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【化学】江西省南昌市安义中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题(解析版)
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江西省南昌市安义中学2019-2020学年高二上学期期中考试试题
第I卷(选择题)
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共48分)
1. 下列物质中属于强电解质的是( )
A. SO2 B. Na2SO4 C. Cl2 D. CH3COOH
【答案】B
【解析】试题分析:在溶液中完全电离出离子的电解质是强电解质,强酸、强碱大部分盐均是强电解质。在溶液中部分电离出离子,存在电离平衡的电解质是弱电解质,弱酸、弱碱、少部分盐以及水是弱电解质。A、SO2是非电解质,A不正确;B、硫酸钠是强电解质,不正确;C、氯气是单质,不是电解质,也不是非电解质,C不正确;D、乙酸是弱电解质,D不正确,答案选B。
2. 12.下列盐溶液蒸干后并灼烧,能得到原溶质的是( )
A. Al2(SO4)3溶液 B. MgCl2溶液
C. FeSO4溶液 D. NaClO溶液
【答案】A
【解析】试题分析:加热时Al3+虽然水解,但硫酸难挥发,最后固体仍为Al2(SO4)3;镁离子会发生水解反应,生成氢氧化镁,而加热可以促进水解,所以最终主要生成的是氢氧化镁,再灼烧就分解成为氧化镁;还原性盐在蒸干时会被O2氧化FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(aq); 蒸干NaClO溶液时,既要考虑ClO-水解,又要考虑HClO分解,所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
3. 某原电池,将两金属X、Y用导线连接,同时插入相应的电解质溶液中,发现Y电极质量增加,则下列情况中有可能的是( )
A. X是负极,电解质溶液为CuSO4溶液
B. X是负极,电解质溶液为H2SO4溶液
C. X是正极,电解质溶液为CuSO4溶液
D. X是正极,电解质溶液为H2SO4溶液
【答案】A
【解析】试题分析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。Y电极质量增加,这说明Y电极是正极,溶液中的金属阳离子得到电子而析出。X是负极,因此符合条件的是选项A,其余选项都是错误的,答案选A。
4.温度相同,浓度均为0.1 mol·L-1的:①(NH4)2CO3,②(NH4)2Fe(SO4)2,③氨水,④NH4NO3,⑤ NH4HSO4溶液,它们中的c(NH)由大到小的排列顺序是( )
A. ②⑤④①③ B. ③⑤②④①
C. ②①⑤④③ D. ⑤②①④③
【答案】C
【解析】
【详解】在温度相同、浓度均为0.1mol•L-1的溶液中,①(NH4)2CO3,碳酸根离子水解显示碱性,促进了铵离子水解,铵离子浓度减小,小于0.2mol•L-1;②(NH4)2Fe(SO4)2,铵根离子和铁离子水解相互抑制,铵根离子浓度大于①;③一水合氨为弱电解质,因电离程度很小,则铵根离子浓度最小;④NH4NO3溶液,铵离子正常水解,浓度小于0.1mol/L,⑤NH4HSO4,溶液的氢离子抑制了铵离子水解,浓度接近于0.1mol/L,则c(NH4+)由大到小的排列顺序是②①⑤④③,故选C。
5.下列应用与盐类的水解无关的是 ( )
A. 明矾净水 B. 配制CuCl2溶液时加入适量盐酸
C. NaCl可用作防腐剂和调味剂 D. 泡沫灭火器的灭火原理
【答案】C
【解析】
【详解】A. 明矾净水是因为其电离出的铝离子发生水解反应,生成氢氧化铝胶体,吸附水中的悬浮颗粒,A不符合题意;
B. 配制CuCl2溶液时加入适量盐酸,可以抑制铜离子的水解,B不符合题意;
C. NaCl可用作防腐剂和调味剂与水解无关,C符合题意;
D. 泡沫灭火器的反应原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应,D不符合题意;
答案选C。
6.铅蓄电池是典型的可充电电池,它的正负极板是惰性材料,分别吸附着PbO2和Pb,工作时该电池电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列说法不正确的是( )
A. 放电时:正极的电极反应式是 PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B. 该电池工作时电解液的pH变小
C. 当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加48g
D. 该电池工作时铅电极发生氧化反应
【答案】B
【解析】
【分析】分析电池总反应式中元素的价态变化可以看出,Pb是负极,发生氧化反应,PbO2是正极,发生还原反应。
【详解】A.放电时,二氧化铅为正极,发生还原反应,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,A项正确;
B.从所给的总电池反应式可以明显看出,放电过程中消耗了硫酸,所以硫酸的量变少,酸性减弱,溶液pH要变大,B项错误;
C.外电路通过1mol电子时,负极板增加的质量为0.5mol×96g/mol=48g,C项正确;
D.该电池工作时,铅电极为负极,发生氧化反应,D项正确;
所以答案选择B项。
7. 下列叙述中正确的是( )
A. 常温下,0.01mol·L-1醋酸溶液pH=2
B. 95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
C. 常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后溶液pH=4
D. 常温下,将0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后溶液pH=1
【答案】D
【解析】试题分析:A.常温下,0.01mol·L-1醋酸溶液PH>2,A错误;B.95℃纯水的pH<7,因为KW增大,加热后水依然呈中性。B错误;C.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后溶液pH<4,因为醋酸是弱酸,存在电离平衡。C错误;D.常温下,将0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后盐酸溶液的浓度为0.1 mol·L-1,故pH=1,D正确
8.Licht等科学家设计的Al—MnO4—电池原理如图所示,电池总反应为Al+MnO4—===AlO2—+MnO2,下列说法正确的是( )
A. 电池工作时,K+向负极区移动
B. Al电极发生还原反应
C. 正极的电极反应式为MnO4—+4H++3e-===MnO2+2H2O
D. 理论上电路中每通过1mol电子,负极质量减小9g
【答案】D
【解析】分析:该电池的负极是Al,Ni是正极,在正极上发生得电子的还原反应,即MnO+2H2O+3e-===MnO2+4OH-,负极上金属铝失电子发生氧化反应,即Al-3e-+4OH-=Al(OH)4-,电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,以此解答该题。
详解:A.电池工作时,阳离子向正极移动,即K+向正极移动,故A错误;
B.反应中铝为为负极,发生还原反应,故B错误;
C.电解质呈碱性,MnO在正极上发生得电子的还原反应,即MnO+2H2O+3e-===MnO2+4OH-,故C错误;
D.理论上电路中每通过1mol电子,则有mol铝被氧化,负极质量减少9g,所以D选项是正确的。
所以D选项是正确的。
9.在t℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列说法不正确( )
A. t°C时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
