- 水溶液中的离子平衡
- 共26089题
(2015秋•包头校级期末)物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,其pH分别为8、9、10,则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是( )
正确答案
解析
解:酸的酸性越强,其酸根离子水解程度越小;酸根离子水解程度越小,相同浓度的钠盐溶液pH越小,物质的量浓度相同的三种正盐NaX、NaY、NaZ的水溶液,其pH分别为8、9、10,说明X-、Y-、Z-的水解程度逐渐增大,则HX、HY、HZ的酸性逐渐降低,即酸性:HX>HY>HZ,故选B.
已知某弱酸的酸式酸根离子HB-既能发生电离,又能发生水解,请通过实验确定HB-离子是电离程度大还是水解程度大?请简述实验过程和结论.
正确答案
解析
解:确定HB-离子是电离程度大与水解程度大小的方法为:用pH试纸测NaHB溶液的pH值,若pH>7,说明HB-水解程度大于其电离程度;若pH=7,说明其水解程度等于其电离程度;如果pH<7,则说明其水解程度小于其电离程度,
答:判断HB-离子是电离程度大与水解程度大小的方法为:用pH试纸测NaHB溶液的pH,若pH>7,说明HB-水解程度大于其电离程度;若pH=7,说明其水解程度等于其电离程度;如果pH<7,则说明其水解程度小于其电离程度.
下列物质在水溶液中存在着电离平衡的是( )
正确答案
解析
解:A.次氯酸是弱电解质,在水溶液里只有部分电离,所以存在电离平衡,故A正确;
B.硝酸是强电解质,在水溶液里完全电离,所以不存在电离平衡,故B错误;
C.酒精是非电解质,在水溶液里以分子存在,所以不存在电离平衡,故C错误;
D.硫酸钠是强电解质,在水溶液里完全电离,所以不存在电离平衡,故D错误;
故选A.
I.描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表1是常温下几种弱酸的电离平衡常数(Ka)和弱碱的电离平衡常数(Kb).
表1
请回答下列问题:
(1)上述四种酸中,酸性最弱的是______(用化学式表示).下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离平衡常数不变的操作是______(填序号).
A.升高温度 B.加水稀释 C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈______(选填“酸性”“中性”或“碱性”),理由是:______,溶液中各离子浓度大小的关系是______.
II.氮是地球上含量最丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用.请回答下列问题:(图中涉及物质为气态)
(1)如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式______.
(2)在0.5L的密闭容器中,一定量的氮气和氢气进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)△H<0,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:请完成下列问题.
①试比较K1、K2的大小,K1_______ K2(填写“>”、“=”或“<”).
②下列各项能作为判断该反应达到化学平衡状态的依据是______(填序号字母):
a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2 b.v (N2)正=3v (H2)逆
c.容器内压强保持不变 d.混合气体的密度保持不变
③在400℃时,当测得NH3和N2、H2的物质的量分别为1mol和2mol、3mol时,则该反应的v(N2)正______v(N2)逆(填写“>”、“=”或“<”).
正确答案
HCN
B
中性
CH3COOH与NH3•H2O的电离平衡常数相等,可知CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同
c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-)
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1
>
c
>
解析
解:Ⅰ、(1)对于一元弱酸,电离平衡常数越大则酸性越强,反之则酸性越弱,HCN的电离平衡常数最小,则酸性最弱;
根据醋酸的电离平衡:CH3COOH⇌CH3COO-+H+,
A、升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,故A错误;
B.加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,故B正确;
C.加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,故C错误;
D.加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,故D错误.
故答案为:HCN;B;
(2)醋酸铵溶液中,醋酸水解显碱性,铵根离子水解显酸性,CH3COOH与NH3•H2O的电离平衡常数相等,CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同,酸性和碱性程度相当,溶液显中性,即c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),得出c(NH4+)=c(Cl-)并且大于水解生成的c(H+)、c(OH-),即c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
故答案为:中性;CH3COOH与NH3•H2O的电离平衡常数相等,可知CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同;c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
Ⅱ、(1)根据图示信息,可以知道1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中会释放234KJ的能量,即热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1,
故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1,故答案为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ•mol-1;
(2)①由于合成氨反应是放热反应,温度越高,原料的转化率越低,平衡常数越小,故有K1>K2,故答案为:>;
②a、达平衡时,各物质的浓度不再随时间的变化而变化,容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2,不能作为平衡状态的标志,故a错误;
b、3v (N2)正=v (H2)逆可判断反应达平衡状态,化学反应速率之比等于方程式的系数之比,故b错误;
c、对于反应前后气体物质的量变化的反应,容器内压强保持不变可以作为平衡状态的判据,故c正确;
d、由于容积不变,容器内气体的密度始终不变,故d错误;
故答案为:c;
③400℃时,浓度商Qc=<K,说明反应正向进行,因此有v(N2)正>v(N2)逆,故答案为:>.
