- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
已知25℃时有关弱电解质的电离平衡常数:
根据上述电离平衡常数分析,下列推断错误的是( )
正确答案
解析
解:A、由电离常数Ka的关系可知,1.8×10-5>4.3×10-7>1.28×10-10>5.6×10-11,则酸性CH3COOH>H2CO3>苯酚>HCO3-,显然等浓度时Na2CO3的水解程度最大,其溶液的pH最大,则等物质的量浓度的各溶液pH关系为pH(Na2CO3)>pH(C6H5ONa)>pH(NaHCO3)>pH(CH3COONa),故A正确;
B、因为苯酚是弱酸,不能完全电离,若溶液中c(Na+)=c(C6H5O-),则a一定大于b,故B正确;
C、C6H5ONa溶液中通少量CO2气体:C6H5ONa+H2O+CO2→C6H5OH+NaHCO3,故C错误;
D、醋酸的酸性强于碳酸的酸性,故足量的CH3COOH与Na2CO3溶液混合:2CH3COOH+Na2CO3═2CH3COONa+H2O+CO2↑,故D正确;
故选C.
在25°C时,0.1mol/L的HNO2、HCOOH、HCN、H2CO3的溶液,它们的电离平衡常数分别为4.6×10-4、1.8×10-4、4.9×10-10、K1=4.3×10-7和K2=5.6×10-11,其中氢离子浓度最小的是( )
正确答案
解析
解:相同温度相同浓度的酸溶液中,酸的电离常数越大,则该酸的酸性越强,酸溶液中氢离子浓度越大,根据电离平衡常数知,酸的酸性强弱顺序是HNO2>HCOOH>H2CO3>HCN>HCO3-,酸的电离常数越小,则酸中氢离子浓度越小,所以氢离子浓度最小的酸是HCN,
故选C.
25℃时,部分物质的电离常数如表所示:
请回答下列问题:
(1)a.CH3COOH,b.H2CO3,c.HClO的酸性由强到弱的顺序为______(填编号).
(2)同浓度的a.CH3COO-,b.HCO,c.CO
,d.ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为______(填编号).
(3)向NaClO溶液中通入少量的CO2,反应的离子方程式为______.
(4)pH相同的下列四种物质的溶液:a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3,物质的量浓度由大到小的顺序是______(填编号).
(5)常温下0.1mol•L-1的CH3COOH溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是______(填序号).
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH)
C.c(H+)•c(OH-) D. c(H+)•c(CH3COO-)/c(CH3COOH)
若该溶液升高温度,上述5种表达式的数据增大的是______.
(6)体积为10mL pH=2的醋酸溶液与一元酸HX分别加水稀释至1 000mL,稀释过程中pH变化如图所示,则HX的电离常数______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸的电离常数;稀释后,HX溶液中由水电离出来的c(H+)______(填“大于”、“等于”或“小于”)醋酸溶液中由水电离出来的c(H+).
正确答案
解析
解:(1)根据表中数据可知,酸的电离出平衡常数大小为:CH3COOH>H2CO3>HCO3->HClO,电离平衡常数越大,酸性越强,所以酸性由强到弱的顺序为为:CH3COOH>H2CO3>HClO,
故答案为:a>b>c;
(2)酸根离子对应酸的酸的电离平衡常数越大,则其结合氢离子能力越弱,由于电离平衡常数CH3COOH>H2CO3>HCO3->HClO,则同浓度CH3COO-、HCO3-、CO32-、ClO-结合H+的能力由强到弱的顺序为:CO32->ClO->HCO3->CH3COO-,
故答案为:c>d>b>a;
(3)NaClO溶液中通入少量CO2,反应生成碳酸氢钠和次氯酸,反应的离子方程式为:ClO-+CO2+H2O=HCO3-+HClO,
故答案为:ClO-+CO2+H2O=HCO3-+HClO;
