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人教版高中化学选修4 第三章《水溶液中的离子平衡》同步练习(解析版)
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选修4第三章水溶液中的离子平衡同步练习(解析版)
第I卷(选择题)
一、单选题
1.常温下 ,向氨水中加水稀释的过程中,NH3•H2O的电离平衡常数、电离度、溶液导电性的变化正确的是
A.增大、增大、减小 B.不变、增大、减小
C.不变、减小、减小 D.减小、减小、增大
【答案】B
【解析】
向氨水中加水稀释的过程中,温度不变,则NH3•H2O的电离平衡常数不变;氨水越稀越电离,则电离度增大;但溶液总体积增大,微粒浓度减小,故溶液导电性减小,答案为B。
2.以0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定c mol·L-1,某弱酸HA溶液,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.可用甲基橙作滴定指示剂
B.指示剂指示的滴定终点就是反应终点
C.突变范围的大小与酸的强弱及酸的浓度有关
D.滴定时氢氧化钠溶液盛放在带活塞的滴定管中
【答案】C
【解析】
A.氢氧化钠和弱酸反应恰好反应生成的盐是强碱弱酸盐,盐水解显碱性,应选择碱性条件下变色的指示剂,不能选择甲基橙,应选择酚酞指示剂,故A错误;
B.反应终点是指酸和碱刚好完全反应,而指示剂是一个变色范围,故B错误;
C.当酸的酸性很强,浓度变稀时突变范围增大,突变范围的大小与酸的强弱及酸的浓度有关,故C正确;
D.带活塞的为酸式滴定管不能盛氢氧化钠溶液,滴定时氢氧化钠溶液盛放在碱式滴定管中,故D错误;
故选:C。
3.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.NaHSO4=Na++HSO4- B.NaHCO3=Na++H++CO32-
C.KClO3=K++Cl-+3O2- D.Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
【答案】D
【解析】
A.NaHSO4=Na++H++SO42-,故A错误;
B.NaHCO3=Na++HCO3-,故B错误;
C.KClO3=K++ClO3-,故C错误;
D.Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-,故D正确;
故选D。
4.在0.1mol/L的NH3•H2O溶液中,关系正确的是( )
A.c(NH3•H2O)>c (NH4+)>c (H+)>c (OH﹣)
B.c(NH4+)>c (NH3•H2O)>c (OH﹣)>c (H+)
C.c(NH3•H2O)>c (NH4+)=c (OH﹣)>c (H+)
D.c(NH3•H2O)>c (OH﹣)>c (NH4+)>c (H+)
【答案】D
【解析】
NH3•H2O是一元弱碱,属于弱电解质,在水溶液中少部分发生电离NH3•H2O= NH4+ + OH﹣,所以c(NH3•H2O)必大于c(NH4+)及c (OH﹣),根据电荷守恒c(OH﹣)=c(H+)+c(NH4+),所以c(OH﹣)>c(NH4+),综上所述, NH3•H2O>c (OH﹣)>c(NH4+)>c(H+ ),故答案选D。
5.当固体AgCl放在较浓的KI溶液中振荡时,部分AgCl转化为AgI,其原因是.( )
A.AgI比AgCl稳定 B.氯的非金属性比碘强
C.I-的还原性比Cl-强 D.AgI的溶解度比AgCl小
【答案】D
【解析】
固体AgCl放在较浓的KI溶液中振荡时,则部分AgCl转化为AgI,发生AgCl+I−=AgCl+Cl−,可知溶解度AgI
故选D。
6.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。下表是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数,由表格数据判断以下说法中不正确的是
酸
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
Ka
1.6×10-5
6.3×10-9
1.6×10-9
4.2×10-10
A.相同条件下在冰醋酸中,硝酸是这四种酸中最弱的酸
B.在冰醋酸中,这四种酸都没有完全电离
C.在冰醋酸中,硫酸的电离方程式为H2SO4⇌H++、⇌H++
D.电解质的强弱与所处的溶剂无关
【答案】D
【解析】
A.相同条件下在冰醋酸中,硝酸的电离常数最小,故其是这四种酸中最弱的酸,A说法正确;
B.在冰醋酸中,这四种酸的电离常数均较小,故其都没有完全电离,B说法正确;
C.在冰醋酸中,硫酸存在电离平衡,其电离方程式为H2SO4⇌H++、⇌H++,C说法正确;
D.这四种酸在水溶液中均为强酸,但在冰醋酸中却是弱酸,故电解质的强弱与所处的溶剂有关,D说法不正确。
综上所述,相关说法中不正确的是D。
7.常温下,下列关于pH=3的CH3COOH溶液的叙述错误的是
A.溶液中水电离出的c(H+)=10×10-11mol•L-1
B.与等体积pH=11的NaOH溶液混合,所得溶液pH=7
C.加入少量水稀释该溶液的过程中,增大
D.加入0.1mol•L-1CH3COONa溶液使pH=7,则c(CH3COO-)=c(Na+)
【答案】B
【解析】
A.pH=3的 CH3COOH溶液中c(H+)=1.0×10-3mol•L-1,醋酸抑制了水的电离,溶液中氢氧根离子来自水的电离,则由H2O电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-11mol•L-1,故A正确;
B.pH=3的 CH3COOH等体积pH=11的NaOH溶液混合,醋酸为弱酸,混合液中醋酸过量,反应后溶液呈酸性,故B错误;
C.由醋酸电离的平衡常数表达式可知,,加水稀释,氢离子浓度降低,温度不变,则平衡常数不变,则稀释过程中,,增大,故C正确;
D.滴加0.1 mol•L-1 CH3COONa溶液至pH=7时,根据电荷守恒可知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性则,c(CH3COO-)=c(Na+),故D正确;
答案选B。
8.已知草酸是二元弱酸,0.2 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性,关于NaHC2O4溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是( )
A.c(Na+)>c(HC2O4—)>c(C2O42—)>c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(H2C2O4)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(OH-)
D.c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2O42—)+c(OH-)
【答案】C
【解析】
A. NaHC2O4溶液中存在电离平衡:HC2O4—C2O42—+H+;还存在水解平衡:HC2O4—+H2OH2C2O4+OH-,由于溶液显酸性,故电离程度大于水解程度,所以c(C2O42—)>c(H2C2O4),故A正确;
B. 等式关系是物料守恒,NaHC2O4溶液中Na+的总量等于与草酸相关物质的总量,故B正确;
C. 因为等式左边全是正电荷,等式右边全是负电荷,若是电荷守恒,则c(C2O42—)的系数应是2,故C错误;
D. 等式是质子守恒,可以由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4—)+2c(C2O42—)+c(OH-)与物料守恒c(Na+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(H2C2O4)相减而得,故D正确;
答案选C。
9.下列用来解释实验事实的相关平衡方程式不正确的是
实验事实
相关平衡
A
加入NaHCO3使氯水的漂白能力增强
Cl2+H2OHClO+HCl
B
配制FeCl3溶液时加少量盐酸
Fe3++3OH-Fe(OH)3
C
溶有CO2的正常雨水pH≈5.6
H2O+CO2H2CO3H++HCO3-
D
CaCO3固体溶于盐酸
CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)
【答案】B
【解析】
A.加入NaHCO3与盐酸反应,使平衡Cl2+H2OHClO+HCl正向移动,HClO浓度增大,使氯水的漂白能力增强,A正确;
B.配制FeCl3溶液时,应加酸抑制水解,发生水解反应为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,B错误;
C.碳酸为二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,离子反应为H2O+CO2H2CO3H+ +HCO3-,则正常雨水pH≈5.6,C正确;
D.加盐酸,与碳酸根离子反应,促进平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)正向移动,则CaCO3固体溶于盐酸,D正确;
