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山东专用高考化学一轮复习专题十三弱电解质的电离和溶液的酸碱性_模拟集训含解析
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这是一份山东专用高考化学一轮复习专题十三弱电解质的电离和溶液的酸碱性_模拟集训含解析，共53页。
专题十三 弱电解质的电离和溶液的酸碱性
【5年高考】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2019课标Ⅰ,10,6分)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10-3 mol·L-1(设冰的密度为0.9 g·cm-3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网络结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HCl H++Cl-
答案 D
2.(2019课标Ⅲ,11,6分)设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是 ( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
答案 B
3.(2016课标Ⅲ,13,6分)下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.向0.1 mol·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
答案 D
4.(2019北京理综,11,6分)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 mol·L-1 H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是 ( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4 CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4 NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO4-+5C2O42-+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OH C2H5OOCCOOC2H5+2H2O
答案 C
5.(2016浙江理综,12,6分)苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分) ( )
A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变
C.当pH为5.0时,饮料中c(HA)c(A-)=0.16
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)-c(HA)
答案 C
6.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]。
下列叙述错误的是 ( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D
7.(2017课标Ⅰ,13,6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lgc(HX-)c(H2X)的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
考点二 溶液的酸碱性 酸碱中和滴定
8.(2019上海选考,5,2分)25 ℃时,0.005 mol/L Ba(OH)2溶液中H+浓度是 ( )
A.1×10-12 mol/L B.1×10-13 mol/L
C.5×10-12 mol/L D.5×10-13 mol/L
答案 A
9.(2019上海选考,13,2分)用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是 ( )
A.可以用酚酞代替指示剂
B.滴定前用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠吸收少量CO2,不影响滴定结果
D.当锥形瓶内溶液由橙色变为红色,且半分钟内不褪色,即达到滴定终点
答案 C
10.(2020浙江7月选考,17,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.2.0×10-7 mol·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
答案 A
11.(2021浙江1月选考,17,2分)25 ℃时,下列说法正确的是 ( )
A.NaHA溶液呈酸性,可以推测H2A为强酸
B.可溶性正盐BA溶液呈中性,可以推测BA为强酸强碱盐
C.0.010 mol·L-1、0.10 mol·L-1的醋酸溶液的电离度分别为α1、α2,则α1<α2
D.100 mL pH=10.00的Na2CO3溶液中水电离出H+的物质的量为1.0×10-5 mol
答案 D
12.(2020浙江1月选考,23,2分)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7。下列说法不正确的是 ( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH溶液)=30.00 mL时,pH=12.3
答案 C
13.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
答案 D
14.(2020浙江1月选考,27,4分)为测定FeC2O4·2H2O(M=180 g·mol-1)样品的纯度,用硫酸溶解6.300 g样品,定容至250 mL。取25.00 mL溶液,用0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。重复实验,数据如下:
序号
滴定前读数/mL
滴定终点读数/mL
1
0.00
19.98
2
1.26
22.40
3
1.54
21.56
已知:3MnO4-+5FeC2O4·2H2O+24H+ 3Mn2++5Fe3++10CO2↑+22H2O
假设杂质不参加反应。
该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是 %(保留小数点后一位);写出简要计算过程: 。
答案 95.2
0.100 0mol·L-1×20.00×10-3L×53×25025.00×180 g·mol-16.300 g×100%≈95.2%
[教师专用题组]
【5年高考】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2020浙江7月选考,23,2分)常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是 ( )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH4+)
2.(2019课标Ⅲ,11,6分)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是 ( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
答案 B 本题涉及弱电解质的电离平衡及其影响因素,通过阿伏加德罗常数的应用,考查了学生分析和解决问题的能力,对H3PO4溶液中存在的电离平衡的分析,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
A项,由常温下溶液的pH=2可知c(H+)=10-2 mol/L,则每升溶液中H+数目为0.01NA,错误;B项,依据电荷守恒可知正确;C项,加水稀释,溶液中的c(H+)减小,pH增大,错误;D项,由于H3PO4 H++H2PO4-,增加H2PO4-浓度,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,酸性减弱,错误。
3.(2019天津理综,5,6分)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-)c(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 C 本题涉及弱酸的稀释与pH变化的相关知识,通过加水的体积与酸的pH变化图像,考查学生分析和解决问题的能力,以两种弱酸的性质作比较,体现宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由电离常数的值可知酸性:HNO2>CH3COOH,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液,A项错误;当稀释相同倍数时,b点溶液中c(H+)大于c点,对水的电离的抑制作用:b点>c点,所以水的电离程度:b点c(HNO2),同体积的两种酸溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)不同,D项错误。
审题方法 ①依题干信息判断两种酸的酸性强弱;②认真分析图像中曲线的变化趋势,准确判断曲线对应的酸。
4.(2018天津理综,6,6分)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4-)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4-的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=c(H2PO4-)c总(含P元素的粒子)]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是 ( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-和PO43-
C.随c初始(H2PO4-)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
答案 D 本题考查盐类的水解、弱电解质的电离等。LiH2PO4溶液中存在H2PO4-的水解平衡与电离平衡、水的电离平衡、HPO42-的电离平衡等,A不正确;LiH2PO4溶液中含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-、PO43-、H3PO4,B不正确;由图1可知当c初始(H2PO4-)大于10-1 mol·L-1后,溶液的pH不再随c初始(H2PO4-)的变化而变化,C不正确;由图2可知H3PO4溶液的pH为4.66时,H2PO4-的分布分数为0.994,故用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D正确。
温馨提示 任何水溶液中均存在水的电离平衡。
5.(2018浙江4月选考,18,2分)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是 ( )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
答案 A 由两种溶液的pH相等可知,两种溶液中氢离子浓度相等,根据电荷守恒有c(Cl-)+c盐酸(OH-)=c(H+)=c(CH3COO-)+c醋酸(OH-),两溶液中氢氧根离子浓度相等,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故A正确;pH相等的两溶液中,酸性越弱,酸的浓度越大,相同体积的溶液中所含酸的物质的量越大,所以中和醋酸溶液需NaOH的物质的量大,故B错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与金属镁反应,盐酸反应速率快,故C错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与NaOH固体反应后溶液呈中性,则c(CH3COO-)=c(Na+),c(Cl-)=c(Na+),但盐酸消耗NaOH多,盐酸中和NaOH后的溶液中c(Na+)更大,因此c(CH3COO-)
A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)>c(H+)
C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4)
D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
答案 AD 本题考查电解质溶液中粒子浓度的关系。A项,由电荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),将其中一个c(C2O42-)用题干信息代替可变式为c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(总)-c(H2C2O4)-c(HC2O4-)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4),正确。B项,由c(Na+)=c(总)可知溶液中的溶质为NaHC2O4,已知Ka2=c(H+)·c(C2O42-)c(HC2O4-)=5.4×10-5,因c(HC2O4-)>c(C2O42-),所以c(H+)>5.4×10-5mol·L-1,溶液显酸性,HC2O4-的电离程度大于其水解程度,故c(C2O42-)>c(H2C2O4),错误。C项,由电荷守恒可知:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),溶液pH=7,则c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)=c(总)+c(C2O42-)-c(H2C2O4),因为加入NaOH溶液,溶液的总体积增大,c(总)<0.100 0 mol·L-1,所以c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4),错误。D项,将c(Na+)=2c(总)代入C项的电荷守恒式可推知:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-),正确。
易错警示 利用物料守恒时,要注意溶液的总体积是否改变,若溶液的总体积改变,c(总)也随之改变。
解题技巧 判断粒子浓度的关系时,除了掌握电荷守恒、物料守恒外,还要特别注意溶液的酸碱性,根据c(H+)与c(OH-)的大小关系判断。
7.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]。
下列叙述错误的是 ( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D 本题考查弱电解质的电离及相关计算。结合题图,可知A、C正确。K2(H2A)=c(A2-)·c(H+)c(HA-),结合题图中pH=4.2时c(HA-)=c(A2-),代入上式可得K2(H2A)=10-4.2,则lg[K2(H2A)]=-4.2,故B正确。pH=4.2时,c(H+)=10-4.2 mol·L-1,但溶液中c(HA-)、c(A2-)均约为0.05 mol·L-1,故D错误。
疑难突破 在温度不变时,电离平衡常数不随溶液成分变化而改变,故可以选择特殊点进行计算。例如本题中K2(H2A)的计算。
温馨提醒 此类图像题中,曲线的“起点”“拐点”“交点”等特殊点往往会隐含重要的解题信息,要注意正确利用。
8.(2016课标Ⅲ,13,6分)下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.向0.1 mol·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
答案 D A项,温度不变时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)是不变的,加水时c(CH3COO-)变小,c(H+)c(CH3COOH)应变大,故错误;B项,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-的平衡常数K=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-),升温,K增大,c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=1K减小,故错误;C项,根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),c(NH4+)c(Cl-)=1,故错误;D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,c(Cl-)c(Br-)=c(Ag+)·c(Cl-)c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),温度不变,Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)均不变,则c(Cl-)c(Br-)不变,故正确。
疑难突破 在弱电解质存在的体系中,解决各粒子浓度比值的变化趋势时,一般从其自身变化的平衡常数入手,或某一常数与其他常数组合来判断变化趋势,有时还可将浓度的比值转化为物质的量的比值来进行判断。
知识拓展 若某弱酸(或弱碱)的电离平衡常数为Ka(或Kb),对应的弱酸根离子(或弱碱阳离子)的水解平衡常数为Kh,则有下列关系:Ka·Kh=KW(或Kb·Kh=KW)。
9.(2016天津理综,6,6分)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是 ( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
答案 C A项,浓度均为0.1 mol·L-1的HA、HB和HD三种酸溶液的pH不同,pH越小,则酸的电离常数越大,正确;B项,滴定至P点时,所得溶液为等物质的量浓度的HB与NaB的混合溶液,溶液显酸性,说明HB的电离程度强于B-的水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种溶液中:c(A-)>c(B-)>c(D-),错误;D项,根据质子守恒知D正确。
10.(2015课标Ⅰ,13,6分)浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0的变化如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)c(R+)增大
答案 D 根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lgVV0=2时,两溶液同时升温,由于ROH是弱碱,c(R+)增大,c(M+)不变,则c(M+)c(R+)减小,错误。
解题关键 清楚图中横、纵坐标的意义是解决此题的关键,横坐标表示体积比的对数,相当于稀释倍数。
思路分析 根据题目所给出的信息,随着溶液的稀释倍数的增大,pH减小,稀释至相同倍数时ROH溶液的pH变化幅度较小,说明ROH碱性较弱。稀释相同倍数时,pH变化幅度较大的是相对较强的酸或碱。
11.(2015浙江理综,12,6分)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH2COO-)>c(CO32-)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,c(OH-)c(NH3·H2O)不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
答案 C 由图像信息可知A项正确;由电荷守恒可知B项正确;Kb=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O),随着CO2的通入,c(NH4+)不断增大,Kb为常数,则c(OH-)c(NH3·H2O)不断减小,C项不正确;由图中信息可知pH由10.5变为7.5的过程中,NH2COO-先从0逐渐增多,后又逐渐减少到0,故有含NH2COO-的中间产物生成,D项正确。
12.(2014广东理综,12,4分)常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D 混合后的溶液为0.1 mol·L-1 NaA溶液,由题图知,c(A-)<0.1 mol·L-1,所以A-发生了水解,HA是弱酸,A错误。A-水解,溶液呈碱性,B错误。根据电解质溶液中的三个守恒关系知:在NaA溶液中,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C错误。由上述分析知,Y表示HA,根据物料守恒得c(A-)+c(HA)=c(Na+),D正确。
13.(2014山东理综,13,5分)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中 ( )
A.水的电离程度始终增大
B.c(NH4+)c(NH3·H2O)先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-)
答案 D CH3COOH溶液中水的电离被抑制,当CH3COOH与NH3·H2O恰好反应时生成CH3COONH4,此时水的电离程度最大,再加入氨水,水的电离程度又减小,A项错误;c(NH4+)c(NH3·H2O)=c(NH4+)·c(H+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)·c(OH-)=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)KW=KNH3·H2O·c(H+)KW,温度不变,NH3·H2O的电离平衡常数及KW均不变,随着氨水的滴加,c(H+)减小,故c(NH4+)c(NH3·H2O)减小,B项错误;未滴加氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,滴加10 mL氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,C项错误;由于CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,故当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-),D项正确。