(4)pH相同的下列四种物质的溶液:a.Na2CO3,b.NaClO,c.CH3COONa,d.NaHCO3,由于酸根离子部分水解,四种溶液都呈碱性,pH相同时,酸根离子对应的酸的酸性越强,其水解程度越弱,若使pH相同,则其盐溶液的浓度越大,由于酸性CH3COOH>H2CO3>HCO3->HClO,所以四种溶液的浓度大小为:c>d>b>a,
故答案为:c>d>b>a;
(5)A.0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,溶液中氢离子浓度减小,故A正确;
B.0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加稀释过程中,各个微粒浓度减小,同时醋酸的电离向右移动,c(H+)减小的程度小于c(CH3COOH)的减小程度,则c(H+)/c(CH3COOH)增大,故B错误;
C.Kw=c(H+)•c(OH-)只受温度的影响,温度不变则其值是一个常数,故C错误;
D.c(H+)•c(CH3COO-)/c(CH3COOH)为醋酸的电离平衡常数,由于温度不变,则水的电离平衡常数不变,故D错误;
故答案为:A;
若该溶液升高温度,醋酸、水的电离程度对增大,则溶液中氢离子、氢氧根离子浓度都增大,
A.升高温度后溶液中氢离子浓度c(H+)增大,故A正确;
B.升高温度后氢离子、氢氧根离子浓度都增大,醋酸的浓度减小,则(H+)/c(CH3COOH)增大,故B正确;
C.c(H+)•c(OH-)为水的离子积,升高温度后水的电离程度增大,则水的离子积增大,故C正确;
D.c(H+)•c(CH3COO-)/c(CH3COOH)是醋酸的电离平衡常数,升高温度后产生的电离平衡常数增大,故D正确;
故答案为:ABCD;
(6)根据图象分析知道,起始是两种溶液中c(H+)相同,c(较弱酸)>c(较强酸),稀释过程中较弱酸的电离程度增大,故在整个稀释过程中较弱酸的c(H+)一直大于较强酸的c(H+),稀释相同倍数,HX的pH变化比CH3COOH的大,故HX酸性强,电离平衡常数大;HX酸性强于CH3COOH的,稀释后HX溶液中c(H+)小于CH3COOH溶液中的c(H+),所以对水的抑制能力减弱,
故答案为:大于;大于.
下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.溶液的酸碱性是根据溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的相对大小确定的,当溶液中c(H+)>c(OH-)时,该溶液一定显酸性,故A正确;
B.常温下,强酸弱碱盐的溶液也呈酸性,故B错误;
C.电解稀硫酸和氢氧化钠溶液实质上是电解水,阴极上都是氢离子放电,阳极上都是氢氧根离子放电,所以产物相同,故C错误;
D.电解质的强弱是根据其电离程度划分的,不是根据电解生成物划分的,故D错误;
故选A.
在室温下,下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A、将1 mL 1.0×10-5mol/L盐酸稀释到1000 mL,得到盐酸pH接近7,不可能大于7,故A错误;
B、一元强酸稀释10倍,pH增大一个单位,一元弱酸稀释10倍,弱酸存在电离平衡,pH增大小于一个单位;将1mLpH=3的一元酸溶液稀释到10 mL,若溶液的pH<4,则此酸为弱酸,故B正确;
C、用pH=1的盐酸分别中和1mLpH=13的NaOH溶液和氨水,氨水存在电离平衡,所以氨水消耗盐酸的体积大,故C错误;
D、pH=2的盐酸与pH=1的硫酸比较,依据HCl=Cl-+H+;H2SO4=2H++SO42-;c(Cl-)=0.01mol/L,而c(SO42-)=0.05mol/L,即5c(Cl-)=c(SO42-),故D错误;
故选B.
(2015秋•重庆校级期中)某研究小组对一元有机弱酸HA在溶剂苯和水的混合体系中溶解程度进行研究,在25℃时,弱酸HA在水中部分电离,当HA浓度为4.0×10-3mol•L-1时,其电离度为0.30;在苯中部分发生双聚,生成(HA)2.该平衡体系中,一元有机弱酸HA在溶剂苯(B)和水(W)中的分配系数为K,K==1.0,即达到平衡后,以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1;其他信息如下:
则25℃,在苯体系中HA的转化率为______.