答案选B。
10.25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随加水体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HB的酸性强于HA
B.a点溶液的导电性大于b点溶液
C.同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)=c(B-)
D.加水稀释到pH相同时,酸HA、HB用到的水V(A)小于V(B)
【答案】D
【解析】
A.酸性越弱,加水稀释后电离出的氢离子越多,pH越小,故HB的酸性弱于HA,故A不选;
B.溶液的导电性取决于溶液中自由移动离子的浓度。在a、b两点的溶液中都有电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(A-)和c(H+)=c(OH-)+c(B-)。a点溶液的pH大于b点溶液的PH,所以a点溶液中的c(H+)小于b点溶液中的c(H+),可以推知a点溶液中的离子的总浓度小于b点溶液中的离子的总浓度,所以a点溶液的导电性小于b点溶液的导电性,故B不选;
C.酸的酸性越弱,酸根离子的水解程度越强,故同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)大于c(B-),故C不选;
D.根据上图可知,稀释到相同pH时,V(A)小于V(B),故D选;
故选D。
11.一定条件下,Na2CO3溶液中存在如下平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,下列说法正确的是
A.稀释溶液,平衡正向移动,增大
B.通入CO2,平衡逆向移动,溶液pH减小
C.加入NaOH固体,平衡逆向移动,pH减小
D.升高温度,增大
【答案】D
【解析】
A. 稀释溶液,平衡正向移动,水解常数不变,即不变,A不正确;
B. 通入CO2,CO2与水反应生成的碳酸可以与CO32-水解产生的OH-发生反应,所以平衡正向移动,溶液pH减小,B不正确;
C. 加入NaOH固体,平衡逆向移动,pH增大,C不正确;
D. 升高温度,CO32-水解平衡正向移动,所以增大,D正确;
本题选D。
12.浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,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=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】D
【解析】
A.相同浓度的一元碱,碱的pH越大其碱性越强,根据图知,未加水时,相同浓度条件下,MOH的pH大于ROH的pH,说明MOH的电离程度大于ROH,则MOH的碱性强于ROH的碱性,故A正确;
B.由图示可以看出ROH为弱碱,弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大,b点溶液体积大于a点,所以b点浓度小于a点,则ROH电离程度:b>a,故B正确;
C.若两种溶液无限稀释,最终其溶液中c(OH-)接近于纯水中c(OH-),所以它们的c(OH-)相等,故C正确;
D.根据A知,碱性MOH>ROH,当=2时,由于ROH是弱电解质,升高温度能促进ROH的电离,所以减小,故D错误;
故选D。
13.已知25℃时,几种物质的平衡常数如下表所示:
物质
H2C2O4
NH3·H2O
CaC2O4
平衡常数
Ka1=5.0×10-2
Ka2=5.4×10-5
Kb=1.8×10-5
Ksp=2.5×10-9
下列说法错误的是
A.NH4HC2O4溶液显酸性
B.Na2C2O4溶液:c(HC2O)+c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)
C.NaHC2O4溶液:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
D.25℃时,将0.02mol•L-1澄清石灰水和0.01mol•L-1H2C2O4溶液等体积混合(忽略体积变化),所得溶液中c(C2O)=5×10-7mol•L-1
【答案】B
【解析】
A.NH4HC2O4溶液中铵根水解显酸性,根据表中数据可知HC2O的水解常数是,因此HC2O的电离程度大于HC2O的水解程度,所以溶液显酸性,A正确;
B.根据质子守恒可知Na2C2O4溶液:c(HC2O)+2c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-),B错误;
C.HC2O的电离程度大于HC2O的水解程度,所以NaHC2O4溶液:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4),C正确;
D.25℃时,将0.02mol•L-1澄清石灰水和0.01mol•L-1H2C2O4溶液等体积混合(忽略体积变化)后石灰水过量,溶液中钙离子浓度是=0.005mol/L,根据溶度积常数可知所得溶液中c(C2O)==5×10-7mol•L-1,D正确;
答案选B。
14.pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用负对数值。如某溶液溶质的物质的量浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。下列表达正确的是
A.中性溶液中,pC(H+)+pC(OH-)=14
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
C.pC(OH-)=a的氨水,稀释10倍后,其pC(OH-)=b,则a=b-1
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液,稀释100倍,其pC(OH-)=5
【答案】D
【解析】
A.Kw的大小受到温度的影响,温度越高Kw越大,Kw=c(H+)•c(OH-),pC(H+)+pC(OH-)=-lgC(H+)•C(OH-)=-lgKw,只有在常温下Kw=10-14,pC(H+)+pC(OH-)=14,故A错误;
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=1×10-5mol·L-1,溶液中存在H2S⇌ HS-+ H+,HS-⇌S2-+ H+,无法判断c(HS-)的大小,故B错误;
C.pC(OH-)=a的氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-,稀释促进氨水的电离,稀释10倍后,pC(OH-)=b,c(OH-)比原来的大,即b<a+1,则a>b-1,故C错误;
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1,稀释100倍,c(OH-)=1×10-5mol·L-1,其pC(OH-)=5,故D正确;
故选D。
15.下列说法正确的是
A.室温时,用广泛pH试纸测得某溶液pH为2.3
B.将AlCl3、Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体成分相同
C.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定前酸式滴定管尖嘴有气泡未排出,滴定后气泡消失,会造成测定结果偏低
D.常温下,pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH<7
【答案】D
【解析】
A.广泛pH试纸测得溶液的pH值为整数,不能测得某溶液pH为2.3,故A错误;
B.AlCl3中铝离子水解生成氢氧化铝和盐酸,加热蒸发,氯化氢挥发,促进水解进行彻底,生成氢氧化铝沉淀,灼烧,最后得到的固体时Al2O3;硫酸铝水解生成硫酸,硫酸难挥发,所以硫酸铝加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分是硫酸铝,则两者的成份不同,故B错误;
C.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定前酸式滴定管尖嘴有气泡未排出,滴定后气泡消失,导致读取的标准液的体积偏大,导致测定结果偏高,故C错误;
D.常温下,pH=2的醋酸溶液的浓度大于0.01mol/L,pH=12的NaOH溶液的浓度等于0.01mol/L,二者等体积混合后,醋酸剩余,溶液的pH<7,故D正确;
故选D。
16.室温下,分别用0.1mol/L溶液进行下列实验,结论不正确的是
A.向溶液中通至:c(Na+)=c(HCO3-)+ 2c(CO32-)
B.向溶液中加入等浓度等体积的盐酸:c(Na+)=c(Cl-)
C.向溶液中加入等浓度等体积的溶液:pH=13
D.向氨水中加入少量固体:增大
【答案】C
【解析】
A.向NaHCO溶液中通CO至,,结合电荷守恒可知:,故A正确;
B.向CHCOONa溶液中加入等浓度等体积的盐酸,钠离子和氯离子的物质的量相等,则:,故B正确;
C.向NaHSO溶液中加入等浓度等体积的溶液,设溶液体积都是1L,反应后溶液中氢氧根离子浓度为:,溶液中氢氧根离子浓度不是,溶液的,故C错误;
D.氨水中加入少量NHCl固体,铵根离子浓度增大,抑制了一水合氨的电离,导致溶液中氢氧根离子浓度减小,而 ,所以该比值增大,故D正确。
