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高考化学二轮复习专题八电解质溶液含答案
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这是一份高考化学二轮复习专题八电解质溶液含答案，共18页。试卷主要包含了25 ℃时,向20，某研究性学习小组用0，常温下,向100 mL 0，常温下,一元酸HA的Ka=1等内容，欢迎下载使用。
专题八 电解质溶液
A组 基础巩固练
1.(2022广东广州一模)溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是( )
A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
2.(2022河北张家口一模)联氨(N2H4)溶于水后是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。25 ℃时,Kb1(N2H4)=8.5×10-7,Kb2(N2H4)=8.9×10-16。下列说法错误的是( )
A.0.10 mol·L-1的N2H5Cl溶液呈酸性
B.N2H4的第二步电离方程式为N2H5++H2ON2H62++OH-
C.N2H4与稀硫酸中和生成的酸式盐的化学式为N2H5HSO4
D.N2H4的稀溶液中存在c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)
3.(2022江苏南通二模)室温下,通过下列实验来探究NH4HCO3的性质。
实验1:测得0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液的pH=9.68
实验2:向浓度为0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中加入足量NaOH,有刺激性气味气体产生
实验3:浓度均为2.0 mol·L-1 NH4HCO3溶液和NaCl溶液等体积混合,有晶体析出,过滤,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中存在:c(H+)+2c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)+c(NH3·H2O)
B.由实验1可得:Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)
C.实验2中发生反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O
D.实验3中所得滤液中存在:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)
4.(2022广东梅州一模)甲胺(CH3NH2)为一元弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。将10 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L-1盐酸混合。下列叙述不正确是( )
A.混合溶液呈酸性,加水稀释,n(H+)增加
B.甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-
C.混合溶液中:c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1
D.往混合液中滴加少量NaOH溶液,可促进CH3NH3+的水解,水解常数Kh增大
5.(2022福建龙岩一模)K2FeO4溶液中含铁微粒的分布系数与pH的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka1(H2FeO4)的数量级为10-4
B.当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时,溶液一定呈中性
C.向pH=2的这种溶液中加氢氧化钠至pH=10,HFeO4-的分布分数逐渐增大
D.H2FeO4既能与强酸反应又能与强碱反应
6.(2022北京延庆区一模)25 ℃时,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,同时分别测得溶液pH和导电能力的变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.a点对应溶液的pH等于3,说明HA是弱酸
B.b点对应的溶液中:c(A-)
D.根据溶液pH和导电能力的变化可推断:V1
A.a点c(Ag+)为0.1 mol·L-1
B.据图可知卤化银胶粒主要吸附Ag+
C.滴定NaCl溶液的是曲线①
D.该方法不能用于溶液中卤素离子浓度的测定
8.(双选)常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1的MOH溶液,如图所示曲线表示混合溶液的pH变化情况,忽略溶液体积的变化。下列说法正确的是( )
A.HA为一元弱酸,MOH为一元强碱
B.滴入MOH溶液的体积为50 mL时,c(M+)
D.K点时,c(MOH)+c(M+)=0.02 mol·L-1
9.(2022全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[c(A-)c总(HA)]为1101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
10.常温下,向一定浓度的Na2X溶液中逐滴加入盐酸,粒子浓度与混合溶液pH变化的关系如图所示。已知:H2X是二元弱酸,Y表示c(X2-)c(HX-)或c(HX-)c(H2X),pY=-lg Y。下列叙述错误的是( )
A.NaHX溶液中c(H2X)
C.曲线n表示pc(HX-)c(H2X)与pH的变化关系
D.当pH=7时,混合溶液中c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-)+c(Cl-)
11.用氧化还原滴定法可以测定市售双氧水中过氧化氢的浓度(单位g·L-1),实验过程包括标准溶液的准备和滴定待测溶液:
Ⅰ.准备标准溶液
a.配制100 mL KMnO4溶液备用;
b.准确称取Na2C2O4基准物质3.35 g(0.025 mol),配制成250 mL标准溶液。取出25.00 mL于锥形瓶中,加入适量3 mol·L-1硫酸酸化后,用待标定的KMnO4溶液滴定至终点,记录数据,计算KMnO4溶液的浓度。
Ⅱ.滴定主要步骤
a.取待测双氧水10.00 mL于锥形瓶中;
b.锥形瓶中加入30.00 mL蒸馏水和30.00 mL 3 mol·L-1硫酸,然后用已标定的KMnO4溶液(0.100 0 mol·L-1)滴定至终点;
e.重复上述操作两次,三次测定的数据如下表:
组别
1
2
3
消耗标准溶液体积/mL
25.24
25.02
24.98
d.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的Na2C2O4配制成250 mL标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(2)标定KMnO4溶液时,能否用稀硝酸调节溶液酸度 (填“能”或“不能”),简述理由 。写出标定过程中发生反应的化学方程式: 。
(3)滴定待测双氧水时,标准溶液应装入 滴定管,装入标准溶液的前一步应进行的操作是 。
(4)滴定双氧水至终点的现象是 。
(5)计算此双氧水的浓度为 g·L-1。
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则最后测定出的双氧水的浓度会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
B组 能力提升练
1.(2022浙江湖州二模)苯甲酸钠
(,简写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=6.3×10-5;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。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。(温度为25 ℃;不考虑饮料中其他成分作用),下列说法正确的是( )
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)
2.(2022东北师大附中二模)酒石酸是葡萄酒中主要的有机酸之一,它的结构式为
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH(简写为H2R)。已知:25℃时,H2R和H2CO3的电离平衡常数如下,下列说法正确的是( )
