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(苏教版)2020版高考化学新探究大一轮复习专题综合检测8(含解析)
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专题综合检测(八)
(时间:45分钟;满分:100分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)
1.正常人胃液的pH在0.3~1.2之间,胃酸(一般用盐酸表示)多了需要治疗。某些用以治疗胃酸过多的药物中含MgCO3、NaHCO3,也可用酒石酸钠来治疗。下列说法正确的是( )
A.碳酸、酒石酸都不是强酸
B.对人而言,酒石酸是必需的营养品
C.MgCO3、NaHCO3与胃酸作用产生CO2,在服药后有喝汽水的舒服感
D.酒石酸钠水解显酸性
解析:选A。用NaHCO3、 酒石酸钠治疗胃酸过多,说明NaHCO3、酒石酸钠能与H+反应生成弱电解质,碳酸、酒石酸都不是强酸。C选项由于生成大量CO2,胃有膨胀的感觉,会不舒服。
2.某合作学习小组的同学对冰醋酸在25 ℃下的稀释过程,有如下思辨,你认为不正确的是( )
A.醋酸的电离常数不变
B.溶液中c(H+)持续增大
C.pH先减小后增大
D.醋酸的分子数不断减少
解析:选B。电离常数只与温度有关,A正确;c(H+)先增大后减小,B不正确,C正确;稀释过程中,电离平衡右移,CH3COOH分子数不断减少,D正确。
3.下列实验操作正确的是( )
A.用100 mL容量瓶配制50 mL一定浓度的HCl溶液
B.中和滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后直接装入待测液
C.用稀硫酸洗涤久置石灰水的试剂瓶
D.测pH时用pH试纸蘸取稀盐酸,取出与标准比色卡对比
解析:选B。A项中100 mL容量瓶只能配制100 mL的溶液。C项中硫酸钙是微溶物,应用稀盐酸或稀硝酸洗涤。D项中会污染盐酸且所测pH不准确,应用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中部,再与标准比色卡对比。
4.(2019·石家庄高三模拟)25 ℃时,关于①0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液 ②0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列叙述正确的是( )
A.若向①中加适量水,溶液中c(Cl-)/c(NH )的值减小
B.若向②中加适量水,水的电离平衡正向移动
C.若将①和②均稀释100倍,①的pH变化更大
D.若将①和②混合,所得溶液的pH=7,则溶液中的c(NH3·H2O)>c(Na+)
解析:选B。A项,NH4Cl溶液中加适量水,若不考虑NH 水解,则c(NH)、c(Cl-)成比例减小,c(Cl-)/c(NH)不变,但加水稀释促进NH 水解(NH+H2ONH3·H2O+H+),c(NH )减小的更多,比值增大,错误;B项,NaOH溶液抑制水的电离,加水稀释,c(OH-)减小,则c(H+)增大,H+均来源于水的电离,所以水的电离程度增大,正确;C项,加水稀释100倍,NaOH的pH变化2,NH4Cl pH变化小于2,错误;D项,溶液呈中性,由电荷守恒有c(Na+)+c(NH)=c(Cl-),Cl-均来源于NH4Cl,有c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O),则c(NH3·H2O)=c(Na+),错误。
5.(2016·高考全国卷Ⅰ)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(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
解析:选D。当恰好完全中和时,生成NH4Cl,而NH4Cl溶液呈酸性,酚酞的变色范围为pH=8.2~10.0,甲基橙的变色范围为pH=3.1~4.4,故应选甲基橙作指示剂,A项错误;当V(盐酸)=20.0 mL时,恰好完全反应,溶液呈酸性,B项错误;M点时由溶液中电荷守恒知c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),298 K时,pH为7的溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),则c(NH)=c(Cl-),但c(NH)=c(Cl-)≫c(H+)=c(OH-),C项错误;该温度下,0.10 mol·L-1一元强碱溶液的pH=13,若0.10 mol·L-1一元弱碱溶液的电离度为10%,则其pH=12,而0.10 mol·L-1氨水的电离度小于10%,故溶液的pH<12,D项正确。
6.(2017·高考江苏卷改编)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1 的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者小于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
