章检测(15) 第八章 水溶液中的离子反应与平衡(基础卷)-【高考领航】2025年高考化学总复习四测通关卷
2024-10-10
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内容正文:
章检测(十五) 第八章 水溶液中的离子反应与平衡(基础卷)
(满分:100分)
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目要求。)
1.下列溶液一定呈中性的是( )
A.c(H+)=c(OH-)=10-6mol·L-1的溶液
B.pH=7的溶液
C.使石蕊溶液呈紫色的溶液
D.酸与碱恰好完全反应生成正盐的溶液
2.(2023·大理模拟)下列说法正确的一组是( )
①不溶于水的盐都是弱电解质
②可溶于水的盐都是强电解质
③0.5 mol·L-1一元酸溶液中H+浓度为0.5 mol·L-1
④强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度
⑤电解质溶液导电的原因是溶液中有自由移动的阴阳离子
⑥熔融的电解质都能导电
A.①③⑤⑥ B.只有④⑤
C.②④⑤⑥ D.只有③⑥
3.(2023·信阳模拟)使用酸碱中和滴定方法,用0.01 mol·L-1盐酸滴定锥形瓶中未知浓度的NaOH溶液,下列操作使测定结果偏高的是( )
①未用标准溶液润洗酸式滴定管
②锥形瓶用蒸馏水清洗后,用待测液润洗
③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡,滴定终点时有气泡
④滴定终点读数后,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴标准液液滴
⑤滴定完毕后立即读数,半分钟内溶液颜色又很快恢复原色
⑥滴定前仰视读数,滴定后俯视读数
A.①②④ B.①④⑥
C.①③④ D.③④⑤
4.(2023·日照模拟)在恒温条件下,对0.1 mol·L-1的醋酸进行稀释,在稀释过程中下列说法正确的是( )
A.n(H+)增大
B.增大
C.Kw·c(CH3COO-)增大
D.c(H+)·c(OH-)减小
5.(2023·江苏扬州模拟)已知K2FeO4溶于水后,会水解生成多种微粒。下图是0.1 mol·L-1 K2FeO4溶液中各含铁微粒随溶液pH的变化图,纵坐标表示其个数百分含量,则下列说法不正确的是( )
A.K2FeO4溶于水呈碱性
B.HFeO水解强于电离
C.H2FeO4既能和强碱反应又能和强酸反应
D.0.10 mol·L-1的K2FeO4的pH近似等于10
6.(2023·衡阳模拟)25 ℃时,下列说法错误的是( )
A.室温下向10 mL 0.1 mol·L-1的氨水中加水稀释后,溶液中的值不变
B.欲证明HA为弱酸,可将pH=3的HA溶液稀释为原体积的10倍,若测得溶液pH=4,可证明HA为弱酸
C.向H2S溶液中加入CuSO4溶液时,H2S电离平衡向右移动
D.在1 mol·L-1(NH4)2S溶液中存在:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(HS-)+2c(H2S)+c(H+)
7.(2022·辽宁卷)甘氨酸(NH2CH2COOH)是人体必需氨基酸之一。在25 ℃时,NHCH2COOH、NHCH2COO-和NH2CH2COO-的分布分数[如δ(A2-)=]与溶液pH关系如图。下列说法错误的是( )
A.甘氨酸具有两性
B.曲线c代表NH2CH2COO-
C.NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=10-11.65
D.c2(NHCH2COO-)<c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-)
8.(2023·临沂月考)下列关于盐类水解的说法错误的是( )
A.pH相等的①NaHCO3、②Na2CO3、③NaOH溶液的物质的量浓度大小:①>②>③
B.浓度均为0.1 mol ·L-1的①(NH4)2CO3、②(NH4)2SO4、③(NH4)2Fe(SO4)2溶液中,c(NH)的大小顺序为①>②>③
C.在NH4Cl溶液中加入稀HNO3,能抑制NH水解
