- 电解质溶液的离子流向
- 共2466题
绿色化学己成为当前化学研究的热点和前沿，旨在从源头上消除污染，实现经济和社会可持续发展．而常温离子液体（ionic liquid）（也称常温熔融盐）以其优异的理化特性最有可能使上述理想变为现实．1914年报道的第一种离子液体硝酸乙基铵〔（C2H5NH3）NO3〕离子液体其熔点为12℃．已知C2H5NH2结合质子的能力比NH3略强，下列有关硝酸乙基铵的说法正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．硝酸乙基铵〔（C2H5NH3）NO3〕为离子液体，含自由离子的化合物可作为电解质，故A正确；
B．硝基乙基铵为强酸弱碱盐，C2H5NH3+水解而使其溶液呈酸性，故B错误；
C．水解方程式为C2H5NH3++H2O⇌C2H5NH2+H3O+，故C错误；
D．相同温度下，相同物质的量浓度的溶液，水解程度越大其溶液酸性越强，C2H5NH2结合质子的能力比NH3略强，则铵根离子的水解程度较大，所以相同物质的量浓度的硝酸乙基铵溶液和硝酸铵溶液前者的pH值大，故D错误；
故选A．
用蒸馏水逐步稀释0.2mol/L的稀氨水时，若温度不变，在稀释过程下列数据始终保持增大趋势的是（ ）
正确答案
解析
解：A．加水稀释氨水，促进氨水电离，n（OH-）增大，但溶液的体积增大的多，则c（OH-）减小，故A错误；
B．加水稀释氨水，促进氨水电离，n（NH4+）增大，但溶液的体积增大的多，则c（NH4+）减小，故B错误；
C．加水稀释氨水，促进氨水电离，n（NH3．H2O）减少，溶液的体积增大，所以C（NH3．H2O）减少，故C错误；
D．加水稀释氨水，促进氨水电离，溶液中c（NH4+）和C（NH3．H2O）都减小，但铵根离子浓度减小的程度小于氨水浓度减小的程度，所以铵根离子浓度与氨水浓度之比增大，故D正确；
故选D．
室温下，甲溶液中水电离出的H+浓度为10-12 mol•L-1，乙溶液中水电离出的H+浓度为10-2 mol•L-1，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
解：室温下，甲溶液中水电离出的H+浓度为10-12 mol•L-1＜10-7 mol•L-1，说明甲中的溶质抑制水电离，为酸或碱或含有强酸根离子的酸式盐，乙溶液中水电离出的H+浓度为10-2 mol•L-1＞10-7mol•L-1，且溶液中C（H+）＞C（OH-），则溶液呈酸性，说明乙中的溶质促进水电离，为强酸弱碱盐，
A．如果甲溶液呈酸性，则溶液中pH=2，如果呈碱性，pH=12，乙溶液中的pH=2，故A错误；
B．甲溶液呈酸性或碱性，乙溶液呈酸性，如果酸是硝酸，则硝酸和铝反应不生成氢气，故B错误；
C．甲溶液呈酸性或碱性，乙溶液呈酸性，碳酸氢根离子和酸或碱都反应，所以碳酸氢根离子不可能在甲、乙两溶液中大量共存，故C正确；
D．甲溶液可能是盐溶液，如硫酸氢钠溶液，故D错误；
故选C．
（1）已知25℃时有关弱酸的电离平衡常数：（已知相对原子质量：N 14 O 16 Cu 64 H 1）
①同温度下，等pH值的a．NaHCO3 b．NaCN、c．Na2CO3，溶液的物质的量浓度由大到小的顺序为______（填序号）．
②25℃时，将20mL 0.1mol•L-1 CH3COOH溶液和20mL 0.1mol•L-1 HSCN溶液分别与20mL 0.1mol•L-1 NaHCO3溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图1所示：
反应初始阶段两种溶液产生CO2气体的速率存在明显差异的原因是：______．
反应结束后所得两溶液中，c（SCN-）______c（CH3COO-）（填“＞”、“＜”或“=”）
③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入一定量氨气，下列量会变小的是______（填序号）．
a．c（CH3COO-） b．c（H+） c．Kw d．醋酸电离平衡常数
（2）甲烷是天然气的主要成分，是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质．一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染．已知：
CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1
CH4（g）+4NO2（g）═4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H2
