第三章 水溶液中的离子反应与平衡单元卷 2023-2024学年高二上学期人教版(2019)化学选择性必修1
2024-08-19
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内容正文:
第三章 水溶液中的离子反应与平衡测试题
一、选择题
1.根据下列实验操作和现象能推出相应结论的是
选项
实验操作和现象
实验目的或结论
A
向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,产生白色沉淀
与发生了相互促进的双水解反应
B
向2mL0.1 mol∙L−1硝酸银溶液中加入1mL 0.1 mol∙L−1NaCl溶液,出现白色沉淀,再加入几滴0.1 mol∙L−1的Na2S溶液,有黑色沉淀生成
证明氯化银的溶解度大于硫化银的溶解度
C
向2 mL 0.l mol∙L−1 MgCl2溶液中加入 l mL 0.1 mol∙L−1 NaOH溶液,再加入4滴0.l mol∙L−1FeCl3溶液
验证Mg(OH)2沉淀能转化为Fe(OH)3沉淀
D
常温下AgCl固体分别加到100mL水、0.1 mol∙L−1 NaCl溶液、0.1 mol∙L−1CaCl2溶液中,溶解的质量逐渐减小
AgCl的溶解度、Ksp均受同离子效应的影响
A.A B.B C.C D.D
2.在平衡体系Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH-(aq)中,能使c(Ca2+)减小,而使c(OH-)增大的是
A.加入少量MgCl2固体 B.加入少量Na2CO3固体
C.加入少量KCl固体 D.加入少量BaCl2固体
3.下列说法不正确的是
A.测得0.1 mol·L-1的一元酸HA溶液pH=3.0,则HA一定为弱电解质
B.25℃时,将0.1 mol·L-1的NaOH溶液加水稀释100倍,所得溶液的pH=11.0
C.0.1 mol·L-1的HA溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合所得溶液pH一定等于7.0
D.25℃时,将0.1 mol·L-1的HA溶液加水稀释至pH=4.0,所得溶液c(OH-)=1×10-10 mol·L-1
4.利用锌灰(主要成分为ZnO,含有CuO、PbO、、FeO、等杂质)制备高纯ZnO的工艺流程如图所示,下列说法错误的是
A.为了提高酸浸效率,可采取适当升高温度、适当增大溶液的浓度等措施
B.滤渣1的主要成分为、
C.步骤1中发生反应的离子方程式为:
D.试剂a为ZnO或
5.下列各离子方程式中,属于水解反应的是
A.H2O+H2O⇌H3O++OH- B.HCO+H2O⇌H2CO3+OH-
C.NH3·H2O⇌NH+OH- D.HS-+H2O⇌S2-+H3O+
6.下列性质中可以证明醋酸是弱电解质的是
A.醋酸与水以任意比例互溶
B.1 mol·L-1的醋酸溶液的c(H+)约为0.01 mol·L-1
C.醋酸的导电性比盐酸的弱
D.10 mL 1 mol·L-1醋酸恰好与10 mL 1 mol·L-1NaOH溶液完全反应
7.下列物质溶于水时,能使水的电离平衡向左移动的是
A. B. C. D.
8.蚁酸(HCOOH)是一种一元弱酸,下列说法可以证明它是弱电解质的是
A.蚁酸溶液的pH值=2 B.常温下HCOONa溶液的pH>7
C.蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳 D.蚁酸溶液与锌反应比强酸溶液缓
9.下列用来表示物质变化的化学用语中,不正确的是
A.在熔融状态下可导电:
B.的水溶液导电性极弱:
C.常温下,的溶液的:
D.在的溶液中存在如下平衡:,其平衡常数的表达式为
10.下列离子方程式正确的是
A.铜溶于浓硝酸:
B.氯化铝溶液中滴加氨水,生成沉淀:
C.氢氧化钠腐蚀磨口玻璃塞:
D.84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体:
11.常温下,有4份浓度均为0.1 mol/L的溶液:①,②HCl,③,④NaOH,已知:,,,忽略溶液混合引起的体积变化,下列说法中不正确的是
A.①和②等体积混合所得溶液中, mol/L
B.将20 mL③缓慢滴加到20 mL②所得溶液中,
C.20 mL①和10 mL④混合所得溶液中,mol/L
D.①和③等体积混合所得溶液中,
12.用c酸性溶液滴定mL未知浓度的草酸溶液,达到滴定终点时消耗滴定液xmL。下列说法正确的是
A.滴定终点时溶液由粉红色变为无色
B.需要锥形瓶、碱式滴定管
C.若用草酸溶液润洗锥形瓶,使测得结果偏低
D.测得草酸浓度
二、非选择题
13.下表是不同温度下水的离子积的数据。试回答以下问题:
温度/
25
水的离子积
a
(1)若,则a_______(填“>”、“<”或“=”),做此判断的理由是_______。
(2)时,某溶液中,取该溶液加水稀释至,则稀释后溶液中_______。
(3)在温度下,测得某溶液,①则该溶液显_______(填“酸”、“碱”或“中)性;
同样在温度下的溶液与的溶液混合:
②若所得混合液为中性,则_______;
③若所得混合液,则_______。
(4)加热蒸干溶液并灼烧所得固体,最终得到的产物是_______。
(5)常温下,已知,要使溶液中的降至,则应调节溶液_______。
(6)已知:a.常温下,醋酸和的电离平衡常数均为;
b.。
则溶液呈_______性(填“酸”“碱”或“中”,下同),溶液呈_______性,溶液中物质的量浓度最大的离子是_______(填化学式)。
14.常温下,根据表中的几种物质的电离平衡常数回答下列问题:
