- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
25 ℃时,有关物质的电离平衡常数如下:
回答下列问题。
(1)物质的量浓度为0.1 mol·L-1的下列四种物质,pH由大到小的顺序是________(填编号)。
a.Na2CO3 b.NaClO
c.CH3COONa d.NaHCO3
(2)常温下0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列各量一定变小的是________(填编号)。
A.c(H+) B.c(CH3COO-)
C.c(H+)·c(OH-) D.
(3)体积均为10 mL、pH均为2的醋酸溶液与HX溶液分别加水稀释至1 000 mL,稀释过程中pH变化如图所示。则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离平衡常数,理由是__________________;稀释后,HX溶液中水电离出来的c(H+)________(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中水电离出来的c(H+),理由是_________________________________________________________________。
(4)25 ℃时,若测得CH3COOH与CH3COONa的混合溶液的pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________(填精确数值)。
正确答案
(1)a>b>d>c
(2)AB
(3)大于 稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH大,说明HX的酸性强,故其电离平衡常数大 大于 稀释后HX溶液中的c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),它对水的电离的抑制能力减弱
(4)9.9×10-7 moL·L-1
(1)由电离平衡常数可知酸性强弱顺序为CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,酸性越弱,其盐溶液的水解能力越强,所以pH大小顺序为a>b>d>c。
(2)醋酸是弱电解质,稀释后虽然电离程度增大,但c(CH3COO-)、c(H+)减小,c(OH-)增大,但c(H+)·c(OH-)不变,增大。
(4)根据电荷守恒得c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=(10-6-10-8)mol·L-1=9.9×10-7 mol·L-1。
(10分)已知室温时,0.1 mol·L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,回答下列问题:
(1)该溶液的pH=________;
(2)HA的电离平衡常数K=________;
(3)升高温度时,K将______(填“增大”、“减小”或“不变”),pH将______(填“增大”、“减小”或“不变”);
(4)由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的________倍。
正确答案
(1)4(2分)(2)1×10-7 mol·L-1(2分)
(3)增大(2分) 减小(2分) (4)106(2分)
(1)c(H+)="c" α=0.1×0.1%=10-4mol·L-1,则pH=4
(2)K=c(H+)c(A—)/c(HA)=10-4×10-4/0.1=1×10-7 mol·L-1
(3)升温促进电离,平衡正向移动,,K值将增大;c(H+)增大,pH减小
(4)由HA电离出的c(H+)=10-4mol·L-1,溶液中的c(OH—)=10-10mol·L-1,也就是水电离出的c(H+)=10-10mol·L-1,则可计算出由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的106倍
已知25 ℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示:
回答下列问题:
(1)物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的四种溶液:
a.CH3COONa b.Na2CO3 c.NaClO d.NaHCO3
pH由小到大排列顺序是 (用编号填写)。
(2)常温下,0.1 mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是 。
E.c(H+)·c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
(3)体积均为100 mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离平衡常数 (填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数,理由是 。
