第三章 水溶液中的离子反应与平衡测试题
一、选择题
1.下列有关叙述中正确的是
A.反应NH3(g)+HCl(g)=NH4Cl(s)常温下能自发进行,则该反应的△H<0
B.硫酸工业中SO2转化为SO3时采用常压,是因为增大压强不会提高SO2的转化率。
C.强电解质溶于水后都能完全电离,其水溶液中一定不存在电离平衡
D.两种难溶电解质作比较时,Ksp小的溶解能力一定小
2.室温下,向20mL0.05mol L-1的H2X溶液中逐滴加入0.1mol L-1的NaOH溶液,溶液pH随着NaOH溶液体积变化的关系如图所示。下列叙述错误的是
A.室温下,H2X的电离常数Ka1(H2X)≈2.0×10-5
B.随着NaOH溶液的不断加入,水的电离程度先增大后减小
C.V[NaOH(aq)]=10mL时,溶液中c(Na+)>c(HX-)>c(H2X)>c(H+)>c(X2-)
D.pH=7时,V0<20mL,溶液中c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-)
3.下列各组离子在指定环境中能大量共存的是
A.0.1mol/L的NaOH溶液:Cl-、Ba2+、K+、NO
B.0.1mol/L的AlCl3溶液:Mg2+、K+、AlO、Cl-
C.0.1mol/L的FeCl2溶液:Na+、K+、SO、ClO-
D.0.1mol/L的HI溶液:NO、Cl-、Na+、MnO
4.下列说法正确的是
A.NaClO溶液中,离子浓度大小关系为:
B.的溶液一定呈酸性
C.可溶性正盐BA的溶液呈中性,可以推测BA为强酸强碱盐
D.常温下,,则饱和溶液中
5.将纯水加热至较高温度,水的离子积、和溶液酸碱性依次为
A.变大、变小、酸性 B.不变、不变、中性 C.变大、变小、中性 D.变小、变大、碱性
6.下列离子方程式不正确的是
A.碳酸钠溶液中滴加过量澄清石灰水:Ca2++CO=CaCO3↓
B.用过量的热烧碱溶液检验NH4HCO3中的NH:NH+OH-NH3↑+H2O
C.金属铝溶于NaOH溶液:2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑
D.使用含氟牙膏预防龋齿的原理:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
7.下列叙述中不正确的是
A.在0.1 mol/L CH3COOH溶液中,c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
B.常温下将10 mL 0.02 mol/L NaOH溶液与l0 mL0.02 mol/L H2SO4溶液充分混合,若混合后溶液的体积为20 mL,则混合后溶液的pH=2
C.在0.1 mol/L NH4Cl溶液中,c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-)
D.在0.1 mol/L Na2CO3溶液中,2c(Na+)=c(H2CO3)+c(CO)+c(HCO)
8.图为不同温度下水的电离平衡曲线,,下列说法错误的是
A.和的关系是:
B.A点到D点:加入少量酸可实现
C.的关系是:
D.时:pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液呈碱性
9.下列属于强电解质的是( )
①NaOH ②NH3·H2O ③MgCl2 ④醋酸 ⑤NaHCO3
A.①②⑤ B.①③④ C.②③④ D.①③⑤
10.下列说法不正确的是
A.光导纤维的主要成分是二氧化硅 B.铁表面镀锡是牺牲阳极的阴极保护法
C.电镀时通常以镀层金属为阳极 D.纯碱在热水中去污效果好于冷水中
11.某运动饮料的部分成分中,属于弱电解质的是
A.碳酸氢钠 B.氯化钠 C.乳酸钙 D.柠檬酸
12.由实验操作和现象得出的相应结论正确的是
选项 实验操作 现象 结论
A 向两份等浓度、等体积的过氧化氢溶液中分别加入2滴等浓度的FeCl3溶液和CuSO4溶液 前者产生气泡较快 催化效率:Fe3+>Cu2+
B 将缠绕的铜丝灼烧后反复插入盛有乙醇的试管,然后滴加酸性高锰酸钾溶液 酸性高锰酸钾溶液褪色 乙醇催化氧化生成乙醛
C 取5mL 0.lmol·L-1KI溶液,滴加5~6滴0.1mol·L-1 FeCl3溶液,充分反应后,再滴加少量的KSCN溶液 溶液变红 KI与FeCl3的反应是可逆反应
D 向饱和Na2CO3溶液中加入少量BaSO4粉末,过滤,在滤渣中加入盐酸 产生气泡,固体部分溶解 Ksp(BaCO3)
13.K2Cr2O7溶液中存在多个平衡。本题条件下仅需考虑如下平衡:
(i)(aq) +H2O(1)2 (aq) K1=3.0×10-2(25℃)
(ii)(aq)(aq)+H+ (aq) K2=3.3×10-7(25℃);
25℃时,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中随pH的变化关系如图所示,
下列说法正确的是
A.加入少量K2Cr2O7固体,平衡时c2()与 c()的比值减小
B.c()+ 2c()+ c()= 0.1 mol/L
C.当pH=9.0时,c()≈9.9× 10-4.2 mol/L
D.若溶液pH减小,则 的值将增大
14.实验基本操作是学习化学的灵魂。下列图示的“错误操作”,与相对应选项的“可能产生后果”不一致的是
A.图甲标签受损 B.图乙读数偏小
C.图丙污染待测液 D.图丁液体飞溅