故选C。
17.25℃时,在“H2A―HA-―A2-”的水溶液体系中,H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,加入少量NaOH固体,α(HA-)一定增大
B.将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水,所得的溶液中α(HA-)=α(A2-)
C.NaHA溶液中,HA-的水解能力小于HA-的电离能力
D.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则α(H2A)和α(HA-)一定相等
【答案】C
【解析】
A.根据图像,在含H2A、HA-和A2- 的溶液中,加入少量NaOH固体,溶液的酸性减弱,α(HA-)可能增大,可能减小,与原溶液的成分有关,故A错误;
B. 根据图像,将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水时,溶液的pH在4~5之间,溶液显酸性,以HA-电离为主,所得的溶液中α(HA-)<α(A2-),故B错误;
C.NaHA溶液显酸性,以电离为主,可知其电离程度大于其水解程度,故C正确;
D. 在含H2A、HA-和A2-的溶液中,根据电荷守恒,有2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)= c(H+)+ c(Na+),因为c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)= c(H+)+ c(Na+)= c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)+ c(Na+),因此c(HA-)= c(H2A) + c(Na+),故D错误;
故选C。
18.常温时,向10 mL浓度为0.01mol/L的氨水溶液中逐滴加入0.01mol/L的CH3COOH溶液,混合液的pH 与加入CH3COOH 的体积V之间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.a点溶液的pH=12
B.b点时c(CH3COO-)>c(NH4+)
C.c点时水的电离程度最大
D.d点处微粒间存在:2c(H+)+c(CH3COO-)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)
【答案】C
【解析】
A.氨水是弱电解质,部分发生电离,则0.01mol•L-1的氨水,其pH<12,故A错误;
B.c点溶液的pH=7,溶液中存在c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),则c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-)=c(NH4+),b点时c(CH3COO-)<c(NH4+),故B错误;
C.c点溶液的pH=7,溶液中存在c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),则c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-)=c(NH4+),水解程度最大,水的电离程度最大,故C正确;
D.d点溶液为等物质的量浓度的醋酸和醋酸铵,根据电荷守恒,c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),根据物料守恒,c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)=2c(NH4+)+ 2c(NH3·H2O),则因此2c(H+)+2c(NH4+)=2c(H+)+c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)-2c(NH3·H2O)=2c(OH-)+2c(CH3COO-),则2c(H+)+c(CH3COO-)=2c(OH-)+2c(CH3COO-)-c(CH3COOH)+2c(NH3·H2O),因为醋酸铵溶液显中性,醋酸过量,以醋酸的电离为主,溶液呈酸性,c(CH3COO-)>c(CH3COOH),则2c(CH3COO-)+c(NH3·H2O)-c(CH3COOH)>0,因此2c(H+)+c(CH3COO-)>2c(OH-)+c(NH3·H2O),故D错误;
故选C。
19.pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积的关系如图,下列说法正确的是( )
①若a<4,则A、B都是弱酸
②稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强
③若a=4,则A是强酸,B是弱酸
④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
【答案】D
【解析】
强酸溶液稀释10n倍,pH升高n个单位,弱酸溶液存在电离平衡,稀释10n倍,pH升高不到n个单位。
pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,①稀释1000倍,弱酸溶液pH升高不到3个单位,a<4,则A是弱酸,B的酸性更弱,则A、B都是弱酸说法正确;②稀释后,由图可知,A酸溶液比B酸溶液pH更大,酸性更弱,稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强说法错误;③稀释1000倍,A酸溶液pH升高3个单位,说明A为强酸,B酸溶液pH升高不到3个单位,说明B是弱酸,若a=4,则A是强酸,B是弱酸,说法正确;④稀释前pH=1的两种酸溶液A、B,只能说明c(H+)相等,A、B两种酸溶液的物质的量浓度与酸的元数,酸性强弱有关,一定相等说法不正确。答案选C。
20.常温时,下列各溶液中,物质的量浓度关系错误的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaClO溶液中,c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)
B.10 mL 0.1 mol/L NH4Cl溶液与5 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.10 mL pH=2的HCl溶液与10 mL 0.01 mol·L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的: c(Cl-)+c(OH-)=c(Ba2+)+c(H+)
D.10 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液中慢慢滴入10 mL 0.5 mol/L盐酸后的溶液:c(CO32-)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)
【答案】C
【解析】
A.在0.1 mol•L-1NaClO溶液中,存在物料守恒:c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-),故A正确;
B.混合后为氯化钠和氨水,显碱性,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)=c(C1-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+),故B正确;
C.常温下,pH=2的HCl溶液浓度为0.01 mol•L-1,10 mL 0.01 mol•L-1HCl溶液与10 mL 0.01 mol•L-1Ba(OH)2溶液充分混合后,碱剩余,根据电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=2c(Ba2+)+c(H+),故C错误;
D. 10 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液中慢慢滴入10 mL 0.5 mol/L盐酸后的溶液中存在等浓度的氯化钠和碳酸氢钠,溶液显碱性,根据质子守恒,c(CO32-)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+),故D正确;
故选C。
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.有下列六种物质的溶液:①NaCl ②NH4Cl ③Na2CO3 ④Al2(SO4)3 ⑤CH3COOH ⑥NaHCO3。
(1)25℃时,0.1mol·L-1②溶液的pH________7(填“>”、“=”或“<”);其原因是______________________________________(用离子方程式表示);
(2)常温下,浓度均为0.1mol/L的③和⑥的溶液中离子种类________(填“相同”或是“不相同”);
(3)将④溶液加热蒸干并灼烧最终得到的物质是____________(填化学式);
(4)常温下0.1 mol/L的⑤溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是_________。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-)
