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简答题

25℃时,有下列五种溶液:

①0.1mol/L CH3COOH溶液②pH=13NaOH溶液③0.05mol/L H2SO4④0.1mol/L Na2CO3溶液  ⑤含有足量AgCl固体的饱和AgCl溶液

请根据要求填写下列空白:

(1)溶液④的pH______7(填“>、<、=”),其原因是______(用离子方程式表示)

(2)在上述①至④四种溶液中,pH由大到小的顺序为______(填序号)

(3)将该温度下a mL的溶液②与b mL的溶液③混合,所得混合溶液的pH=7,则a:b=______

(4)若溶液④和Al2(SO43溶液混合,观察到有白色絮状沉淀和无色气体生成,该反应的离子方程式为______

(5)在溶液⑤中分别放入:A.10mL蒸馏水;B.50mL 0.2mol∙L-1AgNO3溶液;C.60mL 0.1mol•L-1AlCl3溶液;D.100mL 0.1mol∙L-1盐酸溶液.充分搅拌后,Ag+浓度最小的是______(填序号)

正确答案

解:(1)碳酸钠溶液时强碱弱酸盐,溶液中碳酸根离子为多元弱酸根离子分步水解,Na2CO3水解的离子方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

故答案为:>;CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

(2)25℃时,①③是酸溶液呈酸性,PH均小于7,②溶液是碱,PH均大于7,由于水解很微弱,所以0.1mol/L 的Na2CO3溶液的PH小于13;0.05mol/L的 H2SO4溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,PH=1,由于醋酸是弱酸,因此0.1mol/L 的CH3COOH溶液溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,PH大于1;

因此pH由大到小的顺序为:②④①③;

故答案为:②④①③;

(3)25℃时,pH=13的NaOH溶液中c(OH-)和0.05mol/L的 H2SO4溶液中c(H+)均为0.1mol/L,等体积(a:b=1:1)混合时溶液呈中性即pH=7;

故答案为:1:1;

(4)溶液④0.1mol/L Na2CO3溶液和Al2(SO43溶液混合,发生双水解反应,观察到有白色絮状沉淀和无色气体生成,说明生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; 

故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; 

(5)饱和AgCl溶液中存在溶解平衡,银离子和氯离子都抑制AgCl溶解,银离子或氯离子浓度越大,其抑制程度越大,B、C、D都抑制AgCl溶解,但B中c(Ag+)最大,C中氯离子浓度大于D,所以C抑制AgCl溶解程度最大,则充分搅拌后,c(Ag+)大小顺序是B>A>D>C,所以c(Ag+)最小的是C,故选C;

故答案为:C.

解析

解:(1)碳酸钠溶液时强碱弱酸盐,溶液中碳酸根离子为多元弱酸根离子分步水解,Na2CO3水解的离子方程式为:CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

故答案为:>;CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-、HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-

(2)25℃时,①③是酸溶液呈酸性,PH均小于7,②溶液是碱,PH均大于7,由于水解很微弱,所以0.1mol/L 的Na2CO3溶液的PH小于13;0.05mol/L的 H2SO4溶液中氢离子浓度为0.1mol/L,PH=1,由于醋酸是弱酸,因此0.1mol/L 的CH3COOH溶液溶液中氢离子浓度小于0.1mol/L,PH大于1;

因此pH由大到小的顺序为:②④①③;

故答案为:②④①③;

(3)25℃时,pH=13的NaOH溶液中c(OH-)和0.05mol/L的 H2SO4溶液中c(H+)均为0.1mol/L,等体积(a:b=1:1)混合时溶液呈中性即pH=7;

故答案为:1:1;

(4)溶液④0.1mol/L Na2CO3溶液和Al2(SO43溶液混合,发生双水解反应,观察到有白色絮状沉淀和无色气体生成,说明生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,反应的离子方程式为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; 

故答案为:2Al3++3CO32-+3H2O=2Al(OH)3↓+3CO2↑; 

(5)饱和AgCl溶液中存在溶解平衡,银离子和氯离子都抑制AgCl溶解,银离子或氯离子浓度越大,其抑制程度越大,B、C、D都抑制AgCl溶解,但B中c(Ag+)最大,C中氯离子浓度大于D,所以C抑制AgCl溶解程度最大,则充分搅拌后,c(Ag+)大小顺序是B>A>D>C,所以c(Ag+)最小的是C,故选C;

故答案为:C.