某合作学习小组的同学对冰醋酸在25℃下的稀释过程,有如下思辨,你认为不正确的是( )
正确答案
解析
解:A.电离平衡常数只与温度有关,温度不变,电离平衡常数不变,故A正确;
B.向冰醋酸中加水稀释,促进醋酸电离,当氢离子增大量大于溶液体积的增大量,氢离子浓度先增大,当增大到一定程度后,溶液中氢离子增大的量小于溶液体积增大的量,导致氢离子浓度降低,故B错误;
C.溶液中氢离子浓度先增大后减小,所以溶液的pH先减小后增大,故C正确;
D.向冰醋酸中加水稀释,促进醋酸电离,所以醋酸的分子数不断减少,故D正确;
故选B.
(1)请完成下列各空:
①pH=a的CH3COOH溶液稀释100倍后所得溶液pH______a+2(填“>”或“<”)
②0.01mol/LCH3COOH溶液的pH______2(填“>”或“<”);
(2)观察比较以上两个小题,试猜想证明某酸(HA)是弱电解质的原理有两个:
一是:______;
二是:______.
(3)请你根据以上原理提出一些方案,证明HA酸是弱电解质:(只需简明写出方案,不需写出具体步骤,以下项目可不填满也可增加项目)
①______
②______.
正确答案
解析
解:(1)①CH3COOH是弱酸,存在电离平衡,加水促进电离,所以CH3COOH溶液稀释100倍后,pH变化小于2个单位,即所得溶液pH<a+2,故答案为:<;
②CH3COOH是弱酸,在水溶液中部分电离,溶液中氢离子浓度小于0.01mol/L,所以0.01mol/L CH3COOH溶液的pH>2,
故答案为:>;
(2)弱电解质在水溶液里存在电离平衡,证明某酸(HA)属于弱电解质,可证明溶液中存在电离平衡,或证明HA不能完全电离,
故答案为:溶液中存在电离平衡;证明HA不能完全电离;
(3)证明某酸(HA)是弱电解质的方法有)①对比等物质的量浓度的HA溶液和盐酸导电性对比实验;②测0.01mol/LHA溶液的pH>2;③测pH=a的HA稀释100倍后所得溶液pH<a+2;④中和10mLpH=1的HA溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积大于10mL,
故答案为:①对比等物质的量浓度的HA溶液和盐酸导电性对比实验;②测0.01mol/LHA溶液的pH>2(或③测pH=a的HA稀释100倍后所得溶液pH<a+2、④中和10mLpH=1的HA溶液消耗pH=13的NaOH溶液的体积大于10mL).
(2015秋•嘉兴校级期中)今有室温下四种溶液,有关叙述不正确的是( )
正确答案
解析
解:①中c(NH3.H2O)>0.001mol/L,②中c(NaOH)=0.001mol/L③中c(CH3COOH)>0.001mol/L,④中c(HCl)=0.001mol/L,
A.醋酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,所以③、④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大,故A正确;
B.如果②③等体积混合,酸过量,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),且溶液中存在电荷守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),所以c(CH3COO-)>c(Na+),故B正确;
C.弱电解质溶液中存在电离平衡,酸或碱加水稀释相同的倍数,弱电解质的pH变化小于强电解质,所以四种溶液的pH①>②>④>③,故C正确;
D.由于c(NH3.H2O)>0.001mol/L、c(HCl)=0.001mol/L,若V1L④与V2L①溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则必须满足盐酸体积大于氨水,即V1>V2,故D错误;
故选D.
下列对溶液叙述正确的是( )
正确答案
解析
解:A.冰醋酸是分子晶体,向冰醋酸中加水,促进冰醋酸电离,氢离子浓度逐渐增大,增大到一定程度时,再向溶液中加水稀释,溶液中离子浓度反而减小,故A错误;
B.一水合氨是弱电解质,氢氧化钠是强电解质,加水稀释过程中促进一水合氨电离,但不能完全电离,所以物质的量浓度相同的氢氧化钠和氨水,加水稀释至m倍、n倍后,若稀释后溶液的pH相等,氢氧化钠溶液中加入的水体积大于氨水,则m>n,故B错误;
C.混合溶液中c(OH-)==0.01mol/L,则c(H+)=
mol/L=10-12 mol/L,所以pH=12,故C正确;
D.氢氧化钠和醋酸溶液混合,如果pH>7时,溶液中的溶质为醋酸钠或醋酸钠和氢氧化钠,溶液中c(Na+)>c(OH-),但不可能出现c(OH-)>c(Na+),故D错误;
故选C.
