第三章 水溶液中的离子反应与平衡测试题
一、选择题
1.在不同温度下的沉淀溶解平衡曲线如图所示()。下列说法不正确的是
A.温度为时, B.的溶解过程吸收能量
C.: D.将Z的悬浊液升温可以得到Y溶液
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A.小苏打溶液中:、、、
B.的溶液中:、、、
C.的溶液中:、、、
D.水电离的的溶液中:、、、
3.下列操作规范 且能达到实验目的的是
A.用图甲装置配制200 mL 0.1 mol·L-1的盐酸
B.用图乙装置进行酸碱中和滴定
C.用图丙装置分离乙醇和乙酸的混合溶液
D.用图丁装置研究不同催化剂对反应速率的影响
4.下列关于的化学用语或图示表达不正确的是
A.醋酸溶液呈酸性:
B.一定条件下,与反应能生成
C.的核磁共振氢谱图:
D.0.1mol·L醋酸溶液中,mol L
5.25℃时,向联氨水溶液中逐滴滴加硫酸溶液,混合溶液中的、、物质的量分数随pH变化的关系如图所示。已知联氨为二元弱碱,两步电离分别为:,。下列叙述错误的是
A.曲线Ⅲ对应的是
B.
C.A点与B点相同
D.刚开始滴入硫酸溶液时,生成的盐是
6.25℃时,对于pH相同的盐酸与醋酸溶液,下列说法正确的是
A.水的电离程度:盐酸>醋酸
B.加水稀释10倍后pH的大小:盐酸>醋酸
C.与等量Zn粉反应,相同时间内产生的量:盐酸>醋酸
D.与足量NaOH溶液反应,消耗NaOH的量:盐酸>醋酸
7.利用如下流程可从废光盘的金属层中回收其中的银(金属层中其他金属含量过低,对实验影响可忽略):
已知:溶液在加热时易分解产生和;“溶解”工序发生的反应为可逆反应。下列说法错误的是
A.“氧化”时,适宜选择水浴加热方式
B.若省略第一次过滤,会使氨水的用量增加
C.滤渣Ⅱ洗涤后的滤液可送入“还原”工序利用
D.“还原”时,每生成,理论上消耗
8.常温下,0.1 mol L 1下列溶液:①HCl、②H2SO4、③CH3COOH,导电能力强弱顺序是
A.②>①>③ B.①=②>③ C.①>②>③ D.①=②=③
9.常温下,某研究小组用数字传感器探究AgCl的沉淀溶解平衡。一段时间内,实验测得AgCl悬浊液中溶解的AgCl浓度变化如图所示,其中a点表示AgCl固体溶于水形成的悬浊液。下列说法错误的是
A.a点悬浊液中存在沉淀溶解平衡
B.图中b点可能滴加了溶液
C.图中c点后有黄色沉淀生成
D.由图可知:
10.下列实验方案能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 证明沉淀可以转化为 向溶液中先加入2滴溶液,再加入2滴溶液
B 证明溶液中存在水解平衡 向滴有酚酞的溶液中加入少量固体,溶液红色稍微变浅
C 检验晶体是否已氧化变质 将样品溶于稀盐酸后,滴加溶液,观察溶液是否变红
D 比较和的酸性强弱 常温下,用pH试纸分别测定浓度均为的溶液和溶液的pH
A.A B.B C.C D.D
11.化学与人类生产、生活密切相关。下列有关物质用途的说法错误的是
A.三聚氰胺可用作食品添加剂
B.使用聚四氟乙烯活塞的滴定管可以装碱性溶液
C.可以向牙膏中添加Na2PO3F、NaF和SrF2等预防龋齿
D.运输水果的过程中,可以在包装盒内加入浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土
12.中国传统文化对人类文明贡献巨大,古代文献中记载了古代化学研究成果。下列常见古诗文对应的化学知识错误的是
常见古诗文记载 化学知识
A 《本草纲目》中“石碱”条目下写道:“彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁 久则凝淀如石,浣衣发面,亦去垢发面” 利用石碱水解显碱性去油污
B 《本草纲目拾遗》中对强水的记载:“性最猛烈,能蚀五金,其水至强 惟玻璃可盛” 强水为氢氟酸
C 《本草纲目》记载烧酒制法:“用浓酒和糟入甑,蒸令气上 其清如水,味极浓烈,盖酒露也” 涉及的操作是蒸馏
D 《本草经集注》中记载鉴别硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)的方法:“强烧之,紫青烟起 云是真硝石也” 利用焰色反应区别硝石和朴硝
A.A B.B C.C D.D
13.已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4。现将pH和体积都相同的次氯酸和氢氟酸溶液分别加蒸馏水稀释,pH随溶液体积的变化如图所示,下列叙述正确的是
A.曲线Ⅰ为次氯酸稀释时pH变化曲线
B.从b点到d点,溶液中保持不变(HR代表HClO或HF)
C.b点溶液中水的电离程度比c点溶液中水的电离程度小
