高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡本单元综合与测试同步训练题
展开这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡本单元综合与测试同步训练题,共14页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.下列与化学有关的文献,理解正确的是( C )
A.《石灰吟》中“……烈火焚烧若等闲……要留清白在人间”,其中“清白”指氢氧化钙
B.《咏煤炭》中“凿开混沌得乌金……不辞辛苦出山林”,其中“乌金”的主要成分是木炭
C.《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣”,其中的“碱”是一种盐溶液
D.《天工开物》中有如下描述:“世间丝、麻、裘、褐皆具素质……”文中的“丝”“麻”“裘”主要成分均属于多糖
解析 《石灰吟》中描述的是碳酸钙受热分解,即CaCO3eq \(=====,\s\up15(高温))CaO+CO2↑,“清白”指的是CaO,故A错误;《咏煤炭》描述的是煤炭的开采,其中“乌金”的主要成分是煤炭,故B错误;烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取碱浣衣,其中“碱”是碳酸钾,K2CO3为盐,故C正确;丝、裘主要成分是蛋白质,麻的主要成分是纤维素,故D错误。
2.下列关于酸性溶液的叙述中正确的是( A )
A.可能是盐的水溶液
B.一定是酸的水溶液
C.溶液中c(H+)
解析 可能是酸式盐的水溶液,如硫酸氢钠溶液,A正确;不一定是酸的水溶液,也可能是酸式盐的溶液,B不正确;溶液中c(H+)>c(OH-),C不正确;任何水溶液中都含有OH-,D不正确。
3.25 ℃时,关于pH=2的盐酸,下列说法不正确的是( D )
A.溶液中c(H+)=1.0×10-2 ml/L
B.加水稀释100倍后,溶液的pH = 4
C.加入等体积pH=12的氨水,溶液呈碱性
D.此溶液中由水电离出的c(OH-)=1.0×10-2 ml/L
解析 根据pH=-lg c(H+),其中c(H+)表示溶液中c(H+),即常温下,pH=2的盐酸溶液中c(H+)=1.0×10-2ml·L-1,故A说法正确;稀释前后溶质的物质的量不变,假设稀释前溶液的体积为1 L,稀释100倍后,溶液中c(H+)=eq \f(1 L×10-2 ml/L,100 L)=1×10-4 ml·L-1,即pH=4,故B说法正确;NH3·H2O为弱碱,因此pH=12的氨水中c(NH3·H2O)大于pH=2的盐酸中c(HCl),等体积混合后,NH3·H2O过量,混合后溶液显碱性,故C说法正确;酸溶液中OH-全部来自水电离,根据水的离子积,pH=2的盐酸中c(OH-)=eq \f(Kw,cH+)=eq \f(10-14,10-2)=10-12 ml·L-1,故D说法错误。
4.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( A )
A.eq \f(Kw,cOH-)=1×10-12的溶液:Na+、K+、ClO-、COeq \\al(2-,3)
B.滴入酚酞变红色的溶液:K+、Ca2+、HCOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)
C.能溶解Al(OH)3的溶液:K+、NHeq \\al(+,4)、NOeq \\al(-,3)、CH3COO-
D.0.1 ml/L Fe(NO3)2溶液:H+、Cu2+、SOeq \\al(2-,4)、Cl-
解析 已知eq \f(Kw,cOH-)=eq \f(cH+cOH-,cOH-)=c(H+)=1×10-12,溶液pH=12,显碱性,Na+、K+、ClO-、COeq \\al(2-,3)离子组碱性条件下彼此间不发生离子反应,能大量共存,故A正确;滴入酚酞变红色的溶液显碱性,而HCOeq \\al(-,3)在碱性溶液中不能大量共存,Ca2+和COeq \\al(2+,3)发生离子反应生成CaCO3沉淀而不能大量共存,故B错误;能溶解Al(OH)3的溶液可能显碱性,也可能是为酸性,NHeq \\al(+,4)在碱性溶液中不能大量共存,而CH3COO-在酸性溶液中不能大量共存,故C错误;Fe2+在酸性条件下能被NOeq \\al(-,3)氧化,则0.1 ml/L Fe(NO3)2溶液中不可能大量存在H+,故D错误。