【答案】< NH4++H2ONH3·H2O+H+ 相同 Al2(SO4)3 B
【解析】
(1)铵根水解,则0.1mol·L-1氯化铵溶液的pH<7,铵根水解的离子方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+;
(2)碳酸钠中碳酸根水解,且水解分步进行,碳酸氢钠中的碳酸氢根离子存在水解平衡和电离平衡,则浓度均为0.1mol/L的两溶液中离子种类相同,均含有:CO32-、HCO3-、OH- 和H+;
(3)铝离子水解,水解吸热,但由于生成的硫酸是难挥发性酸,则将硫酸铝溶液加热蒸干并灼烧最终得到的物质仍然是Al2(SO4)3;
(4)醋酸是弱酸,存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,稀释促进电离,则
A.氢离子的物质的量增加,由于溶液的体积变化较大,因此c(H+)降低,A错误;
B.稀释过程中氢离子的物质的量增加,醋酸的物质的量减少,由于溶液的体积相同,则比值c(H+)/c(CH3COOH)增大,B正确;
C.温度不变,水的离子积常数不变,即c(H+)·c(OH-)不变,C错误;
答案选B。
22.常温下,用0.1 mol·L-1的盐酸和25.00 mL 0.1 mol·L-1氨水混合。
(1)当加入10.00 mL稀盐酸时,溶液中的溶质是_______________________(填化学式),溶液的pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
(2)当某一时刻溶液中c(NH4+)=c(Cl-),此时溶液的pH________(填“>”、“<”或“=”)7。所加的盐酸体积V是不是等于25.00 mL?______(填“是”或“不是”)。其原因是_______
(3)某一时刻溶液中会不会存在:c(Cl-)>c(NH4+),且c(OH-)>c(H+)的关系?________(填“会”或“不会”)。其原因是_____________________________
(4)当盐酸过量时,下列离子浓度的大小关系是:c(Cl-)________c(NH4+),c(OH-)___c(H+)。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】NH4Cl,NH3·H2O > = 不是 若盐酸体积为25 mL时,NH3·H2O与HCl恰好完全反应,生成NH4Cl溶液呈酸性,故盐酸体积略少于25 mL 不会 否则溶液中离子所带电荷不守恒 > <
【解析】
(1)NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O,n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.01L=0.001 mol,而n(NH3·H2O)= 0.1 mol·L-1×0.25L=0.025 mol,可知盐酸不足,反应后溶液中的溶质为NH4Cl和过量的NH3·H2O,其NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解,使溶液呈碱性,溶液的pH>7;故答案为NH4Cl,NH3·H2O;>;
(2)溶液中的离子种类为:Cl-、NH4+、OH-、H+,若c(NH4+)=c(Cl-)时,据电荷守恒定律可知:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)推出c(OH-)=c(H+),即pH=7;所加盐酸的体积不是25mL,若盐酸体积为25 mL时,NH3·H2O与HCl恰好完全反应,生成NH4Cl溶液呈酸性,故盐酸体积略少于25 mL。
(3)c(Cl-)>c(NH4+)时,c(H+)一定大于c(OH-),否则电荷不守恒,故答案为不会;否则溶液中离子所带电荷不守恒;
(4)盐酸过量时,溶液呈酸性,则c(OH-) < c(H+),根据电荷守恒可知,c(Cl-) >c(NH4+)。
23.常温下,将某一元酸 HA 和 NaOH 溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的 pH 如表:
实验编号
HA物质的量浓度/(mol•L-1)
NaOH物质的量浓度/( mol•L-1)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.2
pH=a
请回答:
(1)用离子方程式表示①组混合溶液显碱性的原因是_____。
(2)②组中c_____0.2(填“>”、“<”或“=”,下同);③组中 a_____9。
(3)常温下,HA 的电离平衡常数的值为_____。
(4)从以上实验分析,将 pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的 HA 溶液等体积混合,所得混合溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_____。
【答案】A-+H2O⇌HA+OH- > > 5×10-6 c(A−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH−)
【解析】
(1)二者恰好反应生成NaA,溶液呈碱性,说明NaA是强碱弱酸盐,酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解离子方程式为A−+H2O⇌HA+OH−;
(2)若酸为强酸,等体积等浓度混合时pH=7;而HA为弱酸,等体积等浓度混合溶液的pH大于7,则为保证pH=7,应使酸浓度大于0.2mol/L,当酸和碱都是0.1mol/L时,pH=9,当酸和碱都是0.2mol/L时,得到的强碱弱酸盐比①中的盐的浓度大,故碱性越强,a>9;
(3) HA属于弱酸,当酸和碱都是0.1mol/L时,混合后的溶液为NaA,pH=9,c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=mol/L=10-5,设发生水解的A-的浓度为x,
Kh=,溶液中氢氧根离子来自于水,则x= c(OH-)= 10-5,解得Kh=2×10-9,故Ka===5×10-6 ;
(4)pH=3 的 HA 的浓度大于pH=11 的 NaOH 溶液的浓度,等体积混合后,酸剩余,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH−),根据电荷守恒得c(A−)>c(Na+),溶液中酸的电离较微弱,所以c(Na+)>c(H+),则溶液中离子浓度大小顺序是c(A−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH−)。
24.电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知:
化学式
电离常数(25 ℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
(1)25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三溶液的pH由大到小的顺序为________(用化学式表示)。
(2)向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为_____________。
(3)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________ mol·L-1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=________。
【答案】Na2CO3>NaCN>CH3COONa NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3 9.9×10-7 18
【解析】
(1)根据盐类水解的规律,越弱越水解,水解程度越大,溶液的pH值越大,根据电离平衡常数可判断酸性的强弱顺序为:CH3COOH>HCN>HCO3-,则pH由大到小的顺序为Na2CO3>NaCN>CH3COONa;
(2)由于酸性的强弱顺序为:CH3COOH>HCN>HCO3-,则根据强酸制备弱酸可知向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3;
(3)室温下,Kw=10-14,则pH=6的溶液中氢离子和氢氧根浓度分别是10-6mol/L、10-8mol/L,根据溶液呈电中性可得:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6 mol/L-10-8 mol/L =9.9×10-7mol/L;c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=c(CH3COO-)×c(H+)/[c(CH3COOH)×c(H+)]=K/c(H+)==18。
三、计算题