正确答案
(1)a<d<c<b
(2)B、D
(3)大于 稀释相同倍数,一元酸HX的pH变化比CH3COOH的pH变化大,故HX酸性较强,电离平衡常数较大
(1)根据表中的电离平衡常数,可知酸性:CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-
因此对应钠盐溶液的碱性:
CH3COONa<NaHCO3<NaClO<Na2CO3。
(2)CH3COOH加水稀释,电离程度增大,n(H+)增大,但c(H+)减小,A错;由于温度不变,电离平衡常数不变,水的离子积不变,C错、E错;c(H+)/c(CH3COOH)= Ka/c(CH3COO-),因此c(H+)/c(CH3COOH)增大,B对;c(H+)减小,而水的离子积不变,则c(OH-)增大,因此c(OH-)/c(H+)增大,D对。
合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-94.2kJ·mol-1,分别在反应条件不同,但体积均为2L的三个固定体积的容器中反应,起始时N2、H2和NH3的物质的量分别为2mol、6mol、0mol,N2的物质的量随时间的变化如图所示。请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种 反应条件。所改变的条件是: ②___________________;③__________________;
(2)实验①的平衡常数K=____________(用最简分数表示),该反应进行到2h时的平均反应速率vH2=______________;
(3)氨是工业合成尿素(H2NCONH2)的重要原料,工业上合成尿素的反应分为如下两步:
第1步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(氨基甲酸铵) (l) △H1= -330.0 kJ·mol-1
第2步:H2NCOONH4(l) H2O(l)+H2NCONH2(l) △H2=+226.0 kJ·mol-1
则2NH3(l)+CO2(g) H2O(l)+H2NCONH2 (l) △H=______________。
(4)工业上利用反应 3Cl2 + 2NH3 =N2 + 6HCl 检查氯气管道是否漏气。当转移6 mol 电子时,生成氮气在标准状况下的体积是_________L。
(5)相同pH的氨水和NaOH溶液加水稀释相同的倍数,pH变化曲线如图所示,则x曲线代表的物质是______,当a=9时,稀释后溶液的体积是稀释前溶液体积的_______倍。
正确答案
(1)加入催化剂 ;降低温度。
(2)16/27 L2·mol-2 ;0.75 mol·L-1·h-1(3)-104 kJ·mol-1
(4)22.4
(5)氨水 ;100
结合下表回答下列问题(均为常温下的数据):
(1)上述三种酸中,酸性最强的是 。
(2)在常温下,相同物质的量浓度的①CH3COONa、 ②Na2CO3、③NaClO三种溶液的pH由小到大的顺序为 。(用序号回答)
(3)设计一个现象明显、操作简便的实验方案证明CH3COOH酸性强于碳酸(不用叙述仪器和具体操作) 。
(4)向Na2CO3溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的钠盐,同时还有另两种钠盐生成,该反应的化学方程式为 。
(5)实验证明:向0.01 mol/L NaAlO2溶液中加入等体积0.01 mol/L NaHCO3溶液,会产生白色胶状沉淀。据此推断CO32-和AlO2-两种离子中,结合质子(H+)能力较强的是 。
正确答案
(10分)(1)CH3COOH(1分) (2)①<③<②(2分)
(3)用醋酸溶液与碳酸氢钠(或其它碳酸盐)反应,有无色气体产生,从而证明醋酸酸性强于碳酸。(其它合理答案也可)(2分)
(4)2Na2CO3+Cl2+H2O=2NaHCO3+NaCl+ NaClO(3分) (5)AlO2-(2分)
试题分析:(1)酸越强,相应的电离平衡常数越大。根据表中数据可知,醋酸的电离平衡常数最大,所以上述三种酸中,酸性最强的CH3COOH。
(2)酸越弱,相应的钠盐越容易水解,溶液的碱性越强。根据电离平衡常数可知,酸性强弱顺序是CH3COOH>H2CO3>HClO>HCO3-,所以相同物质的量浓度的①CH3COONa、②Na2CO3、③NaClO三种溶液的pH由小到大的顺序为①<③<②。
(3)要证明醋酸的酸性强于碳酸,则可以利用较强酸制备较弱酸来完成,所以正确的方法是用醋酸溶液与碳酸氢钠(或其它碳酸盐)反应,有无色气体产生,从而证明醋酸酸性强于碳酸。
(4)向Na2CO3溶液中通入氯气,可制得某种生产和生活中常用的漂白、消毒的钠盐,同时还有另两种钠盐生成。由于碳酸的酸性强于次氯酸,但次氯酸酸性强于HCO3-,所以氯气通入到碳酸钠溶液中生成碳酸氢钠、氯化钠和次氯酸钠,反应的化学方程式为2Na2CO3+Cl2+H2O=2NaHCO3+NaCl+ NaClO。