解析:选D。HCOONa溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),NH4Cl溶液中存在c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),两溶液中有c(Na+)=c(Cl-),只要比较HCOONa溶液中c(H+)与NH4Cl溶液中c(OH-)的大小即可,由电离常数可知,NH的水解程度比HCOO-的大,则NH4Cl溶液中c(H+)较HCOONa溶液中c(OH-)大,即NH4Cl溶液中c(OH-)较HCOONa溶液中c(H+)小,所以有 c(Na+)+c(H+)>c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),A项错误;CH3COOH的电离平衡常数比HCOOH的小,即CH3COOH的酸性弱,则相同pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的,和NaOH反应时,CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大,B项错误;反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,溶液呈酸性,由电荷守恒得:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒得:2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),则 c(HCOO-)>c(Na+)>c(HCOOH),所以c(HCOO-)+c(OH-)>c(HCOOH)+c(H+),C项错误;反应后得到c(CH3COONa)=c(CH3COOH)=c(NaCl)的混合溶液,由物料守恒得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pH<7,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于 c(CH3COOH),D项正确。
7.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,T时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示[注:第一次平衡时c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是( )
A.常温下,PbI2的Ksp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变
C.常温下Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的化学平衡常数为5×1018
D.T时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp 增大
解析:选C。由PbI2Pb2++2I-得Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=1×10-3×(2×10-3)2=4×10-9,A错误;由于硝酸铅是强电解质,完全电离产生Pb2+,Pb2+浓度增大,PbI2的溶解度减小,B错误;PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的平衡常数K====5×1018,C正确;T时刻若改变的条件是升高温度,c(Pb2+)、c(I-)均呈增大趋势,D错误。
8.(2018·高考天津卷)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO的分布分数δ随pH的变化如图2所示。
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H2PO、HPO和PO
C.随c初始(H2PO)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
解析:选D。LiH2PO4溶液中存在H2PO的电离平衡:H2POH++HPO、HPOH++PO,H2PO的水解平衡:H2PO+H2OH3PO4+OH-,H2O的电离平衡:H2OH++OH-,溶液中存在4个平衡,A项错误;含P元素的粒子有H2PO、HPO、PO、H3PO4,B项错误;根据图1,随着c初始(H2PO)增大,溶液的pH先逐渐减小后趋向不变,C项错误;根据图2,当pH=4.66时,δ=0.994,即H2PO的分布分数为0.994,故当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D项正确。
9.(2019·靖远联考)25℃ 时,改变0.1 mol/L RCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分数α(X)=c(X)/[c(RCOOH)+c(RCOO-)];甲酸(HCOOH)与丙酸(CH3CH2COOH)中酸分子的分布分数与pH的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.丙酸的酸性比甲酸强
B.CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+的lg K=-4.88
C.若0.1 mol/L甲酸溶液的pH=2.33,则0.01 mol/L甲酸溶液的pH=3.33
D.将0.1 mol/L的HCOOH溶液与0.1 mol/L的HCOONa溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(HCOOH)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选B。由图中信息可知,相同pH时,丙酸的酸分子的分布分数大,说明电离程度小,故其酸性比甲酸弱,A错误;pH=4.88时,丙酸的酸分子的分布分数为50%,即c(CH3CH2COOH)=c(CH3CH2COO-),根据CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+电离过程可知,lg Ka=lg c(H+)=-4.88,B正确;稀释弱酸,电离程度增大,故若0.1 mol/L甲酸溶液的pH=2.33,则0.01 mol/L甲酸溶液的pH<3.33,C错误;将0.1 mol/L的HCOOH溶液与0.1 mol/L的HCOONa溶液等体积混合,电离过程大于水解过程,所得溶液呈酸性,即c(OH-)<c(H+),D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
