高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡综合与测试课时作业

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡综合与测试课时作业，共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(每小题3分,共48分,每小题只有一个选项符合题意)
1.374 ℃、22.1 MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力,并含有较多的H+和OH-,由此可知超临界水( )
A.显中性,pH等于7
B.KW小于10-14
C.显酸性,pH小于7
D.导电能力比常温下的水强
2.(2019河北辛集中学高二上期中)下列操作中,能使电离平衡H2O H++OH-正向移动且溶液呈酸性的是( )
A.向水中加入NaHSO4溶液
B.向水中加入Al2(SO4)3溶液
C.向水中加入Na2CO3溶液
D.将水加热到100 ℃,使水的pH=6
3.下列关于盐溶液呈酸性或碱性的说法错误的是( )
A.盐溶液呈酸性或碱性的原因是破坏了水的电离平衡
B.NH4Cl溶液呈酸性是由于溶液中c(H+)>c(OH-)
C.在CH3COONa溶液中,由水电离出的c(OH-)≠c(H+)
D.由水电离出的H+或OH-与盐电离出的离子结合生成弱电解质,造成盐溶液呈碱性或酸性
4.将氨水缓缓地滴入盐酸中至溶液呈中性,下列有关的说法正确的是( )
①盐酸过量 ②氨水过量 ③恰好完全反应
④c(NH4+)=c(Cl-) ⑤c(NH4+)A.①⑤ B.③④ C.②⑤ D.②④
5.(2019山东潍坊高二上期中)某温度下,向一定体积0.1 ml·L-1的HCl溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH[pOH=-lgc(OH-)]与pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线上任意一点都满足c(H+)×c(OH-)=10-14
B.Q点c(Cl-)=c(Na+)=c(H+)=c(OH-)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.M点所示溶液的导电能力强于N点
6.下列与盐类水解有关的是( )
①FeCl3可作净水剂
②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸
③实验室配制AlCl3溶液时,应先把它溶在较浓的盐酸中,而后加水稀释
④在NH4Cl或AlCl3溶液中加入金属镁会产生氢气
⑤比较某些盐溶液中离子浓度的大小或某些盐溶液的酸碱性
A.②③⑤ B.①②③④
C.①②④⑤ D.①②③④⑤
7.将0.2 ml·L-1 HCN溶液和0.1 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合后(忽略溶液的体积变化),溶液显碱性,下列关系式中正确的是( )
A.c(HCN)B.c(Na+)C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
D.c(HCN)+c(CN-)=0.1 ml·L-1
8.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 ml·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中c(H+)c(CH3COOH)减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中c(NH4+)c(Cl-)>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中c(Cl-)c(Br-)不变
9.(2020广东惠州期末)为证明某一元酸HR是弱酸,下列实验方法错误的是( )
A.室温时,测定0.01 ml·L-1的HR溶液的pH=4
B.室温时,往NaR溶液中滴加无色酚酞试液,溶液呈红色
C.相同条件下,对浓度均为0.1 ml·L-1的盐酸和HR溶液进行导电性实验
D.0.1 ml·L-1的HR溶液与同体积0.1 ml·L-1的氢氧化钠溶液恰好完全反应
10.取浓度均为0.1 ml·L-1的NaA和NaB两种盐的溶液各1 L,分别通入0.02 ml CO2,发生反应:NaA+CO2+H2O HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O 2HB+Na2CO3。将浓度均为0.1 ml·L-1、体积均为1 L的HA溶液和HB溶液分别加水稀释至体积为V L,溶液pH随lgV的变化曲线如图所示,则下列说法正确的是( )
A.HA是强酸,HB是弱酸
B.X是HB,Y是HA
C.常温下,pH相等的NaA溶液与NaB溶液的物质的量浓度:c(NaA)D.NaA与NaB的混合溶液中:c(Na+)+c(H+) c(A-)+c(B-)+c(HA)+c(HB)
11.(2020安徽合肥六校期末联考)今有室温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是( )