B. 饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C. t°C时,Y点和Z点的Ag2CrO4的Ksp相等
D. t°C时,将0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1KCl和0.01 mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图像,Ksp=c2(Ag+)×c(CrO42-)=(1×10-3)2mol·L-1×1×10-5mol·L-1=1×10-11,故A说法错误;
B、Ag2CrO4的溶解平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq),加入K2CrO4,溶液中c(CrO42-)增大,c(Ag+)降低,即Y点不变为X点,故B说法正确;
C、溶度积只受温度的影响,Y和Z点温度相同,溶度积相等,故C说法正确;
D、如果生成AgCl沉淀,需要c(Ag+)==1.8×10-8mol·L-1,如果生成Ag2CrO4,需要c(Ag+)= =×10-4mol·L-1,因此先析出氯化银沉淀,故D说法正确;
答案选A。
10.相同体积的pH=3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应,说法正确的是( )
A. 弱酸溶液产生较多的氢气
B. 强酸溶液产生较多的氢气
C. 开始时产生氢气的速率强酸大
D. 产生相同体积的气体强酸需要的时间短
【答案】A
【解析】
【详解】强酸完全电离,弱酸部分电离,在溶液中存在电离平衡,所以当二者pH相同时,反应开始时速率相同,等体积溶液中n(H+)相同,当酸与金属发生反应消耗H+时,破坏了弱酸的电离平衡,酸分子进一步电离产生H+,使反应过程中c(H+)比强酸的大,反应速率比强酸快,且最终最终弱酸电离产生的H+多,反应放出的氢气多;若产生等量的氢气,弱酸由于反应速率快,所用时间短,故合理选项是A。
11.常温下,0.1mol/L的下列溶液酸性最强的是( )
A. NaHSO4 B. NaHSO3 C. Al2(SO4)3 D. CH3COOH
【答案】A
【解析】A.NaHSO4 完全电离出氢离子;B. NaHSO3 的难电离;C. Al2(SO4)3的Al3+水解程度小;D. CH3COOH难电离。故选A。
12.一定温度下,水存在如下电离:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是( )
A. 向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B. 将水加热,Kw增大,pH减小
C. 向水中加入少量固体NH4Cl,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol/L,Kw不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A、向水中加入稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制水的电离,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,故A错误;
B、水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大,pH变小,故B正确;
C、向水中加入少量固体NH4Cl,铵根离子和氢离子反应生成弱电解质,导致c(H+)降低,促进水的电离,平衡正向移动,故C错误;
D、向水中加入少量固体Na2SO4,溶解后不影响水的电离平衡,c(H+)=1×10-7mol/L,因为温度不变,则Kw不变,故D正确;
故选BD。
13.常温下,pH=12的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,(体积变化忽略不计)所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A. 11:1 B. 9:11 C. 1:11 D. 11:9
【答案】D
【解析】
【详解】常温下,pH=12的强碱溶液中c(OH-)=0.01mol/L,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,两溶液混合后发生酸碱中和反应,由所得混合液的pH=11可知,混合后溶液呈碱性,混合溶液的c(OH-)=0.001mol/L,则碱是过量的,则有=0.001mol/L,解得:V(强碱):V(强酸)=11:9,D项正确;
答案选D。
14.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,这种试剂是( )
A. MgCO3 B. NaOH C. Na2CO3 D. NH3·H2O
【答案】A
【解析】A、加入MgCO3能调节pH,不引入新的杂质,故A正确;B、引入新的杂质Na+,故B错误;C、引入新的杂质Na+,故C错误;D、引入新的杂质NH4+,故D错误。
15.已知某溶液中只存在 OH﹣、Cl﹣、NH4+、H+四种离子,下列说法不正确的是( )
A. 若溶液中 c(NH4+)=c(Cl﹣),则该溶液一定显中性
B. 若溶液中 c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),则溶液中一定含有 NH4Cl 和 NH3•H2O
C. 若溶液中 c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),则溶液中可能含有 NH4Cl 或可能含有NH4Cl 和 HCl
D. 若溶液中 c(Cl﹣)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH﹣),则溶液中含大量的 NH4Cl 和少量的 HCl
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中存在电荷守恒,若溶液中 c(NH4 +)=c(Cl﹣),根据电荷守恒得 c(OH﹣)=c(H+),则溶液呈中性,故 A 正确;
B.如果溶液中 c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),氯化铵溶液呈酸性,要使混合溶液呈碱性,则氨水过量,所以溶液中的溶质为NH4Cl 和 NH3•H2O,故 B 正确;
C.若溶液中 c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),溶液呈酸性,氯化铵溶液呈酸性,要使溶液呈酸性,氨水和 HCl 可能恰好反应也可能 HCl 过量,所以溶液中可能含有 NH4Cl 或可能含有NH4Cl 和 HCl,故 C 正确;
D.若溶液中c(Cl﹣)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH﹣),溶液中c(H+)>c(NH +)且溶液呈酸性,则溶液中存在大量的 HCl 和少量的 NH4Cl,故D错误。
故选D。
16.用0.1mol·L-1KOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A 溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。已知pKa=-lgKa,25℃时H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。下列说法正确的是( )
A. a点所得溶液中: 2c(H2A)+c(A2-)=0.1mol/L
B. b点所得溶液中: 2c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
C. c 点所得溶液中: c(K+)<3c(HA-)
D. d点所得溶液中A2-第一级水解平衡常数为10-6.81
【答案】D