10.(9分)若用0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示。
(1)当pH=8时,溶液中的离子浓度大小顺序为________________________。
(2)滴定过程中,下列关系中正确的是________。
A.pH=7时:c(Na+)+c(OH- )=c(CH3COOH)+c(H+)
B.a点时:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.b点时:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
(3)若向该醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,则溶液的pH会________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:(1)由电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。(2)A项,由电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),错误。B项,a点时为等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa的混合液,有c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO— )],错误。C项,b点时恰好完全反应,溶质为CH3COONa,根据物料守恒可知C项正确。(3)加入醋酸钠固体,抑制CH3COOH电离,c(H+)减小,pH增大。
答案:(1)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)C (3)增大
11.(14分)在25 ℃时,对于0.1 mol·L-1的氨水,请回答以下问题:
(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”);
(2)若向氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1∶1,此时溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”),用离子方程式表示其原因:____________________________________,此时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________________;
(3)若向氨水中加入0.05 mol·L-1稀硫酸至溶液正好呈中性,所用氨水的体积V1与稀硫酸的体积V2的关系为V1________V2(填“大于”“小于”或“等于”),写出溶液中各离子浓度之间满足的电荷守恒表达式:________________________。
解析:(1)NH3·H2ONH+OH-,加入硫酸铵固体,虽然平衡向逆反应方向移动,OH-浓度减小,但平衡常数不变,K=,则增大。
(2)两者恰好完全反应生成硫酸铵,则NH水解溶液呈酸性。(3)若恰好完全反应生成硫酸铵,则NH水解溶液呈酸性,若要pH=7,则硫酸的量要少一些。
答案:(1)增大 (2)小于 NH+H2ONH3·H2O+H+ c(NH)>c(SO )>c(H+)>c(OH-)
(3)大于 c(NH)+c(H+)=2c(SO )+c(OH-)
12.(16分)现实验室用0.2 mol·L-1 的KMnO4溶液(硫酸酸化)做分析滴定实验,滴定KHSO3溶液。量取20.00 mL待测的KHSO3溶液于锥形瓶中,用____________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装配制的标准KMnO4溶液,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视着________________,直至滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液变为浅紫红色且30 s内不变色为止。后又重复做了两次平行实验,数据如下表。
第一次
第二次
第三次
起始读数/mL
1.10
1.42
0.35
终点读数/mL
21.12
21.40
22.43
(1)用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管量取KHSO3溶液,KHSO3溶液中各离子浓度大小关系为________________________________。
(2)滴定过程中反应的离子方程式为__________________________________________,待测KHSO3溶液中c(KHSO3)=________mol·L-1。
(3)若滴定过程中只出现下列情形之一时,会导致实验测定结果偏大的有____________(填编号)。
①配制标准KMnO4溶液时,加硫酸酸化后未冷却至室温便注入到容量瓶中
②滴定完毕读数时呈俯视姿态