A.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.②和③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
C.分别加水稀释至10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
D.V1 L④与V2 L①混合,若混合后溶液pH=7,则V112.(2019湖北沙市中学高二上期中)25 ℃时,有体积相同的四种溶液:①pH=3的CH3COOH溶液 ②pH=3的盐酸 ③pH=11的氨水 ④pH=11的NaOH溶液。下列说法错误的是( )
A.若将四种溶液稀释至100倍,稀释后溶液pH大小顺序:③>④>②>①
B.等体积的②和③混合生成强酸弱碱盐,混合后溶液呈酸性
C.等体积的③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④
D.等体积的①和②分别与足量的锌粒反应生成的氢气在同温同压下体积:①>②
13.某温度下,Fe(OH)3(s)、Cu(OH)2(s)分别在溶液中达到沉淀溶解平衡后,改变溶液pH,金属阳离子浓度的变化如图所示。据图分析,下列判断错误的是( )
A.Ksp[Fe(OH)3]B.加适量NH4Cl固体可使溶液由a点变到b点
C.c、d两点代表的溶液中c(H+)与c(OH-)乘积相等
D.Fe(OH)3、Cu(OH)2分别在b、c两点代表的溶液中达到饱和
14.室温下,将0.20 ml Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入下列物质,有关结论正确的是( )
15.电解质溶液的电导率越大,导电能力越强。用0.100 ml·L-1的NaOH溶液滴定10.00 mL浓度均为0.100 ml·L-1的盐酸和CH3COOH溶液(忽略溶液体积的变化)。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法不正确的是( )
A.曲线①代表滴定CH3COOH溶液的曲线
B.A点溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.05 ml·L-1
C.在相同温度下,A、B、C三点溶液中水电离出的c(H+):BD.B点溶液中:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
16.(2019黑龙江哈尔滨六中高二上期中)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.图1表示同温度下,pH=1的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH的变化曲线,其中Ⅱ为盐酸,且b点溶液的导电性比a点强
B.图2表示0.100 0 ml/L NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 ml/L CH3COOH溶液所得到的滴定曲线
C.图3表示压强对可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)的影响,乙的压强比甲的压强大
D.据图4,若除去CuSO4溶液中的Fe3+可向溶液中加入适量CuO至pH在4左右
二、非选择题(共52分)
17.(11分)(1)常温下,将相同物质的量浓度的NaOH溶液和醋酸溶液等体积混合,所得溶液呈 (填“酸性”“中性”或“碱性”),加热使混合溶液温度升高,c(OH-) (填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)将镁条放入NH4Cl溶液中能产生氢气,请用离子方程式解释该现象产生的原因 。
(3)Mg(OH)2的浊液中存在Mg(OH)2的沉淀溶解平衡,可表示为 ,若向此浊液中加入少量水,上述平衡 (填“向左”“不”或“向右”)移动,溶液的pH (填“增大”“不变”或“减小”)。
(4)25 ℃时,AgCl的Ksp=1.8×10-10,该温度下向1 L 0.03 ml/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01 ml/L的NaCl溶液后,溶液中c(Cl-)= ml/L(忽略混合后溶液体积的变化)。若向该体系中加入少量AgCl固体,则c(Cl-) (填“增大”“减小”或“不变”)。
(5)若温度不变,取0.1 ml·L-1醋酸溶液加水稀释,下列表达式的数据变小的是 (填字母)。
A.c(H+)B.c(H+)·c(OH-)
C.c(CH3COOH)c(H+)D.c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)
18.(14分)(1)纯水在T ℃时,pH=6,该温度下1 ml·L-1的NaOH溶液中,由水电离出的c(OH-)= ml·L-1。
(2)25 ℃时,向水中加入少量碳酸钠固体,得到pH为11的溶液,其主要水解反应的离子方程式为 ,由水电离出的c(OH-)= ml·L-1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液,加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示,则HX的电离常数 (填“大于”“小于”或“等于”)CH3COOH的电离常数。理由是 。