D.将硫酸亚铁溶液加热蒸干得不到原溶质
9.(2023·西宁模拟)某温度下,体积和pH都相同的NaOH溶液与CH3COONa溶液加水稀释时的pH变化曲线如图所示,下列判断正确的是( )
A.c点的溶液中c(OH-)+c(CH3COOH)=c(H+)
B.a、b两点溶液的导电性:a>b
C.b、c两点溶液中水的电离程度:b=c
D.用相同浓度的盐酸分别与等体积的b、c处溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积:Vb=Vc
10.(2023·西安模拟)下表是三种银盐的溶度积常数Ksp(25 ℃)。下列说法不正确的是( )
化学式
AgCl
AgBr
AgI
颜色
白
浅黄
黄
Ksp
(25 ℃)
1.4×10-10
7.7×10-13
8.51×10-16
A.25 ℃时,三种银盐的饱和溶液中,c(Ag+)最大的是AgCl溶液
B.在AgCl的悬浊液中加入0.1 mol·L-1的KI溶液,可能有黄色沉淀产生
C.25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同
D.在AgBr的悬浊液中加入0.1 mol·L-1的KI溶液,发生反应的离子方程式为I-+Ag+===AgI↓
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目要求。)
11.室温下,通过下列实验探究NaHS溶液的性质。
实验
实验操作和现象
①
向0.1 mol·L-1NaHS溶液中滴加几滴酚酞试剂,溶液变红
②
向0.1 mol·L-1NaHS溶液中加入等体积0.1 mol·L-1NaOH溶液充分混合
③
向0.1 mol·L-1NaHS溶液中通入过量氯气,无淡黄色沉淀产生
④
向0.1 mol·L-1NaHS溶液中滴加过量CuCl2溶液,产生黑色沉淀
下列有关说法正确的是( )
A.0.1 mol·L-1NaHS溶液中:c平(S2-)<c平(H2S)
B.实验②所得溶液:c平(Na+)=c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S)
C.实验③说明HS-不能被氯气氧化
D.实验④反应静置后的上层清液中有c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(CuS)
12.(2023·沈阳高三联考)室温下,有a mol·L-1NaX和b mol·L-1 NaY两种盐溶液。下列说法正确的是( )
A.若a=b且c(X-)+c(HX)=c(Y-),则酸性HX>HY
B.若a>b且c(X-)=c(Y-),则酸性HX>HY
C.若a=b且pH(NaX)>pH(NaY),则酸性HX<HY
D.若a<b且c(X-)<c(Y-),则酸性HX<HY
13.(2023·四川成都检测)室温下,将一元酸HA的溶液和KOH溶液等体积混合(忽略体积变化),实验数据如下表:
实验
编号
起始浓度/(mol·L-1)
反应后溶液的pH
c(HA)
c(KOH)
①
0.1
0.1
9
②
x
0.2
7
下列判断不正确的是( )
A.实验①反应后的溶液中:c(K+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
B.实验①反应后的溶液中:c(OH-)=c(K+)-c(A-)= mol·L-1
C.实验②反应后的溶液中:c(A-)+c(HA)>0.1 mol ·L-1
D.实验②反应后的溶液中:c(K+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
14.已知:常温下,碳酸的电离平衡常数Ka1=4.4×10-7,Ka2=4.7×10-11。常温下,向100 mL 0.1 mol·L-1K2CO3溶液中缓慢滴加100 mL 0.2 mol·L-1盐酸,溶液中各离子的物质的量随加入盐酸的物质的量的变化如下图所示(H+和OH-未画出)。
下列说法不正确的是( )
A.滴加至A点时,n(Cl-)=n(CO)>n(HCO)
B.滴加至B点时,≈9.4×103
C.滴加至C点时,c(Cl-)<c(HCO)+2c(CO)
D.滴加至D点时,溶液的pH>7