14.(2014天津理综,5,6分)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是 ( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO3-)=2c(CO32-)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
答案 A 根据NaHSO4溶液中的电荷守恒,有c(H+)+c(Na+)=2c(SO42-)+c(OH-),又因为c(Na+)=c(SO42-),所以A项正确;B项,相同条件下,AgI的溶解度比AgCl的小,故I-的浓度比Cl-的小;C项,碳酸的电离是分步进行的,第一步电离程度远大于第二步;D项,Na+的总浓度应是H2C2O4、HC2O4-、C2O42-总浓度的1.5倍,即2c(Na+)=3[c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+
c(C2O42-)]。
15.(2013安徽理综,13,6分)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+H2O H2SO3+OH- ①
HSO3- H++SO32- ②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是 ( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO3-)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+12c(SO32-)
C.加入少量NaOH溶液,c(SO32-)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
答案 C 当加入Na时,Na与H+发生置换反应,故平衡②右移,当c(HSO3-)减小时会促进平衡①左移,但是由于金属
钠的加入对②式影响更大,故c(HSO3-)减小,A项错误;加入少量Na2SO3固体后,溶液中存在的电荷守恒关系式为c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+2c(SO32-),B项错误;当在NaHSO3溶液中加入少量NaOH溶液时,HSO3-被消耗,c(SO32-)增大,溶液酸性减弱,故c(H+)下降,c(SO32-)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大,C项正确;当溶液呈中性时,则:12[c(NH4+)+c(Na+)]=[c(SO32-)+12c(HSO3-)]>c(OH-)=c(H+),D项错误。
16.(2011课标,10,6分)将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是 ( )
A.c(H+) B.Ka(HF) C.c(F-)c(H+) D.c(H+)c(HF)
答案 D HF溶液加水稀释,HF的电离平衡向右移动,所以c(H+)c(HF)增大。选项D正确。
17.(2011山东理综,14,4分)室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是 ( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B 醋酸稀释过程中,醋酸的电离程度增大,同时溶液的体积也增大,所以c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但自由移动的离子数目增大,所以A项、C项错误;B项,Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)在一定温度下为一常数,把该温度下的KW=c(H+)·c(OH-)代入Ka得:c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=KaKW,Ka、KW在一定温度下均为常数,所以B项正确;D项,两溶液混合,醋酸过量,所以混合后溶液呈酸性,即pH<7,D项错误。
18.(2017江苏单科,20,14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)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为
。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (14分)(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
解析 (1)碱性溶液易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应CO2+2OH- CO32-+H2O,故吸附剂X中含有CO32-。
(2)①观察图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),观察图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2mol/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO4-的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lg Ka1=-lg 10-2.2=2.2。
解题方法 ①认真观察图像,注意图像中的关键点和特殊点;
②解第(3)小题时,注意阅读题干中的已知信息,围绕已知信息分析图像。
19.(2015福建理综,23,15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)①硫离子的结构示意图为 。
②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为 。
(2)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
答案 (15分)(1)①
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)①0.043 ②5
(3)①c(H+)c(SO32-)c(HSO3-)或[H+][SO32-][HSO3-]
②c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)
或[Na+]>[SO32-]>[OH-]>[HSO3-]>[H+]
③H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O
解析 (1)②硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓H2SO4,其具有强氧化性,与木炭发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。(2)①观察图像知,pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol·L-1,由硫原子守恒知,c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,代入数据得c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1=0.043 mol·L-1;②当Mn2+开始沉淀时,溶液中c(S2-)=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.8×10-130.020mol·L-1=1.4×10-11 mol·L-1,观察图像知,此时pH=5。(3)②在0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中存在:SO32-+H2O HSO3-+OH-(主要),HSO3-+H2O H2SO3+OH-(次要),H2O H++OH-(水的电离平衡),故离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);③结合表中数据知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3->HCO3-,故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O。
考点二 溶液的酸碱性 酸碱中和滴定
1.(2019课标Ⅰ,11,6分)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是 ( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
答案 C 本题涉及的考点有弱酸酸式盐与强碱反应、盐类水解、溶液导电能力和离子浓度大小比较等。利用图像和所给数据进行定性、定量分析,考查了学生分析和解决化学问题的能力。根据图像中溶液导电性的变化分析、推理,建立观点、结论之间的逻辑关系,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养,以及创新思维和创新意识的观念。
KHA与NaOH反应的过程中引入了Na+,HA-转化为A2-,由图像可知a到b过程中导电能力逐渐增强,A、B项正确;b点时,KHA与NaOH恰好完全反应生成正盐,A2-水解使溶液呈碱性,C项错误;b点时,Na+、K+浓度相等,继续滴加NaOH溶液至c点,c(Na+)增大,由图可知c(OH-)小于c(K+),D项正确。
疑难突破 b点时,KHA与NaOH按物质的量之比1∶1恰好完全反应,注意a→b、b→c两过程中NaOH加入量的相对大小关系,以及离子种类和离子浓度变化关系。
2.(2019浙江4月选考,21,2分)室温下,取20 mL 0.1 mol·L-1某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。
已知:H2A H++HA-,HA- H++A2-。下列说法不正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
答案 B 选项A,电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…①,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1…②,①式+②式得:c(H+)=c(OH-)+c(A2-)+0.1 mol·L-1,故A正确;选项B,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),中性时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),当V(NaOH)=10 mL时,得到NaHA溶液,依题意知HA-只电离不水解,NaHA溶液呈酸性,pH<7,则pH=7时,V(NaOH)>10 mL,故B错误;选项C,NaHA溶液中,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…③,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=c(Na+)…④,③式+④式得:c(H+)=c(OH-)+c(A2-),故C正确;选项D,V(NaOH)=20 mL时,得到的是0.05 mol·L-1Na2A溶液,由物料守恒有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),故D正确。
解题点睛 分析各选项中相关离子浓度的关系时,要紧扣溶液中的电荷守恒和物料守恒来考虑。
3.(2018浙江4月选考,23,2分)在常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在a点的溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在b点的溶液中:2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol
C.在c点的溶液pH<7,是因为此时HCO3-的电离能力大于其水解能力
D.若将0.1 mol·L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时:c(Na+)=c(CH3COO-)
答案 B 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸,发生的反应依次为OH-+H+ H2O,CO32-+H+ HCO3-,HCO3-+H+ H2CO3。a点加入5 mL盐酸时,溶液中溶质的物质的量之比为n(NaCl)∶n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶1∶2,由于CO32-水解,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),故A错误;b点溶液中,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(Cl-),由于pH=7,c(H+)=c(OH-),可得2c(CO32-)+c(HCO3-)=c(Na+)-c(Cl-),即2n(CO32-)+n(HCO3-)=n(Na+)-n(Cl-)=0.003 mol-n(Cl-),pH=7时盐酸的体积大于20 mL,则n(Cl-)>0.002 mol,所以2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol,故B正确;在c点的溶液pH<7,是因为H2CO3的电离大于HCO3-的水解导致,故C错误;把盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(CH3COO-),可得c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(CH3COO-),故D错误。
4.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
答案 D 强酸滴定弱碱,达到滴定终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,A项错误;若氨水和盐酸恰好反应生成NH4Cl,溶液呈酸性,要使pH为7,盐酸应偏少,即M点对应的盐酸体积小于20.0 mL,B项错误;C项,M点对应的溶液中离子浓度大小关系应为c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),错误;D项,N点对应的溶液为氨水,c(OH-)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3 mol·L-1,c(H+)=KWc(OH-)=10-141.32×10-3 mol·L-1,pH=11+lg 1.32<12,正确。
知识拓展 ①酸碱恰好中和时溶液不一定显中性。②判断电解质溶液中离子浓度大小时,经常要用到三个守恒:电荷守恒、物料守恒、质子守恒,要能根据相应的物质写出符合题意的式子,并进行相加减,得到正确的算式。
5.(2016北京理综,11,6分)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是 ( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C ①中的a点处Ba(OH)2和H2SO4恰好完全反应,Ba2+和SO42-完全转化为BaSO4沉淀,溶液的导电能力达到最低;在溶液中继续滴加H2SO4溶液到c点,此时H2SO4过量,溶液呈酸性。②中b点处Ba(OH)2和NaHSO4按物质的量之比1∶1反应,此时除了生成BaSO4沉淀外,还生成NaOH;b→d是继续加入的NaHSO4与NaOH反应的过程,因此②中c点溶液呈碱性。故C项错误。
思路梳理 对于曲线②对应的反应过程要分析清楚。从开始到b点所发生的反应是Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4↓+NaOH+H2O;从b点到d点所发生的反应是NaOH+NaHSO4 Na2SO4+H2O。理清了反应过程,此题就不难作答。
6.(2015山东理综,13,5分)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
答案 D a点V(HA)=10 mL,此时NaOH与HA刚好完全反应,pH=8.7,说明HA是弱酸,可知NaA溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),A错误;a点为NaA溶液,A-水解促进水的电离,b点为等浓度的NaA与HA的混合溶液,以HA的电离为主,水的电离受到抑制,B错误;pH=7时,c(Na+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),C错误;b点为等浓度的NaA与HA的混合溶液,溶液pH=4.7<7,说明HA的电离程度(HAH++A-)大于A-的水解程度(A-+H2OHA+OH-),故溶液中c(A-)>c(HA),D正确。
7.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案 C 升高温度时,水的电离平衡右移,c(H+)和c(OH-)均增大,KW随之增大,而c和b对应的KW相等,A项不正确;由图中数据可计算出该温度下,水的离子积常数KW =c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,B项不正确;加入FeCl3后,Fe3+水解使c(H+)增大,c(OH-)减小,但KW不变,可引起由b向a的变化,C项正确;该温度下,稀释溶液,KW不变,而c和d对应的KW不相等,D项错误。
8.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是 ( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B A项,滴定管洗涤后还需用NaOH溶液润洗;B项,随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中发生反应HCl+NaOH NaCl+H2O,直至HCl完全被消耗,因此溶液的pH由小变大;C项,酚酞滴入待测HCl溶液中,溶液是无色的,当溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色时停止滴定;D项,尖嘴部分的悬滴并未与待测HCl溶液反应,但已被计算在消耗的NaOH溶液的体积中,从而使测定结果偏大。
9.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C A项,醋酸电离的方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,加入少量CH3COONa,增大了CH3COO-的浓度,从而使醋酸电离平衡逆向移动,抑制了醋酸的电离;B项,等体积等浓度的硝酸与氨水混合生成NH4NO3,NH4NO3中NH4+能水解:NH4++H2O NH3·H2O+H+,溶液应呈酸性,则pH<7;C项,溶液的导电能力是由溶液中离子总浓度大小决定的,H2S为弱电解质,Na2S为强电解质,所以等浓度的H2S溶液和Na2S溶液,Na2S溶液的导电能力强;D项,在相同条件下AgI的溶解度小于AgCl的溶解度,所得溶液中c(Cl-)>c(I-)。
10.(2014课标Ⅱ,11,6分)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是 ( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)
D.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
答案 D H2S是二元弱酸,在水溶液中分步电离:H2S H++HS-、HS- H++S2-,故pH=5的H2S溶液中,c(HS-)H2CO3>HClO,根据“越弱越水解”的原理知,水解程度:ClO->HCO3->CH3COO-,所以pH相同的三种溶液中的c(Na+):①>②>③,D项正确。
11.(2014海南单科,11,4分)室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH)=20.00 mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.V(NaOH)=10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B Ⅱ曲线起点pH=1,故Ⅱ代表的是滴定盐酸的曲线,A不正确。若滴定醋酸消耗20.00 mL NaOH溶液,二者恰好中和,溶液为CH3COONa溶液,显碱性,故pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL,B正确。V(NaOH)=20.00 mL时,酸碱恰好中和,所得溶液分别为NaCl溶液和CH3COONa溶液,NaCl溶液显中性,CH3COONa溶液显碱性,NaCl溶液中c(Cl-)=c(Na+),CH3COONa溶液中c(CH3COO-)c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D不正确。
12.(2013大纲全国,12,6分)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是 ( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)