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简答题

(2015秋•长春校级月考)Ⅰ.常温下,将某一元酸HA(甲、乙、丙、丁代表不同的一元酸)和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度和混合溶液的pH如下表所示:

(1)从甲组情况分析,如何判断HA是强酸还是弱酸______

(2)乙组混合溶液中粒子浓度c(A-)和c(Na+)的大小关系______.(填字母)

A.前者大       B.后者大       C.两者相等    D.无法判断

(3)从丙组实验结果分析,该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是______

(4)分析丁组实验数据,写出混合溶液中下列算式的精确结果(列式):

c(Na+)-c(A-)=______mol•L-1

Ⅱ.某二元酸(化学式用H2B表示)在水中的电离方程式是:H2B═H++HB-、HB-⇌H++B2-

(5)在0.1mol•L-1的Na2B溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是______.(填字母)

A.c(B2-)+c(HB-)=0.1mol•L-1

B.c(B2-)+c(HB-)+c(H2B)=0.1mol•L-1

C.c(OH-)=c(H+)+c(HB-

D.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-

正确答案

解:(1)若HA是强酸,恰好与NaOH溶液反应生成强酸强碱盐,pH=7;若HA是弱酸,生成的NaA水解显碱性,pH>7,

故答案为:a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸;

(2)混合溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),由于pH=7,则c(Na+)=c(A-),

故答案为:C;

(3)混合溶液的溶质为等物质的量的HA和NaA,pH>7说明A-的水解大于HA的电离,所以离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),

故答案为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);

(4)由电荷守恒关系式变形得c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol•L-1

故答案为:10-4-10-10

(5)在Na2B中存在水解平衡:B2-+H2O=HB-+OH-,HB-不会进一步水解,所以溶液中没有H2B分子,

A.根据物料守恒得c(B2-)+c(HB-)=0.1mol•L-1,故A正确;

B.HB-不会进一步水解,所以溶液中没有H2B分子,故B错误;

C.根据质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HB-),故C正确;

D.根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-),故D错误;

故答案为:AC.

解析

解:(1)若HA是强酸,恰好与NaOH溶液反应生成强酸强碱盐,pH=7;若HA是弱酸,生成的NaA水解显碱性,pH>7,

故答案为:a=7时,HA是强酸;a>7时,HA是弱酸;

(2)混合溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-),由于pH=7,则c(Na+)=c(A-),

故答案为:C;

(3)混合溶液的溶质为等物质的量的HA和NaA,pH>7说明A-的水解大于HA的电离,所以离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+),

故答案为:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);

(4)由电荷守恒关系式变形得c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(10-4-10-10)mol•L-1

故答案为:10-4-10-10

(5)在Na2B中存在水解平衡:B2-+H2O=HB-+OH-,HB-不会进一步水解,所以溶液中没有H2B分子,

A.根据物料守恒得c(B2-)+c(HB-)=0.1mol•L-1,故A正确;

B.HB-不会进一步水解,所以溶液中没有H2B分子,故B错误;

C.根据质子守恒得c(OH-)=c(H+)+c(HB-),故C正确;

D.根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HB-)+2c(B2-),故D错误;

故答案为:AC.

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简答题

已知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:CH3COOH⇌CH3COO-+H+△H>0.

(1)常温常压下,在 pH=5的稀醋酸溶液中,c(CH3COO-)=______;下列方法中,可以使0.10mol•L-1 CH3COOH的电离程度增大的是______

a.加入少量0.10mol•L-1的稀盐酸        b.加热CH3COOH溶液

c.加水稀释至0.010mol•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0.10mol•L-1的NaOH溶液

(2)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,反应的最初速率为:υ盐酸______υ醋酸

(3)常温下,向体积为Va mL,pH为3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液Vb mL至溶液恰好呈中性,则Va与Vb的关系是:______;溶液中各离子的浓度按照由大到小排序为______.已知:90℃时,水的离子积常数为Kw=38×10-14,在此温度下,将pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,则混合溶液中的c(H+)=______(保留三位有效数字).

