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[对应知能达标训练P41]
1.向三份1 mol/L 的Na2CO3溶液中分别加入少量NH4Cl、Na2S、FeCl3固体(忽略溶液体积变化),则CO浓度的变化依次为( )
A.减小、增大、减小 B.增大、减小、减小
C.减小、增大、增大 D.增大、减小、增大
解析 Na2CO3是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,氯化铵是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,所以向Na2CO3溶液中加氯化铵会促进CO水解,导致CO浓度减小;硫化钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,所以向Na2CO3溶液中加硫化钠会抑制CO的水解,导致CO浓度增大;氯化铁是强酸弱碱盐,其水溶液呈酸性,所以向Na2CO3溶液中加氯化铁会促进CO水解,导致CO浓度减小。
答案 A
2.(2023·海南卷)25 ℃下,Na2CO3水溶液的pH随其浓度的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,溶液中c(OH-)<0.01 mol·L-1
B.Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小
C.在水中H2CO3的Ka2<4×10-11
D.0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合,得到的溶液c(OH-)<2×10-4 mol·L-1
解析 由图像可知,c(Na2CO3)=0.6 mol·L-1时,pH>12.0,溶液中c(OH-)>0.01 mol·L-1,故A错误;盐溶液越稀越水解,Na2CO3水解程度随其浓度增大而减小,故B正确;结合图像可知,当c(Na2CO3)=0.5 mol·L-1,pH=12,碳酸根水解程度大于碳酸氢根,则Kh=>=2×10-4,则Ka2<=5×10-11,故C错误;若0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和等体积的蒸馏水混合,浓度变为0.1 mol/L,由图可知,pH>11.6,得到的溶液c(OH-)>2×10-4 mol·L-1,0.2 mol·L-1的Na2CO3溶液和0.3 mol·L-1的NaHCO3溶液等体积混合后c(OH-)大于与水混合的,故D错误。
答案 B
3.下列说法正确的是( )
A.将AlCl3溶液和Al2(SO4)3溶液分别加热、蒸干、灼烧,所得固体成分相同
B.配制FeSO4溶液时,将FeSO4固体溶于盐酸中,然后稀释至所需浓度
C.用NaOH溶液调节pH除去NH4Cl溶液中的FeCl3
D.洗涤油污常用热的碳酸钠溶液
解析 氯化铝水解生成氢氧化铝和氯化氢,加热氯化氢挥发,从而促进氯化铝水解,将溶液蒸干得到氢氧化铝固体,灼烧得到氧化铝;硫酸铝水解生成氢氧化铝和硫酸,因为硫酸没有挥发性,蒸发水,水解平衡左移,将溶液蒸干得到的固体仍然是Al2(SO4)3,A错误;Fe2+易水解,水解的离子方程式为Fe2++2H2O⥫⥬Fe(OH)2+2H+,配制溶液时,将FeSO4固体溶于盐酸中虽然抑制了FeSO4水解,但是引入了Cl-,应该溶于硫酸中,B错误;用NaOH溶液调节pH除去NH4Cl溶液中的FeCl3,会引入杂质氯化钠,同时也将氯化铵除去了,应该使用氨水,C错误;碳酸钠溶液显碱性,升温促进水解,油脂在碱性条件下能发生水解,从而达到除去油污的目的,D正确。
答案 D
4.能证明Na2SO3溶液中存在SO+H2O⥫⥬HSO+OH-水解平衡事实的是( )
A.滴入酚酞试液变红,再加入H2SO4溶液后红色褪去
B.滴入酚酞试液变红,再加入氯水后红色褪去
C.滴入酚酞试液变红,再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去
D.滴入酚酞试液变红,再加入NaHSO4溶液后红色褪去
解析 滴入酚酞试液变红,说明亚硫酸钠溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度,溶液呈碱性,酚酞在pH大于8时,呈红色,再加入硫酸或NaHSO4溶液后,溶液褪色,溶液可能呈酸性也可能呈碱性,若为酸性,不能说明平衡移动,故A、D错误;氯水具有强氧化性、漂白性,再加入氯水后溶液褪色,不能说明存在水解平衡,故B错误;加入氯化钡溶液后,钡离子和亚硫酸根离子反应而不和亚硫酸氢根离子反应,钡离子和亚硫酸根离子反应生成亚硫酸钡沉淀,且溶液红色褪去,能说明存在水解平衡,故C正确。
答案 C
5.某兴趣小组用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到如图所示曲线。下列分析错误的是( )
A.b点水解程度最大
B.水的电离平衡也会对溶液的pH产生影响
C.a→b段水解平衡向右移动
D.水解是吸热反应
解析 溶液中存在碳酸根离子的水解平衡:CO+H2O⥫⥬OH-+HCO和水的电离平衡:H2O⥫⥬OH-+H+;图中显示温度升高,溶液的pH先增大后减小,水的电离是吸热过程,纯水中温度升高pH会降低,碳酸钠溶液中温度升高pH有增大的过程,说明水解受到促进,即水解为吸热反应;后pH下降,说明温度升高对水电离的影响大于对碳酸根离子水解的影响。