化学式
H2R
H2CO3
电离平
衡常数
Ka1=9.1×10-4
Ka2=4.3×10-5
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.NaHR溶液呈酸性,且溶液中c(Na+)>c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
B.在Na2R溶液中通入足量CO2生成的盐是NaHR和NaHCO3
C.1 mol H2R分别与足量的NaOH、Na2CO3、Na反应消耗三者的物质的量之比为1∶1∶1
D.25 ℃时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,反应的离子方程式为R2-+HCO3-HR-+CO32-
3.(2022湖南长沙一模)处理工业废水中Cr2O72-和Cr2O42-的工艺流程如下:
CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓
已知:(1)Cr2O42-呈黄色,Cr2O72-呈橙色
(2)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32。
下列说法错误的是( )
A.第①步存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
B.常温下,pH>5时Cr3+沉淀完全
C.第②步能说明氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.稀释K2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小
4.(2022浙江金华十校联考)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:H2AH++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-)
5.(双选)(2022湖南娄底二模)25 ℃时,用HCl气体或NaOH固体调节0.01 mol·L-1二元酸(以H2A表示)溶液的pH(忽略溶液体积的变化),溶液中H2A、HA-、A2-、H+、OH-浓度的对数值(lg c)变化如下图所示:
下列说法错误的是( )
A.25 ℃时,H2A的Ka1的数量级为10-3
B.pH=1.2时,调节溶液pH用的是HCl气体
C.pH=7时,溶液中:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)
D.pH=8时,溶液中:c(A2-)>c(HA-)>c(H2A)
6.(2022辽宁东北育才学校六模)电位滴定是利用溶液电位突变指示终点的滴定法。常温下,用c mol·L-1 HCl标准溶液测定V mL某生活用品中Na2CO3的含量(假设其他物质均不反应,且不含碳、钠元素),得到滴定过程中溶液电位与V(HCl溶液)的关系如图所示。已知:两个滴定终点时消耗HCl溶液的体积差可计算出Na2CO3的量。
下列说法正确的是( )
A.a至c点对应溶液中c(CO32-)c(HCO3-)逐渐增大
B.水的电离程度:a>b>d>c
C.a溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
D.V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g
7.(2022广东佛山二模)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 mol·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 mol·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 mol·L-1的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C.c点的溶液中:c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)
D.a、d两点水的电离程度:a>d
8.(2022辽宁本溪二模)向10 mL 1 mol·L-1的HCOOH溶液中不断滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,并一直保持常温,所加碱的体积与-lg c水(H+)的关系如图所示。c水(H+)为溶液中水电离出的c(H+)。下列说法不正确的是( )
A.从a点到b点,水的电离程度先增大后减小
B.b点溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
C.滴加NaOH溶液的过程中,混合溶液的导电性逐渐增强
D.常温下,Ka(HCOOH)的数量级为10-5
9.(双选)HX是一元弱酸,微溶盐MX2的饱和溶液中c(M2+)随c(H+)而变化,M2+不发生水解。25 ℃时,实验测得pM与δ(X-)的关系如图所示,其中A点对应的pH=5.0。[已知lg 2≈0.3,lg 5≈0.7,pM=-lg c(M2+),δ(X-)=c(X-)c(X-)+c(HX)]。下列说法正确的是( )
A.A点对应溶液中存在2c(M2+)=3c(HX)
B.B点对应溶液的pH约为5.6
C.25 ℃时,Ksp(MX2)的数量级为10-9
D.25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-5
10.(2022湖南怀化二模)叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO22HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式: 。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应的化学方程式为t-BuNO2+NaOH+N2H4NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是 ;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是 ;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因: 。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN34NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+)。计算叠氮化钠的质量分数为 (保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是 (填字母)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
参考答案
专题八 电解质溶液
A组 基础巩固练
1.B 解析 由于HBb为弱酸,0.01 mol·L-1 HBb溶液中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,故溶液的pH>2,A错误;升温促进电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液含有Bb-为蓝色,C错误;0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,存在物料守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误。
2.C 解析 N2H5+的水解常数为1×10-148.5×10-7≈1.2×10-8>Kb2(N2H4)=8.9×10-16,水解程度大于电离程度,故N2H5Cl溶液显酸性,A项正确;联氨在水中的电离方式与氨相似,则第二步电离方程式为N2H5++H2ON2H62++OH-,B项正确;N2H4与稀硫酸中和生成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2,C项错误;由电荷守恒式可知,N2H4的稀溶液中存在c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+),D项正确。