弱电解质
电离平衡常数
(1)浓度相同的①;②;③三种溶液的pH由小到大排列的顺序为(用编号填写)___________。
(2)常温下0.1 mol∙L−1的溶液在加水稀释过程中,下列表达式的数据一定变小的是___________(填字母)。
A. B. C. D.
(3)反应的平衡常数K=______(填准确数值)。
(4)25℃时,与的混合溶液,若测得混合液pH=6,则溶液中:___________(填准确数值)。
(5)简述溶液呈碱性的原因___________。
15.某种胃药的止酸剂为碳酸钙,测定每片中碳酸钙含量的方法有以下几步操作(设药片中的其他成分不与盐酸或氢氧化钠反应):①配制0.100mol·L-1稀盐酸和0.100mol·L-1NaOH溶液②取一粒药片(0.100g)研碎后加入20.0mL蒸馏水③用0.100mol·L-1NAOH溶液中和,用去溶液的体积为VmL④加入25.0mL0.100mol·L-1稀盐酸。 请回答下列问题:
(1)测定过程的正确操作顺序为_______ (填序号)。
(2)测定过程中发生反应的离子方程式_______。
(3)若某次实验需重复测定四次。实验室现有50mL、100mL、250mL、500mL四种规格的容量瓶,则配制盐酸应选用的容量瓶规格为_______,理由是_______。
(4)某同学四次测定的V数据如下:
测定次序
第一次
第二次
第三次
第四次
V(mL)
15.40
12.90
13.10
13.00
根据这位同学的实验数据,计算药片中碳酸钙的质量分数为_______。
16.从钒铬锰矿渣(主要成分为、、)中提铬的一种工艺流程如下:
已知:pH较大时,二价锰[](在空气中易被氧化。回答下列问题:
某温度下,、的沉淀率与pH关系如图,“沉铬”过程最佳pH为_______;在该条件下滤液B中_______[近似为,的近似为]。
17.根据所学知识回答下列问题:
(1)将溶液进行蒸干,得到的固体化学式为___________。
(2)某温度下纯水的,若温度不变,滴入稀醋酸,使,则此溶液中由水电离产生的___________ mol∙L−1。
(3)25℃时,在浓度均为1 mol∙L−1的、、三种溶液中,若测得其中铵根离子浓度分别为a、b、c(单位为mol∙L−1),由大到小顺序为___________。
(4)在日常生活中经常用和混合溶液作灭火剂,其灭火原理为___________(用离子方程式表示)。
(5)某溶液中含有杂质,溶液中的浓度为0.020 mol∙L−1,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全(注:),已知,,则除去中的选择的pH范围是___________。
18.已知:常温下,Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10-38,Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34(为计算方便已作近似处理。),本题中离子完全反应的标准:c(Fe3+)<1.0×10-5mol·L-1。
在含Al3+、Fe3+的浓度都均为0.2mol·L-1的溶液中加入稀氨水,请回答下列问题:
(1)Al3+跟氨水反应的离子方程式是___________。
(2)NH3·H2O的电离方程式是___________;其电离平衡常数表达式Kb==___________。
(3)Fe(OH)3的溶度积常数表达式Ksp[Fe(OH)3]=___________。
(4)Fe3+完全沉淀的pH为___________;此时,Al3+沉淀的百分率为___________。
19.如图为10mL一定物质的量浓度的盐酸用一定浓度的NaOH溶液滴定的图示。
(1)盐酸的浓度为___________。
(2)NaOH溶液的浓度为___________。
(3)当滴加NaOH溶液至26mL时,溶液的pH为___________。
20.实验室用绿矾(FeSO4·7H2O,M=278g/mol)制备补血剂甘氨酸亚铁[(NH2CH2COO)2Fe,M=204g/mol]。
①甘氨酸易溶于水,微溶于乙醇;甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇。
②柠檬酸易溶于水和乙醇,具有较强的还原性和酸性。
实验步骤:1.配制220mL0.800mol·L-1FeSO4溶液,取200mL于烧杯中,并向其中缓慢加入200mL2.000mol·L-1NH4HCO3溶液,边加边搅拌,反应结束后过滤并洗涤沉淀FeCO3。
