内容正文:
专题02 水溶液中的离子反应与平衡
内容概览
考点01 电离平衡和水的电离
考点02 盐类的水解
考点03 沉淀溶解平衡
考点01电离平衡和水的电离
1.(23-24高二上·北京通州·期末)下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.将1mL 1×10-6 mol/L 盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
C.c(H+) < c(OH-)的溶液一定显碱性
D.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
2.(23-24高二上·北京东城·期末)是一种弱酸。关于及其盐的下列说法不正确的是
A.既有氧化性,又有还原性
B.分子中三种元素电负性:
C.与分子中氮原子的杂化类型相同
D.溶液中存在:
3.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知:水的电离平衡为 ,下列说法不正确的是
A.纯水加热,增大,pH减小
B.纯水中加入固体,平衡逆向移动,降低
C.25 ℃时,的盐酸中,由水电离出的
D.相同温度下,pH相同的溶液和氨水中水的电离程度相同
4.(22-23高二上·北京西城·期末)已知:25℃时,CH3COOH和NH3•H2O的电离平衡常数近似相等。
(1)关于0.1mol•L-1CH3COOH溶液,回答下列问题。
①25℃时,测得0.1mol•L-1CH3COOH溶液的pH=3,则由水电离出的的浓度为 mol•L-1。
②CH3COONa溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因: 。
(2)关于0.1mol•L-1氨水,回答下列问题。
①NH3•H2O的电离方程式为 ,NH3•H2O的电离平衡常数表达式:Kb= 。
②25℃时,0.1mol•L-1氨水的pH= 。
③25℃时,向10mL0.1mol•L-1氨水中加入同体积同浓度的盐酸。下列说法正确的是 。
a.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
b.c(Cl-)=c(NH)+c(NH3•H2O)
5.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知:25℃时,相关酸(或碱)的电离平衡常数如下表所示:
酸
电离常数(K)
请回答下列问题:
(1)25℃时,溶液的,溶液中的 ,溶液的,由水电离出的 ,溶液呈碱性的原因: (用离子方程式解释)。
(2)向溶液中加蒸馏水稀释到1L后,下列说法不正确的是 (填序号)。
a.的电离程度增大 b.增大
c.减小 d.减小
(3)“84消毒液”中滴加白醋,可增强溶液的漂白性,原因: (用离子方程式解释)。
(4)结合表中数据分析,25℃时,的①②③三种溶液的pH由大到小的顺序是: (填写序号)。
(5)已知溶液呈酸性,请结合离子方程式解释其呈酸性的原因: 。
(6)的电离方程式为 ;25℃时,向氨水中加入稀硫酸至溶液的,此时溶液中,则 。
6.(23-24高二上·北京东城·期末)某小组同学探究镁条和醋酸溶液的反应。
(1)同学们分析醋酸溶液中,具有活泼价氢元素的微粒有分子、分子。其中,的主要来源是 (用电离方程式表示)。
(2)依据醋酸分子和水分子的结构特点,同学们预测镁与冰醋酸比镁与水反应更容易。
①同学们预测的依据是 。
②实验证实上述预测:将足量条分别投入冰醋酸和纯水中,观察到前者产生气泡的速率明显大于后者。向镁条与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈 色。
(3)实验:将(过量)镁条分别同时放入体积和均相同的醋酸溶液和盐酸中,观察到开始阶段醋酸溶液中产生氢气的速率明显更快,并测得反应体系随时间的变化如图所示。
①对于开始阶段反应速率的差异,甲同学解释:在反应过程中,随着醋酸中的消耗,促进了的电离,使得反应过程中醋酸溶液中的比盐酸的大。而乙同学依据实验事实认为该观点不成立,其依据是 ;进一步分析,开始阶段使醋酸溶液与镁反应明显更快的微粒一定是 。
②已知的水溶液呈中性或弱酸性。依据上图所示实验结果: ,可说明反应过程中醋酸溶液中的水也参与了反应。
③分析反应后两溶液最终差异的可能原因: 。
(4)上述实验条件下,过量镁条在醋酸溶液中发生的反应有 (用化学方程式或离子方程式表示)。
考点02盐类的水解
7.(23-24高二上·北京东城·期末)下列溶液由于水解反应显酸性的是
A.稀盐酸 B.溶液 C.溶液 D.溶液
8.(23-24高二上·北京东城·期末)关于如下甲、乙烧杯中溶液的比较,其中正确的是
A.甲>乙 B.:甲<乙
C.:甲<乙 D.:甲<乙
9.(23-24高二上·北京东城·期末)下列物质的应用中,不能利用盐类水解反应的原理解释的是
A.配制溶液时,用较浓的盐酸溶解晶体
B.用热的溶液清洗附着在盘子表面的植物油
C.常用作消化道射线检查的造影剂
D.明矾可以用于净水
10.(23-24高二上·北京东城·期末)利用下图装置进行“反应条件对水解平衡的影响实验”。
装置
操作与现象
①加热a至溶液沸腾,呈红褐色;用pH试纸检验b中溶液,试纸无明显变化
②持续加热一段时间,取b中溶液,用pH试纸检验,试纸变红;用KSCN溶液检验,溶液变浅红
下列说法不正确的是
A.①中溶液呈红褐色,推测是由于温度升高促进了的水解
B.常温下,溶液水解的产物HCl是以、形式存在的
C.以上现象说明HCl挥发促进了正向移动
D.根据上述现象,说明不宜用蒸干溶液的方法制备固体
11.(23-24高二上·北京通州·期末)室温时,向20 mL 0.1 mol/L的HCl、CH3COOH中分别滴加0.1 mol/LNaOH溶液,其pH变化如图。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化曲线
B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)为1×10-11 mol/L
C.滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(Cl-) = c(CH3COO-)
D.向CH3COOH中滴加20mLNaOH溶液时,溶液中微粒浓度:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
12.(23-24高二上·北京东城·期末)中和反应是常见的酸碱反应之一,利用其原理可以测定酸或碱溶液的浓度。
(1)利用中和滴定的方法测定某醋酸溶液的浓度:取待测液,用标准溶液进行滴定。
①实验中还需用到酚酞溶液作指示剂,它在滴定中的作用是 ;在滴定过程中,除了锥形瓶,还需要用到的玻璃仪器是 。
②某同学为了进一步测定该实验条件下醋酸的电离平衡常数,在该实验的基础上,还需测定的数据是 。
(2)向体积和浓度均为的盐酸和醋酸溶液中,分别匀速滴入溶液,用传感器测出滴定过程中溶液随时间变化的曲线(如下图)。
①写出溶液与醋酸溶液反应的离子方程式: 。
②比较两图,可推断图乙所示是溶液滴定醋酸的变化曲线,推断理由是 。
③下列说法正确的是 (填序号)。
a.图中A点和B点相比,所消耗的溶液的体积相等
b.图中A点和B点相比,溶液中的
c.反应至接近终点时,产生突跃,表明此时的化学反应速率增大
d.滴定过程中的突跃范围大小,与待测酸的有关
考点03 沉淀溶解平衡
13.(23-24高二上·北京东城·期末)碳酸钙是一种难溶于水的强电解质,以上发生分解反应:。关于碳酸钙的下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式是
B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,使离子浓度增大
C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了
D.保持温度不变,在碳酸钙固体分解的平衡体系中,通入,达到新的平衡时,与原平衡相同
14.(23-24高二上·北京朝阳·期末)胃酸的pH为0.9~1.5.有毒,医疗上常用作X射线透视肠胃的内服造影剂(俗称“钡餐”)。与的溶度积相差不大。下列说法不正确的是
A.可用代替作“钡餐”
B.与都属于难溶电解质
C.在水溶液中难以与结合成硫酸分子
D.胃酸能促进的溶解
15.(23-24高二上·北京东城·期末)下图为、和在水中达沉淀溶解平衡时的pM―pH关系。
已知:①pM是的负对数,即,表示、、。