5.关于小苏打水溶液的表述正确的是( D )
A.存在的电离平衡为HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-
B.c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(OH-)
C.HCOeq \\al(-,3)的电离程度大于HCOeq \\al(-,3)的水解程度
D.c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)
解析 HCOeq \\al(-,3)+H2OH2CO3+OH-为碳酸氢根离子水解方程式,其电离方程式为HCOeq \\al(-,3) COeq \\al(2-,3)+H+,故A错误;溶液中存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+2c(COeq \\al(2-,3))+c(OH-),故B错误;碳酸氢钠溶液呈碱性,说明HCOeq \\al(-,3)的电离程度小于HCOeq \\al(-,3)的水解程度,故C错误;溶液中存在元素质量守恒,根据元素质量守恒得c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3),故D正确。
6.下列情况会使所配溶液浓度偏低或其他测量值偏低的是( B )
①用稀醋酸和稀氢氧化钠溶液反应测定中和热数值;②溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤;③用滴定管量取一定体积液体时,开始时平视读数,结束时俯视读数所得溶液的体积;④在用标准液(已知浓度)滴定未知浓度的溶液时,盛标准液的滴定管水洗后未润洗;⑤定容时,仰视容量瓶的刻度线
A.①③⑤B.①②⑤
C.②③④D.③④⑤
解析 醋酸为弱电解质,其电离过程为吸热过程,因此稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应测定的中和热数值偏小,故①符合题意;溶液转移到容量瓶后,烧杯及玻璃棒未用蒸馏水洗涤,造成容量瓶中溶质的物质的量减少,即物质的量浓度偏低,故②符合题意;用滴定管量取液体时,开始时平视读数,结束时俯视读数所得溶液的体积偏大,故③不符合题意;未用标准液润洗滴定管,标准液的浓度降低,消耗标准液的体积增大,即测的未知液的浓度将偏大,故④不符合题意;定容时,仰视容量瓶的刻度线,所得溶液体积偏大,浓度偏小,故⑤符合题意;综上所述,偏低的是①②⑤,故B正确。
7.常温下,向20 mL x ml·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入等物质的量浓度的NaOH溶液,混合液的pH随NaOH溶液的体积(V)的变化关系如图所示(忽略温度变化)。下列说法中不正确的是( D )
A.上述 CH3COOH溶液中:c(H+)=1×10-3 ml·L-1
B.图中V1 <20 mL
C.a点对应的溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)
D.当加入NaOH溶液的体积为20 mL时,溶液中:c(CH3COOH)+c(H+)>c(OH-)
解析 由图像可知,加入NaOH溶液之前,醋酸溶液的pH=3,说明溶液中c(H+)=1×10-3 ml·L-1,故A正确;若物质的量浓度都为x ml·L-1的CH3COOH与NaOH溶液等体积混合,则混合后恰好生成CH3COONa,CH3COONa为强碱弱酸盐,水解呈碱性,若溶液呈中性,则加入NaOH溶液的体积V1<20 mL,故B正确;溶液中存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),a点时溶液的pH=7,则c(OH-)=c(H+),所以c(CH3COO-)=c(Na+),故C正确;当加入NaOH溶液的体积为20 mL时,恰好反应生成CH3COONa,溶液中存在元素质量守恒:c(CH3COO-)+c(CH3COOH) =c(Na+),存在电荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),可知联式可得:c(OH-)=c(H+)+c(CH3COOH),故D错误。
