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高考化学二轮专题复习讲与练专题09《电解质溶液》(含详解)
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这是一份高考化学二轮专题复习讲与练专题09《电解质溶液》(含详解),共48页。
专题九 电解质溶液
[考纲要求] 1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。4.了解盐类水解的原理,影响盐类水解程度的因素,盐类水解的应用。5.了解难溶电解质的沉淀溶解平衡。理解溶度积(Ksp)的含义,能进行相关的计算。6.以上各部分知识的综合运用。
考点一 溶液的酸碱性及pH
1.一个基本不变
相同温度下,不论是纯水还是稀溶液,水的离子积常数不变。应用这一原则时需要注意两个条件:水溶液必须是稀溶液;温度必须相同。
2.两个判断标准
(1)任何温度
c(H+)>c(OH-),酸性;
c(H+)=c(OH-),中性;
c(H+)7,碱性;
pH=7,中性;
pH7
pH1∶1
―→V酸∶V碱7(×)
(江苏,11B)
(2)25 ℃时,等体积、等浓度的硝酸与氨水混合后,溶液pH=7(×)
(重庆理综,3B)
(3)常温下,pH为2的盐酸与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液呈酸性(×)
(4)常温下,pH为2的盐酸由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1(√)
(5)同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7(×)
误区一:不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
误区二:不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液
稀释前溶液pH
加水稀释到原来体积的10n倍
稀释后溶液pH
酸
强酸
pH=a
pH=a+n
弱酸
a”“c(H+)>c(S2-)
c(Na+)+c(H+)=c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)
c(Na+)=c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)
c(OH-)=c(H+)+c(H2S)-c(S2-)
解析 NaHS既能发生水解又能发生电离,水溶液呈碱性:
HS-+H2OH2S+OH-(主要)
HS-H++S2-(次要)
(3)NaHSO3溶液
水解方程式:______________________________________________;
离子浓度大小关系:________________________________________________;
电荷守恒:____________________________________________;
物料守恒:____________________________________________________;
质子守恒:__________________________________________________。
答案 HSO+H2OH2SO3+OH-
c(Na+)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+c(HSO)+c(OH-)
c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3)
c(OH-)=c(H2SO3)+c(H+)-c(SO)
解析 NaHSO3既能发生电离又能发生水解,水溶液呈酸性:
HSOH++SO(主要)
HSO+H2OH2SO3+OH-(次要)
2.混合溶液
(1)1∶1的Na2CO3、NaHCO3溶液
水解方程式:_________________________________________________________;
离子浓度大小关系:____________________________________________________;
电荷守恒:______________________________________________________;
物料守恒:____________________________________________________;
质子守恒:_____________________________________________________。
答案 CO+H2OHCO+OH-、HCO+H2OH2CO3+OH-
c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+)
c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)
2c(Na+)=3[c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)]