②当溶液中剩余金属离子浓度小于时,可认为金属离子沉淀全。
下列说法正确的是
A.a点与b点的溶液中,不相等
B.由上图可知,初始状态,,溶液中均无沉淀生成
C.浓度均为0.001mol/L、混合液,调能除去而不损失
D.向等物质的量的、的混合物中逐滴加入稀盐酸,先溶解
16.(23-24高二上·北京大兴·期末)某小组同学研究沉淀的转化,进行如下实验(操作如图所示):下列关于实验过程的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.d中无明显现象
C.c到e的现象表明转化为
D.上述实验可证明:
17.(23-24高二上·北京东城·期末)下列过程与水解无关的是
A.向饱和NaCl溶液中滴加浓盐酸,产生白色沉淀
B.用铁盐作净水剂,生成胶体能使水中细小悬浮颗粒聚集、沉降
C.向溶液中加入少量溶液,生成沉淀
D.用制备,制备时加入大量的水,同时加热
18.(23-24高二上·北京东城·期末)今有常温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.V1L①与V4L④溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1>V4
C.②和③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
D.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
19.(23-24高二上·北京东城·期末)时,向二元酸的稀溶液中逐滴滴入溶液,溶液中含微粒的物质的量分数随变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.随着溶液的增大,的电离程度增大
B.溶液中,的电离程度大于其水解程度
C.溶液中时,
D.已知,则溶液中时,
20.(23-24高二上·北京房山·期末)研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。
(1)常温下,用0.100 mol/L NaOH溶液滴定10 mL 0.100 mol/L CH3COOH溶液的滴定曲线如图所示。
a、b、c三点中:
①c(Na+) =c(CH3COO−)的点是 (填“a”、“b”或“c”,下同)。
②水的电离程度最大的点是 。
(2)已知:25 ℃时CH3COOH、H2CO3和HClO的电离平衡常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常(Ka)
1.75×10–5
Ka1=4.5×10–7
Ka2=4.7×10–11
4.0×10–8
①CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka= 。
②比较等物质的量浓度溶液的pH:pH(NaClO) pH(CH3COONa) (填“>”、“<”或“=”)。
③预测下列化学反应能够发生的是 。
A.HClO + CH3COONa = CH3COOH + NaClO
B.CO2 + H2O + NaClO = NaHCO3 + HClO
C.2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O+CO2
21.(23-24高二上·北京延庆·期末)某研究性学习小组用浓度为的盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液。
(1)准确量取待测液需要使用的仪器是 (选填酸式、碱式)滴定管。
(2)若滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则消耗盐酸标准液的体积为 。
(3)滴定过程中,左手轻轻旋动滴定管中的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛始终注视 。
(4)滴定时,若以酚酞为指示剂,滴定达到终点的标志是 。
(5)滴定前读数及滴定后读数如下表所示。
滴定次数
待测液体积()
盐酸体积()
滴定前读数
滴定后读数
第一次
第二次
第三次
由实验数据可知,氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
(6)下列操作会导致测得的待测液的溶液浓度偏大的是 (填字母)。
a.用待测溶液润洗锥形瓶
b.锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
c.部分标准液滴出锥形瓶外
(7)利用(5)测定值计算,待测液中加入 盐酸标准液,充分反应后溶液变为13。
22.(23-24高二上·北京通州·期末)利用金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)制备FeCO3的实验流程如下。已知煅烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuO。
资料:ⅰ.碳酸亚铁是白色固体,常温下
ii.常温下
(1)“酸浸”后过滤,滤渣1的主要成分为 。
(2)“还原”步骤中发生反应的离子方程式有Fe + Cu2+ = Fe2+ +Cu、Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑和 。
(3)甲同学根据复分解反应规律选择Na2CO3溶液为沉淀剂制备碳酸亚铁,并设计了如下实验。向装有2mL 1mol/L Na2CO3(pH=12)溶液的试管中加入2mL 0.8mol/L FeSO4溶液(pH=4.5),发现产生白色沉淀,部分立即变为灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色。
①由上述现象推测该白色沉淀中含有 ,请结合化学用语解释原因 。
②乙同学通过理论计算认为沉淀中还可能有FeCO3,他的理论依据为 。
③乙同学设计实验证实沉淀中含有FeCO3.他的实验方案是:将白色沉淀过滤、洗涤后取样, (补全操作和现象),证明沉淀中含有碳酸亚铁。
(4)丙同学尝试用NaHCO3、NH4HCO3制备FeCO3,实验过程及结果如下:
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)
实验Ⅰ:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min后出现明显的灰绿色。
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1 mol/L NH4HCO3溶液
实验Ⅱ:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色
①1mol/LNaHCO3溶液的pH=8.6,结合化学用语解释原因 。
②写出实验II中“产生白色沉淀及无色气泡”时,发生反应的离子方程式 。
③分析使用NH4HCO3溶液作沉淀剂的优点有 。
23.(23-24高二上·北京大兴·期末)碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为,含及少量)为原料制备碱式碳酸铜,工业流程如下:
已知:①常温下,
②金属离子沉淀的pH
开始沉淀时
1.5
6.3
完全沉淀时
2.8
8.3
(1)操作I的名称是 ;滤渣b可能含S、 (填化学式)。
(2)①为提高“浸取”时辉铜矿中的浸取率,可采取的措施 (填2条)。
②某小组测得的浸取率受浓度及温度影响的变化曲线如下:
依据图一分析:适宜的浓度范围为 ; a点浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用,该反应的离子方程式为 。
③图二中温度高于85℃时浸取率下降的原因是 。
(3)“除铁”步骤调pH时,加入的物质X可选择 (填序号)。
a. b. c.
(4)常温下,滤液中,则“除铁”步骤调pH的范围是 。
24.(23-24高二上·北京房山·期末)我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4•7H2O),其工艺流程如下。
已知:i. 还原浸出液中的阳离子有:Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等
ii.部分物质的溶度积常数如下(25℃)
物质
Ksp
CaF2
4.0×10−11
Fe(OH)3
2.8×10−39
