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【化学】河北省安平中学2019-2020学年高二上学期第四次月考试题(解析版)
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河北省安平中学2019-2020学年高二上学期第四次月考试题
相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Al:27 Cu:64 N:14 Mg:24 Ga:40 Ag:108 Ba:137
一.选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合要求,每小题2分,共20分。
1.在相同温度时,100mL0.01mol•L﹣1的醋酸溶液与10mL 0.1mol•L﹣1的醋酸溶液相比较,下列数值中,前者大于后者的是( )
A. H+的物质的量 B. 醋酸的电离常数
C. 中和时所需NaOH的量 D. CH3COOH的物质的量
【答案】A
【解析】
【分析】在相同温度时,100mL0.01mol•L﹣1的醋酸溶液与10mL 0.1mol•L﹣1的醋酸溶液,可将前者是后者溶液体积扩大10倍后所得。
【详解】A. 稀释后,会促进醋酸的电离,H+的物质的量增大,A正确;
B. 温度不变,电离常数不变,B错误;
C. 稀释后,醋酸的物质的量不变,故中和时所需NaOH的量不变,C错误;
D. 稀释后,醋酸的物质的量不变,D错误;
故答案选A。
2.10mL浓度均为0. 1 mol/L的三种溶液:①HF溶液;②KOH溶液;③KF溶液。下列说法正确的是( )
A. ①和②混合后,酸碱恰好中和,溶液呈中性
B. ①和③中均有c(F-)+c(HF) =0.1mol/L
C. ①和③混合:c(F-)+c(OH-) =c(H+) +c(HF)
D. 由水电离出来的c(OH-):②>③>①
【答案】B
【解析】A、①和②混合后,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,故A错误;B、根据物料守恒①和③中均有c(F-)+c(HF) =0.1mol/L,故B正确;C、①和③混合:根据质子守恒有c(F-)+2c(OH-) =2c(H+) +c(HF),故C错误;D、由水电离出来的c(OH-)③>①>②,故D错误;故选B。
3.0.2mol·L-1的HCN溶液与0.2mol·L-1的NaCN溶液等体积混合,已知混合液中c(Na+)>c(CN-),则下列关系正确的是( )
A. c(H+)>c(OH-) B. c(HCN)+c(CN-)=0.2 mol·L-1
C. c(Na+)=c(CN-)+c(OH-) D. c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)
【答案】B
【解析】
【详解】A、HCN和NaCN物质的量相等,但c(Na+)>c(CN-),说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),故A错误;
B、根据物料守恒,即c(HCN)+c(CN-)=(0.2+0.2)/2mol·L-1=0.2mol·L-1,故B正确;
C、根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),故C错误;
D、根据物料守恒,2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),故D错误;
答案选B。
4.常温下0.1mol•L﹣1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A. 将溶液稀释到原体积的2倍 B. 加入适量的醋酸钠固体
C. 加入等体积0.2 mol•L﹣1盐酸 D. 加少量冰醋酸
【答案】B
【解析】常温下0.1mol•L﹣1醋酸溶液的pH=a,当此溶液变为pH=(a+1)时,pH升高了,溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,c(H+)由mol/L变为mol/L。醋酸为弱酸,溶液中存在其电离平衡,可以加水稀释溶液使氢离子浓度减小,欲使溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,稀释后溶液体积必须大于原来的十倍。也可以加入可溶性醋酸盐使电离平衡逆向移动而使氢离子浓度减小。
A. 将溶液稀释到原体积的2倍 ,氢离子浓度肯定会大于原来的二分之一,所以A不正确; B. 加入适量的醋酸钠固体,可行,因为增大了溶液中醋酸根离子的浓度,醋酸的电离平衡逆向移动,所以B正确;C.因为盐酸是强酸,所以加入等体积0.2 mol•L﹣1盐酸后,c(H+)一定变大了,pH将减小;D. 加少量冰醋酸,增大了醋酸的浓度,酸性增强,pH减小,D不正确。本题选B。
5.常见无机酸25℃时在水溶液中的电离平衡常数如下表:
氢氰酸(HCN)
碳酸(H2CO3)
氢氟酸(HF)
K = 6.2×10-10
K= 4.2×10-7
K=6.61×10-4
下列选项正确的是( )
A. 氟化钠溶液中通入CO2:2F-+H2O+CO2=2HF+CO32-
B. NaCN与HCN的混合溶液中:2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)
C. 25℃时同浓度的NaCN和NaF溶液的pH值前者小于后者
D. 25℃时CN-的水解平衡常数约为1.6×10-5
【答案】D
【解析】
【分析】根据电离平衡常数可知,酸性HF> H2CO3> HCN。
【详解】A.根据电离平衡常数知,HF的酸性大于H2CO3,方程式不符合强酸制弱酸的原理,故A错误;
B.没有说明NaCN与HCN的物质的量的关系,所以NaCN与HCN的混合溶液中,不能得到2c(Na+)═c(CN-)+c(HCN),故B错误;
C.酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,其盐的水解程度越小,HF的酸性强,则NaF的水解程度小,溶液的pH小,所以25℃时同浓度的NaCN和NaF溶液的pH值前者大于后者,故C错误;
D. ,故D正确;
故答案选D。
6.室温时,在由水电离出c(OH﹣)=1.0×10-12mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A. K+、Na+、HCO3-、Cl- B. K+、MnO4-、Br-、Cl-
C. Na+、Cl-、NO3-、SO42- D. Al3+、NH4+、Cl-、SO42-
【答案】C
【解析】
【详解】室温时由水电离出c(OH﹣)=1.0×10-12mol/L的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,
A.HCO3-与氢离子和氢氧根离子反应,在溶液中一定不能大量共存,选项A错误;
B.MnO4-、Cl-在酸性条件下发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存,选项B错误;
C.Na+、Cl-、NO3-、SO42-之间不反应,都不与氢离子、氢氧根离子反应,在溶液中能够大量共存,选项C正确;
D.Al3+、NH4+与氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,选项D错误;
答案选C。
7.室温下,将pH=3的硫酸溶液和氢氧化钠溶液按体积比10:1混和,若使混和后溶液的pH=7,则氢氧化钠溶液的pH为( )
A. 13 B. 12 C. 11 D. 10
【答案】B
【解析】
【详解】由于混合后溶液pH=7,则硫酸中氢离子的物质的量=NaOH中氢氧根离子的物质的量,可列出,x=-2,故NaOH中氢氧根离子的浓度为mol/L,pOH=2,则室温下溶液的pH=12,故答案选B。
8.溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示,。室温下,将0.0100mol•L-l盐酸逐滴滴入20.0mL 0.0100mol•L-l氨水中,溶液的AG变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. M点以后NH4+的水解程度逐渐增大
B. 室温下,0. 0100mol•L-l盐酸的AG =12
C. M点加入盐酸的体积大于20.0 mL
D M点时溶液中:c(NH4+) =c(Cl-)
【答案】D
【解析】A.M点后,若盐酸过量,HCl电离出的氢离子抑制了铵根离子的水解,A错误;B.室温下,0.01 mol•L-l盐酸中氢离子浓度为0.01mol/L,氢氧根离子浓度为10-12mol/L,该盐酸的AG=0.01/10−12=lg10,B错误;C.M点时c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,当加入盐酸的体积为20.00 mL时,溶质为氯化铵,溶液为酸性,若为中性,则加入盐酸体积稍小于20.00mL,C错误;D.根据图象可知,M点的AG=lgc(H+)/c(OH−)=0,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(NH4+)=c(Cl-),D正确;答案选D。
9.25℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,若体积可以加和,则V (Ba(OH)2):V( NaHSO4)为( )