D.取a点的两种酸溶液,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗氢氟酸的体积较小
14.下列实验操作能达到实验目的的是
选项 实验操作 实验目的
A 向含有酚酞的溶液中加入少量固体,溶液红色变浅 证明溶液中存在水解平衡
B 室温下,用pH试纸分别测定浓度为的NaClO溶液和的溶液的pH 比较HClO和的酸性强弱
C 将固体直接溶解于适量蒸馏水 配制溶液
D 将洗净的容量瓶放在烘箱中烘干 缩短容量瓶干燥的时间
A.A B.B C.C D.D
15.下列电离方程式书写错误的是
A.NH4HSO4溶于水:NH4HSO4 = NH+H++SO
B.H2S溶于水:H2S 2H++S2-
C.HF溶于水:HFH++F-
D.NaHCO3溶于水:NaHCO3=Na++HCO,HCO H++CO
二、填空题
16.完成下列问题:
(1)用离子方程式表示碳酸钠溶液显碱性的原因:_______。
(2)汽油不完全燃烧时产生CO,有人设想按下列反应除去CO:2CO(g)=2C(s)+O2(g),判断该设想能否实现,并简述原因:_______。
(3)25℃时,在1L0.1mol/L的HA溶液中,有0.001mol的HA电离成离子,则该温度下的电离平衡常数为_______。
(4)在25℃时,将pH=11 的Ba(OH)2溶液Va L与 pH=2 的HCl溶液Vb L混合,若所得溶液为中性,则Va :Vb=_______。
(5)常温下将10 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液与10 mL 0.2 mol/L的醋酸溶液混合后溶液显酸性,则混合后溶液中各离子浓度的大小顺序为_______。
(6)已知常温下部分弱电解质的电离平衡常数如下表:
化学式 HF HClO H2CO3 NH3·H2O
电离常数 6.8×10-4 4.7×10-8 K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 Kb=1.7×10-5
常温下,pH相同的三种溶液①NaF溶液;②NaClO溶液;③Na2CO3溶液,其物质的量浓度由大到小的顺序是_______(填序号)。
(7)已知25℃时,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32。则使Cr3+恰好完全沉淀,即溶液中c(Cr3+)=1.0×10-5mol/L时,应调节pH的最小值a为多少_______
17.Ba2+是一种重金属离子,有一环境监测小组欲利用Na2S2O3、KI、K2Cr2O7等试剂测定某工厂废水中Ba2+的物质的量浓度:取废水50.00 mL,控制适当的酸度,加入足量的K2Cr2O7溶液,得到BaCrO4沉淀;沉淀经洗涤、过滤后,用适量稀硫酸处理,此时CrO全部转化为Cr2O;再加入过量KI溶液进行反应,然后在反应液中滴加0.100 mol·L-1的标准Na2S2O3溶液,反应完全时,消耗标准Na2S2O3溶液36.00 mL。已知有关反应的离子方程式为① Cr2O+6I-+14H+=2Cr3++3I2+7H2O;② 2S2O+I2=2I-+S4O。则该工厂废水中Ba2+的物质的量浓度为________
18.回答下列问题
(1)CH3COONa溶液呈碱性,用离子方程式表示其原因_______。
(2)某温度(t°C)时,测得纯水中c(H+)=10-6.5mol· L-1,将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4的溶液bL混合,若所得混合液为中性,则b:a为_______。
(3)物质的量浓度相同的下列溶液:①Na2CO3②NaHCO3③H2CO3④(NH4)2CO3⑤NH4HCO3,其中c()最小的是_______(填序号)
(4)Cr基态原子的价层电子的轨道表示式为:_______。
19.弱电解质的电离程度与外界条件有关。
(1)某温度下纯水的pH=6。则此温度下pH=7的溶液呈_______(填“酸性”“中性”或“碱性”)。0.05mol·L-1 Ba(OH)2溶液的pH=_______。
(2)向0.1mol/L 醋酸溶液中加入水,电离平衡向_______移动 (填“左”或“右”) ;n(CH3COOH)_______(填“增大”、“减小”或“不变”,下同);_______。
20.下列10种物质中:①NaOH溶液②H2SO4③硫酸铜晶体④Cu ⑤CH3COOH ⑥NaOH固体⑦蔗糖⑧石灰水⑨水银⑩氨水
能导电的有___________;属于强电解质的有________;属于弱电解质的有________。
三、计算题