MOH和ROH两种一元碱的溶液分别加水稀释时,pH变化如图所示,下列叙述中正确的是( )
正确答案
解析
解:A.MOH开始的pH=12,稀释100倍pH=11,则MOH为弱碱,故A错误;
B.由ROH═R++OH-,MOH⇌M++OH-可知,在x点,c(OH-)相等,则c(M+)=c(R+),故B正确;
C.稀释前,c(ROH)=0.1mol/L,c(MOH)>0.01mol/L,则c(ROH)<10c(MOH),故C错误;
D.设醋酸的pH=a,ROH的pH=14-a,则醋酸和ROH溶液等体积混合时V×10-amol/L=V×1014-a-14mol/L,
说明二者溶液中电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相等,因醋酸为弱酸,不能完全电离,所以醋酸的浓度大于10-amol/L,醋酸有剩余,溶液显酸性,故D正确;
故选BD.
下列有关说法正确的是( )
正确答案
解析
解:A.加水稀释虽然能促进一水合氨电离,但溶液中pH减小,则氢离子浓度增大,故A错误;
B.反应不能自发进行,说明:△H-T△S>0,该反应是一个气体体积增大的反应,所以熵增大,要使△H-T△S>0,则△H一定大于0,故B正确;
C.该反应是一个反应前后气体体积减小的放热反应,升高温度,反应速率增大,平衡向逆反应方向移动,所以氢气的转化率减小,故C错误;
D.水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大,说明升高温度促进水的电离,所以水的电离是吸热反应,故D错误;
故选B.
(2015秋•株洲校级期末)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
正确答案
解析
解:因为强酸完全电离,一元中强酸部分电离,因此相同的PH值,即C(H+)相同时,一元中强酸的浓度比强酸浓度大,由于体积相等,因此一元中强酸的物质的量大于强酸,因此产生的H2也比强酸多.反应过程由于H+不断被消耗掉,促使一元中强酸继续电离出H+,由于其他条件都相同,反应速率取决于H+浓度,由于开始时H+浓度相等,因此反应速率也相等(在图中反应速率就是斜率),后面强酸的反应速率下降得快,斜率也就更小,曲线更平坦.最终生成H2的体积也比一元中强酸少,因此曲线在一元中强酸下面,故C符合;
故选C.
往c(H+)相等的一元酸HA和HB的溶液中分别加入适量的锌粉,充分反应后,当收集到的H2气体相等时,消耗酸的体积V(HA)>V(HB),下列分析正确的是( )
正确答案
解析
解:A.根据生成氢气的量相等可知,则反应消耗的锌一定相等,即:m(HA)=m(HB),故A错误;
B.生成氢气的量相等,HA和HB提供的氢离子的总物质的量一定相等,而需要酸的体积V(HA)>V(HB),即:c(H+)相等时,提供等物质的量的氢离子,HB的物质的量必须大于HA,说明酸性HA的酸性大于HB,但是不能说明HA为强酸,故B错误;
C.根据氢原子守恒,生成氢气的量相等,则消耗酸的物质的量一定满足:n(HA)=n(HB),故C正确;
D.根据B可知,HA酸性大于HB,则HB的物质的量浓度一定大于HA,反应过程中随着氢离子浓度减小,HB的电离程度增大,氢离子浓度大于HA,所以生成氢气的平均反应速率:V(HA)<V(HB),故D正确;
故选CD.
水溶液中存在多种平衡,请回答下列问题.
(1)有下列几种溶液:a.NH3•H2O b.CH3COONa c.NH4Cl d.NaHSO4
常温下呈酸性的溶液有______(填序号).
(2)已知NaHCO3溶液呈碱性,该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡,用电离方程式或离子方程式表示:______、______,该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是:______.
(3)有浓度均为0.1mol•L-1的 ①盐酸 ②硫酸 ③醋酸三种溶液,请用序号填空:
三种溶液的c(H+)大小顺序为______;中和一定量NaOH溶液生成正盐时,需上述三种酸的体积依次的大小关系为______;若三种溶液的pH都为2,分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL,此时三种溶液的pH的大小关系为______.