(4)电离常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知:
①25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三种溶液的pH由大到小的顺序为 (用化学式表示)。
②向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为 。
(5)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)= ml·L-1(填精确值),c(CH3COO-)c(CH3COOH)= 。
19.(6分)(1)已知KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合后可形成沉淀PbI2,此沉淀的Ksp=7.0×10-9。现将等体积的KI溶液与Pb(NO3)2溶液混合(忽略混合后溶液体积的变化),若原KI溶液的浓度为1×10-2 ml·L-1,则生成沉淀所需原Pb(NO3)2溶液的最小浓度为 。
(2)将10 mL 0.01 ml·L-1BaCl2溶液和10 mL 0.01 ml·L-1 AgNO3溶液混合(忽略混合后溶液体积的变化),混合后溶液中Ag+的浓度为 。[Ksp(AgCl)=1.8×10-10]
(3)已知pC类似pH是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用对数负值。如某溶液溶质的浓度为1×10-3 ml·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。现向0.2 ml·L-1的Ba(OH)2溶液中通入CO2气体,沉淀开始产生时,溶液中CO32-的pC值为 。[已知lg2=0.3,Ksp(BaCO3)=5.0×10-9]
20.(14分)硫酸是常见的三大强酸之一,中学阶段我们将硫酸在水中看作完全电离。但事实是硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离方程式为H2SO4 H++HSO4-,HSO4- H++SO42-。请依据以上事实回答下列有关问题:
(1)Na2SO4溶液呈 (填“弱酸性”“中性”或“弱碱性”),其理由是 (用离子方程式表示)。
(2)常温下将NaHSO4溶液进行稀释,下列说法正确的是 (填字母)。
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中离子的浓度均减小
C.溶液中c(OH-)·c(HSO4-)c(SO42-)不变
D.溶液中由水电离产生的c(H+)增大
(3)H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为 。
(4)在0.10 ml·L-1的Na2SO4溶液中,下列离子浓度关系正确的是 (填字母)。
A.c(SO42-)+c(HSO4-)+c(H2SO4)=0.1 ml·L-1
B.c(OH-)=c(H+)+c(HSO4-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-)
D.c(Na+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+)
(5)用0.100 ml·L-1的氢氧化钠溶液滴定一定体积未知浓度的稀硫酸,用 做指示剂误差较小,当 时达到滴定终点,滴定后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,测定结果会 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
21.(7分)砷(As)是一些工厂和矿山废水中的污染元素,使用吸附剂是去除水中砷的有效措施之一。
(1)将硫酸锰、硝酸钇与氢氧化钠溶液按一定比例混合,搅拌使其充分反应,可获得一种砷的高效吸附剂X,吸附剂X中含有CO32-,其原因是 。
(2)H3AsO3和H3AsO4水溶液中含砷的各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系分别如图1和图2所示。
图1
图2
①以酚酞为指示剂(变色范围pH 8.0~10.0),将NaOH溶液逐滴加入到H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
②H3AsO4第一步电离方程式H3AsO4 H2AsO4-+H+的电离常数为Ka1,则pKa1= (pKa1=-lg Ka1)。
(3)利用单质铁处理水体砷污染的原理为单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[Fe(OH)3和FeOOH],吸附沉降砷的化合物。在其他条件一定时,调节水样的pH,得到除砷效率曲线如图3所示。
图3
①请解释水样酸性较强时,除砷效率较低的原因是 。
②国家饮用水标准规定水中砷的含量应低于0.05 mg·L-1(1 mg=1 000 μg)。某水样中含砷总浓度为100 μg·L-1,若控制水样的pH=6,出水后的砷浓度 (填“能”或“否”)达到饮用水标准。
答案全解全析
一、选择题