21.常温下,如果取0.1mol/LHA溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合(忽略混合后溶液体积的变化),测得混合溶液的pH=8,试回答以下问题:
(1)混合溶液的pH=8的原因:___________(用离子方程式表示)。
(2)混合溶液中由水电离出的c(H+)___________(填”>”、” <”或”=”)0.1mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。
(3)求出混合液中下列算式的精确计算结果(填具体数字):___________mol/L。
(4)已知溶液为中性,又知HA溶液加到溶液中有气体放出,试推断溶液的pH___________(填“大于”、“小于”或“等于”)7。
(5)工业上以软锰矿(主要成分为)和黄铁矿(主要成分为)为主要原料制备碳酸锰的工艺流程中,加入NaF的目的是除去溶液中的,若溶液中浓度为0.001,取等体积的该溶液与NaF溶液混合,要使反应发生,则NaF溶液的浓度至少为___________[已知:]。
22.某课外兴趣小组为了探究碱性溶液中Mg2+、AlO2-与溶液pH的关系,进行下列实验:向含有0.1 mol HCl、0.1 mol MgCl2、1.0 mol AlCl3的混合溶液中逐渐加入NaOH溶液,均至反应后溶液体积1 L。测得部分实验数据如下表:
pH 9 10 11
c(Mg2+)/ mol·L-1 10-1 10-3 10-5
c(AlO2-)/mol·L-1 10-2 10-1 1
试回答:
(1)向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9,能否有Mg(OH)2沉淀出现__________(填“能”或“否”),由此你得到的初步结论是___________________________________。
(2)向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=10,需要NaOH溶液中有多少克NaOH?(最后结果保留两位小数) ______
四、元素或物质推断题
23.Ⅰ.几种短周期元素的原子半径及主要化合价如下表:已知X是短周期中最活泼的金属,且与R同周期。
元素代号 X Y Z M R
原子半径/nm 0.186 0.102 0.075 0.074 0.143
主要化合价 +1 +6 -2 +5 -3 -2 +3
(1)M在元素周期表中的位置为________________。
(2)X与Y按原子个数比2∶1构成的物质的电子式为________________;所含化学键类型_________。
(3)X+、 Y2-、M2-离子半径大小顺序为_____________________________________。
(4)将YM2通入FeCl3溶液中的离子方程式:______________________________________。
Ⅱ.如下图转化关系:
(1)若B为白色胶状不溶物,则A与C反应的离子方程式为_______________________。
(2)若向B溶液中滴加铁氰化钾溶液会产生特征蓝色沉淀,则A与C反应的离子方程式为___________。
五、实验题
24.常温下将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后改向其中滴加浓NaOH 溶液至恰好完全反应。上述整个实验过程中溶液的pH变化曲线如图所示(不考虑次氯酸的分解以及溶液体积的变化)。
(1)b点对应的溶液中存在多个平衡,含氯元素的平衡是_______、_______。
(2)写出b点对应溶液中的电荷守恒式_______。并且比较c(HClO):a点_______b点; c(Cl-):b点_______c点(填>、<或=)。
(3)已知HClO的杀菌能力比ClO-强,氯水处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,可能原因是_______(一种原因即可)。
(4)氯可形成多种含氧酸盐,广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。实验室中利用下图装置(部分装置省略)制备KClO3和NaClO,探究其氧化还原性质。
回答下列问题:
①a中的试剂为_______。
②c中化学反应的离子方程式是_______
③d的作用是_______,可选用试剂_______(填编号)。
A.Na2S B.NaCl C.Ca(OH)2 D.H2SO4