A. 1:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 3:2
【答案】B
【解析】
【详解】pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2mol/L,设溶液体积为x,得到氢氧根离子物质的量为x×10-2mol,溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时反应的硫酸氢钠物质的量为0.5x×10-2mol,设硫酸氢钠溶液体积为y,依据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液pH=11,反应后的溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH-)=10-3mol/L,则:=10-3,整理可得:x:y=1:4,故选B。
10.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+)=mol.L-1
D. 混合溶液中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+C(A-)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 没有给具体的温度和酸、碱的强弱,A错误;
B. 由于没有给具体的温度,pH=7,不一定是中性,B错误;
C. 判断溶液呈中性的依据只能是c(H+)=c(OH-),此时c(H+)=mol·L-1,C正确;
D. 根据电荷守恒,不论溶液是酸性、中性、还是碱性,都成立,D错误;
故合理选项为C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
11. 下列有关说法中正确的是( )
A. 已知25℃时NH4CN溶液显碱性,则25℃时的电离平衡常数K(NH3·H2O)>K(HCN)
B. 由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、HCO3-、Cl-可以大量共存
C. 已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。向含有Cl-、CrO42-且浓度均为0.010 mol·L-1溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,CrO42-先产生沉淀
D. 常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)
【答案】A
【解析】
【详解】A.25℃时NH4CN水溶液显碱性,说明CN-的水解程度大于NH4+的水解程度,则HCN电离程度小于NH3•H2O电离程度,因此25℃时的电离常数K(NH3•H2O)>K(HCN),故A正确;
B.由水电离出的c(H+)=10-12mol•L-1的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,HCO3-与氢离子和氢氧根离子均反应,在溶液中一定不能大量共存,故B错误;
C.析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=mol/L=1.56×10-8mol/L,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=mol/L=3×10-5,c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以2种阴离子产生沉淀的先后顺序为Cl-、CrO42-,故C错误;
D.常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知:c(Na+)=c(CH3COO-),故D错误;
答案选A。
12.常温下,有下列四种溶液:
①
②
③
④
0.1mol/L 盐酸
pH = 3盐酸
0.1mol/L 氨水
pH = 11氨水
下列说法正确的是( )
A. 由水电离出的c(H+):①>③
B. ③稀释到原来的100倍后,pH与④相同
C. ①与③混合,若溶液pH = 7,则V(盐酸)>V(氨水)
D. ②与④混合,若溶液显碱性,则所得溶液中离子浓度可能为:c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
【答案】D
【解析】
【详解】A.相同浓度的氨水与盐酸,氨水实际上还会促进水的电离,所以由水电离产生的c(H+):①>③,故A错误;
B.如果③是强碱的话,稀释100倍,其pH一定为11,但是关键氨水是弱碱,无论稀释到什么程度,都会有未电离的氨水存在,所以pH一定比11要小,故B错误;
C.①与③混合得到的是氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,显酸性,所以若想要其pH为7,则氨水的用量一定要比盐酸的用量大才可以,故C错误;
D.所得溶液显碱性,所以氢氧根离子的浓度一定要比氢离子的浓度大,而且铵根离子的浓度要比氯离子的浓度大,故D正确;
答案选D。
13.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A. 向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B. 将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中减小
C. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A项,,加水虽然促进电离,增大,但减小,保持不变,则溶液中增大,故A项错误;
B项,20℃升温至30℃,促进水解,且增大,则溶液中减小,故B项正确;
C项,向盐酸中加入氨水至中性,则,由电荷守恒可知,溶液中,即,故C项错误;
D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,相同,则,只与温度有关,而温度不变,则溶液中不变,故D项正确;
故答案选BD。
14.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
提示BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO42﹣),称为溶度积常数。
A. 加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B. 通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C. d点无BaSO4沉淀生成
D. a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
【答案】C
【解析】
【分析】该图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态,b和d不是平衡状态。
【详解】A、硫酸钡溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入,会增大,平衡左移,应降低,故A错误;
B、d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水, 、均增大,故B错误;
C、d点表示,溶液不饱和,不会有沉淀析出,所以C选项是正确的;
D、Ksp是一常数,温度不变Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,故D错误;
所以C选项是正确的。
15.常温下,甲酸、乙酸电离常数:Ka(HCOOH)=1.77x10-4、Ka(CH3COOH)=1.75 x10-5有甲、乙、丙三种溶液:
甲
1000 mL 0.1 mol/L HCOONa溶液
乙
1000 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液
丙
1000 mL含HCOONa、CH3COONa各0.05 mol的溶液
下列叙述错误的是( )
A. 溶液中c(Na+):甲=乙>丙
B. 溶液中阴、阳离子和酸分子总数:甲<丙<乙
C. 溶液pH:甲<丙<乙 D. 溶液中阴、阳离子总数:甲>丙>乙
【答案】A
【解析】溶液中c(Na+):甲=乙=丙,都等于0.1 mol/L,故A错误;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,所以溶液中阴、阳离子和酸分子总数:甲<丙<乙,故B正确;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,溶液pH:甲<丙<乙,故C正确;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,氢离子浓度甲>丙>乙,溶液中阴、阳离子总数:甲>丙>乙,故D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共60分
16.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中________(填“增大”“不变”或“减小”),写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_________________________________;