正确答案
44%
解析
解:水中HA的物质的量浓度为:4.0×10-3mol•L-1×0.7=2.8×10-3mol•L-1,由于以分子形式存在的HA在苯和水两种溶剂中的比例为1:1,所以苯体系中HA的浓度为2.8×10-3mol•L-1,发生转化的HA的物质的量浓度为:(5.0×10-3-2.8×10-3)mol/L=2.2×10-3mol•L-1,在苯体系中HA的转化率为:×100%=44%,
故答案为:44%.
对于常温下pH为2的盐酸,叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.因溶液遵循电荷守恒,则c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),故A错误;
B.与等体积pH=12的氨水混合后,氨水有剩余,溶液显碱性,故B错误;
C.常温下Kw=1.0×10-14,pH=2的盐酸溶液中由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol•L-1,所以盐酸电离出的H+约为由H2O电商出H+浓度的l010倍,故C正确;
D.与等体积0.01 moI•L-1碳酸钠溶液混合后所得溶液等物质量浓度的碳酸氢钠和氯化钠,根据物料守恒c(Na+)═2c(CO32-)+2c(H2CO3)+2c(HCO3-),故D错误;
故选C.
(2015秋•武汉校级期中)下列说法中正确的是:(均在常温下)( )
①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低.
②pH=2的盐酸和pH=1的醋酸,c(H+) 之比为2:1.
③在Na2CO3和NaHCO3溶液中均存在下列关系c(Na+)+c(H+)═c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)
④已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh;水的离子积为Kw;
则三者关系为:Ka•Kh=Kw
⑤甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
正确答案
解析
解:①pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中c(H+)减小,温度不变,则水的离子积常数不变,则c(OH-)增大,故①错误;
②c(H+)=10-pH,pH=2的盐酸和pH=1的醋酸,c(H+)之比为=0.01mol/L:0.1mol/L=1:10,故②错误;
③在Na2CO3和NaHCO3溶液中存在的离子有Na+、H+、OH-、HCO3‑、CO32-,由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3‑)+2c(CO32-),故③正确;
④已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh,水的离子积为Kw,则三者关系为:Ka•Kh=×
=Kw,故④正确;
⑤当两溶液的pH之和等于14时,混合液的pH=7,故⑤正确;
故选B.
下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.冰是由水分子通过氢键形成的分子晶体,冰的熔化热为6.0kJ•mol-1,1mol冰变成0℃的液态水所需吸收的热量为6.0kJ,全用于打破冰的氢键,冰中氢键键能为20.0kJ•mol-1,1mol冰中含有2mol氢键,需吸收40.0kJ的热量.6.0kJ/40.0kJ×100%=15%.由计算可知,最多只能打破1mol冰中全部氢键的15%,故A正确;
B.Ka是电离常数,是弱电解质达电离平衡时的平衡常数,在一定温度下,与浓度无关.Ka的计算用溶液中电离出来的各离子浓度乘积与溶液中未电离的电解质分子浓度的比值,一定温度下,醋酸溶液的物质的量浓度为c,电离度为α,CH3COOH⇌CH3COO-+H+醋酸电离出的CH3COO-和H+浓度均为cα,溶液中未电离的电解质分子浓度为c(1-α),故题中Ka=.若加入少量醋酸钠固体,CH3COONa═CH3COO-+Na+增大了CH3COO-的浓度,CH3COOH⇌CH3COO-+H+向左移动,α减小,但醋酸的浓度比原先的大,分子分母中c变大,Ka不变,故B错误;
C.实验测得环己烷(l)和环己烯(l)的标准燃烧热分别为-3916kJ•mol-1和-3747kJ•mol-1,1mol环己烯(l)与环己烷(l)相比,形成1mol碳碳双键,能量降低169kJ,假如苯分子中有独立的碳碳双键,苯(l)与环己烷(l)相比,形成三个碳碳双键,则能量应降低169kJ•mol-1×3=507kJ/mol,而实际测得苯的燃烧热仅为3265 kJ•mol-1,能量降低了3916 kJ•mol-1-3265 kJ•mol-1=691kJ•mol-1,远大于507kJ•mol-1,充分说明苯分子不是环己三烯的结构,可以证明在苯分子中不存在独立的碳碳双键,故C正确;
D.Fe2O3(s)+3C(石墨)═2Fe(s)+3CO(g);△H=+489.0 kJ•mol-1…①
CO(g)+12O2(g)═CO2(g);△H=-283.0 kJ•mol-1…②
C(石墨)+O2(g)═CO2(g);△H=-393.5 kJ•mol-1…③
4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s);△H=-1641.0 kJ•mol-1…④
根据盖斯定律,方程式4Fe(s)+3O2(g)═2Fe2O3(s)可由[(③-②)×6]-(①×2)可得,
△H=[-393.5 kJ•mol-1-(-283.0 kJ•mol-1)]×6-(489.0 kJ•mol-1×2)=-1641.0 kJ•mol-1,故D正确;
故选B.