现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，用16g甲烷气体催化还原该混合气体，恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气，共放出1042.8kJ热量．
①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为______
②已知上述热化学方程式中△H1=-1160kJ/mol，则△H2=______
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率．图2是利用甲烷燃料电池电解50mL 2mol•L-1的氯化铜溶液的装置示意图2：
请回答：
①甲烷燃料电池的负极反应式是______
②当A中消耗0.15mol氧气时，B中______极增重______g．
正确答案
解：（1）①酸的电离平衡常数HSCN＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-，则酸根离子水解程度CO32-＞CN-＞HCO3-＞CH3COO-＞SCN-，酸根离子水解程度越大，则相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则相同pH值的这几种溶液，酸根离子水解程度越大，其浓度越小，则这几种盐溶液浓度大小顺序是a＞b＞c，故答案为：a＞b＞c；
②反应速率与氢离子浓度成正比，所以氢离子浓度越大，反应速率越大，所以相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大，同浓度时电离出的氢离子浓度大，与NaHCO3溶液反应快；水解程度越大的酸根离子，其盐溶液中酸根离子浓度越小，酸根离子水解程度CO32-＞CN-＞HCO3-＞CH3COO-＞SCN-，所以c（SCN-）＞c（CH3COO-），
故答案为：相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大，同浓度时电离出的氢离子浓度大，与NaHCO3溶液反应快；＞；
③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入一定量氨气，NH3+H2O⇌NH3．H2O⇌NH4++OH-，a．OH-+H+=H2O，所以促进醋酸电离，则c（CH3COO-）增大，故错误；
b．OH-+H+=H2O，所以c（H+）减小，故正确；
c．温度不变则Kw不变，故错误；
d．温度不变，则醋酸电离平衡常数不变，故错误；
故选b；
（2）①在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，相同条件下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，所以混合气体的摩尔质量为34g/mol，设n（NO）为x，n（NO2）为y，
混合气体摩尔质量=
②16g甲烷的物质的量=
根据盖斯定律知，CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=0.5（△H1+△H2）
NO和NO2的物质的量之比为3：1，根据方程式知，当NO和NO2完全转化为氮气时，分别和NO、NO2反应的甲烷的物质的量之比=
0.6mol甲烷和NO反应放出的热量=0.6mol×1160kJ/mol=696kJ，0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=1042.8kJ-696kJ=346.8kJ，则0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=0.5（△H1+△H2）×0.4mol=
=0.2mol×（1160kJ/mol+△H2）=346.8kJ，则△H2=
故答案为：-574 kJ/mol；
（3）①甲烷碱性燃料电池中，负极上电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，正极上电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
②电解池中，阴极上电极反应式为Cu 2++2e-=Cu，阳极上电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，连接原电池负极的是阴极，所以B中析出金属的是b电极，当A中消耗0.15mol氧气时，转移电子的物质的量=0.15mol×4=0.6mol，n（Cu 2+ ）=2mol/L×0.05L=0.1mol，铜离子完全析出需要0.2mol电子，串联电路中转移电子相等，b电极上析出铜和氢气，所以析出铜的质量=0.1mol×64g/mol=6.4g，
