- 离子共存
- 共2225题
(1)已知常温下,A酸的溶液pH=a,B碱的溶液pH=b,回答下列问题:
①若A为醋酸,B为氢氧化钠,且a=4,b=10,两者等体积混合,则混合前c(CH3COOH) c(NaOH )(填“<、=或>”,下同);混合后溶液的pH 7。
②若A的化学式为HR,B的化学式为MOH,且a+b=14,两者等体积混合后溶液显碱性,则混合溶液中必定有一种离子能发生水解,该水解反应的离子方程式为 。(2)①现有25℃时等体积、等pH的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合,均恰好中和,则V1、V2、V3的大小关系是 ;
②另有25℃,等体积等物质的量浓度的Ba(OH)2、NaOH和NH3·H2O三种溶液,将它们分别与V1 L、V2 L、V3 L等浓度的盐酸混合,混合后溶液均呈中性,则V1、V2、V3的大小关系是 ;③室温下,若生成同浓度的NaCl与NH4Cl溶液各1L,则溶液中离子总数N(NaCl) N(NH4Cl)。(填“<、=或>”)
正确答案
(1)①>;<(每空1分) ②M++H2OMOH+H+(2分)
(2)V1=V2<V3;V1>V2>V3;>(每空2分)
试题分析:(1)①醋酸是弱酸,存在电离平衡,因此pH=4的醋酸溶液的浓度大于10-4mol/L。氢氧化钠是强碱,完全电离,则常温下pH=10的氢氧化钠溶液浓度等于10-4mol/L,因此混合前c(CH3COOH)>c(NaOH );两者等体积混合后醋酸过量,溶液显酸性,所以混合后溶液的pH<7。
②由于a+b=14,两者等体积混合后溶液显碱性,若溶液是由于水解显碱性,则酸一定是弱酸。但如果算是弱酸,则酸一定过量,溶液应该显酸性,才假设不正确。所以只能是碱过量导致溶液显碱性,因此碱是弱碱,则生成的盐中M+水解,该水解反应的离子方程式为M++H2OMOH+H+。
(2)①氢氧化钡和氢氧化钠是强碱,在溶液体积和pH相等的条件下消耗的盐酸的物质的量相同,所以在盐酸的浓度相等的条件下,消耗盐酸的体积是V1=V2;氨水是弱碱,存在电离平衡,所以在pH相等的条件下氨水的浓度大于氢氧化钠溶液的浓度,消耗的盐酸体积最多,因此V1、V2、V3的大小关系是V1=V2<V3;
②氢氧化钡和氢氧化钠是强碱,在溶液体积和物质的量浓度相等的条件下消耗的盐酸的物质的量前者多,因此在盐酸的浓度相等的条件下,消耗盐酸的体积是V1>V2;氨水是弱碱,与盐酸恰好反应时溶液显酸性,若要显中性,则氨水应该是过量的,所以消耗盐酸的体积应该是V2>V3,则V1、V2、V3的大小关系是V1>V2>V3;
③由于氯化铵溶液中NH4+水解,而钠离子不水解,所以等体积等浓度的NaCl与NH4Cl溶液中离子总数大小关系是N(NaCl) >N(NH4Cl)。
下列各组离子在呈强酸性的溶液中能大量共存的是( )
正确答案
A.酸性条件下四种离子之间不发生任何反应,能大量共存,故A正确;
B.酸性条件下具有强氧化性的NO3-与具有还原性的Fe2+离子发生氧化还原反应而不能大量共存,故B错误;
C.HCO3-与H+反应生成二氧化碳气体而不能大量共存,故C错误;
D.ClO-与H+反应生成弱酸HClO而不能共存,故D错误.
故选A.