③滴定时过早地判断滴定终点(实验过后发现锥形瓶溶液变为无色)
④滴定前盛装KMnO4溶液的滴定管尖嘴上有气泡未排尽,而滴定后消失
⑤盛装待测KHSO3溶液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测KHSO3溶液润洗
⑥滴定时操作不当致使KMnO4溶液从活塞处流出少许
⑦KHSO3溶液中含有少量NaCl杂质
解析:KMnO4溶液具有强氧化性会腐蚀橡胶管,所以用酸式滴定管量取。滴定过程中眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色变化,当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液变为浅紫红色且30 s不变色,说明已达到滴定终点。
(1)因为HSO的电离(HSOH++SO -)大于其水解(HSO+H2OH2SO3+OH-),所以KHSO3溶液呈酸性,用酸式滴定管盛装。KHSO3溶液中各离子浓度大小关系为c(K+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO -)>c(OH-)。
(2)MnO在酸性条件下的还原产物为Mn2+,HSO的氧化产物为SO -,利用电子守恒先配氧化还原反应:2MnO+5HSO―→2Mn2++5SO -,再结合溶液呈酸性,进行缺项配平。上表中三组数据第三组误差较大舍去,所以得V(KMnO4)=20.00 mL。c(KHSO3)== 0.500 0 mol·L-1。
(3)①由于热溶液体积膨胀,冷却后所配溶液体积减小,KMnO4浓度比计算值大,滴定时消耗KMnO4溶液体积比理论值小,即所取V(KMnO4)偏小,可知c(KHSO3)偏小。②滴定完毕后由于俯视读数,读数偏小,计算时则c(KHSO3)偏小。③判断终点过早,即滴入KMnO4溶液体积偏小,致使c(KHSO3)的浓度偏小。④⑥操作中实际进入锥形瓶中的KMnO4溶液体积比读数小,则c(KHSO3)偏大。⑤操作正确。⑦中杂质Cl-可被KMnO4氧化,多消耗KMnO4溶液,致使c(KHSO3)偏大。
答案:酸式 锥形瓶中溶液颜色变化
(1)酸式 c(K+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO -)>c(OH-)
(2)2MnO+5HSO+ H+===2Mn2++5SO -+ 3H2O 0.500 0
(3)④⑥⑦
13.(16分)(2019·漳州模拟)钪(M=45 g/mol)及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_____________________________________
_________________________________________________________。
(2)先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣的主要成分是__________;再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为____________。
{已知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31}
(3)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH=2的草酸溶液中=__________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式:__________________________________。[已知Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5]
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为__________________________________
_________________________________________________________。
(5)废酸中含钪量为15 mg/L,V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。
解析:(1)不同的液体在混合时,一般先加密度较小、易挥发的,后加密度大、难挥发的,若混合时放热,则最后加受热易分解的,因此,混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入H2O2中,并不断搅拌。(2)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子,洗涤“油相”已除去大量的钛离子,根据Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31,可以求出使三种离子沉淀完全的pH,发现锰离子沉淀完全时pH约为10,钪离子沉淀完全时pH约为5,而铁离子沉淀完全时pH约为4,所以先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是Fe(OH)3;再向滤液中加入氨水调节pH=6,此时溶液中c(OH-)=10-8 mol/L,滤液中Sc3+的浓度为=9.0×10-7mol/L。(3)25 ℃时pH=2的草酸溶液中=××=Ka2(H2C2O4)×Ka1(H2C2O4)×=6.4×10-5×5.9×10-2×≈3.8×10-2;“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3++3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓+6H+。(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。(5)废酸中含钪量为15 mg/L,则V L废酸中含钪的质量为15×10-3 g/L×V L=0.015V g,所以最多可提取Sc2O3的质量为×=0.023V g。