(2)常温下向20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为____________,溶液中各种离子(CO32-除外)的物质的量浓度的大小关系为________________;
③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh==2×10-4mol·L-1,当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,溶液的pH=________。
【答案】(1). 减小 (2). c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+) (3). 不能 (4). HCO3-、H2CO (5). c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-) (6). 10
【解析】
【分析】(1)根据稀释后溶液中存在的电离平衡的移动来回答,溶液中存在电荷守恒;
(2)常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,先反应生成碳酸氢钠,再与盐酸反应生成二氧化碳、水,
①根据图2可知,pH=8时只有碳酸氢根离子,pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子,pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子,在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-不能共存;
②pH=7时,溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸,存在的离子主要为:H2CO3、HCO3-,溶液显示中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小关系;
③根据水解常数计算c(OH-),由根据水的离子积Kw计算c(H+),根据pH=-lgc(H+)计算。
【详解】(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,所以= c(H+)/K,K为电离常数,氢离子浓度减小,则比值减小;该溶液中存在的离子只有钠离子、氢离子、氢氧根离子、醋酸根离子,符合电荷守恒,所以该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式为c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+);
(2)①由图可知,在同一溶液中,三种H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存,碳酸根离子离子减少时碳酸氢根离子的浓度逐渐增大,碳酸氢根离子逐渐减少时,碳酸分子的浓度增大;
②由图可知,当pH=7时,部分碳酸氢根离子转化为碳酸,溶液中含碳元素主要微粒为HCO3-、H2CO3,此时溶液中的溶质为碳酸氢钠、碳酸、氯化钠,且氯化钠的物质的量大于碳酸氢钠的物质的量,因为溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以溶液中各离子的浓度关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-);
③当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,根据Kh==2×10-4mol·L-1可得c(OH-)= 1×10-4mol·L-1,则c(H+)=1×10-10mol·L-1,所以溶液pH=10。
17.I.己知25℃时,乙酸和碳酸的电离平衡常数如下表:
物质的化学式
CH3COOH
H2CO3
电离平衡常数
K=1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
(1)用饱和氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,若已知CH3COONH4溶液pH=7,则NH4HCO3溶液显___(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(2)25℃时,在0.lmol/L乙酸溶液中加入一定量的NaHCO3,保持温度不变,所得混合液的pH=6,那么混合液中=_______,该混合溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:_______。
Ⅱ.某学生用0.2000mol•L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:
① 用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上;
② 固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;
③ 调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,并记下读数;
④ 移取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
⑤ 用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。请回答:
(1)以上步骤有错误的是(填编号)_____________________,该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)______________________。
(2)判断滴定终点的现象是:_______________________。
(3)如下图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为______________mL。
(4)根据下列数据:请计算待测盐酸溶液的浓度:_____________________mol/L。
滴定次数
待测体积(mL)
标准烧碱体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
20.00
0.40
20.40
第二次
20.00
2.00
24.10
第三次
20.00
4.00
24.00
【答案】(1). 碱性 (2). 18 (3). c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) (4). ① (5). 偏大 (6). 滴入最后一滴NaOH溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不变色 (7). 22.60 (8). 0.2000
【解析】
【分析】I.(1)电离平衡常数比较,因为H2CO3酸性比CH3COOH弱,根据盐类水解规律分析,碳酸氢根离子水解程度更大;
(2)根据pH和醋酸的电离常数计算,混合溶液pH=6显酸性.说明混合溶液为硝酸钠和醋酸,醋酸电离大于醋酸根离子水解;
II.(1)根据碱式滴定管在装液前应用所装液体进行润洗;根据c(待测)=分析不当操作对V(标准)×的影响,以此判断浓度的误差;
(2)根据溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点;
(3)依据滴定管的规范性读数要求作答;
(4)三次消耗的标准氢氧化钠溶液体积分别为:20.00mL、20.00mL、22.10mL,其中第三次与前两次数据相差较大,应舍弃根据c(待测)=计算盐酸的浓度。
【详解】I. (1)已知CH3COONH4溶液pH=7,电离平衡常数可以知道醋酸电离程度小于等于一水合氨电离程度,根据盐类水解规律,因为酸性比弱,碳酸氢根离子水解程度比铵根离子水解程度更大,所以NH4HCO3溶液显碱性;
(2)根据pH可以知道和醋酸的电离常数,计算得出,
混合溶液pH=6显酸性,说明混合溶液为硝酸钠和醋酸,醋酸电离大于醋酸根离子水解,离子浓度大小为;
II.
(1)用蒸馏水洗涤碱式滴定管后应再用标准液润洗2-3次,否则残留在滴定管内的蒸馏水会稀释标准氢氧化钠溶液,使得标准氢氧化钠的测量体积偏大,从而使测量结果偏大。
(2)酚酞变色范围为:pH<8.2呈无色,8.210.0呈红色,向锥形瓶中稀盐酸不断滴加标准氢氧化钠溶液的过程中pH不断增大,达到滴定终点时的现象时锥形瓶中溶液从无色变为红色,且半分钟不变色。
(3)滴定管读数精确到0.01mL,所以读数为22.60。
(4)三次消耗的标准氢氧化钠溶液体积分别为:20.00mL、20.00mL、22.10mL,其中第三次与前两次数据相差较大,应舍弃,所以由前两次可求得消耗标准氢氧化钠溶液平均体积为20.00mL,则盐酸溶液浓度为:。
18.连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。
(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为_________。
(2)常温下,用0.01mol•L﹣1的溶液NaOH滴定10mL0.01mol•L﹣1H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示.