15.(2023·湖南卷)常温下,用浓度为0.0200 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定浓度均为0.0200 mol·L-1的HCl和CH3COOH的混合溶液,滴定过程中溶液的pH随η[η=]的变化曲线如图所示。
下列说法错误的是( )
A.Ka(CH3COOH)约为10-4.76
B.点a:c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
C.点b:c(CH3COOH)<c(CH3COO-)
D.水的电离程度:a<b<c<d
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
答案
三、非选择题(本题共4小题,共60分)
16.(13分)(2023·昆明质检)已知水在25 ℃和95 ℃时的电离平衡曲线如图所示。
(1)25 ℃时水的电离平衡曲线应为______(填“A”或“B”)。
(2)95 ℃时水的离子积Kw=__________________________。
(3)25 ℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
(4)95 ℃时,若100 mL pH1=a的某强酸溶液与1 mL pH2=b的某强碱溶液混合后,所得溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是________________________。
(5)在曲线B对应的温度下,将pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合,所得溶液的pH=5。请分析其原因:_____________________。
17.(14分)(2023·广州模拟)在室温下,下列五种溶液:①0.1 mol·L-1NH4Cl溶液,②0.1 mol·L-1 CH3COONH4溶液,③0.1 mol·L-1NH4HSO4溶液,④0.1 mol·L-1NH3·H2O和0.1 mol·L-1NH4Cl混合液,⑤0.1 mol·L-1氨水。
请根据要求回答下列问题:
(1)溶液①呈________(填“酸”“碱”或“中”)性,其原因是__________(用离子方程式表示)。
(2)溶液②③中c(NH)的大小关系是②________③(填“>”“<”或“=”)。
(3)在溶液④中________(填离子符号)的浓度为0.1 mol·L-1;NH3·H2O和________(填离子符号)的浓度之和为0.2 mol·L-1。
(4)室温下,测得溶液②的pH=7,则说明CH3COO-的水解程度________(填“>”“<”或“=”,下同)NH的水解程度,CH3COO-与NH浓度的大小关系是c(CH3COO-)________c(NH)。
(5)常温下,某水溶液M中存在的离子有Na+、A2-、HA-、H+、OH-,存在的分子有H2O、H2A。
①写出酸H2A的电离方程式:_________________________________。
②若溶液M由10 mL 2 mol·L-1 NaHA溶液与10 mL 2 mol·L-1NaOH溶液混合而得,则溶液M的pH________(填“>”“<”或“=”)7。
18.(15分)(2023·成都模拟)如图是某温度下,将足量的BaSO4固体溶于一定量水中达到溶解平衡后,假定溶液体积不变的情况下,加入Na2CO3使c(CO)增大过程中,溶液中c(Ba2+)和c(SO)的变化曲线。根据图中的数据分析、计算。
(1)该温度下,BaSO4的Ksp=__________________________。
(2)当c(CO)大于________mol·L-1时开始有BaCO3沉淀生成;BaCO3的Ksp=____________。
(3)图像中代表沉淀转化过程中c(Ba2+)随c(CO)变化的曲线是________(填“MP”或“MN”);沉淀转化的离子方程式为BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq),该反应的平衡常数K=________。