15.下列关于物质分类都正确的一组是
选项 碱 弱电解质 盐 碱性氧化物 酸性氧化物
A
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
二、填空题
16.水的离子积
(1)表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)
(2)影响因素
T/℃ 0 10 20 25 40 50 100
Kw/10-14 0.114 0.292 0.681 1.00 2.92 5.47 55.0
①水的电离是吸热过程。温度_______,水的离子积_______。
②室温下,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14;100℃下,Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-12
(3)若以c(H+)、c(OH-)为横、纵坐标,画出的图像如下:
17.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ 25 t1 t2
水的离子积常数 1×10-14 Kw 1×10-12
试回答下列问题:
(1)若25
(2)在t1℃时,测得纯水中的c(H+)=2.4×10-7mol·L-1,则c(OH-)为_____。该温度下,测得某H2SO4溶液中c()=5×10-6mol·L-1,该溶液中c(OH-)=_____mol·L-1。
18.T1、T2两种温度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,请回答下列问题。
(1)T1_______(填“>”“<”或“=”)T2温度时Ksp(BaSO4)=_______。
(2)根据T1温度时BaSO4的沉淀溶解平衡曲线,判断下列说法正确的是_______(填序号)。
A.加入Na2SO4固体可由a点变为b点
B.T1温度下,在T1曲线上方区域(不含曲线)的任意一点时,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸发溶剂可能由d点变为T1曲线上a、b之间(不含a、b)的某一点
D.升温可由b点变为d点
(3)T2时,现有0.2mol的BaSO4沉淀,每次用1L饱和Na2CO3溶液(浓度为1.7mol/L)处理。若使BaSO4中的全部转化到溶液中,需要反复处理_______次。[提示:BaSO4(s)+(aq) (aq)+BaCO3(s) ;=]
19.25℃时,向某浓度的H3PO4溶液中逐滴加入一定浓度的NaOH溶液,所得溶液中四种微粒H3PO4、、、的物质的量分数(δ)与pH的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)δ0、δ1、δ2、δ3分别代表的微粒是______、______、______、______。
(2)写出pH由1到14依次发生反应的离子方程式:_______、______、______。
(3)Ka1=______,Ka2=______,Ka3=______。
(4)常温下,试判断①0.1mol L-1NaH2PO4;②0.1mol L-1Na2HPO4的酸碱性。
①_______;②_______。
20.在22℃时,用传感器测量溶液的,测得约为3.0;然后,逐渐升高温度至29℃时,测得降至2.9。加热过程中变化的原因是_______。
三、计算题
21.要实现“绿水青山就是金山银山”,长江流域总磷超标的问题必须解决。目前总磷已经成为长江全流域的首要污染物,H3PO3是含磷污染物的一种,请回答下列问题:
(1)某含磷废水的主要成分是H3PO3,其处理方法是向废水中加入适量漂白粉,再加入生石灰调节pH,将磷元素转化为磷酸钙沉淀回收。请写出该过程中H3PO3发生反应的化学方程式_______,若处理后的废水中,c(Ca2+)=5.0×10 6 mol·L 1,的含量为4×10 7 mol·L 1,则Ksp[Ca3(PO4)2]=_______。
(2)25℃时,向一定体积的亚磷酸(H3PO3,二元弱酸)溶液中滴加等物质的量浓度的NaOH溶液,混合液中含磷粒子的物质的量分数(δ)与溶液pH的关系如图所示。
①Na2HPO3为_______(填“正盐”或“酸式盐”),其水解平衡常数Kh=_______。
②所加NaOH溶液体积与亚磷酸溶液体积相同时,溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为_______。
(3)在常温下,用0.1000 mol·L 1NaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H3PO3溶液,当滴加的NaOH溶液的体积如下表所示时,溶液中刚好存在如下关系:c(Na+)=2c(H3PO3)+2c()+2c(),请回答下列问题
滴定次数 待测液体积 标准NaOH溶液体积(mL)
滴定前读数(mL) 滴定后读数(mL)
第一次 20.00 0.20 20.38
第二次 20.00 4.00 24.20
第三次 20.00 2.38 a
①a的读数如图所示,则a=_______mL;
②H3PO3溶液的物质的量浓度为_______mol·L 1