①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:____________________________________。
②c点时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________________________________。
③b点时溶液中c(H2N2O2)_________(填“>”“<”或“=”,下同)c(N2O22﹣)。
④a点时溶液中c(Na+)_____c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣)。
(3)硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀,向该分散系中滴加硫酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,已知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10﹣9 分散系中=3.0×10﹣4 此时Ksp(Ag2SO4)=__________。
【答案】(1). +1 (2). H2N2O2⇌HN2O2﹣+H+ (3). c(Na+)>c(N2O22﹣)>c(OH﹣)>c(HN2O2﹣)>c(H+) (4). > (5). > (6). 1.4×10﹣5
【解析】
【分析】(1)根据H2N2O2中H、O元素的化合价分别为+1、-2及总化合价之和为0进行计算N元素的化合价;
(2)①根据图象可知,0.01mol/L的H2N2O2溶液的pH=4.3,说明H2N2O2为二元弱酸,二元弱酸只要以第一步电离为主,据此写出其电离方程式;
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液,反应后溶质为Na2N2O2,N2O2-部分水解,溶液呈碱性,结合电荷守恒判断各离子浓度大小;
③b点溶质为NaHN2O2,溶液呈碱性,则HN2O2-的水解程度大于其电离程度;
④依据电荷守恒规律分析作答;
(3)依据溶度积规则将离子浓度的比值变形转化为溶度积之间的关系,可得出结论。
【详解】(1)H2N2O2分子中H的化合价为+1,O元素的化合价为-2,设N元素的化合价为x,根据总化合价之和为0可知:2x+(+1)×2+(-2)×2=0,解得:x=1,即N元素的化合价为+1;
(2)①根据图象可知,氢氧化钠溶液体积为0时,0.01mol/L的H2N2O2溶液的pH=4.3,说明H2N2O2为二元弱酸,二元弱酸只要以第一步电离为主,则其电离方程式为:;
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液,反应后溶质为,部分水解,溶液呈碱性,则:,由于溶液中氢氧根离子还来自水的电离及的水解,则,溶液中离子浓度大小为:;
③c点溶质为,溶液的pH>7,说明溶液显示碱性,则的水解程度大于其电离程度,所以;
④根据图象可知,a点时溶液的pH=7,溶液呈中性,则,根据电荷守恒可知c(Na+)=2c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣),所以c(Na+)>c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣);
(3)当两种沉淀共存时,,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
19.有两条途径可以使重晶石(BaSO4)转化为碳酸钡,如下图示:
试回答下列问题:
(1)反应1中发生的主要反应为:BaSO4+4C=BaS+4CO,若1mol BaSO4完全反应,转移电子数约为_____。
(2)Na2CO3溶液的pH大于10,用离子方程式说明其主要原因_________________,含有等物质的量的Na2CO3和NaHSO4的两种溶液混合后其溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________。
(3)已知反应4中发生的反应为:BaSO4(s)+CO32—(aq)= BaCO3(s)+ SO42—(aq),若Ksp(BaSO4)=1×10 —10mol2·L—2,Ksp(BaCO3)=5×10—9mol2·L—2,则K的值为__________。
(4)若每次加入1L 2 mol• L—1的Na2CO3溶液,至少需要________次可将0.2mol BaSO4转化为BaCO3。
【答案】(1). 4.816×10 24 (2). CO32—+H2OHCO3—+OH— (3). c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3—)>c(OH—)>c(H+))>c(CO32—) (4). 0.02 (5). 6
【解析】
【分析】(1)依据化学方程式中元素化合价变化分析计算电子转移;
(2)Na2CO3 溶液的pH 大于10,说明溶液显碱性,碳酸根离子分步水解的原因;依据溶液中离子浓度比较大小;
(3)已知反应IV 中发生的反应为:BaSO4 ( s )+CO3 2-⇌BaCO3 ( s )+SO42-,平衡常数概念书写,同一溶液中钡离子浓度相同,结合溶度积常数表达式推算K;
(4)若每次加入1L 2mol•L-1的Na2CO3溶液,结合BaSO4 ( s )+CO3 2-⇌BaCO3 ( s )+SO42-,的平衡常数计算生成硫酸根离子物质的量得到将0.2mol BaSO4转化为BaCO3的次数。
【详解】(1),碳元素化合价0价变化为+2价,电子转移8e-,若1mol BaSO4完全反应,电子转移的数量为8NA= 4.816×10 24;
(2)Na2CO3 溶液的pH 大于10,说明溶液显碱性,碳酸根离子分步水解的原因; ,溶液中离子浓度大小为: c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3—)>c(OH—)>c(H+)>c(CO32—);
(3)已知反应IV 中发生的反应为: BaSO4(s)+CO32—(aq)= BaCO3(s)+ SO42—(aq),此反应平衡常数表达式,同一种溶液中钡离子浓度相同,;
(4)若每次加入1L 2mol/L的Na2CO3溶液,能处理BaSO4物质的量xmol
BaSO4(s)+CO32-(aq)= BaCO3(s)+ SO42-(aq)
2.0-x x
x=5.1,所以至少6次可以将0.2mol硫酸钡转化为BaCO3。
20.现有常温下pH=2的盐酸甲和pH=2的醋酸溶液乙,请根据下列操作回答问题:
(1)常温下0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定增大的是 ________。
A.c(OH﹣) B. C.c(H+)•c(OH﹣) D.
(2)取10mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的比值将______________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(3)取等体积的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为:V(甲)________V(乙)( 填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知25℃时,两种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数K1
1.8×10﹣5
4.3×10﹣7
30×10﹣8
K2
﹣﹣
5.6×10﹣11
﹣﹣
相同温度下,pH相同的NaClO和CH3COOK两种溶液中,[c(Na+)-c(ClO-)]___ [c(K+)-c(CH3COO-)](填“>”“=”或“<”)。
(5)常温下,取99mL甲溶液与1mL 1mol/L的NaOH溶液混合(忽略溶液体积变化),恢复至常温时其pH=______。
【答案】(1). ABD (2). 减小 (3). < (4). = (5). 10
【解析】
【分析】(1)CH3COOH溶液加水稀释过程,促进电离,n(H+)增大,酸性减弱c(H+)减小,c(OH-)增大,Kw不变;
(2)醋酸是弱电解质,加水稀释促进醋酸电离;向醋酸中加入醋酸钠固体,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制醋酸电离;
(3)pH相等的醋酸和盐酸,醋酸的浓度大于盐酸,等体积等pH的两种酸,醋酸的物质的量大于盐酸,酸的物质的量越多需要等浓度的氢氧化钠溶液体积越大;
(4)根据电荷守恒规律分析作答;
(5)99mL0.01mol/L的盐酸溶液与1mL1mol/L的NaOH溶液混合溶液显碱性。
【详解】(1)A. 加水稀释,溶液中氢离子浓度减小,所以氢氧根离子浓度增大,A正确;
B. ,加水稀释,醋酸根离子浓度逐渐减小,Ka不变,故增大,B正确;
C. 温度不变时,c(H+)•c(OH﹣)为定值,加水稀释,c(H+)•c(OH﹣)不变,C错误;
D. 加水稀释,c(H+)减小,c(OH﹣)增大,增大,D正确;
故答案选ABD;
(2)向醋酸中加入醋酸钠,抑制醋酸的电离,减小;
(3)pH相等的醋酸和盐酸,醋酸的物质的量浓度大于盐酸,故消耗的NaOH溶液的体积醋酸更多;
(4)NaClO中,CH3COOK中,由于两份溶液的pH相同,则[c(Na+)-c(ClO-)]= [c(K+)-c(CH3COO-)];
(5),pOH=4,则pH=10.