答案 D 水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-),适用于水及稀的水溶液,A项正确;观察题中图示,XZ线表示溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),M区域溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),B项正确;H2O(l) H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,升高温度平衡正向移动,图中Z点KW=10-6.5×10-6.5=10-13大于X点的KW=10-7×10-7=10-14,所以T2>T1,C项正确;XZ线上任意点表示溶液呈中性,由于各点温度不同,故pH不同,D项错误。
13.(2013山东理综,13,4分)某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH{pOH=-lg[OH-]}与pH的变化关系如图所示,则 ( )
A.M点所示溶液的导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
答案 C 由图示可知Q点溶液呈中性,M点CH3COOH过量,CH3COOH是弱酸,M点溶液导电能力应小于Q点,A项错误;图中N点溶液呈碱性,依据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(H+)c(CH3COO-),B项错误;M点溶液的pOH与N点溶液的pH相同,表示M点的c(OH-)与N点的c(H+)相同,M点溶液CH3COOH过量,水的电离程度应用c(OH-)表示,N点NaOH过量,水的电离程度应用c(H+)表示,C项正确;CH3COOH与NaOH恰好反应时生成的CH3COONa水解使溶液显碱性,Q点所示的溶液呈中性,说明CH3COOH过量,D项错误。
14.(2012课标,11,6分)已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是 ( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=KW mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
答案 C A项,只有当HA为强酸、BOH为强碱,或HA的电离常数Ka与BOH的电离常数Kb相等时,溶液才呈中性;B项,只有当温度T=298 K时pH=7的溶液才呈中性;D项为电荷守恒关系式,无论溶液呈酸性、碱性还是中性,该关系式均成立;C项,因c(H+)·c(OH-)=KW,中性溶液中c(H+)=c(OH-),故c(H+)=KW mol·L-1,正确。
15.(2011安徽,13,6分)室温下,将1.000 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如右图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.a 点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1
B.b点:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.c点:c(Cl-)=c(NH4+)
D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
答案 C A项,氨水中存在NH3·H2O NH4++OH-的电离平衡,a点溶液pH在7~14之间,呈碱性,由水电离出的c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1,故错误;B项是盐酸和氨水恰好反应时的物料守恒等式,但由图知b点时氨水过量,没有恰好完全反应,故错误;C项,因为c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),当pH=7时,c(OH-)=c(H+),所以c(Cl-)=c(NH4+),故正确;D项,d点后温度下降的原因是低温溶液的介入,此时反应已进行完全。
【3年模拟】
时间:40分钟 分值:44分
选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分,每小题有一个或者两个选项符合题目要求)
1.(2021届日照高三二次联考,7)绿矾(FeSO4·7H2O)试剂含量的国家标准如表1所示。
表1
等 级
Ⅰ级品
Ⅱ级品
Ⅲ级品
FeSO4·7H2O
含量
99.50%~100.5%
99.00%~100.5%
98.00%~101.0%
称取四份质量均为1.012 g 某绿矾试剂样品,分别溶于水配制成20.00 mL 溶液,编号为①、②、③、④。分别用0.040 56 mol ∙L-1的KMnO4标准液滴定,滴定数据记录如表2。
表2
样品编号
①
②
③
④
KMnO4标准液体积/mL
17.66
17.68
18.26
17.70
下列说法错误的是 ( )
A.盛装KMnO4标准液的酸式滴定管使用前需先检查滴定管是否漏水
B.滴入最后一滴标准液时,锥形瓶中液体变为浅红色且半分钟不褪色,则达到滴定终点
C.根据滴定数据分析,该样品属于国家标准的Ⅱ级品
D.若绿矾样品已失部分结晶水,可能会导致测定结果偏高
答案 C
2.(2021届莱芜一中高三月考,15)已知:25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表)。如图表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。下列说法正确的是 ( )
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O2HClO+CO32-
C.图像中a、c两点处的溶液中c(R-)c(HR)c(OH-)相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
答案 AC
3.(2020威海一模,13)乙胺是一种一元碱,碱性比一水合氨稍强,在水中的电离方程式为CH3CH2NH2+H2O CH3CH2NH3++OH-。298 K时,在20.00 mL 0.1 mol·L-1乙胺溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸V mL,混合溶液的pH与lg c(C2H5NH3+)c(C2H5NH2)的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在pH=7.00时加水稀释混合溶液,b点向c点移动
B.b点对应溶液中离子浓度关系:c(Cl-)=c(C2H5NH3+)=c(OH-)=c(H+)
C.在a点时,V<10.00
D.298 K时乙胺的电离常数Kb的数量级为10-11
答案 C
4.(2021届枣庄三检,12)已知三个数据7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列三种酸的电离常数(25 ℃)。若已知可以发生下列反应:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是 ( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HCN>HNO2
D.K(HCN)
5.(2020青岛58中高三3月模拟,15)25 ℃时,向20 mL 0.1 mol/L H2R溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知pKa=-lgKa,二元弱酸H2R的pKa1=1.89、pKa2=7.21。下列有关说法不正确的是 ( )
A.溶液的导电性:a点弱于b点
B.离子浓度c(R2-):c点大于d点
C.H2R+R2-2HR-平衡常数大于105,反应趋于完全
D.b点时,y<7且c(R2-)·c(H+)c(H2R)·c(OH-)<1
答案 BD
6.(2020临沂一模,15)常温下,分别取未知浓度的AOH和BOH两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的n倍。两溶液稀释倍数的对数值(lgn)与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.水的电离程度:Z>X=Y
B.常温下,Kb(BOH)
D.物质的量浓度相同的ACl溶液和BCl溶液,前者阳离子浓度之和小于后者
答案 CD
7.(2020济宁一模,14)生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的NH4+含量。利用的反应原理为4NH4++6HCHO(CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O。实验步骤如下:
①甲醛中常含有微量甲酸,应先除去。取甲醛a mL于锥形瓶中,加入1~2滴指示剂,用浓度为b mol/L的NaOH溶液滴定,滴定管的初始读数为V1 mL,当锥形瓶内溶液呈微红色时,滴定管的读数为V2 mL。
②向锥形瓶中加入饱和食盐水试样c mL,静置1分钟。
③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液,至溶液呈微红色时,滴定管的读数为V3 mL。
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液
B.步骤②中静置的目的是使NH4+和HCHO完全反应
C.步骤②若不静置会导致测定结果偏高
D.饱和食盐水中的c(NH4+)=b(V3-V2)c mol/L
答案 C
8.(2020德州二模,15)常温下,用NaOH溶液滴定H2C2O4溶液,溶液中-lg[c(H+)/c(H2C2O4)]和-lgc(HC2O4-)或-lg [c(H+)/c(HC2O4-)]和-lgc(C2O42-)关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.曲线M表示-lgc(H+)c(H2C2O4)和-lgc(HC2O4-)的关系
B.滴定过程中,当pH=5时,c(Na+)-3c(HC2O4-)>0
C.c2(HC2O4-)c(H2C2O4)c(C2O42-)随pH的升高而减小
D.在NaHC2O4溶液中c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)
答案 BC
9.(2020泰安三模,11)PT(KHC2O4·H2C2O4·2H2O,名称:四草酸钾)是一种分析试剂。室温时,H2C2O4的pKa1、pKa2分别为1.23、4.19(pKa=-lgKa)。下列说法不正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1PT溶液中:c(HC2O4-)>c(K+)>c(H2C2O4)
B.0.1 mol·L-1PT溶液中滴加NaOH至溶液pH=4.19:c(C2O42-)=c(HC2O4-)
C.0.1 mol·L-1PT溶液中滴加NaOH至溶液呈中性:c(K+)>c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)
D.0.1 mol·L-1PT溶液与0.1 mol·L-1KOH溶液等体积混合,溶液中水的电离程度比纯水的大
答案 CD
10.(2020潍坊三模,14)向7.5 mL 0.03 mol·L-1的H3PO4溶液中,逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积关系如图所示,已知Ka1>Ka2>Ka3。下列说法错误的是 ( )
A.H3PO4第一级电离平衡常数Ka1的数量级为10-3
B.水的电离程度:b
D.c点溶液中:2c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(H+)=c(OH-)+c(PO43-)
答案 C
11.(2020 5·3原创)常温下,用0.1 mol·L-1稀盐酸分别滴定体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和AOH溶液,溶液的pH随加入稀盐酸体积变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.ACl水解平衡常数约为10-5
B.Y点:c(AOH)-c(A+)>c(H+)-c(OH-)
C.将X点和Z点溶液混合后,呈碱性
D.向Z点溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7:c(Cl-)>c(AOH)=c(Na+)>c(A+)
答案 C
[教师专用题组]
【3年模拟】
时间:40分钟 分值:70分
一、选择题(每小题2分,共14分)
1.海冰是海水冻结而成的咸水冰,海水冻结时,部分来不及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包围在冰晶之间,形成“盐泡”,其大致结构如图所示。若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水。下列叙述正确的是 ( )
A.海冰内层“盐泡”内的盐分主要以NaCl分子的形式存在
B.海冰内层“盐泡”越多,密度越小
C.海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越多
D.若冰的密度为0.9 g·cm-3,则海冰内层NaCl的浓度约为10-4 mol· L-1
答案 D NaCl由离子构成,不存在NaCl分子,错误;海冰内层“盐泡”越多,密度越大,错误;“若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水”,则海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越少,错误;冰的密度为0.9 g·cm-3,则海冰体积为1 L时,海冰的质量为900 g,由个数比为1∶500 000知,含NaCl的物质的量为900 g18 g·mol-1500 000=10-4 mol,可知海冰内层NaCl的浓度约为10-4 mol·L-1,正确。
2.向20.00 mL未知浓度的HCl、CH3COOH混合溶液中逐滴滴加0.100 mol/L NaOH溶液,混合溶液的电导率(导电能力)如图所示,下列叙述错误的是( )
A.b、c两点水的电离程度:c>b
B.原溶液中c(CH3COOH)=0.050 mol/L
C.a→b是HCl被NaOH中和的过程
D.c点:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 D 电导率先变小至b点,b点时HCl恰好完全反应,消耗10 mL 0.100 mol/L的NaOH溶液,b→c是CH3COOH被中和的过程,c点时CH3COOH恰好完全反应,由图知,CH3COOH消耗10 mL 0.100 mol/L NaOH溶液,可计算出原溶液中HCl、CH3COOH的浓度均为0.050 mol/L;a点溶液中的溶质为等物质的量的HCl、CH3COOH,b点溶液中的溶质为等物质的量的NaCl、CH3COOH,c点溶液中的溶质为等物质的量的NaCl、CH3COONa,故水的电离程度:c>b。由上述分析知,A、B、C项正确;c点溶液呈碱性,则c点的离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D项错误。
3.为验证次氯酸光照分解的产物,某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、O2体积分数的变化,实验数据如图所示。下列叙述错误的是( )
A.从0 s到150 s,溶液pH降低的原因是HClO的电离程度增大
B.从0 s到150 s,溶液中c(H+)增加到起始浓度的100.5倍
C.从50 s到150 s,Cl-的平均生成速率约为4 mg·L-1·s-1
D.HClO光照分解的产物有HCl、O2
答案 A A项,从0 s到150 s,溶液pH降低且Cl-浓度增大,说明是HClO分解生成HCl的缘故,错误;B项,从0 s到150 s,溶液的pH由2降低到1.5,则溶液中c(H+)增加到起始浓度的10-1.510-2=100.5倍,正确;C项,从50 s到150 s,Cl-的变化浓度约为400 mg·L-1,则Cl-的平均生成速率约为400 mg·L-1100 s=4 mg·L-1·s-1,正确;D项,氯水光照过程中溶液的酸性增强、Cl-浓度增大,O2的体积分数增大,说明HClO分解产物有HCl和O2,正确。
4.常温下,HNO2的电离平衡常数K=4.6×10-4(已知4.6=2.14),向20 mL 0.01 mol·L-1 HNO2溶液中逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,测得混合液的 pH随NaOH溶液体积的变化如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.X=20
B.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度逐渐减小
C.a点溶液中c(H+)=2.14×10-3 mol·L-1
D.b点溶液中微粒浓度的大小关系为c(HNO2)>c(Na+)>c(NO2-)
答案 C A项,若恰好反应,需要氢氧化钠溶液20 mL,溶质是NaNO2,NaNO2为弱酸强碱盐,会水解使溶液显碱性,而c点溶液呈中性,所以X<20,故A不正确;B项,a、b、c三点对应溶液中水的电离程度逐渐增大,d点无法判断,故B不正确;C项,由HNO2 NO2-+H+知,K=c(H+)×c(NO2-)c(HNO2)≈c2(H+)c(HNO2),即4.6×10-4≈c2(H+)0.01,解得c(H+)=2.14×10-3 mol·L-1,故C正确;D项,b点溶液为物质的量浓度相等的HNO2、NaNO2的混合溶液,溶液呈酸性,说明HNO2电离程度大于NO2-水解程度,微粒浓度大小关系为c(NO2-)>c(Na+)>c(HNO2),故D不正确。
审题方法 HNO2的电离平衡常数K=4.6×10-4,HNO2为弱酸,存在电离平衡,电离方程式为HNO2 NO2-+H+。逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,b点HNO2消耗一半,溶质为HNO2、NaNO2。当加入20 mL NaOH溶液时,溶质是NaNO2,NaNO2为弱酸强碱盐,水解使溶液呈碱性。
5.常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.曲线M表示pH与lgc(HY-)c(Y2-)的变化关系
B.Ka2(H2Y)=10-4.3
C.d点溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(Y2-)+c(HY-)-c(K+)
D.交点e的溶液中:c(H2Y)=c(Y2-)>c(HY-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B lgc(HY-)c(H2Y)=0、lgc(HY-)c(Y2-)=0时分别代表c(H2Y)=c(HY-)、c(Y2-)=c(HY-),结合弱酸电离规律知c(H2Y)=c(HY-)时的酸性更强,比较这两个点的酸性强弱,不难发现,M曲线表示pH与lgc(HY-)c(H2Y)的变化关系,A项错误;Ka2(H2Y)=c(H+)c(Y2-)c(HY-),选择c点进行计算,此时lgc(HY-)c(Y2-)=1.3,pH=3,即c(HY-)c(Y2-)=101.3,c(H+)=10-3 mol·L-1,代入数据可知Ka2=10-4.3,B项正确;d点溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),可得c(H+)-c(OH-)=2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+),C项错误;e点时,lgc(HY-)c(H2Y)=lgc(HY-)c(Y2-)=1.5,可知c(HY-)=101.5c(H2Y),且c(H2Y)=c(Y2-),则有c(HY-)>c(H2Y)=c(Y2-),e点溶液显酸性,则微粒大小关系为c(HY-)>c(H2Y)=c(Y2-)>c(H+)>c(OH-),D项错误。
解题关键 确定曲线代表的含义是解答本题的关键。
6.用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液。滴定终点附近溶液pH和导电能力的变化分别如图所示(利用溶液导电能力的变化可判断滴定终点;溶液总体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 ( )
A.a点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
B.a→b过程中,n(CH3COO-)不断增大
C.c→d溶液导电能力增强的主要原因是c(OH-)和c(Na+)增大
D.根据溶液pH和导电能力的变化可判断:V2
A.可用pH试纸测定E点对应溶液,其pH=3
B.G点对应溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
C.H、F点对应溶液中都存在:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
D.常温下加水稀释H点对应溶液,溶液的pH增大
答案 B A项,E点对应溶液为新制氯水,有漂白性,不能用pH试纸测量其pH,应该用pH计,A项错误;B项,G点时氯水与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的NaCl、NaClO,ClO-水解使溶液呈弱碱性,所以有c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),B项正确;C项,H点对应溶液中溶质为NaCl、NaClO和NaOH,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),此时溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(Cl-)+c(ClO-),C项错误;D项,H点对应溶液为碱性溶液,加水稀释,溶液碱性减弱,pH减小,D项错误。
