- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(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.
(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。
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。
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。
有两瓶pH=2的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水。简述如何用最简便的实验方法来判断哪瓶是强酸。
正确答案
各取等体积酸溶液用蒸馏水分别稀释100倍。然后用pH试纸分别测其pH,pH变化大的那瓶是强酸。
pH相同的强酸与弱酸,加水稀释同样倍数时,由于弱酸继续电离生成H+,结果弱酸的pH一定小于强酸。
现有以下物质:①NaCl晶体,②SO3,③冰醋酸,④铁丝,⑤BaSO4晶体,
⑥蔗糖,⑦乙醇,⑧熔融KNO3,请回答下列问题(填序号):
(1)以上物质中能导电的是 ;
(2)以上物质中属于非电解质,但其水溶液可以导电的是 ;
(3)以上物质中属于弱电解质的是 ;
正确答案
(1) mq (2) k (3) l
试题分析:氯化钠晶体不导电,氯化钠水溶液或熔融氯化钠能导电,氯化钠是电解质;SO3不导电,其水溶液能导电,但真正电离出自由移动离子的是H2SO4,SO3是非电解质;冰醋酸不导电,其水溶液能导电,冰醋酸是电解质;铁丝能导电,但铁丝是单质,既不是电解质也不是非电解质;BaSO4晶体不导电,熔化状态能导电,BaSO4是电解质;蔗糖和乙醇不导电,它们的水溶液及熔化状态都不导电,它们都是非电解质;熔融KNO3能导电,是电解质。
点评:电解质和非电解质都是化合物,电解质必须本身能电离出自由移动的离子。
有A、B、C三种电解质溶液分别装在三个烧杯中,插有石墨电极,并按图所示方式在电路中连接。闭合开关K后,测得各支路电流强度ⅠⅠ≈ⅠⅡ(其中ⅠⅡ略小)。
若撤去B,测知电流强度ⅠA<<ⅠC;若撤去C,并将A、B两溶液混匀后均分为两等份,再重置于电路Ⅰ、Ⅱ处,测知通过A、B混合溶液的电流强度与先前通过A溶液的电流强度的相对大小关系为:ⅠsAB>>ⅠA
已知A、B、C分别选自下列溶液:
①0.1 mol·L-1盐酸 ②0.1 mol·L-1醋酸 ③0.1 mol·L-1NaCl溶液 ④0.1 mol·L-1硫酸 ⑤0.1 mol·L-1 NaOH溶液 ⑥0.1 mol·L-1氨水,且25 ℃时,A溶液pH<7
回答下列问题:
(1)指出A、B、C是(或可能是)什么溶液?
A____________;B____________;C____________。
(2)若向C溶液中滴入酚酞试剂呈红色,则C是____________。将A、B、C分别以等体积进行两两混合,结果是哪种组合的混合液中,水的电离程度最大? ____________。(选填“A”“B”“C”)
正确答案
(1)0.1 mol·L-1醋酸 0.1 mol·L-1氨水 其余四种均可 (2)NaOH A、B混合液
此题考查强弱电解质与导电性的关系。首先搞清线路连接方式:B、C串联,A与B、C并联,再根据实验所得现象,知A、B中一定是弱电解质而C中为强电解质。又因为A溶液pH<7可得答案。
(16分)甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),现在实验室模拟该反应并进行分析。
(1)下列各项中,不能够说明该反应已达到平衡的是__________(填序号)。
A. 恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化
B. 一定条件下,CH3OH分解的速率和CH3OH生成的速率相等
C. 一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D. 一定条件下,单位时间内消耗2 mol CO,同时生成1 mol CH3OH
(2) 右图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
① 该反应的焓变ΔH__________0(填“>”、“<”或“=”)。
② T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1_______K2
(填 “>”、“<”或“=”)。
③ 若容器容积不变,下列措施可增加甲醇产率的是
______________。
A. 升高温度 B. 将CH3OH(g)从体系中分离
C. 使用合适的催化剂
D. 充入He,使体系总压强增大
(3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,甲醇燃料电池的工作原理如右图所示。
①请写出c口通入的物质发生的相应电极反应式_________ 。
②工作一段时间后,当0.2 mol甲醇完全反应生成CO2 时,有___________NA个电子转移。
(4)利用右装置,可以模拟铁的电化学防护。
若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,开关K应该置于 处。
若X为锌,开光K置于 处,该电化学防护法称为 。
正确答案
(1)D(2分)
(2) ① <(2分) ② >(2分) ③ B(2分)
(3)①O2+4e-+4H+=2H2O(2分); ② 1.2(2分)
(4)N(1分); M(1分)牺牲阳极的阴极保护法(或:牺牲阳极保护法)(2分)
试题分析:(1)判断反应到达平衡的条件是:反应物和生成物均在同一反应体系中,反应条件保持不变;质量(浓度)保持不变,V顺=V逆。
(2)①先拐先到达平衡,说明T2>T1,随着温度的升高,CO的转化率下降,说明反应向逆反应方向进行,故该反应放热反应,ΔH<0。
②因为ΔH<0且T1
③定容情况下,各因素对化学反应的影响,因为放热反应,故升温反而降低了甲醇的产率;使用催化剂,只能改变反应效率,不能改变反应限度;充入He,使体系总压强增大,因为体积不变,故此做法对反应移动没影响。
(3)①H+往右边移动,说明右边为阴极,发生还原反应,有因为生成了水,故c口通入的物质为O2,发生的化学反应为O2+4e-+4H+=2H2O。
(4)若X为碳棒,为减缓铁的腐蚀,该装置应该为电解池,故开关K应置于N初;若X为锌,该装置为原电池,故开关K应置于M处。
点评:此题考核了学生对可逆反应的影响因素的掌握理解和原电池、电解池的工作原理。
在H2S溶液中,通入或加入少量下列物质:①O2 ②Cl2 ③SO2 ④CuSO4,能使溶液中的c(H+)增大的是______________。
正确答案
②④
H2S是弱电解质,在溶液中存在如下平衡:H2SH++HS-,HS-H++S2-。当加入少量CuSO4时,Cu2+会与S2-结合成难溶于酸的沉淀,使c(S2-)减小,使上述平衡向右移动,导致溶液中c(H+)增大。若通入O2、Cl2、SO2气体,它们都能与H2S反应。O2与H2S反应生成S和H2O,c(H+)下降。SO2与H2S反应生成S和H2O,但题目中说明“少量”,故不应考虑SO2过量。Cl2与H2S反应生成S和HCl,使c(H+)增大。
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