ii.实验装置如图所示(夹持和加热仪器略去),将i得到的沉淀和甘氨酸的水溶液混合后加入C中,然后利用A中的反应将C中空气排净,接着滴入柠檬酸溶液并加热。
iii.反应结束后过滤,将滤液进行蒸发浓缩,加入无水乙醇,过滤、洗涤并干燥,得到产品24.480g。
回答下列问题:
(1)配制FeSO4溶液,用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管之外,还必须使用的仪器有________。需要用电子天平(精确到0.001g)称量绿矾________g。
(2)实验i中生成沉淀的化学方程式为________,洗涤沉淀的操作是________。
(3)A中反应的离子方程式为________,表明C中空气被排尽的实验现象是________。
(4)C装置中加入柠檬酸溶液的作用是防止Fe2+被氧化和________。
(5)步骤ⅲ中加入无水乙醇的作用是________。
(6)该实验产率为________。
21.I.现有常温下的3份溶液:
①0.01mol•L-1CH3COOH溶液;②0.01mol•L-1HCl溶液;③pH=12的氨水
(1)3份溶液中,水的电离程度最大的是______(填序号)。
(2)若②③混合后所得溶液的pH=7,则消耗溶液的体积:②______③(填“>”“<”或“=”)。
(3)等体积的①②溶液分别与足量锌粒反应,生成氢气的体积:①______②(填“>”“<”或“=”)。
II.NaH2PO4、Na2HPO4可用于合成化工原料三聚磷酸钠(Na5P3O10)。
(4)能说明Na2HPO4溶液显弱碱性的离子方程式为______。
(5)测定某三聚磷酸钠试样中Na5P3O10的含量可用间接滴定法,其流程如下:样品1.3000gH3PO4NaH2PO4→配成100.00mL溶液取25.00mL溶液Na2HPO4
①滴定时所用的指示剂X可为______。
②滴定实验所得数据记录如表(样品中杂质不与酸或碱反应)。
滴定次数
待测溶液的体积(mL)
0.1mol•L-1NaOH溶液的体积
滴定前读数(mL)
滴定后读数(mL)
1
25.00
1.02
21.03
2
25.00
2.00
21.99
3
25.00
0.20
20.20
试计算样品中Na5P3O10(Mr=368)的质量分数(结果保留到小数点后一位)______%。
22.钴配合物溶于热水,在冷水中微溶,可通过如下反应制备:。
具体步骤如下:
Ⅰ.称取,用水溶解。
Ⅱ.分批加入后,将溶液温度降至以下,加入活性炭、浓氨水,搅拌下逐滴加入的双氧水。
Ⅲ.加热至反应。冷却,过滤。
Ⅳ.将滤得的固体转入含有少量盐酸的沸水中,趁热过滤。
Ⅴ.滤液转入烧杯,加入浓盐酸,冷却、过滤、干燥,得到橙黄色晶体。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中使用的部分仪器如下。
仪器a的名称是_______。加快NH4Cl溶解的操作有_______。
(2)步骤Ⅱ中,将温度降至10℃以下以避免_______、_______;可选用_______降低溶液温度。
(3)指出下列过滤操作中不规范之处:_______。
(4)步骤Ⅳ中,趁热过滤,除掉的不溶物主要为_______。
(5)步骤Ⅴ中加入浓盐酸的目的是_______。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.向NaAlO2溶液中滴加NaHCO3溶液,产生白色沉淀,与发生反应生成氢氧化铝沉淀而碳酸根,并不是发生双水解反应,故A错误;
B.向2mL0.1 mol∙L−1硝酸银溶液中加入1mL 0.1 mol∙L−1NaCl溶液,出现白色沉淀,反应后溶液中银离子过量,再加入几滴0.1 mol∙L−1的Na2S溶液,有黑色沉淀生成,不能得出证明氯化银的溶解度大于硫化银的溶解度,故B错误;
C.向2 mL 0.l mol∙L−1 MgCl2溶液中加入 l mL 0.1 mol∙L−1 NaOH溶液,溶液中氢氧根消耗完,再加入4滴0.l mol∙L−1FeCl3溶液,产生红褐色沉淀,说明Mg(OH)2沉淀能转化为Fe(OH)3沉淀,故C正确;
D.常温下AgCl固体分别加到100mL水、0.1 mol∙L−1 NaCl溶液、0.1 mol∙L−1CaCl2溶液中,溶解的质量逐渐减小,AgCl的溶解度受同离子效应的影响但AgCl的Ksp只与温度有关,故D错误。
综上所述,答案为C。
2.B
解析:A.Mg2+和OH-反应生成Mg(OH)2,c(OH-)降低,故A错误;
B.发生Ca2++CO32-=CaCO3↓,促使上述平衡向正反应方向进行,使c(Ca2+)减小,c(OH-)增大,故B正确;