解题关键 判断F、H点是否呈中性,需要根据G点水的电离程度最大推知G点对应溶液的溶质为NaCl,NaClO,从而可知H点的溶质为NaClO、NaCl、NaOH,溶液呈碱性;F点溶质为NaCl、NaClO、HClO,根据水电离出的氢离子浓度可知,该点对应溶液呈中性。
二、选择题(每小题4分,共24分)
8.类比pH的定义,对于稀溶液可以定义pC=-lg C,pKa=-lgKa。常温下,某浓度H2A溶液在不同pH下,测得pC(H2A)、pC(HA-)、pC(A2-)变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NaHA溶液中:c(H2A)>c(A2-)
B.常温下,pKa1(H2A)=5.30,pKa2(H2A)=0.80
C.b点时,c2(H+)·c2(HA-)c(H2A)·c(A2-)=10-1.60
D.等浓度的NaHA、K2A混合溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(A2-)-c(HA-)-3c(H2A)
答案 C 根据H2A H++HA-、HA- H++A2-,pH变化时,pC先减小后增大的曲线是pC(HA-);pH越大,c(H+)越小,则电离平衡正向移动程度越大,pC增大的曲线是pC(H2A),pC减小的曲线是pC(A2-)。A项,NaHA溶液的Ka2由c点可得Ka2=10-5.30,HA-的电离强于水解,c(H2A)
9.甲胺(CH3NH2)的性质与氨气相似。已知pKb=-lg Kb,pKb(CH3NH2·H2O)=3.4,
pKb(NH3·H2O)=4.8。常温下,向10.00 mL 0.100 0 mol·L-1的甲胺溶液中滴加0.050 0 mol·L-1的稀硫酸,溶液中c(OH-)的负对数[pOH=-lg c(OH-)]与所加稀硫酸溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.B点对应的溶液的pOH>3.4
B.甲胺溶于水后存在平衡:CH3NH2+H2O CH3NH3++OH-
C.A、B、C三点对应的溶液中,水电离出来的c(H+):C>B>A
D.A、B、C、D四点对应的溶液中,c(CH3NH3+)的大小顺序:D>C>B>A
答案 D B点加入5 mL 0.050 0 mol·L-1的稀硫酸,不考虑水解和电离,反应后溶液中的溶质为5×10-4 mol的CH3NH2·H2O和2.5×10-4 mol的(CH3NH3)2SO4,由于pKb(CH3NH2·H2O)=3.4,pKh(CH3NH3+)=14-3.4=10.6,说明CH3NH2·H2O的电离程度大于CH3NH3+的水解程度,则溶液中c(CH3NH3+)>c(CH3NH2·H2O),即c(CH3NH3+)c(CH3NH2·H2O)>1,故c(OH-)<10-3.4,所以B点的pOH>3.4,A项正确;CH3NH2·H2O是一元弱碱,电离方程式为CH3NH2·H2O CH3NH3++OH-,B项正确;用0.050 0 mol·L-1的稀硫酸滴定10 mL 0.100 0 mol·L-1的甲胺溶液,C点滴入10 mL恰好完全反应生成强酸弱碱盐,溶液显碱性,CH3NH3+水解促进水的电离,A、B点溶液中弱碱过量,抑制水的电离,所以A、B、C三点溶液中,水电离出来的c(H+):C>B>A,C项正确;C点硫酸与CH3NH2·H2O恰好完全反应,由于CH3NH3+的水解程度较小,则C、D点n(CH3NH3+)相差较小,但D点加入硫酸溶液体积为C点2倍,则c(CH3NH3+):C>D,D项错误。
解题关键 明确图像曲线变化的意义是解题关键,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,D为易错项。明晰CH3NH2·H2O的电离方程式:CH3NH2·H2O CH3NH3++OH-。
10.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱,在水中的电离原理类似于氨。常温下,向乙二胺溶液中滴加稀盐酸,溶液的pH随离子浓度变化关系如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A.常温下,pKb2=-lgKb2=7.15
B.溶液中水的电离程度:a点大于b点
C.H3NCH2CH2NH3Cl2溶液中:c(H+)>c(OH-)
D.曲线G代表pH与lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)的变化关系
答案 B A项,Kb2=c(H3NCH2CH2NH32+)·c(OH-)c(H2NCH2CH2NH3+),lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)=0时对应的为b点,则Kb2=c(OH-)=10-7.15,故A正确;B项,a点pH大于b点,c(OH-)较大,对水的电离抑制程度大,所以溶液中水的电离程度:a点小于b点,B错误;C项,H3NCH2CH2NH3Cl2为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,故C正确;D项,二元弱碱的第一步电离大于第二步电离,氢氧根离子浓度第一步电离的大,故曲线G代表pH与lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)的变化关系,故D正确。
11.已知:pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85、pKa2=7.19。用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法正确的是 ( )
A.b点所得溶液中:c(H+)+c(SO32-)=c(OH-)+c(H2SO3)
B.a点所得溶液中:2c(HSO3-)+c(SO32-)=0.1 mol·L-1
C.e点所得溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)
D.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
答案 D b点溶液为NaHSO3溶液,b点溶液中的电荷守恒式和物料守恒式分别为①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-);②c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-),所以b点溶液中的质子守恒式为c(H+)-c(SO32-)+c(H2SO3)=c(OH-),A项错误;由Ka1知,a点溶液满足c(H2SO3)=c(HSO3-),向亚硫酸中滴加NaOH溶液过程中,溶液的总体积会增加,所以c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=2c(HSO3-)+c(SO32-)<0.1 mol·L-1,B项错误;e点溶液是Na2SO3溶液,显碱性,所以溶液中c(OH-)>c(H+),C项错误;由Ka2知c点溶液满足c(HSO3-)=c(SO32-),由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)=c(OH-)+3c(HSO3-),由于c点时,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>3c(HSO3-),D项正确。
解题技巧 对于多元弱酸的溶液,加入NaOH调节pH的过程中,若出现pH与pKa相同的情况,则通过相应的电离常数表达式可以进一步得出c(HnR)=c(Hn-1R-)的关系。
12.已知:pKa=-lgKa。25 ℃时,H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.a点溶液中:c(HA-)=c(H2A)
B.b点溶液中:A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81
C.V0=30 mL
D.a、b、c、d四点中,d点溶液中水的电离程度最大
答案 C A项,H2A的pKa1=1.85,则Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A)=10-1.85,而a点pH=1.85,溶液中c(H+)=10-1.85 mol·L-1,则c(HA-)=c(H2A),故A正确。B项,根据A2-+H2O HA-+OH-可知,A2-水解平衡常数Kh1=c(HA-)·c(OH-)c(A2-)=KWKa2=10-1410-7.19=10-6.81,故B正确。C项,H2A的二级电离平衡常数Ka2=c(H+)·c(A2-)c(HA-)=10-7.19,c点溶液的pH=7.19,溶液中c(H+)=10-7.19 mol·L-1,则溶液中c(A2-)=c(HA-);V0=30 mL 时,反应后溶液为等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液,由于A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81>Ka2=10-7.19,则c(A2-)c>b>a,故D正确。
审题方法 当滴入20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,所得溶液为40 mL 0.05 mol·L-1 NaHA溶液;当滴入40 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,所得溶液为60 mL 130 mol·L-1 Na2A溶液。
13.羟氨(NH2OH)为一元弱碱(25 ℃时,电离常数Kb=9.0×10-9),其电离方程式为NH2OH+H2O NH3OH++OH-。用0.1 mol/L盐酸滴定20 mL 0.1 mol/L NH2OH溶液,恒定25 ℃时,滴定过程中由水电离出来的H+浓度的负对数[-lgc水(H+)]与盐酸体积的关系如图所示。(已知:lg3≈0.5)
下列说法不正确的是 ( )
A.A、B、C、D四点对应的溶液中NH2OH电离常数相等
B.A点对应溶液的c(OH-)=3×10-5 mol·L-1
C.D点对应溶液中存在c(H+)=c(OH-)+c(NH3OH+)+c(NH2OH)
D.C点时,溶液c(H+)>c(OH-)
答案 C A项,温度不变,电离平衡常数不变,故A正确。B项,Kb=c(OH-)·c(NH3OH+)c(NH2OH)=c2(OH-)0.1mol/L=9.0×10-9,c(OH-)=3.0×10-5 mol/L,故B正确。C项,根据电荷守恒规律有c(H+)+c(NH3OH+)=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有2c(NH2OH)+2c(NH3OH+)=c(Cl-),所以c(H+)=c(NH3OH+)+c(OH-)+2c(NH2OH),故C错误。D项,恒定25 ℃时,C点恰好中和,生成强酸弱碱盐,反应后的溶液呈酸性,故D正确。
三、非选择题(共30分)
14.化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。现有25 ℃时,浓度均为0.10 mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。[Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kh为盐的水解常数]。回答下列问题:
(1)CH3COOH的电离方程式为 。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)25 ℃时,Ka(CH3COOH) Kh(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
(4)向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)= mol/L。
(5)人体血液存在H2CO3(CO2)与NaHCO3的缓冲体系,能有效除掉人体正常代谢产生的酸、碱,保持pH的稳定。有关机理说法正确的是 (填写选项字母)。
a.代谢产生的H+被HCO3-结合形成H2CO3
b.血液中的缓冲体系可抵抗大量酸、碱的影响
c.代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充
答案 (1)CH3COOH CH3COO-+H+
(2)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)>
(4)1.75×10-5或10-4.76
(5)ac
解析 (2)该缓冲溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,pH=4.76,根据电荷守恒可得离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(3)25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kh(CH3COO-)=
c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-)=c(CH3COOH)·c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)=
KWKa(CH3COOH)≈5.71×10-10。所以Ka(CH3COOH)>Kh(CH3COO-)。
(4)浓度均为0.10 mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,Ka(CH3COOH)=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=1.75×10-5,可知c(CH3COO-)∶c(CH3COOH)≈1,向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液,忽略溶液体积的变化,c(CH3COO-)和c(CH3COOH)的变化忽略不计,由Ka(CH3COOH)=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=1.75×10-5可判断c(H+)=1.75×10-5 mol/L=10-4.76 mol/L。
(5)在H2CO3(CO2)和NaHCO3的缓冲体系中代谢产生的少量H+与HCO3-结合形成H2CO3,代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充,a、c正确。但遇大量酸、碱时,c(HCO3-)和c(H2CO3)浓度变化大,由Ka1(H2CO3)=c(HCO3-)·c(H+)c(H2CO3)可知,c(H+)变化明显,故不可抵抗大量酸、碱的影响,b错误。
方法点拨 几个常数之间的关系:Ka·Kh=KW,Kb·Kh=KW,Ka1·Kh2=KW,Ka2·Kh1=KW。
15.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。
Ⅰ.实验步骤
(1)用 (填仪器名称,下同)量取10.00 mL食用白醋,在 中用水稀释后转移到100 mL 中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴 作指示剂。
(3)读取盛装0.100 0 mol/L NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示,则此时的读数为 mL。
(4)滴定。当 时,停止滴定,并记录滴定管中NaOH溶液的最终读数。再重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录
滴定次数
1
2
3
4
V(样品)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)/mL
15.95
15.00
15.05
14.95
Ⅲ.数据处理与讨论
(5)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗的NaOH溶液的体积V=15.95+15.00+15.05+14.954 mL≈15.24 mL。
指出他计算的不合理之处:
。
按正确数据处理,可得c(市售白醋)= mol/L;市售白醋总酸量= g/100 mL。
答案 (1)酸式滴定管(或10 mL移液管) 烧杯 容量瓶
(2)酚酞溶液 (3)0.60 (4)加入最后一滴NaOH溶液后,溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色 (5)第1次滴定误差明显较大,属异常值,应舍去 0.75 4.5
解析 (1)根据量取食用白醋的体积为10.00 mL,可知量取时需用酸式滴定管(或10 mL移液管);稀释溶液应在烧杯中进行,定容时应用容量瓶。(2)CH3COOH与NaOH恰好反应时溶液显碱性,与酚酞变色的pH范围8.2~10.0基本一致,故选用酚酞作指示剂。(3)滴定管“0”刻度在上方,且读数精确到0.01 mL,故图中的液面读数为0.60 mL。(4)达到滴定终点,即溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色时,停止滴定。(5)第1次滴定误差明显较大,属异常值,应舍去;平均消耗的NaOH溶液的体积为15.00+15.05+14.953 mL=15.00 mL,c(市售白醋)=0.100 0mol/L×15.00×10-3L20.00×10-3L×10=0.75 mol/L;1 L市售白醋中含m(CH3COOH)=0.75 mol/L×1 L×60 g/mol=45 g,故市售白醋总酸量为 4.5 g/100 mL。
16.As和P属于同主族元素,它们都能形成多种含氧酸。中国自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。在一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
(1)亚磷酸(H3PO3)是一种精细化工产品。亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
①则亚磷酸为 (填“一”“二”或“三”)元酸。
②查阅资料知25 ℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7,Na2HPO3可使碘水褪色。25 ℃时,Na2HPO3水解反应的Kh= 。若向Na2HPO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H3PO3)c(H2PO3-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)反应Ⅱ中,若0.5 mol As4S4参加反应,转移14 mol电子,则物质a为 (填化学式)。
(3)反应Ⅲ中的产物亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
答案 (1)①二(1分) ②4×10-8(2分) 增大(1分)
(2)SO2(2分)
(3)OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O(2分)
解析 (1)①亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3,说明一个亚磷酸(H3PO3)只能电离出两个氢离子与氢氧化钠反应,故亚磷酸(H3PO3)为二元酸。②Kh=KW/Ka2=4×10-8;加入少量I2,Na2HPO3与I2反应,溶液的碱性变弱,c(H+)增大,Ka1=c(H+)·c(H2PO3-)c(H3PO3)不变,则c(H3PO3)c(H2PO3-)增大。
(2)由题知As4S4与氧气反应生成As2O3和物质a,0.5 mol As4S4参加反应,转移14 mol电子,O2为氧化剂,As4S4为还原剂,As元素转移2 mol电子,则S元素转移12 mol电子,故S从-2价变成+4价,物质a为SO2。
(3)当溶液由无色变为红色时,pH应在8~10之间,根据图像可知H3AsO3转化为H2AsO3-,所以主要反应的离子方程式为OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O。
专题十三 弱电解质的电离和溶液的酸碱性
【5年高考】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2019课标Ⅰ,10,6分)固体界面上强酸的吸附和离解是多相化学在环境、催化、材料科学等领域研究的重要课题。下图为少量HCl气体分子在253 K冰表面吸附和溶解过程的示意图,下列叙述错误的是 ( )
A.冰表面第一层中,HCl以分子形式存在
B.冰表面第二层中,H+浓度为5×10-3 mol·L-1(设冰的密度为0.9 g·cm-3)
C.冰表面第三层中,冰的氢键网络结构保持不变
D.冰表面各层之间,均存在可逆反应HCl H++Cl-
答案 D
2.(2019课标Ⅲ,11,6分)设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是 ( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
答案 B
3.(2016课标Ⅲ,13,6分)下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.向0.1 mol·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
答案 D
4.(2019北京理综,11,6分)探究草酸(H2C2O4)性质,进行如下实验。(已知:室温下,0.1 mol·L-1 H2C2O4的pH=1.3)
实验
装置
试剂a
现象
①
Ca(OH)2溶液(含酚酞)
溶液褪色,产生白色沉淀
