- 水的电离和溶液的酸碱性
- 共6206题
(10分)在一定温度下,醋酸溶液存在电离平衡:
CH3COOH CH3COO- + H+
(1)某温度时,0.1mol/L的醋酸溶液中的c(H+) 与0.01mol/L c(H+)的比值 _________________(填“大于”、“小于”或“等于”)10
(2)已知:25℃时,该电离平衡的平衡常数为1.75×10-5
①求该温度时,amol/L的醋酸溶液中c1(H+)="________________mol/L" (用含a的代数式表示)。[提示:此时a比较小,进行简化计算,平衡时c(CH3COOH)可用初始浓度代替,水电离出的c(H+) 、c(OH-)忽略不计,下同]
②若该温度时向该溶液中加入一定量的CH3COONH4(假设溶液体积不变),使溶液中c(CH3COO-)为bmol/L,则此时c2(H+)=________________mol/L(用含a、b的代数式表示).
③c1(H+)__________ c2(H+)(填“大于”、“小于”或“等于”)
正确答案
(10分)(1)< (2)① ②(1.75a×10-5)/b ③>
(1)醋酸是弱酸,存在电离平衡,所以浓度越大,电离程度越小,所以0.1mol/L的醋酸溶液中的c(H+) 与0.01mol/L c(H+)的比值小于10。
(2)①醋酸的电离方程式为CH3COOHCH3COO-+H+,所以根据醋酸的电离平衡常数表达式
可知,氢离子浓度是c1(H+)=
。
②根据可知,此时氢离子浓度是
c2(H+)=。
③由于醋酸铵能抑制醋酸的电离,所以c1(H+)大于 c2(H+)。
某化学实验小组想要了解市场所售食用白醋(主要是醋酸的水溶液)的准确浓度,现从市场上买来一瓶某品牌食用白醋,用实验室标准NaOH溶液对其进行滴定。
(1)该实验应选用 作指示剂,量取一定体积的白醋所用的仪器是 。
(2)如图表示50mL滴定管中液面的位置,若A与C刻度间相差1mL,A处的刻度为25,滴定管中液面读数应为 mL。
(3)为了减小实验误差,该同学一共进行了3次实验,假设每次所取白醋体积均为VmL,NaOH标准液浓度为cmo1/L,3次实验结果记录如下:
从上表可以看出,第一次实验中记录消耗NaOH溶液的体积明显多于后两次,其原因可能是( )
A.初读正确,实验结束时俯视刻度线读取滴定终点时NaOH溶液的体积
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定结束无气泡
C.盛装标准液的滴定管装液前用蒸馏水洗净,未用标准液润洗
D.滴加NaOH溶液过快,未充分振荡,刚看到溶液变色,立刻停止滴定
(4)白醋溶液中存在的电离平衡为 (用电离平衡方程式表示)。
(5)在滴定过程中,当c(CH3COOˉ)>c(Na+)时,则混合溶液呈____(填序号)。
A.酸性 B.碱性 C.中性 D.无法确定
(6)根据所给数据,写出计算该白醋中醋酸的物质的量浓度的表达式(不必化简):c= 。
正确答案
(10分)
(1)酚酞溶液(1分) 酸式滴定管(1分)
(2)25.40 (1分,答25.4不给分)
(3)BC(2分)(填写“B”或“C”给1分,填写“BC”给2分,其余均为0分)
(4)CH3COOHCH3COO——+H+、H2O
OHˉ+H+(2分)
(5)A(1分)
(6)
试题分析:(1)醋酸和NaOH恰好中和生成醋酸钠溶液呈碱性,因此选择变色△pH在碱性区间的酚酞作指示剂;醋酸溶液用酸式滴定管量取;(2)A、B、C分别为25.00mL、25.50mL、26.00mL,则液面读数为25.40mL;(3)A、滴定管的0刻度在上,滴定后俯视读数导致消耗NaOH溶液的体积偏低,错误;B、滴定前尖嘴无气泡,滴定后尖嘴有气泡,导致消耗NaOH溶液的体积偏高,正确;C、未用标准液润洗,残留蒸馏水能稀释标准液,消耗NaOH溶液的体积偏高,正确;D、未充分振荡,消耗NaOH溶液的体积偏小,错误;(4)醋酸和水都是部分电离的弱电解质,则CH3COOHCH3COO——+H+、H2O
OHˉ+H+;(5)由电荷守恒原理可知,c(H+)>c(OH—),则溶液显酸性;(6)先舍去第一次实验数据,再求消耗NaOH溶液的平均体积,然后由c•V可知,n(NaOH)=cmol/L×
;由CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O可知,n(CH3COOH)=n(NaOH)=cmol/L×
;由n/V可知,则c(CH3COOH)=
。
(1)下列操作使结果偏高(或增大)的是 .