2c(OH-)=c(HCO)+3c(H2CO3)+2c(H+)-c(CO)
解析
(2)1∶1的CH3COOH、CH3COONa溶液
水解方程式:________________________________________________________;
离子浓度大小关系:______________________________________________________;
电荷守恒:____________________________________________________;
物料守恒:_________________________________________________;
质子守恒:___________________________________________________。
答案 CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)
c(CH3COO-)+2c(OH-)=c(CH3COOH)+2c(H+)
解析 CH3COOHCH3COO-+H+(主要)
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-(次要)
水溶液呈酸性。
(3)CH3COOH、CH3COONa混合中性溶液
离子浓度大小关系:______________________________________________________;
电荷守恒:_________________________________________________;
物料守恒:_____________________________________________________。
答案 c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
c(Na+)=c(CH3COO-)
解析 CH3COOHCH3COO-+H+
CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-
若溶液呈中性,则电离和水解相互抵消。
(4)pH=2的CH3COOH与pH=12的NaOH等体积混合的溶液
离子浓度大小关系:_____________________________________________________;
电荷守恒:____________________________________________________。
答案 c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
解析 由于CH3COOH是弱酸,所以当完全反应后,CH3COOH仍过量许多,溶液呈酸性。
3.不同溶液,同一离子
有物质的量浓度相同的以下几种溶液:
①(NH4)2SO4溶液 ②(NH4)2CO3溶液
③NH4HSO4溶液 ④(NH4)2Fe(SO4)2溶液
⑤NH4Cl溶液 ⑥NH4HCO3溶液 ⑦NH3·H2O
c(NH)由大到小的顺序为____________________________________________________。
答案 ④>①>②>③>⑤>⑥>⑦
题组二 注意高考动态,把握命题方向
4.(全国卷Ⅰ,12)298 K时,在20.0 mL 0.10 mol·L-1氨水中滴入0.10 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸的体积关系如图所示。已知0.10 mol·L-1氨水的电离度为1.32%,下列有关叙述正确的是( )
A.该滴定过程应该选择酚酞作为指示剂
B.M点对应的盐酸体积为20.0 mL
C.M点处的溶液中c(NH)=c(Cl-)=c(H+)=c(OH-)
D.N点处的溶液中pHc(HX-)>c(X2-)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
解析 横坐标取0时,曲线M对应pH约为5.4,曲线N对应pH约为4.4,因为是NaOH滴定H2X溶液,所以在酸性较强的溶液中会存在c(HX-)=c(H2X),所以曲线N表示pH与lg的变化关系,B正确;=1时,即lg=0,pH=5.4,c(H+)=1×10-5.4 mol·
L-1,Ka2=≈1×10-5.4=100.6×10-6,A正确;NaHX溶液中,c(HX-)>c(X2-),即1,即c(X2-)>c(HX-),D错误。
题组三 新题预测,注意最新命题动向
7.常温下,向1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,不断加入固体NaOH后,NH与NH3·H2O的变化趋势如图所示(不考虑溶液体积的变化和氨的挥发),下列说法正确的是( )
A.M点溶液中水的电离程度比原溶液大
B.a=0.05
C.当n(NaOH)=0.05 mol时溶液中有:c(Cl-)>c(Na+)>c(NH)>c(OH-)>c(H+)
D.在M点时,n(OH-)-n(H+)=(a-0.05) mol
答案 D