1.D 374 ℃、22.1 MPa以上的超临界水显中性,pH<7,A、B、C三项错误;超临界水的电离程度比常温下水的电离程度大,导电能力比常温下的水强,D项正确。
2.B 硫酸氢钠在水中完全电离:NaHSO4 Na++H++SO42-,溶液中H+浓度增大,溶液呈酸性,水的电离平衡逆向移动,故A不符合题意;向水中加入硫酸铝溶液,铝离子结合水电离出的OH-生成氢氧化铝,促进水的电离平衡正向移动,使溶液呈酸性,故B符合题意;向水中加入碳酸钠溶液,CO32-水解促进水的电离,CO32-和H+结合生成HCO3-而使溶液中OH-浓度大于H+浓度,溶液呈碱性,故C不符合题意;升高温度,水的电离程度增大,但是溶液中H+浓度等于OH-浓度,溶液呈中性,故D不符合题意。
3.C 盐溶液呈酸性或碱性的原因是破坏了水的电离平衡,使溶液中c(H+)≠c(OH-),A项正确;NH4Cl溶液呈酸性,则溶液中一定有c(H+)>c(OH-),B项正确;根据水的电离方程式:H2O H++OH-,水在任何溶液中电离出的c(OH-)、c(H+)都相等,C项错误;水电离出的H+或OH-与盐电离出的离子结合生成弱电解质,是造成盐溶液呈碱性或酸性的原因,D项正确。
4.D 氨水与盐酸恰好完全反应时,生成NH4Cl,NH4Cl水解使溶液呈酸性,若要溶液呈中性,需氨水过量,故②正确;pH=7时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-)可得出c(NH4+)=c(Cl-),故④正确。
5.C Q点溶液中pH=pOH=a,此温度下水的离子积c(H+)·c(OH-)=10-2a,当温度为25 ℃时,c(H+)·c(OH-)=10-14,故A错误;Q点的pOH=pH,溶液呈中性,此时的溶液为氯化钠溶液,c(Cl-)=c(Na+),c(H+)=c(OH-)但c(Na+)远大于c(H+),故B错误;M点pOH=b,N点pH=b,由于M点的OH-浓度等于N点H+的浓度,对水的电离程度抑制能力相同,所以两点水电离程度相同,故C正确;M点溶液中溶质为HCl和NaCl,N点溶液中溶质为NaOH与NaCl,两点溶液中离子浓度相同,则导电能力也相同,故D错误。
6.D ①FeCl3在水溶液中水解生成Fe(OH)3胶体,Fe(OH)3胶体能吸附水中悬浮的杂质,起到净水的作用;②保存FeCl3溶液时,加入少量盐酸以抑制Fe3+水解;③配制AlCl3溶液时,先把它溶在较浓的盐酸中,然后加水稀释,目的是抑制Al3+的水解;④NH4+或Al3+水解产生的H+可与Mg反应生成H2;⑤利用水解反应可判断某些盐溶液的酸碱性或某些盐浓液中离子浓度的大小。
7.D 反应后溶液中溶质为等物质的量的HCN与NaCN,溶液呈碱性,则HCN的电离程度小于NaCN的水解程度,c(HCN)>c(CN-),A项错误;由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),由溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),故c(Na+)>c(CN-),B项错误;由物料守恒得c(HCN)+c(CN-)=2c(Na+),结合电荷守恒得c(HCN)-c(CN-)=2c(OH-)-2c(H+),C项错误;根据物料守恒知D项正确。
8.D A项,c(H+)c(CH3COOH)=Kac(CH3COO-),加水稀释,c(CH3COO-)减小,Ka不变,所以比值增大,错误;B项,c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=1Kh(Kh为水解常数),温度升高水解常数Kh增大,比值减小,错误;C项,向盐酸中加入氨水至中性,根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),此时c(H+)=c(OH-),故c(NH4+)=c(Cl-),所以c(NH4+)c(Cl-)=1,错误;D项,在饱和溶液中c(Cl-)c(Br-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),温度不变溶度积Ksp不变,则溶液中c(Cl-)c(Br-)不变,正确。
9.D 室温时,测定0.01 ml·L-1的HR溶液的pH=4,说明HR未完全电离,则HR是弱酸,A项正确;室温时,往NaR溶液中滴加无色酚酞试液,溶液呈红色,说明NaR溶液显碱性,即R-发生水解,则HR为弱酸,B项正确;相同条件下,对浓度均为0.1 ml·L-1的盐酸和HR溶液进行导电性实验,盐酸的导电能力强,说明盐酸中离子浓度大,HR溶液的导电能力弱,说明HR溶液中离子浓度小,HR没有完全电离,即证明HR是弱酸,C项正确;0.1 ml·L-1的HR溶液与同体积0.1 ml·L-1的氢氧化钠溶液恰好完全反应不能说明HR是弱酸,D项错误。
10.B 由未稀释时的pH可知HA和HB均为弱酸,故A错误;已知:NaA+CO2+H2O HA+NaHCO3、2NaB+CO2+H2O 2HB+Na2CO3,则酸性:H2CO3>HA>HCO3->HB,加水稀释,促进弱酸的电离,酸性越弱,溶液稀释时pH变化越小,所以加水稀释相同的倍数时,pH变化小的是HB,由题图可知,X是HB,Y是HA,故B正确;酸性:H2CO3>HA>HCO3->HB,酸性越弱对应阴离子水解程度越大,浓度相同时溶液的碱性越强,常温下pH相等的NaA溶液和NaB溶液的物质的量浓度:c(NaA)>c(NaB),故C错误;NaA与NaB的混合溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(B-)+c(OH-),c(OH-)≠c(HA)+c(HB),故D错误。