22.(1)在25℃下,向浓度均为0.1 mol L 1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,先生成_______沉淀(填化学式),生成该沉淀的离子方程式为_______。(已知25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=1.8×10 11,Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10 20)
(2)相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol L 1盐酸、③0.1 mol L 1氯化镁溶液、④0.1 mol L 1硝酸银溶液中,c(Ag+)由大到小的顺序为:_______
(3)已知:Ksp(AgBr)=5.4×10 13,Ksp(AgCl)=1.8×10 10,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,=_______。
(4)已知在25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10 11。25℃时,向0.02 mol L 1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小为_______mol L 1。
(5)某温度时,BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示,下列说法正确的是_______
A.加入Na2SO4可使溶液由a点变到b点
B.通过蒸发可以使溶液由d点变到c点
C.b点有BaSO4沉淀生成
D.a点对应的Ksp大于c点对应的Ksp
四、元素或物质推断题
23.A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子 Na+、Ba2+、NH4+
阴离子 CH3COO-、Cl-、OH-、SO42-
已知:①A、C溶液的pH均大于7,相同浓度A、B的溶液中水的电离程度相同;②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A是___,B是___。
(2)写出C与D反应的离子方程式___。
(3)25℃时,0.1mol·L-1B溶液的pH=a,则B溶液中c(H+)-c(NH3·H2O)=___(用含有a的关系式表示)。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为___。
(5)在一定体积的0.005mol·L-1的C溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L-1的盐酸时,混合溶液的pH=11,若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和,则C溶液与盐酸的体积比是___。
五、实验题
24.Ⅰ.氧化还原滴定:测定血液中的浓度。
(1)配制1000.010酸性溶液,使用的玻璃仪器除量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管外还有_______(填仪器名称)。
(2)测定血液样品中的浓度。取血液样品50.00,加适量的草酸铵[]溶液可析出草酸钙沉淀,将洗涤后的草酸钙沉淀溶于强酸可得草酸(),将得到草酸溶液稀释成250。再用0.010酸性溶液进行滴定。
①滴定过程中操作滴定管的图示正确的是_______。
②滴定到达终点的判断标志是_______。
③右上图是第一次滴定结束时滴定管中的液面,其读数为_______。
④根据下列数据计算:
滴定次数 草酸溶液体积() 标准液体积()
滴定前读数 滴定后读数
第一次 25.00 0.60 a
第二次 25.00 0.10 24.10
第三次 25.00 1.20 25.20
已知:的,。
滴定时被还原为的离子方程式为_______。计算血液样品中的浓度为_______
⑤下列操作可能造成测得浓度偏高的是_______。
A.滴定前平视,滴定后俯视
B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失
C.配制酸性溶液定容时,仰视刻度线
D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁
Ⅱ.沉淀滴定原理-滴定剂与被滴定物生成的沉淀比滴定剂与指示剂生成的沉淀更难溶;且二者之间有明显的颜色差别。
难溶物
颜色 白色 浅黄色 白色 砖红色 白色
(3)参考表中的数据,若用滴定溶液,可选用的指示剂是:_______溶液(填选项字母)
A. B. C. D.
(4)当溶液中恰好沉淀完全时(浓度等于),此时溶液中所选指示剂中阴离子的浓度为:_______。(结果保留1位小数)
【参考答案】
一、选择题
1.A
解析:A. NH3(g) + HCl(g) =NH4Cl(s)常温下能自发进行,ΔS<0,又因为自发ΔG<0则ΔH<0,故A项正确;
B.可逆反应2SO2+O22SO3,增大压强,平衡右移,可以提高SO2的转化率,故B项错误;
C.强电解质溶液中存在水的电离,水为弱电解质,存在电离平衡,故C项错误;
D.只有具有相同结构的难溶物(如AgCl、AgBr、 AgI) Ksp 小的溶解度小,而不同结构的(如Ag2SO4和AgI)Ksp小的溶解度不一定小, 故D项错误;
答案选A.
