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简答题

已知室温时,0.1mol•L-1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,回答下列问题:

(1)该溶液中c(H+)=______

(2)HA的电离平衡常数K=______

(3)升高温度时,K______(填“增大”“减小”或“不变”).

(4)此溶液中,由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的______倍.

(5)已知t℃时,Kw=1×10-13,则t℃(填“>”、“<”或“=”)______25℃.在t℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH=2,则a:b=______

正确答案

解:(1)HA电离出的氢离子浓度为:c(H+)=0.1mol/L×0.1%=10-4mol/L,则pH=-lg(10-4)=4,

故答案为:4;

(2)由HA⇌H++Ac-,c(H+)=c(Ac-)=10-4mol/L,则电离平衡常数为:Ka==1×10-7

故答案为:1×10-7

(3)因HA的电离过程为吸热过程,温度升高会促进电离,溶液中氢氧根离子、氢离子浓度越大,则K增大,

故答案为:增大;

(4)HA电离出的c(H+)=0.1mol/L×0.1%=10-4mol/L,HA溶液中的氢氧根离子为水电离的,则水电离产生的氢氧根离子为:mol/L=10-10mol/L,而水电离氢离子浓度等于氢氧根离子的浓度,c(H+)为10-10mol/L,则由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的:=106倍,

故答案为:106

(5)t℃,KW=1×10-13>1×10-14,促进了水的电离,则t℃>25℃,

t℃时,将pH=11的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为:mol/L=0.01mol/L,

pH=1的H2SO4的溶液中氢离子浓度为:0.1mol/L,

所得混合溶液的pH=2,则混合液中氢离子浓度为0.01mol/L,

则:=0.01mol/L,

解得:a:b=9:2,

故答案为:>;9:2.

解析

解:(1)HA电离出的氢离子浓度为:c(H+)=0.1mol/L×0.1%=10-4mol/L,则pH=-lg(10-4)=4,

故答案为:4;

(2)由HA⇌H++Ac-,c(H+)=c(Ac-)=10-4mol/L,则电离平衡常数为:Ka==1×10-7

故答案为:1×10-7

(3)因HA的电离过程为吸热过程,温度升高会促进电离,溶液中氢氧根离子、氢离子浓度越大,则K增大,

故答案为:增大;

(4)HA电离出的c(H+)=0.1mol/L×0.1%=10-4mol/L,HA溶液中的氢氧根离子为水电离的,则水电离产生的氢氧根离子为:mol/L=10-10mol/L,而水电离氢离子浓度等于氢氧根离子的浓度,c(H+)为10-10mol/L,则由HA电离出的c(H+)约为水电离出的c(H+)的:=106倍,

故答案为:106

(5)t℃,KW=1×10-13>1×10-14,促进了水的电离,则t℃>25℃,

t℃时,将pH=11的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为:mol/L=0.01mol/L,

pH=1的H2SO4的溶液中氢离子浓度为:0.1mol/L,

所得混合溶液的pH=2,则混合液中氢离子浓度为0.01mol/L,

则:=0.01mol/L,

解得:a:b=9:2,

故答案为:>;9:2.

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炼金废水中含有络离子[Au(CN)2]+,其电离出的CN-有毒,当H+结合生成HCN时,其毒性更强.回答下列问题:

(1)HCN的结构式为______,电离方程式为______NaCN溶液的pH______ 7.

(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)处理这种废水时是在碱性条件下,NaClO将CN-氧化为CO32-和N2,其离子方程式为______

在酸性条件下,ClO-也能氧化成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

解:(1)HCN分子中有1个碳原子和1个氮原子,1个氢原子,碳是中心原子,采用sp2杂化,碳与氢形成单键,与氮形成三键,则结构式为H-C≡N,HCN是弱电解,部分电离,而NaCN是强碱弱酸盐水解呈碱性,故答案为:H-C≡N;HCN⇌H++CN-;>;

(2)与弱电解质的电离方程式相似,[Au(CN)2]+也存在着两步电离,第一步电离出一个CN-,电离方程式为[Au(CN)2]+⇌[Au(CN)]2++CN-

故答案为:[Au(CN)2]+⇌[Au(CN)]2++CN-

(3)处理这种废水是在碱性条件下,NaClO将CN-氧化为碳酸根和氮气,碱性条件下生成生成碳酸根离子,反应方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,故答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;

(4)在酸性条件下,考虑CN-与氢离子结合,生成极弱的毒性非常强的HCN,故答案为:在酸性条件下CN-与氢离子结合,生成毒性非常强的HCN.