C.K+、Cl-对平衡无影响,故C错误;
D.Ba2+、Cl-对平衡无影响,故D错误。
故答案为:B
3.C
解析:A.若HA为强酸,0.1 mol·L-1的HA溶液pH为1.0,现测得溶液pH为3.0,则HA为弱酸为弱电解质,A正确;
B.0.1mol/L的NaOH溶液加水稀释100倍后,c(OH-)=1×10-11,pH值为11.0,B正确;
C.若HA为强酸,与NaOH等体积等浓度混合后,所得溶液pH为7.0,若HA为弱酸,与NaOH等体积等浓度混合后,所得溶液pH大于7.0,C错误;
D.25℃时,pH值为4.0的溶液中c(H+)=1×10-4mol/L,在25℃时,水的离子积KW=1×10-14,故c(OH-)=1×10-10mol/L,D正确;
故选C。
4.D
【分析】根据锌灰中所含物质,加入稀硫酸,ZnO转化成ZnSO4,CuO转化成CuSO4,PbO转化成PbSO4,硫酸铅微溶于水,SiO2属于难溶于水的酸性氧化物,不与稀硫酸反应,FeO转化成FeSO4,Fe2O3转化成Fe2(SO4)3,过滤,滤渣1为SiO2和PbSO4,根据流程图可知,步骤1中加入适量高锰酸钾溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,并且使Fe3+转化成氢氧化铁沉淀,高锰酸钾本身被还原成MnO2,根据流程图可知,滤渣2中主要含铜单质,该过程中发生置换反应,试剂a应为Zn,据此分析;
解析:A.为了提高酸浸效率,可以粉碎、搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸浓度等方法,故A说法正确;
B.SiO2属于难溶于水的酸性氧化物,不与稀硫酸反应,PbO转化成微溶于水的PbSO4,其余转化成可溶物质,因此滤渣1主要成分是SiO2和硫酸铅,故B说法正确;
C.步骤1中加入适量高锰酸钾溶液,将Fe2+氧化成Fe3+,并且使Fe3+转化成氢氧化铁沉淀,高锰酸钾本身被还原成MnO2,其离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O=3Fe(OH)3↓+MnO2↓+5H+,故C说法正确;
D.根据流程图可知,滤渣2中主要含铜单质,该过程中发生置换反应,为了不引入新的杂质,试剂a应为Zn,故D说法错误;
答案为D。
5.B
解析:A.水电离为水合氢离子和氢氧根离子,H2O+H2O⇌H3O++OH-为水的电离方程式,A不符合;
B.碳酸氢根水解产生碳酸和氢氧根离子, HCO+H2O⇌H2CO3+OH-为碳酸氢根的水解方程式,B符合;
C.一水合氨电离为铵离子和氢氧根离子, NH3·H2O⇌NH+OH-为一水合氨的电离方程式,C不符合;
D.HS-在水分子作用下电离为水合氢离子和硫离子,HS-+H2O⇌S2-+H3O+为HS-的电离方程式,D不符合;
答案选B。
6.B
解析:A.醋酸与水能以任意比互溶,说明醋酸溶解度大,但是不能说明醋酸部分电离,不能说明醋酸为弱电解质,A不符合题意;
B.1 mol·L-1的醋酸溶液的c(H+)约为0.01 mol·L-1,说明醋酸不完全电离,为弱电解质,B符合题意;
C.导电性与溶液中的离子浓度、离子所带电荷数有关,浓度较大的醋酸的导电性可能会比浓度较小的盐酸导电性强,所以不能通过导电性来判断是否为弱电解质,C不符合题意;
D.无论醋酸是否为强电解质,10 mL 1 mol·L-1醋酸都恰好与10 mL 1 mol·L-1NaOH溶液完全反应,D不符合题意;
综上所述答案为B。
7.D
解析:A.中醋酸根离子发生水解反应,促进水的电离,故A不选;
B.是弱酸强碱盐,碳酸氢根发生水解反应,促进水的电离,故B不选;
C.是强酸弱碱盐,铵根离子发生水解反应,促进水的电离,故C不选;
D.完全电离出H+,抑制水的电离,使水的电离平衡向左移动,故D选;
故选:D。
8.B
解析:A.蚁酸溶液的浓度未知,蚁酸溶液的pH值=2,不能确定其是否完全电离,所以不能证明它是弱电解质,故A错误;
B.常温下HCOONa溶液的pH>7,说明HCOONa为强碱弱酸盐,水解显碱性,即HCOOH为弱酸,故B正确;
C.根据强酸制弱酸原理可知,蚁酸能与碳酸钠反应放出二氧化碳,说明蚁酸的酸性强于碳酸,并不能证明蚁酸是弱电解质,故C错误;
D.蚁酸溶液或强酸溶液与锌反应的实质是锌与氢离子反应,因两者溶液浓度未知,因此无法根据反应速率判定蚁酸是否为弱电解质,故D错误;
答案选B。
9.B
解析:A.在熔融状态下破坏离子键,电离呈离子而导电:,故A正确;
B.的水溶液导电性极弱是因为硫酸钡难溶于水,值溶解极少量的硫酸钡,溶解的硫酸钡全部电离:,故B错误;