2.C
解析:A.由题干图示信息可知,0.05mol/L的H2X溶液的pH=3,则H2XH++HX-,室温下,H2X的电离常数Ka1(H2X)=≈=2.0×10-5,A正确;
B.随着NaOH溶液的不断加入,溶液中溶质由H2X转化为NaHX,在转化为Na2X,则H2X电离出的H+对水的电离抑制作用逐渐减弱,HX-、X2-水解对水电离的促进作用逐渐加强,最后当NaOH溶液过量后则NaOH电离的OH-对水电离的抑制作用又逐渐增强,即在此过程中水的电离程度先增大后减小,B正确;
C.由题干图示信息可知,V[NaOH(aq)]=10mL时溶液中的溶质为NaHX,且此时溶液显酸性,即HX-的电离大于水解,溶液中c(Na+)>c(HX-)>c(X2-)>c(H+)>c(H2X),C错误;
D.根据电荷守恒可知,溶液中存在c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-),而pH=7时c(H+)= c(OH-),故溶液中c(Na+)=c(HX-)+2c(X2-),当V0=20mL时溶液的溶质为Na2X,由于X2-水解使溶液显碱性,溶液为中性时H2X过量即V0<20mL,D正确;
故答案为:C。
3.A
解析:A.0.1mol/L的NaOH溶液中Cl-、Ba2+、K+、NO之间不反应,且与氢氧化钠也不反应,可以大量共存,A符合;
B.0.1mol/L的AlCl3溶液中AlO与铝离子发生双水解反应生成氢氧化铝沉淀,不能大量共存,B不符合;
C.0.1mol/L的FeCl2溶液中亚铁离子被ClO-氧化,不能大量共存,C不符合;
D.0.1mol/L的HI溶液中,NO、MnO均能与氧化碘离子,且氯离子能被MnO氧化,不能大量共存,D不符合;
答案选A。
4.D
解析:A.NaClO溶液中次氯酸根离子会发生水解,使溶液显碱性,所以离子浓度关系为:,A错误;
B.,只说明溶液中氢离子浓度大于10-7mol/L,但溶液酸碱性是由氢离子与氢氧根离子浓度的相对大小决定的,所以的溶液不一定呈酸性,B错误;
C.盐类水解遵循“有弱就水解,不弱不水解,谁弱谁水解,都弱显中性”,所以可溶性正盐BA的溶液呈中性,可能是因为阳离子与阴离子都弱,水解程度相当,所以使溶液呈中性,若C错误;
D.饱和溶液存在溶解平衡:,溶液中,所以根据溶度积公式可知,该饱和溶液中,D正确;
故选D。
5.C
解析:纯水加热至较高温度,水电离出的氢离子浓度、氢氧根浓度增大,水的离子积增大,氢离子浓度增大,则减小,水依然的水,因此溶液酸碱性不变即呈中性,故C符合题意。
综上所述,答案为C。
6.B
解析:A.澄清石灰水是氢氧化钙溶液,碳酸钠和澄清石灰水反应,其离子方程式为Ca2++CO=CaCO3↓;故A说法正确;
B.所加烧碱为过量,OH-应先与HCO反应生成CO和水,过量OH-再与NH在加热条件下生成氨气和水,即离子方程式为NH+2OH-+HCONH3↑+2H2O+ CO,故B说法错误;
C.金属铝能与氢氧化钠溶液反应生成氢气和偏铝酸钠,其离子方程式为2Al+2OH-+2H2O=2AlO+3H2↑,故C说法正确;
D.使用含氟牙膏预防龋齿的原理:Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq),使用含氟牙膏,F-浓度增大,平衡右移,故D说法正确;
答案为B。
7.D
解析:A.根据电荷守恒可知,c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故A正确;
B.常温下将10 mL 0.02 mol/L NaOH溶液与l0 mL0.02 mol/L H2SO4溶液充分混合,混合后氢离子过量,若混合后溶液的体积为20 mL,则混合后溶液中氢离子浓度为,则pH=2,故B正确;
C.在0.1 mol/L NH4Cl溶液中分解质量守恒可知,c(H+)=c(NH3·H2O)+c(OH-),故C正确;
D.在0.1 mol/L Na2CO3溶液中根据物料守恒可知, c(Na+)= 2c(H2CO3)+ 2c(CO)+2c(HCO),故D错误;
故选D。
8.A
解析:A.由图可知,pOH=7时,T1、T2分别对应点D和B,此时PH(D)
B.A到D点为同温下pH降低的过程,加入酸可实现,B正确;
C.由图可知ADE对应的温度为T1,B对应的温度为T2,C对应的温度位于两者之间,又T1>T2,故有Kw的关系:B
故答案为A。