解析

解:(1)HCN分子中有1个碳原子和1个氮原子,1个氢原子,碳是中心原子,采用sp2杂化,碳与氢形成单键,与氮形成三键,则结构式为H-C≡N,HCN是弱电解,部分电离,而NaCN是强碱弱酸盐水解呈碱性,故答案为:H-C≡N;HCN⇌H++CN-;>;

(2)与弱电解质的电离方程式相似,[Au(CN)2]+也存在着两步电离,第一步电离出一个CN-,电离方程式为[Au(CN)2]+⇌[Au(CN)]2++CN-

故答案为:[Au(CN)2]+⇌[Au(CN)]2++CN-

(3)处理这种废水是在碱性条件下,NaClO将CN-氧化为碳酸根和氮气,碱性条件下生成生成碳酸根离子,反应方程式为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O,故答案为:5ClO-+2CN-+2OH-=2CO32-+N2↑+5Cl-+H2O;

(4)在酸性条件下,考虑CN-与氢离子结合,生成极弱的毒性非常强的HCN,故答案为:在酸性条件下CN-与氢离子结合,生成毒性非常强的HCN.

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已知25℃时几种物质的电离程度(溶液浓度为0.1mol•L-1)如下表:(已知H2SO4第一步电离是完全的)

(1)25℃时,0.1mol•L-1上述几种溶液中c(H+)由大到小的顺序是(填序号,下同)______

(2)25℃时,pH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,将足量的锌粉投入等体积,pH等于1的上述几种溶液中,产生H2的体积(同温同压下)由大到小的顺序是______

(4)25℃时,0.1mol•L-1H2SO4溶液中HSO4-的电离程度小于0.1mol•L-1NaHSO4溶液中HSO4-的电离程度的原因是______

正确答案

解:(1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,硫酸中c(H+)=(0.1+0.1×10%)mol/L=0.11mol/L;

硫酸氢钠溶液中,cH+)=(0.1×29%)mol/L=0.029mol/L;

醋酸溶液中,c(H+)=(0.1×1.33%)mol/L=0.00133mol/L;

盐酸溶液中,c(H+)=0.1mol/L;

所以c(H+)由大到小的顺序是①④②③,故答案为:①④②③;

(2)等pH的酸,其电离程度越大,酸的物质的量浓度越小,则物质的量浓度由大到小的顺序是③>②>④>①;

故答案为:③>②>④>①;

(3)等体积pH=1的上述几种溶液中,氢元素的物质的量由大到小的顺序是③②①④,则生成氢气的体积③②①④,

故答案为:③②①④;

(4)硫酸溶液中,硫酸第一步电离出氢离子,第二步又电离出氢离子,第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离,而硫酸氢钠溶液中硫酸氢根离子只有一步电离,所以.1mol/L H2SO4中的HSO4-的电离度小于0.1mol/L NaHSO4中HSO4-的电离度,

故答案为:硫酸的第一步电离抑制了硫酸氢根离子的电离.

解析

解:(1)硫酸第一步完全电离,第二步部分电离,硫酸中c(H+)=(0.1+0.1×10%)mol/L=0.11mol/L;

硫酸氢钠溶液中,cH+)=(0.1×29%)mol/L=0.029mol/L;

醋酸溶液中,c(H+)=(0.1×1.33%)mol/L=0.00133mol/L;

盐酸溶液中,c(H+)=0.1mol/L;

所以c(H+)由大到小的顺序是①④②③,故答案为:①④②③;

(2)等pH的酸,其电离程度越大,酸的物质的量浓度越小,则物质的量浓度由大到小的顺序是③>②>④>①;

故答案为:③>②>④>①;

(3)等体积pH=1的上述几种溶液中,氢元素的物质的量由大到小的顺序是③②①④,则生成氢气的体积③②①④,

故答案为:③②①④;

(4)硫酸溶液中,硫酸第一步电离出氢离子,第二步又电离出氢离子,第一步电离出的氢离子抑制了第二步的电离,而硫酸氢钠溶液中硫酸氢根离子只有一步电离,所以.1mol/L H2SO4中的HSO4-的电离度小于0.1mol/L NaHSO4中HSO4-的电离度,

故答案为:硫酸的第一步电离抑制了硫酸氢根离子的电离.