8.关于下列图像说法正确的是( D )
A.①表示化学反应2NO2(g) + O3(g)===N2O5(g) + O2(g) ΔH> 0
B.②表示25 ℃时,用0.1 ml/L CH3COOH溶液滴定20 mL 0.1 ml/L NaOH溶液,溶液的pH随加入酸体积的变化
C.③表示10 mL 0.01 ml/L酸性KMnO4溶液与过量的0.1 ml/L H2C2O4溶液混合时,n(Mn2+)随时间的变化
D.④可表示向稀硫酸溶液中滴加氢氧化钡溶液,溶液导电性随氢氧化钡物质的量的变化
解析 反应物所具有的总能量大于生成物所具有的总能量, 反应物转化为生成物时就放出能量,故2NO2(g)+O3(g)===N2O5(g)+O2(g) ΔH<0,故A错误;c(酸)=20 mL时,生成物为醋酸钠,其水溶液呈碱性,故B错误;反应生成的Mn2+对该反应有催化作用,所以曲线斜率有突变,故C错误;氢氧化钡和稀硫酸反应后生成了不溶于水的硫酸钡和水,导电性降低,所以往稀硫酸中滴加氢氧化钡溶液,会使溶液中的导电离子逐渐减少,继续滴加氢氧化钡溶液至过量,溶液中的离子浓度又逐渐增大,所以溶液的导电性又逐渐增强,故选D。
9.将pH=2和pH=5的稀盐酸等体积混合,混合后溶液的pH约为(lg 2=0.3)( D )
A.7B.4.7
C.3.5D.2.3
解析 将pH=2和pH=5的稀盐酸中的c(H+)分别为0.01 ml/L和0.000 01 ml/L,两者等体积混合后,忽略溶液因体积混合所发生的微小变化,溶液体积变为原来的2倍。由于两溶液中的c(H+)相差很大,0.000 01 ml/L的盐酸中的H+可忽略不计,故混合后溶液的c(H+)约为0.005 ml/L,pH=-lg 0.005,约为2.3,故选D。
10.下列物质在水溶液中的电离方程式,正确的是( A )
A.CH3COOHH++CH3COO-
B.KClO3===K++Cl-+3O2-
C.H2CO32H++COeq \\al(2-,3)
D.NaHSO4===Na++HSOeq \\al(-,4)
解析 醋酸为弱酸,在溶液中部分电离出氢离子和醋酸根离子,电离方程式为CH3COOHH++CH3COO-,故A正确;KClO3为强电解质,在溶液中电离出钾离子和氯酸根离子,电离方程式为KClO3===K++ClOeq \\al(-,3),故B错误;碳酸为二元弱酸,在溶液中分步电离,电离方程式为H2CO3H++HCOeq \\al(-,3),故C错误;硫酸氢钠是强酸的酸式盐,在溶液中电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子,电离方程式为NaHSO4===Na++H++SOeq \\al(2-,4),故D错误。
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2分,有选错的得0分。
11.向20 mL 0.5 ml·L-1硫酸溶液中逐滴加入烧碱溶液,测定混合溶液的温度变化如图所示。下列关于混合溶液的说法错误的是( BC )
A.b点之前温度升高是因为发生了放热反应
B.bc段温度降低是因为发生了吸热反应
C.c(NaOH)=0.5 ml·L-1
D.b点时酸碱恰好反应完全
解析 由分析可知,温度最高点(b)是酸碱恰好完全反应的点,b点之前发生酸碱中和反应,是放热反应,温度升高,故A正确;由分析可知,温度最高点(b)是酸碱恰好完全反应的点,bc段温度降低是因为又加入NaOH溶液,故B错误;由化学方程式H2SO4+2NaOH===Na2SO4+2H2O且b点时酸碱恰好反应完全可知,n(NaOH)=2n(H2SO4),即c(NaOH)×V(NaOH)=2c(H2SO4)×V(H2SO4),代入数据计算c(NaOH) =1 ml·L-1,故C错误;温度最高点(b)是酸碱恰好完全反应的点,故D正确。
12.下列表述中,与盐类水解有关的是( B )
①明矾和FeCl3可作净水剂;②为保存FeCl3溶液,要在溶液中加少量盐酸;③AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是Al2O3;④NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接中的除锈剂;⑤实验室盛放NaOH溶液的试剂瓶应用橡皮塞,而不能用玻璃塞;⑥用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂;⑦草木灰与铵态氮肥不能混合施用