(4)向1 L Na2CO3溶液中加入足量BaSO4固体,假定溶液体积不变,当溶液中c(CO)=1×10-3mol·L-1时,溶解BaSO4的物质的量为________mol。
19.(18分)(2023·北京海淀区模拟)FeCl3具有净水作用,但腐蚀设备,而聚合氯化铁是一种新型的絮凝剂,处理污水比FeCl3高效,且腐蚀性小。请回答下列问题:
(1)FeCl3净水的原理是___________________________________________
_______________________________________________________________。
FeCl3溶液腐蚀钢铁设备,除H+作用外,另一主要原因是(用离子方程式表示)_________________________________________________________________
_______________________________________________________________。
(2)为节约成本,工业上用NaClO3氧化酸性FeCl2废液得到FeCl3。
①若酸性FeCl2废液中c(Fe2+)=2.0×10-2mol·L-1,c(Fe3+)=1.0×10-3 mol·L-1,c(Cl-)=5.3×10-2mol·L-1,则该溶液的pH约为________。
②完成NaClO3氧化FeCl2的离子方程式:
________ClO+________Fe2++________===________Cl-+________Fe3++________。
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)+H+ K2
Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反应的平衡常数K1、K2、K3由大到小的顺序是________________。
通过控制条件,以上水解产物聚合,生成聚合氯化铁,离子方程式为xFe3++yH2OFex(OH)+yH+。
欲使平衡正向移动可采用的方法是________(填序号)。
a.降温 b.加水稀释
c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室温下,使氯化铁溶液转化为高浓度聚合氯化铁的关键条件是___________。
(4)天津某污水处理厂用氯化铁净化污水的结果如图所示。由图中数据得出每升污水中投放聚合氯化铁[以Fe(mg·L-1)表示]的最佳范围约为________mg·L-1。
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章检测(十五) 第八章 水溶液中的离子反应与平衡(基础卷)
1.A c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,A项正确;只有在常温下pH=7的溶液才呈中性,B项错误;石蕊溶液的pH变色范围为5~8,使石蕊溶液呈紫色的溶液既可以是酸性溶液、碱性溶液,也可以是中性溶液,C项错误;弱酸与强碱、弱碱与强酸作用生成的正盐均能发生水解反应,会改变溶液的酸碱性,使溶液不呈中性,D项错误。
2.B ①CaCO3、BaSO4均是强电解质,①错误;②少部分盐属于弱电解质,如醋酸铅是易溶于水的弱电解质,②错误;③0.5 mol·L-1一元酸溶液中的H+浓度不一定为0.5 mol·L-1,如醋酸不完全电离,H+浓度小于0.5 mol·L-1,③错误; ④H+浓度与酸的浓度、分子中氢离子的个数以及电离程度有关,所以强酸溶液中的H+浓度不一定大于弱酸溶液中的H+浓度,④正确;⑤电解质溶液中自由移动的阴阳离子在外加电场的作用下定向移动而导电,⑤正确;⑥酸为共价化合物,在熔融态时不能电离,不导电,只有溶于水时才能电离出离子而导电,⑥错误。