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电离平衡常数(用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱.25℃时,有关物质的电离平衡常数如下表所示:

(1)已知25℃时,①HF(aq)+OH-(aq)=F-(aq)+H2O(l)△H=-67.7kJ/mol,②H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)△H=-57.3kJ/mol,氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为______

(2)将浓度为0.1mol/LHF溶液加水稀释一倍(假设温度不变),下列各量增大的是______

A.c(H+)    B.c(H+)•c(OH-)     C.  D.

(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是______

A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的c(H+)相等

B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L

C.②点时,溶液中的c(F-)=c(Na+

D.③点时V=20mL,此时溶液中c(F-)<c(Na+)=0.1mol/L

(4)物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液:①Na2CO3溶液②NaHCO3溶液③NaF溶液④NaClO溶液.

依据数据判断pH由大到小的顺序是______

(5)Na2CO3溶液显碱性是因为CO32-水解的缘故,请设计简单的实验事实证明之______

(6)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在.1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H-O-F.HFO与水反应得到HF和化合物A,每生成1molHF转移______mol电子.

正确答案

解:(1)通过表格知,氢氟酸是弱电解质,将方程式①-②得HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4KJ•mol-1

故答案为:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4KJ•mol-1

(2)氢氟酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡,加水稀释其溶液促进氢氟酸电离,

A.稀释过程中促进氢氟酸电离,但c(H+)减小,故错误;

B.温度不变,水的离子积常数不变,所以c(H+)•c(OH-)不变,故错误;    

 C.稀释过程中促进氢氟酸电离,氢离子个数增大,氟化氢分子个数减小,所以 增大,故正确;

 D.稀释过程中促进氢氟酸电离,氢离子浓度降低,氢氧根离子浓度增大,所以增大,故正确;

故选CD;

(3)A.氢氟酸抑制水电离,氟化钠促进水电离,所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的不相等,故错误;

B.①点时pH=6,溶液中存在电荷守恒,c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),所以c(F-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7mol/L,故正确;

C.②点时,溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒,c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),

所以c(F-)=c(Na+),故正确;

D.③点时V=20mL,此时溶液中溶质在氟化钠,溶液呈碱性,根据电荷守恒知c(F-)<c(Na+),但等体积混合时不水解的离子浓度变为原来的一半,所以c(F-)<c(Na+)=0.05mol/L,故错误;

故选BC;

(4)等物质的量浓度的钠盐溶液,酸根离子水解程度越大其溶液的pH越大,酸的电离常数越小其酸根离子水解程度越大,所以等物质的量浓度的①Na2CO3溶液②NaHCO3溶液③NaF溶液④NaClO溶液中pH由大到小的顺序是:

①④②③,故答案为:①④②③;

(5)为证明纯碱溶液呈碱性是由CO32-引起的,就设计一个使溶液中的碳酸根离子由有到无的实验,根据溶液中酚酞颜色的变化判断,所以设计的实验为:在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅,则说明Na2CO3溶液显碱性是因为CO32-水解的缘故,

故答案为:在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅;

(6)根据原子守恒知,该反应方程式为:HFO+H2O=HF+H2O2,根据元素化合价知,每生成1molHF转移 1mol电子,故答案为:1.

解析

解:(1)通过表格知,氢氟酸是弱电解质,将方程式①-②得HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4KJ•mol-1

故答案为:HF(aq)⇌H+(aq)+F-(aq)△H=-10.4KJ•mol-1

(2)氢氟酸是弱电解质,溶液中存在电离平衡,加水稀释其溶液促进氢氟酸电离,

A.稀释过程中促进氢氟酸电离,但c(H+)减小,故错误;

B.温度不变,水的离子积常数不变,所以c(H+)•c(OH-)不变,故错误;    

 C.稀释过程中促进氢氟酸电离,氢离子个数增大,氟化氢分子个数减小,所以 增大,故正确;

 D.稀释过程中促进氢氟酸电离,氢离子浓度降低,氢氧根离子浓度增大,所以增大,故正确;

故选CD;

(3)A.氢氟酸抑制水电离,氟化钠促进水电离,所以pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中,由水电离出的不相等,故错误;

B.①点时pH=6,溶液中存在电荷守恒,c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),所以c(F-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7mol/L,故正确;