解析 M点是向1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,不断加入NaOH固体后反应得到氯化铵和一水合氨溶液,铵根离子浓度和一水合氨浓度相同,一水合氨是一元弱碱,抑制水的电离,此时水的电离程度小于原氯化铵溶液中水的电离程度,故A错误;若a=0.05,得到物质的量均为0.05 mol的NH4Cl、NaCl和NH3·H2O的混合物,由于NH3·H2O电离大于NH4Cl水解,则c(NH)>c(NH3·H2O),与图像不符,故B错误;向1 L 0.1 mol·L-1NH4Cl溶液中,不断加入NaOH固体后,当n(NaOH)=0.05 mol时,得到物质的量均为0.05 mol的NH4Cl、NaCl和NH3·H2O的混合物,由于NH3·H2O电离大于NH4Cl水解,故离子浓度大小关系为c(Cl-)>c(NH)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),故C错误;在M点时溶液中存在电荷守恒,n(OH-)+n(Cl-)=n(H+)+n(Na+)+n(NH),n(OH-)-n(H+)=0.05+n(Na+)-n(Cl-)=(a-0.05) mol,故D正确。
8.25 ℃时,NH3·H2O的电离平衡常数Kb=1.75×10-5。该温度下,用0.01 mol·L一1盐酸滴定10 mL a mol·L—1氨水,盐酸的体积V(HCl)与溶液的pH关系如图所示,下列说法正确的是( )
A.A点溶液中加少量水,c(NH3·H2O)/c(OH-)增大
B.a约为1.006×10-2
C.B、D两点溶液中水电离出来的c(OH-):BKHB>KHD
B.滴定至P点时,溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7时,三种溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.当中和百分数达100%时,将三种溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
答案 C
解析 A项,根据图像知,在未滴加NaOH溶液时,0.1 mol·L-1的三种酸(HA、HB和HD)溶液的pH均大于1,说明三种酸均为弱酸,且HA的pH最小、酸性最强,HD的pH最大、酸性最弱,因酸性越强,电离常数越大,故KHA>KHB>KHD,正确; B项,滴定至P点时,溶液中未反应的HB与生成的NaB的浓度相等,且溶液呈酸性,说明HB的电离程度大于
B-水解程度,故c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-),正确;C项,pH=7时,三种离子的浓度分别等于c(Na+),然而三种溶液中阴离子水解程度不同,加入NaOH溶液的体积不同,故三种阴离子的浓度也不同,错误;D项,根据质子守恒即可得出,三种溶液混合后溶液的质子守恒关系:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+),正确。
考点五 酸碱中和滴定及迁移应用
“中和滴定”考点归纳
(1)“考”实验仪器
酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹(带铁架台)、锥形瓶。其中常考的是滴定管,如正确选择滴定管(包括量程),滴定管的检漏、洗涤和润洗,滴定管的正确读数方法等。
(2)“考”操作步骤
①滴定前的准备:查漏、洗涤、润洗、充液(赶气泡)、调液面、读数;②滴定:移液、滴加指示剂、滴定至终点、读数;③计算。
(3)“考”指示剂的选择
①强酸强碱相互滴定,可选用甲基橙或酚酞;②若反应生成的强酸弱碱盐溶液呈酸性,则选用酸性变色范围的指示剂(甲基橙),若反应生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,则选用碱性变色范围的指示剂(酚酞);③石蕊溶液因颜色变化不明显,且变色范围过宽,一般不作指示剂。
(4)“考”误差分析
写出计算式,分析操作对V标的影响,由计算式得出对最终测定结果的影响,切忌死记硬背结论。此外对读数视线问题要学会画图分析。
(5)“考”数据处理
正确“取舍”数据,计算“平均”体积,根据反应式确定标准液与待测液浓度和体积的关系,从而列出公式进行计算。
题组一 中和滴定的基本操作
1.正误判断,正确的打“√”,错误的打“×”
(1)滴定接近终点时,滴定管的尖嘴可以接触锥形瓶内壁(√)
(海南,8C)
(2)记录滴定终点读数为12.20 mL(×)
(安徽理综,8D)
(3)酸式滴定管装标准溶液前,必须先用该溶液润洗(√)
(4)酸碱滴定实验中,用待滴定溶液润洗锥形瓶以减小实验误差(×)
(5)欲测定NaOH溶液浓度,可选用滴定管、锥形瓶、烧杯、NaOH溶液、0.100 0 mol·L-1盐酸达到实验目的(×)
2.(广东理综,12)准确移取20.00 mL某待测HCl溶液于锥形瓶中,用0.100 0 mol·L-1NaOH溶液滴定。下列说法正确的是( )
A.滴定管用蒸馏水洗涤后,装入NaOH溶液进行滴定
B.随着NaOH溶液滴入,锥形瓶中溶液pH由小变大
C.用酚酞作指示剂,当锥形瓶中溶液由红色变无色时停止滴定
D.滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则测定结果偏小
答案 B