A.①②③⑤⑥⑦ B.①②③④⑥⑦
C.①③⑤⑥⑦D.全有关
解析 铝离子和铁离子水解生成胶体,能吸附水中悬浮杂质,起到净水的作用,故①有关;铁离子水解显酸性,加入盐酸抑制铁离子的水解,故②有关;蒸干氯化铝溶液促进铝离子的水解,氯化氢挥发得到水解产物氢氧化铝,Al(OH)3在灼烧的条件下,发生分解得到Al2O3,故③有关;铵根离子、锌离子水解显酸性,可与铁锈反应,能起到除锈的作用,故④有关;氢氧化钠溶液和玻璃中的二氧化硅反应,生成硅酸钠是矿物胶黏结瓶口和瓶塞,与水解无关,故⑤无关;碳酸氢根离子水解显碱性,铝离子水解显酸性,二者水解相互促进生成二氧化碳和氢氧化铝,故⑥有关;草木灰是碳酸钾,水解显碱性,铵盐水解显酸性,混合后水解会相互促进生成二氧化碳和氨气,减弱肥效,故⑦有关。
13.已知室温时,CH3COOH的电离常数为1.75×10-5,NH3·H2O的电离常数为1.75×10-5。0.1 ml·L-1的下列溶液:①CH3COONa、②NH4Cl、③CH3COONH4、④(NH4)2SO4,pH由小到大排列正确的是( D )
A.①<②<④<③B.①<③<②<④
C.①<②<③<④D.④<②<③<①
解析 ①CH3COONa是强碱弱酸盐,溶液显碱性,pH>7; ②NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液显酸性,pH<7;③由于CH3COOH与NH3·H2O的电离平衡常数相等,所以CH3COONH4溶液呈中性,pH=7。④(NH4)2SO4是强酸弱碱盐,溶液显酸性,pH<7;由于NH4Cl溶液(NH4)2SO4溶液物质的量浓度相等,铵根离子浓度(NH4)2SO4溶液离子浓度大,故其酸性强,pH小;由以上分析可以得出pH由小到大排列④<②<③<①,故选D。
14.用0.50 ml·L-1 NaOH标准液10.00 mL,将未知浓度的盐酸20.00 mL恰好滴定至终点,下列说法正确的是( AD )
A.若滴定完毕,滴定管尖嘴悬有一滴液体,则所测的盐酸浓度偏大
B.用量筒量取上述盐酸
C.若选用酚酞作指示剂,终点时,液体恰好褪色
D.盐酸的浓度为0.25 ml·L-1
解析 滴定管尖嘴悬有一滴液体,导致消耗的V(NaOH)偏大,由c(盐酸) =eq \f(cNaOHVNaOH,V盐酸)可知,所测的盐酸浓度偏大,故A正确;盐酸体积20.00 mL,而量筒的感量为0.1 mL,不能使用量筒,可选滴定管或移液管量取,故B错误;NaOH滴定盐酸,选用酚酞作指示剂,终点时,溶液由无色变为浅红色,且30 s不变色,故C错误;用0.50 ml·L-1 NaOH标准液10.00 mL,滴定未知浓度的盐酸20.00 mL,则c(盐酸)=eq \f(cNaOHVNaOH,V盐酸)=eq \f(0.01 L×0.50 ml/L,0.02 L)=0.25 ml/L,故D正确。
15.25 ℃时,下列各溶液中有关微粒的物质的量浓度关系正确的是( A )
A.0.1 ml/L NaHCO3溶液中,c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(COeq \\al(2-,3))
B.0.1 ml/L NaHC2O4溶液呈酸性,c(Na+)>c(HC2Oeq \\al(-,4))>c(H2C2O4)>c(C2Oeq \\al(2-,4))
C.20 mL 0.1 ml/L CH3COONa溶液与10 mL 0.1 ml/L HCl溶液混合到酸性溶液,c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
D.向0.1 ml/L NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性,c(Na+)>c(NHeq \\al(+,4))>c(SOeq \\al(2-,4))>c(OH-)=c(H+)