25.水的电离平衡曲线如图所示,若A点、B点分别表示25℃和100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则表示25℃的是________(填“A”或“B”)。100℃时,在1mol∙L﹣1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=________mol∙L﹣1 。 100℃时,5×10﹣5 mol∙L﹣1的H2SO4溶液与pH=9的Ba(OH)2溶液混合后pH=7,则混合前H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为________。
【答案】A 1×10﹣12 9:1
【解析】
根据c(OH-)=c(H+)=1×10﹣7 mol·L-1,得出25℃的点;根据100℃时水的离子积常数,得出水电离出的氢离子浓度;100℃时,先求H2SO4溶液c(H+)和Ba(OH)2溶液的c(OH-),再根据混合后呈碱性进行计算。
A点c(OH-)=c(H+)=1×10﹣7 mol·L-1,则表示25℃的是A;100℃时,c(OH-)=c(H+)=1×10﹣6 mol·L-1,在1mol∙L﹣1的NaOH溶液中,由水电离出的;100℃时,5×10﹣5 mol∙L﹣1的H2SO4溶液中c(H+)=5×10﹣5 mol∙L﹣1×2=1×10﹣4 mol·L-1,pH=9的Ba(OH)2溶液中c(OH-)= 1×10﹣3 mol·L-1,混合后pH=7,溶液呈碱性,c(OH-)=1×10﹣5 mol·L-1,,,即混合前H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为9:1,故答案为:A;1×10﹣12;9:1。
第I卷(选择题)
一、单选题
1.常温下 ,向氨水中加水稀释的过程中,NH3•H2O的电离平衡常数、电离度、溶液导电性的变化正确的是
A.增大、增大、减小 B.不变、增大、减小
C.不变、减小、减小 D.减小、减小、增大
【答案】B
【解析】
向氨水中加水稀释的过程中,温度不变,则NH3•H2O的电离平衡常数不变;氨水越稀越电离,则电离度增大;但溶液总体积增大,微粒浓度减小,故溶液导电性减小,答案为B。
2.以0.1000 mol·L-1NaOH溶液滴定c mol·L-1,某弱酸HA溶液,其滴定曲线如图所示,下列说法正确的是
A.可用甲基橙作滴定指示剂
B.指示剂指示的滴定终点就是反应终点
C.突变范围的大小与酸的强弱及酸的浓度有关
D.滴定时氢氧化钠溶液盛放在带活塞的滴定管中
【答案】C
【解析】
A.氢氧化钠和弱酸反应恰好反应生成的盐是强碱弱酸盐,盐水解显碱性,应选择碱性条件下变色的指示剂,不能选择甲基橙,应选择酚酞指示剂,故A错误;
B.反应终点是指酸和碱刚好完全反应,而指示剂是一个变色范围,故B错误;
C.当酸的酸性很强,浓度变稀时突变范围增大,突变范围的大小与酸的强弱及酸的浓度有关,故C正确;
D.带活塞的为酸式滴定管不能盛氢氧化钠溶液,滴定时氢氧化钠溶液盛放在碱式滴定管中,故D错误;
故选:C。
3.下列物质在水中的电离方程式书写正确的是
A.NaHSO4=Na++HSO4- B.NaHCO3=Na++H++CO32-
C.KClO3=K++Cl-+3O2- D.Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-
【答案】D
【解析】
A.NaHSO4=Na++H++SO42-,故A错误;
B.NaHCO3=Na++HCO3-,故B错误;
C.KClO3=K++ClO3-,故C错误;
D.Al2(SO4)3=2Al3++3SO42-,故D正确;
故选D。
4.在0.1mol/L的NH3•H2O溶液中,关系正确的是( )
A.c(NH3•H2O)>c (NH4+)>c (H+)>c (OH﹣)
B.c(NH4+)>c (NH3•H2O)>c (OH﹣)>c (H+)
C.c(NH3•H2O)>c (NH4+)=c (OH﹣)>c (H+)
D.c(NH3•H2O)>c (OH﹣)>c (NH4+)>c (H+)
【答案】D
【解析】
NH3•H2O是一元弱碱,属于弱电解质,在水溶液中少部分发生电离NH3•H2O= NH4+ + OH﹣,所以c(NH3•H2O)必大于c(NH4+)及c (OH﹣),根据电荷守恒c(OH﹣)=c(H+)+c(NH4+),所以c(OH﹣)>c(NH4+),综上所述, NH3•H2O>c (OH﹣)>c(NH4+)>c(H+ ),故答案选D。
5.当固体AgCl放在较浓的KI溶液中振荡时,部分AgCl转化为AgI,其原因是.( )
A.AgI比AgCl稳定 B.氯的非金属性比碘强
C.I-的还原性比Cl-强 D.AgI的溶解度比AgCl小
【答案】D
【解析】
固体AgCl放在较浓的KI溶液中振荡时,则部分AgCl转化为AgI,发生AgCl+I−=AgCl+Cl−,可知溶解度AgI
6.高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。下表是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数,由表格数据判断以下说法中不正确的是
酸
HClO4
H2SO4
HCl
HNO3
Ka
1.6×10-5
6.3×10-9
1.6×10-9
4.2×10-10
A.相同条件下在冰醋酸中,硝酸是这四种酸中最弱的酸
B.在冰醋酸中,这四种酸都没有完全电离
C.在冰醋酸中,硫酸的电离方程式为H2SO4⇌H++、⇌H++
D.电解质的强弱与所处的溶剂无关
【答案】D
【解析】
A.相同条件下在冰醋酸中,硝酸的电离常数最小,故其是这四种酸中最弱的酸,A说法正确;
B.在冰醋酸中,这四种酸的电离常数均较小,故其都没有完全电离,B说法正确;
C.在冰醋酸中,硫酸存在电离平衡,其电离方程式为H2SO4⇌H++、⇌H++,C说法正确;
D.这四种酸在水溶液中均为强酸,但在冰醋酸中却是弱酸,故电解质的强弱与所处的溶剂有关,D说法不正确。
综上所述,相关说法中不正确的是D。
7.常温下,下列关于pH=3的CH3COOH溶液的叙述错误的是
A.溶液中水电离出的c(H+)=10×10-11mol•L-1
B.与等体积pH=11的NaOH溶液混合,所得溶液pH=7
C.加入少量水稀释该溶液的过程中,增大
D.加入0.1mol•L-1CH3COONa溶液使pH=7,则c(CH3COO-)=c(Na+)
【答案】B
【解析】
A.pH=3的 CH3COOH溶液中c(H+)=1.0×10-3mol•L-1,醋酸抑制了水的电离,溶液中氢氧根离子来自水的电离,则由H2O电离出的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-11mol•L-1,故A正确;
B.pH=3的 CH3COOH等体积pH=11的NaOH溶液混合,醋酸为弱酸,混合液中醋酸过量,反应后溶液呈酸性,故B错误;
C.由醋酸电离的平衡常数表达式可知,,加水稀释,氢离子浓度降低,温度不变,则平衡常数不变,则稀释过程中,,增大,故C正确;
D.滴加0.1 mol•L-1 CH3COONa溶液至pH=7时,根据电荷守恒可知c(H+)=c(OH-),溶液呈中性则,c(CH3COO-)=c(Na+),故D正确;
答案选B。
8.已知草酸是二元弱酸,0.2 mol·L-1NaHC2O4溶液显酸性,关于NaHC2O4溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是( )
A.c(Na+)>c(HC2O4—)>c(C2O42—)>c(H2C2O4)
B.c(Na+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(H2C2O4)
C.c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(OH-)
D.c(H+)+c(H2C2O4)=c(C2O42—)+c(OH-)
【答案】C
【解析】
A. NaHC2O4溶液中存在电离平衡:HC2O4—C2O42—+H+;还存在水解平衡:HC2O4—+H2OH2C2O4+OH-,由于溶液显酸性,故电离程度大于水解程度,所以c(C2O42—)>c(H2C2O4),故A正确;
B. 等式关系是物料守恒,NaHC2O4溶液中Na+的总量等于与草酸相关物质的总量,故B正确;
C. 因为等式左边全是正电荷,等式右边全是负电荷,若是电荷守恒,则c(C2O42—)的系数应是2,故C错误;
D. 等式是质子守恒,可以由电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HC2O4—)+2c(C2O42—)+c(OH-)与物料守恒c(Na+)=c(HC2O4—)+c(C2O42—)+c(H2C2O4)相减而得,故D正确;
答案选C。
9.下列用来解释实验事实的相关平衡方程式不正确的是
实验事实
相关平衡
A
加入NaHCO3使氯水的漂白能力增强
Cl2+H2OHClO+HCl
B
配制FeCl3溶液时加少量盐酸
Fe3++3OH-Fe(OH)3
C
溶有CO2的正常雨水pH≈5.6
H2O+CO2H2CO3H++HCO3-
D
CaCO3固体溶于盐酸
CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)
【答案】B
【解析】
A.加入NaHCO3与盐酸反应,使平衡Cl2+H2OHClO+HCl正向移动,HClO浓度增大,使氯水的漂白能力增强,A正确;
B.配制FeCl3溶液时,应加酸抑制水解,发生水解反应为Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,B错误;