解析 A项,滴定管用水洗涤后,还要用待装溶液润洗,否则将要引起误差,错误;B项,在用NaOH溶液滴定盐酸的过程中,锥形瓶内溶液由酸性逐渐变为中性,溶液的pH由小变大,正确;C项,用酚酞作指示剂,锥形瓶中溶液应由无色变为红色,且半分钟内不恢复原色时才能停止滴定,错误;D项,滴定达终点时,发现滴定管尖嘴部分有悬滴,则碱液的体积偏大,测定结果偏大,错误。
题组二 滴定终点的描述
3.用a mol·L-1的盐酸滴定未知浓度的NaOH溶液,用酚酞作指示剂,达到滴定终点的现象是_______________________________________________________________________;
若用甲基橙作指示剂,滴定终点现象是______________________________________________。
答案 当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 当滴入最后一滴标准液,溶液由黄色变为橙色,且半分钟内不恢复黄色
4.用标准碘溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,应选用____________作指示剂,达到滴定终点的现象是___________________________________________。
答案 淀粉溶液 当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色
5.用标准酸性KMnO4溶液滴定溶有SO2的水溶液,以测定水中SO2的含量,是否需要选用指示剂________(填“是”或“否”),达到滴定终点的现象是
________________________________________________________________________。
答案 否 当滴入最后一滴酸性KMnO4溶液,溶液由无色变为紫红色,且半分钟内不褪色
6.用氧化还原滴定法测定TiO2的质量分数:一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再用KSCN溶液作指示剂,用NH4Fe(SO4)2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+,滴定Ti3+时发生反应的离子方程式为_________________________________________________________,
达到滴定终点时的现象是______________________________________________________。
答案 Ti3++Fe3+===Ti4++Fe2+ 当滴入最后一滴标准液,溶液变成红色,且半分钟内不褪色
7.用标准KI溶液滴定含有Fe3+的溶液,应选用________作指示剂,滴定终点现象是________________________________________________________________________。
答案 KSCN溶液 当滴入最后一滴标准KI溶液,溶液的红色褪去,且半分钟内不恢复红色
题组三 “滴定法”的迁移应用
8.(全国卷Ⅱ,28)水中的溶解氧是水生生物生存不可缺少的条件。某课外小组采用碘量法测定学校周边河水中的溶解氧。实验步骤及测定原理如下:
Ⅰ.取样、氧的固定
用溶解氧瓶采集水样。记录大气压及水体温度。将水样与Mn(OH)2碱性悬浊液(含有KI)混合,反应生成MnO(OH)2,实现氧的固定。
Ⅱ.酸化、滴定
将固氧后的水样酸化,MnO(OH)2被I-还原为Mn2+,在暗处静置5 min,然后用标准Na2S2O3溶液滴定生成的I2(2S2O+I2===2I-+ S4O)。
回答下列问题:
(1)取水样时应尽量避免搅动水体表面,这样操作的主要目的是
________________________________________________________________________。
(2)“氧的固定”中发生反应的化学方程式为
________________________________________________________________________。
(3)Na2S2O3溶液不稳定,使用前需标定。配制该溶液时需要的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、试剂瓶和________;蒸馏水必须经过煮沸、冷却后才能使用,其目的是杀菌、除________及二氧化碳。
(4)取100.00 mL水样经固氧、酸化后,用a mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,以淀粉溶液作指示剂,终点现象为_____________________________________________________;
若消耗Na2S2O3溶液的体积为b mL,则水样中溶解氧的含量为________ mg·L-1。
(5)上述滴定完成时,若滴定管尖嘴处留有气泡会导致测定结果偏________。(填“高”或“低”)
答案 (1)使测定值与水体中的实际值保持一致,避免产生误差
(2)2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2