3.B 解析 0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中,据质子守恒可得c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)+c(NH3·H2O),A错误;由实验1可知,0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液显碱性,可知NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度,则Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),B正确;实验2中的NaOH是足量的,发生反应:NH4++HCO3-+2OH-NH3↑+2H2O+CO32-,C错误;实验3中析出的晶体是溶解度较小的NaHCO3晶体,则滤液中NH4Cl的量要大于NaHCO3,则根据元素质量守恒可得:c(NH4+)+c(NH3·H2O)>c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),D错误。
4.D 解析 10 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L-1盐酸混合正好生成盐酸盐CH3NH3Cl,越稀释越水解,CH3NH3Cl水解程度增大,n(H+)增加,A正确;甲胺(CH3NH2)的电离类似氨的电离,甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-,B正确;混合溶液中CH3NH3Cl的浓度为0.05 mol·L-1,CH3NH3+水解,故c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1,C正确;水解常数Kh只与温度有关,温度不变水解常数Kh不变,D错误。
5.C 解析 根据题图可知pH=3.5时c(H2FeO4)=c(HFeO4-),则有Ka1(H2FeO4)=c(HFeO4-)·c(H+)c(H2FeO4)=10-3.5,其数量级为10-4,A正确;溶液中存在电荷守恒c(H3FeO4+)+c(K+)+c(H+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)+c(OH-),当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时,溶液中c(H+)=c(OH-),一定呈中性,B正确;向pH=2的溶液中加NaOH至pH=10,HFeO4-的分布分数先增大后减小,C错误;H2FeO4结合H+转化为H3FeO4+,结合OH-转化为HFeO4-、FeO42-,既能与强酸反应又能与强碱反应,D正确。
6.B 解析 0.10 mol·L-1 HA溶液的pH=3,说明HA未完全电离,则HA是弱酸,A正确;b点加入10 mL NaOH溶液,溶质为等浓度的HA和NaA的混合液,此溶液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,则有c(HA)
8.BC 解析 0.01 mol·L-1 HA溶液中pH=2,则HA是强酸,与50 mL碱溶液恰好反应后,溶液呈酸性,说明碱为弱碱,A错误;MOH是弱碱,滴入MOH溶液的体积为50 mL时,溶液呈酸性,由电荷守恒可知溶液中c(A-)>c(M+),B正确;N点溶液呈中性,水电离的c(H+)=10-7 mol·L-1,K点溶液呈碱性,MOH电离出的OH-抑制了水电离,水电离的c(H+)<10-7 mol·L-1,则N点水的电离程度大于K点水的电离程度,C正确;K点时混合溶液的体积是200 mL,加入的MOH的物质的量为0.002 mol,则有c(MOH)+c(M+)=0.01 mol·L-1,D错误。
9.B 解析 本题考查物质在水溶液中的行为,主要涉及弱电解质的电离、溶液电荷守恒、电离度的计算和应用等。由溶液Ⅰ pH=7.0可知,c(H+)=c(OH-),故c(H+)与[c(OH-)+c(A-)]不相等,由于溶液电荷守恒,一定存在与A-对应的阳离子,A项错误。平衡时c(A-)c总(HA)=c(A-)c(A-)+c(HA)=11+c(HA)c(A-)=11+c(H+)Ka=11+0.10.001=1101,B项正确。由题意可知,HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中c(HA)相等,C项错误。因为溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中c(HA)相等,由Ka=c(A-)·c(H+)c(HA)可知,c(A-)Ⅰ·c(H+)Ⅰ=c(A-)Ⅱ·c(H+)Ⅱ,溶液Ⅰ和溶液Ⅱ的pH分别为7.0和1.0,因此c(A-)Ⅰ∶c(A-)Ⅱ=106;溶液Ⅰ中由Ka=c(H+)Ⅰ·c(A-)Ⅰc(HA)Ⅰ可知,c(A-)Ⅰc总(HA)Ⅰ=Kac(H+)Ⅰ+Ka=10-310-7+10-3≈1
即c总(HA)Ⅰ≈c(A-)Ⅰ;
同理,Ⅱ中c(A-)Ⅱc总(HA)Ⅱ=1101,即c总(HA)Ⅱ=101c(A-)Ⅱ
所以c总(HA)Ⅰc总(HA)Ⅱ=c(A-)Ⅰ101c(A-)Ⅱ≈104,D项错误。
10.A 解析 H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)=c(HX-)·c(H+)c(H2X)>Ka2(H2X)=c(X2-)·c(H+)c(HX-),则pH相同时c(HX-)c(H2X)>c(X2-)c(HX-),则有pc(HX-)c(H2X)Ka2(H2X),故HX-的水解程度大于其电离程度,即c(H2X)>c(X2-),A错误;Ka1(H2X)=10-6.4,其数量级为10-7,B正确。曲线n表示pH与pc(HX-)c(H2X)的变化关系,C正确。pH=7时溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒关系:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)+c(Cl-),即c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-)+c(Cl-),D正确。
11.答案 (1)250 mL容量瓶、胶头滴管
(2)不能 稀硝酸有氧化性,会影响KMnO4溶液浓度的标定 2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(3)酸式 用标准溶液润洗滴定管
(4)滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中的液体变为浅紫色,且半分钟不变色
(5)21.25 (6)偏高
解析 (2)稀硝酸具有氧化性,也会氧化草酸钠,会影响KMnO4溶液浓度的标定,因此不能用稀硝酸调节溶液酸度;标定过程中KMnO4氧化Na2C2O4,发生反应的化学方程式为2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O;
(3)滴定待测双氧水时,标准溶液为已标定的KMnO4溶液,具有强氧化性,应装入酸式滴定管中,装入标准溶液前需要用标准溶液润洗滴定管;
(5)由数据分析可知,三次滴定消耗KMnO4溶液的体积第1组与2、3组差距较大,要舍去,则消耗KMnO4溶液的平均体积为25.00 mL,根据得失电子守恒可得关系式:2KMnO4~5H2O2,则此双氧水的浓度为52×25.00×10-3L×0.100 0 mol·L-110.00×10-3L=0.625 mol·L-1=21.25 g·L-1;
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则标定出的KMnO4溶液实际浓度偏低,消耗的KMnO4溶液体积偏大,导致最后测定出的双氧水的浓度会偏高。
B组 能力提升练
1.C 解析 NaA溶液中存在平衡:A-+H2OHA+OH-,充入二氧化碳后,苯甲酸(HA)的浓度增大,抑菌能力较高,A错误;提高二氧化碳充气压力,溶液的酸性增强,溶液中的c(A-)减小,B错误;HA的电离平衡常数Ka=c(A-)·c(H+)c(HA),则有c(HA)c(A-)=c(H+)Ka=10-56.3×10-5≈0.16,C正确;根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(A-),根据元素质量守恒得c(Na+)=c(A-)+c(HA),两式联立,消去c(Na+)得c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)-c(HA),D错误。