3.A ①未用标准溶液润洗酸式滴定管,导致标准溶液被稀释,消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;②锥形瓶用蒸馏水清洗后,用待测液润洗,导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;③装盐酸的滴定管尖嘴处开始无气泡,滴定终点时有气泡,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;④滴定终点读数后,发现滴定管尖嘴处悬挂一滴标准液液滴,导致消耗标准液体积偏大,测定结果偏高;⑤滴定完毕后立即读数,半分钟内溶液颜色又很快恢复原色,过早判断滴定终点,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小;⑥滴定前仰视读数,滴定后俯视读数,导致消耗标准液体积偏小,测定结果偏小,①②④符合题意。
4.A 由于温度不变,故在稀释过程中Kw和K均不变。在稀释过程中n(H+)增大,c(H+)减小,则c(OH-)增大、c(CH3COO-)减小,由此可得减小,Kw·c(CH3COO-)减小,c(H+)·c(OH-)不变。
5.B K2FeO4溶于水,FeO的浓度最大,由图可知,溶液的pH约为10,则溶液呈碱性,故A正确;当c(HFeO)最大时,溶液的pH小于6,则电离程度大于水解程度,导致溶液呈酸性,故B错误;由图可知,H2FeO4加碱转化为HFeO,加酸转化为H3FeO,所以H2FeO4既能和强碱反应又能和强酸反应,故C正确;由图可知0.10 mol·L-1的K2FeO4,当FeO的百分含量最大时溶液的pH约为10,故D正确。
6.B A.由于温度不变,电离平衡常数Kb(NH3·H2O)=不变,故A正确;B.若HA是一元强酸,pH=3的HA溶液中c(H+)=c(HA)= 10-3mol·L-1,将其稀释10倍,溶液中的c(H+)=10-4mol·L-1,溶液的pH=4;若HA是弱酸,c(HA)>c(H+)=10-3mol·L-1,将其稀释10倍,电离平衡正向移动,导致溶液中c(H+)>10-4mol·L-1,则溶液的pH<4,因此不能证明HA为弱酸,故B错误;C.向H2S溶液中加入CuSO4溶液时,Cu2+与S2-结合生成CuS沉淀,c(S2-)减小,H2S电离平衡向右移动,故C正确;D.在1 mol·L-1(NH4)2S溶液中存在质子守恒:c(NH3·H2O)+c(OH-)=c(HS-)+2c(H2S)+c(H+),故D正确。
7.D 甘氨酸中含有氨基和羧基,氨基具有碱性、羧基具有酸性,则甘氨酸具有两性,A项正确。氨基在酸性较强的环境中结合H+,形成NHCH2COOH;羧基具有酸性,在碱性较强的环境中与OH-反应,形成NH2CH2COO-;则曲线a代表NHCH2COOH的分布分数,曲线c代表NH2CH2COO-的分布分数,则曲线b代表NHCH2COO-的分布分数,B项正确。NHCH2COO-+H2ONHCH2COOH+OH-的平衡常数K=,25 ℃时,根据曲线a、b交点坐标(2.35,0.50)可知,pH=2.35时,c(NHCH2COO-)=c(NHCH2COOH),则K=c(OH-)==10-11.65,C项正确。由C项分析可知,=,根据曲线b、c交点坐标(9.78,0.50)分析可得电离平衡NHCH2COO-NH2CH2COO-+H+的电离常数K1=10-9.78,==,则×=×<1,即c2(NHCH2COO-)>c(NHCH2COOH)·c(NH2CH2COO-),D项错误。
8.B 等浓度时,盐水解的碱性弱于碱,多元弱酸盐的水解程度:正盐>酸式盐,则pH相等时,三种溶液的物质的量浓度大小为①>②>③,A正确;①溶液中CO水解促进NH水解,②溶液中只有NH水解,③溶液中Fe2+水解抑制NH水解,三种溶液中c(NH)的大小顺序为③>②>①,B错误;NH4Cl溶液中存在:NH+H2ONH3·H2O+H+,加入稀HNO3,平衡左移,抑制NH水解,C正确;在溶液蒸发过程中,FeSO4被空气中O2氧化而变质,无法得到FeSO4,D正确。
9.B 相同条件下,pH和体积相同的CH3COONa和NaOH溶液加水稀释,稀释过程中促进乙酸钠水解,所以稀释过程中pH变化较大的是NaOH,根据图知,上边曲线是醋酸钠、下边曲线是NaOH,醋酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,结合质子守恒得c(OH-)=c(CH3COOH)+c(H+),A错误;离子浓度a>b,则导电性a>b,B正确;酸或碱抑制水电离,含有弱酸离子的盐促进水电离,且醋酸钠浓度越大其促进水电离程度越大,b抑制水电离、c促进水电离,b、c两点溶液中水的电离程度:b<c,C错误;体积和pH相等的NaOH和CH3COONa溶液,c(CH3COONa)>c(NaOH),消耗相同浓度的盐酸体积与氢氧化钠和醋酸钠的物质的量成正比,相同体积相同pH的醋酸钠和氢氧化钠溶液n(CH3COONa)>n(NaOH),所以醋酸钠消耗盐酸多,消耗盐酸体积Vb<Vc,D错误。