11.D A项,醋酸钠是强碱弱酸盐,③和④中分别加入醋酸钠晶体,两溶液pH均增大,正确;B项,假设是强酸和强碱,且物质的量浓度相同,等体积混合后溶液呈中性,但醋酸是弱酸,其浓度远远大于②,即混合后醋酸过量,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),正确;C项,分别加水稀释至10倍,假设平衡不移动,那么①、②溶液的pH均为10,但稀释氨水使平衡NH3·H2O NH4++OH-右移,使①中溶液11>pH>10,同理醋酸溶液稀释后3②>④>③,正确;D项,假设在室温下pH=3的强酸和pH=11的强碱,混合后溶液呈中性,V1=V2,但NH3·H2O是弱碱,其浓度远远大于盐酸,所以需要氨水的体积少,即V1>V2,错误。
12.B pH=3的CH3COOH溶液中c(CH3COOH)>10-3 ml·L-1,pH=3的盐酸中c(HCl)=10-3 ml·L-1,pH=11的氨水中c(NH3·H2O)>10-3 ml·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(NaOH)=10-3 ml·L-1。若将四种溶液稀释至100倍,弱电解质的pH变化较小,碱溶液的pH大于酸溶液,则稀释后溶液pH大小顺序为③>④>②>①,A项正确;等体积的②和③混合生成强酸弱碱盐,NH3·H2O为弱碱,碱的物质的量远远大于酸的物质的量,所以所得混合溶液呈碱性,其pH大于7,B项错误;c(NH3·H2O)>c(NaOH),所以等体积的③和④分别用等浓度的硫酸溶液中和,消耗硫酸溶液的体积:③>④,C项正确;c(CH3COOH)>c(HCl),等体积的①和②分别与足量锌粒反应,生成H2的量:①>②,D项正确。
13.B A项,分析题图中b、c两点,c(Fe3+)和c(Cu2+)相等,对应的pH分别为1.3、4.4,根据Ksp的计算公式可得Ksp[Fe(OH)3]14.B n(Na2CO3)=0.2 ml,碳酸钠是强碱弱酸盐,碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解方程式为CO32-+H2O HCO3-+OH-,n(H2SO4)=2 ml·L-1×0.1 L=0.2 ml,H2SO4和Na2CO3反应的化学方程式为Na2CO3+H2SO4 Na2SO4+CO2↑+H2O,根据方程式知,二者恰好完全反应时,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒得(Na+)=2c(SO42-),故A错误;CaO+H2O Ca(OH)2、Ca(OH)2+Na2CO3 CaCO3↓+2NaOH,随着CO32-的消耗,CO32-+H2O HCO3-+OH-向左移动,c(HCO3-)减小,反应生成OH-,则c(OH-)增大,导致溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大,故B正确;温度不变,溶液中c(H+)与c(OH-)的乘积不变,故C错误;NaHSO4和Na2CO3反应的化学方程式为2NaHSO4+Na2CO3 2Na2SO4+H2O+CO2↑,根据方程式知,二者恰好反应生成Na2SO4、H2O、CO2,溶液中的溶质是硫酸钠,溶液由碱性变为中性,溶液的pH减小,c(Na+)增大,故D错误。
15.C CH3COOH是弱电解质,溶液中离子浓度较小,加入NaOH溶液后,溶液中离子浓度增大,溶液导电性增强,根据题图知,曲线①代表滴定CH3COOH溶液的曲线,故A正确;A点溶液中c(Na+)=0.05 ml·L-1,电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(Na+)=0.05 ml·L-1,故B正确;酸或碱抑制水的电离,含有弱离子的盐促进水的电离,C点溶质为NaCl,对水的电离无影响,A点溶质为醋酸钠,促进水的电离,B点溶质为等物质的量浓度的醋酸钠和NaOH,NaOH会抑制水的电离,所以在相同温度下,水电离出的c(H+):Bc(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故D正确。
16.D pH=1的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH变化快的是盐酸,所以Ⅱ为醋酸溶液,Ⅰ为盐酸,a点H+浓度大导电性强,故A错误;0.100 0 ml·L-1 CH3COOH溶液pH大于1,而题图2中酸初始的pH为1,不相符,故B错误;可逆反应2A(g)+2B(g) 3C(g)+D(s)是正反应为气体体积减小的反应,所以增大压强平衡正向移动,反应物的百分含量减小,与题图3不符,故C错误;由题图4可知,pH在4左右Fe3+完全沉淀,所以若除去CuSO4溶液中的Fe3+,可向溶液中加入适量CuO至pH在4左右,故D正确。
二、非选择题
17.答案 (1)碱性 增大 (2)NH4++H2O NH3·H2O+H+、Mg+2H+ Mg2++H2↑