iii. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大
(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是 。
(2)还原浸出Co2+时,理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为 。
(3)氧化沉铁后,浊液中铁离子浓度为 mol/L(此时25℃,溶液pH为4)。
(4)结合平衡移动原理解释“氟化沉钙”步骤加入过量NaF的原因 。
(5)萃取后,经反萃取得到硫酸钴溶液。将硫酸钴溶液经 操作,分离后得到硫酸钴晶体。
(6)用滴定法测定硫酸钴晶体中钴的含量,其原理和操作如下。
在溶液中,用铁氰化钾将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ),过量的铁氰化钾以Co(Ⅱ)标准液返滴定。反应的方程式为:Co2+ + [Fe(CN)6]3− = Co3+ + [Fe(CN)6]4−。
已知:铁氰化钾标准液浓度为c mol/L,Co(Ⅱ)标准液质量浓度为ρg/L。
取m g硫酸钴晶体,加水配成200 mL溶液,取20 mL待测液进行滴定,消耗V1 mL铁氰化钾标准液、V2 mL Co(Ⅱ)标准液。(Co的相对原子质量为59)
计算样品中钴含量ω= (以钴的质量分数ω计)。
25.(23-24高二上·北京朝阳·期末)高纯碳酸钙在电子材料工业中用于集成电路板、固体激光材料的制作。利用原料碳酸钙(含少量镁的化合物)制备高纯碳酸钙,流程示意图如下。
已知:
物质
(1)煅烧:
①碳酸钙受热完全分解的化学方程式为 。
②煅烧时,将原料碳酸钙与焦炭按一定比例混合,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧。从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
(2)溶浸:
①用离子方程式表示溶液呈酸性的原因 。
②溶浸的化学方程式为 。
③若溶浸温度较高(>90℃),沉钙时高纯碳酸钙的收率降低(如下图所示),原因是 。
(3)精制:
溶浸后,溶液B含有的金属阳离子有、。通过平衡常数可判断进行的程度,该反应的K= 。说明该反应进行的基本完全。
(4)沉钙反应的离子方程式为 。
26.(23-24高二上·北京延庆·期末)常温下,某小组同学用如下装置探究的沉淀溶解平衡。
实验装置
实验序号
传感器种类
实验操作
①
电导率传感器
向蒸馏水中加入足量粉末,一段时间后再加入少量蒸馏水。
②
传感器
向滴有酚酞溶液的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸,一段时间后,仍存在粉末。
I.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图1所示。
已知:ⅰ.在稀溶液中,溶液中离子浓度越大,电导率越大
(1)a点电导率不等于0的原因是 。
(2)由图1可知,在悬浊液中再加入少量蒸馏水的时刻为 (填“b”“c”或“d”)点。
(3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻, (填“>”“<”或“=”),导致 (结合化学用语说明)。
II.实验②测得随时间变化的曲线如图2所示。
已知:ⅱ.,
ⅲ.酚酞变色范围:
8.2≤pH≤10
颜色
无色
淡粉色
红色
(4)实验②过程中,溶液颜色变化为:先变红, 。
(5)图2中DE段pH低于BC段pH的原因是 。
(6)常被用于水质改良剂,能够使水体约为9,进而抑制细菌的生长。时,水体中约为 。
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专题02 水溶液中的离子反应与平衡
内容概览
考点01 电离平衡和水的电离
考点02 盐类的水解
考点03 沉淀溶解平衡
考点01电离平衡和水的电离
1.(23-24高二上·北京通州·期末)下列说法中正确的是
A.在100℃时,pH约为6的纯水呈酸性
B.将1mL 1×10-6 mol/L 盐酸稀释到1000 mL,所得溶液的pH为9
C.c(H+) < c(OH-)的溶液一定显碱性
D.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的强
【答案】C
【详解】A.在100℃时,Kw=1×10-12,pH约为6的纯水中始终存在c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,故A错误;
B.盐酸稀释不可能变成碱性,将1mL1×10-6 mol/L盐酸稀释至1000mL,溶液的pH接近7,但始终小于7,故B错误;
C.溶液的酸碱性取决于氢离子和氢氧根离子的相对浓度,c(H+) < c(OH-)的溶液一定显碱性,故C正确;
D.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的强,如很稀的盐酸导电性比很浓的醋酸弱,故D错误;
故选C。
2.(23-24高二上·北京东城·期末)是一种弱酸。关于及其盐的下列说法不正确的是
A.既有氧化性,又有还原性
B.分子中三种元素电负性:
C.与分子中氮原子的杂化类型相同
D.溶液中存在:
【答案】B
【详解】A.氮元素的化合价为中间价态+3价,所以由氧化还原反应规律可知,亚硝酸既有氧化性,又有还原性,故A正确;
B.元素的非金属性越强,电负性越大,三种元素的非金属性强弱顺序为O>N>H,则电负性的大小顺序为O>N>H,故B错误;
C.亚硝酸和硝酸分子中氮原子的价层电子对数都为3,所以氮原子的杂化方式相同,都为sp2杂化,故C正确;
D.由题意可知,亚硝酸钠是强碱弱酸盐,在溶液中水解使溶液呈碱性,反应的离子方程式为,故D正确;
故选B。
3.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知:水的电离平衡为 ,下列说法不正确的是
A.纯水加热,增大,pH减小
B.纯水中加入固体,平衡逆向移动,降低
C.25 ℃时,的盐酸中,由水电离出的
D.相同温度下,pH相同的溶液和氨水中水的电离程度相同
【答案】B
【详解】A.水的电离吸热,升高温度促进水的电离,增大,增大,pH减小,A正确;
B.纯水中加入固体,增大,平衡逆向移动,B错误;
C.的盐酸中,酸电离出,25 ℃时根据,则水电离出的,C正确;
D.相同温度下,溶液和氨水pH相同,说明溶液中相同,碱溶液中由水电离,说明二者溶液中水的电离程度相同,D正确;
答案选B。
4.(22-23高二上·北京西城·期末)已知:25℃时,CH3COOH和NH3•H2O的电离平衡常数近似相等。
(1)关于0.1mol•L-1CH3COOH溶液,回答下列问题。
①25℃时,测得0.1mol•L-1CH3COOH溶液的pH=3,则由水电离出的的浓度为 mol•L-1。
②CH3COONa溶液显 (填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因: 。
(2)关于0.1mol•L-1氨水,回答下列问题。
①NH3•H2O的电离方程式为 ,NH3•H2O的电离平衡常数表达式:Kb= 。
②25℃时,0.1mol•L-1氨水的pH= 。
③25℃时,向10mL0.1mol•L-1氨水中加入同体积同浓度的盐酸。下列说法正确的是 。
a.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
b.c(Cl-)=c(NH)+c(NH3•H2O)
【答案】(1) 1×10-11 碱性 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
(2) NH3•H2O+OH- 11 b
【详解】(1)①CH3COOH溶液中,由水电离出的的浓度等于溶液中OH-的浓度,则pH=3的CH3COOH溶液中,由水电离出的的浓度为mol/L=1×10-11mol/L;
②CH3COONa是强碱弱酸盐,CH3COONa溶液中CH3COO-发生水解反应:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,溶液显碱性。
(2)①NH3•H2O是一元弱碱,电离方程式为为NH3•H2O+OH-,NH3•H2O的电离平衡常数表达式:Kb=;