答案 A
6.下列选项中,微粒的物质的量浓度关系正确的是 ( )
A.0.1 mol/L 的K2CO3溶液:c(OH-)=c(HCO)+c(H+)+c(H2CO3)
B.0.1 mol/L 的NaHCO3溶液中离子浓度关系:c(Na+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.等物质的量的一元弱酸HX与其钾盐KX的混合溶液中:2c(K+)=c(HX)+c(X-)
D.浓度均为0.1 mol/L的NaHCO3溶液和NaOH溶液等体积混合:c(Na+)+c(H+)=c(CO)+c(OH-)+c(HCO)
解析 根据质子守恒得c(OH-)=c(HCO)+c(H+)+2c(H2CO3),A错误;任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒得c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3),B错误;任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒得2c(K+)=c(HX)+c(X-),C正确;二者恰好完全反应生成碳酸钠,溶液中存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH-)+c(HCO),D错误。
答案 C
7.室温下,将0.05 mol Na2CO3固体溶于水配成100 mL溶液,向溶液中加入或通入下列物质,有关结论正确的是( )
选项
加入或通入的物质
结论
A
50 mL 1 mol·L-1盐酸
反应结束后,c(Na+)=c(HCO)
B
0.01 mol K2CO3
溶液中c(HCO)与c(CO)的比值减小
C
50 mL 水
溶液中c(H+)减小
D
0.025 mol CO2气体
溶液c(HCO)与c(CO)的比值一定是2
解析 HCl的物质的量和Na2CO3的物质的量相等,则HCl和Na2CO3发生反应:HCl+Na2CO3===NaHCO3+NaCl,因HCO既可以电离又可以水解,则c(Na+)>2c(HCO),故A项错误;向Na2CO3溶液中加入0.01 mol K2CO3,增大了碳酸根离子的浓度,使碳酸根离子的水解平衡正向移动,但碳酸根离子浓度比碳酸氢根离子浓度增大得多,则溶液中c(HCO)与c(CO)的比值减小,故B项正确;向Na2CO3溶液中加入50 mL水,加水稀释促进碳酸根离子的水解,溶液中的c(OH-)减小,因温度未变,则Kw不变,所以溶液中c(H+)增大,故C项错误;向Na2CO3溶液中通入0.025 mol CO2气体,二者发生反应:Na2CO3+CO2+H2O===2NaHCO3,根据二者物质的量的关系可知,CO2完全反应,生成0.05 mol NaHCO3,剩余0.025 mol Na2CO3,因CO的水解程度大于HCO的水解程度,则溶液中c(HCO)与c(CO)的比值大于2,故D项错误。
答案 B
8.常温下,在10 mL 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1的HCl溶液,溶液的pH逐渐降低,此时溶液中含碳微粒的物质的量分数变化如图所示(CO2因逸出未画出,忽略因气体逸出引起的溶液体积变化),下列说法正确的是( )
A.在0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
B.当溶液的pH为7时,溶液的总体积为20 mL
C.在B点所示的溶液中,浓度最大的离子是Na+
D.在A点所示的溶液中:c(CO)=c(HCO)>c(H+)>c(OH-)
解析 根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-),A错误;当溶液的总体积是20 mL时,即加入盐酸的体积是10 mL,与碳酸钠溶液反应,生成氯化钠和碳酸氢钠,由于碳酸氢根离子的水解使溶液呈碱性,所以溶液为中性时溶液的总体积大于20 mL,B错误;在B点所示的溶液中,碳酸氢根离子浓度是碳酸分子、碳酸根离子中浓度最大的,所以此时溶液为等浓度的碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液,碳酸氢根离子的水解使离子浓度减小,所以浓度最大的离子是Na+,C正确;A点表示碳酸根离子与碳酸氢根离子的浓度相等,则说明加入的盐酸与一半的碳酸根离子反应生成碳酸氢根离子,所以此时溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),D错误。
答案 C
9.(1)实验室在配制Cu(NO3)2的溶液时,常将Cu(NO3)2固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,其目的是___________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)FeCl3净水的原理是 (用离子方程式表示);将AlCl3溶液蒸干,灼烧,最后得到的主要固体产物是 (写化学式)。