相对原子质量:H:1 C:12 O:16 S:32 Al:27 Cu:64 N:14 Mg:24 Ga:40 Ag:108 Ba:137
一.选择题:本题共10小题,每小题只有一个选项符合要求,每小题2分,共20分。
1.在相同温度时,100mL0.01mol•L﹣1的醋酸溶液与10mL 0.1mol•L﹣1的醋酸溶液相比较,下列数值中,前者大于后者的是( )
A. H+的物质的量 B. 醋酸的电离常数
C. 中和时所需NaOH的量 D. CH3COOH的物质的量
【答案】A
【解析】
【分析】在相同温度时,100mL0.01mol•L﹣1的醋酸溶液与10mL 0.1mol•L﹣1的醋酸溶液,可将前者是后者溶液体积扩大10倍后所得。
【详解】A. 稀释后,会促进醋酸的电离,H+的物质的量增大,A正确;
B. 温度不变,电离常数不变,B错误;
C. 稀释后,醋酸的物质的量不变,故中和时所需NaOH的量不变,C错误;
D. 稀释后,醋酸的物质的量不变,D错误;
故答案选A。
2.10mL浓度均为0. 1 mol/L的三种溶液:①HF溶液;②KOH溶液;③KF溶液。下列说法正确的是( )
A. ①和②混合后,酸碱恰好中和,溶液呈中性
B. ①和③中均有c(F-)+c(HF) =0.1mol/L
C. ①和③混合:c(F-)+c(OH-) =c(H+) +c(HF)
D. 由水电离出来的c(OH-):②>③>①
【答案】B
【解析】A、①和②混合后,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,故A错误;B、根据物料守恒①和③中均有c(F-)+c(HF) =0.1mol/L,故B正确;C、①和③混合:根据质子守恒有c(F-)+2c(OH-) =2c(H+) +c(HF),故C错误;D、由水电离出来的c(OH-)③>①>②,故D错误;故选B。
3.0.2mol·L-1的HCN溶液与0.2mol·L-1的NaCN溶液等体积混合,已知混合液中c(Na+)>c(CN-),则下列关系正确的是( )
A. c(H+)>c(OH-) B. c(HCN)+c(CN-)=0.2 mol·L-1
C. c(Na+)=c(CN-)+c(OH-) D. c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)
【答案】B
【解析】
【详解】A、HCN和NaCN物质的量相等,但c(Na+)>c(CN-),说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液显碱性,即c(OH-)>c(H+),故A错误;
B、根据物料守恒,即c(HCN)+c(CN-)=(0.2+0.2)/2mol·L-1=0.2mol·L-1,故B正确;
C、根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),故C错误;
D、根据物料守恒,2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),故D错误;
答案选B。
4.常温下0.1mol•L﹣1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A. 将溶液稀释到原体积的2倍 B. 加入适量的醋酸钠固体
C. 加入等体积0.2 mol•L﹣1盐酸 D. 加少量冰醋酸
【答案】B
【解析】常温下0.1mol•L﹣1醋酸溶液的pH=a,当此溶液变为pH=(a+1)时,pH升高了,溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,c(H+)由mol/L变为mol/L。醋酸为弱酸,溶液中存在其电离平衡,可以加水稀释溶液使氢离子浓度减小,欲使溶液中的氢离子浓度变为原来的十分之一,稀释后溶液体积必须大于原来的十倍。也可以加入可溶性醋酸盐使电离平衡逆向移动而使氢离子浓度减小。
A. 将溶液稀释到原体积的2倍 ,氢离子浓度肯定会大于原来的二分之一,所以A不正确; B. 加入适量的醋酸钠固体,可行,因为增大了溶液中醋酸根离子的浓度,醋酸的电离平衡逆向移动,所以B正确;C.因为盐酸是强酸,所以加入等体积0.2 mol•L﹣1盐酸后,c(H+)一定变大了,pH将减小;D. 加少量冰醋酸,增大了醋酸的浓度,酸性增强,pH减小,D不正确。本题选B。
5.常见无机酸25℃时在水溶液中的电离平衡常数如下表:
氢氰酸(HCN)
碳酸(H2CO3)
氢氟酸(HF)
K = 6.2×10-10
K= 4.2×10-7
K=6.61×10-4
下列选项正确的是( )
A. 氟化钠溶液中通入CO2:2F-+H2O+CO2=2HF+CO32-
B. NaCN与HCN的混合溶液中:2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)
C. 25℃时同浓度的NaCN和NaF溶液的pH值前者小于后者
D. 25℃时CN-的水解平衡常数约为1.6×10-5
【答案】D
【解析】
【分析】根据电离平衡常数可知,酸性HF> H2CO3> HCN。
【详解】A.根据电离平衡常数知,HF的酸性大于H2CO3,方程式不符合强酸制弱酸的原理,故A错误;
B.没有说明NaCN与HCN的物质的量的关系,所以NaCN与HCN的混合溶液中,不能得到2c(Na+)═c(CN-)+c(HCN),故B错误;
C.酸的电离平衡常数越大,酸的酸性越强,其盐的水解程度越小,HF的酸性强,则NaF的水解程度小,溶液的pH小,所以25℃时同浓度的NaCN和NaF溶液的pH值前者大于后者,故C错误;
D. ,故D正确;
故答案选D。
6.室温时,在由水电离出c(OH﹣)=1.0×10-12mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A. K+、Na+、HCO3-、Cl- B. K+、MnO4-、Br-、Cl-
C. Na+、Cl-、NO3-、SO42- D. Al3+、NH4+、Cl-、SO42-
【答案】C
【解析】
【详解】室温时由水电离出c(OH﹣)=1.0×10-12mol/L的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,
A.HCO3-与氢离子和氢氧根离子反应,在溶液中一定不能大量共存,选项A错误;
B.MnO4-、Cl-在酸性条件下发生氧化还原反应,在溶液中不能大量共存,选项B错误;
C.Na+、Cl-、NO3-、SO42-之间不反应,都不与氢离子、氢氧根离子反应,在溶液中能够大量共存,选项C正确;
D.Al3+、NH4+与氢氧根离子反应,在溶液中不能大量共存,选项D错误;
答案选C。
7.室温下,将pH=3的硫酸溶液和氢氧化钠溶液按体积比10:1混和,若使混和后溶液的pH=7,则氢氧化钠溶液的pH为( )
A. 13 B. 12 C. 11 D. 10
【答案】B
【解析】
【详解】由于混合后溶液pH=7,则硫酸中氢离子的物质的量=NaOH中氢氧根离子的物质的量,可列出,x=-2,故NaOH中氢氧根离子的浓度为mol/L,pOH=2,则室温下溶液的pH=12,故答案选B。
8.溶液的酸碱性可用酸度(AG)表示,。室温下,将0.0100mol•L-l盐酸逐滴滴入20.0mL 0.0100mol•L-l氨水中,溶液的AG变化如图所示。下列说法正确的是 ( )
A. M点以后NH4+的水解程度逐渐增大
B. 室温下,0. 0100mol•L-l盐酸的AG =12
C. M点加入盐酸的体积大于20.0 mL
D M点时溶液中:c(NH4+) =c(Cl-)
【答案】D
【解析】A.M点后,若盐酸过量,HCl电离出的氢离子抑制了铵根离子的水解,A错误;B.室温下,0.01 mol•L-l盐酸中氢离子浓度为0.01mol/L,氢氧根离子浓度为10-12mol/L,该盐酸的AG=0.01/10−12=lg10,B错误;C.M点时c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,当加入盐酸的体积为20.00 mL时,溶质为氯化铵,溶液为酸性,若为中性,则加入盐酸体积稍小于20.00mL,C错误;D.根据图象可知,M点的AG=lgc(H+)/c(OH−)=0,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(NH4+)=c(Cl-),D正确;答案选D。
9.25℃时,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11,若体积可以加和,则V (Ba(OH)2):V( NaHSO4)为( )