9.D
解析:①NaOH是强碱,属于强电解质,故①符合题意;②NH3·H2O是弱碱,属于弱电解质,故②不符合题意;③MgCl2是盐,属于强电解质,故③符合题意;④醋酸是弱酸,属于弱电解质,故④不符合题意;⑤NaHCO3是盐,属于强电解质,故⑤符合题意;因此①③⑤符合题意;故D符合题意。
综上所述,答案为D。
10.B
解析:A.二氧化硅对光有很好的反射性,可用于制作光导纤维,A正确;
B.铁比锡活泼,镀锡层损坏后发生电化学腐蚀时,Fe为负极,会加速腐蚀,镀锡的主要目的是隔绝空气和水,B错误;
C.电镀时为补充电解质溶液中镀层金属阳离子,通常以镀层金属为阳极,C正确;
D.热水中纯碱的水解程度更大,溶液碱性更强,去污效果更好,D正确;
综上所述答案为B。
11.D
解析:A.碳酸氢钠溶于水完全电离,为强电解质,A不符合题意;
B.氯化钠溶于水完全电离,属于强电解质,B不符合题意;
C.乳酸钙为盐,在水溶液中完全电离,为强电解质,C不符合题意;
D.柠檬酸为弱酸,在水中发生部分电离,属于弱电解质,D符合题意;
故选D。
12.C
解析:A.实验探究应遵循单一变量原则,CuSO4溶液和FeCl3溶液中阴离子不同,A错误;
B.乙醇、乙醛均可被高锰酸钾氧化,若高锰酸钾褪色,不能检验乙醛,B错误;
C.取5mL 0.lmol·L-1KI溶液,滴加5~6滴0.1mol·L-1 FeCl3溶液,KI溶液过量,充分反应后,再滴加少量的KSCN溶液,溶液变红,说明溶液中存在未反应的Fe3+,说明KI与FeCl3的反应是可逆反应,C正确;
D.常温下,向饱和Na2CO3溶液中加少量BaSO4粉末,过滤,向洗净的沉淀中加稀盐酸,有少量气泡产生,这说明反应中有碳酸钡沉淀产生,这与碳酸钡和硫酸钡的溶度积常数并无直接关系,因为只要溶液中c(Ba2+)·c(SO)>KSP(BaCO3)即可产生碳酸钡沉淀,D错误;
故选C。
13.C
解析:A.K2Cr2O7溶液中K1=,平衡常数只与温度有关,加入少量K2Cr2O7固体,c2()与 c()的比值不变,故A错误;
B.根据Cr元素守恒,0.1 mol·L-1 K2Cr2O7溶液中,c()+ 2c()+ c()> 0.1 mol/L,故B错误;
C.K1==,K2=,,根据图示,当pH=9.0时,,所以c()≈9.9× 10-4.2 mol/L,故C正确;
D.若溶液pH减小,则 =,若溶液pH减小,平衡ii逆向移动,增大,所以减小,故D错误;
选C。
14.B
解析:A.试剂瓶的标签应朝向手心,图甲中标签易被倾倒试剂结束后瓶口残留的流下的试剂腐蚀而受损,图示的“错误操作”,与相对应选项的“可能产生后果”一致,故A不符合;
B.图乙中俯视读数偏大,图示的“错误操作”,与相对应选项的“可能产生后果”不一致,故B符合;
C.检测溶液的pH时应用玻璃棒蘸少许,再滴在pH试剂上,图丙直接将pH试纸放进待测液中,易污染待测液,图示的“错误操作”,与相对应选项的“可能产生后果”一致,故C不符合;
D.水的密度比浓硫酸的密度小,且浓硫酸溶于水放出大量热,水倒入浓硫酸中,易造成液体飞溅,图示的“错误操作”,与相对应选项的“可能产生后果”一致,故D不符合;
故选B。
15.D
解析:A.Na2CO3不是碱,是盐,是强电解质,是酸性氧化物,A错误;
B.是不成盐氧化物,B错误;
C.是两性氧化物,C错误;
D.是碱,是弱电解质,是盐,是碱性氧化物,是酸性氧化物,D正确;
故选D。
二、填空题
16. 升高 增大
解析:水的电离为吸热过程,温度升高,水的电离平衡正向移动,水的离子积常数增大,故答案为:升高;增大。
17.(1) > 水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动,c(H+)增大,c(OH-)增大,Kw=c(H+)·c(OH-),Kw增大
(2) 2.4×10-7mol·L-1 5.76×10-9
解析:(1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大,故答案为:>;水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向电离方向移动,c(H+)增大,c(OH-)增大,Kw=c(H+)·c(OH-),Kw增大;