2.C 解析 由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Kh(HR-),则NaHR在溶液中以电离为主,溶液呈酸性,则溶液中c(Na+)>c(HR-)>c(R2-)>c(H2R),A错误;由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Ka1(H2CO3),在Na2R溶液中通入足量CO2气体,不能发生反应,B错误;1 mol H2R分别与足量的NaOH、Na2CO3、Na反应,都生成Na2R,且Na2CO3转化为NaHCO3,消耗NaOH、Na2CO3、Na都为2 mol,则消耗三者的物质的量之比为1∶1∶1,C正确;25 ℃时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Ka2(H2CO3),不能发生反应,D错误。
3.D 解析 第①步存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,A正确;一般离子浓度小于1×10-5 mol·L-1视为完全沉淀,则c(Cr3+)<1×10-5 mol·L-1,Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,则c(OH-)>10-9 mol·L-1,常温下,KW=10-14,则c(H+)<10-5 mol·L-1,则pH>5,B正确;第二步发生氧化还原反应,Fe2+将Cr2O72-还原成Cr3+,自身生成铁离子,则Cr2O72-的氧化性比Fe3+强,C正确;稀释溶液,温度不变,则KW=c(H+)·c(OH-)为定值,则c(H+)与c(OH-)不可能同时减小,D错误。
4.B 解析 该二元酸H2A的第一步电离完全,第二步部分电离,可以把20 mL 0.1 mol·L-1二元酸H2A看作20 mL 0.1 mol·L-1一元弱酸HA-和0.1 mol·L-1 H+的混合溶液,注意该溶液中不存在H2A微粒。0.1 mol·L-1 H2A溶液存在电荷守恒,其关系为c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),因而c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol·L-1,A正确;若NaOH用去10 mL,反应得到NaHA溶液,由于HA-H++A2-,溶液显酸性,因而滴加至中性时,需要加入超过10 mL的NaOH溶液,B错误;当用去NaOH溶液体积10 mL时,得到NaHA溶液,溶液的pH<7,存在质子守恒,其关系为c(A2-)=c(H+)-c(OH-),C正确;当用去NaOH溶液体积20 mL时,得到Na2A溶液,根据元素质量守恒有:c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),D正确。
5.AC 解析 由题图可知,pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),根据H2AH++HA-,Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A)=10-1.2,则Ka1的数量级为10-2,A错误。H2A溶液存在电离平衡H2AH++HA-、HA-H++A2-,且以第一步电离为主,在H2A溶液中,c(H+)与c(HA-)近似相等,由题图可知,pH=1.2时,c(H+)>c(HA-)>c(A2-),应是溶液中通入了HCl,所以调节溶液pH用的是HCl气体,B正确。pH=7时,溶液呈中性,调节溶液pH用的是NaOH固体,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),则有c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),C错误;由题图可知,pH=8时,溶液中:c(A2-)>c(HA-)>c(H2A),D正确。
6.D 解析 根据Ka2=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-),推出c(CO32-)c(HCO3-)=Ka2c(H+),温度不变,Ka2不变,但随着HCl溶液的加入,c(H+)逐渐增大,则c(CO32-)c(HCO3-)逐渐减小,A错误;未加HCl溶液前,溶液中溶质主要为Na2CO3,对水的电离起促进作用,随着HCl溶液的加入,溶质逐步转化为NaHCO3、NaCl,水的电离程度应逐步减小,故水的电离程度:a>b>c>d,B错误;即使不考虑生活用品中其他杂质,a点溶液对应的电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-)+c(OH-),C错误;V1→V2表示发生反应NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,根据碳元素守恒,有n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=c(V2-V1)×10-3 mol,即V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g,D正确。
7.D 解析 碳酸钠溶液中滴加盐酸时先发生反应CO32-+H+HCO3-+H2O,然后发生HCO3-+H+CO2↑+H2O,碳酸氢钠溶液中滴加盐酸时发生HCO3-+H+CO2↑+H2O,滴加25 mL盐酸时,碳酸钠溶液中几乎不产生二氧化碳,压强几乎不变,而碳酸氢钠恰好完全反应,压强达到最大,所以X曲线代表NaHCO3溶液的滴定曲线,Y曲线代表Na2CO3溶液的滴定曲线,A错误;b点溶液溶质为NaCl,c点溶液溶质为NaHCO3,所以c点溶液的pH更大,B错误;c点溶液溶质主要为NaHCO3,溶液显碱性,HCO3-的水解程度大于电离程度,而水解和弱电解质的电离都是微弱的,则有c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-),C错误;d点盐酸和碳酸钠恰好完全反应,溶质为NaCl,还有少量溶解的二氧化碳,而a点溶质为碳酸钠和碳酸氢钠,HCO3-、CO32-的水解都会促进水的电离,故a点水的电离程度更大,D正确。
8.D 解析 a点为HCOOH和HCOONa的混合溶液,酸电离对水电离的抑制作用与盐水解对水电离的促进作用相抵消,水的电离程度与纯水相同。最高点为HCOONa溶液,水的电离程度最大,b点为NaOH和HCOONa的混合溶液,水的电离程度与纯水相同,但pH>7,A正确;b点为NaOH和HCOONa的混合溶液,虽然水的电离程度与纯水相同,但pH>7,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+),B正确;NaOH溶液加入的过程中,溶液由1 mol·L-1的HCOOH(弱电解质)溶液到0.5 mol·L-1的HCOONa(强电解质)溶液,最后无限接近1 mol·L-1的NaOH(强电解质)溶液,整个过程导电性一直增强,C正确;该过程中,起始点为1 mol·L-1的HCOOH溶液,c水(H+)=1×10-12 mol·L-1,则HCOOH电离产生的c(H+)=1×10-2 mol·L-1,故Ka≈10-4,其数量级应为10-4,D错误。
9.BC 解析 依题意MX2(s)M2+(aq)+2X-(aq),根据元素质量守恒,A点对应溶液中有:c(X-)+c(HX)=2c(M2+),又c(X-)c(X-)+c(HX)=0.2,即c(X-)=14c(HX),则2c(M2+)=54c(HX),A错误;A点对应溶液中有:c(M2+)=10-2.53 mol·L-1,c(X-)+c(HX)=2c(M2+),c(X-)c(X-)+c(HX)=0.2,则c(X-)=0.4×10-2.53 mol·L-1,故25 ℃时,Ksp(MX2)=c(M2+)·c2(X-)=10-2.53×(0.4×10-2.53)2=1.6×10-8.59,数量级为10-9,C正确;A点对应的pH=5.0,c(X-)=14c(HX),则HX的电离常数Ka=c(H+)·c(X-)c(HX)=10-5×14c(HX)c(HX)=2.5×10-6,D错误;B点对应溶液中c(X-)c(X-)+c(HX)=0.5,即c(X-)=c(HX),又由D项知,25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-6,则B点对应溶液中c(H+)=Ka,pH=-lg c(H+)=-lg(2.5×10-6),则pH约为5.6,B正确。
10.答案 (1)t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O
(2)①恒压滴液漏斗(或滴液漏斗) ②水浴加热 ③降低叠氮化钠的溶解度,防止产物损失
(3)65% AC