答案:(1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入H2O2中,并不断搅拌
(2)Fe(OH)3 9.0×10-7mol/L
(3)3.8×10-2 2Sc3++3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓+6H+
(4)2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(5)0.023V g
(时间:45分钟;满分:100分)
一、选择题(本题包括9小题,每小题5分,共45分)
1.正常人胃液的pH在0.3~1.2之间,胃酸(一般用盐酸表示)多了需要治疗。某些用以治疗胃酸过多的药物中含MgCO3、NaHCO3,也可用酒石酸钠来治疗。下列说法正确的是( )
A.碳酸、酒石酸都不是强酸
B.对人而言,酒石酸是必需的营养品
C.MgCO3、NaHCO3与胃酸作用产生CO2,在服药后有喝汽水的舒服感
D.酒石酸钠水解显酸性
解析:选A。用NaHCO3、 酒石酸钠治疗胃酸过多,说明NaHCO3、酒石酸钠能与H+反应生成弱电解质,碳酸、酒石酸都不是强酸。C选项由于生成大量CO2,胃有膨胀的感觉,会不舒服。
2.某合作学习小组的同学对冰醋酸在25 ℃下的稀释过程,有如下思辨,你认为不正确的是( )
A.醋酸的电离常数不变
B.溶液中c(H+)持续增大
C.pH先减小后增大
D.醋酸的分子数不断减少
解析:选B。电离常数只与温度有关,A正确;c(H+)先增大后减小,B不正确,C正确;稀释过程中,电离平衡右移,CH3COOH分子数不断减少,D正确。
3.下列实验操作正确的是( )
A.用100 mL容量瓶配制50 mL一定浓度的HCl溶液
B.中和滴定前,锥形瓶用蒸馏水洗净后直接装入待测液
C.用稀硫酸洗涤久置石灰水的试剂瓶
D.测pH时用pH试纸蘸取稀盐酸,取出与标准比色卡对比
解析:选B。A项中100 mL容量瓶只能配制100 mL的溶液。C项中硫酸钙是微溶物,应用稀盐酸或稀硝酸洗涤。D项中会污染盐酸且所测pH不准确,应用玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中部,再与标准比色卡对比。
4.(2019·石家庄高三模拟)25 ℃时,关于①0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液 ②0.1 mol·L-1的NaOH溶液,下列叙述正确的是( )
A.若向①中加适量水,溶液中c(Cl-)/c(NH )的值减小
B.若向②中加适量水,水的电离平衡正向移动
C.若将①和②均稀释100倍,①的pH变化更大
D.若将①和②混合,所得溶液的pH=7,则溶液中的c(NH3·H2O)>c(Na+)
解析:选B。A项,NH4Cl溶液中加适量水,若不考虑NH 水解,则c(NH)、c(Cl-)成比例减小,c(Cl-)/c(NH)不变,但加水稀释促进NH 水解(NH+H2ONH3·H2O+H+),c(NH )减小的更多,比值增大,错误;B项,NaOH溶液抑制水的电离,加水稀释,c(OH-)减小,则c(H+)增大,H+均来源于水的电离,所以水的电离程度增大,正确;C项,加水稀释100倍,NaOH的pH变化2,NH4Cl pH变化小于2,错误;D项,溶液呈中性,由电荷守恒有c(Na+)+c(NH)=c(Cl-),Cl-均来源于NH4Cl,有c(Cl-)=c(NH)+c(NH3·H2O),则c(NH3·H2O)=c(Na+),错误。
5.(2016·高考全国卷Ⅰ)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(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pH<12
解析:选D。当恰好完全中和时,生成NH4Cl,而NH4Cl溶液呈酸性,酚酞的变色范围为pH=8.2~10.0,甲基橙的变色范围为pH=3.1~4.4,故应选甲基橙作指示剂,A项错误;当V(盐酸)=20.0 mL时,恰好完全反应,溶液呈酸性,B项错误;M点时由溶液中电荷守恒知c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),298 K时,pH为7的溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),则c(NH)=c(Cl-),但c(NH)=c(Cl-)≫c(H+)=c(OH-),C项错误;该温度下,0.10 mol·L-1一元强碱溶液的pH=13,若0.10 mol·L-1一元弱碱溶液的电离度为10%,则其pH=12,而0.10 mol·L-1氨水的电离度小于10%,故溶液的pH<12,D项正确。
6.(2017·高考江苏卷改编)常温下,Ka(HCOOH)=1.77×10-4,Ka(CH3COOH)=1.75×10-5,Kb(NH3·H2O)=1.76×10-5,下列说法正确的是( )
A.浓度均为0.1 mol·L-1 的HCOONa和NH4Cl溶液中阳离子的物质的量浓度之和:前者小于后者
B.用相同浓度的NaOH溶液分别滴定等体积pH均为3的HCOOH和CH3COOH溶液至终点,消耗NaOH溶液的体积相等
C.0.2 mol·L-1 HCOOH与0.1 mol·L-1 NaOH等体积混合后的溶液中:c(HCOO-)+c(OH-)=c(HCOOH)+c(H+)