一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力有如图所示曲线,请回答.
(1)a、b、c三点的氢离子浓度由小到大的顺序为______.
(2)若使c点溶液中的c(CH3COO-)提高,在如下措施中,不可选择的是______
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOH D.加水
E.加固体CH3COONa F.加Zn粒
(3)在稀释过程中,随着醋酸浓度的降低,下列始终保持增大趋势的量是______
A.c(H+) B.H+个数 C.CH3COOH分子数D..
正确答案
c<a<b
BD
BD
解析
解:(1)导电能力越强,离子浓度越大,氢离子浓度越大,pH越小,则a、b、c三点溶液的氢离子浓度由小到大的顺序为为c<a<b,故答案为:c<a<b;
(2)要使醋酸根离子浓度增大,可以采用加热、加入含有醋酸根离子的物质、加入和氢离子反应的物质,
A.加热促进醋酸电离,则溶液中醋酸根离子浓度增大,故A错误;
B.加很稀的NaOH溶液,促进醋酸电离,但溶液的体积增大,导致醋酸根离子浓度减小,故B正确;
C.加NaOH固体,氢氧化钠和氢离子反应促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,故C错误;
D.加水稀释能促进醋酸电离,但醋酸根离子浓度减小,故D正确;
E.加固体CH3COONa,能抑制醋酸电离,但醋酸钠电离出的醋酸根离子大于抑制醋酸电离出的醋酸根离子,所以醋酸根离子浓度增大,故E错误;
F.加入锌粒,和氢离子反应,促进醋酸电离,所以醋酸根离子浓度增大,故F错误;
故选BD;
(3)A、在稀释过程中,溶液的体积增大,各组分的浓度减小,故A错误;
B、弱电解质越稀,电离度越大,即电离出的氢离子数越多,故B正确;
C、弱电解质越稀,电离度越大,平衡向右移动,CH3COOH分子数减少,故C错误;
D、在稀释过程中,溶液的体积增大,各组分的浓度减小,但是醋酸根离子和氢离子减小的趋势小于醋酸浓度减小的趋势,所以增大,故D正确;
故选BD.
(2015秋•河南校级期中)25℃时,弱酸的电离平衡常数如下表:
下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A、酸的电离平衡平衡常数反映了酸的电离程度的大小,所以酸性顺序是:醋酸>碳酸>氢氰酸,所以等物质的量浓度的溶液中弱离子的水解程度顺序是:NaCN>Na2CO3)>CH3COONa,水解程度越大,碱性越强,pH越大,即pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa),故A正确;
B、a mol/L HCN与a mol/L NaOH溶液等体积混合后所得溶液为NaCN溶液,属于强碱弱酸盐,溶液显示碱性,故B错误;
C、往冰醋酸中逐滴加水稀释,自由移动离子的浓度先增加后减小,溶液导电能力先增加后减小,故C错误;
D、等浓度Na2CO3溶液和NaHCO3溶液中碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子的水解程度,Na2CO3溶液的碱性比NaHCO3溶液的碱性强,故D正确.
故选AD.
25℃时,在某物质的溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-amol/L,下列说法不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.如果a<7,则促进水电离,故A错误;
B.如果a>7,则抑制水电离,故B正确;
C.如果a<7,则促进水电离,该溶液为盐溶液,溶液的pH=a,故C正确;
D.如果a>7,则抑制水电离,该溶液为酸溶液或碱溶液,则该溶液的PH值为a或14-a,故D错误;
故选AD.
18℃时,H2A(酸):K1=4.3×10-7,K2=2.1×10-12.H2B(酸):K1=1.0×10-7,K2=6.3×10-13,在浓度相同的两种溶液中,用“>”、“<”或“=”填空.