解析 (3)Ce4+的物质的量为0.10 mol·L-1×0.04 L=0.004 mol,分别与Fe2+和N3-反应。其中与Fe2+按1∶1反应消耗Ce4+的物质的量为0.10 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则与N3-反应的Ce4+的物质的量为0.002 mol,即10.00 mL所取溶液中有0.002 mol N3-。则原2.0 g叠氮化钠试样,配成的100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3,所以样品的质量分数为65%。
A项,使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶,使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大;B项,六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大,导致叠氮化钠溶液浓度偏小;C项,滴定前无气泡,终点时出现气泡,硫酸亚铁铵标准液读数体积减小,导致叠氮化钠溶液浓度偏大;D项,滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内,无影响。
专题八 电解质溶液
A组 基础巩固练
1.(2022广东广州一模)溴甲基蓝(用HBb表示)指示剂是一元弱酸,HBb为黄色,Bb-为蓝色。下列叙述正确的是( )
A.0.01 mol·L-1 HBb溶液的pH=2
B.HBb溶液的pH随温度升高而减小
C.向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液显黄色
D.0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,c(H+)+c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb)
2.(2022河北张家口一模)联氨(N2H4)溶于水后是一种二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似。25 ℃时,Kb1(N2H4)=8.5×10-7,Kb2(N2H4)=8.9×10-16。下列说法错误的是( )
A.0.10 mol·L-1的N2H5Cl溶液呈酸性
B.N2H4的第二步电离方程式为N2H5++H2ON2H62++OH-
C.N2H4与稀硫酸中和生成的酸式盐的化学式为N2H5HSO4
D.N2H4的稀溶液中存在c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+)
3.(2022江苏南通二模)室温下,通过下列实验来探究NH4HCO3的性质。
实验1:测得0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液的pH=9.68
实验2:向浓度为0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中加入足量NaOH,有刺激性气味气体产生
实验3:浓度均为2.0 mol·L-1 NH4HCO3溶液和NaCl溶液等体积混合,有晶体析出,过滤,下列说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中存在:c(H+)+2c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)+c(NH3·H2O)
B.由实验1可得:Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3)
C.实验2中发生反应的离子方程式为NH4++OH-NH3↑+H2O
D.实验3中所得滤液中存在:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)
4.(2022广东梅州一模)甲胺(CH3NH2)为一元弱碱,可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。将10 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L-1盐酸混合。下列叙述不正确是( )
A.混合溶液呈酸性,加水稀释,n(H+)增加
B.甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-
C.混合溶液中:c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1
D.往混合液中滴加少量NaOH溶液,可促进CH3NH3+的水解,水解常数Kh增大
5.(2022福建龙岩一模)K2FeO4溶液中含铁微粒的分布系数与pH的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ka1(H2FeO4)的数量级为10-4
B.当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时,溶液一定呈中性
C.向pH=2的这种溶液中加氢氧化钠至pH=10,HFeO4-的分布分数逐渐增大
D.H2FeO4既能与强酸反应又能与强碱反应
6.(2022北京延庆区一模)25 ℃时,向20.00 mL 0.10 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.10 mol·L-1 NaOH溶液,同时分别测得溶液pH和导电能力的变化如图所示,下列说法不正确的是( )
A.a点对应溶液的pH等于3,说明HA是弱酸
B.b点对应的溶液中:c(A-)
D.根据溶液pH和导电能力的变化可推断:V1
A.a点c(Ag+)为0.1 mol·L-1
B.据图可知卤化银胶粒主要吸附Ag+
C.滴定NaCl溶液的是曲线①
D.该方法不能用于溶液中卤素离子浓度的测定
8.(双选)常温下,向100 mL 0.01 mol·L-1 HA溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1的MOH溶液,如图所示曲线表示混合溶液的pH变化情况,忽略溶液体积的变化。下列说法正确的是( )
A.HA为一元弱酸,MOH为一元强碱
B.滴入MOH溶液的体积为50 mL时,c(M+)
D.K点时,c(MOH)+c(M+)=0.02 mol·L-1
9.(2022全国乙卷,13)常温下,一元酸HA的Ka(HA)=1.0×10-3。在某体系中,H+与A-离子不能穿过隔膜,未电离的HA可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中c总(HA)=c(HA)+c(A-),当达到平衡时,下列叙述正确的是( )
A.溶液Ⅰ中c(H+)=c(OH-)+c(A-)
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度[c(A-)c总(HA)]为1101
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c(HA)不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的c总(HA)之比为10-4
10.常温下,向一定浓度的Na2X溶液中逐滴加入盐酸,粒子浓度与混合溶液pH变化的关系如图所示。已知:H2X是二元弱酸,Y表示c(X2-)c(HX-)或c(HX-)c(H2X),pY=-lg Y。下列叙述错误的是( )
A.NaHX溶液中c(H2X)
C.曲线n表示pc(HX-)c(H2X)与pH的变化关系
D.当pH=7时,混合溶液中c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-)+c(Cl-)
11.用氧化还原滴定法可以测定市售双氧水中过氧化氢的浓度(单位g·L-1),实验过程包括标准溶液的准备和滴定待测溶液:
Ⅰ.准备标准溶液
a.配制100 mL KMnO4溶液备用;
b.准确称取Na2C2O4基准物质3.35 g(0.025 mol),配制成250 mL标准溶液。取出25.00 mL于锥形瓶中,加入适量3 mol·L-1硫酸酸化后,用待标定的KMnO4溶液滴定至终点,记录数据,计算KMnO4溶液的浓度。
Ⅱ.滴定主要步骤
a.取待测双氧水10.00 mL于锥形瓶中;
b.锥形瓶中加入30.00 mL蒸馏水和30.00 mL 3 mol·L-1硫酸,然后用已标定的KMnO4溶液(0.100 0 mol·L-1)滴定至终点;
e.重复上述操作两次,三次测定的数据如下表:
组别
1
2
3
消耗标准溶液体积/mL
25.24
25.02
24.98
d.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的Na2C2O4配制成250 mL标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有 。