(2)水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,某温度下纯水中的c(H+)=2.4×10-7mol·L-1,则此时纯水中的c(OH-)=2.4×10-7mol·L-1,Kw=2.4×10-7×2.4×10-7=5.76×10-14,该温度下,某H2SO4溶液中c()=5×10-6mol·L-1,则溶液中氢离子浓度是1×10-5mol·L-1,c(OH-)=mol·L-1=5.76×10-9mol·L-1,故答案为:2.4×10-7mol·L-1;5.76×10-9。
18.(1) <
(2)ABC
(3)3
解析:(1)温度越高BaSO4的溶解度越大,T1温度下BaSO4的溶度积较小,所以T1<T2;T2时的溶度积可利用c点的数据进行计算求得,T2温度时,Ksp(BaSO4)=c(SO)×c(Ba2+)=5.0×10-5mol/L×1.0×10-4mol/L=5.0×10-9mol2/L2;
(2)A.由于存在沉淀溶解平衡,加入Na2SO4,硫酸根离子浓度增大,BaSO4的沉淀溶解平衡逆向移动,Ba2+的浓度降低,可由a点变为b点,A说法正确;
B.T1曲线上方区域的浓度商大于溶度积,所以会析出沉淀,B说法正确;
C.蒸发溶剂,不饱和溶液中Ba2+和硫酸根离子的浓度都变大,可能由d点变为T1曲线上a、b之间(不含a、b)的某一点,C说法正确;
D.升高温度,沉淀溶解平衡正向移动,c(SO)、c(Ba2+)会变大,不可能由b点变为d点,D说法错误。
答案为ABC;
(3)设每次用1L 1.7mol/L饱和Na2CO3溶液能处理xmol BaSO4,
根据,解得:x=0.081,处理次数=≈3,所以至少要反复处理3次。
19.(1) H3PO4
(2) H3PO4+OH-=+H2O +OH-=+H2O +OH-=+H2O
(3) 10-2 10-7.1 10-12.2
(4) 酸性 碱性
解析:(1)某浓度H3PO4溶液中逐滴加入NaOH溶液,滴加过程中各种含磷微粒为H3PO4、、、,根据pH的变化,则曲线δ0为H3PO4,曲线δ1为,曲线δ2为,曲线δ3为;
(2)pH由1到14依次发生反应NaOH溶液与H3PO4反应生成NaH2PO4,NaOH溶液与NaH2PO4反应生成Na2HPO4,NaOH溶液与Na2HPO4反应生成Na3PO4,反应的离子方程式分别为:H3PO4+OH-=+H2O、+OH-=+H2O、+OH-=+H2O;
(3)H3PO4的电离常数Ka1=, 25℃当pH为2时,,故Ka1== =10-2;依此可得Ka2== =10-7.1;Ka2== =10-12.2;
(4)0.1mol L-1NaH2PO4溶液中存在,则Ka2=10-7.1;存在,则Kh===10-12,故的电离大于水解,溶液呈酸性;
0.1mol L-1Na2HPO4溶液中存在,则Ka3=10-12.2;存在,则Kh===10-6.9,故的水解大于电离,溶液呈碱性。
20.电解质电离吸热,升高温度,CH3COOH的电离平衡正向移动,c(H+)增大
解析:电解质电离吸热,升高温度,CH3COOH的电离平衡正向移动,c(H+)增大,所以加热过程中降低。
三、计算题
21. 2H3PO3 + Ca(ClO)2 + 3CaO = Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 3H2O 210 29 正盐 10 7.46 c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH ) 22.60 0.0505 mol·L 1
解析:(1)某含磷废水的主要成分是H3PO3,向废水中加入适量漂白粉,将H3PO3氧化为H3PO4,再加入生石灰调节pH,将磷元素转化为磷酸钙沉淀回收,该过程中H3PO3发生反应的化学方程式2H3PO3 + Ca(ClO)2 + 3CaO = Ca3(PO4)2 + CaCl2 + 3H2O;若处理后的废水中,c(Ca2+)=5.0×10 6 mol·L 1,的含量为4×10 7 mol·L 1,则Ksp[Ca3(PO4)2]= c3(Ca2+)c2()=(5.0×10 6 )3 (4×10 7 )2=210 29;
(2) 25℃时,向一定体积的亚磷酸(H3PO3,二元弱酸)溶液中滴加等物质的量浓度的NaOH溶液,依次发生反应:H3PO3+OH-=+H2O,+ OH-=+ H2O,则δ1为H3PO3的物质的量分数,δ2为的物质的量分数,δ3为的物质的量分数,由图中a点可知,当pH=1.43时,c()=c(H3PO3),则,由图中b点可知,当pH=6.54时,c()=c(),则,