故答案为：b；6.4．
解析
解：（1）①酸的电离平衡常数HSCN＞CH3COOH＞H2CO3＞HCN＞HCO3-，则酸根离子水解程度CO32-＞CN-＞HCO3-＞CH3COO-＞SCN-，酸根离子水解程度越大，则相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则相同pH值的这几种溶液，酸根离子水解程度越大，其浓度越小，则这几种盐溶液浓度大小顺序是a＞b＞c，故答案为：a＞b＞c；
②反应速率与氢离子浓度成正比，所以氢离子浓度越大，反应速率越大，所以相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大，同浓度时电离出的氢离子浓度大，与NaHCO3溶液反应快；水解程度越大的酸根离子，其盐溶液中酸根离子浓度越小，酸根离子水解程度CO32-＞CN-＞HCO3-＞CH3COO-＞SCN-，所以c（SCN-）＞c（CH3COO-），
故答案为：相同温度下HSCN比CH3COOH的电离平衡常数大，同浓度时电离出的氢离子浓度大，与NaHCO3溶液反应快；＞；
③若保持温度不变，在醋酸溶液中加入一定量氨气，NH3+H2O⇌NH3．H2O⇌NH4++OH-，a．OH-+H+=H2O，所以促进醋酸电离，则c（CH3COO-）增大，故错误；
b．OH-+H+=H2O，所以c（H+）减小，故正确；
c．温度不变则Kw不变，故错误；
d．温度不变，则醋酸电离平衡常数不变，故错误；
故选b；
（2）①在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，相同条件下，气体的密度之比等于其摩尔质量之比，所以混合气体的摩尔质量为34g/mol，设n（NO）为x，n（NO2）为y，
混合气体摩尔质量=
②16g甲烷的物质的量=
根据盖斯定律知，CH4（g）+4NO（g）═2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H1
CH4（g）+2NO2（g）═N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）；△H=0.5（△H1+△H2）
NO和NO2的物质的量之比为3：1，根据方程式知，当NO和NO2完全转化为氮气时，分别和NO、NO2反应的甲烷的物质的量之比=
0.6mol甲烷和NO反应放出的热量=0.6mol×1160kJ/mol=696kJ，0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=1042.8kJ-696kJ=346.8kJ，则0.4mol甲烷和NO2完全反应放出的热量=0.5（△H1+△H2）×0.4mol=
=0.2mol×（1160kJ/mol+△H2）=346.8kJ，则△H2=
故答案为：-574 kJ/mol；
（3）①甲烷碱性燃料电池中，负极上电极反应式为CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O，正极上电极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，故答案为：CH4-8e-+10OH-=CO32-+7H2O；
②电解池中，阴极上电极反应式为Cu 2++2e-=Cu，阳极上电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，连接原电池负极的是阴极，所以B中析出金属的是b电极，当A中消耗0.15mol氧气时，转移电子的物质的量=0.15mol×4=0.6mol，n（Cu 2+ ）=2mol/L×0.05L=0.1mol，铜离子完全析出需要0.2mol电子，串联电路中转移电子相等，b电极上析出铜和氢气，所以析出铜的质量=0.1mol×64g/mol=6.4g，
故答案为：b；6.4．
对溶液的研究和认识，在生产、生活和科研领域具有重要意义．
（1）现有一种含有弱酸HA和其钠盐NaA的溶液，请回答下列问题：
①组成该溶液的微观粒子有______．
②若向该溶液中加入少量盐酸时，发生反应的离子方程式是______；
③若向该溶液中逐滴加入KOH溶液时，下列图象能表示Aˉ离子数目变化趋势的是______；
④现将1体积0.04mol•L-1HA溶液和1体积0.02mol•L-1NaOH溶液混合，得到2体积混合溶液．若该混合液显碱性，则其c（A-）______0.01mol•L-1（填“＜”、“=”或“＞”）；若该混合液显酸性，溶液中所有离子的浓度由大到小的顺序是______．
（2）血液里含有的H2CO3和NaHCO3，与上述情况相似，对保持血液pH的稳定起到重要作用．