(2)标定KMnO4溶液时,能否用稀硝酸调节溶液酸度 (填“能”或“不能”),简述理由 。写出标定过程中发生反应的化学方程式: 。
(3)滴定待测双氧水时,标准溶液应装入 滴定管,装入标准溶液的前一步应进行的操作是 。
(4)滴定双氧水至终点的现象是 。
(5)计算此双氧水的浓度为 g·L-1。
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则最后测定出的双氧水的浓度会 (填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
B组 能力提升练
1.(2022浙江湖州二模)苯甲酸钠
(,简写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=6.3×10-5;H2CO3的Ka1=4.2×10-7,Ka2=5.6×10-11。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。(温度为25 ℃;不考虑饮料中其他成分作用),下列说法正确的是( )
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)
2.(2022东北师大附中二模)酒石酸是葡萄酒中主要的有机酸之一,它的结构式为
HOOCCH(OH)CH(OH)COOH(简写为H2R)。已知:25℃时,H2R和H2CO3的电离平衡常数如下,下列说法正确的是( )
化学式
H2R
H2CO3
电离平
衡常数
Ka1=9.1×10-4
Ka2=4.3×10-5
Ka1=4.2×10-7
Ka2=5.6×10-11
A.NaHR溶液呈酸性,且溶液中c(Na+)>c(HR-)>c(H2R)>c(R2-)
B.在Na2R溶液中通入足量CO2生成的盐是NaHR和NaHCO3
C.1 mol H2R分别与足量的NaOH、Na2CO3、Na反应消耗三者的物质的量之比为1∶1∶1
D.25 ℃时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,反应的离子方程式为R2-+HCO3-HR-+CO32-
3.(2022湖南长沙一模)处理工业废水中Cr2O72-和Cr2O42-的工艺流程如下:
CrO42-Cr2O72-Cr3+Cr(OH)3↓
已知:(1)Cr2O42-呈黄色,Cr2O72-呈橙色
(2)常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32。
下列说法错误的是( )
A.第①步存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O
B.常温下,pH>5时Cr3+沉淀完全
C.第②步能说明氧化性:Cr2O72->Fe3+
D.稀释K2Cr2O7溶液时,溶液中各离子浓度均减小
4.(2022浙江金华十校联考)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:H2AH++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-)
5.(双选)(2022湖南娄底二模)25 ℃时,用HCl气体或NaOH固体调节0.01 mol·L-1二元酸(以H2A表示)溶液的pH(忽略溶液体积的变化),溶液中H2A、HA-、A2-、H+、OH-浓度的对数值(lg c)变化如下图所示:
下列说法错误的是( )
A.25 ℃时,H2A的Ka1的数量级为10-3
B.pH=1.2时,调节溶液pH用的是HCl气体
C.pH=7时,溶液中:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)
D.pH=8时,溶液中:c(A2-)>c(HA-)>c(H2A)
6.(2022辽宁东北育才学校六模)电位滴定是利用溶液电位突变指示终点的滴定法。常温下,用c mol·L-1 HCl标准溶液测定V mL某生活用品中Na2CO3的含量(假设其他物质均不反应,且不含碳、钠元素),得到滴定过程中溶液电位与V(HCl溶液)的关系如图所示。已知:两个滴定终点时消耗HCl溶液的体积差可计算出Na2CO3的量。
下列说法正确的是( )
A.a至c点对应溶液中c(CO32-)c(HCO3-)逐渐增大
B.水的电离程度:a>b>d>c
C.a溶液中存在:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
D.V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g
7.(2022广东佛山二模)常温下,用如图1所示装置,分别向25 mL 0.3 mol·L-1 Na2CO3溶液和25 mL 0.3 mol·L-1 NaHCO3溶液中逐滴滴加0.3 mol·L-1的稀盐酸,用压强传感器测得压强随盐酸体积的变化曲线如图2所示。下列说法正确的是( )
A.X曲线为Na2CO3溶液的滴定曲线
B.b点溶液的pH大于c点溶液的pH
C.c点的溶液中:c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)
D.a、d两点水的电离程度:a>d
8.(2022辽宁本溪二模)向10 mL 1 mol·L-1的HCOOH溶液中不断滴加1 mol·L-1的NaOH溶液,并一直保持常温,所加碱的体积与-lg c水(H+)的关系如图所示。c水(H+)为溶液中水电离出的c(H+)。下列说法不正确的是( )
A.从a点到b点,水的电离程度先增大后减小
B.b点溶液中离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
C.滴加NaOH溶液的过程中,混合溶液的导电性逐渐增强
D.常温下,Ka(HCOOH)的数量级为10-5
9.(双选)HX是一元弱酸,微溶盐MX2的饱和溶液中c(M2+)随c(H+)而变化,M2+不发生水解。25 ℃时,实验测得pM与δ(X-)的关系如图所示,其中A点对应的pH=5.0。[已知lg 2≈0.3,lg 5≈0.7,pM=-lg c(M2+),δ(X-)=c(X-)c(X-)+c(HX)]。下列说法正确的是( )
A.A点对应溶液中存在2c(M2+)=3c(HX)
B.B点对应溶液的pH约为5.6
C.25 ℃时,Ksp(MX2)的数量级为10-9
D.25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-5
10.(2022湖南怀化二模)叠氮化钠(NaN3)是一种白色剧毒晶体,是汽车安全气囊的主要成分。NaN3易溶于水,微溶于乙醇,水溶液呈弱碱性,能与酸发生反应产生具有爆炸性的有毒气体叠氮化氢。实验室可利用亚硝酸叔丁酯(t-BuNO2,以t-Bu表示叔丁基)与N2H4、氢氧化钠溶液混合反应制备叠氮化钠。
(1)制备亚硝酸叔丁酯
取一定NaNO2溶液与50%硫酸混合,发生反应H2SO4+2NaNO22HNO2+Na2SO4。可利用亚硝酸与叔丁醇(t-BuOH)在40 ℃左右制备亚硝酸叔丁酯,试写出该反应的化学方程式: 。
(2)制备叠氮化钠(NaN3)
按如图所示组装仪器(加热装置略)进行反应,反应的化学方程式为t-BuNO2+NaOH+N2H4NaN3+2H2O+t-BuOH。
①装置a的名称是 ;
②该反应需控制温度在65 ℃,采用的实验措施是 ;
③反应后溶液在0 ℃下冷却至有大量晶体析出后过滤,所得晶体使用无水乙醇洗涤。试解释低温下过滤和使用无水乙醇洗涤晶体的原因: 。
(3)产率计算
①称取2.0 g叠氮化钠试样,配成100 mL溶液,并量取10.00 mL溶液于锥形瓶中。
②用滴定管加入0.10 mol·L-1六硝酸铈铵[(NH4)2Ce(NO3)6]溶液40.00 mL[发生的反应为2(NH4)2Ce(NO3)6+2NaN34NH4NO3+2Ce(NO3)3+2NaNO3+3N2↑](假设杂质均不参与反应)。
③充分反应后将溶液稀释并酸化,滴入2滴邻菲罗啉指示液,并用0.10 mol·L-1硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]为标准液,滴定过量的Ce4+,终点时消耗标准溶液20.00 mL(滴定原理:Ce4++Fe2+Ce3++Fe3+)。计算叠氮化钠的质量分数为 (保留2位有效数字)。若其他操作及读数均正确,滴定到终点后,下列操作会导致所测定样品中叠氮化钠质量分数偏大的是 (填字母)。
A.锥形瓶使用叠氮化钠溶液润洗
B.滴加六硝酸铈铵溶液时,滴加前仰视读数,滴加后俯视读数
C.滴加硫酸亚铁铵标准溶液时,开始时尖嘴处无气泡,结束时出现气泡
D.滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内
参考答案
专题八 电解质溶液
A组 基础巩固练
