,水的电离度 ,Kw
(2)(4分)25Co时,向A的稀溶液中加入少量的烧碱固体。
则水的电离度 ,溶液的pH
Ⅱ、.(2分)室温下,甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L,则甲、乙两瓶氨水中C(OH-)之比为 10 (填大于、等于或小于)
正确答案
(10分)
Ⅰ、(1)
①C(OH-)变大 ,C(H+)变大变,水的电离度变小 ,Kw 不变
(2)
则水的电离度 不变 ,溶液的pH不变
Ⅱ、.(2分)C(OH-)之比为 等于 10 (填大于、等于或小于)
略
(10分)饱和亚硫酸溶液的pKa(电离平衡常数的负对数,即pKa=-lgKa)数据如下:
(1)比较H2SO3的Ka1和HSO3-的Ka2,Ka1 Ka2(填‘‘>”、“<’’或“=”,下同)
(2)0.01 m ol.L-1NaHSO3溶液的pH=bl,0.01 tml·L-1NaHCO3溶液的pH=b2,
b1 b2
(3)向10 mL 0.01 mol·L-1的H2SO3溶液中,滴加0.0l mol·L-1KOH溶液V(mL),
①当V="10" mL时,溶液中存在:c(K+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),则c(H+) c(OH-)
②当V="a" mL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=2c(SO32-)+c(HSO3-);当V="b" mL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=c(SO32-)+c(HSO3--)+c(H2SO3);则a b。
(4)已知25℃时,Ksp(BaSO4)=1×10-10,将0.1 gBaSO4沉淀,分别用100mL蒸馏水和100mL 0.01mo1.L-1H2SO4溶液洗涤,两种洗涤方法中BaSO4沉淀的损耗量之比为 .
正确答案
(10分)
(1)>(2分)
(2)<(2分)
(3)①>,(2分) ②>(2分)
(4)1000(2分)
专题:电离平衡与溶液的pH专题.
分析:(1)根据pKa为电离平衡常数的负对数,即pKa=-lgKa,则pKa越小,电离平衡常数Ka越大;
(2)根据pKa越小,电离平衡常数Ka越大,则对应酸的酸性就强,利用酸越弱则强碱弱酸盐的水解程度越大来分析;
(3)①V=10mL,溶液中的溶质为NaHSO3,由c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),可知HSO3-的电离大于其水解来分析;
②V="a" mL时由c(K+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),则c(H+)=c(OH-);V="b" mL时,c(K+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),即溶液中的溶质为KHSO3,溶液显酸性;
(4)利用离子对溶解平衡的影响及Ksp(BaSO4)来计算溶解的硫酸钡的质量,然后确定两种洗涤方法中BaSO4沉淀的损耗量之比.
解答:解:(1)由pKa数据可知,1.9<7.2,由pKa=-lgKa,则pKa越小,电离平衡常数Ka越大,则H2SO3的Ka1>HSO3-的Ka2,
故答案为:>;
(2)由pKa数据可知,亚硫酸的pKa小于碳酸,则酸性比碳酸的强,相同浓度的NaHSO3溶液比NaHCO3溶液中酸根离子的水解程度弱,则NaHSO3溶液的pH小,即bl<b2,故答案为:<;
(3)①V=10mL,溶液中的溶质为NaHSO3,由c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H2SO3),可知HSO3-的电离大于其水解,电离生成氢离子,水解生成氢氧根离子,即c(H+)>c(OH-),故答案为:>;
②V="b" mL时,c(K+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3),即溶液中的溶质为KHSO3,溶液显酸性;当V="a" mL时,溶液中离子浓度有如下关系:c(K+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),由电荷守恒可知c(H+)=c(OH-),即溶液显中性,则向10mL0.01mol?L-1的H2SO3溶液中,滴加0.0l mol?L-1KOH溶液,由酸性变为中性时碱的体积在变大,即a>b,故答案为:>;
(4)用100mL蒸馏水洗涤沉淀时,溶解的BaSO4的物质的量为0.1L×c(Ba2+)=0.1L×=0.1L×
mol/L=10-6mol,
用100mL 0.01mo1.L-1H2SO4溶液洗涤时,硫酸根离子抑制了沉淀的溶解,则溶解的BaSO4的物质的量为0.1L×c(Ba2+)=0.1L×=0.1L×
mol/L=10-9mol,
由同种物质的质量之比等于物质的量之比,则两种洗涤方法中BaSO4沉淀的损耗量之比为=1000,故答案为:1000.
点评:本题考查溶液中的电离及离子的浓度关系,考查知识点为高考的热点,学生应学会利用信息中的数据来分析是解答本题的关键,然后注重结合所学知识来解答即可.