②
少量NaHCO3溶液
产生气泡
③
酸性KMnO4溶液
紫色溶液褪色
④
C2H5OH和浓硫酸
加热后产生有香味物质
由上述实验所得草酸性质所对应的方程式不正确的是 ( )
A.H2C2O4有酸性,Ca(OH)2+H2C2O4 CaC2O4↓+2H2O
B.酸性:H2C2O4>H2CO3,NaHCO3+H2C2O4 NaHC2O4+CO2↑+H2O
C.H2C2O4有还原性,2MnO4-+5C2O42-+16H+ 2Mn2++10CO2↑+8H2O
D.H2C2O4可发生酯化反应,HOOCCOOH+2C2H5OH C2H5OOCCOOC2H5+2H2O
答案 C
5.(2016浙江理综,12,6分)苯甲酸钠(,缩写为NaA)可用作饮料的防腐剂。研究表明苯甲酸(HA)的抑菌能力显著高于A-。已知25 ℃时,HA的Ka=6.25×10-5,H2CO3的Ka1=4.17×10-7,Ka2=4.90×10-11。在生产碳酸饮料的过程中,除了添加NaA外,还需加压充入CO2气体。下列说法正确的是(温度为25 ℃,不考虑饮料中其他成分) ( )
A.相比于未充CO2的饮料,碳酸饮料的抑菌能力较低
B.提高CO2充气压力,饮料中c(A-)不变
C.当pH为5.0时,饮料中c(HA)c(A-)=0.16
D.碳酸饮料中各种粒子的浓度关系为:c(H+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(OH-)-c(HA)
答案 C
6.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]。
下列叙述错误的是 ( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D
7.(2017课标Ⅰ,13,6分)常温下将NaOH溶液滴加到己二酸(H2X)溶液中,混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.Ka2(H2X)的数量级为10-6
B.曲线N表示pH与lgc(HX-)c(H2X)的变化关系
C.NaHX溶液中c(H+)>c(OH-)
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
考点二 溶液的酸碱性 酸碱中和滴定
8.(2019上海选考,5,2分)25 ℃时,0.005 mol/L Ba(OH)2溶液中H+浓度是 ( )
A.1×10-12 mol/L B.1×10-13 mol/L
C.5×10-12 mol/L D.5×10-13 mol/L
答案 A
9.(2019上海选考,13,2分)用标准盐酸滴定未知浓度的氢氧化钠溶液,用甲基橙作指示剂,下列说法正确的是 ( )
A.可以用酚酞代替指示剂
B.滴定前用待测液润洗锥形瓶
C.若氢氧化钠吸收少量CO2,不影响滴定结果
D.当锥形瓶内溶液由橙色变为红色,且半分钟内不褪色,即达到滴定终点
答案 C
10.(2020浙江7月选考,17,2分)下列说法不正确的是 ( )
A.2.0×10-7 mol·L-1的盐酸中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1
B.将KCl溶液从常温加热至80 ℃,溶液的pH变小但仍保持中性
C.常温下,NaCN溶液呈碱性,说明HCN是弱电解质
D.常温下,pH为3的醋酸溶液中加入醋酸钠固体,溶液pH增大
答案 A
11.(2021浙江1月选考,17,2分)25 ℃时,下列说法正确的是 ( )
A.NaHA溶液呈酸性,可以推测H2A为强酸
B.可溶性正盐BA溶液呈中性,可以推测BA为强酸强碱盐
C.0.010 mol·L-1、0.10 mol·L-1的醋酸溶液的电离度分别为α1、α2,则α1<α2
D.100 mL pH=10.00的Na2CO3溶液中水电离出H+的物质的量为1.0×10-5 mol
答案 D
12.(2020浙江1月选考,23,2分)室温下,向20.00 mL 0.100 0 mol·L-1盐酸中滴加0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图。已知lg5=0.7。下列说法不正确的是 ( )
A.NaOH与盐酸恰好完全反应时,pH=7
B.选择变色范围在pH突变范围内的指示剂,可减小实验误差
C.选择甲基红指示反应终点,误差比甲基橙的大
D.V(NaOH溶液)=30.00 mL时,pH=12.3
答案 C
13.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
答案 D
14.(2020浙江1月选考,27,4分)为测定FeC2O4·2H2O(M=180 g·mol-1)样品的纯度,用硫酸溶解6.300 g样品,定容至250 mL。取25.00 mL溶液,用0.100 0 mol·L-1 KMnO4标准溶液滴定至终点。重复实验,数据如下:
序号
滴定前读数/mL
滴定终点读数/mL
1
0.00
19.98
2
1.26
22.40
3
1.54
21.56
已知:3MnO4-+5FeC2O4·2H2O+24H+ 3Mn2++5Fe3++10CO2↑+22H2O
假设杂质不参加反应。
该样品中FeC2O4·2H2O的质量分数是 %(保留小数点后一位);写出简要计算过程: 。
答案 95.2
0.100 0mol·L-1×20.00×10-3L×53×25025.00×180 g·mol-16.300 g×100%≈95.2%
[教师专用题组]
【5年高考】
考点一 弱电解质的电离平衡
1.(2020浙江7月选考,23,2分)常温下,用0.1 mol·L-1氨水滴定10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合液,下列说法不正确的是 ( )
A.在氨水滴定前,HCl和CH3COOH的混合液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
B.当滴入氨水10 mL时,c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.当滴入氨水20 mL时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.当溶液呈中性时,氨水滴入量大于20 mL,c(NH4+)
2.(2019课标Ⅲ,11,6分)设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下pH=2的H3PO4溶液,下列说法正确的是 ( )
A.每升溶液中的H+数目为0.02NA
B.c(H+)=c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-)+c(OH-)
C.加水稀释使电离度增大,溶液pH减小
D.加入NaH2PO4固体,溶液酸性增强
答案 B 本题涉及弱电解质的电离平衡及其影响因素,通过阿伏加德罗常数的应用,考查了学生分析和解决问题的能力,对H3PO4溶液中存在的电离平衡的分析,体现了变化观念与平衡思想的学科核心素养。
A项,由常温下溶液的pH=2可知c(H+)=10-2 mol/L,则每升溶液中H+数目为0.01NA,错误;B项,依据电荷守恒可知正确;C项,加水稀释,溶液中的c(H+)减小,pH增大,错误;D项,由于H3PO4 H++H2PO4-,增加H2PO4-浓度,电离平衡逆向移动,c(H+)减小,酸性减弱,错误。
3.(2019天津理综,5,6分)某温度下,HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释,其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.曲线Ⅰ代表HNO2溶液
B.溶液中水的电离程度:b点>c点
C.从c点到d点,溶液中c(HA)·c(OH-)c(A-)保持不变(其中HA、A-分别代表相应的酸和酸根离子)
D.相同体积a点的两溶液分别与NaOH恰好中和后,溶液中n(Na+)相同
答案 C 本题涉及弱酸的稀释与pH变化的相关知识,通过加水的体积与酸的pH变化图像,考查学生分析和解决问题的能力,以两种弱酸的性质作比较,体现宏观辨识与微观探析的学科核心素养。
由电离常数的值可知酸性:HNO2>CH3COOH,则曲线Ⅰ代表CH3COOH溶液,曲线Ⅱ代表HNO2溶液,A项错误;当稀释相同倍数时,b点溶液中c(H+)大于c点,对水的电离的抑制作用:b点>c点,所以水的电离程度:b点
审题方法 ①依题干信息判断两种酸的酸性强弱;②认真分析图像中曲线的变化趋势,准确判断曲线对应的酸。
4.(2018天津理综,6,6分)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO4-)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO4-的分布分数δ随pH的变化如图2所示[δ=c(H2PO4-)c总(含P元素的粒子)]。
下列有关LiH2PO4溶液的叙述正确的是 ( )
A.溶液中存在3个平衡
B.含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-和PO43-
C.随c初始(H2PO4-)增大,溶液的pH明显变小
D.用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4
答案 D 本题考查盐类的水解、弱电解质的电离等。LiH2PO4溶液中存在H2PO4-的水解平衡与电离平衡、水的电离平衡、HPO42-的电离平衡等,A不正确;LiH2PO4溶液中含P元素的粒子有H2PO4-、HPO42-、PO43-、H3PO4,B不正确;由图1可知当c初始(H2PO4-)大于10-1 mol·L-1后,溶液的pH不再随c初始(H2PO4-)的变化而变化,C不正确;由图2可知H3PO4溶液的pH为4.66时,H2PO4-的分布分数为0.994,故用浓度大于1 mol·L-1的H3PO4溶液溶解Li2CO3,当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D正确。
温馨提示 任何水溶液中均存在水的电离平衡。
5.(2018浙江4月选考,18,2分)相同温度下,关于盐酸和醋酸两种溶液的比较,下列说法正确的是 ( )
A.pH相等的两溶液中:c(CH3COO-)=c(Cl-)
B.分别中和pH相等、体积相等的两溶液,所需NaOH的物质的量相同
C.相同浓度的两溶液,分别与金属镁反应,反应速率相同
D.相同浓度的两溶液,分别与NaOH固体反应后呈中性的溶液中(忽略溶液体积变化):c(CH3COO-)=c(Cl-)
答案 A 由两种溶液的pH相等可知,两种溶液中氢离子浓度相等,根据电荷守恒有c(Cl-)+c盐酸(OH-)=c(H+)=c(CH3COO-)+c醋酸(OH-),两溶液中氢氧根离子浓度相等,所以c(Cl-)=c(CH3COO-),故A正确;pH相等的两溶液中,酸性越弱,酸的浓度越大,相同体积的溶液中所含酸的物质的量越大,所以中和醋酸溶液需NaOH的物质的量大,故B错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与金属镁反应,盐酸反应速率快,故C错误;相同浓度的盐酸和醋酸溶液,分别与NaOH固体反应后溶液呈中性,则c(CH3COO-)=c(Na+),c(Cl-)=c(Na+),但盐酸消耗NaOH多,盐酸中和NaOH后的溶液中c(Na+)更大,因此c(CH3COO-)
A.0.100 0 mol·L-1 H2C2O4溶液:c(H+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(总)的溶液:c(Na+)>c(H2C2O4)>c(C2O42-)>c(H+)
C.pH=7的溶液:c(Na+)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4)
D.c(Na+)=2c(总)的溶液:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-)
答案 AD 本题考查电解质溶液中粒子浓度的关系。A项,由电荷守恒可知:c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),将其中一个c(C2O42-)用题干信息代替可变式为c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(总)-c(H2C2O4)-c(HC2O4-)=0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)+c(OH-)-c(H2C2O4),正确。B项,由c(Na+)=c(总)可知溶液中的溶质为NaHC2O4,已知Ka2=c(H+)·c(C2O42-)c(HC2O4-)=5.4×10-5,因c(HC2O4-)>c(C2O42-),所以c(H+)>5.4×10-5mol·L-1,溶液显酸性,HC2O4-的电离程度大于其水解程度,故c(C2O42-)>c(H2C2O4),错误。C项,由电荷守恒可知:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),溶液pH=7,则c(Na+)=c(HC2O4-)+2c(C2O42-)=c(总)+c(C2O42-)-c(H2C2O4),因为加入NaOH溶液,溶液的总体积增大,c(总)<0.100 0 mol·L-1,所以c(Na+)<0.100 0 mol·L-1+c(C2O42-)-c(H2C2O4),错误。D项,将c(Na+)=2c(总)代入C项的电荷守恒式可推知:c(OH-)-c(H+)=2c(H2C2O4)+c(HC2O4-),正确。
易错警示 利用物料守恒时,要注意溶液的总体积是否改变,若溶液的总体积改变,c(总)也随之改变。
解题技巧 判断粒子浓度的关系时,除了掌握电荷守恒、物料守恒外,还要特别注意溶液的酸碱性,根据c(H+)与c(OH-)的大小关系判断。
7.(2017课标Ⅱ,12,6分)改变0.1 mol·L-1二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中H2A、HA-、A2-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示[已知δ(X)=c(X)c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]。
下列叙述错误的是 ( )
A.pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-)
B.lg[K2(H2A)]=-4.2
C.pH=2.7时,c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)
D.pH=4.2时,c(HA-)=c(A2-)=c(H+)
答案 D 本题考查弱电解质的电离及相关计算。结合题图,可知A、C正确。K2(H2A)=c(A2-)·c(H+)c(HA-),结合题图中pH=4.2时c(HA-)=c(A2-),代入上式可得K2(H2A)=10-4.2,则lg[K2(H2A)]=-4.2,故B正确。pH=4.2时,c(H+)=10-4.2 mol·L-1,但溶液中c(HA-)、c(A2-)均约为0.05 mol·L-1,故D错误。
疑难突破 在温度不变时,电离平衡常数不随溶液成分变化而改变,故可以选择特殊点进行计算。例如本题中K2(H2A)的计算。
温馨提醒 此类图像题中,曲线的“起点”“拐点”“交点”等特殊点往往会隐含重要的解题信息,要注意正确利用。
8.(2016课标Ⅲ,13,6分)下列有关电解质溶液的说法正确的是 ( )
A.向0.1 mol·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
答案 D A项,温度不变时,CH3COOH的电离平衡常数Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)是不变的,加水时c(CH3COO-)变小,c(H+)c(CH3COOH)应变大,故错误;B项,CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-的平衡常数K=c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-),升温,K增大,c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=1K减小,故错误;C项,根据电荷守恒得c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),溶液呈中性时c(H+)=c(OH-),则c(NH4+)=c(Cl-),c(NH4+)c(Cl-)=1,故错误;D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,c(Cl-)c(Br-)=c(Ag+)·c(Cl-)c(Ag+)·c(Br-)=Ksp(AgCl)Ksp(AgBr),温度不变,Ksp(AgCl)、Ksp(AgBr)均不变,则c(Cl-)c(Br-)不变,故正确。
疑难突破 在弱电解质存在的体系中,解决各粒子浓度比值的变化趋势时,一般从其自身变化的平衡常数入手,或某一常数与其他常数组合来判断变化趋势,有时还可将浓度的比值转化为物质的量的比值来进行判断。
知识拓展 若某弱酸(或弱碱)的电离平衡常数为Ka(或Kb),对应的弱酸根离子(或弱碱阳离子)的水解平衡常数为Kh,则有下列关系:Ka·Kh=KW(或Kb·Kh=KW)。
9.(2016天津理综,6,6分)室温下,用相同浓度的NaOH溶液,分别滴定浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液,滴定曲线如图所示,下列判断错误的是 ( )
A.三种酸的电离常数关系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
答案 C A项,浓度均为0.1 mol·L-1的HA、HB和HD三种酸溶液的pH不同,pH越小,则酸的电离常数越大,正确;B项,滴定至P点时,所得溶液为等物质的量浓度的HB与NaB的混合溶液,溶液显酸性,说明HB的电离程度强于B-的水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种溶液中:c(A-)>c(B-)>c(D-),错误;D项,根据质子守恒知D正确。
10.(2015课标Ⅰ,13,6分)浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lgVV0的变化如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lgVV0=2时,若两溶液同时升高温度,则c(M+)c(R+)增大
答案 D 根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确;B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确;C项,若两溶液无限稀释,pH最终无限接近于7,它们的c(OH-)相等,正确;D项,当lgVV0=2时,两溶液同时升温,由于ROH是弱碱,c(R+)增大,c(M+)不变,则c(M+)c(R+)减小,错误。
解题关键 清楚图中横、纵坐标的意义是解决此题的关键,横坐标表示体积比的对数,相当于稀释倍数。
思路分析 根据题目所给出的信息,随着溶液的稀释倍数的增大,pH减小,稀释至相同倍数时ROH溶液的pH变化幅度较小,说明ROH碱性较弱。稀释相同倍数时,pH变化幅度较大的是相对较强的酸或碱。
11.(2015浙江理综,12,6分)40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.在pH=9.0时,c(NH4+)>c(HCO3-)>c(NH2COO-)>c(CO32-)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,c(OH-)c(NH3·H2O)不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
答案 C 由图像信息可知A项正确;由电荷守恒可知B项正确;Kb=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O),随着CO2的通入,c(NH4+)不断增大,Kb为常数,则c(OH-)c(NH3·H2O)不断减小,C项不正确;由图中信息可知pH由10.5变为7.5的过程中,NH2COO-先从0逐渐增多,后又逐渐减少到0,故有含NH2COO-的中间产物生成,D项正确。
12.(2014广东理综,12,4分)常温下,0.2 mol·L-1的一元酸HA与等浓度的NaOH溶液等体积混合后,所得溶液中部分微粒组分及浓度如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.HA为强酸
B.该混合液pH=7
C.图中X表示HA,Y表示OH-,Z表示H+
D.该混合溶液中:c(A-)+c(Y)=c(Na+)
答案 D 混合后的溶液为0.1 mol·L-1 NaA溶液,由题图知,c(A-)<0.1 mol·L-1,所以A-发生了水解,HA是弱酸,A错误。A-水解,溶液呈碱性,B错误。根据电解质溶液中的三个守恒关系知:在NaA溶液中,c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),C错误。由上述分析知,Y表示HA,根据物料守恒得c(A-)+c(HA)=c(Na+),D正确。
13.(2014山东理综,13,5分)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10 mL浓度为0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中 ( )
A.水的电离程度始终增大
B.c(NH4+)c(NH3·H2O)先增大再减小
C.c(CH3COOH)与c(CH3COO-)之和始终保持不变
D.当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-)