D.0.2 mol·L-1 CH3COONa与0.1 mol·L-1盐酸等体积混合后的溶液中(pH<7):c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH)>c(H+)
解析:选D。HCOONa溶液中存在c(Na+)+c(H+)=c(HCOO-)+c(OH-),NH4Cl溶液中存在c(NH)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),两溶液中有c(Na+)=c(Cl-),只要比较HCOONa溶液中c(H+)与NH4Cl溶液中c(OH-)的大小即可,由电离常数可知,NH的水解程度比HCOO-的大,则NH4Cl溶液中c(H+)较HCOONa溶液中c(OH-)大,即NH4Cl溶液中c(OH-)较HCOONa溶液中c(H+)小,所以有 c(Na+)+c(H+)>c(Cl-)+c(OH-)=c(NH)+c(H+),A项错误;CH3COOH的电离平衡常数比HCOOH的小,即CH3COOH的酸性弱,则相同pH的CH3COOH溶液的浓度大于HCOOH的,和NaOH反应时,CH3COOH溶液消耗NaOH溶液的体积较大,B项错误;反应后得到c(HCOOH)与c(HCOONa)相等的混合溶液,溶液呈酸性,由电荷守恒得:c(HCOO-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),由物料守恒得:2c(Na+)=c(HCOOH)+c(HCOO-),则 c(HCOO-)>c(Na+)>c(HCOOH),所以c(HCOO-)+c(OH-)>c(HCOOH)+c(H+),C项错误;反应后得到c(CH3COONa)=c(CH3COOH)=c(NaCl)的混合溶液,由物料守恒得:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Cl-),pH<7,则CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,即c(CH3COO-)>c(Cl-)>c(CH3COOH),电离和水解均很微弱,故c(H+)小于 c(CH3COOH),D项正确。
7.常温下,取一定量的PbI2固体配成饱和溶液,T时刻改变某一条件,离子的浓度变化如图所示[注:第一次平衡时c(I-)=2×10-3 mol·L-1,c(Pb2+)=1×10-3 mol·L-1],下列有关说法正确的是( )
A.常温下,PbI2的Ksp=2×10-6
B.温度不变,向PbI2饱和溶液中加入少量硝酸铅浓溶液,PbI2的溶解度不变,Pb2+浓度不变
C.常温下Ksp(PbS)=8×10-28,向PbI2的悬浊液中加入Na2S溶液,PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的化学平衡常数为5×1018
D.T时刻改变的条件是升高温度,PbI2的Ksp 增大
解析:选C。由PbI2Pb2++2I-得Ksp=c(Pb2+)·c2(I-)=1×10-3×(2×10-3)2=4×10-9,A错误;由于硝酸铅是强电解质,完全电离产生Pb2+,Pb2+浓度增大,PbI2的溶解度减小,B错误;PbI2(s)+S2-(aq)PbS(s)+2I-(aq)反应的平衡常数K====5×1018,C正确;T时刻若改变的条件是升高温度,c(Pb2+)、c(I-)均呈增大趋势,D错误。
8.(2018·高考天津卷)LiH2PO4是制备电池的重要原料。室温下,LiH2PO4溶液的pH随c初始(H2PO)的变化如图1所示,H3PO4溶液中H2PO的分布分数δ随pH的变化如图2所示。
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H2PO、HPO和PO
C.随c初始(H2PO)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
解析:选D。LiH2PO4溶液中存在H2PO的电离平衡:H2POH++HPO、HPOH++PO,H2PO的水解平衡:H2PO+H2OH3PO4+OH-,H2O的电离平衡:H2OH++OH-,溶液中存在4个平衡,A项错误;含P元素的粒子有H2PO、HPO、PO、H3PO4,B项错误;根据图1,随着c初始(H2PO)增大,溶液的pH先逐渐减小后趋向不变,C项错误;根据图2,当pH=4.66时,δ=0.994,即H2PO的分布分数为0.994,故当pH达到4.66时,H3PO4几乎全部转化为LiH2PO4,D项正确。
9.(2019·靖远联考)25℃ 时,改变0.1 mol/L RCOOH溶液的pH,溶液中RCOOH、RCOO-的微粒分布分数α(X)=c(X)/[c(RCOOH)+c(RCOO-)];甲酸(HCOOH)与丙酸(CH3CH2COOH)中酸分子的分布分数与pH的关系如图所示。
下列说法正确的是( )
A.丙酸的酸性比甲酸强
B.CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+的lg K=-4.88
C.若0.1 mol/L甲酸溶液的pH=2.33,则0.01 mol/L甲酸溶液的pH=3.33
D.将0.1 mol/L的HCOOH溶液与0.1 mol/L的HCOONa溶液等体积混合,所得溶液中:c(Na+)>c(HCOOH)>c(HCOO-)>c(OH-)>c(H+)