10.D 由表中数据可知溶度积最大的是AgCl,其溶解度也最大,所以 c(Ag+)最大的是AgCl溶液,A正确;AgI溶度积小于AgCl,溶解度小的沉淀容易转化为溶解度更小的,所以在AgCl的悬浊液中加入0.1 mol·L-1的KI溶液,可能有黄色沉淀产生,B正确;溶度积只与温度有关,所以25 ℃时,AgCl固体在等物质的量浓度的NaCl、CaCl2溶液中的溶度积相同,C正确;AgBr属于难溶电解质,在离子方程式中写为化学式,所以在AgBr的悬浊液中加入0.1 mol·L-1的KI溶液,发生反应的离子方程式为AgBr(s)+I-(aq)AgI(s)+Br-(aq),D错误。
11.AD A.NaHS溶液中存在电离平衡HS-H++S2-和水解平衡HS-+H2OH2S+OH-,由实验①可知,NaHS溶液显碱性,说明HS-的水解程度大于其电离程度,因此c平(S2-)<c平(H2S),A正确;B.实验②中0.1 mol·L-1NaHS溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合,所得溶液为Na2S溶液,存在物料守恒 c平(Na+)=2[c平(S2-)+c平(HS-)+c平(H2S)],B错误;C.氯气有氧化性,HS-有还原性,二者能发生氧化还原反应,实验③没有淡黄色沉淀产生可能是过量氯气将HS-氧化为SO,C错误;D.实验④中产生黑色沉淀,说明生成了CuS,静置后的上层清液中有c(Cu2+)·c(S2-)=Ksp(CuS),D正确。
12.C A项,若a=b且c(X-)+c(HX)=c(Y-),表明NaX在水溶液中发生水解反应,离子方程式为X-+H2OHX+OH-,故在水溶液中的存在形式为 X-和HX,所以HX为弱酸,而NaY不水解,故在水溶液中只存在Y-,所以HY为强酸,即酸性HX<HY,A错误;B项,若a>b,则表示NaX的浓度大于NaY,但是c(X-)=c(Y-),说明X-发生了水解而减少了或X-发生水解的程度更大,减少得更多,依据“越弱越水解”的规律,可推断酸性HX<HY,B错误;C项,若a=b且pH(NaX)>pH(NaY),即NaX溶液浓度小,但是碱性强,表明X-发生了水解反应或X-的水解程度更大,减少得更多,依据“越弱越水解”的规律,可判断酸性HX<HY,C正确;D项,若a<b且c(X-)<c(Y-),无法判断X-和Y-是否发生了水解,则无法判断HX和HY的酸性强弱,D错误。
13.B 实验①反应后溶液的pH=9,即溶液显碱性,说明HA为弱酸,二者等浓度等体积混合恰好反应生成KA,A-水解,A项正确;实验①反应后的溶液中,由电荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-)知,c(K+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+),B项错误;因为HA为弱酸,如果与等体积等浓度的KOH溶液混合,溶液显碱性,若溶液显中性,则在两溶液体积相等的条件下,HA溶液的浓度应大于0.2 mol·L-1,所以实验②反应后的溶液中,c(A-)+c(HA)>0.1 mol·L-1,C项正确;实验②反应后溶液显中性,根据电荷守恒式c(H+)+c(K+)=c(A-)+c(OH-),且c(H+)=c(OH-),则c(K+)=c(A-),即c(K+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-),D项正确。