【解析】A.Ka1=,a点溶液中c(H+)=10-1.85,则该溶液中c(HA-)===c(H2A),再结合物料守恒知,溶液中存在n(H2A)+n(HA-)+n(A2-)=2n(H2A)+n(A2-)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,选项A错误;B.20mL时,二者恰好完全反应生成KHA,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),物料守恒c(K+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),得到:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),选项B错误;C.c点溶液中溶质为KHA、K2A,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),c(H+)=10-7.19mol/L,Ka2==10-7.19,所以c(HA-)=c(A2-),溶液中电荷守恒为:c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),已知(HA-)=c(A2-),则c(K+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-),由于c(OH-)>c(H+),所以c(K+)>3c(HA-),选项C错误;D.加入氢氧化钠溶液40mLKOH溶液滴定20mL0.1mol•L-1H2A溶液恰好反应生成K2A,d点溶液中主要是K2A和少量KHA,溶液中离子浓度c(Na+)>c(A2-)>c(HA-),选项D正确;答案选D。
第II卷(非选择题)
二、填空题(每空2分,共52分)
17.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示。请回答:
(1)醋酸的电离平衡常数表达式为:__________________________。
(2)a、b、c三点c(H+)由大到小的顺序是________________________________________。
(3)a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的点是________点。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)提高,可采取的措施是________(填标号)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOH D.加水 E.加固体CH3COONa F.加锌粉
【答案】(1). (2). b>a>c (3). c (4). ACEF
【解析】
分析】醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,溶液的导电性与离子浓度成正比,据此分析解答(1)~(3);
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,可以在不改变溶液的体积条件下使CH3COOH⇌CH3COO-+H+右移;加入含有醋酸根离子的可溶性盐等固体物质,据此分析解答。
【详解】(1)醋酸是弱电解质,醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+,电离平衡常数K= ,故答案为:;
(2)溶液的导电性越强,说明溶液中的氢离子浓度越大,根据图像知,溶液的导电性b>a>c,则氢离子浓度b>a>c,故答案为:b>a>c;
(3)溶液的浓度越小,醋酸的电离程度越大,根据图像,加入的水越多,醋酸的浓度越小,电离程度越大,a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的点为c,故答案为:c;
(4)A.醋酸是弱电解质,电离时需要吸收热量,所以加热促进醋酸电离,导致醋酸根离子浓度增大,故A正确;B.加很稀的NaOH溶液,促进醋酸电离,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故B错误;C.加KOH固体,KOH和醋酸发生中和反应生成醋酸钾,促进醋酸电离,溶液体积不变,醋酸根离子浓度增大,故C正确;D.加水促进醋酸电离,根据图像,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故D错误;E.加固体CH3COONa,醋酸钠电离出醋酸根离子,导致醋酸根离子浓度增大,故E正确; F.加入锌粉,锌和氢离子发生置换反应而促进醋酸电离,则醋酸根离子浓度增大,故F正确;故答案为:ACEF。
18.可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,电极反应式为:正极_________,负极______________。
(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应式为:正极:____________。
(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?__________。
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应式为:正极:__________,负极:__________。
【答案】(1). O2+2H2O+4e-=4OH- (2). 2H2+4OH--4e-=4H2O (3). O2+4H++4e-=2H2O (4). 前者变小,后者变大 (5). 2O2+4H2O+8e-=8OH- (6). CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
【解析】
【分析】(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-,负极的电极反应式为:2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O;
(2)若把KOH改为稀硫酸作电解质,正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O,负极的电极反应式为:2H2 - 4e-=4H+;
(3)利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池,都生成水,因此电解质溶液浓度减小;
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应式为:正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
【详解】(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,氢气在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-,负极的电极反应式为:2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O;
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2+4OH--4e-=4H2O;
(2)若把KOH改为稀硫酸作电解质,正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O,负极的电极反应式为:2H2 - 4e-=4H+;故答案为:O2+4H++4e-=2H2O;
(3)利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池,都生成水,因此电解质溶液浓度减小,氢氧化钾溶液浓度减小,pH变小,稀硫酸浓度减小,pH变大;故答案为:前者变小,后者变大;
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,甲烷在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,则电极反应式为:正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;故答案为:2O2+4H2O+8e-=8OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