(5)取少量KClO3和NaClO溶液分别置于1号和2号试管中,再分别滴加中性KI溶液。1号试管溶液颜色不变。2号试管溶液变为棕黄色,加入CCl4振荡,静置后CCl4层显_______色。可知该条件下KClO3的氧化能力_______NaClO(填“大于”或“小于”)。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.温度为T2时,=10-a×10-a=10-2a,故A正确;
B.由图可知,Ksp(T1)
D.若Z点溶液为过饱和溶液则升高温度,溶液中的Fe3+和的浓度增大,故可以达到Y点溶液,故D正确;
故选C。
2.B
解析:A.小苏打为NaHCO3,、和H2O反应生成和氢氧化铝沉淀,不能大量共存,A错误;
B.,即,溶液显碱性,、、和在碱性环境下可大量共存,B正确;
C.的溶液,可能为NH4Cl和的混合溶液,则与反应生成氢氧化铁沉淀,不能大量共存,C错误;
D.水电离的,说明水的电离受到抑制,溶液可能为酸溶液,也可能为碱溶液,若为酸溶液,与H+结合为醋酸而不能大量共存,若为碱溶液,Cu2+与OH-反应生成氢氧化铜沉淀而不能大量共存,D错误;
故选B。
3.B
解析:A.配制200mL0.1mol/L的盐酸,需用250mL的容量瓶,故A错误;
B.酸碱中和滴定,常用滴定管和锥形瓶,故B正确;
C.乙醇和乙酸互溶,不能用分液法分离,故C错误;
D.所用过氧化氢质量分数不同,不能比较不同催化剂对反应速率的影响,故D错误;
答案为B。
4.C
解析:A. 醋酸是弱酸、溶液呈酸性,醋酸属于弱电解质,发生部分电离,A正确;
B. 酯化反应时,“酸脱羟基醇去氢”,则一定条件下与反应能生成CH3CO18OC2H5和H2O,B正确;
C. 分子内只有2种氢原子、原子数目比为3:1,则核磁共振氢谱图中只会出现2个吸收峰、峰面积之比为3:1,C不正确;
D. 0.1mol·L醋酸溶液中,存在物料守恒:mol L,D正确;
答案选C。
5.C
解析:A.根据图示可知,未加硫酸时,只有曲线Ⅰ和Ⅱ,联氨为二元弱碱,c(N2H4)>c(),则图中Ⅰ对应的微粒为N2H4,Ⅱ对应的微粒为,Ⅲ对应的微粒为,A正确;
B.当pH=8时,c(H+)=1.0×10-8mol/L,c(OH-)1.0×10-6mol/L,A点时存在c()=c(N2H4),则=1.0×10-6,B正确;
C.A点c()=c(N2H4),B点c()=c(),A点与B点的pH不同,故A点的c(N2H4)与B点的c()不相同,C错误;
D.刚开始滴入硫酸溶液时,硫酸完全反应:2N2H4+H2SO4=(N2H5)2SO4,故生成的盐是(N2H5)2SO4,D正确;
故选C。
6.B
解析:A.pH相同的盐酸与醋酸溶液中,氢离子浓度相同,对水的电离抑制作用相同,水的电离程度相同,A项错误;
B.pH相同的盐酸与醋酸溶液,醋酸的物质的量浓度更大,且存在电离平衡,加水稀释后溶液的pH更小,B项正确;
C.与等量的Zn粉反应,醋酸边反应边电离,氢离子浓度较大,反应速率较快,相同时间内产生的量更多,C项错误;
D.醋酸为弱酸,pH相同的盐酸与醋酸中醋酸浓度较大,同体积的两种酸与足量NaOH溶液反应消耗NaOH的量醋酸多,D项错误;
故选B。
7.D
【分析】由流程可知,氧化时发生4Ag+4NaClO+2H2O=4AgCl+4NaOH+O2↑,过滤分离出AgCl、可能含Ag,加氨水发生AgCl+2NH3·H2O=Ag(NH3)2Cl+2H2O,过滤分离出滤渣为Ag,再加还原剂、过滤分离出Ag,以此来解答。
解析:A.“氧化”时需要的温度为80℃,适宜选择水浴加热方式,A正确;
B.需要增加氨水的用量,因为①过量NaClO与NH3·H2O反应, ②还因为未过滤掉的溶液会对加入的氨水起稀释作用,且其中含有一定浓度的Cl-,也不利于AgCl与氨水反应,B正确;
C.滤渣Ⅱ洗涤后的滤液含有,则可送入“还原”工序可以提高产率,C正确;
D.还原过程中银元素化合价降低生成单质银,由+1价变为0价,N2H4·H2O中氮元素化合价升高生成N2,由-2 价变为0价,根据得失电子守恒,,则每生成,理论上消耗,D错误;
故选D
8.A
解析:①HCl是一元强酸,②H2SO4是二元强酸,二元强酸电离出的离子浓度大于一元强酸电离出的离子浓度大,因此二者相比②H2SO4导电能力强;①HCl是一元强酸,③CH3COOH是一元弱酸,相同浓度的一元强酸电离出的离子浓度大于一元弱酸电离出的离子浓度,因此二者相比①HCl导电能力强,常温下,0.1 mol L 1的三者溶液导电能力强弱顺序是②>①>③,故A符合题意;
综上所述,答案为A。
9.D
解析:A.AgCl的悬浊液中存在沉淀溶解平衡:AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),A正确;
B.Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-),b点后溶解的AgCl变少,说明b点后AgCl沉淀溶解平衡逆向移动,故b点滴加的可能是硝酸银溶液,B正确;