①H3PO3是二元弱酸,则Na2HPO3为正盐;,则水解平衡常数;
②NaOH溶液与亚磷酸的浓度相同,当所加NaOH溶液体积与亚磷酸溶液体积相同时,即二者物质的量相同,发生反应H3PO3+OH-=+H2O,此时溶质恰好为NaH2PO3,的电离常数为,的水解常数为,则的电离程度大于水解程度,且电离和水解均是微弱的,则溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH );
(3)①滴定管的精确度为0.01mL,a的读数为a=22.60mL;
②在常温下,用0.1000 mol·L 1NaOH溶液滴定20.00 mL某未知浓度的H3PO3溶液,溶液中刚好存在如下关系:c(Na+)=2c(H3PO3)+2c()+2c(),则溶质恰好为Na2HPO3,即发生反应H3PO3+2OH-=+2H2O,第一次消耗氢氧化钠溶液的体积为(20.38-0.2) mL =20.18mL,第二次消耗氢氧化钠溶液的体积为(24.20-4.0) mL =20.02mL,第三次消耗氢氧化钠溶液的体积为(22.60-2.38) mL =20.22mL,第二次的数据偏差太大,应舍弃,则消耗氢氧化钠溶液的平均体积为,则H3PO3溶液的物质的量浓度为。
22. Cu(OH)2 2NH3·H2O+Cu2+ =Cu(OH)2↓+2NH ④>①>②>③ 3×10 3 4×10 5 C
解析:(1)在25℃下,向浓度均为0.1 mol L 1的MgCl2和CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水,沉淀镁离子需要的氢氧根浓度,沉淀铜离子需要的氢氧根浓度,氢氧根浓度最先满足沉淀铜离子所需浓度,因此先生成Cu(OH)2沉淀,生成该沉淀的离子方程式为2NH3·H2O+Cu2+ =Cu(OH)2↓+2NH;故答案为:Cu(OH)2;2NH3·H2O+Cu2+ =Cu(OH)2↓+2NH。
(2)相同温度下,氯化银溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水,平衡正向移动,但银离子浓度不变;②0.1 mol L 1盐酸,氯离子浓度增大,平衡逆向移动;③0.1 mol L 1氯化镁溶液,氯离子浓度增大,比②中氯离子浓度大,平衡逆向移动比②更多,银离子浓度比②中银离子浓度小;④0.1 mol L 1硝酸银溶液,平衡逆向移动,但银离子浓度比原来大,因此c(Ag+)由大到小的顺序为:④>①>②>③;故答案为:④>①>②>③。
(3)已知:Ksp(AgBr)=5.4×10 13,Ksp(AgCl)=1.8×10 10,向BaCl2溶液中加入AgNO3和KBr,当两种沉淀共存时,;故答案为:3×10 3。
(4)已知在25℃时,Ksp[Mg(OH)2]=3.2×10 11。25℃时,向0.02 mol L 1的MgCl2溶液中加入NaOH固体,如要生成Mg(OH)2沉淀,应使溶液中的c(OH-)最小,则c(OH-)=4×10 5mol L 1;故答案为:4×10 5。
(5)A.加入Na2SO4,硫酸根浓度增大,硫酸钡溶解平衡逆向移动,钡离子浓度减小,曲线从a点往c点移动,故A错误;B.d点蒸发溶剂,溶液体积减小,钡离子浓度、硫酸根浓度同时增大,c点与b点硫酸根浓度不变,钡离子浓度增大,因此蒸发溶液不可能由d点变到c点,故B错误;C.b点浓度积大于Ksp,因此有BaSO4沉淀生成,故C正确;D.ac曲线是硫酸钡的溶度积常数变化曲线,因此a点对应的Ksp等于c点对应的Ksp,故D错误;综上所述,答案为C。
四、元素或物质推断题
23. CH3COONa NH4Cl Ba2++SO42-=BaSO4↓ 10a-14 c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+) 1∶4
【分析】有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含有一种阴离子且互不重复)。
①A、C溶液pH均大于7,说明一种是强碱,一种是弱酸强碱盐,弱酸强碱盐是醋酸钠;