②因为25 ℃时,CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,而0.1mol•L-1CH3COOH溶液的pH=3,c(H+)=1×10-3mol/L,故25 ℃时,0.1mol•L-1NH3•H2O 溶液中c(OH-)=1×10-3mol/L ,c(H+)=mol/L=1×10-11mol/L,pH=11;
③25℃时,向10mL0.1mol•L-1氨水中加入同体积同浓度的盐酸,得到NH4Cl溶液,发生水解生成NH3·H2O和H+,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),溶液中各离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-);根据物料守恒:c(Cl-)=c(NH)+c(NH3•H2O),故选b。
5.(23-24高二上·北京大兴·期末)已知:25℃时,相关酸(或碱)的电离平衡常数如下表所示:
酸
电离常数(K)
请回答下列问题:
(1)25℃时,溶液的,溶液中的 ,溶液的,由水电离出的 ,溶液呈碱性的原因: (用离子方程式解释)。
(2)向溶液中加蒸馏水稀释到1L后,下列说法不正确的是 (填序号)。
a.的电离程度增大 b.增大
c.减小 d.减小
(3)“84消毒液”中滴加白醋,可增强溶液的漂白性,原因: (用离子方程式解释)。
(4)结合表中数据分析,25℃时,的①②③三种溶液的pH由大到小的顺序是: (填写序号)。
(5)已知溶液呈酸性,请结合离子方程式解释其呈酸性的原因: 。
(6)的电离方程式为 ;25℃时,向氨水中加入稀硫酸至溶液的,此时溶液中,则 。
【答案】(1)
(2)bd
(3)
(4)或③②①
(5)溶液中,同时存在和,的电离程度大于水解程度,,因此溶液呈酸性
(6) 0.5a
【详解】(1)
25℃时,,溶液的,,故溶液中的;溶液的,溶液显碱性,,由水解方程式可知溶液显碱性的原因是水电离的氢离子被醋酸根结合使氢氧根浓度大于氢离子浓度,溶液中的氢氧根都是由水电离出,故由水电离出的;
(2)a.加水促进水的电离平衡,故的电离程度增大,a不符合题意;
b.加水稀释,减小,b符合题意;
c.加水稀释,溶液酸性减弱,减小,c不符合题意;
d.根据,K不变,减小,则比值增大,d符合题意;
故答案选bd。
(3)由电离常数可知醋酸的酸性大于次氯酸,向“84消毒液”中滴加白醋,可强酸制弱酸,生成更多的HClO,增强溶液的漂白性,用离子方程式解释为:;
(4)25℃时,的①②③三种溶液浓度相同,由电离常数可知酸性:,则酸根结合氢离子的能力:,则水解程度,水解程度越大,碱性越强,pH越大,则pH由大到小的顺序是③②①或;
(5)溶液中,同时存在和,的电离程度大于水解程度,,因此溶液呈酸性;
(6)的电离方程式为;25℃时,向氨水中加入稀硫酸至溶液的,则,此时溶液中,根据电荷守恒可计算。
6.(23-24高二上·北京东城·期末)某小组同学探究镁条和醋酸溶液的反应。
(1)同学们分析醋酸溶液中,具有活泼价氢元素的微粒有分子、分子。其中,的主要来源是 (用电离方程式表示)。
(2)依据醋酸分子和水分子的结构特点,同学们预测镁与冰醋酸比镁与水反应更容易。
①同学们预测的依据是 。
②实验证实上述预测:将足量条分别投入冰醋酸和纯水中,观察到前者产生气泡的速率明显大于后者。向镁条与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈 色。
(3)实验:将(过量)镁条分别同时放入体积和均相同的醋酸溶液和盐酸中,观察到开始阶段醋酸溶液中产生氢气的速率明显更快,并测得反应体系随时间的变化如图所示。
①对于开始阶段反应速率的差异,甲同学解释:在反应过程中,随着醋酸中的消耗,促进了的电离,使得反应过程中醋酸溶液中的比盐酸的大。而乙同学依据实验事实认为该观点不成立,其依据是 ;进一步分析,开始阶段使醋酸溶液与镁反应明显更快的微粒一定是 。
②已知的水溶液呈中性或弱酸性。依据上图所示实验结果: ,可说明反应过程中醋酸溶液中的水也参与了反应。
③分析反应后两溶液最终差异的可能原因: 。
(4)上述实验条件下,过量镁条在醋酸溶液中发生的反应有 (用化学方程式或离子方程式表示)。
【答案】(1)
(2) 醋酸分子羧基中的氢原子比水分子中的氢原子活泼 红
(3) 由图所示,开始阶段的醋酸溶液的大于盐酸的 分子 反应后溶液的接近10 溶液中存在,醋酸溶液中最终大,使小
(4)、
【详解】(1)醋酸溶液中存在弱电解质水和醋酸的电离,但的主要来源是;
(2)醋酸分子羧基中的氢原子比水分子中的氢原子活泼,故预测镁与冰醋酸比镁与水反应更容易;向镁条与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,因溶液含氢氧化镁显碱性而呈红色;
(3)①均相同的醋酸和盐酸中,醋酸的浓度大于盐酸。由图所示,开始阶段的醋酸溶液的大于盐酸的,进一步分析,开始阶段使醋酸溶液与镁反应明显更快的微粒是醋酸,随着反应的进行,醋酸不断电离出更多的氢离子参与反应;
②上图所示实验结果显示醋酸溶液与水反应后溶液的接近10,而已知的水溶液呈中性或弱酸性,故醋酸溶液中的水也参与了反应;
③溶液中存在,醋酸溶液中最终大,使小,导致反应后两溶液最终出现差异;
(4)由分析可知过量镁条在醋酸溶液中既与醋酸发生反应还与水发生反应:、。
考点02盐类的水解
7.(23-24高二上·北京东城·期末)下列溶液由于水解反应显酸性的是
A.稀盐酸 B.溶液 C.溶液 D.溶液
【答案】C
【详解】A. HCl电离出氢离子,使溶液显酸性,A错误;
B.NaHCO3是强碱弱酸盐,因水解程度大于电离程度呈碱性,B错误;
C.FeCl3是强酸弱碱盐,因铁离子发生水解反应呈酸性,C正确;
D.NaHSO4电离产生氢离子,溶液显酸性,D错误;
故选C。
8.(23-24高二上·北京东城·期末)关于如下甲、乙烧杯中溶液的比较,其中正确的是
A.甲>乙 B.:甲<乙
C.:甲<乙 D.:甲<乙
【答案】A
【详解】A.醋酸钠溶液中存在水解平衡,,加水稀释,溶液pH减小,甲>乙,A正确;
B.醋酸钠溶液中存在水解平衡,,加水稀释,促进水解,减小,则:甲>乙,B错误;
C.只受温度影响,温度不变,则:甲=乙,C错误;
D.向醋酸钠溶液中加水稀释,溶液浓度变小,变小,:甲>乙,D错误;
故选A。
9.(23-24高二上·北京东城·期末)下列物质的应用中,不能利用盐类水解反应的原理解释的是
A.配制溶液时,用较浓的盐酸溶解晶体
B.用热的溶液清洗附着在盘子表面的植物油
C.常用作消化道射线检查的造影剂
D.明矾可以用于净水
【答案】C
【详解】A.用FeCl3晶体配制溶液时,加水稀释,铁离子的水解平衡正向移动,先将其溶于较浓盐酸中,可抑制铁离子的水解,A不合题意;
B.热饱和Na2CO3溶液由于碳酸根离子水解导致溶液呈碱性,植物油在碱性条件下易水解生成可溶性的物质,则用热饱和Na2CO3溶液清洗试管壁上附着的植物油与水解有关,B不合题意;
C.不溶于胃酸,可用于消化道射线检查的造影剂,与水解无关,C符合题意;
D.铝离子水解生成氢氧化铝胶体,吸附悬浮性杂质,D不合题意;
故选C。
10.(23-24高二上·北京东城·期末)利用下图装置进行“反应条件对水解平衡的影响实验”。
装置
操作与现象
①加热a至溶液沸腾,呈红褐色;用pH试纸检验b中溶液,试纸无明显变化
②持续加热一段时间,取b中溶液,用pH试纸检验,试纸变红;用KSCN溶液检验,溶液变浅红
下列说法不正确的是
A.①中溶液呈红褐色,推测是由于温度升高促进了的水解
B.常温下,溶液水解的产物HCl是以、形式存在的
C.以上现象说明HCl挥发促进了正向移动
D.根据上述现象,说明不宜用蒸干溶液的方法制备固体
【答案】C
【详解】A.加热溶液至沸腾,促进水解形成氢氧化铁胶体,呈红褐色,A正确;
B.常温下,溶液水解的产物HCl,在水中完全电离成、,B正确;
C.实验现象无法证明HCl挥发促进了正向移动,C错误;
D.蒸干溶液会是其水解生成氢氧化铁,无法制备固体,D正确;
答案选C。
11.(23-24高二上·北京通州·期末)室温时,向20 mL 0.1 mol/L的HCl、CH3COOH中分别滴加0.1 mol/LNaOH溶液,其pH变化如图。下列说法不正确的是
A.曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化曲线
B.0.1 mol/L的CH3COOH溶液中,由水电离出的c(H+)为1×10-11 mol/L
C.滴加NaOH溶液至pH=7时,两种溶液中c(Cl-) = c(CH3COO-)
D.向CH3COOH中滴加20mLNaOH溶液时,溶液中微粒浓度:c(Na+) > c(CH3COO-) > c(OH-) > c(H+)