C.常温下,的溶液的:说明HF是部分电离,其电离方程式为,故C正确;
D.在的溶液中存在如下平衡:,其平衡常数的表达式为,故D正确。
综上所述,答案为B。
10.C
解析:A.铜溶于浓硝酸生成硝酸铜、二氧化氮和水,浓硝酸要写成离子,正确的离子方程式为:Cu+4H++2=Cu2++2NO2↑+2H2O,故A错误;
B.氯化铝溶液中滴加氨水,生成氢氧化铝沉淀,NH3·H2O是弱电解质,不能写成离子,正确的离子方程式为:Al3++3NH3·H2O=Al(OH)3↓+3,故B错误;
C.氢氧化钠能和玻璃中的SiO2反应生成硅酸钠和水,腐蚀磨口玻璃塞,故C正确;
D.84消毒液与洁厕灵混用产生有毒气体氯气和水,反应的离子方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,故D错误;
故选C。
11.C
解析:A.①和②等体积混合得到浓度均为0.05 mol/L的盐酸和醋酸的混合溶液,则溶液中醋酸根离子的浓度为≈=2×10—5mol/L,故A正确;
B.将20 mL0.1 mol/L碳酸钠溶液缓慢滴加到20 mL0.1 mol/L盐酸溶液中发生的反应为盐酸与碳酸钠溶液反应生成氯化钠、二氧化碳和水,最终得到等浓度的氯化钠和碳酸钠的混合溶液,溶液中存在物料守恒关系,故B正确;
C.由醋酸的电离常数可知,当溶液中醋酸根离子浓度等于醋酸浓度时,溶液中氢离子浓度c(H+)==Ka=2×10—5mol/L,20 mL0.1 mol/L醋酸溶液和10 mL0.1 mol/L氢氧化钠溶液混合所得溶液为等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液,由醋酸的电离常数可知,醋酸根离子的水解常数Kh==<Ka说明等浓度的醋酸和醋酸钠混合溶液中醋酸根离子的水解程度小于醋酸的电离程度,溶液中醋酸根离子浓度大于醋酸浓度,则溶液中的氢离子浓度小于2×10—5mol/L,所以溶液中c(H+)—c(OH—) <2×10—5mol/L,故C错误;
D.由碳酸的电离常数可知,碳酸氢根在溶液中的水解常数Kh==>Ka2说明碳酸氢根离子在溶液中的水解程度大于电离程度,溶液呈碱性,0.1 mol/L醋酸溶液与0.1 mol/L碳酸钠溶液等体积混合得到醋酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,则混合溶液呈碱性,溶液中醋酸根离子浓度大于醋酸,故D正确;
故选C。
12.D
解析:A.滴定终点时的现象应是溶液由无色变为粉红色,且半分钟内不褪色,A错误;
B.草酸溶液、酸性溶液均呈酸性,且酸性溶液具有强氧化性,可腐蚀橡胶,因此需要酸式滴定管,而不碱式滴定管,B错误;
C.若用草酸溶液润洗锥形瓶,会使草酸增多,消耗的溶液也会增多,使滴定结果偏高,C错误;
D.滴定反应的离子方程式为:,设草酸的浓度为,根据方程式的计量关系得:,D正确;
故选D。
二、非选择题
13.(1) > 温度升高,水的电离程度增大,离子积增大
(2)1000∶1
(3) 碱 1∶1 9∶11
(4)Al2O3
(5)3
(6) 中 碱
解析:(1)水电离为吸热过程,升高温度,水的电离程度变大,,则a>,理由是温度升高,水的电离程度增大,离子积增大;
(2)时,某溶液中,取该溶液加水稀释至,则稀释后,溶液为中性,故溶液中1000∶1;
(3)①在温度下,测得某溶液,,则该溶液显碱性;
②温度下的溶液,;与的溶液,,两者混合,若所得混合液为中性,则1:1;
③若所得混合液,则反应后氢离子过量,且反应后,,解得9∶11;
(4)氯化铝溶液中铝离子水解得到氢氧化铝,加热蒸干溶液并灼烧所得固体,最终得到的产物是氢氧化铝分解生成的氧化铝;
(5)已知,要使溶液中的降至,则应调节溶液,pOH=11,则3;
(6)常温下,醋酸和的电离平衡常数均为,则溶液中铵根离子、醋酸根离子的水解程度相同,溶液呈中性;说明醋酸酸性大于碳酸,碳酸酸性大于碳酸氢根,则溶液中碳酸氢根离子水解程度比铵根离子水解程度更大,故溶液呈碱性,且溶液中物质的量浓度最大的离子是铵根离子。
14.(1)①<③<②
(2)AC
(3)720
(4)9.9×10−7mol∙L−1
(5)一水合氨电离平衡常数大于碳酸氢根电离平衡常数,根据越弱越水解原理,碳酸根水解程度大于铵根水解程度,因此溶液显碱性
解析:(1)三种酸的强弱顺序为>>,根据越弱越水解即对应的酸越弱,其水解程度越大,碱性越强,pH值越大,则浓度相同的①;②;③三种溶液的pH由小到大排列的顺序为①<③<②;故答案为:①<③<②。