(5)向0.01 mol/L NaAlO2溶液中加入等体积0.01 mol/L NaHCO3溶液,会产生白色胶状沉淀,该白色沉淀一定是氢氧化铝。由于碳酸氢钠溶液中存在HCO3-的电离平衡HCO3-H++CO32-,而AlO2-可以结合HCO3-电离出的氢离子生成氢氧化铝沉淀和CO32-,由此可知CO32-和AlO2-两种离子中,结合质子(H+)能力较强的是AlO2-。
在稀氨水中存在平衡:NH3+H2ONH4++OH-,如进行下列操作,则NH3、NH4+、H+、OH-浓度如何变化?试用“增大”“减小”“不变”填写。
(1)通适量HCl气体时,c(NH3)__________,c(H+)__________。
(2)加入少量NaOH固体时,c(NH4+)__________,c(OH-)__________。
(3)加入NH4Cl晶体时,c(NH4+)__________,c(OH-)__________。
正确答案
(1)减小;增大
(2)减小;增大
(3)增大;减小
(3分)写出下列物质的电离方程式:
(1)H2CO3
(2)NaHSO4
(3) NH3·H2O
正确答案
(3分)(1)H2CO3 (H+)+HCO3- HCO3-
(H+)+(CO3)2-
(2) NaHSO4Na++H++SO42- (3) NH3·H2O
NH4++OH-
考查电离方程式的书写。化学式和离子符号表示电离过程的式子,称为电离方程式。在书写时需要注意,强电解质用等号,弱电解质一律用可逆号,多元弱酸分步电离,多元弱碱一步电离。强酸的酸式盐一步电离。弱酸的酸式盐分步电离,第一步不可逆,以后步步可逆,且一步比一步的电离程度小。
室温下,向一定量的稀氨水中逐滴加入物质的量浓度相同的盐酸,直至盐酸过量。
(1)在滴加过程中,水的电离程度的变化是先______ 后______ (填“增大”、“减小”或“不变”)
(2)在下表中,分别讨论了上述实验过程中离子浓度的大小顺序、对应溶质的化学式和溶液的pH。试填写表中空白:
正确答案
(1)增大;减小
(2)
(16分)NH3在生活生产中用途广泛。
(1)下列关于NH3或氨水的实验能达到目的的是 (填编号)
(2)利用下图装置(气密性良好)在实验室模拟工业合成氨。
①N2和H2通过A装置,A装置的作用除了将气体混合外,还有 、 作用。
②实验结束,C中溶液有刺激性气味,C溶液中存在的含氮元素的微粒有 。
③某小组消耗大量的N2和H2,但得到的氨水浓度远低于其他组,可能的原因有 。(至少写出一项。注:实验试剂均未变质。)
(3)为验证氨水具有弱碱性,设计了下列实验,其中能达到实验目的是 。(填编号)
A.在氨水中滴入酚酞,溶液变红色
B.测定相同浓度的NaOH和氨水溶液的pH
C.将氨水和过量AlCl3溶液混合,产生白色沉淀
D.用pH试纸测定1mol/L NH4Cl溶液的酸碱性
(4)在实验室初步测定NH3•H2O的电离平衡常数。
①NH3•H2O电离平衡常数的表达式为:K= 。
②限选试剂和仪器:浓度为0.1mol/L 的氨水、0.1000mol/L 盐酸、1.000mol/L 盐酸、酚酞试剂、甲基橙试剂、蒸馏水、酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、胶头滴管、pH计、烧杯等(省略夹持仪器)
正确答案
(1)B (2分)
(2)①观测气体流速、干燥气体 (2分)
②NH4+ NH3·H2O NH3 (2分)
③氢气与氮气的流速过快而来不及反应、温度过高或过低条件,催化剂的催化效果不理想、所全的接触面过小 (2分)
(3)BD (2分)
(4)①K=c(NH4+)· c(OH-)/c(NH3·H2O) (2分)
步骤1:
①甲基橙试液。②用酸式滴定管取0.1000mol/L 盐酸,并进行滴定。(1分)
③当锥形中的溶液由黄色变为橙色,且保持半分钟不褪色,停止滴定,记录数据,重复2-3次 (1分)
步骤2:用PH计测出氨水的PH值 (1分)
通过测出的PH值计算得出c(OH-) (1分)
试题分析:(1)A.侯氏制碱法中,因为二氧化碳的溶解度小,氨气的溶解度大,应先通能入氨气,再通入过量的二氧化碳才能生成较多的碳酸氢铵
C.制备银氨溶液,应是在硝酸银溶液中滴加稀氨水,至产生的沉淀恰好溶解为止
D.无水硫酸铜用于检验水的存在而不用于干燥
(2)①从“浓硫酸”去理解和气泡的快慢观测气体的流速
②由NH3 + H2O ≒NH3·H2O NH3·H2O ≒ NH4+ + OH-可知
③主要从气的流速、催化剂的催化效果、反应的接触面等角度去答题
(3)抓住弱电解质的部分电离或相应的盐溶液的酸碱性
(4)①电离平衡常数的测定关键在于测出PH值计算出c(OH-),通过滴定法测定c(NH3·H2O)。
在稀氨水中存在下述电离平衡:NH3·H2ONH4++OH-
正确答案
(8分)根据强弱电解质的概念回答下列问题:
其中能够导电的是 ;属于强电解质的是 ;属于弱电解质的是 ;属于非电解质的是 (注回答不全不给分)
正确答案
略
(10分)溶于水的电离方程式为___________________________。
(1)向溶液中加入浓盐酸时,电离平衡向_________移动,