答案 D CH3COOH溶液中水的电离被抑制,当CH3COOH与NH3·H2O恰好反应时生成CH3COONH4,此时水的电离程度最大,再加入氨水,水的电离程度又减小,A项错误;c(NH4+)c(NH3·H2O)=c(NH4+)·c(H+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)·c(OH-)=c(NH4+)·c(OH-)c(NH3·H2O)·c(H+)KW=KNH3·H2O·c(H+)KW,温度不变,NH3·H2O的电离平衡常数及KW均不变,随着氨水的滴加,c(H+)减小,故c(NH4+)c(NH3·H2O)减小,B项错误;未滴加氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1,滴加10 mL氨水时,c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,C项错误;由于CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,故当加入氨水的体积为10 mL时,c(NH4+)=c(CH3COO-),D项正确。
14.(2014天津理综,5,6分)下列有关电解质溶液中粒子浓度关系正确的是 ( )
A.pH=1的NaHSO4溶液:c(H+)=c(SO42-)+c(OH-)
B.含有AgCl和AgI固体的悬浊液:c(Ag+)>c(Cl-)=c(I-)
C.CO2的水溶液:c(H+)>c(HCO3-)=2c(CO32-)
D.含等物质的量的NaHC2O4和Na2C2O4的溶液:3c(Na+)=2[c(HC2O4-)+c(C2O42-)+c(H2C2O4)]
答案 A 根据NaHSO4溶液中的电荷守恒,有c(H+)+c(Na+)=2c(SO42-)+c(OH-),又因为c(Na+)=c(SO42-),所以A项正确;B项,相同条件下,AgI的溶解度比AgCl的小,故I-的浓度比Cl-的小;C项,碳酸的电离是分步进行的,第一步电离程度远大于第二步;D项,Na+的总浓度应是H2C2O4、HC2O4-、C2O42-总浓度的1.5倍,即2c(Na+)=3[c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+
c(C2O42-)]。
15.(2013安徽理综,13,6分)已知NaHSO3溶液显酸性,溶液中存在以下平衡:
HSO3-+H2O H2SO3+OH- ①
HSO3- H++SO32- ②
向0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分别加入以下物质,下列有关说法正确的是 ( )
A.加入少量金属Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中c(HSO3-)增大
B.加入少量Na2SO3固体,则c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+12c(SO32-)
C.加入少量NaOH溶液,c(SO32-)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大
D.加入氨水至中性,则2c(Na+)=c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
答案 C 当加入Na时,Na与H+发生置换反应,故平衡②右移,当c(HSO3-)减小时会促进平衡①左移,但是由于金属
钠的加入对②式影响更大,故c(HSO3-)减小,A项错误;加入少量Na2SO3固体后,溶液中存在的电荷守恒关系式为c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+2c(SO32-),B项错误;当在NaHSO3溶液中加入少量NaOH溶液时,HSO3-被消耗,c(SO32-)增大,溶液酸性减弱,故c(H+)下降,c(SO32-)c(HSO3-)、c(OH-)c(H+)的值均增大,C项正确;当溶液呈中性时,则:12[c(NH4+)+c(Na+)]=[c(SO32-)+12c(HSO3-)]>c(OH-)=c(H+),D项错误。
16.(2011课标,10,6分)将浓度为0.1 mol·L-1 HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是 ( )
A.c(H+) B.Ka(HF) C.c(F-)c(H+) D.c(H+)c(HF)
答案 D HF溶液加水稀释,HF的电离平衡向右移动,所以c(H+)c(HF)增大。选项D正确。
17.(2011山东理综,14,4分)室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是 ( )
A.溶液中导电粒子的数目减少
B.溶液中c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
答案 B 醋酸稀释过程中,醋酸的电离程度增大,同时溶液的体积也增大,所以c(H+)、c(CH3COO-)均减小,但自由移动的离子数目增大,所以A项、C项错误;B项,Ka=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)在一定温度下为一常数,把该温度下的KW=c(H+)·c(OH-)代入Ka得:c(CH3COO-)c(CH3COOH)·c(OH-)=KaKW,Ka、KW在一定温度下均为常数,所以B项正确;D项,两溶液混合,醋酸过量,所以混合后溶液呈酸性,即pH<7,D项错误。
18.(2017江苏单科,20,14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)溶液的pH对吸附剂X表面所带电荷有影响。pH=7.1时,吸附剂X表面不带电荷;pH>7.1时带负电荷,pH越高,表面所带负电荷越多;pH<7.1时带正电荷,pH越低,表面所带正电荷越多。pH不同时吸附剂X对三价砷和五价砷的平衡吸附量(吸附达平衡时单位质量吸附剂X吸附砷的质量)如图3所示。
图3
①在pH 7~9之间,吸附剂X对五价砷的平衡吸附量随pH升高而迅速下降,其原因是 。
②在pH 4~7之间,吸附剂X对水中三价砷的去除能力远比五价砷的弱,这是因为
。
提高吸附剂X对三价砷去除效果可采取的措施是 。
答案 (14分)(1)碱性溶液吸收了空气中的CO2
(2)①OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O ②2.2
(3)①在pH 7~9之间,随pH升高H2AsO4-转变为HAsO42-,吸附剂X表面所带负电荷增多,静电斥力增加
②在pH 4~7之间,吸附剂X表面带正电,五价砷主要以H2AsO4-和HAsO42-阴离子存在,静电引力较大;而三价砷主要以H3AsO3分子存在,与吸附剂X表面产生的静电引力小 加入氧化剂,将三价砷转化为五价砷
解析 (1)碱性溶液易吸收空气中的CO2,CO2与碱发生反应CO2+2OH- CO32-+H2O,故吸附剂X中含有CO32-。
(2)①观察图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),观察图2知,当pH=2.2,即c(H+)=10-2.2mol/L时,H3AsO4的分布分数和H2AsO4-的分布分数相等,即Ka1=10-2.2,故pKa1=-lg Ka1=-lg 10-2.2=2.2。
解题方法 ①认真观察图像,注意图像中的关键点和特殊点;
②解第(3)小题时,注意阅读题干中的已知信息,围绕已知信息分析图像。
19.(2015福建理综,23,15分)研究硫元素及其化合物的性质具有重要意义。
(1)①硫离子的结构示意图为 。
②加热时,硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与木炭反应的化学方程式为 。
(2)25 ℃,在0.10 mol·L-1H2S溶液中,通入HCl气体或加入NaOH固体以调节溶液pH,溶液pH与c(S2-)关系如图(忽略溶液体积的变化、H2S的挥发)。
①pH=13时,溶液中的c(H2S)+c(HS-)= mol·L-1。
②某溶液含0.020 mol·L-1 Mn2+、0.10 mol·L-1 H2S,当溶液pH= 时,Mn2+开始沉淀。[已知:Ksp(MnS)=2.8×10-13]
(3)25 ℃,两种酸的电离平衡常数如下表。
Ka1
Ka2
H2SO3
1.3×10-2
6.3×10-8
H2CO3
4.2×10-7
5.6×10-11
①HSO3-的电离平衡常数表达式K= 。
②0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为 。
③H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为 。
答案 (15分)(1)①
②C+2H2SO4(浓) 2SO2↑+CO2↑+2H2O
(2)①0.043 ②5
(3)①c(H+)c(SO32-)c(HSO3-)或[H+][SO32-][HSO3-]
②c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+)
或[Na+]>[SO32-]>[OH-]>[HSO3-]>[H+]
③H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O
解析 (1)②硫元素的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓H2SO4,其具有强氧化性,与木炭发生反应的化学方程式为C+2H2SO4(浓) CO2↑+2SO2↑+2H2O。(2)①观察图像知,pH=13时,c(S2-)=5.7×10-2mol·L-1,由硫原子守恒知,c(H2S)+c(HS-)+c(S2-)=0.10 mol·L-1,代入数据得c(H2S)+c(HS-)=0.10 mol·L-1-c(S2-)=0.10 mol·L-1-5.7×10-2 mol·L-1=0.043 mol·L-1;②当Mn2+开始沉淀时,溶液中c(S2-)=Ksp(MnS)c(Mn2+)=2.8×10-130.020mol·L-1=1.4×10-11 mol·L-1,观察图像知,此时pH=5。(3)②在0.10 mol·L-1 Na2SO3溶液中存在:SO32-+H2O HSO3-+OH-(主要),HSO3-+H2O H2SO3+OH-(次要),H2O H++OH-(水的电离平衡),故离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(SO32-)>c(OH-)>c(HSO3-)>c(H+);③结合表中数据知,酸性:H2SO3>H2CO3>HSO3->HCO3-,故H2SO3溶液和NaHCO3溶液反应的主要离子方程式为H2SO3+HCO3- HSO3-+CO2↑+H2O。
考点二 溶液的酸碱性 酸碱中和滴定
1.(2019课标Ⅰ,11,6分)NaOH溶液滴定邻苯二甲酸氢钾(邻苯二甲酸H2A的Ka1=1.1×10-3,Ka2=3.9×10-6)溶液,混合溶液的相对导电能力变化曲线如图所示,其中b点为反应终点。下列叙述错误的是 ( )
A.混合溶液的导电能力与离子浓度和种类有关
B.Na+与A2-的导电能力之和大于HA-的
C.b点的混合溶液pH=7
D.c点的混合溶液中,c(Na+)>c(K+)>c(OH-)
答案 C 本题涉及的考点有弱酸酸式盐与强碱反应、盐类水解、溶液导电能力和离子浓度大小比较等。利用图像和所给数据进行定性、定量分析,考查了学生分析和解决化学问题的能力。根据图像中溶液导电性的变化分析、推理,建立观点、结论之间的逻辑关系,体现了证据推理与模型认知的学科核心素养,以及创新思维和创新意识的观念。
KHA与NaOH反应的过程中引入了Na+,HA-转化为A2-,由图像可知a到b过程中导电能力逐渐增强,A、B项正确;b点时,KHA与NaOH恰好完全反应生成正盐,A2-水解使溶液呈碱性,C项错误;b点时,Na+、K+浓度相等,继续滴加NaOH溶液至c点,c(Na+)增大,由图可知c(OH-)小于c(K+),D项正确。
疑难突破 b点时,KHA与NaOH按物质的量之比1∶1恰好完全反应,注意a→b、b→c两过程中NaOH加入量的相对大小关系,以及离子种类和离子浓度变化关系。
2.(2019浙江4月选考,21,2分)室温下,取20 mL 0.1 mol·L-1某二元酸H2A,滴加0.2 mol·L-1 NaOH溶液。
已知:H2A H++HA-,HA- H++A2-。下列说法不正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1 H2A溶液中有c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=0.1 mol·L-1
B.当滴加至中性时,溶液中c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),用去NaOH溶液的体积小于10 mL
C.当用去NaOH溶液体积10 mL时,溶液的pH<7,此时溶液中有c(A2-)=c(H+)-c(OH-)
D.当用去NaOH溶液体积20 mL时,此时溶液中有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-)
答案 B 选项A,电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…①,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1…②,①式+②式得:c(H+)=c(OH-)+c(A2-)+0.1 mol·L-1,故A正确;选项B,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-),中性时c(H+)=c(OH-),故有c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),当V(NaOH)=10 mL时,得到NaHA溶液,依题意知HA-只电离不水解,NaHA溶液呈酸性,pH<7,则pH=7时,V(NaOH)>10 mL,故B错误;选项C,NaHA溶液中,电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(HA-)+2c(A2-)…③,物料守恒:c(HA-)+c(A2-)=c(Na+)…④,③式+④式得:c(H+)=c(OH-)+c(A2-),故C正确;选项D,V(NaOH)=20 mL时,得到的是0.05 mol·L-1Na2A溶液,由物料守恒有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),故D正确。
解题点睛 分析各选项中相关离子浓度的关系时,要紧扣溶液中的电荷守恒和物料守恒来考虑。
3.(2018浙江4月选考,23,2分)在常温下,向10 mL浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加0.1 mol·L-1的盐酸,溶液pH随盐酸加入体积的变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在a点的溶液中:c(Na+)>c(CO32-)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
B.在b点的溶液中:2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol
C.在c点的溶液pH<7,是因为此时HCO3-的电离能力大于其水解能力
D.若将0.1 mol·L-1的盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时:c(Na+)=c(CH3COO-)
答案 B 向NaOH和Na2CO3混合溶液中滴加盐酸,发生的反应依次为OH-+H+ H2O,CO32-+H+ HCO3-,HCO3-+H+ H2CO3。a点加入5 mL盐酸时,溶液中溶质的物质的量之比为n(NaCl)∶n(NaOH)∶n(Na2CO3)=1∶1∶2,由于CO32-水解,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),故A错误;b点溶液中,根据电荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(Cl-),由于pH=7,c(H+)=c(OH-),可得2c(CO32-)+c(HCO3-)=c(Na+)-c(Cl-),即2n(CO32-)+n(HCO3-)=n(Na+)-n(Cl-)=0.003 mol-n(Cl-),pH=7时盐酸的体积大于20 mL,则n(Cl-)>0.002 mol,所以2n(CO32-)+n(HCO3-)<0.001 mol,故B正确;在c点的溶液pH<7,是因为H2CO3的电离大于HCO3-的水解导致,故C错误;把盐酸换成同浓度的醋酸,当滴至溶液的pH=7时,根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)+c(CH3COO-),可得c(Na+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(CH3COO-),故D错误。
4.(2016课标Ⅰ,12,6分)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是 ( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH4+)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
答案 D 强酸滴定弱碱,达到滴定终点时溶液呈酸性,应选用甲基橙作指示剂,A项错误;若氨水和盐酸恰好反应生成NH4Cl,溶液呈酸性,要使pH为7,盐酸应偏少,即M点对应的盐酸体积小于20.0 mL,B项错误;C项,M点对应的溶液中离子浓度大小关系应为c(NH4+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),错误;D项,N点对应的溶液为氨水,c(OH-)=0.10 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3 mol·L-1,c(H+)=KWc(OH-)=10-141.32×10-3 mol·L-1,pH=11+lg 1.32<12,正确。
知识拓展 ①酸碱恰好中和时溶液不一定显中性。②判断电解质溶液中离子浓度大小时,经常要用到三个守恒:电荷守恒、物料守恒、质子守恒,要能根据相应的物质写出符合题意的式子,并进行相加减,得到正确的算式。
5.(2016北京理综,11,6分)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示。
下列分析不正确的是 ( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C ①中的a点处Ba(OH)2和H2SO4恰好完全反应,Ba2+和SO42-完全转化为BaSO4沉淀,溶液的导电能力达到最低;在溶液中继续滴加H2SO4溶液到c点,此时H2SO4过量,溶液呈酸性。②中b点处Ba(OH)2和NaHSO4按物质的量之比1∶1反应,此时除了生成BaSO4沉淀外,还生成NaOH;b→d是继续加入的NaHSO4与NaOH反应的过程,因此②中c点溶液呈碱性。故C项错误。
思路梳理 对于曲线②对应的反应过程要分析清楚。从开始到b点所发生的反应是Ba(OH)2+NaHSO4 BaSO4↓+NaOH+H2O;从b点到d点所发生的反应是NaOH+NaHSO4 Na2SO4+H2O。理清了反应过程,此题就不难作答。
6.(2015山东理综,13,5分)室温下向10 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液中加入0.1 mol·L-1的一元酸HA,溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a点所示溶液中c(Na+)>c(A-)>c(H+)>c(HA)
B.a、b两点所示溶液中水的电离程度相同
C.pH=7时,c(Na+)=c(A-)+c(HA)
D.b点所示溶液中c(A-)>c(HA)
答案 D a点V(HA)=10 mL,此时NaOH与HA刚好完全反应,pH=8.7,说明HA是弱酸,可知NaA溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(HA)>c(H+),A错误;a点为NaA溶液,A-水解促进水的电离,b点为等浓度的NaA与HA的混合溶液,以HA的电离为主,水的电离受到抑制,B错误;pH=7时,c(Na+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),C错误;b点为等浓度的NaA与HA的混合溶液,溶液pH=4.7<7,说明HA的电离程度(HAH++A-)大于A-的水解程度(A-+H2OHA+OH-),故溶液中c(A-)>c(HA),D正确。
7.(2015广东理综,11,4分)一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是 ( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
答案 C 升高温度时,水的电离平衡右移,c(H+)和c(OH-)均增大,KW随之增大,而c和b对应的KW相等,A项不正确;由图中数据可计算出该温度下,水的离子积常数KW =c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,B项不正确;加入FeCl3后,Fe3+水解使c(H+)增大,c(OH-)减小,但KW不变,可引起由b向a的变化,C项正确;该温度下,稀释溶液,KW不变,而c和d对应的KW不相等,D项错误。
8.(2015广东理综,12,4分)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1 NaOH溶液滴定,下列说法正确的是 ( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B A项,滴定管洗涤后还需用NaOH溶液润洗;B项,随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中发生反应HCl+NaOH NaCl+H2O,直至HCl完全被消耗,因此溶液的pH由小变大;C项,酚酞滴入待测HCl溶液中,溶液是无色的,当溶液由无色变为红色,且半分钟内不褪色时停止滴定;D项,尖嘴部分的悬滴并未与待测HCl溶液反应,但已被计算在消耗的NaOH溶液的体积中,从而使测定结果偏大。