解析 根据质子守恒,0.1 ml/L NaHCO3 溶液中,c(OH-)=c(H+)+c(H2CO3)-c(COeq \\al(2-,3)),故A正确;0.1 ml/L NaHC2O4 溶液呈酸性,说明HC2Oeq \\al(-,4)电离大于水解,c(Na+)>c(HC2Oeq \\al(-,4))>c(C2Oeq \\al(2-,4))>c(H2C2O4),故B错误;20 mL 0.1 ml/L CH3COONa溶液与10 mL 0.1 ml/L HCl溶液混合到酸性溶液,根据元素质量守恒c(Na+)=2c(Cl-),c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)+c(Cl-),带入得c(CH3COOH)+2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-),故C错误;NH4HSO4中滴加NaOH溶液,若二者物质的量相同时,溶质为等物质的量的(NH4)2SO4和Na2SO4,溶液呈酸性,需要再滴加少许NaOH呈中性,c(Na+)+c(NHeq \\al(+,4))=2c(SOeq \\al(2-,4)),故溶液中离子浓度大小关系为c(Na+)>c(SOeq \\al(2-,4))>c(NHeq \\al(+,4))>c(OH-)=c(H+),故D错误。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(12分)Ⅰ.(1)硫酸铜晶体的溶解度虽大,但溶解过程较慢,实验室常用热水配制以加快溶解速率,但常常会产生浑浊,请用文字简要说明原因:Cu2+水解产生Cu(OH)2变浑浊,加热促进水解,用热水配制出澄清的较浓的 CuSO4溶液时应再加入少量H2SO4。
(2)稀Na2S溶液有一种腐卵气味,加入AlCl3溶液后,腐卵气味加剧,用离子方程式表示气味加剧过程所发生的化学反应2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑。
(3)下列物质水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质的是②⑧。
①NH4HCO3;②CaCl2;③AlCl3;④Cu(NO3)2;
⑤FeCl2;⑥K2SO3;⑦KMnO4;⑧KAl(SO4)2
Ⅱ.依据氧化还原反应:MnOeq \\al(-,4)+5Fe2++8H+===Mn2++5Fe3++4H2O,欲采用滴定的方法测定FeSO4的质量分数,实验步骤如下:
①称量绿矾样品,配成100 mL待测溶液;
②取一定体积待测液置于锥形瓶中,并加入一定量的硫酸;
③将标准浓度的KMnO4溶液装入滴定管中,调节液面至a mL处;
④滴定待测液至滴定终点时,滴定管的液面读数b mL;⑤重复滴定2~3次。
(1)如何确定滴定到达终点?现象是当最后一滴滴入时,溶液变为紫红色且30 s内不恢复原色。
(2)下列操作会导致测定结果偏低的是C。
A.盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定
B.锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗
C.读取标准液读数时,滴定前平视,滴定到终点后俯视
D.滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失
(3)下列每种量器的数量不限,在上述实验中必须使用的仪器ABD。
A.托盘天平B.酸式滴定管
C.碱式滴定管D.胶头滴管
解析 Ⅰ.(1)因Cu2+水解产生Cu(OH)2,该反应是吸热反应,加热促进水解,故产生浑浊;硫酸浓度增大,平衡逆向移动,能得到澄清的较浓的CuSO4溶液。(2)铝离子能与硫离子发生双水解生成氢氧化铝和硫化氢,反应的离子方程式为:2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑。(3)NH4HCO3受热分解,得不到原溶质,故①不符合;CaCl2水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质,故②符合;AlCl3溶液水解生成氢氧化铝和氯化氢,氯化氢受热易挥发,促进水解得到氢氧化铝,得不到原溶质,故③不符合;Cu(NO3)2溶液中铜离子水解生成氢氧化铜和硝酸,硝酸是易挥发性酸,加热蒸干至质量不再减少为止,蒸干灼烧后能得到氧化铜,故④不符合;FeCl2具有还原性加热易被氧化为三价铁,而FeCl3溶液水解生成氢氧化铁和氯化氢,氯化氢挥发促进水解得到氢氧化铁,得不到原溶质,故⑤不符合;K2SO3,蒸干灼烧后被氧化为硫酸钾,故⑥不符合;KMnO4加热到质量不变分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气,得不到原溶质,故⑦不符合;KAl(SO4)2水溶液经加热浓缩、蒸干灼烧后能得到原溶质物质,故⑧符合。