(4)25℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10,试写出AgCl溶解平衡的表达式:______,现将足量AgCl固体投入100mL0.1mol/L MgCl2溶液充分搅拌后冷却到25℃时,此时c(Ag+)=______mol/L(忽略溶液体积的变化).
正确答案
cd
HCO3-⇌H++CO32-
HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-
c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)
②>①>③
①=③>②
①=②>③
AgCl(S)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq)
9×10-10
解析
解:(1)强酸酸式盐、强酸弱碱盐、酸溶液都呈酸性,NH4Cl为强酸弱碱盐,铵根离子水解而使溶液呈酸性,NaHSO4完全电离出氢离子而使溶液呈强酸性,所以呈酸性的溶液是氯化铵和硫酸氢钠,故选c、d;
(2)NaHCO3溶液中HCO3-存在电离平衡和水解平衡,方程式分别为:HCO3-⇌H++CO32-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-;
钠离子不水解,碳酸氢根离子水解,所以c(Na+)>c(HCO3-),碳酸氢钠水解而使溶液呈碱性,所以c(OH-)>c(H+),但水解是微弱的,溶液中阴离子主要以碳酸氢根离子存在,所以c(HCO3-)>c(OH-),溶液中碳酸氢根离子电离出氢离子和碳酸根离子、水电离出氢离子,所以c(H+)>c(CO32-),故溶液中各种离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);
故答案为:HCO3-⇌H++CO32-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-;c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-);
(3)硫酸是二元强酸,盐酸是一元强酸,醋酸是一元弱酸,所以相同浓度的这三种溶液中氢离子浓度大小顺序是:②>①>③;
中和相同物质的量的NaOH溶液,需要氢离子的物质的量相等,硫酸是二元强酸,盐酸是一元强酸,醋酸是一元弱酸,且三种酸浓度相等,所以需要酸的体积 ①=③>②;
硫酸是二元强酸,盐酸是一元强酸,醋酸是一元弱酸,pH相等的三种酸,氢离子浓度相等,加水稀释促进醋酸电离,所以稀释后溶液中氢离子浓度①=②<③,则溶液的pH①=②>③,
故答案为:②>①>③; ①=③>②; ①=②>③;
(4)氯化银的溶解平衡的表达式AgCl(S)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq),c(Ag+)==
mol/L=9×10-10mol/L,
故答案为:AgCl(S)⇌Ag+(aq)+Cl-(aq);9×10-10.
下列叙述中一定正确的是( )
正确答案
解析
解:A.0.1mol/L的CH3COOH溶液中c(H+)<0.1mol/L,则c(OH-)>10-13 mol/L,所以由水电离出的c(H+)大于10-13 mol/L,故A错误;
B.c(H+)=10-pH,所以pH=2与pH=1的CH3COOH溶液中c(H+)之比=10-2:10-1=1:10,故B正确;
C.溶液呈电中性,溶液中阴阳离子所带电荷相等,所以c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),如果c(Na+)>c(CH3COO-),则c(H+)<c(OH-),故C错误;
D.根据物料守恒得c(Na+)=2c(HCO3-)+2c(H2CO3)+2c(CO3 2- ),根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO3 2- ),所以得c(OH-)=c(HCO3-)+c(H+)+2c(H2CO3),故D正确;
故选BD.
液氨与水相似,存在着微弱的电离:2NH3⇌NH4++NH2-.-50℃时,两种离子的平衡浓度均为1×10-15mol/L,下列有关液氨的离子积及其电离平衡的叙述中错误的是( )
正确答案
解析
解:A、液氨的离子积等于NH4+和NH2-浓度之积,当两种离子的平衡浓度均为1×10-15mol/L时,即此温度下,液氨的离子积等于1×10-30,故A正确;
B、液氨的离子积只受温度影响,在液氨中放人NaNH2,则液氨的离子积数值将不变,故B错误;
C、在液氨中加人NaNH2,会抑制液氨的电离,则液氨中c(NH4+)<1×10-15mol/L,c(NH2-)>1×10-15mol/L,故C正确;
D、在液氨中加入NH4Cl,氯化铵会电离出铵根离子和氯离子,铵根离子浓度增大,并且铵根离子会抑制液氨的电离,c(NH2-)减小,所以液氨中c(NH4+)将大于c(NH2-),故D正确.
故选B.
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