_________(填增大、减小、不变),
_________(填增大、减小、不变)。
(2)向溶液中加入
固体,电离平衡向_________移动,
_________(填增大、减小、不变),
_________(填增大、减小、不变)。
(3)若要使溶液中
增大,且使
的电离平衡逆向移动,可以加入_________。
(4)向溶液中加水,
_________(填增大、减小、不变),溶液
_________(填增大、减小、不变)
正确答案
(10分,每空1分),
(1)左,增大,减小
(2)右,减小,增大
(3)固体
(4)减小,增大
(1)H2S为二元弱酸,分布电离。H2SH++HS-,HS-
H++S2-;(2)加碱,氢离子和氢氧根中和,平衡正向移动,S2-浓度增加;(3)要是平衡逆向移动,可以加入生成物,故加NaHS固体;(4)加水稀释,电离程度增大,但浓度会减小。
今有浓度均为0.1mol/L的醋酸、盐酸和硫酸三种稀溶液,按下列题示回答问题(回答时用“>”、“<”或“=”连接a、b、c):
(1)设三种溶液的pH分别为a、b、c,则大小关系为 。
(2)若取等质量的锌分别跟这三种溶液反应,使锌恰好完全反应时,所消耗三种酸的体积分别为a、b、c,则其大小关系为 。
(3)取上述三种溶液各10mL,分别跟0.1mol/LNaOH溶液10mL混合,当反应结束后,三种混合液的pH分别为a、b、c ,则其大小关系为 。
正确答案
(1)a>b>c(2)a=b>c(3)a>b>c
试题分析:(1)醋酸是一元弱酸。在溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。c(CH3COOH)>c(H+),盐酸和硫酸都是强酸,完全电离,盐酸是一元强酸,硫酸是二元强酸,电离方程式为: HCl=H++Cl-.H2SO4=2H++SO42-。所以c(H+)硫酸>盐酸>醋酸。c(H+)越大,溶液的pH越小。故设三种溶液的pH分别为a、b、c,则大小关系为a>b>c 。(2)(2)若取等质量的锌分别跟这三种溶液反应,使锌恰好完全反应时,所消耗三种酸的体积分别为a、b、c,假设Zn的物质的量为1mol,则消耗的三种酸的物质的量为2mol、2mol、1mol.由于三种酸的物质的量浓度相等,所以消耗的三者的体积大小关系为a=b=2c(或a=b>c)。(3)取上述三种溶液各10mL,分别跟0.1mol/LNaOH溶液10mL混合,当反应结束后,得到的物质分别NaAc、NaCl、NaHSO4。NaAc是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性;NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性;NaHSO4是强酸的酸式盐,电离产生H+使溶液显酸性。若三种混合液的pH分别为a、b、c ,则其大小关系为a>b>c。
(5分)常温下,将三种一元酸(HX、HY、HZ)分别和NaOH溶液等体积混合,实验数据如下:
(1)上述三种酸中一定属于强酸的是 ,
(2)HZ和NaOH发生反应的离子方程式为 ,所得溶液中pH大于7的原因是 (用化学方 程式表示)。
(3)HX反应后所得溶液中,由水电离产生的c(OH-)= mol·L-1,下列叙述是对x 值的判断,其 中正确的是 。
A.一定=7 B.可能<7 C. 一定≧7 D.一定>7
正确答案
(5分)(1)HY
(2)HZ +OH- ="=" H2O + Z-, H2O + Z-HZ+OH-
(3)10x-14 C
试题分析:(1)等物质的量的酸与氢氧化钠混合,溶液的酸碱性取决于酸的强弱,若酸是强酸,则溶液呈中性,若酸是弱酸,则溶液呈碱性,所以上述三种酸中一定属于强酸的是HY;
(2)从HZ与氢氧化钠混合液的pH判断HZ是弱酸,酸性离子方程式时不能拆成离子形式,所以离子方程式为HZ +OH- ="=" H2O + Z-,所得溶液中pH大于7的原因是因为Z-水解使溶液呈碱性,水解的离子方程式为H2O + Z-HZ+OH-
(3)HX与氢氧化钠溶液反应后的溶液的pH=x,则溶液中的c(H+)=10-xmol/L,溶液中的c(OH-)=10x-14 mol/L,HX若为强酸该溶液为中性溶液,若为弱酸,则该溶液为碱性溶液,所以溶液中的OH-的浓度即是水电离产生的OH-的浓度,c(OH-)=10x-14 mol/L;根据以上分析,x≧7,答案选C。
已知HClO是比H2CO3还弱的酸,氯水中存在下列平衡:Cl2+H2OHCl+HClO,HClO
H++ClO-,达平衡后,
(1)要使HClO浓度增加,可加入下列物质__________________(填代号)。
A.SO2 B.Na2CO3 C.HCl D.NaOH
(2)由此说明在实验室可用排饱和食盐水收集Cl2的理由是_______________________。
正确答案
(1)B
(2)饱和食盐水中Cl-浓度较大,由于氯水中存在平衡:Cl2+H2OCl-+HClO+H+,所以,氯气在饱和食盐水中溶解度较小,通常情况下,可用排饱和食盐水的方法收集氯气。
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