C.c点滴加KI溶液后,氯离子浓度升高然后达到一个比起始时略高的值,则说明此时溶液中银离子浓度减小,而部分银离子转化为碘化银沉淀,因此c点后有黄色沉淀生成,C正确;
D.由C选项的分析,c点后产生了碘化银,故应有,D错误;
故答案选D。
10.B
解析:A.向溶液中先加入2滴溶液,再加入2滴溶液,由于与MgCl2溶液反应中NaOH溶液过量,故不能证明沉淀可以转化为,A不合题意;
B.已知Na2CO3溶液中存在,向滴有酚酞的Na2CO3溶液中加入少量BaCl2固体,由于Ba2+结合碳酸根,导致碳酸根水解平衡逆向移动,溶液碱性减弱,溶液红色稍微变浅,故可证明Na2CO3溶液中存在水解平衡,B符合题意;
C.由3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O可知,将样品溶于稀盐酸后,滴加溶液,即使观察溶液变红,也不能证明晶体已氧化变质,C不合题意;
D.由于HClO具有漂白性,不能用pH试纸测量HClO溶液的pH值,D不合题意;
故答案为:B。
11.A
解析:A.三聚氰胺虽然含氮量高,但没有营养价值,且有害人体健康,所以不可用作食品添加剂,A错误;
B.聚四氟乙烯性质稳定,不与强碱反应,所以使用聚四氟乙烯活塞的滴定管可以装碱性溶液,B正确;
C.氟元素可以使牙齿更加紧固,从而达到预防龋齿的目的,可以向牙膏中添加Na2PO3F、NaF和SrF2等含氟物质预防龋齿,C正确;
D.水果在成熟过程中,会释放水果催熟剂乙烯,但乙烯能被高锰酸钾溶液氧化,所以运输水果的过程中,可以在包装盒内加入浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土,D正确;
故选A。
12.B
解析:A.彼人采蒿蓼之属,晒干烧灰,以水淋汁 ,则石碱是碳酸钾,碳酸钾水解显碱性,油污在碱性条件下水解,因此利用石碱水解显碱性去油污,故A正确;
B.强水为硝酸,故B错误;
C.用浓酒和糟入甑,蒸令气上 其清如水,主要涉及蒸馏过程,将乙醇蒸出,故C正确;
D.硝石(KNO3)和朴硝(Na2SO4)两者含金属离子不同,因此利用焰色反应区别硝石和朴硝,故D正确。
综上所述,答案为B。
13.B
解析:A.已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,可知HClO的酸性弱于HF的酸性,所以pH和体积都相同的HClO和HF溶液分别加蒸馏水稀释时,HClO的pH变化较慢,所以曲线I为HF稀释时pH变化曲线,故A错误;
B.可以认为是的水解平衡常数的倒数,该数值只与温度有关,故B正确;
C.酸抑制水电离,酸中c(H+)越大,水的电离程度越小,由图可知c(H+):c点大于b点,则水的电离程度:b点大于c点,故C错误;
D.由已知常温时HClO的Ka=3.0×10-8,HF的Ka=3.5×10-4,可知HClO的酸性弱于HF的酸性,所以取pH相等的两种酸,中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液,消耗HF的体积较多,故D错误;
答案选B。
14.A
解析:A.碳酸钠中的碳酸根离子水解使溶液显碱性,加入少量氯化钡,碳酸根离子减少,溶液的碱性减弱,颜色变浅,A项正确;
B.次氯酸钠具有漂白性,无法用pH测试其pH,B项错误;
C.铁离子能水解,故应将氯化铁溶解在盐酸中,抑制其水解,C项错误;
D.容量瓶不需要烘干,D项错误。
故选A。
15.B
解析:A.NH4HSO4溶于水:NH4HSO4 = NH+H++SO,A正确;
B.H2S溶于水:,B错误;
C.HF溶于水:HFH++F-,C正确;
D.NaHCO3溶于水:NaHCO3=Na++HCO,HCO H++CO,D正确;
故选B。
二、填空题
16.(1)
(2)该反应是ΔH>0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-T·ΔS,ΔG>0,任何温度下均不能自发进行
(3)10-5
(4)10:1
(5)c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
(6)①>②>③
(7)5
解析:(1)碳酸钠溶液中水解使溶液呈碱性,一级水解为主,离子方程式为。
(2)2CO(g)=2C(s)+O2(g)反应不能实现,原因为:该反应是ΔH>0,ΔS<0,根据ΔG=ΔH-T·ΔS,ΔG>0,任何温度下均不能自发进行。
(3)25℃时,在1L0.1mol/L的HA溶液中,有0.001mol的HA电离成离子,,则该温度下的电离平衡常数为约。