19.常温下,向 100 mL0.01 mol·L-1HA 溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1MOH 溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题:
(1)由图中信息可知HA为 酸(填“强”或“弱”)。
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH = a,则a______________7(填“ > ”、“,< ”或“=”),用离子方程式表示其原因: _____________________,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=_________
(3)请写出K点所对应溶液中离子浓度的大小关系______________________。
(4)K点对应的溶液中,溶液的 pH = 10,则 c(MOH) +c(OH-) =_________________mol· L-1。
【答案】(1)强;
(2)<、M++H2OMOH+H+、1×10-amol·L-1;
(3)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);
(4)0.005
【解析】试题分析:(1)根据图示,0.01 mol·L-1HA的PH=2,, HA为强酸;(2)根据图示,HA与MOH完全反应时,溶液呈酸性,即MA稀溶液的PH <7;原因是M+水解,M++H2OMOH+H+;M+水解促进水电离,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-amol·L-1;(3)根据图示, K点所对应的溶液中含有等浓度的MA、MOH,K点溶液呈碱性,电离大于水解,离子浓度的大小关系c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);K点对应的溶液,根据电荷守恒c(M+)+ c(H+)= c(A-)+c(OH-);根据物料守恒,2c(A-)=0.01=c(MOH)+c(M+),综合两式,c(MOH) +c(OH-)=c(H+)+c(A-)≈0.005mol· L-1。
20.某同学用已知物质的量浓度的NaOH测定未知物质的量浓度的盐酸,将20.00 待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2-3滴酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2-3次,记录数据如下。
实验编号
溶液的浓度/
滴定完成时,溶液滴入的体积/
待测盐酸的体积/
1
010
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
① 滴定达到终点的标志是____________________________。
② 根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为_______(保留两位有效数字)。
③ 排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
④ 在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有______(填字母序号)。
A. 滴定终点读数时俯视
B. 酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C. 锥形瓶水洗后未干燥
D. 称量的固体中混有固体
E. 碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
【答案】(1). 当最后一滴标准液滴入锥形瓶,溶液颜色由无色变为红色,半分钟内不褪色 (2). 0.11 (3). 丙 (4). DE
【解析】①酚酞溶液滴加到待测的盐酸中,溶液呈无色,所以滴定终点的标志是当滴入最后一滴NaOH标准液,锥形瓶内溶液的颜色由无色变为红色,且在半分钟内不褪色;
②滴定终点时盐酸和NaOH恰好完全反应,即n(HCl)= n(NaOH),三次实验所用NaOH溶液体积的平均值为22.71mL,则0.10mol/L×22.71×10-3L=c(HCl)×20.00×10-3L,c(HCl)≈0.11mol/L;
③碱式滴定管排除尖嘴处气泡的正确方法是用如图所示操作中的丙;
④A、滴定终点读数时俯视,使读数偏小,即标准液体积减小,测定结果偏低;B、酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗,使盐酸浓度减小,导致需要的标准NaOH溶液体积减小,使测定结果偏低;C、锥形瓶水洗后未干燥,不影响测定结果;D、称量等质量的NaOH和Na2CO3配成等体积的溶液时,Na2CO3溶液的浓度小,所以与等物质的量盐酸完全反应时,需要Na2CO3溶液的体积大于NaOH溶液的体积,所以当NaOH固体中混有Na2CO3固体时,使所需标准液的体积增大,测定结果偏高;E、碱式滴定管装的是标准液,开始尖嘴部分有气泡,滴定后消失,导致滴定管内液面下降,标准液体积增大,使测定结果偏高。故正确选项为DE。
21.现有常温下的六份溶液:①0.01mol/LCH3COOH溶液;②0.01mol/LHCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与 pH=12的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01mol/LHCl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________(选填序号);
(2)若将②、③混合后所得溶液 pH=7,则消耗溶液的体积:②______③(选填“>”、“<”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(选填“>”、“<”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:__________;将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合液可能呈_________(填序号)。
a.酸性 b.碱性 c.中性
【答案】(1). ⑥ (2). > (3). > (4). < (5). c(CH3COO-)>c(Na+)> c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-) (6). ABC
【解析】
【分析】(1)酸或碱抑制水的电离,含有弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐水解促进水的电离;
(2)根据强酸与弱碱反应分析;
(3)①CH3COOH、CH3COONa等浓度混合的溶液,CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解,溶液显酸性,pH<7;根据电荷守恒分析溶液的酸碱性。
【详解】①0.01mol/L CH3COOH溶液中pH大于2;
②0.01mol/L HCl溶液中pH=2;
③pH=12的氨水,物质的量浓度大于0.01mol/L;
④pH=12的NaOH溶液中氢氧化钠浓度等于0.01mol/L;
⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液,氨水过量,溶液呈碱性;
⑥0.01mol/LHCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液,二者恰好反应生成氯化钠,溶液呈中性;
(1)酸或碱抑制水的电离,含有弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐水解促进水的电离,则①②③④⑤抑制水的电离,⑥混合后恰为氯化钠溶液,既不促进水的电离也不抑制水的电离,则水的电离程度最大的是⑥;