C.碳酸为二元弱酸,分步电离,以第一步电离为主,离子反应为H2O+CO2H2CO3H+ +HCO3-,则正常雨水pH≈5.6,C正确;
D.加盐酸,与碳酸根离子反应,促进平衡CaCO3(s)Ca2+(aq)+CO32-(aq)正向移动,则CaCO3固体溶于盐酸,D正确;
答案选B。
10.25℃时,相同pH的两种一元弱酸HA与HB溶液分别加水稀释,溶液pH随加水体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A.HB的酸性强于HA
B.a点溶液的导电性大于b点溶液
C.同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)=c(B-)
D.加水稀释到pH相同时,酸HA、HB用到的水V(A)小于V(B)
【答案】D
【解析】
A.酸性越弱,加水稀释后电离出的氢离子越多,pH越小,故HB的酸性弱于HA,故A不选;
B.溶液的导电性取决于溶液中自由移动离子的浓度。在a、b两点的溶液中都有电荷守恒:c(H+)=c(OH-)+c(A-)和c(H+)=c(OH-)+c(B-)。a点溶液的pH大于b点溶液的PH,所以a点溶液中的c(H+)小于b点溶液中的c(H+),可以推知a点溶液中的离子的总浓度小于b点溶液中的离子的总浓度,所以a点溶液的导电性小于b点溶液的导电性,故B不选;
C.酸的酸性越弱,酸根离子的水解程度越强,故同浓度的NaA与NaB溶液中,c(A-)大于c(B-),故C不选;
D.根据上图可知,稀释到相同pH时,V(A)小于V(B),故D选;
故选D。
11.一定条件下,Na2CO3溶液中存在如下平衡:CO32-+H2OHCO3-+OH-,下列说法正确的是
A.稀释溶液,平衡正向移动,增大
B.通入CO2,平衡逆向移动,溶液pH减小
C.加入NaOH固体,平衡逆向移动,pH减小
D.升高温度,增大
【答案】D
【解析】
A. 稀释溶液,平衡正向移动,水解常数不变,即不变,A不正确;
B. 通入CO2,CO2与水反应生成的碳酸可以与CO32-水解产生的OH-发生反应,所以平衡正向移动,溶液pH减小,B不正确;
C. 加入NaOH固体,平衡逆向移动,pH增大,C不正确;
D. 升高温度,CO32-水解平衡正向移动,所以增大,D正确;
本题选D。
12.浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随的变化如图所示,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=2时,若两溶液同时升高温度,则增大
【答案】D
【解析】
A.相同浓度的一元碱,碱的pH越大其碱性越强,根据图知,未加水时,相同浓度条件下,MOH的pH大于ROH的pH,说明MOH的电离程度大于ROH,则MOH的碱性强于ROH的碱性,故A正确;
B.由图示可以看出ROH为弱碱,弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大,b点溶液体积大于a点,所以b点浓度小于a点,则ROH电离程度:b>a,故B正确;
C.若两种溶液无限稀释,最终其溶液中c(OH-)接近于纯水中c(OH-),所以它们的c(OH-)相等,故C正确;
D.根据A知,碱性MOH>ROH,当=2时,由于ROH是弱电解质,升高温度能促进ROH的电离,所以减小,故D错误;
故选D。
13.已知25℃时,几种物质的平衡常数如下表所示:
物质
H2C2O4
NH3·H2O
CaC2O4
平衡常数
Ka1=5.0×10-2
Ka2=5.4×10-5
Kb=1.8×10-5
Ksp=2.5×10-9
下列说法错误的是
A.NH4HC2O4溶液显酸性
B.Na2C2O4溶液:c(HC2O)+c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-)
C.NaHC2O4溶液:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
D.25℃时,将0.02mol•L-1澄清石灰水和0.01mol•L-1H2C2O4溶液等体积混合(忽略体积变化),所得溶液中c(C2O)=5×10-7mol•L-1
【答案】B
【解析】
A.NH4HC2O4溶液中铵根水解显酸性,根据表中数据可知HC2O的水解常数是,因此HC2O的电离程度大于HC2O的水解程度,所以溶液显酸性,A正确;
B.根据质子守恒可知Na2C2O4溶液:c(HC2O)+2c(H2C2O4)+c(H+)=c(OH-),B错误;
C.HC2O的电离程度大于HC2O的水解程度,所以NaHC2O4溶液:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4),C正确;
D.25℃时,将0.02mol•L-1澄清石灰水和0.01mol•L-1H2C2O4溶液等体积混合(忽略体积变化)后石灰水过量,溶液中钙离子浓度是=0.005mol/L,根据溶度积常数可知所得溶液中c(C2O)==5×10-7mol•L-1,D正确;
答案选B。
14.pC类似pH,是指极稀溶液中,溶质物质的量浓度的常用负对数值。如某溶液溶质的物质的量浓度为1×10-3mol·L-1,则该溶液中溶质的pC=-lg(1×10-3)=3。下列表达正确的是
A.中性溶液中,pC(H+)+pC(OH-)=14
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS-)=1×10-5mol·L-1
C.pC(OH-)=a的氨水,稀释10倍后,其pC(OH-)=b,则a=b-1
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液,稀释100倍,其pC(OH-)=5
【答案】D
【解析】
A.Kw的大小受到温度的影响,温度越高Kw越大,Kw=c(H+)•c(OH-),pC(H+)+pC(OH-)=-lgC(H+)•C(OH-)=-lgKw,只有在常温下Kw=10-14,pC(H+)+pC(OH-)=14,故A错误;
B.pC(H+)=5的H2S溶液中,c(H+)=1×10-5mol·L-1,溶液中存在H2S⇌ HS-+ H+,HS-⇌S2-+ H+,无法判断c(HS-)的大小,故B错误;
C.pC(OH-)=a的氨水中存在NH3·H2ONH4++OH-,稀释促进氨水的电离,稀释10倍后,pC(OH-)=b,c(OH-)比原来的大,即b<a+1,则a>b-1,故C错误;
D.pC(OH-)=3的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3mol·L-1,稀释100倍,c(OH-)=1×10-5mol·L-1,其pC(OH-)=5,故D正确;
故选D。
15.下列说法正确的是
A.室温时,用广泛pH试纸测得某溶液pH为2.3
B.将AlCl3、Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体成分相同
C.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定前酸式滴定管尖嘴有气泡未排出,滴定后气泡消失,会造成测定结果偏低
D.常温下,pH=2的醋酸溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液pH<7
【答案】D
【解析】
A.广泛pH试纸测得溶液的pH值为整数,不能测得某溶液pH为2.3,故A错误;
B.AlCl3中铝离子水解生成氢氧化铝和盐酸,加热蒸发,氯化氢挥发,促进水解进行彻底,生成氢氧化铝沉淀,灼烧,最后得到的固体时Al2O3;硫酸铝水解生成硫酸,硫酸难挥发,所以硫酸铝加热、蒸发、浓缩、结晶、灼烧,所得固体的成分是硫酸铝,则两者的成份不同,故B错误;
C.用标准盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,滴定前酸式滴定管尖嘴有气泡未排出,滴定后气泡消失,导致读取的标准液的体积偏大,导致测定结果偏高,故C错误;
D.常温下,pH=2的醋酸溶液的浓度大于0.01mol/L,pH=12的NaOH溶液的浓度等于0.01mol/L,二者等体积混合后,醋酸剩余,溶液的pH<7,故D正确;
故选D。
16.室温下,分别用0.1mol/L溶液进行下列实验,结论不正确的是
A.向溶液中通至:c(Na+)=c(HCO3-)+ 2c(CO32-)
B.向溶液中加入等浓度等体积的盐酸:c(Na+)=c(Cl-)
C.向溶液中加入等浓度等体积的溶液:pH=13
D.向氨水中加入少量固体:增大
【答案】C
【解析】
A.向NaHCO溶液中通CO至,,结合电荷守恒可知:,故A正确;
B.向CHCOONa溶液中加入等浓度等体积的盐酸,钠离子和氯离子的物质的量相等,则:,故B正确;
C.向NaHSO溶液中加入等浓度等体积的溶液,设溶液体积都是1L,反应后溶液中氢氧根离子浓度为:,溶液中氢氧根离子浓度不是,溶液的,故C错误;
D.氨水中加入少量NHCl固体,铵根离子浓度增大,抑制了一水合氨的电离,导致溶液中氢氧根离子浓度减小,而 ,所以该比值增大,故D正确。
故选C。
17.25℃时,在“H2A―HA-―A2-”的水溶液体系中,H2A、HA-和A2-三者中各自所占的物质的量分数(α)随溶液pH变化的关系如图所示。下列说法正确的是