(4)在25℃时,将pH=11 的Ba(OH)2溶液Va L与 pH=2 的HCl溶液Vb L混合, Ba(OH)2溶液中氢氧根离子浓度为10-3mol/L,HCl溶液中氢离子浓度为10-2mol/L,若所得溶液为中性,Va L×10-3mol/L= 10-2mol/L ×Vb L,则Va:Vb=10:1。
(5)常温下将10 mL 0.1 mol/L的NaOH溶液与10 mL 0.2 mol/L的醋酸溶液混合得到等物质的量的醋酸和醋酸钠的混合溶液,由于溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),按电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),则c(Na+)<c(CH3COO-),则混合后溶液中各离子浓度的大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
(6)常温下弱电解质的电离平衡常数越大酸性越强,则酸性HF>HClO>HCO,则等浓度的弱酸根离子的水解程度:F-<ClO-<,则等物质的量浓度的溶液的碱性:NaF溶液<NaClO溶液<Na2CO3溶液,故常温下,pH相同的三种溶液①NaF 溶液 ②NaClO 溶液 ③Na2CO3 溶液,其物质的量溶度由大到小的顺序是①>②>③。
(7)已知25℃时,Cr(OH)3的溶度积常数Ksp[Cr(OH)3]=1.0×10-32。则使Cr3+恰好完全沉淀,即溶液中c(Cr3+)=1.0×10-5mol/L时,c(OH-)=mol·L-1,c(H+)=1.0×10-5 mol·L-1 ,pH=5,应调节pH的最小值a为5。
17.024 mol·L-1
解析:设Ba2+的物质的量为x,则根据相关反应可得以下关系式:
解得x=1.2×10-3 mol,则c(Ba2+)==0.024 mol·L-1。
18.(1)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
(2)l:10
(3)①>④>②>⑤>③
(4)
解析:(1)CH3COONa溶液显碱性,则水解离子反应为CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-,故答案为:CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-;
(2)某温度(t°C)时,测得纯水中c(H+)=10-6.5mol· L-1,则该温度下Kw= c(H+)c(OH-)=10-6.5mol· L-110-6.5mol· L-1=10-13mol2· L-2;将此温度下pH=11的NaOH溶液,c(OH-)=10-2 molL,pH= l的H2SO4的溶液c(H+)=0.1 mol· L-1,将此温度下pH=1l的NaOH溶液a L与pH=l的H2SO4的溶液b L混合,若所得混合液为中性,则n(H+)=n(OH-),10-2 mol/LaL=0.1 mo/LbL,则b: a=10-2: 0.1=l:10;
(3)①、④直接电离出,②、⑤由间接电离出,③需两次部分电离才得到,溶液中离子浓度大小关系为:直接电离>间接电离>多次部分电离,所以①、④>②、⑤>③。④、⑤中水解后溶液呈酸性,与、水解相互促进,所以④、⑤中浓度相对较小,故答案为①>④>②>⑤>③;
(4)Cr原子为24号元素,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,基态原子价层电子排布式为3d54s1,轨道表示式为:。
19. 碱性 11 右 减小 增大
解析:(1)某温度下纯水的pH=6,则该温度下水的离子积常数Kw=10-12,此温度下pH=7的溶液中,c(H+)=10-7mol/L,则c(OH-)=mol/L,则c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性,0.05mol·L-1 Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05mol/L×2=0.1mol/L,则,则pH=-lgc(H+)=11;
(2)醋酸中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,向0.1mol/L 醋酸溶液中加入水,加水促进电离,因此电离平衡向右移动,则n(H+)增大,n(CH3COOH)减小,CH3COOH、CH3COO-、H+的浓度均会减小,根据,温度不变,平衡常数K不变,c(H+)减小,则增大。
20. ①④⑧⑨⑩ ②③⑥ ⑤