故答案为:⑥;
(2)②0.01mol/LHCl溶液中pH=2,③pH=12的氨水,物质的量浓度大于0.01mol/L,随着反应进行,氨水还可以继续电离,要使pH=7,则消耗的盐酸的体积较大,②>③;若将②、③溶液等体积混合,溶液为氯化铵和大量一水合氨的混合溶液,溶液呈碱性,所得溶液pH>7;
故答案为:>;>;
(3)①0.01mol/L CH3COOH溶液,④pH=12的NaOH溶液中氢氧化钠浓度等于0.01mol/L,
若将①、④溶液按体积比为2:1混合后,所得溶液为CH3COOH、CH3COONa等浓度混合溶液,由于CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,溶液显酸性,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-);将①、④混合,若有c(CH3COO−)>c(H+),则根据电荷守恒可知c(Na+)>c(OH−),但溶液中的c(OH−)与c(H+)的关系无法确定,即c(OH−)与c(H+)的关系是大于、小于或等于均可能,故溶液可能可能显碱性、酸性或中性;
故答案为:<;c(CH3COO-)>c(Na+)> c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);ABC。
第I卷(选择题)
一、选择题(每小题只有一个正确选项,每小题3分,共48分)
1. 下列物质中属于强电解质的是( )
A. SO2 B. Na2SO4 C. Cl2 D. CH3COOH
【答案】B
【解析】试题分析:在溶液中完全电离出离子的电解质是强电解质,强酸、强碱大部分盐均是强电解质。在溶液中部分电离出离子,存在电离平衡的电解质是弱电解质,弱酸、弱碱、少部分盐以及水是弱电解质。A、SO2是非电解质,A不正确;B、硫酸钠是强电解质,不正确;C、氯气是单质,不是电解质,也不是非电解质,C不正确;D、乙酸是弱电解质,D不正确,答案选B。
2. 12.下列盐溶液蒸干后并灼烧,能得到原溶质的是( )
A. Al2(SO4)3溶液 B. MgCl2溶液
C. FeSO4溶液 D. NaClO溶液
【答案】A
【解析】试题分析:加热时Al3+虽然水解,但硫酸难挥发,最后固体仍为Al2(SO4)3;镁离子会发生水解反应,生成氢氧化镁,而加热可以促进水解,所以最终主要生成的是氢氧化镁,再灼烧就分解成为氧化镁;还原性盐在蒸干时会被O2氧化FeSO4(aq)Fe2(SO4)3(aq); 蒸干NaClO溶液时,既要考虑ClO-水解,又要考虑HClO分解,所以蒸干NaClO溶液所得固体为NaCl。
3. 某原电池,将两金属X、Y用导线连接,同时插入相应的电解质溶液中,发现Y电极质量增加,则下列情况中有可能的是( )
A. X是负极,电解质溶液为CuSO4溶液
B. X是负极,电解质溶液为H2SO4溶液
C. X是正极,电解质溶液为CuSO4溶液
D. X是正极,电解质溶液为H2SO4溶液
【答案】A
【解析】试题分析:原电池中较活泼的金属是负极,失去电子,发生氧化反应。电子经导线传递到正极,所以溶液中的阳离子向正极移动,正极得到电子,发生还原反应。Y电极质量增加,这说明Y电极是正极,溶液中的金属阳离子得到电子而析出。X是负极,因此符合条件的是选项A,其余选项都是错误的,答案选A。
4.温度相同,浓度均为0.1 mol·L-1的:①(NH4)2CO3,②(NH4)2Fe(SO4)2,③氨水,④NH4NO3,⑤ NH4HSO4溶液,它们中的c(NH)由大到小的排列顺序是( )
A. ②⑤④①③ B. ③⑤②④①
C. ②①⑤④③ D. ⑤②①④③
【答案】C
【解析】
【详解】在温度相同、浓度均为0.1mol•L-1的溶液中,①(NH4)2CO3,碳酸根离子水解显示碱性,促进了铵离子水解,铵离子浓度减小,小于0.2mol•L-1;②(NH4)2Fe(SO4)2,铵根离子和铁离子水解相互抑制,铵根离子浓度大于①;③一水合氨为弱电解质,因电离程度很小,则铵根离子浓度最小;④NH4NO3溶液,铵离子正常水解,浓度小于0.1mol/L,⑤NH4HSO4,溶液的氢离子抑制了铵离子水解,浓度接近于0.1mol/L,则c(NH4+)由大到小的排列顺序是②①⑤④③,故选C。
5.下列应用与盐类的水解无关的是 ( )
A. 明矾净水 B. 配制CuCl2溶液时加入适量盐酸
C. NaCl可用作防腐剂和调味剂 D. 泡沫灭火器的灭火原理
【答案】C
【解析】
【详解】A. 明矾净水是因为其电离出的铝离子发生水解反应,生成氢氧化铝胶体,吸附水中的悬浮颗粒,A不符合题意;
B. 配制CuCl2溶液时加入适量盐酸,可以抑制铜离子的水解,B不符合题意;
C. NaCl可用作防腐剂和调味剂与水解无关,C符合题意;
D. 泡沫灭火器的反应原理是铝离子和碳酸氢根离子发生双水解反应,D不符合题意;
答案选C。
6.铅蓄电池是典型的可充电电池,它的正负极板是惰性材料,分别吸附着PbO2和Pb,工作时该电池电池总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O,下列说法不正确的是( )
A. 放电时:正极的电极反应式是 PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O
B. 该电池工作时电解液的pH变小
C. 当外电路通过1mol电子时,理论上负极板的质量增加48g
D. 该电池工作时铅电极发生氧化反应
【答案】B
【解析】
【分析】分析电池总反应式中元素的价态变化可以看出,Pb是负极,发生氧化反应,PbO2是正极,发生还原反应。
【详解】A.放电时,二氧化铅为正极,发生还原反应,电极反应式为:PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O,A项正确;
B.从所给的总电池反应式可以明显看出,放电过程中消耗了硫酸,所以硫酸的量变少,酸性减弱,溶液pH要变大,B项错误;
C.外电路通过1mol电子时,负极板增加的质量为0.5mol×96g/mol=48g,C项正确;
D.该电池工作时,铅电极为负极,发生氧化反应,D项正确;
所以答案选择B项。
7. 下列叙述中正确的是( )
A. 常温下,0.01mol·L-1醋酸溶液pH=2
B. 95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
C. 常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后溶液pH=4
D. 常温下,将0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后溶液pH=1
【答案】D
【解析】试题分析:A.常温下,0.01mol·L-1醋酸溶液PH>2,A错误;B.95℃纯水的pH<7,因为KW增大,加热后水依然呈中性。B错误;C.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释至10倍后溶液pH<4,因为醋酸是弱酸,存在电离平衡。C错误;D.常温下,将0.2 mol·L-1的盐酸与等体积水混合后盐酸溶液的浓度为0.1 mol·L-1,故pH=1,D正确
8.Licht等科学家设计的Al—MnO4—电池原理如图所示,电池总反应为Al+MnO4—===AlO2—+MnO2,下列说法正确的是( )
A. 电池工作时,K+向负极区移动
B. Al电极发生还原反应
C. 正极的电极反应式为MnO4—+4H++3e-===MnO2+2H2O
D. 理论上电路中每通过1mol电子,负极质量减小9g
【答案】D
【解析】分析:该电池的负极是Al,Ni是正极,在正极上发生得电子的还原反应,即MnO+2H2O+3e-===MnO2+4OH-,负极上金属铝失电子发生氧化反应,即Al-3e-+4OH-=Al(OH)4-,电池工作时,阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,以此解答该题。
详解:A.电池工作时,阳离子向正极移动,即K+向正极移动,故A错误;
B.反应中铝为为负极,发生还原反应,故B错误;
C.电解质呈碱性,MnO在正极上发生得电子的还原反应,即MnO+2H2O+3e-===MnO2+4OH-,故C错误;