【答案】C
【分析】盐酸和醋酸都是一元酸,醋酸是弱酸,不能完全电离,盐酸是强酸,可完全电离,因此相同物质的量浓度的盐酸和醋酸,醋酸的氢离子浓度小于盐酸,则pH比盐酸的大,所以曲线I代表醋酸,曲线II代表盐酸;
【详解】A.盐酸是强酸,醋酸是弱酸,相同浓度的盐酸和醋酸,盐酸的pH小,曲线Ⅱ表示的是向HCl中滴加NaOH的pH变化pH曲线,故A正确;
B.由图可知,20mL0.1mol/L的CH3COOH溶液pH=3,即c(H+)=10-3mol/L,根据Kw=c(H+)•c(OH-),解得:c(OH-)=10-11mol/L,再由水电离的氢离子等于水电离的氢氧根浓度,故B正确;
C.醋酸钠为强碱弱酸盐,溶液显碱性,当pH=7时,加入的氢氧化钠不足,醋酸还有剩余,而盐酸中恰好反应,此时c(Cl-)>c(CH3COO-),故C错误;
D.醋酸钠为强碱弱酸盐,因醋酸根水解溶液显碱性,所以c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),故D正确;
故选:C。
12.(23-24高二上·北京东城·期末)中和反应是常见的酸碱反应之一,利用其原理可以测定酸或碱溶液的浓度。
(1)利用中和滴定的方法测定某醋酸溶液的浓度:取待测液,用标准溶液进行滴定。
①实验中还需用到酚酞溶液作指示剂,它在滴定中的作用是 ;在滴定过程中,除了锥形瓶,还需要用到的玻璃仪器是 。
②某同学为了进一步测定该实验条件下醋酸的电离平衡常数,在该实验的基础上,还需测定的数据是 。
(2)向体积和浓度均为的盐酸和醋酸溶液中,分别匀速滴入溶液,用传感器测出滴定过程中溶液随时间变化的曲线(如下图)。
①写出溶液与醋酸溶液反应的离子方程式: 。
②比较两图,可推断图乙所示是溶液滴定醋酸的变化曲线,推断理由是 。
③下列说法正确的是 (填序号)。
a.图中A点和B点相比,所消耗的溶液的体积相等
b.图中A点和B点相比,溶液中的
c.反应至接近终点时,产生突跃,表明此时的化学反应速率增大
d.滴定过程中的突跃范围大小,与待测酸的有关
【答案】(1) 指示滴定终点 酸式滴定管、碱式滴定管 醋酸溶液的
(2) 同浓度盐酸的pH小于醋酸溶液 bd
【详解】(1)①氢氧化钠溶液与醋酸反应生成醋酸钠和水,反应中没有明显实验现象,所以中和滴定实验中还需用到酚酞溶液作指示剂用于指示滴定终点;在滴定过程中,除了锥形瓶,还需要用到酸式滴定管取用醋酸溶液、盛装氢氧化钠溶液的碱式滴定管滴定醋酸溶液,故答案为:指示滴定终点;酸式滴定管、碱式滴定管;
②由公式可知,测定该实验条件下醋酸的电离平衡常数应该知道醋酸溶液的浓度和溶液中氢离子浓度,所以在该实验的基础上,还需测定的数据醋酸溶液的pH,故答案为:醋酸溶液的pH;
(2)①氢氧化钠溶液与醋酸反应生成醋酸钠和水,反应的离子方程式为,故答案为:;
②盐酸是一元强酸,在溶液中完全电离,醋酸是一元弱酸,在溶液中部分电离,所以等浓度的盐酸溶液中氢离子浓度大于醋酸溶液,pH小于醋酸溶液,由图可知,图乙中未滴入氢氧化钠溶液时,酸溶液的pH大于甲图,所以图乙所示的是氢氧化钠溶液滴定醋酸的pH变化曲线,故答案为:同浓度盐酸的pH小于醋酸溶液;
③由②可知,图甲所示的是氢氧化钠溶液滴定盐酸的pH变化曲线,图乙所示的是氢氧化钠溶液滴定醋酸的pH变化曲线;
a.由图可知,A点是盐酸与氢氧化钠溶液恰好反应得到的氯化钠溶液,B点是醋酸溶液与氢氧化钠溶液部分反应得到的醋酸和醋酸钠的混合溶液,所以A点反应消耗的氢氧化钠溶液的体积大于B点,故错误;
b.由图可知,A点是盐酸与氢氧化钠溶液恰好反应得到的氯化钠溶液,B点是醋酸溶液与氢氧化钠溶液部分反应得到的醋酸和醋酸钠的混合溶液,所以A点溶液中钠离子的物质的量大于B点,故正确;
c.盐酸和醋酸溶液的浓度越大,与氢氧化钠溶液的反应速率越快,滴定过程中盐酸和醋酸溶液浓度减小,反应速率减小,所以反应至接近终点时,化学反应速率减慢,故错误;
d.由图可知,滴定时盐酸溶液的pH突跃范围大于等浓度醋酸,说明弱酸的电离常数越大,酸性越强,溶液中氢离子浓度越大,滴定时pH突跃范围越大,所以滴定过程中的pH突跃范围大小与待测酸的电离常数有关,故正确;
故选bd。
考点03 沉淀溶解平衡
13.(23-24高二上·北京东城·期末)碳酸钙是一种难溶于水的强电解质,以上发生分解反应:。关于碳酸钙的下列说法正确的是
A.在水中的电离方程式是
B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,使离子浓度增大
C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了
D.保持温度不变,在碳酸钙固体分解的平衡体系中,通入,达到新的平衡时,与原平衡相同
【答案】D
【详解】A.碳酸钙是强电解质,溶解于水的部分,完全电离,电离方程式为,A错误;
B.向碳酸钙的浊液中加少量水,可促进碳酸钙的溶解,仍然是饱和溶液,温度不变,离子浓度不变,B错误;
C.处理锅炉水垢中的,可将其转化为,是利用了,C错误;
D.碳酸钙分解的平衡常数,温度不变,平衡常数不变,不变,D正确;
故选D。
14.(23-24高二上·北京朝阳·期末)胃酸的pH为0.9~1.5.有毒,医疗上常用作X射线透视肠胃的内服造影剂(俗称“钡餐”)。与的溶度积相差不大。下列说法不正确的是
A.可用代替作“钡餐”
B.与都属于难溶电解质
C.在水溶液中难以与结合成硫酸分子
D.胃酸能促进的溶解
【答案】A
【详解】A.BaCO3能与胃酸反应生成BaCl2,使胃中c( Ba2+)增大,Ba2+有毒,所以不可用BaCO3代替BaSO4作“钡餐”,故A错误;
B.BaCO3与BaSO4都是不溶于水的物质,都属于难溶电解质,故B正确;
C.硫酸是强电解质,水溶液中完全电离,则在水溶液中难以与H +结合成硫酸分子,故C正确;
D.BaCO3是不溶物,存在溶解平衡为BaCO3(s) = Ba2+(aq) + (aq),能与盐酸反应生成CO2气体,促进平衡正向移动,则胃酸能促进BaCO3的溶解,故D正确;
答案选A。
15.(23-24高二上·北京东城·期末)下图为、和在水中达沉淀溶解平衡时的pM―pH关系。
已知:①pM是的负对数,即,表示、、。
②当溶液中剩余金属离子浓度小于时,可认为金属离子沉淀全。
下列说法正确的是
A.a点与b点的溶液中,不相等
B.由上图可知,初始状态,,溶液中均无沉淀生成
C.浓度均为0.001mol/L、混合液,调能除去而不损失
D.向等物质的量的、的混合物中逐滴加入稀盐酸,先溶解
【答案】C
【分析】图中三条变化曲线分别表示对应氢氧化物的溶解平衡曲线,纵坐标增大即减小,横坐标pH增大即增大,因此溶解平衡曲线右下方区间对应的、偏大,处于过饱和状态,左上方区间对应的、偏小,处于不饱和状态。据此答题。
【详解】A.a点与b点均处于的溶解平衡曲线上,温度不变,的溶解平衡常数不变,A错误;
B.根据分析知,初始状态,时,有沉淀生成,B错误;
C.=0.001mol/L时,,调,根据分析知,此时生成沉淀,而不生成沉淀,因此能除去而不损失,C正确;
D.根据分析知,逐滴加入稀盐酸时,可使的溶解平衡状态先转化成不饱和状态,因此先溶解,D错误;
16.(23-24高二上·北京大兴·期末)某小组同学研究沉淀的转化,进行如下实验(操作如图所示):下列关于实验过程的分析不正确的是
A.悬浊液a中存在沉淀溶解平衡:
B.d中无明显现象
C.c到e的现象表明转化为
D.上述实验可证明:
【答案】B
【分析】将溶液和溶液等体积混合,两者刚好完全反应:得到悬浊液a;将悬浊液a过滤,得到滤液b中含溶液,白色沉淀c为;向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+;向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,据此回答。
【详解】A.由分析可知,向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,说明滤液b中含有Ag+,可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡,A正确;
B.由分析知向滤液b中滴加溶液,滤液出现浑浊,B错误;
C.由分析可知向沉淀c中滴加溶液,白色沉淀转化为黄色沉淀,C正确;
D.因溶液和溶液等体积混合两者刚好完全反应,结合沉淀转化一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀,所以上述实验可证明:,D正确;
故选B。
17.(23-24高二上·北京东城·期末)下列过程与水解无关的是
A.向饱和NaCl溶液中滴加浓盐酸,产生白色沉淀