(3)量筒 氧气
(4)当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化 80ab
(5)低
解析 本题采用碘量法测定水中的溶解氧的含量,属于氧化还原滴定。
(2)根据氧化还原反应原理,Mn(OH)2被氧气氧化为MnO(OH)2,由此可得方程式2Mn(OH)2+O2===2MnO(OH)2。
(3)一定物质的量浓度溶液的配制还需要量筒取液体体积;加热可以除去溶解的氧气,避免实验结果不准确。
(4)该实验用硫代硫酸钠标准液滴定I2,因此终点现象为当最后一滴标准液滴入时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内无变化;
根据关系式O2~2MnO(OH)2~2I2~4Na2S2O3
可得水样中溶解氧的含量为[(ab×10-3) mol÷4×32×103 mg·mol-1]÷0.1 L=80ab mg·L-1。
(5)终点读数时有气泡,气泡占据液体应占有的体积,会导致消耗的Na2S2O3体积偏小,最终结果偏低。
9.(天津理综,9)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次。三次测定数据如下表:
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有________________________________________________________________________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是________________________。
(3)滴定应在pH<0.5的条件下进行,其原因是
________________________________________________________________________。
(4)b和c两步操作是否可以颠倒________,说明理由____________________________
________________________________________________________________________。
(5)所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为________ mL,测得c(I-)=________ mol·L-1。
(6)在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,应进行的操作为___________________。
(7)判断下列操作对c(I-)测定结果的影响(填“偏高”“偏低”或“无影响”)
①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,则测定结果________。
②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,则测定结果________。
答案 (1)250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管
(2)避免AgNO3见光分解
(3)防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解)
(4)否(或不能) 若颠倒,Fe3+与I-反应,指示剂耗尽,无法判断滴定终点
(5)10.00 0.060 0
(6)用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次
(7)①偏高 ②偏高
解析 (1)配制AgNO3标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有250 mL(棕色)容量瓶、胶头滴管。(2)因AgNO3见光易分解,所以AgNO3标准溶液应放在棕色细口试剂瓶中并避光保存。(3)NH4Fe(SO4)2为强酸弱碱盐,且Fe3+的水解程度很大,为防止因Fe3+的水解而影响滴定终点的判断(或抑制Fe3+的水解),所以滴定应在pH<0.5的条件下进行。(4)因Fe3+能与I-发生氧化还原反应,而使指示剂耗尽,无法判断滴定终点,所以b和c两步操作不能颠倒。(5)由三次测定数据可知,第1组数据误差较大,应舍去,所以所消耗的NH4SCN标准溶液平均体积为=10.00 mL,测得c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]=(25.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1-10.00×10-3 L×0.100 0 mol·L-1)/(25.00×10-3L)=0.060 0 mol·L-1。(6) 在滴定管中装入NH4SCN标准溶液的前一步,用NH4SCN标准溶液润洗滴定管2~3次。(7)①若在配制AgNO3标准溶液时,烧杯中的溶液有少量溅出,造成溶质减少,则使配制AgNO3标准溶液的浓度偏低,则使消耗的n(NH4SCN)偏小,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果影响将偏高。②若在滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使读取的NH4SCN标准溶液的体积偏低,由c(I-)=[n(AgNO3)-n(NH4SCN)]/V[NaI(aq)]可推断,对c(I-)测定结果影响将偏高。