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀,说明一种溶液含有钡离子,一种溶液含有硫酸根离子;B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,说明一种溶液含有铵根离子,一种溶液含有氢氧根离子,A溶液和D溶液混合时无明显现象,且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同,所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠。据此分析解答。
解析:(1)通过以上分析知,A是CH3COONa、B是NH4Cl,故答案为CH3COONa;NH4Cl;
(2)C是氢氧化钡、D是硫酸钠,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为Ba2++SO42-=BaSO4↓,故答案为Ba2++SO42-=BaSO4↓;
(3)B是NH4Cl,0.1mol·L-1B溶液的pH=a,根据溶液中电荷守恒得c(H+)+c(NH4+)=c(OH-)+c(Cl-),根据溶液中物料守恒得 c(NH3·H2O)+c(NH4+)=c(Cl-),将两个等式相减得c(H+)-c(NH3 H2O)=c(OH-)=10 a-14,故答案为10 a-14;
(4)B是NH4Cl,C是氢氧化钡,根据题意知,氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等,混合后,溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡,氯化钡和氢氧化钡的浓度相等,氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍,溶液中氢氧根离子浓度最大,钡离子和氯离子浓度相等,氨水是弱碱部分电离导致氯离子浓度大于铵根离子浓度,溶液呈碱性,氢离子浓度最小,所以溶液中离子浓度大小顺序是c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+),故答案为c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+);
(5)C是氢氧化钡,在一定体积的0.005mol·L-1的氢氧化钡溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L-1的盐酸时,混合溶液的pH=11,溶液显碱性,则碱过量,过量c(OH-)=0.001mol/L,设氢氧化钡溶液的体积为x,盐酸的体积为y,由=0.001可知,=0.001,解得x∶y=1∶4,故答案为1∶4。
五、实验题
24.(1)100容量瓶
(2) A 当最后半滴标准溶液滴入时,溶液变为浅紫红色,且半分钟内不变色 20.60 4.8 BC
(3)B
(4)
解析:(1)【小问1-1详解】配制1000.010酸性溶液需要100容量瓶。
(2)【小问2-1详解】高锰酸钾溶液应用酸式滴定管,选A。
【小问2-2详解】高锰酸钾溶液为紫色溶液,滴定终点的现象为:当最后半滴标准溶液滴入时,溶液变为浅紫红色,且半分钟内不变色。
【小问2-3详解】滴定管的读数从上到下变大,该读数为20.60Ml.
【小问2-4详解】草酸和高锰酸钾溶液反应生成硫酸锰和硫酸钾和二氧化碳,反应的离子方程式为:。
【小问2-5详解】根据反应分析,有关系式~,,第一次实验中高锰酸钾溶液的体积为20.6-0.6=20.ml,第二次实验的体积为24.10-0.10=24.00mL,第三次实验的体积为25.20-1.20=24.00 mL,第一次实验数据偏差较大,舍去,取后两次实验数据的平均值为24.00 mL,则钙离子的浓度为 。
【小问2-6详解】A.滴定前平视,滴定后俯视,则标准液的体积变小,测定结果变小;B.滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则标准液的体积变大,测定结果变大;C.配制酸性溶液定容时,仰视刻度线,则体积变大,浓度变小,使用的标准液的体积变大,测定结果变大。D.滴定过程中加入少量蒸馏水冲洗瓶壁,对测量无影响。故选BC。
(3)根据沉淀滴定原理-滴定剂与被滴定物生成的沉淀比滴定剂与指示剂生成的沉淀更难溶;且二者之间有明显的颜色差别,为砖红色,故选B。
(4)【小问4-1详解】溶液中的银离子浓度为 ,则的浓度为 。