14.CD 碳酸钾与盐酸反应分步进行,离子方程式为CO+H+===HCO、HCO+H+===CO2↑+H2O,n(K+)不变,n(Cl-)逐渐增大,n(CO)逐渐减小,n(HCO)先增大后减小。A.由题图可知,滴加至A点时,n(CO)=n(Cl-)> n(HCO),A项正确;B.由题图可知,B点时n(CO)=n(HCO),Ka2(H2CO3)==4.7×10-11,故c(H+)=4.7×10-11 mol·L-1,Ka1(H2CO3)==4.4×10-7,==≈9.4×103,B项正确;C.由题图可知,C点加入盐酸的物质的量为10 mmol,此时溶质为等物质的量的KCl和KHCO3,由元素质量守恒可得n(Cl-)=n(CO)+n(HCO)+n(H2CO3),又因为n(H2CO3)>n(CO),故c(Cl-)>c(HCO)+2c(CO),C项错误;D.滴定至D点时,K2CO3与盐酸恰好完全反应生成KCl、H2O和CO2,二氧化碳气体溶解使溶液显酸性,故溶液的pH<7,D项错误。
15.D 用浓度为0.0200 mol·L-1的NaOH标准溶液滴定同浓度的HCl和CH3COOH的混合溶液,在滴定过程中NaOH溶液先与强酸HCl反应,再与弱酸CH3COOH反应。点a时η=1.00,此时标准溶液与待测溶液体积相同,盐酸恰好被中和,醋酸还没有反应,此时溶液中c(NaCl)=c(CH3COOH)=0.01 mol·L-1,pH=3.38,即c(H+)=10-3.38 mol·L-1,Ka(CH3COOH)=≈=10-4.76,根据元素质量守恒可得,c(Na+)=c(Cl-)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),A、B正确。点b时η=1.50,醋酸反应掉一半,此时溶液中溶质为NaCl、CH3COONa和CH3COOH且c(CH3COOH)=c(CH3COONa),此时溶液pH<7,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,所以c(CH3COOH)<c(CH3COO-),C正确。点c时η=2.00,此时溶液恰好被中和,溶液中溶质为NaCl和CH3COONa,CH3COO-水解促进水的电离,c点之前有剩余的酸,c点之后有过量的碱,均会抑制水的电离,故c点水的电离程度最大,D错误。
16.解析:(1)温度升高会促进水的电离,水的离子积增大,水中H+、OH-浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性,因此结合图像中A、B曲线的变化情况及H+、OH-浓度可以判断25 ℃时水的电离平衡曲线应为A。(2)由图像可知,95 ℃时,水中H+的浓度为1×10-6mol·L-1,OH-的浓度为1×10-6mol·L-1,则Kw=1×10-12。(3)25 ℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性即酸碱恰好完全中和,即n(OH-)=n(H+),则V(NaOH)·10-5mol·L-1=V(H2SO4)·10-4mol·L-1,得V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。(4)95 ℃时,若100 mL pH1=a的某强酸溶液与1 mL pH2=b的某强碱溶液混合后,所得溶液呈中性,说明该强酸中H+的物质的量与该强碱中OH-的物质的量相等,即10-a mol·L-1×100×10-3L= 10-12+b mol·L-1×1×10-3L,解得a+b=14,即pH1+pH2=14。(5)在曲线B对应的温度下,水的离子积为1×10-12,HA溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,NaOH溶液中,c(H+)=10-10 mol·L-1,则c(OH-)=mol·L-1=10-2mol·L-1,若HA是强酸,则两溶液等体积混合后所得溶液呈中性,现所得溶液的pH=5,说明HA是弱酸。
答案:(1)A (2)1×10-12 (3)10∶1 (4)pH1+pH2=14 (5)HA为弱酸
17.解析:(1)NH4Cl为强酸弱碱盐,NH水解使溶液显酸性。(2)CH3COONH4溶液中,醋酸根离子促进铵根离子的水解,而NH4HSO4溶液中NH4HSO4电离出来的氢离子抑制铵根离子的水解,所以后者中铵根离子浓度大。(3)因为氯离子在溶液中不水解,所以其浓度为0.1 mol·L-1;根据原子守恒可知,含N原子粒子的总物质的量浓度为0.2 mol·L-1,而N原子的存在形式为NH3·H2O和NH。(4)溶液②的pH=7,说明CH3COO-水解生成的OH-的物质的量等于NH水解生成的H+的物质的量,即两者水解程度相同;根据电荷守恒得:c(CH3COO-)+ c(OH-)=c(NH)+c(H+),因为c(H+)=c(OH-),故c(CH3COO-)=c(NH)。(5)①由溶液中存在的粒子可知,H2A为二元弱酸,分步电离。②NaHA与NaOH恰好反应生成Na2A,溶液显碱性。