Ⅱ.(1)高锰酸钾本身呈紫色,无须指示剂,滴定终点时,颜色变成紫红色,并且半分钟内不恢复原色,否则不可以判断达到终点。(2)盛标准溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗就装液滴定,标准液浓度减小,所需V(标准)增大,根据c(待测)=[c(标准)×V(标准)]/V(待测),判断可知c(待测)偏大,故A错误;锥形瓶用蒸馏水洗涤后未用待测液润洗,所需V(标准)不变,根据c(待测)=[c(标准)×V(标准)]/V(待测),判断可知c(待测)不变,故B错误;读取标准液读数时,滴定前平视,滴定到终点后俯视,所需V(标准)偏小,根据c(待测)=[c(标准)×V(标准)]/V(待测),判断可知c(待测)偏小,故C正确;滴定前滴定管尖嘴处有气泡未排除,滴定后气泡消失,所需V(标准)偏大,根据c(待测)=[c(标准)×V(标准)]/V(待测),判断可知c(待测)偏大,故D错误;故选C。(3)配制100 mL待测溶液需要的仪器有:托盘天平、药匙、量筒、烧杯、玻璃棒、100 mL容量瓶、胶头滴管;滴定所需要的仪器有:酸式滴定管、锥形瓶、铁架台等,故选ABD。
17.(12分)已知:25 ℃时,CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等。
(1)25 ℃时,取10 mL 0.1 ml·L-1醋酸溶液测得其pH=3。
①将上述(1)溶液加水稀释至1 000 mL,溶液pH数值范围为3<pH<5,溶液中c(CH3COO-)/[c(CH3COOH)·c(OH-)]不变(填“增大”“减小”“不变”或“不能确定”)。
②25 ℃时,0.1 ml·L-1氨水(NH3·H2O溶液)的pH=11。用pH试纸测定该氨水pH的操作方法为 取一小段pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取氨水溶液滴在pH试纸上,然后与标准比色卡对照读取pH。
③氨水(NH3·H2O溶液)电离平衡常数表达式Kb=c(NHeq \\al(+,4))·c(OH-)/c(NH3·H2O),25 ℃时,氨水电离平衡常数约为10-5。
(2)25 ℃时,现向10 mL 0.1 ml·L-1氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,在滴加过程中c(NHeq \\al(+,4))/c(NH3·H2O)b(填序号)。
a.始终减小b.始终增大
c.先减小再增大 d.先增大后减小
解析 (1)25 ℃时,取10 mL 0.1 ml·L-1醋酸溶液测得其pH=3。①将上述(1)溶液加水稀释至1 000 mL,若是10 mL pH=3的盐酸加水稀释至1 000 mL,pH将增大到5,由于稀释过程中醋酸的电离度变大,故溶液pH数值范围为3~5之间,溶液中eq \f(cCH3COO-,[cCH3COOH×cOH-])=eq \f(cCH3COO-×cH+,[cCH3COOH×cOH-×cH+])=eq \f(Ka,Kw),温度不变,该值不变,故不变。②因为25 ℃时,CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,故25 ℃时,0.1 ml·L-1氨水(NH3·H2O溶液)的pH=14-3=11。用pH试纸测定该氨水pH的操作方法为:取一小段pH试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取氨水溶液滴在pH试纸上,然后与标准比色卡对照读取pH。③氨水(NH3·H2O溶液)电离平衡常数表达式Kb=eq \f(cNH\\al(+,4)·cOH-,cNH3·H2O),25 ℃时,0.1 ml·L-1氨水(NH3·H2O溶液)的pH=11,则氨水电离平衡常数约为eq \f(10-3×10-3,0.1)=10-5。(2)25 ℃时,现向10 mL 0.1 ml·L-1氨水中滴加相同浓度的CH3COOH溶液,在滴加过程中Kb=eq \f(cNH\\al(+,4)·cOH-,cNH3·H2O)不变,但是溶液中c(OH-)减小,则c(NHeq \\al(+,4))/c(NH3·H2O)变大,选b。