(2)A.醋酸加水,平衡正向移动,但溶液体积增大占主要因素,因此减小,故A符合题意;B.醋酸加水,平衡正向移动,但溶液体积增大占主要因素,因此醋酸根浓度减小,则增大,故B不符合题意;C.醋酸加水,平衡正向移动,但溶液体积增大占主要因素,因此氢离子浓度减小,氢氧根浓度增大,则减小,故C符合题意;D.醋酸加水,平衡正向移动,醋酸根物质的量增大,醋酸物质的量减小,则增大,故D不符合题意;综上所述,答案为:AC。
(3)反应的平衡常数,;故答案为:720。
(4)25℃时,与的混合溶液,若测得混合液pH=6,根据电荷守恒得到,则溶液中:;故答案为:9.9×10−7mol∙L−1。
(5)溶液中碳酸根水解显碱性,铵根水解显酸性,根据越弱越水解原理,碳酸根水解程度大于铵根水解程度,因此溶液显碱性;故答案为:一水合氨电离平衡常数大于碳酸氢根电离平衡常数,根据越弱越水解原理,碳酸根水解程度大于铵根水解程度,因此溶液显碱性。
15.(1)①②④③或②①④③
(2)、
(3) 250mL 四次测定恰好需加入盐酸100mL,加之润洗滴定管、调整液面及排气泡等消耗,故需要溶液的量多于100mL
(4)60.0%
解析:(1)依据实验步骤判断操作顺序为:配制溶液、溶解样品、加入配制的过量盐酸溶液溶解碳酸钙、剩余的盐酸用氢氧化钠溶液滴定、计算反应的盐酸,通过碳酸钙和盐酸反应的定量关系计算含量,所以测定过程的正确操作顺序为①②④③或②①④③;
(2)盐酸溶液溶解碳酸钙发生反应、剩余的盐酸用氢氧化钠溶液滴定发生反应;
(3)根据每次用25.0 mL,四次测定恰好需加入盐酸100 mL,加之润洗滴定管、调整液面及排气泡等消耗,故需要溶液的量多于100 mL,故选用250 mL的容量瓶。
(4)第一次数据明显误差太大,用后三次数据计算,后三次平均体积是13.00 mL,2nn(NaOH)=n(HCl),2n.001 3 mol=0.002 5 mol,n0.000 6 mol,m.000 6 .06 g,w%=60.0%。
16.0 1×10-6
解析:由图中信息可知“沉铬”过程最佳pH为6.0;则此时溶液中c(OH-)=110-8mol/L,在该条件下滤液B中==1×10-6。
17.(1)Fe(OH)3
(2)
(3)c>a>b
(4)
(5)4.3≤pH<5
解析:(1)氯化铁中铁离子水解,生成氢氧化铁和盐酸,由于盐酸易挥发,因此将溶液进行蒸干,得到的固体化学式为Fe(OH)3;故答案为:Fe(OH)3。
(2)某温度下纯水的,氢氧根浓度等于氢离子浓度,则,若温度不变,滴入稀醋酸,使,,溶液中的氢氧根浓度是来自水电离出的氢氧根浓度,水电离出的氢离子浓度等于水电离出氢氧根浓度,则此溶液中由水电离产生的;故答案为:。
(3)25℃时,在浓度均为1 mol∙L−1的、、三种溶液中,硫酸铵中铵根单一水解,碳酸铵中铵根离子、碳酸根离子相互促进的双水解,水解程度相对大;硫酸亚铁铵中亚铁离子、铵根离子相互抑制的双水解,水解程度小,若测得其中铵根离子浓度分别为a、b、c(单位为mol∙L−1),由大到小顺序为c>a>b;故答案为:c>a>b。
(4)在日常生活中经常用和混合溶液作灭火剂,是由于两者发生双水解生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体,其灭火原理的离子方程式为;故答案为:。
(5)某溶液中含有杂质,溶液中的浓度为0.020 mol∙L−1,通常认为残留在溶液中的离子浓度小于时即沉淀完全(注:,则),已知,,则
除去中的,则残留在溶液中的铁离子浓度小于1×10-5mol/L,铜离子浓度为0.020 mol∙L−1,根据,则,,则pH=4−lg5=3.3,根据,则,,则pH=5,则除去中的选择的pH范围是3.3≤pH<5;故答案为:4.3≤pH<5。
18. Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3 NH3·H2O+OH- c3(OH-)×c(Fe3+) 3 50%
【分析】(1)铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子;
(2)氨水为弱电解质,水溶液中部分电离;
(3)根据Fe(OH)3的电离方程式书写Ksp的形式;
(4)根据Ksp计算。
解析:(1)铝离子与氨水反应生成氢氧化铝沉淀和铵根离子,氨水为弱电解质,写化学式,离子方程式为Al3++3NH3·H2O==Al(OH)3↓+3;
(2)氨水为弱电解质,水溶液中部分电离,电离方程式为NH3·H2O+OH-;电离平衡常数表达式Kb=;
(3)根据Fe(OH)3的电离方程式,其溶度积常数表达式Ksp[Fe(OH)3]= c3(OH-)×c(Fe3+);