解析:选B。由图中信息可知,相同pH时,丙酸的酸分子的分布分数大,说明电离程度小,故其酸性比甲酸弱,A错误;pH=4.88时,丙酸的酸分子的分布分数为50%,即c(CH3CH2COOH)=c(CH3CH2COO-),根据CH3CH2COOHCH3CH2COO-+H+电离过程可知,lg Ka=lg c(H+)=-4.88,B正确;稀释弱酸,电离程度增大,故若0.1 mol/L甲酸溶液的pH=2.33,则0.01 mol/L甲酸溶液的pH<3.33,C错误;将0.1 mol/L的HCOOH溶液与0.1 mol/L的HCOONa溶液等体积混合,电离过程大于水解过程,所得溶液呈酸性,即c(OH-)<c(H+),D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
10.(9分)若用0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 mol·L-1 NaOH溶液,滴定曲线如图所示。
(1)当pH=8时,溶液中的离子浓度大小顺序为________________________。
(2)滴定过程中,下列关系中正确的是________。
A.pH=7时:c(Na+)+c(OH- )=c(CH3COOH)+c(H+)
B.a点时:c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-)
C.b点时:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1
(3)若向该醋酸溶液中加入少量的醋酸钠固体,则溶液的pH会________(填“增大”“减小”或“不变”)。
解析:(1)由电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)。(2)A项,由电荷守恒式为c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),错误。B项,a点时为等物质的量浓度的NaOH和CH3COONa的混合液,有c(Na+)=2[c(CH3COOH)+c(CH3COO— )],错误。C项,b点时恰好完全反应,溶质为CH3COONa,根据物料守恒可知C项正确。(3)加入醋酸钠固体,抑制CH3COOH电离,c(H+)减小,pH增大。
答案:(1)c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
(2)C (3)增大
11.(14分)在25 ℃时,对于0.1 mol·L-1的氨水,请回答以下问题:
(1)若向氨水中加入少量硫酸铵固体,此时溶液中将________(填“增大”“减小”或“不变”);
(2)若向氨水中加入pH=1的硫酸,且氨水与硫酸的体积比为1∶1,此时溶液的pH________7(填“大于”“小于”或“等于”),用离子方程式表示其原因:____________________________________,此时溶液中各离子浓度由大到小的顺序为________________________;
(3)若向氨水中加入0.05 mol·L-1稀硫酸至溶液正好呈中性,所用氨水的体积V1与稀硫酸的体积V2的关系为V1________V2(填“大于”“小于”或“等于”),写出溶液中各离子浓度之间满足的电荷守恒表达式:________________________。
解析:(1)NH3·H2ONH+OH-,加入硫酸铵固体,虽然平衡向逆反应方向移动,OH-浓度减小,但平衡常数不变,K=,则增大。
(2)两者恰好完全反应生成硫酸铵,则NH水解溶液呈酸性。(3)若恰好完全反应生成硫酸铵,则NH水解溶液呈酸性,若要pH=7,则硫酸的量要少一些。
答案:(1)增大 (2)小于 NH+H2ONH3·H2O+H+ c(NH)>c(SO )>c(H+)>c(OH-)
(3)大于 c(NH)+c(H+)=2c(SO )+c(OH-)
12.(16分)现实验室用0.2 mol·L-1 的KMnO4溶液(硫酸酸化)做分析滴定实验,滴定KHSO3溶液。量取20.00 mL待测的KHSO3溶液于锥形瓶中,用____________(填“酸式”或“碱式”)滴定管盛装配制的标准KMnO4溶液,边滴边摇动锥形瓶,眼睛注视着________________,直至滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液变为浅紫红色且30 s内不变色为止。后又重复做了两次平行实验,数据如下表。
第一次
第二次
第三次
起始读数/mL
1.10
1.42
0.35
终点读数/mL
21.12
21.40
22.43
(1)用________(填“酸式”或“碱式”)滴定管量取KHSO3溶液,KHSO3溶液中各离子浓度大小关系为________________________________。
(2)滴定过程中反应的离子方程式为__________________________________________,待测KHSO3溶液中c(KHSO3)=________mol·L-1。
(3)若滴定过程中只出现下列情形之一时,会导致实验测定结果偏大的有____________(填编号)。
①配制标准KMnO4溶液时,加硫酸酸化后未冷却至室温便注入到容量瓶中
②滴定完毕读数时呈俯视姿态
③滴定时过早地判断滴定终点(实验过后发现锥形瓶溶液变为无色)
④滴定前盛装KMnO4溶液的滴定管尖嘴上有气泡未排尽,而滴定后消失
⑤盛装待测KHSO3溶液的锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测KHSO3溶液润洗
⑥滴定时操作不当致使KMnO4溶液从活塞处流出少许
⑦KHSO3溶液中含有少量NaCl杂质
解析:KMnO4溶液具有强氧化性会腐蚀橡胶管,所以用酸式滴定管量取。滴定过程中眼睛要注视锥形瓶中溶液颜色变化,当滴入最后一滴KMnO4溶液,锥形瓶中溶液变为浅紫红色且30 s不变色,说明已达到滴定终点。