①用稀NaOH溶液与稀盐酸反应测定反应热,用铁质搅拌器
②中和滴定的锥形瓶用蒸馏水洗后,未用待测液洗
③用0.1mol·L-1的NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,碱式滴定管未用标准液润洗
④用蒸馏水湿润的pH试纸测定0.1mol·L-1的醋酸溶液的pH
(2)在纯碱溶液中滴入酚酞,溶液变红。原因是 (用离子方程式表示)若在该溶液中再滴入过量的氯化钡溶液,所观察到的现象是 ,其原因是(以离子方程式和简要文字说明): 。
正确答案
(1)③④ (2分) (2)CO32-+H2O HCO3-+OH-(2分)
产生白色沉淀,且红色褪去;(2分)
在纯碱中加入BaCl2溶液后,Ba2++CO32-=BaCO3¯(白色),c( CO32-)减小,CO32-水解平衡向左移动,c(OH-)减小,酚酞褪色。(2分)
试题分析:(1)③滴定管未用标准液润洗,会使浓度稀释,所用的溶液也就多,故会偏大;④PH试纸湿润了,会稀释醋酸溶液,酸性减弱,PH会增大。(2) 纯碱溶液中纯碱是强碱弱酸盐,水解成碱性,遇酚酞显红色,离子方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH-。加入氯化钡溶液,Ba2+会和CO32-反应,使水解反应逆向移动,碱性就减弱,颜色就退去。
点评:本题主要考查了一些实验操作和盐类水解的知识,掌握实验的原理及正确的操作和盐类水解的原理是解题的关键。
(14分)碘溶于碘化钾溶液中形成I3—,并建立如下平衡:I3— I—+ I2。实验室可以通过氧化还原滴定法测定平衡时I3—的浓度
实验原理:
为了测定平衡时的c(I3—) ,可用过量的碘与碘化钾溶液一起摇动,达平衡后取上层清液用标准的Na2S2O3滴定:2 Na2S2O3 + I2 =" 2NaI" + Na2S4O6。
由于溶液中存在I3— I— + I2的平衡,所以用硫代硫酸钠溶液滴定,最终测得的是I2和I3—的总浓度,设为c1,c1 = c(I2)+c(I3—);c(I2) 的浓度可用相同温度下,测过量碘与水平衡时溶液中碘的浓度代替,设为c2,则c(I2)= c2,c(I3—)=c1 —c2;
实验内容:
1.用一只干燥的100 mL 碘量瓶和一只250 mL碘量瓶,分别标上1、2号,用量筒取80 mL 0.0100 mol.L-1 KI于1号瓶,取200 mL 蒸馏水于2号瓶,并分别加入0.5 g过量的碘。
2.将两只碘量瓶塞好塞子,振荡30分钟,静置。
3.分别取上层清液20 mL用浓度为c mol/L标准Na2S2O3溶液进行滴定。1号瓶消耗V1 mL Na2S2O3溶液,2号瓶消耗V2 mL Na2S2O3溶液。
4.带入数据计算c(I3—)
试回答下列问题
(1)标准Na2S2O3溶液应装入 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”),原因是 。
(2)碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞子,可能的原因是
(3)滴定时向待测液中加入的指示剂是 ,到达滴定终点时的现象为 。
(4)用c 、V1和V2表示c(I3—)为 mol·L-1。
(5)若在测定1号瓶时,取上层清液时不小心吸入了少量的I2固体,则测定的c(I3—) (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
正确答案
(14分)(每空2分)(1) 碱式滴定管;Na2S2O3溶液呈碱性 (2)防止I—被空气中的氧气氧化(3) 淀粉 ; 溶液恰好由蓝色变成无色,且半分钟内不褪色(4) (cV1-cV2)/40 (5)偏大
试题分析:(1)Na2S2O3溶液是强碱弱酸盐,水解溶液显碱性,所以标准Na2S2O3溶液应装入碱式滴定管中;
(2)由于碘离子具有还原性,而空气中含有氧气,氧气能氧化碘离子,所以碘量瓶在震荡静置时要塞紧塞;
(3)由于碘遇淀粉显蓝色,所以滴定时向待测液中加入的指示剂是淀粉,到达滴定终点时的现象为溶液恰好由蓝色变成无色,且半分钟内不褪色;(4)1号瓶消耗V1mL Na2S2O3溶液,2Na2S2O3+I2=2NaI+Na2S4O6可知,20ml溶液中I2和I3-的总物质的量=1/2×V1×10-3L×c mol·L-1=0.5cV1×10-3 mol;2号瓶消耗V2mL Na2S2O3溶液,可知20mL溶液中I2的物质的量=1/2×V2×10-3L×c mol·L-1=0.5cV2×10-3 mol,