(3)Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq) 向右 不变
(4)1.8×10-8 不变 (5)AC
解析 (1)等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液和醋酸溶液恰好完全反应生成醋酸钠,醋酸钠溶液中的CH3COO-水解使溶液显碱性,加热水解程度增大,碱性增强,氢氧根离子浓度增大。(2)NH4Cl溶液中的NH4+水解使溶液显酸性:NH4++H2O NH3·H2O+H+,Mg与水电离出的氢离子反应生成氢气:Mg+2H+ Mg2++H2↑。(3)Mg(OH)2浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s) Mg2+(aq)+2OH-(aq),加水稀释平衡右移,使电离程度增大,但会有氢氧化镁继续溶解使溶液中的氢氧根离子浓度最终保持不变。(4)1 L 0.03 ml/L的AgNO3溶液中加入1 L 0.01 ml/L的NaCl溶液后,硝酸银过量,氯化钠完全反应,剩余的硝酸银浓度c(AgNO3)=c(Ag+)=1 L×0.03ml/L-1 L×0.01ml/L2 L=0.01 ml/L,根据AgCl的Ksp=1.8×10-10,可知c(Cl-)=Kspc(Ag+)=1.8×10-100.01 ml/L=1.8×10-8 ml/L;向题述体系中加入氯化银固体不影响平衡,氯离子浓度不变。(5)CH3COOH溶液加水稀释,促进电离,c(H+)减小,故A可选;温度不变,KW不变,c(H+)·c(OH-)=KW,故B不选;加水稀释,促进电离,氢离子的物质的量增大,醋酸的物质的量减小,c(CH3COOH)/c(H+)=n(CH3COOH)/n(H+),则稀释过程中c(CH3COOH)c(H+)变小,故C可选;c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=Ka,温度不变,Ka不变,所以c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)的值不变,故D不选。
18.答案 (1)10-12
(2)CO32-+H2O HCO3-+OH- 10-3
(3)小于 稀释相同倍数,一元酸HX溶液的pH变化量比CH3COOH溶液的小,故酸性较弱,电离常数较小
(4)①Na2CO3>NaCN>CH3COONa
②NaCN+H2O+CO2 HCN+NaHCO3
(5)9.9×10-7 18
解析 (1)纯水在T ℃时,pH=6,即c(H+)=c(OH-)=10-6 ml·L-1,可知KW=10-12,在此温度下1 ml·L-1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即c(OH-)水=c(H+)=10-12 ml·L-1。(2)碳酸钠的水解反应分步进行,以第一步为主,强碱弱酸盐水解使溶液呈碱性,由水电离出的c(OH-)取决于溶液中的c(OH-),c(OH-)=10-3 ml·L-1。(3)稀释相同倍数,HX溶液的pH变化量比醋酸溶液的小,酸性较弱,电离常数较小。(4)强碱弱酸盐对应的酸的酸性越弱,其水解程度就越大,pH越大,弱酸的电离常数越小。H2CO3的K1大于K(HCN),K2小于K(HCN),因此向NaCN溶液中通入少量的CO2,产物应是NaHCO3和HCN。(5)溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),因此c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=9.9×10-7 ml·L-1。通过电离平衡常数的表达式可知c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=K(CH3COOH)/c(H+)=18。
19.答案 (1)5.6×10-4 ml·L-1 (2)3.6×10-8 ml·L-1 (3)7.6
解析 (1)因为c2(I-)×c(Pb2+)=Ksp(PbI2)=7.0×10-9,原KI溶液的浓度为1×10-2 ml·L-1,则生成沉淀所需原Pb(NO3)2溶液的最小浓度为c[Pb(NO3)2]=2×7.0×10-9(12×10-2)2 ml·L-1=5.6×10-4 ml·L-1。
(2)10 mL 0.01 ml·L-1BaCl2溶液中Cl-的物质的量为0.000 2 ml,10 mL 0.01 ml·L-1 AgNO3溶液中Ag+的物质的量为0.000 1 ml,混合后反应生成AgCl沉淀,剩余Cl-的物质的量为0.000 1 ml,因为Ksp(AgCl)=1.8×10-10,则混合后溶液中Ag+的浓度满足c(Ag+)×0.005 ml·L-1=1.8×10-10,则c(Ag+)=3.6×10-8 ml·L-1。
(3)因为Ksp(BaCO3)=5.0×10-9,则c(Ba2+)×c(CO32-)=5.0×10-9,c(CO32-)=5.0×10-90.2 ml·L-1=2.5×10-8 ml·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(2.5×10-8)=7+2lg2=7.6。
20.答案 (1)弱碱性 SO42-+H2O OH-+HSO4- (2)CD
(3)HSO4-+H++Ba2++2OH- 2H2O+BaSO4↓ (4)BCD