C.②点时,溶液呈中性,c(OH-)=c(H+),溶液中存在电荷守恒,c(F-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),

所以c(F-)=c(Na+),故正确;

D.③点时V=20mL,此时溶液中溶质在氟化钠,溶液呈碱性,根据电荷守恒知c(F-)<c(Na+),但等体积混合时不水解的离子浓度变为原来的一半,所以c(F-)<c(Na+)=0.05mol/L,故错误;

故选BC;

(4)等物质的量浓度的钠盐溶液,酸根离子水解程度越大其溶液的pH越大,酸的电离常数越小其酸根离子水解程度越大,所以等物质的量浓度的①Na2CO3溶液②NaHCO3溶液③NaF溶液④NaClO溶液中pH由大到小的顺序是:

①④②③,故答案为:①④②③;

(5)为证明纯碱溶液呈碱性是由CO32-引起的,就设计一个使溶液中的碳酸根离子由有到无的实验,根据溶液中酚酞颜色的变化判断,所以设计的实验为:在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅,则说明Na2CO3溶液显碱性是因为CO32-水解的缘故,

故答案为:在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅;

(6)根据原子守恒知,该反应方程式为:HFO+H2O=HF+H2O2,根据元素化合价知,每生成1molHF转移 1mol电子,故答案为:1.

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已知硫酸、氨水的密度与所加水量的关系如图所示,现有硫酸与氨水各一份,请根据表中信息,回答下列问题:

(1)ρ1、ρ2、ρ3、ρ4由大到小的顺序为:______

(2)表中2mol•L-1氨水的质量分数为:______

(3)将4mol•L-1的氨水与2mol•L-1的氨水等质量混合,所得氨水的物质的量浓度是______(填序号)

A.>3mol•L-1     B.=3mol•L-1     C.<3mol•L-1      D.无法判断

(4)将20%的硫酸与10%的硫酸等体积混合,所得硫酸溶液的质量分数是______(填序号)

A.>15%          B.=15%         C.<15%          D.无法判断

(5)100g浓度为4mol•L-1的硫酸溶液与______mL水混合,能使硫酸的物质的量浓度减小到2mol•L-1

正确答案

解:(1)硫酸的密度大于水的密度,氨水的密度小于水的密度,所以ρ1、ρ2>ρ4、ρ3,硫酸的密度大于水的密度,浓度越大,密度越大,ρ1>ρ2氨水的密度小于水的密度,浓度越大,密度越小,ρ4>ρ3,故答案为:ρ1>ρ2>ρ4>ρ3

(2)表中2mol•L-1氨水的密度是ρ4,根据公式c=得出质量分数为:w=%,故答案为:%;

(3)由图可知,氨水的浓度越大密度越小,将4mol•L-1的氨水与2mol•L-1的氨水等质量混合,所得氨水的物质的量浓度要比3mol•L-1大,故答案为:A;

(4)硫酸的密度大于水的密度,将20%的硫酸与10%的硫酸等体积混合,所得硫酸溶液的质量分数>,即混合后质量分数大于15%,故答案为:A;

(5)100g浓度为4mol•L-1的硫酸溶液中溶质的物质的量是=,设加入水的体积是VmL,能使硫酸的物质的量浓度减小到2mol•L-1,则2()=,解得V=mL,故答案为:

解析

解:(1)硫酸的密度大于水的密度,氨水的密度小于水的密度,所以ρ1、ρ2>ρ4、ρ3,硫酸的密度大于水的密度,浓度越大,密度越大,ρ1>ρ2氨水的密度小于水的密度,浓度越大,密度越小,ρ4>ρ3,故答案为:ρ1>ρ2>ρ4>ρ3

(2)表中2mol•L-1氨水的密度是ρ4,根据公式c=得出质量分数为:w=%,故答案为:%;

(3)由图可知,氨水的浓度越大密度越小,将4mol•L-1的氨水与2mol•L-1的氨水等质量混合,所得氨水的物质的量浓度要比3mol•L-1大,故答案为:A;

(4)硫酸的密度大于水的密度,将20%的硫酸与10%的硫酸等体积混合,所得硫酸溶液的质量分数>,即混合后质量分数大于15%,故答案为:A;

(5)100g浓度为4mol•L-1的硫酸溶液中溶质的物质的量是=,设加入水的体积是VmL,能使硫酸的物质的量浓度减小到2mol•L-1,则2()=,解得V=mL,故答案为:

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