18.(12分)现有常温下的六份溶液:①0.01 ml/L CH3COOH溶液;②0.01 ml/L HCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01 ml/L CH3COOH溶液与 pH=12的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01 ml/L HCl溶液与 pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
(1)其中水的电离程度最大的是⑥(选填序号,下同),水的电离程度相同的是②③④。
(2)若将②、③混合后所得溶液pH=7,则消耗溶液的体积:②>③(填“>”“<”或“=”,下同);若将②、③溶液等体积混合后,所得溶液pH>7。
(3)若将①、④溶液按体积比为2∶1混合后,所得溶液pH<7(填“>”“<”或“=”)此时溶液中除水分子外的各微粒的浓度由大到小的顺序为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合液可能呈ABC(填序号)。
A.酸性 B.碱性 C.中性
解析 (1)水属于弱电解质,存在电离平衡H2OH++OH-,根据电离出的离子可知酸或碱是抑制水的电离,而盐类的水解则是促进水的电离。pH=12的氨水,说明氨水的浓度大于0.01 ml/L,所以⑤中氨水是过量的,水的电离被抑制。在⑥中二者恰好反应生成氯化钠,氯化钠是不能发生水解的,所以在该溶液中水的电离没有被抑制,而在①②③④⑤中均是抑制水的电离的。因为②③④溶液中H+浓度或OH-的浓度均是0.01 ml·L-1,所以对水的电离抑制程度是相同的;故其中水的电离程度最大的是⑥,水的电离程度相同的是②③④。(2)pH=12的氨水,说明氨水的浓度大于0.01 ml/L,所以②③等体积混合后氨水过量,溶液显碱性,要使溶液显中性,盐酸的体积必须大于氨水的体积;②0.01 ml/L HCl溶液中pH=2,③pH=12的氨水中氨水浓度大于0.01 ml/L,等体积混合,充分反应后氨水过量,溶液呈碱性,pH>7;(3)若将①0.01 ml/L CH3COOH溶液、④pH=12的NaOH溶液按体积比为2∶1混合后,所得溶液为醋酸和醋酸钠按1∶1形成的溶液,醋酸的电离程度大于醋酸根离子的水解,则c(CH3COO-)>c(CH3COOH),溶液显酸性c(H+)>c(OH-),故pH<7;此时溶液中除水分子外的各微粒的浓度由大到小的顺序为:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);①④混合后,根据电荷守恒可知c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),若c(CH3COO-)>c(H+),则c(Na+)>c(OH-)。但c(H+)和c(OH-)的大小关系无法确定,所以该溶液可能显酸性、碱性或中性。
19.(12分)25 ℃时,取0.l ml·L-1 HA溶液与0.1 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化不计),测得混合溶液的pH=9。试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=9的原因A-+H2OHA+OH-(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(OH-) =10-5 ml·L-1,0.1 ml·L-1 NaOH 溶液中由水电离出的c(OH-)=10-13 ml·L-1。
(3)0.l ml·L-1 HA溶液与0.05 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合后,pH=8,则
①所得混合液中c(HA)、c(A-)、c(Na+)、c(OH-)、c(H+)浓度从大到小的顺序为:c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
②c(HA)+c(A-)=0.05 ml·L-1,c(HA)-c(A-)=2×(10-6-10-8)(或1.98×10-6) ml·L-1。