9.(2015重庆理综,3,6分)下列叙述正确的是 ( )
A.稀醋酸中加入少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B.25 ℃时,等体积等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7
C.25 ℃时,0.1 mol·L-1的硫化氢溶液比等浓度的硫化钠溶液的导电能力弱
D.0.1 mol AgCl和0.1 mol AgI混合后加入1 L水中,所得溶液中c(Cl-)=c(I-)
答案 C A项,醋酸电离的方程式为CH3COOH CH3COO-+H+,加入少量CH3COONa,增大了CH3COO-的浓度,从而使醋酸电离平衡逆向移动,抑制了醋酸的电离;B项,等体积等浓度的硝酸与氨水混合生成NH4NO3,NH4NO3中NH4+能水解:NH4++H2O NH3·H2O+H+,溶液应呈酸性,则pH<7;C项,溶液的导电能力是由溶液中离子总浓度大小决定的,H2S为弱电解质,Na2S为强电解质,所以等浓度的H2S溶液和Na2S溶液,Na2S溶液的导电能力强;D项,在相同条件下AgI的溶解度小于AgCl的溶解度,所得溶液中c(Cl-)>c(I-)。
10.(2014课标Ⅱ,11,6分)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是 ( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5 mol·L-1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)
D.pH相同的①CH3COONa ②NaHCO3 ③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
答案 D H2S是二元弱酸,在水溶液中分步电离:H2S H++HS-、HS- H++S2-,故pH=5的H2S溶液中,c(HS-)
11.(2014海南单科,11,4分)室温下,用0.100 mol·L-1 NaOH溶液分别滴定20.00 mL 0.100 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线
B.pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL
C.V(NaOH)=20.00 mL时,两份溶液中c(Cl-)=c(CH3COO-)
D.V(NaOH)=10.00 mL时,醋酸溶液中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B Ⅱ曲线起点pH=1,故Ⅱ代表的是滴定盐酸的曲线,A不正确。若滴定醋酸消耗20.00 mL NaOH溶液,二者恰好中和,溶液为CH3COONa溶液,显碱性,故pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)小于20 mL,B正确。V(NaOH)=20.00 mL时,酸碱恰好中和,所得溶液分别为NaCl溶液和CH3COONa溶液,NaCl溶液显中性,CH3COONa溶液显碱性,NaCl溶液中c(Cl-)=c(Na+),CH3COONa溶液中c(CH3COO-)
12.(2013大纲全国,12,6分)下图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是 ( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)×c(OH-)=KW
B.M区域内任意点均有c(H+)
答案 D 水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-),适用于水及稀的水溶液,A项正确;观察题中图示,XZ线表示溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),M区域溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),B项正确;H2O(l) H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,升高温度平衡正向移动,图中Z点KW=10-6.5×10-6.5=10-13大于X点的KW=10-7×10-7=10-14,所以T2>T1,C项正确;XZ线上任意点表示溶液呈中性,由于各点温度不同,故pH不同,D项错误。
13.(2013山东理综,13,4分)某温度下,向一定体积0.1 mol·L-1的醋酸溶液中逐滴加入等浓度的NaOH溶液,溶液中pOH{pOH=-lg[OH-]}与pH的变化关系如图所示,则 ( )
A.M点所示溶液的导电能力强于Q点
B.N点所示溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)
C.M点和N点所示溶液中水的电离程度相同
D.Q点消耗NaOH溶液的体积等于醋酸溶液的体积
答案 C 由图示可知Q点溶液呈中性,M点CH3COOH过量,CH3COOH是弱酸,M点溶液导电能力应小于Q点,A项错误;图中N点溶液呈碱性,依据电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(H+)
14.(2012课标,11,6分)已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是 ( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)=KW mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
答案 C A项,只有当HA为强酸、BOH为强碱,或HA的电离常数Ka与BOH的电离常数Kb相等时,溶液才呈中性;B项,只有当温度T=298 K时pH=7的溶液才呈中性;D项为电荷守恒关系式,无论溶液呈酸性、碱性还是中性,该关系式均成立;C项,因c(H+)·c(OH-)=KW,中性溶液中c(H+)=c(OH-),故c(H+)=KW mol·L-1,正确。
15.(2011安徽,13,6分)室温下,将1.000 mol·L-1盐酸滴入20.00 mL 1.000 mol·L-1氨水中,溶液pH和温度随加入盐酸体积变化曲线如右图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.a 点由水电离出的c(H+)=1.0×10-14 mol·L-1
B.b点:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
C.c点:c(Cl-)=c(NH4+)
D.d点后,溶液温度略下降的主要原因是NH3·H2O电离吸热
答案 C A项,氨水中存在NH3·H2O NH4++OH-的电离平衡,a点溶液pH在7~14之间,呈碱性,由水电离出的c(H+)>1.0×10-14 mol·L-1,故错误;B项是盐酸和氨水恰好反应时的物料守恒等式,但由图知b点时氨水过量,没有恰好完全反应,故错误;C项,因为c(Cl-)+c(OH-)=c(NH4+)+c(H+),当pH=7时,c(OH-)=c(H+),所以c(Cl-)=c(NH4+),故正确;D项,d点后温度下降的原因是低温溶液的介入,此时反应已进行完全。
【3年模拟】
时间:40分钟 分值:44分
选择题(本题共11小题,每小题4分,共44分,每小题有一个或者两个选项符合题目要求)
1.(2021届日照高三二次联考,7)绿矾(FeSO4·7H2O)试剂含量的国家标准如表1所示。
表1
等 级
Ⅰ级品
Ⅱ级品
Ⅲ级品
FeSO4·7H2O
含量
99.50%~100.5%
99.00%~100.5%
98.00%~101.0%
称取四份质量均为1.012 g 某绿矾试剂样品,分别溶于水配制成20.00 mL 溶液,编号为①、②、③、④。分别用0.040 56 mol ∙L-1的KMnO4标准液滴定,滴定数据记录如表2。
表2
样品编号
①
②
③
④
KMnO4标准液体积/mL
17.66
17.68
18.26
17.70
下列说法错误的是 ( )
A.盛装KMnO4标准液的酸式滴定管使用前需先检查滴定管是否漏水
B.滴入最后一滴标准液时,锥形瓶中液体变为浅红色且半分钟不褪色,则达到滴定终点
C.根据滴定数据分析,该样品属于国家标准的Ⅱ级品
D.若绿矾样品已失部分结晶水,可能会导致测定结果偏高
答案 C
2.(2021届莱芜一中高三月考,15)已知:25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数(如表)。如图表示常温下,稀释CH3COOH、HClO两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化。下列说法正确的是 ( )
CH3COOH
HClO
H2CO3
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.相同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中,各离子浓度的大小关系是c(Na+)>c(CH3COO-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
B.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClO-+CO2+H2O2HClO+CO32-
C.图像中a、c两点处的溶液中c(R-)c(HR)c(OH-)相等(HR代表CH3COOH或HClO)
D.图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度
答案 AC
3.(2020威海一模,13)乙胺是一种一元碱,碱性比一水合氨稍强,在水中的电离方程式为CH3CH2NH2+H2O CH3CH2NH3++OH-。298 K时,在20.00 mL 0.1 mol·L-1乙胺溶液中滴加0.1 mol·L-1盐酸V mL,混合溶液的pH与lg c(C2H5NH3+)c(C2H5NH2)的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.在pH=7.00时加水稀释混合溶液,b点向c点移动
B.b点对应溶液中离子浓度关系:c(Cl-)=c(C2H5NH3+)=c(OH-)=c(H+)
C.在a点时,V<10.00
D.298 K时乙胺的电离常数Kb的数量级为10-11
答案 C
4.(2021届枣庄三检,12)已知三个数据7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列三种酸的电离常数(25 ℃)。若已知可以发生下列反应:NaCN+HNO2HCN+NaNO2、NaCN+HFHCN+NaF、NaNO2+HFHNO2+NaF。由此可判断下列叙述不正确的是 ( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.根据两个反应即可得出一元弱酸的强弱顺序:HF>HCN>HNO2
D.K(HCN)
5.(2020青岛58中高三3月模拟,15)25 ℃时,向20 mL 0.1 mol/L H2R溶液中滴加0.1 mol/L NaOH溶液,溶液的pH随NaOH溶液体积的变化如图所示。已知pKa=-lgKa,二元弱酸H2R的pKa1=1.89、pKa2=7.21。下列有关说法不正确的是 ( )
A.溶液的导电性:a点弱于b点
B.离子浓度c(R2-):c点大于d点
C.H2R+R2-2HR-平衡常数大于105,反应趋于完全
D.b点时,y<7且c(R2-)·c(H+)c(H2R)·c(OH-)<1
答案 BD
6.(2020临沂一模,15)常温下,分别取未知浓度的AOH和BOH两种碱的稀溶液,加水稀释至原体积的n倍。两溶液稀释倍数的对数值(lgn)与溶液pH的变化关系如图所示。下列叙述正确的是 ( )
A.水的电离程度:Z>X=Y
B.常温下,Kb(BOH)
D.物质的量浓度相同的ACl溶液和BCl溶液,前者阳离子浓度之和小于后者
答案 CD
7.(2020济宁一模,14)生产和实验中广泛采用甲醛法测定饱和食盐水样品中的NH4+含量。利用的反应原理为4NH4++6HCHO(CH2)6N4H+(一元酸)+3H++6H2O。实验步骤如下:
①甲醛中常含有微量甲酸,应先除去。取甲醛a mL于锥形瓶中,加入1~2滴指示剂,用浓度为b mol/L的NaOH溶液滴定,滴定管的初始读数为V1 mL,当锥形瓶内溶液呈微红色时,滴定管的读数为V2 mL。
②向锥形瓶中加入饱和食盐水试样c mL,静置1分钟。
③用上述滴定管中剩余的NaOH溶液继续滴定锥形瓶内溶液,至溶液呈微红色时,滴定管的读数为V3 mL。
下列说法不正确的是 ( )
A.步骤①中的指示剂可以选用酚酞试液
B.步骤②中静置的目的是使NH4+和HCHO完全反应
C.步骤②若不静置会导致测定结果偏高
D.饱和食盐水中的c(NH4+)=b(V3-V2)c mol/L
答案 C
8.(2020德州二模,15)常温下,用NaOH溶液滴定H2C2O4溶液,溶液中-lg[c(H+)/c(H2C2O4)]和-lgc(HC2O4-)或-lg [c(H+)/c(HC2O4-)]和-lgc(C2O42-)关系如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.曲线M表示-lgc(H+)c(H2C2O4)和-lgc(HC2O4-)的关系
B.滴定过程中,当pH=5时,c(Na+)-3c(HC2O4-)>0
C.c2(HC2O4-)c(H2C2O4)c(C2O42-)随pH的升高而减小
D.在NaHC2O4溶液中c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(H2C2O4)
答案 BC
9.(2020泰安三模,11)PT(KHC2O4·H2C2O4·2H2O,名称:四草酸钾)是一种分析试剂。室温时,H2C2O4的pKa1、pKa2分别为1.23、4.19(pKa=-lgKa)。下列说法不正确的是 ( )
A.0.1 mol·L-1PT溶液中:c(HC2O4-)>c(K+)>c(H2C2O4)
B.0.1 mol·L-1PT溶液中滴加NaOH至溶液pH=4.19:c(C2O42-)=c(HC2O4-)
C.0.1 mol·L-1PT溶液中滴加NaOH至溶液呈中性:c(K+)>c(Na+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)
D.0.1 mol·L-1PT溶液与0.1 mol·L-1KOH溶液等体积混合,溶液中水的电离程度比纯水的大
答案 CD
10.(2020潍坊三模,14)向7.5 mL 0.03 mol·L-1的H3PO4溶液中,逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,溶液pH与NaOH溶液体积关系如图所示,已知Ka1>Ka2>Ka3。下列说法错误的是 ( )
A.H3PO4第一级电离平衡常数Ka1的数量级为10-3
B.水的电离程度:b
D.c点溶液中:2c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(H+)=c(OH-)+c(PO43-)
答案 C
11.(2020 5·3原创)常温下,用0.1 mol·L-1稀盐酸分别滴定体积均为20 mL、浓度均为0.1 mol·L-1的NaOH溶液和AOH溶液,溶液的pH随加入稀盐酸体积变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.ACl水解平衡常数约为10-5
B.Y点:c(AOH)-c(A+)>c(H+)-c(OH-)
C.将X点和Z点溶液混合后,呈碱性
D.向Z点溶液中逐滴加入NaOH溶液至pH=7:c(Cl-)>c(AOH)=c(Na+)>c(A+)
答案 C
[教师专用题组]
【3年模拟】
时间:40分钟 分值:70分
一、选择题(每小题2分,共14分)
1.海冰是海水冻结而成的咸水冰,海水冻结时,部分来不及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包围在冰晶之间,形成“盐泡”,其大致结构如图所示。若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水。下列叙述正确的是 ( )
A.海冰内层“盐泡”内的盐分主要以NaCl分子的形式存在
B.海冰内层“盐泡”越多,密度越小
C.海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越多
D.若冰的密度为0.9 g·cm-3,则海冰内层NaCl的浓度约为10-4 mol· L-1
答案 D NaCl由离子构成,不存在NaCl分子,错误;海冰内层“盐泡”越多,密度越大,错误;“若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水”,则海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越少,错误;冰的密度为0.9 g·cm-3,则海冰体积为1 L时,海冰的质量为900 g,由个数比为1∶500 000知,含NaCl的物质的量为900 g18 g·mol-1500 000=10-4 mol,可知海冰内层NaCl的浓度约为10-4 mol·L-1,正确。
2.向20.00 mL未知浓度的HCl、CH3COOH混合溶液中逐滴滴加0.100 mol/L NaOH溶液,混合溶液的电导率(导电能力)如图所示,下列叙述错误的是( )
A.b、c两点水的电离程度:c>b
B.原溶液中c(CH3COOH)=0.050 mol/L
C.a→b是HCl被NaOH中和的过程
D.c点:c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
答案 D 电导率先变小至b点,b点时HCl恰好完全反应,消耗10 mL 0.100 mol/L的NaOH溶液,b→c是CH3COOH被中和的过程,c点时CH3COOH恰好完全反应,由图知,CH3COOH消耗10 mL 0.100 mol/L NaOH溶液,可计算出原溶液中HCl、CH3COOH的浓度均为0.050 mol/L;a点溶液中的溶质为等物质的量的HCl、CH3COOH,b点溶液中的溶质为等物质的量的NaCl、CH3COOH,c点溶液中的溶质为等物质的量的NaCl、CH3COONa,故水的电离程度:c>b。由上述分析知,A、B、C项正确;c点溶液呈碱性,则c点的离子浓度大小关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),D项错误。
3.为验证次氯酸光照分解的产物,某同学采用三种传感器分别测得氯水光照过程中pH、Cl-浓度、O2体积分数的变化,实验数据如图所示。下列叙述错误的是( )
A.从0 s到150 s,溶液pH降低的原因是HClO的电离程度增大
B.从0 s到150 s,溶液中c(H+)增加到起始浓度的100.5倍
C.从50 s到150 s,Cl-的平均生成速率约为4 mg·L-1·s-1
D.HClO光照分解的产物有HCl、O2
答案 A A项,从0 s到150 s,溶液pH降低且Cl-浓度增大,说明是HClO分解生成HCl的缘故,错误;B项,从0 s到150 s,溶液的pH由2降低到1.5,则溶液中c(H+)增加到起始浓度的10-1.510-2=100.5倍,正确;C项,从50 s到150 s,Cl-的变化浓度约为400 mg·L-1,则Cl-的平均生成速率约为400 mg·L-1100 s=4 mg·L-1·s-1,正确;D项,氯水光照过程中溶液的酸性增强、Cl-浓度增大,O2的体积分数增大,说明HClO分解产物有HCl和O2,正确。
4.常温下,HNO2的电离平衡常数K=4.6×10-4(已知4.6=2.14),向20 mL 0.01 mol·L-1 HNO2溶液中逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,测得混合液的 pH随NaOH溶液体积的变化如图所示,下列判断正确的是 ( )
A.X=20
B.a、b、c、d四点对应的溶液中水的电离程度逐渐减小
C.a点溶液中c(H+)=2.14×10-3 mol·L-1
D.b点溶液中微粒浓度的大小关系为c(HNO2)>c(Na+)>c(NO2-)
答案 C A项,若恰好反应,需要氢氧化钠溶液20 mL,溶质是NaNO2,NaNO2为弱酸强碱盐,会水解使溶液显碱性,而c点溶液呈中性,所以X<20,故A不正确;B项,a、b、c三点对应溶液中水的电离程度逐渐增大,d点无法判断,故B不正确;C项,由HNO2 NO2-+H+知,K=c(H+)×c(NO2-)c(HNO2)≈c2(H+)c(HNO2),即4.6×10-4≈c2(H+)0.01,解得c(H+)=2.14×10-3 mol·L-1,故C正确;D项,b点溶液为物质的量浓度相等的HNO2、NaNO2的混合溶液,溶液呈酸性,说明HNO2电离程度大于NO2-水解程度,微粒浓度大小关系为c(NO2-)>c(Na+)>c(HNO2),故D不正确。
审题方法 HNO2的电离平衡常数K=4.6×10-4,HNO2为弱酸,存在电离平衡,电离方程式为HNO2 NO2-+H+。逐滴加入相同浓度的NaOH溶液,b点HNO2消耗一半,溶质为HNO2、NaNO2。当加入20 mL NaOH溶液时,溶质是NaNO2,NaNO2为弱酸强碱盐,水解使溶液呈碱性。
5.常温下,向二元弱酸H2Y溶液中滴加KOH溶液,所得混合溶液的pH与离子浓度变化的关系如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A.曲线M表示pH与lgc(HY-)c(Y2-)的变化关系
B.Ka2(H2Y)=10-4.3
C.d点溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(Y2-)+c(HY-)-c(K+)