解析:导电需要有自由移动的带电粒子,NaOH溶液中有钠离子和氢氧根离子,金属Cu与水银有自由移动的电子,石灰水中有钙离子和氢氧根离子,氨水中有铵根离子和氢氧根离子,故能导电的是①④⑧⑨⑩。硫酸铜晶体和由分子构成的物质(H2SO4、CH3COOH、蔗糖)不能导电。强电解质是在水中能完全电离的化合物,如强酸强碱和绝大部分盐,H2SO4、硫酸铜晶体、NaOH固体是强电解质。弱电解质是在水中部分电离的化合物,如弱酸弱碱,CH3COOH是弱电解质;故答案为①④⑧⑨⑩;②③⑥;⑤。
三、计算题
21. > 大于
解析:(1)混合溶液为NaA溶液,溶液的pH=8,则表明A-发生水解,原因:。答案为:;
(2)混合溶液中,由于A-发生水解而促进水的电离,NaOH溶液中,因NaOH直接电离出OH-而对水的电离产生抑制,所以混合溶液中水电离出的c(H+)>0.1mol/L NaOH溶液中由水电离出的c(H+)。答案为:>;
(3)混合液中,存在下列两个平衡:A-+H2OHA+OH-,H2OH++OH-,所以混合溶液中:c(H+)=mol/L。答案为:;
(4)已知NH4A溶液为中性,则Kb(NH3 H2O)=Ka(HA);HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,则Ka(HA)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2CO3),从而得出Kb(NH3 H2O)>Ka2(H2CO3),Kh()<Kh1(),所以(NH4)2CO3溶液的pH大于7。答案为:大于;
(5)等体积的含Ca2+溶液与NaF溶液混合所得溶液中,c(Ca2+)=0.0005mol/L,则要使反应发生,溶液中c(F-)≥=mol L-1=mol L-1,所以混合前,c(NaF)=mol L-1。答案为:。
22. 否 Mg2+在弱碱性溶液中不能生成沉淀或Mg(OH)2存在溶解平衡 135.92 g
【分析】表中数据为我们提供了以下信息:
原混合溶液中,含有0.1 mol /LHCl、0.1 mol /LMgCl2、1.0 mol /LAlCl3。
pH=9时,c(Mg2+)=10-1 mol·L-1,表明Mg2+没有参加反应;c(AlO2-)=10-2mol·L-1,表明Al3+全部转化为Al(OH)3沉淀后,有10-2molAl(OH)3转化为AlO2-。
pH=10时,c(Mg2+)=10-3 mol·L-1,表明Mg2+大部分参加反应,参加反应的n(Mg2+)=10-1mol-10-3mol=0.099mol;c(AlO2-)=10-1mol·L-1,表明Al3+全部转化为Al(OH)3沉淀后,有10-1molAl(OH)3转化为AlO2-。
pH=11时,c(Mg2+)=10-5 mol·L-1,表明Mg2+全部参加反应;c(AlO2-)=1mol·L-1,表明Al3+全部转化为Al(OH)3沉淀后,Al(OH)3全部转化为AlO2-。
解析:(1)由以上分析可知,向混合溶液中加入NaOH溶液至pH=9,没有Mg(OH)2沉淀出现;由此表明,溶液的碱性不足,得到的初步结论是Mg2+在弱碱性溶液中不能生成沉淀或Mg(OH)2存在溶解平衡。答案为:否;Mg2+在弱碱性溶液中不能生成沉淀或Mg(OH)2存在溶解平衡;
(2)pH =10时,溶液中c(Mg2+)=10-3mol/L,c(AlO2-)=0.1 mol/L。
向混合溶液中加入NaOH溶液反应过程分为三个阶段:
①H+ + OH- =H2O,则0.1molHCl消耗NaOH0.1mol;
②Mg2+ + 2OH- =Mg(OH)2↓,则参加反应的n(Mg2+)=10-1mol-10-3mol=0.099mol,消耗NaOH0.099mol×2=0.198 mol;
③Al3+ + 3OH- =Al(OH)3↓,则1molAl3+消耗NaOH 3mol;
Al(OH)3+ OH- =AlO2- +2H2O,则0.1mol Al(OH)3消耗NaOH0.1mol。
根据反应方程式计算,消耗NaOH的质量为:(0.1 mol+0.198 mol +3 mol +0.1 mol)×40 g/mol=135.92 g。答案为:135.92。
四、元素或物质推断题
23. 第二周期ⅥA族 离子键 S2->O2->Na+ SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42—+4H+ Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓ Fe+2Fe3+=3Fe2+
【分析】X是短周期中最活泼的金属,且X化合价只有+1价,所以X为Na元素,Y化合价有+6、-2价,应为ⅥA族元素,为S元素,M化合价只有-2价,为O元素,Z化合价为+5、-3,为ⅤA族元素,因原子半径大于O小于S,应为N元素,R为+3价,属于ⅢA族元素,原子半径小于Na,大于S,为Al元素,结合对应单质、化合物的性质解答该题.