常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
请回答:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸?________________________________________________
(2)c1________(填“<”、“>”或“=”)0.2 mol·L-1。乙组实验中HA和NaOH溶液混合前,HA溶液中[A-]与NaOH溶液中[Na+]的关系是________(从下面选项中选择填空)。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 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__________________________,其中,[A-]=________ mol·L-1(不能做近似计算,回答准确值,结果不一定要化简)。
(4)丁组实验中,HA和NaOH溶液混合前[HA]________(填“<”、“>”或“=”)[NaOH],b________(填“<”、“>”或“=”)7。
正确答案
(1)若a=7,HA是强酸,若a>7,HA是弱酸
(2)> B
(3)[Na+]>[A-]>[OH-]>[H+] 0.05-1×10-5+1×10-9
(4)> <
(1)甲组中HA与NaOH恰好完全反应生成NaA和H2O,若溶液呈中性,说明A-不水解,HA是强酸,若溶液呈碱性,说明A-水解,HA是弱酸;(2)乙组混合溶液呈中性,而甲溶液可能呈碱性,所以[HA]大于甲中的浓度,但由于HA不完全电离,其中[A-]要远小于NaOH溶液中[Na+];(3)丙组混合溶液呈碱性,[OH-]>[H+],由电荷守恒[Na+]+[H+]=[A-]+[OH-]知[Na+]>[A-],所以离子浓度由大到小的顺序是[Na+]>[A-]>[OH-]>[H+]。[A-]=[Na+]+[H+]-[OH-]=(0.05+1×10-9-1×10-5)mol·L-1。(4)HA的pH=2,则[H+]=10-2mol·L-1,[HA]>10-2mol·L-1,NaOH溶液的pH=12,则[OH-]=10-2mol·L-1,[NaOH]=10-2mol·L-1,二者混合后HA过量,溶液呈酸性,pH<7。
下列各组离子在指定环境中一定大量共存的是( )
正确答案
A.在c(HCO3-)=0.1mol/L的溶液中,与HCO3-发生相互促进的水解反应的Al3+离子不能存在,故A错误;
B.在pH=13的溶液中存在大量的OH-离子,题中四种离子不发生任何反应,能大量共存,故B正确;
C.在由水电离出的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液中可能呈酸性,也可能呈碱性,如溶液呈碱性,则Fe3+不能大量共存,故C错误;
D.在pH=1的溶液中存在大量的H+离子,在酸性条件下NO3-与Fe2+发生氧化还原反应而不能大量共存,故D错误.
故选B.
(1)25℃时,浓度为0.1 mol·L-1的6种溶液:①HCl, ②CH3OOH, ③Ba(OH)2,④Na 2CO3,⑤KCl,⑥NH4Cl溶液pH由小到大的顺序为__________________(填写编号)。
(2)25℃时,醋酸的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L,则该温度下CH3COONa的水解平衡常数Kh= mol ·L-1(保留到小数点后一位)。
(3)25℃时,pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液呈 (填“酸性”,“中性”或“碱性”) ,请写出溶液中离子浓度间的一个等式: 。
(4)25℃时,将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液的pH=7,
则溶液中c(CH3COO-) + c(CH3COOH)= ,m与n的大小关系是m n(填“ >”“=”或“<”)。
(5)25℃时,将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水混合后,溶液的pH=7 ,则NH3·H2O的电离常数Ka= 。
正确答案
(1)①②⑥⑤④③
(2)5.9×10-10
(3)酸性 c(Na+) + c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)。
(4)m/2 mol/L >
(5)1.7×10-5mol/L
试题分析:(1)①HCl是一元强酸, ②CH3OOH是一元弱酸, ③Ba(OH)2是二元强碱,④Na 2CO3是强碱弱酸盐,⑤KCl是强酸强碱盐,⑥NH4Cl是强酸弱碱盐。酸性:强酸大于弱酸大于强酸弱碱盐;碱性:碱的大于强碱弱酸盐的。所以这几种溶液pH由小到大的顺序为①②⑥⑤④③.
(2)KHAcCH3COO-+H+,
,该温度下CH3COONa的水解平衡为CH3COO-+H2O
CH3COOH+OH-。
水解平衡常数
所以。(3)25℃时,pH=3的醋酸,c(H+)=10-3mol/L, pH=11的氢氧化钠溶液,c(H+)=10-11mol/L,则c(OH-)=Kw÷c(H+)=10-14÷10-11=10-3mol/L.两种溶液中的离子浓度相等。当等体积混合后,电离的部分巧合完全中和。但由于醋酸为弱酸。还有大量为电离的醋酸分子存在,会继续电离产生H+和CH3COO-。所以溶液呈酸性。在溶液中存在电荷守恒。c(Na+) + c(H+) = c(CH3COO-) + c(OH-)。(4)由于溶液为等体积混合,所以溶液中c(CH3COO-) + c(CH3COOH)=m/2mol/L。因为酸是弱酸,碱是强碱,若等物质的量混合,这恰好生成CH3COONa。溶液由于CH3COO-的水解二显碱性。为了使溶液显中性,酸必须稍微过量一些,来抵消醋酸根离子水解的碱性。所以m与n的大小关系是m>n. (5)25℃时,将等体积、等物质的量浓度的醋酸与氨水混合后,溶液的pH=7 ,说明醋酸与一水合氨的强弱程度相同。也就是电离程度相等。由于醋酸的电离平衡常数为Ka=1.7×10-5mol/L所以NH3·H2O的电离常数Ka=1.7×10-5mol/L。
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