D.交点e的溶液中:c(H2Y)=c(Y2-)>c(HY-)>c(H+)>c(OH-)
答案 B lgc(HY-)c(H2Y)=0、lgc(HY-)c(Y2-)=0时分别代表c(H2Y)=c(HY-)、c(Y2-)=c(HY-),结合弱酸电离规律知c(H2Y)=c(HY-)时的酸性更强,比较这两个点的酸性强弱,不难发现,M曲线表示pH与lgc(HY-)c(H2Y)的变化关系,A项错误;Ka2(H2Y)=c(H+)c(Y2-)c(HY-),选择c点进行计算,此时lgc(HY-)c(Y2-)=1.3,pH=3,即c(HY-)c(Y2-)=101.3,c(H+)=10-3 mol·L-1,代入数据可知Ka2=10-4.3,B项正确;d点溶液中存在电荷守恒:c(K+)+c(H+)=c(OH-)+2c(Y2-)+c(HY-),可得c(H+)-c(OH-)=2c(Y2-)+c(HY-)-c(K+),C项错误;e点时,lgc(HY-)c(H2Y)=lgc(HY-)c(Y2-)=1.5,可知c(HY-)=101.5c(H2Y),且c(H2Y)=c(Y2-),则有c(HY-)>c(H2Y)=c(Y2-),e点溶液显酸性,则微粒大小关系为c(HY-)>c(H2Y)=c(Y2-)>c(H+)>c(OH-),D项错误。
解题关键 确定曲线代表的含义是解答本题的关键。
6.用一定浓度NaOH溶液滴定某醋酸溶液。滴定终点附近溶液pH和导电能力的变化分别如图所示(利用溶液导电能力的变化可判断滴定终点;溶液总体积变化忽略不计)。下列说法不正确的是 ( )
A.a点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
B.a→b过程中,n(CH3COO-)不断增大
C.c→d溶液导电能力增强的主要原因是c(OH-)和c(Na+)增大
D.根据溶液pH和导电能力的变化可判断:V2
A.可用pH试纸测定E点对应溶液,其pH=3
B.G点对应溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+)
C.H、F点对应溶液中都存在:c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
D.常温下加水稀释H点对应溶液,溶液的pH增大
答案 B A项,E点对应溶液为新制氯水,有漂白性,不能用pH试纸测量其pH,应该用pH计,A项错误;B项,G点时氯水与氢氧化钠溶液恰好完全反应生成等物质的量的NaCl、NaClO,ClO-水解使溶液呈弱碱性,所以有c(Na+)>c(Cl-)>c(ClO-)>c(OH-)>c(H+),B项正确;C项,H点对应溶液中溶质为NaCl、NaClO和NaOH,根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(ClO-),此时溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(Cl-)+c(ClO-),C项错误;D项,H点对应溶液为碱性溶液,加水稀释,溶液碱性减弱,pH减小,D项错误。
解题关键 判断F、H点是否呈中性,需要根据G点水的电离程度最大推知G点对应溶液的溶质为NaCl,NaClO,从而可知H点的溶质为NaClO、NaCl、NaOH,溶液呈碱性;F点溶质为NaCl、NaClO、HClO,根据水电离出的氢离子浓度可知,该点对应溶液呈中性。
二、选择题(每小题4分,共24分)
8.类比pH的定义,对于稀溶液可以定义pC=-lg C,pKa=-lgKa。常温下,某浓度H2A溶液在不同pH下,测得pC(H2A)、pC(HA-)、pC(A2-)变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NaHA溶液中:c(H2A)>c(A2-)
B.常温下,pKa1(H2A)=5.30,pKa2(H2A)=0.80
C.b点时,c2(H+)·c2(HA-)c(H2A)·c(A2-)=10-1.60
D.等浓度的NaHA、K2A混合溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(A2-)-c(HA-)-3c(H2A)
答案 C 根据H2A H++HA-、HA- H++A2-,pH变化时,pC先减小后增大的曲线是pC(HA-);pH越大,c(H+)越小,则电离平衡正向移动程度越大,pC增大的曲线是pC(H2A),pC减小的曲线是pC(A2-)。A项,NaHA溶液的Ka2由c点可得Ka2=10-5.30,HA-的电离强于水解,c(H2A)
9.甲胺(CH3NH2)的性质与氨气相似。已知pKb=-lg Kb,pKb(CH3NH2·H2O)=3.4,
pKb(NH3·H2O)=4.8。常温下,向10.00 mL 0.100 0 mol·L-1的甲胺溶液中滴加0.050 0 mol·L-1的稀硫酸,溶液中c(OH-)的负对数[pOH=-lg c(OH-)]与所加稀硫酸溶液的体积(V)的关系如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.B点对应的溶液的pOH>3.4
B.甲胺溶于水后存在平衡:CH3NH2+H2O CH3NH3++OH-
C.A、B、C三点对应的溶液中,水电离出来的c(H+):C>B>A
D.A、B、C、D四点对应的溶液中,c(CH3NH3+)的大小顺序:D>C>B>A
答案 D B点加入5 mL 0.050 0 mol·L-1的稀硫酸,不考虑水解和电离,反应后溶液中的溶质为5×10-4 mol的CH3NH2·H2O和2.5×10-4 mol的(CH3NH3)2SO4,由于pKb(CH3NH2·H2O)=3.4,pKh(CH3NH3+)=14-3.4=10.6,说明CH3NH2·H2O的电离程度大于CH3NH3+的水解程度,则溶液中c(CH3NH3+)>c(CH3NH2·H2O),即c(CH3NH3+)c(CH3NH2·H2O)>1,故c(OH-)<10-3.4,所以B点的pOH>3.4,A项正确;CH3NH2·H2O是一元弱碱,电离方程式为CH3NH2·H2O CH3NH3++OH-,B项正确;用0.050 0 mol·L-1的稀硫酸滴定10 mL 0.100 0 mol·L-1的甲胺溶液,C点滴入10 mL恰好完全反应生成强酸弱碱盐,溶液显碱性,CH3NH3+水解促进水的电离,A、B点溶液中弱碱过量,抑制水的电离,所以A、B、C三点溶液中,水电离出来的c(H+):C>B>A,C项正确;C点硫酸与CH3NH2·H2O恰好完全反应,由于CH3NH3+的水解程度较小,则C、D点n(CH3NH3+)相差较小,但D点加入硫酸溶液体积为C点2倍,则c(CH3NH3+):C>D,D项错误。
解题关键 明确图像曲线变化的意义是解题关键,注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系,D为易错项。明晰CH3NH2·H2O的电离方程式:CH3NH2·H2O CH3NH3++OH-。
10.乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是二元弱碱,在水中的电离原理类似于氨。常温下,向乙二胺溶液中滴加稀盐酸,溶液的pH随离子浓度变化关系如图所示。下列叙述不正确的是 ( )
A.常温下,pKb2=-lgKb2=7.15
B.溶液中水的电离程度:a点大于b点
C.H3NCH2CH2NH3Cl2溶液中:c(H+)>c(OH-)
D.曲线G代表pH与lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)的变化关系
答案 B A项,Kb2=c(H3NCH2CH2NH32+)·c(OH-)c(H2NCH2CH2NH3+),lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)=0时对应的为b点,则Kb2=c(OH-)=10-7.15,故A正确;B项,a点pH大于b点,c(OH-)较大,对水的电离抑制程度大,所以溶液中水的电离程度:a点小于b点,B错误;C项,H3NCH2CH2NH3Cl2为强酸弱碱盐,溶液呈酸性,故C正确;D项,二元弱碱的第一步电离大于第二步电离,氢氧根离子浓度第一步电离的大,故曲线G代表pH与lgc(H3NCH2CH2NH32+)c(H2NCH2CH2NH3+)的变化关系,故D正确。
11.已知:pKa=-lg Ka,25 ℃时,H2SO3的pKa1=1.85、pKa2=7.19。用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2SO3溶液的滴定曲线如下图所示(曲线上的数字为pH)。下列说法正确的是 ( )
A.b点所得溶液中:c(H+)+c(SO32-)=c(OH-)+c(H2SO3)
B.a点所得溶液中:2c(HSO3-)+c(SO32-)=0.1 mol·L-1
C.e点所得溶液中:c(Na+)>c(SO32-)>c(H+)>c(OH-)
D.c点所得溶液中:c(Na+)>3c(HSO3-)
答案 D b点溶液为NaHSO3溶液,b点溶液中的电荷守恒式和物料守恒式分别为①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-);②c(Na+)=c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-),所以b点溶液中的质子守恒式为c(H+)-c(SO32-)+c(H2SO3)=c(OH-),A项错误;由Ka1知,a点溶液满足c(H2SO3)=c(HSO3-),向亚硫酸中滴加NaOH溶液过程中,溶液的总体积会增加,所以c(H2SO3)+c(HSO3-)+c(SO32-)=2c(HSO3-)+c(SO32-)<0.1 mol·L-1,B项错误;e点溶液是Na2SO3溶液,显碱性,所以溶液中c(OH-)>c(H+),C项错误;由Ka2知c点溶液满足c(HSO3-)=c(SO32-),由电荷守恒知c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HSO3-)+2c(SO32-)=c(OH-)+3c(HSO3-),由于c点时,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>3c(HSO3-),D项正确。
解题技巧 对于多元弱酸的溶液,加入NaOH调节pH的过程中,若出现pH与pKa相同的情况,则通过相应的电离常数表达式可以进一步得出c(HnR)=c(Hn-1R-)的关系。
12.已知:pKa=-lgKa。25 ℃时,H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。常温下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 H2A溶液的滴定曲线如图所示。下列说法不正确的是 ( )
A.a点溶液中:c(HA-)=c(H2A)
B.b点溶液中:A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81
C.V0=30 mL
D.a、b、c、d四点中,d点溶液中水的电离程度最大
答案 C A项,H2A的pKa1=1.85,则Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A)=10-1.85,而a点pH=1.85,溶液中c(H+)=10-1.85 mol·L-1,则c(HA-)=c(H2A),故A正确。B项,根据A2-+H2O HA-+OH-可知,A2-水解平衡常数Kh1=c(HA-)·c(OH-)c(A2-)=KWKa2=10-1410-7.19=10-6.81,故B正确。C项,H2A的二级电离平衡常数Ka2=c(H+)·c(A2-)c(HA-)=10-7.19,c点溶液的pH=7.19,溶液中c(H+)=10-7.19 mol·L-1,则溶液中c(A2-)=c(HA-);V0=30 mL 时,反应后溶液为等物质的量浓度的NaHA和Na2A溶液,由于A2-水解平衡常数Kh1=10-6.81>Ka2=10-7.19,则c(A2-)
审题方法 当滴入20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,所得溶液为40 mL 0.05 mol·L-1 NaHA溶液;当滴入40 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液时,所得溶液为60 mL 130 mol·L-1 Na2A溶液。
13.羟氨(NH2OH)为一元弱碱(25 ℃时,电离常数Kb=9.0×10-9),其电离方程式为NH2OH+H2O NH3OH++OH-。用0.1 mol/L盐酸滴定20 mL 0.1 mol/L NH2OH溶液,恒定25 ℃时,滴定过程中由水电离出来的H+浓度的负对数[-lgc水(H+)]与盐酸体积的关系如图所示。(已知:lg3≈0.5)
下列说法不正确的是 ( )
A.A、B、C、D四点对应的溶液中NH2OH电离常数相等
B.A点对应溶液的c(OH-)=3×10-5 mol·L-1
C.D点对应溶液中存在c(H+)=c(OH-)+c(NH3OH+)+c(NH2OH)
D.C点时,溶液c(H+)>c(OH-)
答案 C A项,温度不变,电离平衡常数不变,故A正确。B项,Kb=c(OH-)·c(NH3OH+)c(NH2OH)=c2(OH-)0.1mol/L=9.0×10-9,c(OH-)=3.0×10-5 mol/L,故B正确。C项,根据电荷守恒规律有c(H+)+c(NH3OH+)=c(OH-)+c(Cl-),根据物料守恒有2c(NH2OH)+2c(NH3OH+)=c(Cl-),所以c(H+)=c(NH3OH+)+c(OH-)+2c(NH2OH),故C错误。D项,恒定25 ℃时,C点恰好中和,生成强酸弱碱盐,反应后的溶液呈酸性,故D正确。
三、非选择题(共30分)
14.化学上把外加少量酸、碱,而pH基本不变的溶液,称为缓冲溶液。现有25 ℃时,浓度均为0.10 mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76。[Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kh为盐的水解常数]。回答下列问题:
(1)CH3COOH的电离方程式为 。
(2)该缓冲溶液中离子浓度由大到小的顺序是 。
(3)25 ℃时,Ka(CH3COOH) Kh(CH3COO-)(填“>”“<”或“=”)。
(4)向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液(忽略溶液体积的变化),反应后溶液中c(H+)= mol/L。
(5)人体血液存在H2CO3(CO2)与NaHCO3的缓冲体系,能有效除掉人体正常代谢产生的酸、碱,保持pH的稳定。有关机理说法正确的是 (填写选项字母)。
a.代谢产生的H+被HCO3-结合形成H2CO3
b.血液中的缓冲体系可抵抗大量酸、碱的影响
c.代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充
答案 (1)CH3COOH CH3COO-+H+
(2)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(3)>
(4)1.75×10-5或10-4.76
(5)ac
解析 (2)该缓冲溶液为等浓度的CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,pH=4.76,根据电荷守恒可得离子浓度由大到小的顺序是c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(3)25 ℃时,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kh(CH3COO-)=
c(CH3COOH)·c(OH-)c(CH3COO-)=c(CH3COOH)·c(OH-)·c(H+)c(CH3COO-)·c(H+)=
KWKa(CH3COOH)≈5.71×10-10。所以Ka(CH3COOH)>Kh(CH3COO-)。
(4)浓度均为0.10 mol/L的CH3COOH和CH3COONa的缓冲溶液,pH=4.76,Ka(CH3COOH)=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=1.75×10-5,可知c(CH3COO-)∶c(CH3COOH)≈1,向1.0 L上述缓冲溶液中滴加几滴NaOH稀溶液,忽略溶液体积的变化,c(CH3COO-)和c(CH3COOH)的变化忽略不计,由Ka(CH3COOH)=c(CH3COO-)·c(H+)c(CH3COOH)=1.75×10-5可判断c(H+)=1.75×10-5 mol/L=10-4.76 mol/L。
(5)在H2CO3(CO2)和NaHCO3的缓冲体系中代谢产生的少量H+与HCO3-结合形成H2CO3,代谢产生的碱被H+中和,H+又由H2CO3电离补充,a、c正确。但遇大量酸、碱时,c(HCO3-)和c(H2CO3)浓度变化大,由Ka1(H2CO3)=c(HCO3-)·c(H+)c(H2CO3)可知,c(H+)变化明显,故不可抵抗大量酸、碱的影响,b错误。
方法点拨 几个常数之间的关系:Ka·Kh=KW,Kb·Kh=KW,Ka1·Kh2=KW,Ka2·Kh1=KW。
15.现使用酸碱中和滴定法测定市售白醋的总酸量(g/100 mL)。
Ⅰ.实验步骤
(1)用 (填仪器名称,下同)量取10.00 mL食用白醋,在 中用水稀释后转移到100 mL 中定容,摇匀即得待测白醋溶液。
(2)用酸式滴定管取待测白醋溶液20.00 mL于锥形瓶中,向其中滴加2滴 作指示剂。
(3)读取盛装0.100 0 mol/L NaOH溶液的碱式滴定管的初始读数。如果液面位置如图所示,则此时的读数为 mL。
(4)滴定。当 时,停止滴定,并记录滴定管中NaOH溶液的最终读数。再重复滴定3次。
Ⅱ.实验记录
滴定次数
1
2
3
4
V(样品)/mL
20.00
20.00
20.00
20.00
V(NaOH)(消耗)/mL
15.95
15.00
15.05
14.95
Ⅲ.数据处理与讨论
(5)甲同学在处理数据时计算得:平均消耗的NaOH溶液的体积V=15.95+15.00+15.05+14.954 mL≈15.24 mL。
指出他计算的不合理之处:
。
按正确数据处理,可得c(市售白醋)= mol/L;市售白醋总酸量= g/100 mL。
答案 (1)酸式滴定管(或10 mL移液管) 烧杯 容量瓶
(2)酚酞溶液 (3)0.60 (4)加入最后一滴NaOH溶液后,溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色 (5)第1次滴定误差明显较大,属异常值,应舍去 0.75 4.5
解析 (1)根据量取食用白醋的体积为10.00 mL,可知量取时需用酸式滴定管(或10 mL移液管);稀释溶液应在烧杯中进行,定容时应用容量瓶。(2)CH3COOH与NaOH恰好反应时溶液显碱性,与酚酞变色的pH范围8.2~10.0基本一致,故选用酚酞作指示剂。(3)滴定管“0”刻度在上方,且读数精确到0.01 mL,故图中的液面读数为0.60 mL。(4)达到滴定终点,即溶液由无色恰好变为浅红色,并在半分钟内不褪色时,停止滴定。(5)第1次滴定误差明显较大,属异常值,应舍去;平均消耗的NaOH溶液的体积为15.00+15.05+14.953 mL=15.00 mL,c(市售白醋)=0.100 0mol/L×15.00×10-3L20.00×10-3L×10=0.75 mol/L;1 L市售白醋中含m(CH3COOH)=0.75 mol/L×1 L×60 g/mol=45 g,故市售白醋总酸量为 4.5 g/100 mL。
16.As和P属于同主族元素,它们都能形成多种含氧酸。中国自古就有“信口雌黄”“雄黄入药”之说。雌黄(As2S3)和雄黄(As4S4)早期都曾用作绘画颜料,又都因有抗病毒疗效而用来入药。在一定条件下,雌黄和雄黄的转化关系如图所示。
(1)亚磷酸(H3PO3)是一种精细化工产品。亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3。
①则亚磷酸为 (填“一”“二”或“三”)元酸。
②查阅资料知25 ℃时,亚磷酸(H3PO3)的Ka1=5×10-2,Ka2=2.5×10-7,Na2HPO3可使碘水褪色。25 ℃时,Na2HPO3水解反应的Kh= 。若向Na2HPO3溶液中加入少量的I2,则溶液中c(H3PO3)c(H2PO3-)将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)反应Ⅱ中,若0.5 mol As4S4参加反应,转移14 mol电子,则物质a为 (填化学式)。
(3)反应Ⅲ中的产物亚砷酸(H3AsO3)可以用于治疗白血病,其在溶液中存在多种微粒形态。常温下,用NaOH溶液滴定H3AsO3时,各种微粒的物质的量分数随pH的变化如图所示。
以酚酞为指示剂,将NaOH溶液逐滴加入H3AsO3溶液中,当溶液由无色变为红色时停止滴加。该过程中主要反应的离子方程式为 。
答案 (1)①二(1分) ②4×10-8(2分) 增大(1分)
(2)SO2(2分)
(3)OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O(2分)
解析 (1)①亚磷酸(H3PO3)与足量NaOH溶液反应生成Na2HPO3,说明一个亚磷酸(H3PO3)只能电离出两个氢离子与氢氧化钠反应,故亚磷酸(H3PO3)为二元酸。②Kh=KW/Ka2=4×10-8;加入少量I2,Na2HPO3与I2反应,溶液的碱性变弱,c(H+)增大,Ka1=c(H+)·c(H2PO3-)c(H3PO3)不变,则c(H3PO3)c(H2PO3-)增大。
(2)由题知As4S4与氧气反应生成As2O3和物质a,0.5 mol As4S4参加反应,转移14 mol电子,O2为氧化剂,As4S4为还原剂,As元素转移2 mol电子,则S元素转移12 mol电子,故S从-2价变成+4价,物质a为SO2。
(3)当溶液由无色变为红色时,pH应在8~10之间,根据图像可知H3AsO3转化为H2AsO3-,所以主要反应的离子方程式为OH-+H3AsO3 H2AsO3-+H2O。
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