D.理论上电路中每通过1mol电子,则有mol铝被氧化,负极质量减少9g,所以D选项是正确的。
所以D选项是正确的。
9.在t℃时,Ag2CrO4(橘红色)在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线如图。又知AgCl的Ksp=1.8×10-10。下列说法不正确( )
A. t°C时,Ag2CrO4的Ksp为1×10-8
B. 饱和Ag2CrO4溶液中加入K2CrO4不能使溶液由Y点变为X点
C. t°C时,Y点和Z点的Ag2CrO4的Ksp相等
D. t°C时,将0.01 mol·L-1AgNO3溶液滴入20 mL 0.01 mol·L-1KCl和0.01 mol·L-1K2CrO4的混合溶液中,Cl-先沉淀
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图像,Ksp=c2(Ag+)×c(CrO42-)=(1×10-3)2mol·L-1×1×10-5mol·L-1=1×10-11,故A说法错误;
B、Ag2CrO4的溶解平衡:Ag2CrO4(s) 2Ag+(aq)+CrO42-(aq),加入K2CrO4,溶液中c(CrO42-)增大,c(Ag+)降低,即Y点不变为X点,故B说法正确;
C、溶度积只受温度的影响,Y和Z点温度相同,溶度积相等,故C说法正确;
D、如果生成AgCl沉淀,需要c(Ag+)==1.8×10-8mol·L-1,如果生成Ag2CrO4,需要c(Ag+)= =×10-4mol·L-1,因此先析出氯化银沉淀,故D说法正确;
答案选A。
10.相同体积的pH=3的强酸溶液和弱酸溶液分别跟足量的镁完全反应,说法正确的是( )
A. 弱酸溶液产生较多的氢气
B. 强酸溶液产生较多的氢气
C. 开始时产生氢气的速率强酸大
D. 产生相同体积的气体强酸需要的时间短
【答案】A
【解析】
【详解】强酸完全电离,弱酸部分电离,在溶液中存在电离平衡,所以当二者pH相同时,反应开始时速率相同,等体积溶液中n(H+)相同,当酸与金属发生反应消耗H+时,破坏了弱酸的电离平衡,酸分子进一步电离产生H+,使反应过程中c(H+)比强酸的大,反应速率比强酸快,且最终最终弱酸电离产生的H+多,反应放出的氢气多;若产生等量的氢气,弱酸由于反应速率快,所用时间短,故合理选项是A。
11.常温下,0.1mol/L的下列溶液酸性最强的是( )
A. NaHSO4 B. NaHSO3 C. Al2(SO4)3 D. CH3COOH
【答案】A
【解析】A.NaHSO4 完全电离出氢离子;B. NaHSO3 的难电离;C. Al2(SO4)3的Al3+水解程度小;D. CH3COOH难电离。故选A。
12.一定温度下,水存在如下电离:H2OH++OH- ∆H>0,下列叙述正确的是( )
A. 向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,Kw减小
B. 将水加热,Kw增大,pH减小
C. 向水中加入少量固体NH4Cl,平衡逆向移动,c(H+)降低
D. 向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol/L,Kw不变
【答案】BD
【解析】
【详解】A、向水中加入稀盐酸,溶液中氢离子浓度增大,抑制水的电离,平衡逆向移动,温度不变,Kw不变,故A错误;
B、水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大,pH变小,故B正确;
C、向水中加入少量固体NH4Cl,铵根离子和氢离子反应生成弱电解质,导致c(H+)降低,促进水的电离,平衡正向移动,故C错误;
D、向水中加入少量固体Na2SO4,溶解后不影响水的电离平衡,c(H+)=1×10-7mol/L,因为温度不变,则Kw不变,故D正确;
故选BD。
13.常温下,pH=12的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,(体积变化忽略不计)所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A. 11:1 B. 9:11 C. 1:11 D. 11:9
【答案】D
【解析】
【详解】常温下,pH=12的强碱溶液中c(OH-)=0.01mol/L,pH=2的强酸溶液中c(H+)=0.01mol/L,两溶液混合后发生酸碱中和反应,由所得混合液的pH=11可知,混合后溶液呈碱性,混合溶液的c(OH-)=0.001mol/L,则碱是过量的,则有=0.001mol/L,解得:V(强碱):V(强酸)=11:9,D项正确;
答案选D。
14.为了除去MgCl2酸性溶液中的Fe3+,可在加热搅拌的条件下加入一种试剂,这种试剂是( )
A. MgCO3 B. NaOH C. Na2CO3 D. NH3·H2O
【答案】A
【解析】A、加入MgCO3能调节pH,不引入新的杂质,故A正确;B、引入新的杂质Na+,故B错误;C、引入新的杂质Na+,故C错误;D、引入新的杂质NH4+,故D错误。
15.已知某溶液中只存在 OH﹣、Cl﹣、NH4+、H+四种离子,下列说法不正确的是( )
A. 若溶液中 c(NH4+)=c(Cl﹣),则该溶液一定显中性
B. 若溶液中 c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),则溶液中一定含有 NH4Cl 和 NH3•H2O
C. 若溶液中 c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),则溶液中可能含有 NH4Cl 或可能含有NH4Cl 和 HCl
D. 若溶液中 c(Cl﹣)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH﹣),则溶液中含大量的 NH4Cl 和少量的 HCl
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中存在电荷守恒,若溶液中 c(NH4 +)=c(Cl﹣),根据电荷守恒得 c(OH﹣)=c(H+),则溶液呈中性,故 A 正确;
B.如果溶液中 c(NH4+)>c(Cl﹣)>c(OH﹣)>c(H+),氯化铵溶液呈酸性,要使混合溶液呈碱性,则氨水过量,所以溶液中的溶质为NH4Cl 和 NH3•H2O,故 B 正确;
C.若溶液中 c(Cl﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),溶液呈酸性,氯化铵溶液呈酸性,要使溶液呈酸性,氨水和 HCl 可能恰好反应也可能 HCl 过量,所以溶液中可能含有 NH4Cl 或可能含有NH4Cl 和 HCl,故 C 正确;
D.若溶液中c(Cl﹣)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH﹣),溶液中c(H+)>c(NH +)且溶液呈酸性,则溶液中存在大量的 HCl 和少量的 NH4Cl,故D错误。
故选D。
16.用0.1mol·L-1KOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A 溶液的滴定曲线如图所示(曲线上的数字为pH)。已知pKa=-lgKa,25℃时H2A的pKa1=1.85,pKa2=7.19。下列说法正确的是( )
A. a点所得溶液中: 2c(H2A)+c(A2-)=0.1mol/L
B. b点所得溶液中: 2c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)
C. c 点所得溶液中: c(K+)<3c(HA-)
D. d点所得溶液中A2-第一级水解平衡常数为10-6.81
【答案】D