(4)根据Ksp[Fe(OH)3]及离子完全反应时c(Fe3+)<1.0×10-5mol·L-1,c3(OH-)==1.0×10-33,则c(OH-)=1.0×10-11 mol·L-1,pH=-lg=3;根据Ksp[Al(OH)3]=1.0×10-34,此时溶液c(Al3+)=0.1mol/L,Al3+沉淀的百分率=×100%=50%。
19.(1)0.09 mol·L-1 (2)0.03 mol·L-1 (3)2+lg3
【分析】该图象横坐标为滴加NaOH溶液的体积,纵坐标为溶液的pH,当NaOH溶液体积为20mL时,溶液的pH=2,当NaOH溶液体积为30mL时,溶液的pH=7,根据酸碱混合溶液pH计算方法列式解答。
解析:(1)设盐酸和NaOH溶液的浓度分别为c(HCl)、c(NaOH),
pH=7时:0.010 L·c(HCl)=0.030 L·c(NaOH)
pH=2时:c(H+)==0.01 mol·L-1,
解得:c(HCl)=0.09 mol·L-1,c(NaOH)=0.03 mol·L-1
故答案为:0.09 mol·L-1;
(2)根据小问1解析可知,NaOH溶液的浓度为0.03 mol·L-1,
故答案为:0.03 mol·L-1;
(3)当滴加NaOH溶液至26 mL时:c(H+)==×10-2 mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lg(×10-2)=2+lg3;
故答案为:2+lg3。
20.(1) 250mL容量瓶、玻璃棒 55.600
(2) FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4 往漏斗中加水直至浸没沉淀物,静置,让水自然流下,重复洗涤2~3次
(3) CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ D中溶液变浑浊
(4)调节溶液的pH使FeCO3溶解
(5)降低甘氨酸亚铁溶解度,使之析出便于分离
(6)75%
解析:由CaCO3和稀盐酸在A中制备二氧化碳,经过B装置吸收混有的HCl气体,FeSO4溶液与NH4HCO3溶液制备FeCO3,与甘氨酸的水溶液混合后在C中,由A的二氧化碳排尽装置内的空气,向C中滴入柠檬酸溶液并加热反应制备(NH2CH2COO)2Fe,D用来判断空气是否排尽,反应结束后过滤,滤液经蒸发结晶、过滤、洗涤、干燥得到产品。
(1)配制FeSO4溶液,操作步骤有称量、溶解、移液、洗涤、定容、摇匀等操作,一般用托盘天平称量,在烧杯中溶解,冷却后转移到250mL容量瓶中,并用玻璃棒引流,当加水至液面距离刻度线1~2cm时,改用胶头滴管滴加,用到的玻璃仪器除量筒、烧杯、胶头滴管之外,还必须使用的仪器有250mL容量瓶、玻璃棒。要用250mL的容量瓶,250mL×0.800mol·L-1×278g/mol=55.600g,需要用电子天平(精确到0.001g)称量绿矾55.600g。故答案为:250mL容量瓶、玻璃棒;55.600;
(2)实验i中FeSO4和NH4HCO3生成沉淀FeCO3的化学方程式为FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4,洗涤沉淀的操作是往漏斗中加水直至浸没沉淀物,静置,让水自然流下,重复洗涤2~3次。故答案为:FeSO4+2NH4HCO3=FeCO3↓+H2O+CO2↑+(NH4)2SO4;往漏斗中加水直至浸没沉淀物,静置,让水自然流下,重复洗涤2~3次;
(3)A装置制备二氧化碳,A中反应的离子方程式为CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑,表明C中空气被排尽的实验现象是D中溶液变浑浊。故答案为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;D中溶液变浑浊;
(4)由题中信息可知,柠檬酸具有强还原性和酸性,C装置中加入柠檬酸溶液的作用是防止Fe2+被氧化和调节溶液的pH使FeCO3溶解。故答案为:调节溶液的pH使FeCO3溶解;
(5)步骤ⅲ中加入无水乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁溶解度,使之析出便于分离。故答案为:降低甘氨酸亚铁溶解度,使之析出便于分离;
(6)含0.2L×0.8mol·L-1=0.16FeSO4的绿矾溶液中Fe2+的物质的量为n(Fe2+)=0.16mol,因NH4HCO3溶液过量,根据Fe元素守恒可知生成(NH2CH2COO)2Fe的物质的量为0.16mol,质量为m[(NH2CH2COO)2Fe]=204g/mol×0.16mol=32.640g,则(NH2CH2COO)2Fe的产率为 ×100%=85%,该实验产率为75%。故答案为:75%。