B.用铁盐作净水剂,生成胶体能使水中细小悬浮颗粒聚集、沉降
C.向溶液中加入少量溶液,生成沉淀
D.用制备,制备时加入大量的水,同时加热
【答案】A
【详解】A.氯化钠为强酸强碱盐,不水解,饱和NaCl溶液中滴加浓盐酸,氯离子浓度增大,导致产生氯化钠晶体白色沉淀,与水解无关,A符合题意;
B.铁盐作净水剂,铁离子水解生成氢氧化铁胶体,与水解有关,B不符合题意;
C.纯碱为强碱弱酸盐,水解呈碱性产生氢氧根离子,氢氧根离子与少量溶液,生成沉淀,与水解有关,C不符合题意;
D.四氯化钛在热水中水解生成H2TiO3,钛酸受热分解生成二氧化碳,与水解有关,D不符合题意;
故选A。
18.(23-24高二上·北京东城·期末)今有常温下四种溶液,下列有关叙述不正确的是
序号
①
②
③
④
pH
11
11
3
3
溶液
氨水
氢氧化钠溶液
醋酸
盐酸
A.③和④中分别加入适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大
B.V1L①与V4L④溶液混合后,若混合后溶液pH=7,则V1>V4
C.②和③两溶液等体积混合,所得溶液中c(H+)>c(OH-)
D.分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③
【答案】B
【详解】A.醋酸溶液中存在醋酸的电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+,加入醋酸钠晶体后,溶液中c(CH3COO-)增大,醋酸电离平衡逆向移动,c(H+)降低,pH增大;盐酸中加入适量的醋酸钠晶体,发生复分解反应:H++CH3COO-=CH3COOH,c(H+)降低,pH也增大,故A正确;
B.pH=11的氨水中c(OH-)=10-3mol/L,pH=3的盐酸中c(H+)=10-3mol/L,NH3▪H2O是弱碱,盐酸是强酸,氨水的浓度大于盐酸的浓度,若氨水和盐酸等体积混合,由于氨水过量,溶液呈碱性,若混合后溶液pH=7,则氨水体积小于盐酸体积,即V1<V4,故B错误;
C.pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-3mol/L,pH=3的醋酸中c(H+)=10-3mol/L,NaOH是强碱,醋酸是弱酸,醋酸的浓度大于NaOH的浓度,醋酸和NaOH溶液等体积混合,由于醋酸过量,溶液呈酸性,即c(H+)>c(OH-),故C正确;
D.强酸加水稀释10倍,c(H+)下降为原来的十分之一,pH增大1,而弱酸由于加水稀释过程中会继续电离出H+,所以pH增大小于1,pH均为3的盐酸和醋酸均加水稀释10倍,盐酸的pH=4,醋酸的pH<4;同理,强碱加水稀释10倍,c(OH-)下降为原来的十分之一,pH减小1,而弱碱由于加水稀释过程中会继续电离出OH-,所以pH减小小于1,pH均为11的氨水和NaOH溶液均加水稀释10倍,氨水的pH大于10,NaOH溶液的pH=10,所以分别加水稀释10倍,四种溶液的pH:①>②>④>③,故D正确;
故选B。
19.(23-24高二上·北京东城·期末)时,向二元酸的稀溶液中逐滴滴入溶液,溶液中含微粒的物质的量分数随变化如图所示。下列叙述不正确的是
A.随着溶液的增大,的电离程度增大
B.溶液中,的电离程度大于其水解程度
C.溶液中时,
D.已知,则溶液中时,
【答案】D
【详解】A.,随着溶液的增大,氢离子被消耗,的电离程度增大,故A正确;
B.由图可知,NaHX溶液呈酸性,说明在溶液中的电离程度大于水解程度,故B正确;
C.由图可知,溶液中和HX-浓度相等时,溶液pH为a,则的电离常数Ka1,溶液中pH=1时,,溶液中,故C正确;
D.由图可知,溶液中X2-和HX-浓度相等时,溶液pH为b,Ka2溶液pH=b>7说明溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),由溶液中电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(HX-)+2 c(X2-)+ c(OH-)可知,溶液中c(Na+)>3c(X2-),故D错误;
故选D。
20.(23-24高二上·北京房山·期末)研究电解质在水溶液中的离子反应与平衡有重要的意义。
(1)常温下,用0.100 mol/L NaOH溶液滴定10 mL 0.100 mol/L CH3COOH溶液的滴定曲线如图所示。
a、b、c三点中:
①c(Na+) =c(CH3COO−)的点是 (填“a”、“b”或“c”,下同)。
②水的电离程度最大的点是 。
(2)已知:25 ℃时CH3COOH、H2CO3和HClO的电离平衡常数:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常(Ka)
1.75×10–5
Ka1=4.5×10–7
Ka2=4.7×10–11
4.0×10–8
①CH3COOH的电离平衡常数表达式Ka= 。
②比较等物质的量浓度溶液的pH:pH(NaClO) pH(CH3COONa) (填“>”、“<”或“=”)。
③预测下列化学反应能够发生的是 。
A.HClO + CH3COONa = CH3COOH + NaClO
B.CO2 + H2O + NaClO = NaHCO3 + HClO
C.2CH3COOH + Na2CO3 = 2CH3COONa + H2O+CO2
【答案】(1) b c
(2) > BC
【详解】(1)①根据溶液中的电荷守恒可知,要得到c(Na+) =c(CH3COO−),即,所以应该为b点;
②向溶液中加入酸或碱都会抑制水的电离,所以氢氧化钠和醋酸恰好完全反应生成醋酸钠时,水的电离程度最大,即c点;
(2)①根据平衡常数的表达式可知,醋酸的电离平衡常数的表达式为Ka=;
②由表格中的电离平衡常数可知,醋酸的酸性大于次氯酸,根据越弱越水解,所以次氯酸根离子的水解程度大,pH值大一些;
③A.由Ka可知,醋酸的酸性强于次氯酸,弱酸不能制强酸,所以该反应不能发生,A错误;
B. 由Ka可知,碳酸的酸性强于次氯酸,符合强酸制弱酸规律,该反应能够发生,B正确;
C. 由Ka可知,醋酸的酸性强于碳酸,符合强酸制弱酸规律,该反应能够发生,C正确;
故选BC。
21.(23-24高二上·北京延庆·期末)某研究性学习小组用浓度为的盐酸标准液滴定未知浓度的氢氧化钠溶液。
(1)准确量取待测液需要使用的仪器是 (选填酸式、碱式)滴定管。
(2)若滴定开始和结束时,滴定管中的液面如图所示,则消耗盐酸标准液的体积为 。
(3)滴定过程中,左手轻轻旋动滴定管中的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛始终注视 。
(4)滴定时,若以酚酞为指示剂,滴定达到终点的标志是 。
(5)滴定前读数及滴定后读数如下表所示。
滴定次数
待测液体积()
盐酸体积()
滴定前读数
滴定后读数
第一次
第二次
第三次
由实验数据可知,氢氧化钠溶液的物质的量浓度为 。
(6)下列操作会导致测得的待测液的溶液浓度偏大的是 (填字母)。
a.用待测溶液润洗锥形瓶
b.锥形瓶洗净后还留有蒸馏水
c.部分标准液滴出锥形瓶外
(7)利用(5)测定值计算,待测液中加入 盐酸标准液,充分反应后溶液变为13。
【答案】(1)碱式
(2)26.10
(3)锥形瓶内溶液的颜色变化
(4)滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色
(5)0.12mol/L
(6)ac
(7)2
【分析】用盐酸标准液滴定NaOH待测液,利用反应的n(H+)=n(OH-),可知c(NaOH)= ,酚酞遇碱变红,反应后溶液红色褪去,现象明显,可指示反应终点,代入数据即可求得n(NaOH),进而求得烧碱的纯度。
【详解】(1)待测液为NaOH溶液,用碱式滴定管量取;
(2)从图中可以看出,滴定开始时读数为0,结束时读数为26.10,则消耗盐酸标准液的体积为26.10mL;
(3)用盐酸标准液滴定待测NaOH溶液时,左手握酸式滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛始终注视锥形瓶内溶液的颜色变化;
(4)盐酸标准液滴定待测NaOH溶液时,以酚酞做指示剂,滴定达到终点的标志是:滴入最后一滴标准液,溶液由红色变为无色,且半分钟内不恢复红色;
(5)从表中数据可得出,三次实验所用盐酸的体积分别为19.90mL、20.10mL、20.00mL,则平均所用盐酸的体积为20.00mL,c(NaOH)==0.12mol/L;