(8分)现有浓度均为0.1 mol/L的下列溶液:①硫酸 ②醋酸 ③氢氧化钠 ④氯化铵⑤硫酸铝 ⑥碳酸氢钠。请回答下列问题:
(1)①②③④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序是 (填序号)。
(2)已知T℃,纯水中c(H+)=1×10-6.5 mol·L-1,则T℃ (填“>”、“<”、“=”)25℃。在T℃时,将pH = 11的③溶液a L与pH = 1的①溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得溶液的pH = 10,则a:b = 。
(3)将⑤溶液和⑥溶液混合时,可看到的实验现象是 ,产生该现象的原因是 (用离子方程式解释原因)。
正确答案
(1) ④>②>③>①。(2) T℃ > a:b =101 : 9 。
(3) 产生白色沉淀同时产生无色气体 ;Al3+ +3HCO3— ==3CO2↑ +Al(OH)3↓
(1)酸或碱中的氢离子或OH-浓度越大,对水的抑制越大,氯化铵水解促进水的电离,所以①②③④四种溶液中由水电离出的H+浓度由大到小的顺序应该是④>②>③>①。
(2)电离吸热,加热促进水的电离,氢离子浓度最大,所以T℃>25℃。所得溶液的pH = 10,则氢氧化钠是过量的,反应后溶液中氢离子浓度10-10mol/L,则OH-浓度是10-13÷10-10=0.001mol/L,则有,解得a:b =101 : 9。
(3)硫酸铝水解显酸性,碳酸氢钠水解显碱性,所以二者混合后水解相互促进,生成氢氧化铝沉淀和CO2气体,方程式为Al3+ +3HCO3— ==3CO2↑ +Al(OH)3↓。
(7分)下图为一定量AlCl3溶液中加入NaOH溶液后,产生Al(OH)3白色沉淀的质量与NaOH的物质的量之间的关系曲线,试回答:
(1) A点时已参加反应的AlCl3和NaOH的物质的量之比是
(2) OA段曲线所表示的反应的离子方程式是
(3) AB段曲线所表示的反应的离子方程式是
(4) B处溶液中存在的浓度最大的离子是 (填离子符号)。向B处于生成的溶液中通入CO2,可见到的现象是
正确答案
(7分)
⑴ 1:3(1分)
⑵ Al3++3OH-==Al(OH)3↓(2分)
⑶ Al(OH)3+OH―==AlO2-+2H2O (2分)
⑷ Na+ ; 生成白色沉淀(各1分)
略
(14分)(1)常温时,将浓度为m mol· L-1的CH3COOH溶液和n mol·L-1NaOH溶液等体积混合,混合后溶液的pH=7,m与n的大小关系是m n(填“>”、“<”或“=”,下同);若将PH=2的CH3COOH溶液和PH=12的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的PH 7
(2)消防用的泡沫灭火器内装的药品是硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液,用离子方程式表示二者混合时发生的反应
(3)常温下某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,已知a+b=12,酸碱溶液混合pH=7,则酸溶液体积V1和碱溶液体积V2的关系为
(4)常温时KSP[Cu(OH)2]= 2.2×10-20,将Cu(OH)2溶于2.2mol/LCuCl2溶液中形成平衡,溶解平衡方程式为 ,溶液的PH为
(5)物质的量浓度相同的下列溶液①(NH4)2CO3 ②(NH4)2SO4 ③NH4HCO3 ④NH4HSO4 ⑤NH4Cl
⑥NH3·H2O。c(NH4+)由小到大的排列顺序是 (填序号)
正确答案
⑴m > n;混合溶液的PH<7; ⑵Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑
⑶V2=100V1 或 (V1∶V2=1∶100) ⑷Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq), pH =" 4" ;
⑸c(NH4+)由小到大的排列顺序是 ⑥<③<⑤<④<①<②
试题分析:(1)由于CH3COOH是弱酸,而NaOH是强碱,若二者等体积混合,混合后溶液的pH=7,则必须是酸要过量一些。因此m>n。若将PH=2的CH3COOH溶液,c(H+)=10-2mol/L;由于醋酸是弱酸,所以c(HAc)> 10-2mol/L, PH=12的NaOH溶液,c(OH-)=10-2mol/L;NaOH是强碱,c(NaOH)= c(OH-)=10-2mol/L,若二者等体积混合,由于酸过量所以混合溶液的PH<7。(2)硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液反应的两种方程式是:Al3++3HCO3-=Al(OH)3↓+3CO2↑;(3)常温下某强酸溶液pH=a,c(H+)=10-amol/L;强碱溶液pH=b,c(OH-)=10-14÷10-b=10-(14-b),已知a+b=12,酸碱溶液混合pH=7,V1×10-a = V2·10-(14-b). V1: V2=10-(14-b: 10-a=10-2=1:100。(4) Cu(OH)2难溶于水。但是物质再难溶解,也存在一定的溶解度,在溶液中存在沉淀溶解平衡。Cu(OH)2的沉淀溶解平衡方程式是Cu(OH)2(s)Cu2+(aq)+2OH-(aq) ;c(Cu2+) ="2.2mol/L." KSP[Cu(OH)2]= c(Cu2+)·c2(OH-)= 2.2×10-20,所以c2(OH-)= 2.2×10-20÷2.2=1.0×10-20。因此c(OH-) =1.0×10-10。C(H+)=10-4mol/L。所以pH=4。(5)①(NH4)2CO3和②(NH4)2SO4每个物质能电离产生2个NH4+;而③NH4HCO3、④NH4HSO4、⑤NH4Cl 每种只能电离产生1个NH4+;因此c(NH4+)①和②一定大于③④⑤的。②(NH4)2SO4中只有NH4+离子水解,要消耗;①(NH4)2CO3中铵根离子水解使溶液显酸性,CO32-水解使溶液显碱性,二者相互促进,使NH4+的水解程度比②的小。即c(NH4+):①<②;⑤在NH4Cl中NH4+的水解使溶液显酸性,铵根离子水解消耗;④NH4HSO4电离方程式是:NH4HSO4= NH4++H++ SO42-。电离产生的H+对NH4+的水解起抑制作用,使铵根离子的浓度比⑤大,即⑤<④。③NH4HCO3电离产生的离子都发生水解反应,水解相互促进,所以消耗的铵根离子较多,因此铵根离子的浓度比⑤小。⑥NH3·H2O是弱电解质,电离产生的两种浓度原小于盐电离产生的铵根离子的浓度。因此c(NH4+)由小到大的排列顺序是 ⑥<③<⑤<④<①<②