21.(1)①
(2)>
(3)=
(4)+H2O+OH-
(5) 酚酞 75.5
解析:(1)①0.01mol•L-1 CH3COOH溶液,c(H+)<0.01mol•L-1;
②0.01mol•L-1 HCl溶液;c(H+)=0.01mol•L-1;
③pH=12的氨水,c(OH-)=0.01mol•L-1;
则3份溶液中,0.01mol•L-1 CH3COOH溶液电离产生的c(H+)最小,对水电离的抑制作用最小,则水的电离程度最大的是①;答案为:①;
(2)②0.01mol•L-1 HCl溶液、③pH=12的氨水,则氨水的浓度比盐酸大得多,若将二者等体积混合,溶液呈碱性,故若②③混合后所得溶液的pH=7,氨水的体积应比盐酸小,所以消耗溶液的体积:②>③;答案为:>;
(3)①0.01mol•L-1 CH3COOH溶液、②0.01mol•L-1 HCl溶液,二者的浓度相同,等体积的①②溶液中两种酸的物质的量相等,分别与足量锌粒反应,两种酸都完全反应,所以生成氢气的体积:①=②;答案为:=;
(4)在水溶液中以水解为主,使溶液显碱性,则能说明Na2HPO4溶液显弱碱性的离子方程式为+H2O+OH-;答案为:+H2O+OH-;
(5)①滴定终点时,产物为Na2HPO4,显碱性,则所用的指示剂X可为酚酞;
②测定某三聚磷酸钠试样中Na5P3O10的含量时,先加稀盐酸将其转化为H3PO4,再用NaOH转化为NaH2PO4,以酚酞作指示剂,用NaOH溶液滴定至溶液由无色转变为浅红色,此时NaH2PO4转化为Na2HPO4;三次实验中,所用0.1mol•L-1 NaOH溶液的体积的平均值为=20.00mL,由关系式Na5P3O10~3NaH2PO4~3NaOH,可计算Na5P3O10(Mr=368)的质量分数为=75.5%;答案为:酚酞;75.5。
22.(1) 锥形瓶 升温,搅拌等
(2) 浓氨水分解和挥发 双氧水分解 冰水浴
(3)玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁
(4)活性炭
(5)利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率
【分析】称取2.0g氯化铵,用5mL水溶解后,分批加入3.0g CoCl2·6H2O后,降温,在加入1g活性炭,7mL浓氨水,搅拌下逐滴加入10mL 6%的双氧水,加热反应20min,反应完成后,冷却,过滤,钴配合物在冷水中会析出固体,过滤所得固体为钴配合物[Co(NH3)6]Cl3和活性炭的混合物,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,趁热过滤,除去活性炭,将滤液转入烧杯中,加入浓盐酸,可促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3析出,提高产率,据此解答。
解析:(1)由图中仪器的结构特征可知,a为锥形瓶;加快氯化铵溶解可采用升温,搅拌等,故答案为:锥形瓶;升温,搅拌等;
(2)步骤Ⅱ中使用了浓氨水和双氧水,他们高温下易挥发,易分解,所以控制在10℃以下,避免浓氨水分解和挥发,双氧水分解,要控制温度在10℃以下,通常采用冰水浴降温,故答案为:浓氨水分解和挥发;双氧水分解;冰水浴;
(3)下图为过滤装置,图中玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,可能戳破滤纸,造成过滤效果不佳。还有漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁,可能导致液滴飞溅,故答案为:玻璃棒没有紧靠三层滤纸处,漏斗末端较长处(尖嘴部分)没有紧靠在“盛滤液”的烧杯内壁;
(4)步骤Ⅳ中,将所得固体转入有少量盐酸的沸水中,根据题目信息,钴配合物[Co(NH3)6]Cl3溶于热水,活性炭不溶于热水,所以趁热过滤可除去活性炭,故答案为:活性炭;
(5)步骤Ⅴ中,将滤液转入烧杯,由于钴配合物为[Co(NH3)6]Cl3中含有氯离子,加入4mL浓盐酸,可利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率,钴答案为:利用同离子效应,促进钴配合物[Co(NH3)6]Cl3尽可能完全析出,提高产率。
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