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专题十三 水溶液中的离子平衡 (解析版)
1.【2019 江苏 】14.室温下,反应
+H2O
H2CO3+OH−的平衡常数K=2.2×10−8。将NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取废渣中的ZnO。若溶液混合引起的体积变化可忽略,室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是
A. 0.2mol·L−1氨水:c(NH3·H2O)>c(
)>c(OH−)>c(H+)
B. 0.2mol·L−1NH4HCO3溶液(pH>7):c(
)>c(
)>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
C. 0.2mol·L−1氨水和0.2mol·L−1NH4HCO3溶液等体积混合:c(
)+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c(
)+c(
)
D. 0.6mol·L−1氨水和0.2mol·L−1NH4HCO3溶液等体积混合:c(NH3·H2O)+c(
)+c(OH−)=0.3mol·L−1+c(H2CO3)+c(H+)
【答案】BD
【解析】
A.NH3∙H2O属于弱电解,部分电离,氨水中存在的电离平衡有:NH3∙H2ONH4++OH-,H2OH++OH-,所以c(OH-)>c(NH4+),故A错误;
B.NH4HCO3溶液显碱性,说明HCO3-的水解程度大于NH4+的水解,所以c(NH4+)>c(HCO3-),HCO3-水解:HCO3-H2CO3+OH-,NH4+水解:NH4++H2ONH3∙H2O+H+,前者水解程度大,则c(H2CO3)>c(NH3∙H2O),故B正确;
C.由物料守恒,n(N):n(C)=2:1,则有c(NH4+)+c(NH3∙H2O)=2[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],故C错误;
D.由物料守恒,n(N):n(C)=4:1,则有c(NH4+)+c(NH3∙H2O)=4[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)]①;电荷守恒有:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)②;结合①②消去c(NH4+)得:c(NH3∙H2O)+c(OH-)=c(H+)+4c(H2CO3)+3c(HCO3-)+2c(CO32-)③,0.2mol/LNH4HCO3与氨水等体积混合后,c(NH4HCO3)=0.1mol/L,由碳守恒有,c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)=0.1mol/L④,将③等式两边各加一个c(CO32-),则有c(NH3∙H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+c(H2CO3)+3c(H2CO3)+3c(HCO3-)+3c(CO32-),将④带入③中得,c(NH3∙H2O)+c(OH-)+c(CO32-)=c(H+)+3c(H2CO3)+0.3mol/L,故D正确;
故选BD。
2.【2019 北京 】下列示意图与化学用语表述内容不相符的是(水合离子用相应离子符号表示)
A
B
C
D
NaCl溶于水
电解CuCl2溶液
CH3COOH在水中电离
H2与Cl2反应能量变化
NaClNa++Cl−
CuCl2Cu2++2Cl−
CH3COOHCH3COO−+H+
H2(g)+Cl2(g) 2HCl(g)
ΔH=−183kJ·mol−1
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】B
【解析】
A.NaCl为强电解质,NaCl溶于水,NaCl在水分子作用下,自发解离为Na+和Cl-,故电离方程式为NaCl=Na++Cl-,故A不符合题意;
B.电解氯化铜溶液,铜离子向阴极移动,得电子,发生电极反应为:Cu2++2e-=Cu,氯离子向阳极移动,失电子,发生电极反应为:2Cl-+2e-=Cl2,所以电解总反应为:Cu2++2Cl-Cu+Cl2,故B符合题意;
C.CH3COOH为弱电解质,溶于水部分电离,因此电离方程式为CH3COOH
CH3COO-+H+,故C不符合题意;
D.由图可知,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)的反应热等于断裂反应物分子中的化学键吸收的总能量(436kJ/mol+243kJ/mol=679kJ/mol),与形成生成物分子中化学键放出的总能量(431kJ/mol×2=862kJ/mol)之差,即放热183kJ/mol,放热∆H为负值,所以H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)∆H=-183kJ/mol,故D不符合题意;
综上所述,本题应选B。
【点睛】本题所选四个实验(或原理)均取材于课本,可见高考题越来越回归于课本。本题综合考查化学用语,涉及强、弱电解质电离、电解方程式的书写,化学反应热的计算,题目把化学用语与化学反应原理巧妙地结合。
3.【2019 北京 】实验测得0.5 mol·L−1CH3COONa溶液、0.5 mo