A.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,加入少量NaOH固体,α(HA-)一定增大
B.将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水,所得的溶液中α(HA-)=α(A2-)
C.NaHA溶液中,HA-的水解能力小于HA-的电离能力
D.在含H2A、HA-和A2-的溶液中,若c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则α(H2A)和α(HA-)一定相等
【答案】C
【解析】
A.根据图像,在含H2A、HA-和A2- 的溶液中,加入少量NaOH固体,溶液的酸性减弱,α(HA-)可能增大,可能减小,与原溶液的成分有关,故A错误;
B. 根据图像,将等物质的量的NaHA和Na2A混合物溶于水时,溶液的pH在4~5之间,溶液显酸性,以HA-电离为主,所得的溶液中α(HA-)<α(A2-),故B错误;
C.NaHA溶液显酸性,以电离为主,可知其电离程度大于其水解程度,故C正确;
D. 在含H2A、HA-和A2-的溶液中,根据电荷守恒,有2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)= c(H+)+ c(Na+),因为c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)=c(H+),则2c(A2-)+c(OH-)+c(HA-)= c(H+)+ c(Na+)= c(H2A)+2c(A2-)+c(OH-)+ c(Na+),因此c(HA-)= c(H2A) + c(Na+),故D错误;
故选C。
18.常温时,向10 mL浓度为0.01mol/L的氨水溶液中逐滴加入0.01mol/L的CH3COOH溶液,混合液的pH 与加入CH3COOH 的体积V之间的变化曲线如下图所示。下列说法正确的是
A.a点溶液的pH=12
B.b点时c(CH3COO-)>c(NH4+)
C.c点时水的电离程度最大
D.d点处微粒间存在:2c(H+)+c(CH3COO-)=2c(OH-)+c(NH3·H2O)
【答案】C
【解析】
A.氨水是弱电解质,部分发生电离,则0.01mol•L-1的氨水,其pH<12,故A错误;
B.c点溶液的pH=7,溶液中存在c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),则c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-)=c(NH4+),b点时c(CH3COO-)<c(NH4+),故B错误;
C.c点溶液的pH=7,溶液中存在c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),则c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-)=c(NH4+),水解程度最大,水的电离程度最大,故C正确;
D.d点溶液为等物质的量浓度的醋酸和醋酸铵,根据电荷守恒,c(OH-)+c(CH3COO-)=c(NH4+)+c(H+),根据物料守恒,c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)=2c(NH4+)+ 2c(NH3·H2O),则因此2c(H+)+2c(NH4+)=2c(H+)+c(CH3COO-)+ c(CH3COOH)-2c(NH3·H2O)=2c(OH-)+2c(CH3COO-),则2c(H+)+c(CH3COO-)=2c(OH-)+2c(CH3COO-)-c(CH3COOH)+2c(NH3·H2O),因为醋酸铵溶液显中性,醋酸过量,以醋酸的电离为主,溶液呈酸性,c(CH3COO-)>c(CH3COOH),则2c(CH3COO-)+c(NH3·H2O)-c(CH3COOH)>0,因此2c(H+)+c(CH3COO-)>2c(OH-)+c(NH3·H2O),故D错误;
故选C。
19.pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,其pH与溶液体积的关系如图,下列说法正确的是( )
①若a<4,则A、B都是弱酸
②稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强
③若a=4,则A是强酸,B是弱酸
④A、B两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
A.①④ B.②③ C.②④ D.①③
【答案】D
【解析】
强酸溶液稀释10n倍,pH升高n个单位,弱酸溶液存在电离平衡,稀释10n倍,pH升高不到n个单位。
pH=1的两种酸溶液A、B各1mL,分别加水稀释到1000mL,①稀释1000倍,弱酸溶液pH升高不到3个单位,a<4,则A是弱酸,B的酸性更弱,则A、B都是弱酸说法正确;②稀释后,由图可知,A酸溶液比B酸溶液pH更大,酸性更弱,稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液强说法错误;③稀释1000倍,A酸溶液pH升高3个单位,说明A为强酸,B酸溶液pH升高不到3个单位,说明B是弱酸,若a=4,则A是强酸,B是弱酸,说法正确;④稀释前pH=1的两种酸溶液A、B,只能说明c(H+)相等,A、B两种酸溶液的物质的量浓度与酸的元数,酸性强弱有关,一定相等说法不正确。答案选C。
20.常温时,下列各溶液中,物质的量浓度关系错误的是( )
A.在0.1 mol·L-1NaClO溶液中,c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-)
B.10 mL 0.1 mol/L NH4Cl溶液与5 mL 0.2 mol/L NaOH溶液混合:c(Na+)=c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.10 mL pH=2的HCl溶液与10 mL 0.01 mol·L-1Ba(OH)2溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则溶液的: c(Cl-)+c(OH-)=c(Ba2+)+c(H+)
D.10 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液中慢慢滴入10 mL 0.5 mol/L盐酸后的溶液:c(CO32-)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+)
【答案】C
【解析】
A.在0.1 mol•L-1NaClO溶液中,存在物料守恒:c(Na+)=c(HClO)+c(ClO-),故A正确;
B.混合后为氯化钠和氨水,显碱性,溶液中离子浓度大小为:c(Na+)=c(C1-)>c(OH-)>c(NH4+)>c(H+),故B正确;
C.常温下,pH=2的HCl溶液浓度为0.01 mol•L-1,10 mL 0.01 mol•L-1HCl溶液与10 mL 0.01 mol•L-1Ba(OH)2溶液充分混合后,碱剩余,根据电荷守恒,c(Cl-)+c(OH-)=2c(Ba2+)+c(H+),故C错误;
D. 10 mL 0.5 mol/L Na2CO3溶液中慢慢滴入10 mL 0.5 mol/L盐酸后的溶液中存在等浓度的氯化钠和碳酸氢钠,溶液显碱性,根据质子守恒,c(CO32-)+c(OH-)=c(H2CO3)+c(H+),故D正确;
故选C。
第II卷(非选择题)
二、填空题
21.有下列六种物质的溶液:①NaCl ②NH4Cl ③Na2CO3 ④Al2(SO4)3 ⑤CH3COOH ⑥NaHCO3。
(1)25℃时,0.1mol·L-1②溶液的pH________7(填“>”、“=”或“<”);其原因是______________________________________(用离子方程式表示);
(2)常温下,浓度均为0.1mol/L的③和⑥的溶液中离子种类________(填“相同”或是“不相同”);
(3)将④溶液加热蒸干并灼烧最终得到的物质是____________(填化学式);
(4)常温下0.1 mol/L的⑤溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变大的是_________。
A.c(H+) B.c(H+)/c(CH3COOH) C.c(H+)·c(OH-)
【答案】< NH4++H2ONH3·H2O+H+ 相同 Al2(SO4)3 B
【解析】
(1)铵根水解,则0.1mol·L-1氯化铵溶液的pH<7,铵根水解的离子方程式为NH4++H2ONH3·H2O+H+;
(2)碳酸钠中碳酸根水解,且水解分步进行,碳酸氢钠中的碳酸氢根离子存在水解平衡和电离平衡,则浓度均为0.1mol/L的两溶液中离子种类相同,均含有:CO32-、HCO3-、OH- 和H+;
(3)铝离子水解,水解吸热,但由于生成的硫酸是难挥发性酸,则将硫酸铝溶液加热蒸干并灼烧最终得到的物质仍然是Al2(SO4)3;
(4)醋酸是弱酸,存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,稀释促进电离,则
A.氢离子的物质的量增加,由于溶液的体积变化较大,因此c(H+)降低,A错误;