(5)酚酞 滴入最后一滴NaOH溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色 偏小
解析 (1)根据硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,则Na2SO4溶液存在SO42-+H2O OH-+HSO4-,溶液呈弱碱性。
(2)硫酸在水中的第一步电离是完全的,第二步电离并不完全,其电离方程式为H2SO4 H++HSO4-,HSO4- H++SO42-。常温下将NaHSO4溶液进行稀释,促进了电离平衡正向进行,溶液中导电粒子的数目增大,故A错误;稀释过程中溶液中氢离子浓度减小,而水的离子积不变,氢氧根离子浓度增大,故B错误;溶液中c(OH-)·c(HSO4-)c(SO42-)=c(OH-)·c(HSO4-)c(SO42-)×c(H+)c(H+)=KWKa,温度不变KW、Ka不变,故C正确;常温下将NaHSO4溶液进行稀释,促进了电离平衡正向进行,氢离子浓度减小,对水的抑制程度减小,溶液中由水电离产生的c(H+)增大,故D正确。
(3)H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液反应的离子方程式为HSO4-+H++Ba2++2OH- 2H2O+BaSO4↓。
(4)溶液中c(SO42-)+c(HSO4-)=0.1 ml·L-1,故A错误;溶液中2c(SO42-)+2c(HSO4-)=c(Na+),c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-),所以c(OH-)=c(H+)+c(HSO4-),故B正确;溶液中c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO4-)+2c(SO42-),故C正确;硫酸钠溶液中只有少量的硫酸根离子水解,则c(SO42-)>(HSO4-),水解后溶液显碱性,溶液中还存在水电离的氢氧根离子,则c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+),所以溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SO42-)>c(OH-)>c(HSO4-)>c(H+),故D正确。
(5)酚酞的变色范围为8.0~10.0,碱滴定酸以酚酞为指示剂误差较小,用0.100 ml·L-1标准氢氧化钠溶液滴定未知浓度的稀硫酸,当滴入最后一滴NaOH标准溶液后,溶液由无色变为浅红色,且半分钟内不褪色时达到滴定终点,滴定后发现碱式滴定管尖嘴部分有气泡,则消耗的NaOH溶液体积偏小,导致测定结果偏小。
21.答案 (1)吸附剂X呈碱性,碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①水样酸性较强时,不易生成水合氧化铁,吸附能力下降,除砷效率降低 ②能
解析 (1)吸附剂X呈碱性,其易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应生成CO32-,故吸附剂X中含有CO32-。(2)①观察题图1知,在pH为8~10之间,H3AsO3的分布分数逐渐减小,H2AsO3-的分布分数逐渐增大,故该过程中,NaOH与H3AsO3反应生成NaH2AsO3和水,离子方程式为OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O。②由H3AsO4的第一步电离方程式知,Ka1=c(H+)·c(H2AsO4-)c(H3AsO4),观察题图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2ml/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO4-的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lgKa1=2.2。(3)①用单质铁处理水体砷污染的原理为单质铁在水体中被氧化腐蚀得到水合氧化铁[Fe(OH)3和FeOOH],吸附沉降砷的化合物,若水样酸性较强时,单质铁容易被腐蚀,不易生成水合氧化铁,导致除砷效率较低;②由题图3可以看出:若控制水样的pH=6,则As去除率为80%,此时水中剩余的As为20%;污水没有处理时,水中As的总浓度为100 μg·L-1,水样的pH=6时,水中剩余的As为100 μg·L-1×20%=20 μg·L-1=0.02 mg·L-1<0.05 mg·L-1,故出水后的砷浓度达到饮用水标准。
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸溶液
盐酸
加入的物质
结论
A
100 mL 2 ml·L-1 H2SO4
反应结束后,c(Na+)=c(SO42-)
B
0.20 ml CaO
溶液中c(OH-)c(HCO3-)增大
C
200 mL H2O
溶液中c(H+)·c(OH-)减小
D
0.4 ml NaHSO4固体
反应完全后,溶液pH减小,c(Na+)不变
化学式
电离常数(25 ℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11