【解析】A.Ka1=,a点溶液中c(H+)=10-1.85,则该溶液中c(HA-)===c(H2A),再结合物料守恒知,溶液中存在n(H2A)+n(HA-)+n(A2-)=2n(H2A)+n(A2-)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,选项A错误;B.20mL时,二者恰好完全反应生成KHA,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒电荷守恒c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),物料守恒c(K+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A),得到:c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-),选项B错误;C.c点溶液中溶质为KHA、K2A,溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),c(H+)=10-7.19mol/L,Ka2==10-7.19,所以c(HA-)=c(A2-),溶液中电荷守恒为:c(K+)+c(H+)=c(HA-)+c(OH-)+2c(A2-),已知(HA-)=c(A2-),则c(K+)+c(H+)=3c(HA-)+c(OH-),由于c(OH-)>c(H+),所以c(K+)>3c(HA-),选项C错误;D.加入氢氧化钠溶液40mLKOH溶液滴定20mL0.1mol•L-1H2A溶液恰好反应生成K2A,d点溶液中主要是K2A和少量KHA,溶液中离子浓度c(Na+)>c(A2-)>c(HA-),选项D正确;答案选D。
第II卷(非选择题)
二、填空题(每空2分,共52分)
17.一定温度下,冰醋酸加水稀释过程中溶液的导电能力如图所示。请回答:
(1)醋酸的电离平衡常数表达式为:__________________________。
(2)a、b、c三点c(H+)由大到小的顺序是________________________________________。
(3)a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的点是________点。
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)提高,可采取的措施是________(填标号)。
A.加热 B.加很稀的NaOH溶液 C.加固体KOH D.加水 E.加固体CH3COONa F.加锌粉
【答案】(1). (2). b>a>c (3). c (4). ACEF
【解析】
分析】醋酸是弱电解质,随着醋酸的稀释,醋酸电离程度越大,溶液的导电性与离子浓度成正比,据此分析解答(1)~(3);
(4)若使c点溶液中的c(CH3COO-)增大,可以在不改变溶液的体积条件下使CH3COOH⇌CH3COO-+H+右移;加入含有醋酸根离子的可溶性盐等固体物质,据此分析解答。
【详解】(1)醋酸是弱电解质,醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+,电离平衡常数K= ,故答案为:;
(2)溶液的导电性越强,说明溶液中的氢离子浓度越大,根据图像知,溶液的导电性b>a>c,则氢离子浓度b>a>c,故答案为:b>a>c;
(3)溶液的浓度越小,醋酸的电离程度越大,根据图像,加入的水越多,醋酸的浓度越小,电离程度越大,a、b、c三点中醋酸的电离程度最大的点为c,故答案为:c;
(4)A.醋酸是弱电解质,电离时需要吸收热量,所以加热促进醋酸电离,导致醋酸根离子浓度增大,故A正确;B.加很稀的NaOH溶液,促进醋酸电离,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故B错误;C.加KOH固体,KOH和醋酸发生中和反应生成醋酸钾,促进醋酸电离,溶液体积不变,醋酸根离子浓度增大,故C正确;D.加水促进醋酸电离,根据图像,但醋酸电离程度远远小于溶液体积增大程度,所以醋酸根离子浓度减小,故D错误;E.加固体CH3COONa,醋酸钠电离出醋酸根离子,导致醋酸根离子浓度增大,故E正确; F.加入锌粉,锌和氢离子发生置换反应而促进醋酸电离,则醋酸根离子浓度增大,故F正确;故答案为:ACEF。
18.可以将氧化还原反应2H2+O22H2O设计成原电池。
(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,电极反应式为:正极_________,负极______________。
(2)如果把KOH改为稀硫酸作电解质,则电极反应式为:正极:____________。
(3)(1)和(2)的电解质溶液不同,反应进行后,其溶液的pH各有何变化?__________。
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应式为:正极:__________,负极:__________。
【答案】(1). O2+2H2O+4e-=4OH- (2). 2H2+4OH--4e-=4H2O (3). O2+4H++4e-=2H2O (4). 前者变小,后者变大 (5). 2O2+4H2O+8e-=8OH- (6). CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O
【解析】
【分析】(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-,负极的电极反应式为:2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O;
(2)若把KOH改为稀硫酸作电解质,正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O,负极的电极反应式为:2H2 - 4e-=4H+;
(3)利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池,都生成水,因此电解质溶液浓度减小;
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,则电极反应式为:正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
【详解】(1)利用氢气和氧气、氢氧化钾溶液构成燃料电池,氢气在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,正极的电极反应式为O2 + 2H2O + 4e- =4OH-,负极的电极反应式为:2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O;
故答案为:O2+2H2O+4e-=4OH-;2H2+4OH--4e-=4H2O;
(2)若把KOH改为稀硫酸作电解质,正极的电极反应式为O2 + 4H+ + 4e- =2H2O,负极的电极反应式为:2H2 - 4e-=4H+;故答案为:O2+4H++4e-=2H2O;
(3)利用该反应2H2+O22H2O设计的原电池,都生成水,因此电解质溶液浓度减小,氢氧化钾溶液浓度减小,pH变小,稀硫酸浓度减小,pH变大;故答案为:前者变小,后者变大;
(4)如把H2改为甲烷,KOH溶液作电解质溶液,甲烷在负极失电子发生氧化反应,氧气在正极得电子发生还原反应,则电极反应式为:正极: 2O2+4H2O+8e-=8OH-;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;故答案为:2O2+4H2O+8e-=8OH-;CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O。
19.常温下,向 100 mL0.01 mol·L-1HA 溶液中逐滴加入0.02 mol·L-1MOH 溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。回答下列问题:
(1)由图中信息可知HA为 酸(填“强”或“弱”)。
(2)常温下一定浓度的MA稀溶液的pH = a,则a______________7(填“ > ”、“,< ”或“=”),用离子方程式表示其原因: _____________________,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=_________
(3)请写出K点所对应溶液中离子浓度的大小关系______________________。