1.B 解析 由于HBb为弱酸,0.01 mol·L-1 HBb溶液中氢离子浓度小于0.01 mol·L-1,故溶液的pH>2,A错误;升温促进电离,HBb溶液的pH随温度升高而减小,B正确;向NaOH溶液中滴加HBb指示剂,溶液含有Bb-为蓝色,C错误;0.01 mol·L-1 NaBb溶液中,存在物料守恒c(Na+)=c(Bb-)+c(HBb),D错误。
2.C 解析 N2H5+的水解常数为1×10-148.5×10-7≈1.2×10-8>Kb2(N2H4)=8.9×10-16,水解程度大于电离程度,故N2H5Cl溶液显酸性,A项正确;联氨在水中的电离方式与氨相似,则第二步电离方程式为N2H5++H2ON2H62++OH-,B项正确;N2H4与稀硫酸中和生成的酸式盐的化学式为N2H6(HSO4)2,C项错误;由电荷守恒式可知,N2H4的稀溶液中存在c(OH-)=c(N2H5+)+2c(N2H62+)+c(H+),D项正确。
3.B 解析 0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液中,据质子守恒可得c(H+)+c(H2CO3)=c(CO32-)+c(OH-)+c(NH3·H2O),A错误;由实验1可知,0.1 mol·L-1 NH4HCO3溶液显碱性,可知NH4+的水解程度小于HCO3-的水解程度,则Kb(NH3·H2O)>Ka1(H2CO3),B正确;实验2中的NaOH是足量的,发生反应:NH4++HCO3-+2OH-NH3↑+2H2O+CO32-,C错误;实验3中析出的晶体是溶解度较小的NaHCO3晶体,则滤液中NH4Cl的量要大于NaHCO3,则根据元素质量守恒可得:c(NH4+)+c(NH3·H2O)>c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-),D错误。
4.D 解析 10 mL 0.1 mol·L-1 CH3NH2溶液与10 mL 0.1 mol·L-1盐酸混合正好生成盐酸盐CH3NH3Cl,越稀释越水解,CH3NH3Cl水解程度增大,n(H+)增加,A正确;甲胺(CH3NH2)的电离类似氨的电离,甲胺在水中的电离方程式为CH3NH2+H2OCH3NH3++OH-,B正确;混合溶液中CH3NH3Cl的浓度为0.05 mol·L-1,CH3NH3+水解,故c(CH3NH3+)+c(Cl-)<0.1 mol·L-1,C正确;水解常数Kh只与温度有关,温度不变水解常数Kh不变,D错误。
5.C 解析 根据题图可知pH=3.5时c(H2FeO4)=c(HFeO4-),则有Ka1(H2FeO4)=c(HFeO4-)·c(H+)c(H2FeO4)=10-3.5,其数量级为10-4,A正确;溶液中存在电荷守恒c(H3FeO4+)+c(K+)+c(H+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)+c(OH-),当c(H3FeO4+)+c(K+)=c(HFeO4-)+2c(FeO42-)时,溶液中c(H+)=c(OH-),一定呈中性,B正确;向pH=2的溶液中加NaOH至pH=10,HFeO4-的分布分数先增大后减小,C错误;H2FeO4结合H+转化为H3FeO4+,结合OH-转化为HFeO4-、FeO42-,既能与强酸反应又能与强碱反应,D正确。
6.B 解析 0.10 mol·L-1 HA溶液的pH=3,说明HA未完全电离,则HA是弱酸,A正确;b点加入10 mL NaOH溶液,溶质为等浓度的HA和NaA的混合液,此溶液pH<7,说明HA的电离程度大于A-的水解程度,则有c(HA)
8.BC 解析 0.01 mol·L-1 HA溶液中pH=2,则HA是强酸,与50 mL碱溶液恰好反应后,溶液呈酸性,说明碱为弱碱,A错误;MOH是弱碱,滴入MOH溶液的体积为50 mL时,溶液呈酸性,由电荷守恒可知溶液中c(A-)>c(M+),B正确;N点溶液呈中性,水电离的c(H+)=10-7 mol·L-1,K点溶液呈碱性,MOH电离出的OH-抑制了水电离,水电离的c(H+)<10-7 mol·L-1,则N点水的电离程度大于K点水的电离程度,C正确;K点时混合溶液的体积是200 mL,加入的MOH的物质的量为0.002 mol,则有c(MOH)+c(M+)=0.01 mol·L-1,D错误。
9.B 解析 本题考查物质在水溶液中的行为,主要涉及弱电解质的电离、溶液电荷守恒、电离度的计算和应用等。由溶液Ⅰ pH=7.0可知,c(H+)=c(OH-),故c(H+)与[c(OH-)+c(A-)]不相等,由于溶液电荷守恒,一定存在与A-对应的阳离子,A项错误。平衡时c(A-)c总(HA)=c(A-)c(A-)+c(HA)=11+c(HA)c(A-)=11+c(H+)Ka=11+0.10.001=1101,B项正确。由题意可知,HA可自由穿过隔膜,故溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中c(HA)相等,C项错误。因为溶液Ⅰ和溶液Ⅱ中c(HA)相等,由Ka=c(A-)·c(H+)c(HA)可知,c(A-)Ⅰ·c(H+)Ⅰ=c(A-)Ⅱ·c(H+)Ⅱ,溶液Ⅰ和溶液Ⅱ的pH分别为7.0和1.0,因此c(A-)Ⅰ∶c(A-)Ⅱ=106;溶液Ⅰ中由Ka=c(H+)Ⅰ·c(A-)Ⅰc(HA)Ⅰ可知,c(A-)Ⅰc总(HA)Ⅰ=Kac(H+)Ⅰ+Ka=10-310-7+10-3≈1
即c总(HA)Ⅰ≈c(A-)Ⅰ;
同理,Ⅱ中c(A-)Ⅱc总(HA)Ⅱ=1101,即c总(HA)Ⅱ=101c(A-)Ⅱ
所以c总(HA)Ⅰc总(HA)Ⅱ=c(A-)Ⅰ101c(A-)Ⅱ≈104,D项错误。
10.A 解析 H2X为二元弱酸,以第一步电离为主,则Ka1(H2X)=c(HX-)·c(H+)c(H2X)>Ka2(H2X)=c(X2-)·c(H+)c(HX-),则pH相同时c(HX-)c(H2X)>c(X2-)c(HX-),则有pc(HX-)c(H2X)
11.答案 (1)250 mL容量瓶、胶头滴管
(2)不能 稀硝酸有氧化性,会影响KMnO4溶液浓度的标定 2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O
(3)酸式 用标准溶液润洗滴定管
(4)滴入最后半滴标准溶液,锥形瓶中的液体变为浅紫色,且半分钟不变色
(5)21.25 (6)偏高
解析 (2)稀硝酸具有氧化性,也会氧化草酸钠,会影响KMnO4溶液浓度的标定,因此不能用稀硝酸调节溶液酸度;标定过程中KMnO4氧化Na2C2O4,发生反应的化学方程式为2KMnO4+5Na2C2O4+8H2SO4K2SO4+2MnSO4+5Na2SO4+10CO2↑+8H2O;
(3)滴定待测双氧水时,标准溶液为已标定的KMnO4溶液,具有强氧化性,应装入酸式滴定管中,装入标准溶液前需要用标准溶液润洗滴定管;
(5)由数据分析可知,三次滴定消耗KMnO4溶液的体积第1组与2、3组差距较大,要舍去,则消耗KMnO4溶液的平均体积为25.00 mL,根据得失电子守恒可得关系式:2KMnO4~5H2O2,则此双氧水的浓度为52×25.00×10-3L×0.100 0 mol·L-110.00×10-3L=0.625 mol·L-1=21.25 g·L-1;
(6)若在配制Na2C2O4标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则标定出的KMnO4溶液实际浓度偏低,消耗的KMnO4溶液体积偏大,导致最后测定出的双氧水的浓度会偏高。
B组 能力提升练
1.C 解析 NaA溶液中存在平衡:A-+H2OHA+OH-,充入二氧化碳后,苯甲酸(HA)的浓度增大,抑菌能力较高,A错误;提高二氧化碳充气压力,溶液的酸性增强,溶液中的c(A-)减小,B错误;HA的电离平衡常数Ka=c(A-)·c(H+)c(HA),则有c(HA)c(A-)=c(H+)Ka=10-56.3×10-5≈0.16,C正确;根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)+c(A-),根据元素质量守恒得c(Na+)=c(A-)+c(HA),两式联立,消去c(Na+)得c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)-c(HA),D错误。
2.C 解析 由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Kh(HR-),则NaHR在溶液中以电离为主,溶液呈酸性,则溶液中c(Na+)>c(HR-)>c(R2-)>c(H2R),A错误;由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Ka1(H2CO3),在Na2R溶液中通入足量CO2气体,不能发生反应,B错误;1 mol H2R分别与足量的NaOH、Na2CO3、Na反应,都生成Na2R,且Na2CO3转化为NaHCO3,消耗NaOH、Na2CO3、Na都为2 mol,则消耗三者的物质的量之比为1∶1∶1,C正确;25 ℃时,将等物质的量浓度的Na2R和NaHCO3溶液等体积混合,由于Ka2(H2R)=4.3×10-5>Ka2(H2CO3),不能发生反应,D错误。