当c（H+）增大时，血液中消耗H+的离子方程式为______；
当c（OH-）增大时，血液的pH也能保持基本稳定，试结合离子方程式简要说明______．
正确答案
解：（1）①HA为弱电解质，存在电离平衡，水是弱电解质，存在电离平衡，NaA为强电解质，完全电离，所以溶液中存在的微粒有H2O、HA、H+、OH-、A-、Na+，
故答案为：H2O、HA、H+、OH-、A-、Na+；
②若向该溶液中加入少量盐酸时，氯化氢电离出的氢离子和酸根离子反应生成HA，其离子反应方程式为A-+H+⇌HA，故答案为：A-+H+⇌HA；
③若向该溶液中加入氢氧化钾溶液时，氢氧根离子和氢离子反应生成水，从而促进HA的电离，导致溶液中酸根离子数目增大，当完全反应时，酸根离子浓度最大，故选C；
④二者混合后，溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaA和HA，混合溶液呈碱性，说明酸根离子水解程度大于HA的电离程度，二者混合时溶液体积增大一倍，所以c（A-）＜0.01mol•L-1；
若混合溶液呈酸性，则酸根离子水解程度小于HA的电离程度，溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），根据电荷守恒得c（A-）＞c（Na+），酸的电离程度较小，所以溶液中存在c（Na+）＞c（H+），则该溶液中离子浓度大小顺序是c（A-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：＜；c（A-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）；
（2）溶液中存在碳酸氢根离子的水解、碳酸的电离等平衡，c（H+）增大时，溶液中碳酸氢根离子和氢离子反应，离子反应方程式为HCO3-+H+⇌H2CO3，
c（OH-）增大时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，离子反应方程式为H2CO3+OH-⇌HCO3-+H2O，
如果向溶液中加入碱时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，导致溶液碱性减弱，
故答案为：HCO3-+H+⇌H2CO3；H2CO3+OH-⇌HCO3-+H2O，向溶液中加入碱时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，导致溶液碱性减弱．
解析
解：（1）①HA为弱电解质，存在电离平衡，水是弱电解质，存在电离平衡，NaA为强电解质，完全电离，所以溶液中存在的微粒有H2O、HA、H+、OH-、A-、Na+，
故答案为：H2O、HA、H+、OH-、A-、Na+；
②若向该溶液中加入少量盐酸时，氯化氢电离出的氢离子和酸根离子反应生成HA，其离子反应方程式为A-+H+⇌HA，故答案为：A-+H+⇌HA；
③若向该溶液中加入氢氧化钾溶液时，氢氧根离子和氢离子反应生成水，从而促进HA的电离，导致溶液中酸根离子数目增大，当完全反应时，酸根离子浓度最大，故选C；
④二者混合后，溶液中的溶质是等物质的量浓度的NaA和HA，混合溶液呈碱性，说明酸根离子水解程度大于HA的电离程度，二者混合时溶液体积增大一倍，所以c（A-）＜0.01mol•L-1；
若混合溶液呈酸性，则酸根离子水解程度小于HA的电离程度，溶液呈酸性，则c（H+）＞c（OH-），根据电荷守恒得c（A-）＞c（Na+），酸的电离程度较小，所以溶液中存在c（Na+）＞c（H+），则该溶液中离子浓度大小顺序是c（A-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-），
故答案为：＜；c（A-）＞c（Na+）＞c（H+）＞c（OH-）；
（2）溶液中存在碳酸氢根离子的水解、碳酸的电离等平衡，c（H+）增大时，溶液中碳酸氢根离子和氢离子反应，离子反应方程式为HCO3-+H+⇌H2CO3，
c（OH-）增大时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，离子反应方程式为H2CO3+OH-⇌HCO3-+H2O，
如果向溶液中加入碱时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，导致溶液碱性减弱，
故答案为：HCO3-+H+⇌H2CO3；H2CO3+OH-⇌HCO3-+H2O，向溶液中加入碱时，碳酸和氢氧根离子反应生成碳酸氢根离子，导致溶液碱性减弱．
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