(4)K点对应的溶液中,溶液的 pH = 10,则 c(MOH) +c(OH-) =_________________mol· L-1。
【答案】(1)强;
(2)<、M++H2OMOH+H+、1×10-amol·L-1;
(3)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);
(4)0.005
【解析】试题分析:(1)根据图示,0.01 mol·L-1HA的PH=2,, HA为强酸;(2)根据图示,HA与MOH完全反应时,溶液呈酸性,即MA稀溶液的PH <7;原因是M+水解,M++H2OMOH+H+;M+水解促进水电离,此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-amol·L-1;(3)根据图示, K点所对应的溶液中含有等浓度的MA、MOH,K点溶液呈碱性,电离大于水解,离子浓度的大小关系c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+);K点对应的溶液,根据电荷守恒c(M+)+ c(H+)= c(A-)+c(OH-);根据物料守恒,2c(A-)=0.01=c(MOH)+c(M+),综合两式,c(MOH) +c(OH-)=c(H+)+c(A-)≈0.005mol· L-1。
20.某同学用已知物质的量浓度的NaOH测定未知物质的量浓度的盐酸,将20.00 待测盐酸放入锥形瓶中,并滴加2-3滴酚酞作指示剂,用NaOH标准溶液进行滴定。重复上述滴定操作2-3次,记录数据如下。
实验编号
溶液的浓度/
滴定完成时,溶液滴入的体积/
待测盐酸的体积/
1
010
22.62
20.00
2
0.10
22.72
20.00
3
0.10
22.80
20.00
① 滴定达到终点的标志是____________________________。
② 根据上述数据,可计算出该盐酸的浓度约为_______(保留两位有效数字)。
③ 排除碱式滴定管中气泡的方法应采用如图所示操作中的________,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液。
④ 在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有______(填字母序号)。
A. 滴定终点读数时俯视
B. 酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗
C. 锥形瓶水洗后未干燥
D. 称量的固体中混有固体
E. 碱式滴定管尖嘴部分有气泡,滴定后消失
【答案】(1). 当最后一滴标准液滴入锥形瓶,溶液颜色由无色变为红色,半分钟内不褪色 (2). 0.11 (3). 丙 (4). DE
【解析】①酚酞溶液滴加到待测的盐酸中,溶液呈无色,所以滴定终点的标志是当滴入最后一滴NaOH标准液,锥形瓶内溶液的颜色由无色变为红色,且在半分钟内不褪色;
②滴定终点时盐酸和NaOH恰好完全反应,即n(HCl)= n(NaOH),三次实验所用NaOH溶液体积的平均值为22.71mL,则0.10mol/L×22.71×10-3L=c(HCl)×20.00×10-3L,c(HCl)≈0.11mol/L;
③碱式滴定管排除尖嘴处气泡的正确方法是用如图所示操作中的丙;
④A、滴定终点读数时俯视,使读数偏小,即标准液体积减小,测定结果偏低;B、酸式滴定管使用前,水洗后未用待测盐酸润洗,使盐酸浓度减小,导致需要的标准NaOH溶液体积减小,使测定结果偏低;C、锥形瓶水洗后未干燥,不影响测定结果;D、称量等质量的NaOH和Na2CO3配成等体积的溶液时,Na2CO3溶液的浓度小,所以与等物质的量盐酸完全反应时,需要Na2CO3溶液的体积大于NaOH溶液的体积,所以当NaOH固体中混有Na2CO3固体时,使所需标准液的体积增大,测定结果偏高;E、碱式滴定管装的是标准液,开始尖嘴部分有气泡,滴定后消失,导致滴定管内液面下降,标准液体积增大,使测定结果偏高。故正确选项为DE。
21.现有常温下的六份溶液:①0.01mol/LCH3COOH溶液;②0.01mol/LHCl溶液;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液;⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与 pH=12的氨水等体积混合后所得溶液;⑥0.01mol/LHCl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________(选填序号);
(2)若将②、③混合后所得溶液 pH=7,则消耗溶液的体积:②______③(选填“>”、“<”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(选填“>”、“<”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:__________;将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(H+),则混合液可能呈_________(填序号)。
a.酸性 b.碱性 c.中性
【答案】(1). ⑥ (2). > (3). > (4). < (5). c(CH3COO-)>c(Na+)> c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-) (6). ABC
【解析】
【分析】(1)酸或碱抑制水的电离,含有弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐水解促进水的电离;
(2)根据强酸与弱碱反应分析;
(3)①CH3COOH、CH3COONa等浓度混合的溶液,CH3COOH的电离大于CH3COO-的水解,溶液显酸性,pH<7;根据电荷守恒分析溶液的酸碱性。
【详解】①0.01mol/L CH3COOH溶液中pH大于2;
②0.01mol/L HCl溶液中pH=2;
③pH=12的氨水,物质的量浓度大于0.01mol/L;
④pH=12的NaOH溶液中氢氧化钠浓度等于0.01mol/L;
⑤0.01mol/LCH3COOH溶液与pH=12的氨水等体积混合后所得溶液,氨水过量,溶液呈碱性;
⑥0.01mol/LHCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液,二者恰好反应生成氯化钠,溶液呈中性;
(1)酸或碱抑制水的电离,含有弱酸阴离子或弱碱阳离子的盐水解促进水的电离,则①②③④⑤抑制水的电离,⑥混合后恰为氯化钠溶液,既不促进水的电离也不抑制水的电离,则水的电离程度最大的是⑥;
故答案为:⑥;
(2)②0.01mol/LHCl溶液中pH=2,③pH=12的氨水,物质的量浓度大于0.01mol/L,随着反应进行,氨水还可以继续电离,要使pH=7,则消耗的盐酸的体积较大,②>③;若将②、③溶液等体积混合,溶液为氯化铵和大量一水合氨的混合溶液,溶液呈碱性,所得溶液pH>7;
故答案为:>;>;
(3)①0.01mol/L CH3COOH溶液,④pH=12的NaOH溶液中氢氧化钠浓度等于0.01mol/L,
若将①、④溶液按体积比为2:1混合后,所得溶液为CH3COOH、CH3COONa等浓度混合溶液,由于CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,溶液显酸性,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-);将①、④混合,若有c(CH3COO−)>c(H+),则根据电荷守恒可知c(Na+)>c(OH−),但溶液中的c(OH−)与c(H+)的关系无法确定,即c(OH−)与c(H+)的关系是大于、小于或等于均可能,故溶液可能可能显碱性、酸性或中性;
故答案为:<;c(CH3COO-)>c(Na+)> c(CH3COOH)>c(H+)>c(OH-);ABC。
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