(8分)已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为:
醋酸 Ka= 1.75×10-5
碳酸 Ka1= 4.30×10-7 Ka2 = 5.61×10-11
亚硫酸 Ka1= 1.54×10-2 Ka2 = 1.02×10-7
(1)写出碳酸的第一步电离平衡常数表达式:Ka1 = ;
碳酸的第一步电离比第二步电离 (填“容易” 或 “困难”)。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO3-和HSO3-的酸性强弱: > >
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中加入少量盐酸,下列量会变小的是 (填序号)
正确答案
(1) 容易 (2)H2CO3 > HSO3- > HCO3- (3) A D
(1)碳酸的第一步电离方程式为H2CO3H++HCO3-,所以电离平衡常数表达式为Ka1 =
。由于第一步电离出的氢离子会抑制第二步的电离,所以碳酸的第一步电离比第二步电离容易。
(2)酸电离平衡常数越大,说明酸越强。所以根据电离平衡常数可知,H2CO3、HCO3-和HSO3-的酸性强弱顺序为H2CO3 > HSO3- > HCO3-。
(3)加入乙酸,增大氢离子浓度,抑制醋酸的电离,所以选项AD减小,B增大,C不变。
常温下,将HCl溶液和一元碱AOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表,请回答:
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a (混合溶液的pH)来说明AOH是强碱还是弱碱 。
(2)不考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,C是否一定等于0.1________(选填“是”或“否”)。
(3)丙组实验所得溶液中由水电离出的c(OH-)=________mol·L-1。
正确答案
(1)a=7,AOH为强碱;a<7,AOH为弱碱。
(2)否;(3)10-5;
略
(10分)25℃时,50mL0.1mol/L醋酸中存在下述平衡:_______________________。若分别作如下改变,对上述平衡有何影响?
⑴加入少量冰醋酸,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变);
⑵加入一定量蒸馏水,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
⑶加入少量0.1mol/L盐酸,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
⑷加入20mL0.10mol/LNaCl,平衡将__________,溶液中c(H+)将__________(增大、减小、不变)
正确答案
CH3COOHCH3COO-+ H+ (2分)
⑴向电离方向移动 (1分) 增大 (1分)
⑵向电离方向移动 (1分) 减小 (1分)
⑶向离子结合成分子的方向移动(1分) 增大(1分)
⑷向电离方向移动 (1分) 减小(1分)
略
(8分)取0.1 mol/L HA溶液与0.1 mol/L NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=8。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因是 (用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+) 0.1 mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+) (填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7(填“>”、“<”或“=”)。
(4)有相同温度下相同浓度的四种盐溶液:
正确答案
(共8分,每空2分)(1)A-+H2OHA+OH- (2)> (3)> (4)A>B>D>C
试题分析:(1)等物质的量的一元酸和一元碱恰好反应生成盐和水,生成的盐溶液呈碱性说明该酸是弱酸,生成的盐能水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液的pH值大于7,水解方程式为:A-+H2OHA+OH-;
(2)该盐含有弱根离子能促进水电离,氢氧化钠是强碱能抑制水电离,所以混合溶液中由水电离出的c(H+)>0.1mol•L-1NaOH溶液中由水电离出的c(H+);
(3)将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,说明HA的酸性比碳酸的强,NH4A溶液为中性,说明相同条件下,氨水和HA的电离程度相同,所以(NH4)2CO3中铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度,所以溶液的pH>7;
(4)(NH4)2SO4和NH4Cl是强酸弱碱盐,铵根离子水解导致溶液呈酸性,溶液中铵根离子浓度越大,水解程度越小,但水解的个数多,所以氯化铵溶液的pH值大于硫酸铵;NH4A溶液中阴阳离子的水解程度相等,所以溶液呈中性,溶液的pH值大于氯化铵;NH4HCO3溶液中铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度,溶液呈碱性,所以溶液的pH值最大,故答案为:A>B>D>C。
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