(6)a.用待测溶液润洗锥形瓶,则n(NaOH)偏大,消耗V(HCl)偏大,c(NaOH)偏大,a符合题意;
b.锥形瓶洗净后还留有蒸馏水,对标准液的用量没有影响,c(NaOH)不变,b不合题意;
c.部分标准液滴出锥形瓶外,则V(HCl)偏大,c(NaOH)偏大,c符合题意;
故选ac;
(7)为13时,c(H+)=1×10-13 mol/L,则c(OH-)=1×10-1mol/L,则有,解V(HCl)=2mL。
22.(23-24高二上·北京通州·期末)利用金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)制备FeCO3的实验流程如下。已知煅烧过程中FeS2和Cu2O转化为Fe2O3和CuO。
资料:ⅰ.碳酸亚铁是白色固体,常温下
ii.常温下
(1)“酸浸”后过滤,滤渣1的主要成分为 。
(2)“还原”步骤中发生反应的离子方程式有Fe + Cu2+ = Fe2+ +Cu、Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑和 。
(3)甲同学根据复分解反应规律选择Na2CO3溶液为沉淀剂制备碳酸亚铁,并设计了如下实验。向装有2mL 1mol/L Na2CO3(pH=12)溶液的试管中加入2mL 0.8mol/L FeSO4溶液(pH=4.5),发现产生白色沉淀,部分立即变为灰绿色沉淀,5min后出现明显的红褐色。
①由上述现象推测该白色沉淀中含有 ,请结合化学用语解释原因 。
②乙同学通过理论计算认为沉淀中还可能有FeCO3,他的理论依据为 。
③乙同学设计实验证实沉淀中含有FeCO3.他的实验方案是:将白色沉淀过滤、洗涤后取样, (补全操作和现象),证明沉淀中含有碳酸亚铁。
(4)丙同学尝试用NaHCO3、NH4HCO3制备FeCO3,实验过程及结果如下:
实验
试剂
现象
滴管
试管
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1mol/LNaHCO3溶液(pH=8.6)
实验Ⅰ:产生白色沉淀及少量无色气泡,2min后出现明显的灰绿色。
0.8mol/LFeSO4溶液(pH=4.5)
1 mol/L NH4HCO3溶液
实验Ⅱ:产生白色沉淀及无色气泡,较长时间保持白色
①1mol/LNaHCO3溶液的pH=8.6,结合化学用语解释原因 。
②写出实验II中“产生白色沉淀及无色气泡”时,发生反应的离子方程式 。
③分析使用NH4HCO3溶液作沉淀剂的优点有 。
【答案】(1)SiO2
(2)Fe+2Fe2+═3Fe2+
(3) Fe(OH)2 ,溶液呈碱性,OH﹣ 可与 Fe2+ 反应生成Fe(OH)2 约为0.5mol/L,c(Fe2+) 约为0.4mol/L,=0.2>Ksp,故存在FeCO3 向沉淀中加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的气体,证明沉淀中含有碳酸亚铁
(4) NaHCO3 溶液中存在、,显碱性是因为其水解程度大于电离程度 生成 CO2 保护 Fe2+,防止其被氧化;pH 低可以降低 Fe(OH)2 的比例
【分析】金属矿渣(含有FeS2、SiO2及Cu2O)在空气中煅烧生成氧化铁、氧化铜和二氧化硫,酸浸生成硫酸铁、硫酸铜,则滤渣1为SiO2,滤液中加入铁屑,铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,铁与硫酸铜反应生成Cu和硫酸亚铁,铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁,则滤渣2为Cu和过量的Fe,滤液硫酸亚铁与沉淀剂反应生成碳酸亚铁。
【详解】(1)由分析可知,“酸浸”后过滤,滤渣1的主要成分为SiO2;
(2)“还原”步骤中发生反应的离子方程式有Fe+Cu2+═Fe2++Cu,Fe+2H+═Fe2++H2↑和Fe+2Fe3+═3Fe2+;
(3)①推测白色沉淀中含有Fe(OH)2;结合化学用语解释原因 : ,溶液呈碱性,OH﹣ 可与 Fe2+ 反应生成Fe(OH)2;
②乙同学认为沉淀中还可能有FeCO3,他的理论依据为溶液中,约为0.5mol/L,c(Fe2+) 约为0.4mol/L,=0.2>Ksp,故存在FeCO3;
③乙同学设计实验证实沉淀中含有FeCO3。他的实验方案是:将沉淀过滤、洗涤后取样,向沉淀中加入稀盐酸,产生使澄清石灰水变浑浊的气体,证明沉淀中含有碳酸亚铁;
(4)①1mol/LNaHCO3溶液的pH=8.6,原因是NaHCO3 溶液中存在、,显碱性是因为其水解程度大于电离程度;
②实验Ⅱ中“产生白色沉淀及无色气泡”时,发生反应的离子方程式为;
③使用NH4HCO3溶液作沉淀剂的优点有生成 CO2 保护 Fe2+,防止其被氧化;pH 低可以降低 Fe(OH)2 的比例。
23.(23-24高二上·北京大兴·期末)碱式碳酸铜可用作有机催化剂。工业上以辉铜矿(主要成分为,含及少量)为原料制备碱式碳酸铜,工业流程如下:
已知:①常温下,
②金属离子沉淀的pH
开始沉淀时
1.5
6.3
完全沉淀时
2.8
8.3
(1)操作I的名称是 ;滤渣b可能含S、 (填化学式)。
(2)①为提高“浸取”时辉铜矿中的浸取率,可采取的措施 (填2条)。
②某小组测得的浸取率受浓度及温度影响的变化曲线如下:
依据图一分析:适宜的浓度范围为 ; a点浸取时也起到了氧化辉铜矿的作用,该反应的离子方程式为 。
③图二中温度高于85℃时浸取率下降的原因是 。
(3)“除铁”步骤调pH时,加入的物质X可选择 (填序号)。
a. b. c.
(4)常温下,滤液中,则“除铁”步骤调pH的范围是 。
【答案】(1) 过滤
(2) 适当升高温度、适当增大浓度、粉碎固体增大接触面积等(任选其中两条,其他合理答案给分) 0.1mol/L-0.2mol/L 4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+ 温度过高,分解,浸取率降低
(3)b
(4)
【分析】辉铜矿浸取的过程中Fe2O3被溶解生成Fe2(SO4)3,Cu2S被溶解且氧化生成CuSO4和S,SiO2不能溶解于硫酸,操作Ⅰ为过滤,过滤后滤渣b中含有S和SiO2,溶液a中含有Cu2+和Fe3+等,加入物质X调节滤液pH将铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,操作Ⅱ为过滤,滤液c中加入碳酸氢铵溶液后将铜离子转化为碱式碳酸铜。
【详解】(1)根据分析,操作I的名称是过滤;过滤后滤渣中含有S和SiO2;
(2)①提升浸取率需要增加浸取效率,可以通过粉碎辉铜矿、搅拌、适当升高温度、适当增大硫酸或H2O2浓度等方式;
②由图一可知浓度范围为0.1mol/L-0.2mol/L时Cu的浸取率较高,为最佳浓度范围;铁离子也可以将硫化亚铜氧化为铜离子和硫单质,离子方程式为4Fe3++Cu2S=2Cu2++S+4Fe2+;
③随着温度升高过氧化氢分解导致Cu的浸取率下降;
(3)调节pH时溶液原本就是酸性且要减小氢离子浓度,又不能引入新的杂质,因此最佳的选择为Cu(OH)2、CuO等,故选b;
(4)由已知的金属离子沉淀pH可知,Fe3+完全沉淀的pH为2.8,因此pH≥2.8,滤液中c(Cu2+)=2.2mol/L, “除铁”步骤调pH不能使Cu2+沉淀,此时临界状态的氢氧根离子浓度满足,则c(OH-)=10-10mol/L,又不能沉淀铜离子,所以c(OH-)<10-10mol/L,则pH<4,因此pH的范围是2.8≤pH<4。
24.(23-24高二上·北京房山·期末)我国科学家用粗氢氧化高钴[主要含Co(OH)3]制备硫酸钴晶体(CoSO4•7H2O),其工艺流程如下。
已知:i. 还原浸出液中的阳离子有:Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等
ii.部分物质的溶度积常数如下(25℃)
物质
Ksp
CaF2
4.0×10−11
Fe(OH)3
2.8×10−39
iii. CoSO4·7H2O溶解度随温度升高而明显增大
(1)氢氧化高钴溶于硫酸的化学方程式是 。
(2)还原浸出Co2+时,理论上氧化性离子和还原性离子物质的量之比为 。
(3)氧化沉铁后,浊液中铁离子浓度为 mol/L(此时25℃,溶液pH为4)。
(4)结合平衡移动原理解释“氟化沉钙”步骤加入过量NaF的原因 。
(5)萃取后,经反萃取得到硫酸钴溶液。将硫酸钴溶液经 操作,分离后得到硫酸钴晶体。
(6)用滴定法测定硫酸钴晶体中钴的含量,其原理和操作如下。