(1)因为HSO的电离(HSOH++SO -)大于其水解(HSO+H2OH2SO3+OH-),所以KHSO3溶液呈酸性,用酸式滴定管盛装。KHSO3溶液中各离子浓度大小关系为c(K+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO -)>c(OH-)。
(2)MnO在酸性条件下的还原产物为Mn2+,HSO的氧化产物为SO -,利用电子守恒先配氧化还原反应:2MnO+5HSO―→2Mn2++5SO -,再结合溶液呈酸性,进行缺项配平。上表中三组数据第三组误差较大舍去,所以得V(KMnO4)=20.00 mL。c(KHSO3)== 0.500 0 mol·L-1。
(3)①由于热溶液体积膨胀,冷却后所配溶液体积减小,KMnO4浓度比计算值大,滴定时消耗KMnO4溶液体积比理论值小,即所取V(KMnO4)偏小,可知c(KHSO3)偏小。②滴定完毕后由于俯视读数,读数偏小,计算时则c(KHSO3)偏小。③判断终点过早,即滴入KMnO4溶液体积偏小,致使c(KHSO3)的浓度偏小。④⑥操作中实际进入锥形瓶中的KMnO4溶液体积比读数小,则c(KHSO3)偏大。⑤操作正确。⑦中杂质Cl-可被KMnO4氧化,多消耗KMnO4溶液,致使c(KHSO3)偏大。
答案:酸式 锥形瓶中溶液颜色变化
(1)酸式 c(K+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO -)>c(OH-)
(2)2MnO+5HSO+ H+===2Mn2++5SO -+ 3H2O 0.500 0
(3)④⑥⑦
13.(16分)(2019·漳州模拟)钪(M=45 g/mol)及其化合物具有许多优良的性能,在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪(Sc2O3)的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤水是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合的实验操作是_____________________________________
_________________________________________________________。
(2)先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣的主要成分是__________;再向滤液加入氨水调节pH=6,滤液中Sc3+的浓度为____________。
{已知:Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31}
(3)用草酸“沉钪”。25 ℃时pH=2的草酸溶液中=__________(保留两位有效数字)。写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式:__________________________________。[已知Ka1(H2C2O4)=5.9×10-2,Ka2(H2C2O4)=6.4×10-5]
(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为__________________________________
_________________________________________________________。
(5)废酸中含钪量为15 mg/L,V L废酸最多可提取Sc2O3的质量为____________。
解析:(1)不同的液体在混合时,一般先加密度较小、易挥发的,后加密度大、难挥发的,若混合时放热,则最后加受热易分解的,因此,混合的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入H2O2中,并不断搅拌。(2)废酸中含钪、钛、铁、锰等离子,洗涤“油相”已除去大量的钛离子,根据Ksp[Mn(OH)2]=1.9×10-13、Ksp[Fe(OH)3]=2.6×10-39,Ksp[Sc(OH)3]=9.0×10-31,可以求出使三种离子沉淀完全的pH,发现锰离子沉淀完全时pH约为10,钪离子沉淀完全时pH约为5,而铁离子沉淀完全时pH约为4,所以先加入氨水调节pH=3,过滤,滤渣主要成分是Fe(OH)3;再向滤液中加入氨水调节pH=6,此时溶液中c(OH-)=10-8 mol/L,滤液中Sc3+的浓度为=9.0×10-7mol/L。(3)25 ℃时pH=2的草酸溶液中=××=Ka2(H2C2O4)×Ka1(H2C2O4)×=6.4×10-5×5.9×10-2×≈3.8×10-2;“沉钪”得到草酸钪的离子方程式为2Sc3++3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓+6H+。(4)草酸钪“灼烧”氧化的化学方程式为2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2。(5)废酸中含钪量为15 mg/L,则V L废酸中含钪的质量为15×10-3 g/L×V L=0.015V g,所以最多可提取Sc2O3的质量为×=0.023V g。
答案:(1)将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不断搅拌,冷却后再慢慢注入H2O2中,并不断搅拌
(2)Fe(OH)3 9.0×10-7mol/L
(3)3.8×10-2 2Sc3++3H2C2O4===Sc2(C2O4)3↓+6H+
(4)2Sc2(C2O4)3+3O22Sc2O3+12CO2
(5)0.023V g
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