(1)酸根离子的浓度:c (A2-)______c (B2-);
(2)溶液的导电能力:H2A______H2B.
正确答案
解析
解:(1)相同温度、相同浓度下,电离平衡常数越大其电离程度越大,H2A(酸)的K2大于H2B(酸),所以酸根离子的浓度:c(A2-)>c(B2-),故答案为:>;
(2)相同温度、相同浓度的不同二元酸溶液中,c(H+)与电离平衡常数成正比,多元弱酸的电离以第一步为主,H2A(酸)的K1大于H2B(酸),所以H2A电离程度大,溶液中离子浓度H2A>H2B,溶液的导电能力:H2A>H2B,
故答案为:>.
(2015秋•商州区校级月考)常温下,某水溶液M中存在的离子有:Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A.根据题意回答下列问题:
(1)H2A为______酸(填“强”或“弱”).
(2)若溶液M由10mL 2mol•L-1 NaHA溶液与2mol•L-1 NaOH溶液等体积混合而得,则溶液M的pH______7(填“>”、“<”或“=”),原因为______(用离子方程式表示),溶液中离子浓度由大到小顺序为______.已知Ksp(BaA)=1.8×10-10,向上述混合溶液中加入10mL 1mol•L-1 BaCl2溶液,混合后溶液中的Ba2+浓度为______mol•L-1.
(3)若溶液M有下列三种情况:①0.01mol•L-1的H2A溶液;②0.01mol•L-1的NaHA溶液;③0.02mol•L-1的HCl与0.04mol•L-1的NaHA溶液等体积混合液,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为______;pH由大到小的顺序为______.
(4)若溶液M由pH=3的H2A溶液V1 mL与pH=11的NaOH溶液V2 mL混合反应而得,混合溶液=104,V1与V2的大小关系为______(填“大于”“等于”“小于”或“均有可能”).
正确答案
解析
解:(1)存在的分子有H2O、H2A,则H2A为弱酸,故答案为:弱;
(2)等体积混合生成Na2A,水解显碱性,pH>7,离子水解以第一步为主,A2-+H2O⇌HA-+OH-,则离子浓度关系为c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+),由反应式Ba2++A2-=BaA↓可得:沉淀后A2-过量0.01mol,溶液中c(A2-)==
mol•L-1,根据BaA的Ksp=c(Ba2+)•c(A2-)可得c(Ba2+)=
=
=5.4×10-10 mol•L-1;
故答案为:>;A2-+H2O⇌HA-+OH-;c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H+);5.4×10-10;
(3)弱酸电离,②中水解生成分子,③中等体积混合为等量的NaCl、NaHA、H2A,浓度均为0.01mol/L,抑制弱酸的电离,则三种情况的溶液中H2A分子浓度最大的为③,最小的为②,②溶液pH大于③,①③相比①的酸性强,则pH最小,所以②>③>①,故答案为:③;②>③>①;
(4)混合溶液c(H+)/c(OH-)=104,c(H+)=10-5mol/L,显酸性,则酸过量,H2A为弱酸,pH=3的H2A溶液与pH=11的NaOH溶液混合时酸的浓度大于碱的浓度,则二者体积关系不确定,大于、小于或等于都可能酸过量,故答案为:均有可能.
(2016春•武汉月考)浓度均为0.1mol/L、体积为V0的HX、HY溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化关系如图所示.下列叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据图知,lg=0时,HX的pH>1,说明HX部分电离为弱电解质,HY的pH=1,说明HY完全电离,为强电解质,HY的酸性大于HX,故A错误;
B.酸或碱抑制水电离,酸中氢离子浓度越小其抑制水电离程度越小,根据图知,b溶液中氢离子浓度小于a,则水电离程度a<b,所以由水电离出的c(H+)•c(OH-):a<b,故B正确;
C.酸的电离平衡常数只与温度有关,所以相同温度下,电离常数K( HX):a=b,故C错误;
D.lg=3,若同时微热两种溶液(不考虑HX、HY和H2O的挥发),n(X-)增大,n(Y-)不变,二者溶液体积相等,所以
=
变大,故D错误;
故选B.
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