正确答案

解:(1)在 pH=5的稀醋酸溶液中,c(H+)=10-5mol/L,根据醋酸的电离平衡方程式CH3COOH⇌H++CH3COO-可以看出,c(CH3COO-)=c(H+)=10-5mol/L,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:10-5mol/L;bcf;

(2)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,开始时,醋酸和盐酸的pH均等于3,即开始时氢离子的浓度相等,所以开始时的速率相等,故答案为:<;=;

(3)醋酸溶液是弱酸,pH为3的醋酸溶液中,醋酸的浓度大于10-3mol/L,pH=11的NaOH溶液浓度等于10-3mol/L,最后溶液恰好呈中性,说明碱多,所以Vb>Va,溶液恰好呈中性,氢离子和氢氧根的浓度一定相等,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),pH=3的盐酸中c(H+)=10-3mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中c(OH-)==38×10-3mol/L,混合后:H++OH-=H2O,所以碱剩余,剩余的氢氧根的浓度为c(OH-)==0.0185mol/L,所以c(H+)=≈2.05×10-11(mol/L),故答案为:Vb>Va;c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);2.05×10-11mol/L.

解析

解:(1)在 pH=5的稀醋酸溶液中,c(H+)=10-5mol/L,根据醋酸的电离平衡方程式CH3COOH⇌H++CH3COO-可以看出,c(CH3COO-)=c(H+)=10-5mol/L,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:10-5mol/L;bcf;

(2)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,开始时,醋酸和盐酸的pH均等于3,即开始时氢离子的浓度相等,所以开始时的速率相等,故答案为:<;=;

(3)醋酸溶液是弱酸,pH为3的醋酸溶液中,醋酸的浓度大于10-3mol/L,pH=11的NaOH溶液浓度等于10-3mol/L,最后溶液恰好呈中性,说明碱多,所以Vb>Va,溶液恰好呈中性,氢离子和氢氧根的浓度一定相等,根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),所以c(Na+)=c(CH3COO-),pH=3的盐酸中c(H+)=10-3mol/L,pH=11的氢氧化钠溶液中c(OH-)==38×10-3mol/L,混合后:H++OH-=H2O,所以碱剩余,剩余的氢氧根的浓度为c(OH-)==0.0185mol/L,所以c(H+)=≈2.05×10-11(mol/L),故答案为:Vb>Va;c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);2.05×10-11mol/L.

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简答题

2014年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水,我国的船舶动力已进入一个崭新的时代.可见,研究化学反应原理有非常重要的意义.

(1)磷酸铁锂电池以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极材料的锂离子电池.

已知该锂离子电池的总反应为Li1-xFePO4+LixC66C+LiFePO4(Li1-xFePO4、LixC6中Li为单质状态),则该电池放电时正极的电极反应式为______.以该电池为电源,以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为______

(2)25℃时,几种电解质的电离平衡常数如下表所示:

①25℃,0.1mol•L-1HF溶液的H+浓度为______mol•L-1,100mL 0.1mol•L-1NaF溶液中阴阳离子总数______(填“<”“>”或“=”)100mL 0.1mol•L-1CH3COONa溶液中阴阳离子总数.

②向10mL0.1mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1的氨水,当消耗氨水10mL时溶液中各离子浓度的大小关系是______

③已知NaH2PO4溶液显酸性而Na2HPO4溶液显碱性,25℃,浓度均为0.1mol•L-1 NaH2PO4与Na2HPO4溶液中水的电离程度______(填“前者大”、“后者大”或“相等”).