A. 1:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 3:2
【答案】B
【解析】
【详解】pH=12的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=10-2mol/L,设溶液体积为x,得到氢氧根离子物质的量为x×10-2mol,溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时反应的硫酸氢钠物质的量为0.5x×10-2mol,设硫酸氢钠溶液体积为y,依据反应Ba(OH)2+NaHSO4=BaSO4↓+H2O+NaOH,混合后溶液pH=11,反应后的溶液中氢氧根离子浓度为:c(OH-)=10-3mol/L,则:=10-3,整理可得:x:y=1:4,故选B。
10.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+)=mol.L-1
D. 混合溶液中c(H+)+c(B+)=c(OH-)+C(A-)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 没有给具体的温度和酸、碱的强弱,A错误;
B. 由于没有给具体的温度,pH=7,不一定是中性,B错误;
C. 判断溶液呈中性的依据只能是c(H+)=c(OH-),此时c(H+)=mol·L-1,C正确;
D. 根据电荷守恒,不论溶液是酸性、中性、还是碱性,都成立,D错误;
故合理选项为C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分。
11. 下列有关说法中正确的是( )
A. 已知25℃时NH4CN溶液显碱性,则25℃时的电离平衡常数K(NH3·H2O)>K(HCN)
B. 由水电离出的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:Na+、Ba2+、HCO3-、Cl-可以大量共存
C. 已知Ksp(AgCl)=1.56×10-10, Ksp(Ag2CrO4)=9.0×10-12。向含有Cl-、CrO42-且浓度均为0.010 mol·L-1溶液中逐滴加入0.010 mol·L-1的AgNO3溶液时,CrO42-先产生沉淀
D. 常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(Na+)>c(CH3COO-)
【答案】A
【解析】
【详解】A.25℃时NH4CN水溶液显碱性,说明CN-的水解程度大于NH4+的水解程度,则HCN电离程度小于NH3•H2O电离程度,因此25℃时的电离常数K(NH3•H2O)>K(HCN),故A正确;
B.由水电离出的c(H+)=10-12mol•L-1的溶液中存在大量氢离子或氢氧根离子,HCO3-与氢离子和氢氧根离子均反应,在溶液中一定不能大量共存,故B错误;
C.析出沉淀时,AgCl溶液中c(Ag+)=mol/L=1.56×10-8mol/L,Ag2CrO4溶液中c(Ag+)=mol/L=3×10-5,c(Ag+)越小,则越先生成沉淀,所以2种阴离子产生沉淀的先后顺序为Cl-、CrO42-,故C错误;
D.常温下pH=7的CH3COOH和NaOH混合溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知:c(Na+)=c(CH3COO-),故D错误;
答案选A。
12.常温下,有下列四种溶液:
①
②
③
④
0.1mol/L 盐酸
pH = 3盐酸
0.1mol/L 氨水
pH = 11氨水
下列说法正确的是( )
A. 由水电离出的c(H+):①>③
B. ③稀释到原来的100倍后,pH与④相同
C. ①与③混合,若溶液pH = 7,则V(盐酸)>V(氨水)
D. ②与④混合,若溶液显碱性,则所得溶液中离子浓度可能为:c(NH4+)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
【答案】D
【解析】
【详解】A.相同浓度的氨水与盐酸,氨水实际上还会促进水的电离,所以由水电离产生的c(H+):①>③,故A错误;
B.如果③是强碱的话,稀释100倍,其pH一定为11,但是关键氨水是弱碱,无论稀释到什么程度,都会有未电离的氨水存在,所以pH一定比11要小,故B错误;
C.①与③混合得到的是氯化铵,氯化铵是强酸弱碱盐,显酸性,所以若想要其pH为7,则氨水的用量一定要比盐酸的用量大才可以,故C错误;
D.所得溶液显碱性,所以氢氧根离子的浓度一定要比氢离子的浓度大,而且铵根离子的浓度要比氯离子的浓度大,故D正确;
答案选D。
13.下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A. 向0.1mol·L-1CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B. 将CH3COONa溶液从20℃升温至30℃,溶液中减小
C. 向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D. 向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A项,,加水虽然促进电离,增大,但减小,保持不变,则溶液中增大,故A项错误;
B项,20℃升温至30℃,促进水解,且增大,则溶液中减小,故B项正确;
C项,向盐酸中加入氨水至中性,则,由电荷守恒可知,溶液中,即,故C项错误;
D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,相同,则,只与温度有关,而温度不变,则溶液中不变,故D项正确;
故答案选BD。
14.某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )
提示BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO42﹣(aq)的平衡常数Ksp=c(Ba2+)•c(SO42﹣),称为溶度积常数。
A. 加入Na2SO4可以使溶液由a点变到b点
B. 通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C. d点无BaSO4沉淀生成
D. a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
【答案】C
【解析】
【分析】该图中的是平衡曲线,线上的任意点都是平衡状态,b和d不是平衡状态。
【详解】A、硫酸钡溶液中存在着溶解平衡,a点在平衡曲线上,加入,会增大,平衡左移,应降低,故A错误;
B、d点时溶液不饱和,蒸发溶剂水, 、均增大,故B错误;
C、d点表示,溶液不饱和,不会有沉淀析出,所以C选项是正确的;
D、Ksp是一常数,温度不变Ksp不变,在曲线上的任意一点Ksp都相等,故D错误;
所以C选项是正确的。
15.常温下,甲酸、乙酸电离常数:Ka(HCOOH)=1.77x10-4、Ka(CH3COOH)=1.75 x10-5有甲、乙、丙三种溶液:
甲
1000 mL 0.1 mol/L HCOONa溶液
乙
1000 mL 0.1 mol/L CH3COONa溶液
丙
1000 mL含HCOONa、CH3COONa各0.05 mol的溶液
下列叙述错误的是( )
A. 溶液中c(Na+):甲=乙>丙
B. 溶液中阴、阳离子和酸分子总数:甲<丙<乙
C. 溶液pH:甲<丙<乙 D. 溶液中阴、阳离子总数:甲>丙>乙
【答案】A
【解析】溶液中c(Na+):甲=乙=丙,都等于0.1 mol/L,故A错误;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,所以溶液中阴、阳离子和酸分子总数:甲<丙<乙,故B正确;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,溶液pH:甲<丙<乙,故C正确;醋酸根水解程度大于甲酸根离子,氢离子浓度甲>丙>乙,溶液中阴、阳离子总数:甲>丙>乙,故D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共60分
16.在含有弱电解质的溶液中,往往有多个化学平衡共存。
(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则溶液中________(填“增大”“不变”或“减小”),写出表示该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式_________________________________;