故c(I3-)=; (5)如果取上层清液时不小心吸入了少量的I2固体,则1号瓶消耗Na2S2O3溶液的体积增加,由c(I3-)=
可知,测定结果偏大。
在常温下向20mL 0.1 mol·L-1某酸(用HAc表示)溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1 NaOH溶液,用pH计来测定溶液中pH数据如下表,作出pH与NaOH溶液体积关系的曲线如图所示(忽略温度变化)。请根据表中数据和滴定曲线回答以下问题:
(1)实验中的指示剂最好使用___________________________;
(2)当V (NaOH)=20.00mL时,请写出溶液中主要存在的两种平衡状态的表示式_______________、________________;溶液中离子浓度由大到小的顺序是___________________;
(3)a、b、c、d四点对应溶液中水的电离程度由大到小的顺序是_________________。
(4)该温度下,滴定曲线上c点时HAc的电离平衡常数Ka=_______(用含V的代数简式表示)。
正确答案
(1)酚酞(1分)
(2)Ac—+H2O HAc+OH—、H2O
H++OH-、c(Na+)>c(A-)> c(OH-) > c(H+)(各1分)
(3)c>b>a>d(2分)
(4)(10—7·V)/(20—V)(2分)
试题分析:(1)由图像可知,用强碱滴定该酸的时候pH突变范围为7~11左右,可见该酸为弱酸,生成的盐为强碱弱酸盐水解呈碱性,滴定的指示剂应该选用酚酞。
(2)根据1分析所得该酸为一元弱酸,与等体积等浓度的氢氧化钠混合后,二者恰好完全反应生成盐溶液,水解呈碱性。所以溶液中存在的平衡有水解平衡和水的电离平衡,分别是Ac—+H2O HAc+OH—、H2O
H++OH- ,离子的浓度大小关系为c(Na+)>c(A-)> c(OH-) > c(H+)。
(3)根据规律,酸碱抑制水的电离,水解盐促进水的电离,所以根据滴定顺序a、b、c三点对应的酸的浓度越来越小,所以对水的电离抑制程度越来越小,而d点为滴定终点之后碱过量的点,碱性较强对水的抑制程度大于a点,所以四点对应的水的电离的程度大小顺序为c>b>a>d。
(4)c点时溶液呈中性,c(H+)= c(OH—)=10-7mol/L、c(Na+) =c(Ac—)=10-4V,消耗氢氧化钠的体积为V,根据电离方程式HAc Ac—+H+ 可得,酸的电离平衡常数K=" c(H+)" c(Ac-)/ c(HAc)= (10—7·V)/(20—V)。
50 mL密度为1.84 g·cm-3,质量分数为98%的浓H2SO4,其H2SO4的物质的量浓度为 。若将50 mL该浓H2SO4稀释成密度为1.47 g·cm-3的溶液100mL,需水 mL。(水=1g·cm-1)稀释后溶液的质量分数为 ,物质的量浓度为 。
正确答案
18.4 mol·L-1; 55; 61.3 %; 9.2 mol·L-1
试题分析:根据可知,硫酸的物质的量浓度是
;由于在稀释过程中,溶质是不变的,所以需要水的体积是100×1.47-50×1.84=55ml;稀释后硫酸的浓度是18.4mol/L÷2=9.2mol/L,则稀释后硫酸的质量分数是
。
点评:该题是基础性试题的考查,试题注重基础,侧重考查学生解题方法的培养。该题的关键是明确物质的量浓度与质量分数的关系,以及稀释的特点,有利于培养稀释的逻辑思维能力和发散思维能力。
(14分)已知醋酸是日常生活中常见的弱酸。
(1)用pH试纸测定醋酸pH的操作是___________。
(2)常温下在 pH =5的醋酸稀溶液中,醋酸电离出的c(H+)的精确值是______ mol•L—1。
(3)用0.1000 mol•L—1NaOH溶液滴定20.00mL某浓度的CH3COOH溶液,部分操作如下:
①取一支用蒸馏水洗净的碱式滴定管,加入标准氢氧化钠溶液,记录初始读数
②用酸式滴定管放出一定量待测液,置于用蒸馏水洗净的锥形瓶中,加入2滴甲基橙