(3)已知草酸是二元弱酸,常温下测得0.1 mol·L-1的KHC2O4溶液的pH为4.8,则此KHC2O4溶液中c(C2O) c(H2C2O4)(填“大于”“小于”或“等于”)。
(4)泡沫灭火器内装有NaHCO3饱和溶液,该溶液呈碱性的原因是 (用离子方程式表示);灭火器内另一容器中装有Al2(SO4)3溶液,该溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);当意外失火时,将泡沫灭火器倒过来摇动即可使药液混合,喷出大量的白色泡沫,阻止火势蔓延,其相关的离子方程式为_____________________________
________________________________________________________________________。
解析 (1)在配制Cu(NO3)2溶液时,Cu2+会发生水解:Cu2++2H2O⥫⥬Cu(OH)2+2H+,故常将Cu(NO3)2固体先溶于较浓的硝酸中,再用蒸馏水稀释到所需的浓度,以此抑制Cu2+的水解;
(2)Fe3+水解产生Fe(OH)3胶体,能够吸附水中悬浮的杂质形成沉淀而除去,从而达到净水的目的,其反应原理用离子方程式表示为Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3(胶体)+3H+;AlCl3溶液在加热时水解生成Al(OH)3,生成的HCl易挥发,蒸干后最终生成Al(OH)3,Al(OH)3不稳定,在灼烧时分解生成Al2O3;
(3)HC2O电离生成C2O,HC2O水解生成H2C2O4,由KHC2O4溶液的pH为4.8可知,HC2O的电离程度大于其水解程度,故KHC2O4溶液中c(C2O)大于c(H2C2O4);
(4)碳酸氢钠溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于其电离程度,溶液显碱性,水解离子方程式为HCO+H2O===H2CO3+OH-;硫酸铝是强酸弱碱盐,Al3+能水解使溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度而导致其溶液呈酸性,水解离子方程式为Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3+3H+;碳酸氢钠和硫酸铝在水溶液中能相互促进水解,生成二氧化碳和氢氧化铝,离子方程式为3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑。
答案 (1)抑制Cu2+的水解
(2)Fe3++3H2O⥫⥬Fe(OH)3(胶体)+3H+ Al2O3
(3)大于
(4)HCO+H2O⥫⥬H2CO3+OH- Al3++3H2O⥫⥬Al(OH)3+3H+ 3HCO+Al3+===Al(OH)3↓+3CO2↑
10.(1)0.020 mol·L-1的HCN(aq)与0.020 mol·L-1的NaCN(aq)等体积混合,已知该混合溶液中c(Na+)>c(CN-),用“>”“<”“=”填空。
①溶液中c(OH-) c(H+)。
②溶液中c(HCN) c(CN-)。
(2)已知某溶液中存在OH-、H+、NH、Cl-四种离子,某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系:
A.c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
B.c(Cl-)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
C.c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-)
填写下列空白:
①若溶液中只溶解了一种溶质,则该溶质是 ,上述四种离子浓度的大小顺序为 (填字母)。
②若上述关系中C是正确的,则溶液中的溶质为 ;若上述关系中D是正确的,则溶液中的溶质为 。
③若该溶液由体积相等的稀盐酸和氨水混合生成,且恰好呈中性,则混合前c(HCl) c(NH3·H2O)(填“大于”“小于”或“等于”,下同),混合前酸中c(H+)和碱中c(OH-)的关系为c(H+) c(OH-)。
解析 (1)c(Na+)>c(CN-),说明NaCN的水解程度比HCN的电离程度大,则c(OH-)>c(H+),c(HCN)>c(CN-)。(2)①若溶液中只有一种溶质,该溶质为NH4Cl,因NH水解溶液呈酸性,离子浓度的大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)。②因为c(OH-)>(H+)、c(NH)>c(Cl-),所以溶液中除含有NH4Cl外,还必须含有NH3·H2O;若c(Cl-)>c(H+)>c(NH)>c(OH-),则说明溶液中含有NH4Cl和HCl。③NH4Cl水解溶液呈酸性,若等体积稀盐酸与氨水混合后呈中性,说明氨水过量,故c(HCl)<c(NH3·H2O),混合前盐酸中c(H+)大于氨水中c(OH-)。
答案 (1)①> ②> (2)①NH4Cl A
②NH4Cl和NH3·H2O NH4Cl和HCl
③小于 大于
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