B.稀释过程中氢离子的物质的量增加,醋酸的物质的量减少,由于溶液的体积相同,则比值c(H+)/c(CH3COOH)增大,B正确;
C.温度不变,水的离子积常数不变,即c(H+)·c(OH-)不变,C错误;
答案选B。
22.常温下,用0.1 mol·L-1的盐酸和25.00 mL 0.1 mol·L-1氨水混合。
(1)当加入10.00 mL稀盐酸时,溶液中的溶质是_______________________(填化学式),溶液的pH________(填“>”、“<”或“=”)7。
(2)当某一时刻溶液中c(NH4+)=c(Cl-),此时溶液的pH________(填“>”、“<”或“=”)7。所加的盐酸体积V是不是等于25.00 mL?______(填“是”或“不是”)。其原因是_______
(3)某一时刻溶液中会不会存在:c(Cl-)>c(NH4+),且c(OH-)>c(H+)的关系?________(填“会”或“不会”)。其原因是_____________________________
(4)当盐酸过量时,下列离子浓度的大小关系是:c(Cl-)________c(NH4+),c(OH-)___c(H+)。(填“>”、“<”或“=”)
【答案】NH4Cl,NH3·H2O > = 不是 若盐酸体积为25 mL时,NH3·H2O与HCl恰好完全反应,生成NH4Cl溶液呈酸性,故盐酸体积略少于25 mL 不会 否则溶液中离子所带电荷不守恒 > <
【解析】
(1)NH3·H2O+HCl=NH4Cl+H2O,n(HCl)=0.1 mol·L-1×0.01L=0.001 mol,而n(NH3·H2O)= 0.1 mol·L-1×0.25L=0.025 mol,可知盐酸不足,反应后溶液中的溶质为NH4Cl和过量的NH3·H2O,其NH3·H2O的电离程度大于NH4+的水解,使溶液呈碱性,溶液的pH>7;故答案为NH4Cl,NH3·H2O;>;
(2)溶液中的离子种类为:Cl-、NH4+、OH-、H+,若c(NH4+)=c(Cl-)时,据电荷守恒定律可知:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)推出c(OH-)=c(H+),即pH=7;所加盐酸的体积不是25mL,若盐酸体积为25 mL时,NH3·H2O与HCl恰好完全反应,生成NH4Cl溶液呈酸性,故盐酸体积略少于25 mL。
(3)c(Cl-)>c(NH4+)时,c(H+)一定大于c(OH-),否则电荷不守恒,故答案为不会;否则溶液中离子所带电荷不守恒;
(4)盐酸过量时,溶液呈酸性,则c(OH-) < c(H+),根据电荷守恒可知,c(Cl-) >c(NH4+)。
23.常温下,将某一元酸 HA 和 NaOH 溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的 pH 如表:
实验编号
HA物质的量浓度/(mol•L-1)
NaOH物质的量浓度/( mol•L-1)
混合溶液的pH
①
0.1
0.1
pH=9
②
c
0.2
pH=7
③
0.2
0.2
pH=a
请回答:
(1)用离子方程式表示①组混合溶液显碱性的原因是_____。
(2)②组中c_____0.2(填“>”、“<”或“=”,下同);③组中 a_____9。
(3)常温下,HA 的电离平衡常数的值为_____。
(4)从以上实验分析,将 pH=11 的 NaOH 溶液与 pH=3 的 HA 溶液等体积混合,所得混合溶液中所有离子浓度由大到小的顺序为_____。
【答案】A-+H2O⇌HA+OH- > > 5×10-6 c(A−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH−)
【解析】
(1)二者恰好反应生成NaA,溶液呈碱性,说明NaA是强碱弱酸盐,酸根离子水解导致溶液呈碱性,水解离子方程式为A−+H2O⇌HA+OH−;
(2)若酸为强酸,等体积等浓度混合时pH=7;而HA为弱酸,等体积等浓度混合溶液的pH大于7,则为保证pH=7,应使酸浓度大于0.2mol/L,当酸和碱都是0.1mol/L时,pH=9,当酸和碱都是0.2mol/L时,得到的强碱弱酸盐比①中的盐的浓度大,故碱性越强,a>9;
(3) HA属于弱酸,当酸和碱都是0.1mol/L时,混合后的溶液为NaA,pH=9,c(H+)=10-9mol/L,c(OH-)=mol/L=10-5,设发生水解的A-的浓度为x,
Kh=,溶液中氢氧根离子来自于水,则x= c(OH-)= 10-5,解得Kh=2×10-9,故Ka===5×10-6 ;
(4)pH=3 的 HA 的浓度大于pH=11 的 NaOH 溶液的浓度,等体积混合后,酸剩余,溶液显酸性,则c(H+)>c(OH−),根据电荷守恒得c(A−)>c(Na+),溶液中酸的电离较微弱,所以c(Na+)>c(H+),则溶液中离子浓度大小顺序是c(A−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH−)。
24.电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的物理量。已知:
化学式
电离常数(25 ℃)
HCN
K=4.9×10-10
CH3COOH
K=1.8×10-5
H2CO3
K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11
(1)25 ℃时,有等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液,三溶液的pH由大到小的顺序为________(用化学式表示)。
(2)向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为_____________。
(3)25 ℃时,在CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中,若测得pH=6,则溶液中c(CH3COO-)-c(Na+)=________ mol·L-1(填精确值),c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=________。
【答案】Na2CO3>NaCN>CH3COONa NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3 9.9×10-7 18
【解析】
(1)根据盐类水解的规律,越弱越水解,水解程度越大,溶液的pH值越大,根据电离平衡常数可判断酸性的强弱顺序为:CH3COOH>HCN>HCO3-,则pH由大到小的顺序为Na2CO3>NaCN>CH3COONa;
(2)由于酸性的强弱顺序为:CH3COOH>HCN>HCO3-,则根据强酸制备弱酸可知向NaCN溶液中通入少量的CO2,发生反应的化学方程式为NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3;
(3)室温下,Kw=10-14,则pH=6的溶液中氢离子和氢氧根浓度分别是10-6mol/L、10-8mol/L,根据溶液呈电中性可得:c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),c(CH3COO-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6 mol/L-10-8 mol/L =9.9×10-7mol/L;c(CH3COO-)/c(CH3COOH)=c(CH3COO-)×c(H+)/[c(CH3COOH)×c(H+)]=K/c(H+)==18。
三、计算题
25.水的电离平衡曲线如图所示,若A点、B点分别表示25℃和100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则表示25℃的是________(填“A”或“B”)。100℃时,在1mol∙L﹣1的NaOH溶液中,由水电离出的c(H+)=________mol∙L﹣1 。 100℃时,5×10﹣5 mol∙L﹣1的H2SO4溶液与pH=9的Ba(OH)2溶液混合后pH=7,则混合前H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为________。
【答案】A 1×10﹣12 9:1
【解析】
根据c(OH-)=c(H+)=1×10﹣7 mol·L-1,得出25℃的点;根据100℃时水的离子积常数,得出水电离出的氢离子浓度;100℃时,先求H2SO4溶液c(H+)和Ba(OH)2溶液的c(OH-),再根据混合后呈碱性进行计算。
A点c(OH-)=c(H+)=1×10﹣7 mol·L-1,则表示25℃的是A;100℃时,c(OH-)=c(H+)=1×10﹣6 mol·L-1,在1mol∙L﹣1的NaOH溶液中,由水电离出的;100℃时,5×10﹣5 mol∙L﹣1的H2SO4溶液中c(H+)=5×10﹣5 mol∙L﹣1×2=1×10﹣4 mol·L-1,pH=9的Ba(OH)2溶液中c(OH-)= 1×10﹣3 mol·L-1,混合后pH=7,溶液呈碱性,c(OH-)=1×10﹣5 mol·L-1,,,即混合前H2SO4溶液与Ba(OH)2溶液的体积比为9:1,故答案为:A;1×10﹣12;9:1。
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