③滴定时,边滴加边振荡,同时注视滴定管内液面的变化
请选出上述实验过程中的错误之处 (填序号)。上述实验与一定物质的量浓度溶液配制实验中用到的相同仪器___________________。
(4)某次滴定前滴定管液面如图所示,读数为________mL。
(5)根据正确实验结果所绘制的滴定曲线如上图所示,其中点①所示溶液中c(CH3COO-)=1.7c(CH3COOH),点③所示溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)。计算醋酸的电离平衡常数___________,CH3COOH的物质的量浓度为__________ mol•L—1。
正确答案
(14分)(1) 用镊子夹取一小块试纸放在干燥洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,观察颜色变化,与标准比色卡比对读数(2分)
(2)10—5—10—9(2分)
(3) ①②③(2分) 烧杯(或烧杯和胶头滴管)(2分)
(4)0.30(2分)
(5)1.7×10—5 mol•L—1(2分) 0.1007(2分)
(1)考查常见的基本实验操作。测量溶液的pH值的正确方法是用镊子夹取一小块试纸放在干燥洁净的表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部,观察颜色变化,与标准比色卡比对读数。
(2)常温下在 pH =5的醋酸稀溶液中,氢离子浓度是10—5 mol/L。由于水还存在电离平衡,所以醋酸电离出的c(H+)的精确值是10—5 mol/L—10—9 mol/L。
(3)滴定管在装入标准液之前需要润洗,①不正确;醋酸是弱酸,所以氢氧化钠滴定醋酸时,应该用酚酞试液作指示剂,②不正确;滴定时,边滴加边振荡,同时注视锥形瓶内溶液颜色的变化,③不正确,所以答案选①②③。配制一定物质的量浓度溶液和中和滴定值都需要烧杯。
(4)滴定管的能精确到0.1ml,读数到0.01ml。又因为滴定管的刻度自上而下时逐渐增大的,所以根据液面的位置可知,正确的读数是0.30ml。
(5)①点溶液中氢离子浓度是10—5 mol/L,所以醋酸的电离平衡常数是。点③所示溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+),所以恰好满足物料守恒,即点③处溶液中溶质是醋酸钠,这说明二者恰好反应,所以根据消耗氢氧化钠溶液的条件是20.14ml可知,醋酸的浓度是0.1000mol/L×20.14÷20=0.1007mol/L。
求下列混合后溶液的pH:(lg2=0.3 lg5=0.7)
(1)把pH=2和pH=4的两种强酸溶液等体积混合,其pH=_______。
(2)把pH=12和pH=14的两种强碱溶液等体积混合,其pH=_________。
(3)把pH=2的H2SO4溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合,其pH=_______。
正确答案
(1)2.3(2)13.7(3)2.3。
试题分析:(1)设两种强酸溶液的体积分别为1L,则pH=-lg[(0.01mol/L×1L+0.0001mol•L‾1)÷2L]=2.3
(2)设两种强碱溶液的体积分别为1L,pH=12的强碱溶液c(OH‾)=0.01mol•L‾1,pH=14的强碱溶液c(OH‾)=0.0001mol•L‾1,则等体积混合后溶液c(OH‾)=(0.01mol+0.0001mol)÷2L≈0.005mol•L‾1,则pH=-lg(10-14÷0.005)=13.7。
(3)ph=2的H2SO4溶液中H+浓度为0.01mol•L‾1,pH=10的NaOH溶液OH‾浓度为0.0001mol•L‾1,等体积混合酸过量,pH=-lg[(0.01-0.0001)÷2]=2.3。
草酸晶体的组成可表示为H2C2O4·xH2O,为测定x值,进行下列实验。
①称取m g草酸晶体,配成100.0 mL溶液。
②取25.0 mL所配草酸溶液置于锥形瓶中,加入适量稀H2SO4后,用浓度为c mol·L-1 KMnO4溶液滴定。滴定时,所发生反应为:2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
请回答下列问题:
(1)实验①中为了配制准确浓度的草酸溶液,所需要的实验仪器主要有:天平(含砝码)、烧杯、药匙和____________、____________、____________。
(2)在实验②中,滴定时KMnO4溶液应装在________式滴定管中,锥形瓶中________
(填“需要”或 “不需要”)滴加指示剂。
(3)在滴定过程中,目光应注视______________________。
(4)若滴定时,滴定前后两次读数分别为amL和bmL,因此计算出x值为________。
(5)若读取读数a时仰视,读取读数b时俯视,则所测x值________(填“偏大”、“偏 小”或“不变”)。
正确答案
(1)玻璃棒 100 mL容量瓶 胶头滴管
(2)酸 不需要
(3)锥形瓶中溶液颜色的变化
(4)
(5)偏大
试题分析:(1) 准确配制一定浓度100.0 mL溶液的草酸溶液,所需要的实验仪器主要有:天平(含砝码)、烧杯、药匙、玻璃棒 100 mL容量瓶 胶头滴管。(2)KMnO4溶液有强的氧化性,容易腐蚀橡胶管,所以在滴定时KMnO4溶液应装在酸式滴定管中,当KMnO4溶液把草酸氧化后,本身被还原为无色的Mn2+,利用其本身的颜色变化就可确定反应进行的程度。所以在锥形瓶中不需要滴加指示剂。(3)在滴定过程中,左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,目光应注视锥形瓶中溶液颜色的变化。(4) 滴定前后两次读数分别为aml和bml,100 .0mL草酸溶液反应消耗的KMnO4溶液的体积为4(b-a)ml.n(KMnO4)=" c" mol/L×4(b-a)×10-3L=4C·(b-a)×10-3mol,100ml草酸溶液中的草酸的物质的量为:n(H2C2O4)= 5/2·n(KMnO4) = 10C·(b-a)×10-3mol= C·(b-a)×10-2mol.m(H2C2O4)=n·M=C(b-a)×10-2mol×90g/mol=0.9C(b-a)g.m(H2O) ={m-0.9C (b-a)}g. 所以n(H2O)= {m-0.9C (b-a)}g÷18g/mol={m-0.9C (b-a)}/18mol..n(H2C2O4):n(H2O)= C(b-a)×10-2mol: {m-0.9C (b-a)}/18mol=1:X。解得X=。(5)若读取读数a时仰视,读数偏大;读取读数b时俯视,读数偏小。消耗的KMnO4溶液体积偏小,以此为标准计算的草酸的质量就偏小。所以所测x值就偏大。
(12分)(1)常温下,水的离子积KW=__________,则一滴水中(约20滴水为1mL)所含的H+数目为_________个
(2)测得80℃时,纯水中c(H+)=2×10—7,则80℃时浓度为0.2 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=______。此温度下将此溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合:
①若所得混合液为中性,则a∶b= ;
②若所得混合液的pH=12,则a∶b= ;
③为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,定义AG= ,则80℃时,该Ba(OH)2溶液的酸度AG=______________。(结果保留对数形式)
正确答案
(12分)(1)KW=_10-14, H+数目为 5×10-12NA 个
(2)13 ① 1:4 ;②7:18 ;③_2lg5-14或-12-2lg2。
20滴水为1mL质量为1g,物质的量为0.056mol,含有的水分子数为0.056NA, 一滴水中水分子数为0.0028NA,则一滴水中所含的H+数目为5×10-12NA. .80℃时浓度为0.2 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的C(OH-)=0.4mol·L-1 C(H+)=4×10—14/0.4=10-13
0.4a=0.1b a∶b=1:4 (0.4a-0.1b)/a+b=0.04 a∶b=7:18
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