解析:Ⅰ.(1)根据上述分析可知,M为O元素,位于元素周期表第二周期ⅥA族;
(2)X是Na,Y是S,Na与S按原子个数比2:1构成的物质为Na2S,Na2S是离子化合物,由钠离子与硫离子构成,电子式 ,所含化学键类型为离子键;
(3)X+、 Y2-、M2-离子分别为Na+、S2-、O2-,电子层数越多,半径越大,S2-电子层数最多,电子层数相同时,核电荷数越大半径越小,则离子半径大小顺序为S2->O2->Na+;
(4)YM2为SO2,将SO2气体通入FeCl3溶液中的离子反应为SO2+2Fe3++2H2O=2Fe2++SO42—+4H+;
Ⅱ.(1)若B为白色胶状不溶物,则B为氢氧化铝,则A中含有Al3+,C中含有AlO2—,X为NaOH溶液,所以A与C反应的离子方程式为Al3++3AlO2—+6H2O=4Al(OH)3↓ ;
(2)向B溶液中滴加铁氰化钾溶液产生特征蓝色沉淀,说明含B中有Fe2+,A为Fe,C中含有Fe3+,则A与C反应的离子方程式为:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
五、实验题
24.(1) Cl2+H2OHClO+HCl(离子方程式也得分 Cl2+H2OHClO+H++Cl-) HClOH++ClO- (Cl2(g) Cl2(aq))
(2) c(H+)=c(ClO–)+ c(Cl–)+ c(OH–) < <
(3)夏季,温度高,HClO易分解,HClO浓度减小,杀菌效果比在冬季差(或HClO电离是吸热过程,夏季有更多的HClO电离为H+和ClO-,HClO浓度减小;或温度高氯气的溶解度降低,HClO浓度减小。)
(4) 饱和食盐水 Cl2+2OH →ClO +Cl +H2O 吸收尾气Cl2 AC
(5) 紫红 小于
【分析】本实验的目的是制备KClO3和NaClO,首先利用浓盐酸和二氧化锰共热制取氯气,生成的氯气中混有挥发出来的HCl气体,可以在装置a中盛放饱和食盐水,洗气将HCl除去,装置b中氯气与KOH溶液水浴加热反应,得到KClO3,过量的氯气进入装置c中,与NaOH溶液在冰水浴条件下反应得到NaClO,装置d中的NaOH溶液吸收尾气。
解析:(1)氯气与水的反应属于可逆反应,HClO属于弱酸,存在电离平衡,所以Cl2缓慢通入水中至饱和,溶液中存在的含氯元素的平衡是Cl2+H2O H++Cl-+HClO和 HClO H++ClO-,故答案为:Cl2+H2O H++Cl-+HClO;HClO H++ClO-;
(2)氯气与水反应生成氯化氢和次氯酸,氯化氢完全电离生成氢离子,HClO部分电离,b点是氯水的饱和溶液,由于氯化氢和次氯酸都电离产生氢离子,溶液中的电荷守恒为c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-);当氯气与水反应达到平衡状态时,HClO的浓度最大,b点是氯水的饱和溶液,达到平衡状态,即b点次氯酸的浓度最大,则c(HClO):a点<b点;加入氢氧化钠溶液会生成NaCl,溶液中氯离子浓度增大,所以c(Cl-):b点<c点,故答案为:c(H+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-);<;<;
(3)HClO不稳定,受热易分解,氯水处理饮用水时,在夏季的杀菌效果比在冬季差,是因为夏季温度高,HClO易分解,故答案为:夏季温度高,HClO易分解,杀菌效果比在冬天差;
(4)①装置a的作用应是除去氯气中混有的HCl气体,所以盛放的试剂为饱和食盐水,故答案为:饱和食盐水;
②c中氯气与NaOH溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水,离子方程式为Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O;
③装置d的作用是吸收尾气Cl2,
a.氯气具有氧化性,能与Na2S发生氧化还原反应,可被吸收,a选;
b. NaCl溶液中氯离子抑制氯气的溶解,不可用于吸收氯气,b不选;
c.氯气能与碱溶液反应,氯气和Ca(OH)2反应生成氯化钙和次氯酸钙,氯气可被吸收,c选;
d.氯气是酸性气体,不能被H2SO4溶液吸收,d不选;
故选ac;
(5)1号试管中的KClO3溶液不能将I-氧化为单质I2;而2号试管中的NaClO溶液可将I-氧化为I2,故在此条件下氧化性:KClO3小于NaClO,碘单质更易溶于四氯化碳有机物,CCl4层显紫红色,故答案为:紫红;小于。