(2)常温下向20 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl溶液40 mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如图所示。
回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-________(填“能”或“不能”)大量共存;
②当pH=7时,溶液中含碳元素的主要微粒为____________,溶液中各种离子(CO32-除外)的物质的量浓度的大小关系为________________;
③已知在25℃时,CO32-水解反应的平衡常数即水解常数Kh==2×10-4mol·L-1,当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,溶液的pH=________。
【答案】(1). 减小 (2). c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+) (3). 不能 (4). HCO3-、H2CO (5). c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-) (6). 10
【解析】
【分析】(1)根据稀释后溶液中存在的电离平衡的移动来回答,溶液中存在电荷守恒;
(2)常温下在20mL0.1mol/L Na2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL,先反应生成碳酸氢钠,再与盐酸反应生成二氧化碳、水,
①根据图2可知,pH=8时只有碳酸氢根离子,pH大于8时存在碳酸根离子和碳酸氢根离子离子,pH小于8时存在碳酸和碳酸氢根离子,在同一溶液中,H2CO3、HCO3-、CO32-不能共存;
②pH=7时,溶液中溶质为碳酸氢钠、氯化钠及碳酸,存在的离子主要为:H2CO3、HCO3-,溶液显示中性,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒判断溶液中各离子浓度大小关系;
③根据水解常数计算c(OH-),由根据水的离子积Kw计算c(H+),根据pH=-lgc(H+)计算。
【详解】(1)一定温度下,向1 L 0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中加入0.1 mol CH3COONa固体,则醋酸根离子浓度增大,醋酸的电离平衡逆向移动,氢离子浓度减小,所以= c(H+)/K,K为电离常数,氢离子浓度减小,则比值减小;该溶液中存在的离子只有钠离子、氢离子、氢氧根离子、醋酸根离子,符合电荷守恒,所以该混合溶液中所有离子浓度之间的一个等式为c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+);
(2)①由图可知,在同一溶液中,三种H2CO3、HCO3-、CO32-不能大量共存,碳酸根离子离子减少时碳酸氢根离子的浓度逐渐增大,碳酸氢根离子逐渐减少时,碳酸分子的浓度增大;
②由图可知,当pH=7时,部分碳酸氢根离子转化为碳酸,溶液中含碳元素主要微粒为HCO3-、H2CO3,此时溶液中的溶质为碳酸氢钠、碳酸、氯化钠,且氯化钠的物质的量大于碳酸氢钠的物质的量,因为溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),所以溶液中各离子的浓度关系为c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(H+)=c(OH-);
③当溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-)=2∶1时,根据Kh==2×10-4mol·L-1可得c(OH-)= 1×10-4mol·L-1,则c(H+)=1×10-10mol·L-1,所以溶液pH=10。
17.I.己知25℃时,乙酸和碳酸的电离平衡常数如下表:
物质的化学式
CH3COOH
H2CO3
电离平衡常数
K=1.8×10-5
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
(1)用饱和氨水吸收CO2可得到NH4HCO3溶液,若已知CH3COONH4溶液pH=7,则NH4HCO3溶液显___(填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
(2)25℃时,在0.lmol/L乙酸溶液中加入一定量的NaHCO3,保持温度不变,所得混合液的pH=6,那么混合液中=_______,该混合溶液中的离子浓度由大到小的顺序为:_______。
Ⅱ.某学生用0.2000mol•L-1的标准NaOH溶液滴定未知浓度的盐酸,其操作如下:
① 用蒸馏水洗涤碱式滴定管,并立即注入NaOH溶液至“0”刻度线以上;
② 固定好滴定管并使滴定管尖嘴充满液体;
③ 调节液面至“0”或“0”刻度线稍下,并记下读数;
④ 移取20.00mL待测液注入洁净的锥形瓶中,并加入3滴酚酞溶液;
⑤ 用标准液滴定至终点,记下滴定管液面读数。请回答:
(1)以上步骤有错误的是(填编号)_____________________,该错误操作会导致测定结果(填“偏大”、“偏小”或“无影响”)______________________。
(2)判断滴定终点的现象是:_______________________。
(3)如下图是某次滴定时的滴定管中的液面,其读数为______________mL。
(4)根据下列数据:请计算待测盐酸溶液的浓度:_____________________mol/L。
滴定次数
待测体积(mL)
标准烧碱体积(mL)
滴定前读数
滴定后读数
第一次
20.00
0.40
20.40
第二次
20.00
2.00
24.10
第三次
20.00
4.00
24.00
【答案】(1). 碱性 (2). 18 (3). c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-) (4). ① (5). 偏大 (6). 滴入最后一滴NaOH溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不变色 (7). 22.60 (8). 0.2000
【解析】
【分析】I.(1)电离平衡常数比较,因为H2CO3酸性比CH3COOH弱,根据盐类水解规律分析,碳酸氢根离子水解程度更大;
(2)根据pH和醋酸的电离常数计算,混合溶液pH=6显酸性.说明混合溶液为硝酸钠和醋酸,醋酸电离大于醋酸根离子水解;
II.(1)根据碱式滴定管在装液前应用所装液体进行润洗;根据c(待测)=分析不当操作对V(标准)×的影响,以此判断浓度的误差;
(2)根据溶液颜色变化且半分钟内不变色,可说明达到滴定终点;
(3)依据滴定管的规范性读数要求作答;
(4)三次消耗的标准氢氧化钠溶液体积分别为:20.00mL、20.00mL、22.10mL,其中第三次与前两次数据相差较大,应舍弃根据c(待测)=计算盐酸的浓度。
【详解】I. (1)已知CH3COONH4溶液pH=7,电离平衡常数可以知道醋酸电离程度小于等于一水合氨电离程度,根据盐类水解规律,因为酸性比弱,碳酸氢根离子水解程度比铵根离子水解程度更大,所以NH4HCO3溶液显碱性;
(2)根据pH可以知道和醋酸的电离常数,计算得出,
混合溶液pH=6显酸性,说明混合溶液为硝酸钠和醋酸,醋酸电离大于醋酸根离子水解,离子浓度大小为;
II.
(1)用蒸馏水洗涤碱式滴定管后应再用标准液润洗2-3次,否则残留在滴定管内的蒸馏水会稀释标准氢氧化钠溶液,使得标准氢氧化钠的测量体积偏大,从而使测量结果偏大。
(2)酚酞变色范围为:pH<8.2呈无色,8.2
(3)滴定管读数精确到0.01mL,所以读数为22.60。
(4)三次消耗的标准氢氧化钠溶液体积分别为:20.00mL、20.00mL、22.10mL,其中第三次与前两次数据相差较大,应舍弃,所以由前两次可求得消耗标准氢氧化钠溶液平均体积为20.00mL,则盐酸溶液浓度为:。
18.连二次硝酸(H2N2O2)是一种二元酸,可用于制N2O气体。
(1)连二次硝酸中氮元素的化合价为_________。
(2)常温下,用0.01mol•L﹣1的溶液NaOH滴定10mL0.01mol•L﹣1H2N2O2溶液,测得溶液pH与NaOH溶液体积的关系如图所示.