3.D 解析 第①步存在平衡:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,A正确;一般离子浓度小于1×10-5 mol·L-1视为完全沉淀,则c(Cr3+)<1×10-5 mol·L-1,Ksp=c(Cr3+)·c3(OH-)=10-32,则c(OH-)>10-9 mol·L-1,常温下,KW=10-14,则c(H+)<10-5 mol·L-1,则pH>5,B正确;第二步发生氧化还原反应,Fe2+将Cr2O72-还原成Cr3+,自身生成铁离子,则Cr2O72-的氧化性比Fe3+强,C正确;稀释溶液,温度不变,则KW=c(H+)·c(OH-)为定值,则c(H+)与c(OH-)不可能同时减小,D错误。
4.B 解析 该二元酸H2A的第一步电离完全,第二步部分电离,可以把20 mL 0.1 mol·L-1二元酸H2A看作20 mL 0.1 mol·L-1一元弱酸HA-和0.1 mol·L-1 H+的混合溶液,注意该溶液中不存在H2A微粒。0.1 mol·L-1 H2A溶液存在电荷守恒,其关系为c(H+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),因而c(H+)-c(OH-)-c(A2-)=c(A2-)+c(HA-)=0.1 mol·L-1,A正确;若NaOH用去10 mL,反应得到NaHA溶液,由于HA-H++A2-,溶液显酸性,因而滴加至中性时,需要加入超过10 mL的NaOH溶液,B错误;当用去NaOH溶液体积10 mL时,得到NaHA溶液,溶液的pH<7,存在质子守恒,其关系为c(A2-)=c(H+)-c(OH-),C正确;当用去NaOH溶液体积20 mL时,得到Na2A溶液,根据元素质量守恒有:c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2-),D正确。
5.AC 解析 由题图可知,pH=1.2时,c(H2A)=c(HA-),根据H2AH++HA-,Ka1=c(H+)·c(HA-)c(H2A)=10-1.2,则Ka1的数量级为10-2,A错误。H2A溶液存在电离平衡H2AH++HA-、HA-H++A2-,且以第一步电离为主,在H2A溶液中,c(H+)与c(HA-)近似相等,由题图可知,pH=1.2时,c(H+)>c(HA-)>c(A2-),应是溶液中通入了HCl,所以调节溶液pH用的是HCl气体,B正确。pH=7时,溶液呈中性,调节溶液pH用的是NaOH固体,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-),则有c(Na+)=c(HA-)+2c(A2-),C错误;由题图可知,pH=8时,溶液中:c(A2-)>c(HA-)>c(H2A),D正确。
6.D 解析 根据Ka2=c(CO32-)·c(H+)c(HCO3-),推出c(CO32-)c(HCO3-)=Ka2c(H+),温度不变,Ka2不变,但随着HCl溶液的加入,c(H+)逐渐增大,则c(CO32-)c(HCO3-)逐渐减小,A错误;未加HCl溶液前,溶液中溶质主要为Na2CO3,对水的电离起促进作用,随着HCl溶液的加入,溶质逐步转化为NaHCO3、NaCl,水的电离程度应逐步减小,故水的电离程度:a>b>c>d,B错误;即使不考虑生活用品中其他杂质,a点溶液对应的电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(Cl-)+c(OH-),C错误;V1→V2表示发生反应NaHCO3+HClNaCl+H2O+CO2↑,根据碳元素守恒,有n(Na2CO3)=n(NaHCO3)=c(V2-V1)×10-3 mol,即V mL生活用品中含有Na2CO3的质量为0.106c(V2-V1) g,D正确。
7.D 解析 碳酸钠溶液中滴加盐酸时先发生反应CO32-+H+HCO3-+H2O,然后发生HCO3-+H+CO2↑+H2O,碳酸氢钠溶液中滴加盐酸时发生HCO3-+H+CO2↑+H2O,滴加25 mL盐酸时,碳酸钠溶液中几乎不产生二氧化碳,压强几乎不变,而碳酸氢钠恰好完全反应,压强达到最大,所以X曲线代表NaHCO3溶液的滴定曲线,Y曲线代表Na2CO3溶液的滴定曲线,A错误;b点溶液溶质为NaCl,c点溶液溶质为NaHCO3,所以c点溶液的pH更大,B错误;c点溶液溶质主要为NaHCO3,溶液显碱性,HCO3-的水解程度大于电离程度,而水解和弱电解质的电离都是微弱的,则有c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-),C错误;d点盐酸和碳酸钠恰好完全反应,溶质为NaCl,还有少量溶解的二氧化碳,而a点溶质为碳酸钠和碳酸氢钠,HCO3-、CO32-的水解都会促进水的电离,故a点水的电离程度更大,D正确。
8.D 解析 a点为HCOOH和HCOONa的混合溶液,酸电离对水电离的抑制作用与盐水解对水电离的促进作用相抵消,水的电离程度与纯水相同。最高点为HCOONa溶液,水的电离程度最大,b点为NaOH和HCOONa的混合溶液,水的电离程度与纯水相同,但pH>7,A正确;b点为NaOH和HCOONa的混合溶液,虽然水的电离程度与纯水相同,但pH>7,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+),B正确;NaOH溶液加入的过程中,溶液由1 mol·L-1的HCOOH(弱电解质)溶液到0.5 mol·L-1的HCOONa(强电解质)溶液,最后无限接近1 mol·L-1的NaOH(强电解质)溶液,整个过程导电性一直增强,C正确;该过程中,起始点为1 mol·L-1的HCOOH溶液,c水(H+)=1×10-12 mol·L-1,则HCOOH电离产生的c(H+)=1×10-2 mol·L-1,故Ka≈10-4,其数量级应为10-4,D错误。
9.BC 解析 依题意MX2(s)M2+(aq)+2X-(aq),根据元素质量守恒,A点对应溶液中有:c(X-)+c(HX)=2c(M2+),又c(X-)c(X-)+c(HX)=0.2,即c(X-)=14c(HX),则2c(M2+)=54c(HX),A错误;A点对应溶液中有:c(M2+)=10-2.53 mol·L-1,c(X-)+c(HX)=2c(M2+),c(X-)c(X-)+c(HX)=0.2,则c(X-)=0.4×10-2.53 mol·L-1,故25 ℃时,Ksp(MX2)=c(M2+)·c2(X-)=10-2.53×(0.4×10-2.53)2=1.6×10-8.59,数量级为10-9,C正确;A点对应的pH=5.0,c(X-)=14c(HX),则HX的电离常数Ka=c(H+)·c(X-)c(HX)=10-5×14c(HX)c(HX)=2.5×10-6,D错误;B点对应溶液中c(X-)c(X-)+c(HX)=0.5,即c(X-)=c(HX),又由D项知,25 ℃时,HX的电离常数Ka为2.5×10-6,则B点对应溶液中c(H+)=Ka,pH=-lg c(H+)=-lg(2.5×10-6),则pH约为5.6,B正确。
10.答案 (1)t-BuOH+HNO2t-BuNO2+H2O
(2)①恒压滴液漏斗(或滴液漏斗) ②水浴加热 ③降低叠氮化钠的溶解度,防止产物损失
(3)65% AC
解析 (3)Ce4+的物质的量为0.10 mol·L-1×0.04 L=0.004 mol,分别与Fe2+和N3-反应。其中与Fe2+按1∶1反应消耗Ce4+的物质的量为0.10 mol·L-1×0.02 L=0.002 mol,则与N3-反应的Ce4+的物质的量为0.002 mol,即10.00 mL所取溶液中有0.002 mol N3-。则原2.0 g叠氮化钠试样,配成的100 mL溶液中有0.02 mol即1.3 g NaN3,所以样品的质量分数为65%。
A项,使用叠氮化钠溶液润洗锥形瓶,使进入锥形瓶中溶质比所取溶液更多,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积减小,叠氮化钠溶液浓度偏大;B项,六硝酸铈铵溶液实际取量大于40.00 mL,滴定消耗的硫酸亚铁铵标准液体积增大,导致叠氮化钠溶液浓度偏小;C项,滴定前无气泡,终点时出现气泡,硫酸亚铁铵标准液读数体积减小,导致叠氮化钠溶液浓度偏大;D项,滴定过程中,将挂在锥形瓶壁上的硫酸亚铁铵标准液滴用蒸馏水冲进瓶内,无影响。
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