正确答案

解:(1)锂离子电池的总反应为Li1-xFePO4+LixC66C+LiFePO4(Li1-xFePO4、LixC6中Li为单质状态),则该电池放电时正极上发生得电子的还原反应,即电极反应式为FePO4+Li++e-→LiFePO4,以该电池为电源,以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极是金属铜失电子的氧化反应,反应式为2Cu+2H2O-2e-=Cu2O+2H+,故答案为:FePO4+Li++e-→LiFePO4;2Cu+2H2O-2e-=Cu2O+2H+

(2)①HF的Ka==6.4×10-4;氢离子和氟离子浓度是相等的,所以溶液的H+浓度为=8×10-3mol•L-1,根据算的电离常数,知道醋酸酸性弱于HF,盐的水解规律:越弱越水解;所以F离子水解程度小于醋酸根离子的水解程度,所以NaF溶液中阴阳离子总数较小,故答案为:8×10-3;<;

②向10mL0.1mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1的氨水,当消耗氨水10mL时,得到的是醋酸铵的水溶液,氨水的电离常数和醋酸的电离常数相等,所以铵根离子和醋酸根离子的水解程度相等,溶液显示中性,所以c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-),故答案为:c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-);

③根据NaH2PO4溶液显酸性而Na2HPO4溶液显碱性,得到H2PO4-水解程度小于电离程度,此离子对水的电离起到抑制作用,HPO4-水解程度大于电离程度,对水的电离起到促进作用,所以Na2HPO4溶液中水的电离程度较大,故答案为:后者大.

解析

解:(1)锂离子电池的总反应为Li1-xFePO4+LixC66C+LiFePO4(Li1-xFePO4、LixC6中Li为单质状态),则该电池放电时正极上发生得电子的还原反应,即电极反应式为FePO4+Li++e-→LiFePO4,以该电池为电源,以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极是金属铜失电子的氧化反应,反应式为2Cu+2H2O-2e-=Cu2O+2H+,故答案为:FePO4+Li++e-→LiFePO4;2Cu+2H2O-2e-=Cu2O+2H+

(2)①HF的Ka==6.4×10-4;氢离子和氟离子浓度是相等的,所以溶液的H+浓度为=8×10-3mol•L-1,根据算的电离常数,知道醋酸酸性弱于HF,盐的水解规律:越弱越水解;所以F离子水解程度小于醋酸根离子的水解程度,所以NaF溶液中阴阳离子总数较小,故答案为:8×10-3;<;

②向10mL0.1mol•L-1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol•L-1的氨水,当消耗氨水10mL时,得到的是醋酸铵的水溶液,氨水的电离常数和醋酸的电离常数相等,所以铵根离子和醋酸根离子的水解程度相等,溶液显示中性,所以c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-),故答案为:c(CH3COO-)=c(NH4+)>c(H+)=c(OH-);

③根据NaH2PO4溶液显酸性而Na2HPO4溶液显碱性,得到H2PO4-水解程度小于电离程度,此离子对水的电离起到抑制作用,HPO4-水解程度大于电离程度,对水的电离起到促进作用,所以Na2HPO4溶液中水的电离程度较大,故答案为:后者大.

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简答题

一定温度下,有a.盐酸、b.硫酸、c.醋酸三种酸(填写序号)

(1)当其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溶液,中和NaOH的能力由大到小的顺序是______

(3)当其c(H+)相同时,物质的量浓度由大到小的顺序是______

(4)当其c(H+)相同、体积相同时,分别加入足量锌,相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序是______

(5)当c(H+))相同、体积相同时,同时加入形状、密度、质量完全相同的锌,反应开始时反应速率的大小关系是______

(6)若PH相同时,稀释相同倍数,两溶液的pH大小关系是:______

正确答案

解: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),所以等物质的量浓度的三种酸,氢离子浓度大小顺序是b>a>c,故答案为: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,故答案为: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,所以如果氢离子浓度相等时,物质的量浓度由大到小的顺序为c>a>b,故答案为:c>a>b;

④当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,故答案为: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,故答案为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,故答案为:a=b>c.

解析

解: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),所以等物质的量浓度的三种酸,氢离子浓度大小顺序是b>a>c,故答案为: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,故答案为: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,所以如果氢离子浓度相等时,物质的量浓度由大到小的顺序为c>a>b,故答案为:c>a>b;

④当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,故答案为: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,故答案为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,故答案为:a=b>c.

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