在溶液中,用铁氰化钾将Co(Ⅱ)氧化为Co(Ⅲ),过量的铁氰化钾以Co(Ⅱ)标准液返滴定。反应的方程式为:Co2+ + [Fe(CN)6]3− = Co3+ + [Fe(CN)6]4−。
已知:铁氰化钾标准液浓度为c mol/L,Co(Ⅱ)标准液质量浓度为ρg/L。
取m g硫酸钴晶体,加水配成200 mL溶液,取20 mL待测液进行滴定,消耗V1 mL铁氰化钾标准液、V2 mL Co(Ⅱ)标准液。(Co的相对原子质量为59)
计算样品中钴含量ω= (以钴的质量分数ω计)。
【答案】(1)2Co(OH)3 + 3H2SO4 = Co2 (SO4)3 + 6H2O
(2)2:1
(3)2.8×10−9
(4)Ca2+(aq) + 2F−(aq) CaF2(s),增大F−浓度,平衡正向移动,有利于氟化沉钙
(5)加热浓缩、冷却结晶、过滤
(6)
【分析】粗氢氧化高钴加入稀硫酸溶解,然后加入过量Na2SO3进行还原浸出,还原浸出液中的阳离子有:Co2+、H+、Fe2+和Ca2+等;加入过量NaClO3氧化沉铁,此时Fe2+被氧化为Fe3+并转化为Fe(OH)3沉淀;加入过量NaF氟化沉钙,此时Ca2+转化为CaF2沉淀;对滤液进行萃取、反萃取后得到硫酸钴溶液;将所得溶液蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,便可得到硫酸钴晶体。
【详解】(1)氢氧化高钴溶于硫酸,生成Co2(SO4)3等,化学方程式是2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O。答案为:2Co(OH)3+3H2SO4=Co2(SO4)3+6H2O;
(2)用过量Na2SO3还原浸出Co2+时,发生反应+2Co3++H2O=+2Co2++2H+,则理论上氧化剂和还原剂物质的量之比为2:1。答案为:2:1;
(3)25℃时,pH=4,c(OH-)=1×10-10mol/L,浊液中c(Fe3+)==2.8×10-9mol/L。答案为:2.8×10-9;
(4)用F-沉淀Ca2+是一个平衡体系,增大一种反应物浓度,有利于提高另一种反应物的转化率,则加入过量NaF的原因:加入NaF后,发生反应Ca2+(aq)+2F-(aq)CaF2(s),增大c(F-),有利于平衡正向移动,从而使Ca2+沉淀更充分。答案为:加入NaF后,发生反应Ca2+(aq)+2F-(aq)CaF2(s),增大c(F-),有利于平衡正向移动,从而使Ca2+沉淀更充分;
(5)从硫酸钴溶液中提取硫酸钴晶体时,由于硫酸钴的溶解度随温度升高而明显增大,所以将硫酸钴溶液经加热浓缩、冷却结晶、过滤,得到硫酸钴晶体。答案为:加热浓缩、冷却结晶、过滤;
(6)设所配200mL溶液中Co2+浓度为x,则依据得失电子守恒,可建立如下等量关系式:0.02x=cV1×10-3-,x=0.05(cV1-)mol/L,则样品中钴含量ω==。答案为:。
25.(23-24高二上·北京朝阳·期末)高纯碳酸钙在电子材料工业中用于集成电路板、固体激光材料的制作。利用原料碳酸钙(含少量镁的化合物)制备高纯碳酸钙,流程示意图如下。
已知:
物质
(1)煅烧:
①碳酸钙受热完全分解的化学方程式为 。
②煅烧时,将原料碳酸钙与焦炭按一定比例混合,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧。从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点 。
(2)溶浸:
①用离子方程式表示溶液呈酸性的原因 。
②溶浸的化学方程式为 。
③若溶浸温度较高(>90℃),沉钙时高纯碳酸钙的收率降低(如下图所示),原因是 。
(3)精制:
溶浸后,溶液B含有的金属阳离子有、。通过平衡常数可判断进行的程度,该反应的K= 。说明该反应进行的基本完全。
(4)沉钙反应的离子方程式为 。
【答案】(1) 焦炭燃烧放热,为碳酸钙分解提供能量,可以充分利用能源,提高资源利用率
(2) 温度过高,二氧化碳的溶解度降低,导致沉钙时高纯碳酸钙的收率降低
(3)
(4)
【分析】原料碳酸钙(含少量镁的化合物)煅烧后碳酸钙分解,方程式为,气体为二氧化碳,固体A为CaO和含少量镁的化合物,加入NH4Cl浸取,NH4Cl溶液显酸性,主要发生反应,溶液B含有的金属阳离子有、,加入CaO消耗H+使Mg2+水解平衡正想移动,则滤渣C为Mg(OH)2,滤液中通入NH3、CO2得到高纯碳酸钙。
【详解】(1)①碳酸钙受热完全分解成二氧化碳和氧化钙,其化学方程式为;
②煅烧时,将原料碳酸钙与焦炭按一定比例混合,连续鼓入空气,使焦炭完全燃烧;从能源及资源利用的角度说明该工艺的优点是焦炭燃烧放热,为碳酸钙分解提供能量,可以充分利用能源,提高资源利用率;
(2)①溶液呈酸性是因为铵根离子水解,离子方程式为;
②溶浸CaO与反应生成氯化钙氨气和水,其化学方程式为;
③若溶浸温度较高(>90℃),沉钙时高纯碳酸钙的收率降低的原因是温度过高,二氧化碳的溶解度降低,导致沉钙时高纯碳酸钙的收率降低;
(3),该反应的K===,说明该反应进行的基本完全;
(4)沉钙时,氯化钙与氨气二氧化碳反应生成碳酸钙和氯化铵,离子方程式为。
26.(23-24高二上·北京延庆·期末)常温下,某小组同学用如下装置探究的沉淀溶解平衡。
实验装置
实验序号
传感器种类
实验操作
①
电导率传感器
向蒸馏水中加入足量粉末,一段时间后再加入少量蒸馏水。
②
传感器
向滴有酚酞溶液的蒸馏水中加入粉末,隔一段时间后,再向所得悬浊液中加入一定量稀硫酸,一段时间后,仍存在粉末。
I.实验①测得电导率随时间变化的曲线如图1所示。
已知:ⅰ.在稀溶液中,溶液中离子浓度越大,电导率越大
(1)a点电导率不等于0的原因是 。
(2)由图1可知,在悬浊液中再加入少量蒸馏水的时刻为 (填“b”“c”或“d”)点。
(3)分析电导率在de段逐渐上升的原因:d时刻, (填“>”“<”或“=”),导致 (结合化学用语说明)。
II.实验②测得随时间变化的曲线如图2所示。
已知:ⅱ.,
ⅲ.酚酞变色范围:
8.2≤pH≤10
颜色
无色
淡粉色
红色
(4)实验②过程中,溶液颜色变化为:先变红, 。
(5)图2中DE段pH低于BC段pH的原因是 。
(6)常被用于水质改良剂,能够使水体约为9,进而抑制细菌的生长。时,水体中约为 。
【答案】(1)水能发生微弱的电离
(2)c
(3) < Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解方向移动,离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强
(4)变无色,最终变为粉红色
(5)DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解
(6)5.6×10-2
【分析】II.从图像上看,加入稀硫酸后,溶液的pH先减小,后增大,最终溶液的pH=10,显碱性,说明Mg(OH)2过量,DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解;
【详解】(1)水是极弱的电解质,能够发生电离,故a点电导率不等于0的原因是水能发生微弱的电离,故答案为:水能发生微弱的电离;
(2)在Mg(OH)2悬浊液中存在沉淀溶解平衡:Mg(OH)2(s)⇌Mg2+ (aq)+2OH-(aq),加入少量水,离子浓度减小,导电能力减弱,图像中加入水的时刻为c点,随后c到d导电能力下降,故答案为:c;
(3)d时刻,加入少量水,离子浓度减小,Q[Mg(OH)2]<Ksp[Mg(OH)2],导致Mg(OH)2沉淀溶解平衡向溶解方向移动,离子浓度逐渐增大,溶液的导电能力逐渐增强;
(4)根据图像中0~300s溶液pH的变化,结合酚酞的变色范围,实验②中溶液先变红,后变无色,最终变为粉红色,故答案为:变无色,最终变为粉红色;
(5)从图像上看,加入稀硫酸后,溶液的pH先减小,后增大,最终溶液的pH=10,显碱性,说明Mg(OH)2过量,DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解,则DE段pH低于BC段pH,故答案为:DE段溶液中含有硫酸镁,增大镁离子浓度,抑制氢氧化镁的溶解;
(6)25℃时水体中加入Mg(OH)2固体,存在平衡Mg(OH)2(s)⇌Mg2+ (aq)+2OH-(aq),溶液pH=9,pOH=5,c(OH-)=1×10-5mol/L,c(Mg2+)==5.6×10-2mol⋅L-1,故答案为:5.6×10-2。
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