(4)25 ℃时,已知NH4A溶液为中性,将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH>7(填“>”“<”或“=”)。
(5)相同温度下相同物质的量浓度的下列四种盐溶液,pH由大到小的顺序A>C>D>B(填字母)。
A.NH4HCO3 B.NH4HSO4
C.NH4A D.NH4Cl
解析 (1)NaA为强碱弱酸盐,A-在溶液中发生水解反应使溶液呈碱性,水解的离子方程式为A-+H2OHA+OH-;(2)NaA为强碱弱酸盐,A-在溶液中发生水解反应使溶液呈碱性,pH=9溶的液中c(OH-)=10-5 ml/L,则溶液中由水电离出的c(OH-)=10-5 ml/L;0.1 ml·L-1 NaOH 溶液中c(OH-)=0.1 ml/L,氢氧化钠是强碱,抑制水的电离,则0.1 ml·L-1 NaOH 溶液中由水电离出的c(OH-)=10-13 ml/L;(3)①0.1 ml·L-1 HA溶液与0.05 ml·L-1 NaOH溶液等体积混合得到等浓度的HA和NaA混合液,溶液pH=8说明HA的电离小于NaA的水解,则混合液中c(HA)、c(A-)、c(Na+)、c(OH-)、c(H+)浓度从大到小的顺序为c(HA)>c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);②混合后溶液中c(Na+)=eq \f(0.05 V,2 V) ml/L =0.025 ml/L,由溶液中存在元素质量守恒可得c(HA)+c(A-)=2c(Na+)=2×0.025 ml/L=0.05 ml/L;溶液中存在电荷守恒关系c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),与元素质量守恒关系整合可得c(HA)-c(A-)=2c(OH-)-2c(H+)=2×(10-6-10-8) ml/L;(4)HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,说明HA的酸性比碳酸的强,NH4A溶液为中性,说明相同条件下,NH3·H2O和HA的电离常数相同,则(NH4)2CO3中铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度,溶液的pH>7;(5)NH4HSO4是强酸酸式盐,在溶液中电离,溶液呈酸性;NH4Cl是强酸弱碱盐,铵根离子中水解,使溶液呈酸性,氯化铵溶液的pH值大于硫酸氢铵溶液;NH4A溶液中阴阳离子的水解程度相等,溶液呈中性,溶液的pH值大于氯化铵溶液;NH4HCO3溶液中铵根离子的水解程度小于碳酸氢根离子的水解程度,溶液呈碱性,则相同温度下相同物质的量浓度的下列四种盐溶液,pH由大到小的顺序A>C>D>B。
20.(12分)目前高铁酸钠(Na2FeO4)被广泛应用于水的处理,具有高效、无毒的优点。某地海水样品经Na2FeO4处理后,所含离子及其浓度见下表(H+和OH-浓度小,未列出):
常温下,取一定量经Na2FeO4处理过的海水为原料制备精制食盐水和MgCl2·7H2O,过程如下:
注:离子的浓度小于1.0×10-5 ml·L-1,可认为该离子不存在;Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Mg(OH)2]=5.0×10-12;操作过程中溶液体积的变化忽略不计。
(1)根据表中列出的离子浓度计算a=0.17。沉淀A是Fe(OH)3(填化学式)。
(2)在调节溶液pH时,理论上应调节的pH范围是3
解析 (1)H+和OH-浓度小,可以忽略,根据表中离子浓度大小,利用电荷守恒可知:2c(SOeq \\al(2-,4))+c(Cl-)=2c(Mg2+)+3c(Fe3+)+c(Na+),即2a+0.56=2×0.05+3×0.1+0.5,则a=0.17;由工艺流程图可知,处理的海水调节pH值,目的是Fe3+将转化为Fe(OH)3,除去溶液中的Fe3+,故沉淀A的组成为Fe(OH)3。(2)Mg2+开始沉淀时c(OH-)=10-5 ml/L,pH值为9,Fe3+完全沉淀时c(OH-)=10-11ml/L,pH值为3,在调节溶液pH时,应当使3
SOeq \\al(2-,4)
Mg2+
Fe3+
Na+
Cl-
浓度/(ml·L-1)
a
0.05
0.10
0.50
0.56
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