答案:(1)酸 NH+H2ONH3·H2O+H+
(2)< (3)Cl- NH (4)= = (5)①H2AH++HA-,HA-H++A2- ②>
18.解析:(1)由图可知,c(CO)=0时,c(Ba2+)=c(SO)=1.0×10-5mol·L-1,则有Ksp(BaSO4)=c(Ba2+)·c(SO)=1.0×10-5×1.0×10-5=1.0×10-10。(2)由图可知,当c(CO)>2.5×10-4mol·L-1时,开始有BaCO3沉淀生成。图中c(CO)=2.5×10-4 mol·L-1时,c(Ba2+)=1.0×10-5 mol·L-1,则有Ksp(BaCO3)= c(Ba2+)·c(CO)=2.5×10-4×1.0×10-5=2.5×10-9。(3)BaSO4饱和溶液中存在溶解平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),加入Na2CO3,Ba2+与CO生成BaCO3沉淀,促使BaSO4的溶解平衡正向移动,溶液中c(SO)增大,c(Ba2+)减小,则MP为c(SO)的变化曲线,MN为c(Ba2+)的变化曲线。反应BaSO4(s)+CO(aq)BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====0.04。(4)当溶液中c(CO)=1×10-3 mol·L-1时,K==0.04,则有c(SO)=0.04×1×10-3mol·L-1=4×10-5 mol·L-1,故溶解BaSO4的物质的量为4×10-5 mol·L-1×1 L=4×10-5 mol。
答案:(1)1.0×10-10 (2)2.5×10-4 2.5×10-9 (3)MN 0.04 (4)4×10-5
19.解析:(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质,可起到净水的作用;钢铁设备中的Fe会与铁离子反应生成亚铁离子,离子方程式是2Fe3++Fe===3Fe2+。(2)①根据电荷守恒:c(Cl-)=2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)(酸性溶液中OH-浓度很小,在这里可以忽略不计),则c(H+)=c(Cl-)-2c(Fe2+)- 3c(Fe3+)=1.0×10-2mol·L-1,则溶液pH=-lg(1.0×10-2)=2。②NaClO3氧化氯化亚铁,根据题干,Cl元素的化合价从+5价降低到-1价,得到6个电子,Fe元素的化合价从+2价升高到+3价,失去1个电子,根据得失电子守恒,氯酸根离子的化学计量数为1,则Fe2+的化学计量数为6,则铁离子的化学计量数也是6,氯离子的化学计量数是1,根据电荷守恒,则反应物中还有氢离子,且氢离子的化学计量数是6,生成物中有水,水的化学计量数是3,配平后离子方程式为ClO+6Fe2++6H+===Cl-+6Fe3++3H2O。(3)铁离子的水解分为三步,且水解程度逐渐减弱,即K1>K2>K3。控制条件使平衡正向移动,因为水解为吸热反应,所以降温,平衡逆向移动;加水稀释,水解平衡正向移动;加入氯化铵,氯化铵溶液为酸性,氢离子浓度增大,平衡逆向移动;加入碳酸氢钠,则消耗氢离子,所以氢离子浓度降低,平衡正向移动。从反应的离子方程式中可知,氢离子的浓度影响高浓度聚合氯化铁的生成,所以关键条件是溶液的pH。(4)由图像可知,聚合氯化铁的浓度在18~20 mg·L-1时,去除率达到最大值。
答案:(1)Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体粒子能吸附水中的悬浮杂质 2Fe3++Fe===3Fe2+
(2)①2 ②1 6 6H+ 1 6 3H2O (3)K1>K2>K3 bd 溶液的pH (4)18~20
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