①写出H2N2O2在水溶液中的电离方程式:____________________________________。
②c点时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为____________________________________。
③b点时溶液中c(H2N2O2)_________(填“>”“<”或“=”,下同)c(N2O22﹣)。
④a点时溶液中c(Na+)_____c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣)。
(3)硝酸银溶液和连二次硝酸钠溶液混合,可以得到黄色的连二次硝酸银沉淀,向该分散系中滴加硫酸钠溶液,当白色沉淀和黄色沉淀共存时,已知Ksp(Ag2N2O2)=4.2×10﹣9 分散系中=3.0×10﹣4 此时Ksp(Ag2SO4)=__________。
【答案】(1). +1 (2). H2N2O2⇌HN2O2﹣+H+ (3). c(Na+)>c(N2O22﹣)>c(OH﹣)>c(HN2O2﹣)>c(H+) (4). > (5). > (6). 1.4×10﹣5
【解析】
【分析】(1)根据H2N2O2中H、O元素的化合价分别为+1、-2及总化合价之和为0进行计算N元素的化合价;
(2)①根据图象可知,0.01mol/L的H2N2O2溶液的pH=4.3,说明H2N2O2为二元弱酸,二元弱酸只要以第一步电离为主,据此写出其电离方程式;
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液,反应后溶质为Na2N2O2,N2O2-部分水解,溶液呈碱性,结合电荷守恒判断各离子浓度大小;
③b点溶质为NaHN2O2,溶液呈碱性,则HN2O2-的水解程度大于其电离程度;
④依据电荷守恒规律分析作答;
(3)依据溶度积规则将离子浓度的比值变形转化为溶度积之间的关系,可得出结论。
【详解】(1)H2N2O2分子中H的化合价为+1,O元素的化合价为-2,设N元素的化合价为x,根据总化合价之和为0可知:2x+(+1)×2+(-2)×2=0,解得:x=1,即N元素的化合价为+1;
(2)①根据图象可知,氢氧化钠溶液体积为0时,0.01mol/L的H2N2O2溶液的pH=4.3,说明H2N2O2为二元弱酸,二元弱酸只要以第一步电离为主,则其电离方程式为:;
②c点滴入20mL相同浓度的NaOH溶液,反应后溶质为,部分水解,溶液呈碱性,则:,由于溶液中氢氧根离子还来自水的电离及的水解,则,溶液中离子浓度大小为:;
③c点溶质为,溶液的pH>7,说明溶液显示碱性,则的水解程度大于其电离程度,所以;
④根据图象可知,a点时溶液的pH=7,溶液呈中性,则,根据电荷守恒可知c(Na+)=2c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣),所以c(Na+)>c(HN2O2﹣)+c(N2O22﹣);
(3)当两种沉淀共存时,,Ksp(Ag2SO4)=1.4×10﹣5。
19.有两条途径可以使重晶石(BaSO4)转化为碳酸钡,如下图示:
试回答下列问题:
(1)反应1中发生的主要反应为:BaSO4+4C=BaS+4CO,若1mol BaSO4完全反应,转移电子数约为_____。
(2)Na2CO3溶液的pH大于10,用离子方程式说明其主要原因_________________,含有等物质的量的Na2CO3和NaHSO4的两种溶液混合后其溶液中离子浓度由大到小的顺序为_____________。
(3)已知反应4中发生的反应为:BaSO4(s)+CO32—(aq)= BaCO3(s)+ SO42—(aq),若Ksp(BaSO4)=1×10 —10mol2·L—2,Ksp(BaCO3)=5×10—9mol2·L—2,则K的值为__________。
(4)若每次加入1L 2 mol• L—1的Na2CO3溶液,至少需要________次可将0.2mol BaSO4转化为BaCO3。
【答案】(1). 4.816×10 24 (2). CO32—+H2OHCO3—+OH— (3). c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3—)>c(OH—)>c(H+))>c(CO32—) (4). 0.02 (5). 6
【解析】
【分析】(1)依据化学方程式中元素化合价变化分析计算电子转移;
(2)Na2CO3 溶液的pH 大于10,说明溶液显碱性,碳酸根离子分步水解的原因;依据溶液中离子浓度比较大小;
(3)已知反应IV 中发生的反应为:BaSO4 ( s )+CO3 2-⇌BaCO3 ( s )+SO42-,平衡常数概念书写,同一溶液中钡离子浓度相同,结合溶度积常数表达式推算K;
(4)若每次加入1L 2mol•L-1的Na2CO3溶液,结合BaSO4 ( s )+CO3 2-⇌BaCO3 ( s )+SO42-,的平衡常数计算生成硫酸根离子物质的量得到将0.2mol BaSO4转化为BaCO3的次数。
【详解】(1),碳元素化合价0价变化为+2价,电子转移8e-,若1mol BaSO4完全反应,电子转移的数量为8NA= 4.816×10 24;
(2)Na2CO3 溶液的pH 大于10,说明溶液显碱性,碳酸根离子分步水解的原因; ,溶液中离子浓度大小为: c(Na+)>c(SO42-)>c(HCO3—)>c(OH—)>c(H+)>c(CO32—);
(3)已知反应IV 中发生的反应为: BaSO4(s)+CO32—(aq)= BaCO3(s)+ SO42—(aq),此反应平衡常数表达式,同一种溶液中钡离子浓度相同,;
(4)若每次加入1L 2mol/L的Na2CO3溶液,能处理BaSO4物质的量xmol
BaSO4(s)+CO32-(aq)= BaCO3(s)+ SO42-(aq)
2.0-x x
x=5.1,所以至少6次可以将0.2mol硫酸钡转化为BaCO3。
20.现有常温下pH=2的盐酸甲和pH=2的醋酸溶液乙,请根据下列操作回答问题:
(1)常温下0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程,下列表达式的数据一定增大的是 ________。
A.c(OH﹣) B. C.c(H+)•c(OH﹣) D.
(2)取10mL的乙溶液,加入少量无水醋酸钠固体(假设加入固体前后,溶液体积保持不变),待固体溶解后,溶液中的比值将______________(填“增大”、“减小”或“无法确定”)。
(3)取等体积的甲、乙两溶液,分别用等浓度的NaOH稀溶液中和,则消耗的NaOH溶液的体积大小关系为:V(甲)________V(乙)( 填“>”、“<”或“=”)。
(4)已知25℃时,两种酸的电离平衡常数如下:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数K1
1.8×10﹣5
4.3×10﹣7
30×10﹣8
K2
﹣﹣
5.6×10﹣11
﹣﹣
相同温度下,pH相同的NaClO和CH3COOK两种溶液中,[c(Na+)-c(ClO-)]___ [c(K+)-c(CH3COO-)](填“>”“=”或“<”)。
(5)常温下,取99mL甲溶液与1mL 1mol/L的NaOH溶液混合(忽略溶液体积变化),恢复至常温时其pH=______。
【答案】(1). ABD (2). 减小 (3). < (4). = (5). 10
【解析】
【分析】(1)CH3COOH溶液加水稀释过程,促进电离,n(H+)增大,酸性减弱c(H+)减小,c(OH-)增大,Kw不变;
(2)醋酸是弱电解质,加水稀释促进醋酸电离;向醋酸中加入醋酸钠固体,溶液中醋酸根离子浓度增大,抑制醋酸电离;
(3)pH相等的醋酸和盐酸,醋酸的浓度大于盐酸,等体积等pH的两种酸,醋酸的物质的量大于盐酸,酸的物质的量越多需要等浓度的氢氧化钠溶液体积越大;
(4)根据电荷守恒规律分析作答;
(5)99mL0.01mol/L的盐酸溶液与1mL1mol/L的NaOH溶液混合溶液显碱性。
【详解】(1)A. 加水稀释,溶液中氢离子浓度减小,所以氢氧根离子浓度增大,A正确;
B. ,加水稀释,醋酸根离子浓度逐渐减小,Ka不变,故增大,B正确;
C. 温度不变时,c(H+)•c(OH﹣)为定值,加水稀释,c(H+)•c(OH﹣)不变,C错误;
D. 加水稀释,c(H+)减小,c(OH﹣)增大,增大,D正确;
故答案选ABD;
(2)向醋酸中加入醋酸钠,抑制醋酸的电离,减小;
(3)pH相等的醋酸和盐酸,醋酸的物质的量浓度大于盐酸,故消耗的NaOH溶液的体积醋酸更多;
(4)NaClO中,CH3COOK中,由于两份溶液的pH相同,则[c(Na+)-c(ClO-)]= [c(K+)-c(CH3COO-)];
(5),pOH=4,则pH=10.
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