专题强化练
1.(辽宁省五校高三联考)下列说法正确的是( )
A.某温度下纯水pH=6,则在该条件下pH=4的醋酸和pH=10的NaOH中水的电离程度相同
B.NH4Cl溶于D2O的离子方程式:NH+D2ONH3·D2O+H+
C.已知S的燃烧热为Q kJ·mol-1,则S(s)+O2(g)===SO3(g) ΔH=-Q kJ·mol-1
D.水的自偶电离方程式:2H2OH3O++OH-,则液氨自偶电离方程式:2NH3NH+NH
答案 D
解析 某温度下纯水pH=6,则在该条件下pH=4的醋酸中水电离的氢离子浓度为10-8 mol·L-1,pH=10的NaOH中水电离的氢离子浓度为10-10 mol·L-1,水的电离程度不相同,故A错误;NH4Cl溶于D2O的离子方程式:NH+D2ONH3·DHO+D+,故B错误;已知S的燃烧热为Q kJ·mol-1,指的是生成二氧化硫,不是三氧化硫,故C错误;水的自偶电离方程式:2H2OH3O++OH-,则液氨自偶电离方程式:2NH3NH+NH,故D正确。
2.(北京理综,11)在两份相同的Ba(OH)2溶液中,分别滴入物质的量浓度相等的H2SO4、NaHSO4溶液,其导电能力随滴入溶液体积变化的曲线如图所示:
下列分析不正确的是( )
A.①代表滴加H2SO4溶液的变化曲线
B.b点,溶液中大量存在的离子是Na+、OH-
C.c点,两溶液中含有相同量的OH-
D.a、d两点对应的溶液均显中性
答案 C
解析 该题所涉及的化学方程式:向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液:Ba(OH)2+H2SO4===BaSO4↓+2H2O(反应ⅰ);向Ba(OH)2溶液中滴入NaHSO4溶液:Ba(OH)2+NaHSO4===BaSO4↓+NaOH+H2O(反应ⅱ),NaOH+NaHSO4===Na2SO4+H2O(反应ⅲ)。 A项,由题图可知曲线①在a点溶液导电能力最低,说明此时溶液中离子浓度最小,当Ba(OH)2和H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀,此时溶液导电能力最低,故反应ⅰ符合,正确;B项,曲线②中b点进行的反应是反应ⅱ,溶液中含有Ba(OH)2与NaHSO4反应生成的NaOH,正确;C项,c点曲线①表示Ba(OH)2已经完全反应,并剩余H2SO4,溶液显酸性,c点曲线②表示NaOH与NaHSO4反应,且NaOH还有剩余,故溶液中含有反应ⅲ生成的Na2SO4和剩余的NaOH,溶液显碱性,所以c点两溶液中含有OH-的量不相同,错误;D项,a点为Ba(OH)2和 H2SO4完全反应时生成BaSO4沉淀,溶液呈中性,d点溶液中溶质只有Na2SO4,溶液也呈中性,正确。
3.(辽宁省五校高三联考)已知25 ℃ HB电离常数K=4×10-7,H2A=== H++HA-,
HA- H++A-(K=3×10-6) ; 有关0.1 mol·L-1的两种酸H2A、HB溶液,下列说法不正确的是( )
A.分别取等体积的两种酸溶液稀释100 倍后,pH(H2A)HA->HB。分别取等体积的两种酸溶液稀释100倍后,由于H2A的第一步完全电离,因此pH(H2A)1.0×10-5 mol·L-1,溶液中存在难溶物的溶解平衡,所以CrO不能完全沉淀,故C错误;根据Ksp(AgCl)、Ksp(Ag2CrO4),则当Cl-开始沉淀时c(Ag+)==1.56×10-7 mol·L-1,当CrO开始沉淀时c(Ag+)==1.0×10-3 mol·L-1,故先产生AgCl沉淀,故D正确。
5.25 ℃ 时,AgCl的Ksp=1.8×10-10,Ag2CO3在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法错误的是( )
A.Ag2CO3的Ksp为8.1×10-12
B.Ag2CO3(s)+2Cl-(aq)2AgCl(s)+CO(aq)的平衡常数K=2.5×108
C.向Ag2CO3的饱和溶液中加入K2CO3(s)可使c(CO)增大(由Y点到Z点)
D.向0.001 mol·L-1AgNO3溶液中滴入同浓度的KCl和K2CO3的混合溶液,CO先沉淀
答案 D
解析 由图像可知,Ag2CO3的Ksp=(9×10-4)2×10-5=8.1×10-12,A项不符合题意;Ag2CO3与Cl-反应的平衡常数K=,而Ksp(Ag2CO3)=c2(Ag+)×c(CO),Ksp(AgCl)=c(Ag+)×c(Cl-),所以K===2.5×108,B项不符合题意;向Ag2CO3的饱和溶液中加K2CO3固体,c(CO)增大,沉淀溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,但Ksp不变,C项不符合题意;假设K2CO3和KCl的浓度均为0.1 mol·L-1,使CO沉淀需c(Ag+)为9×10-6 mol·L-1,使Cl-沉淀需c(Ag+)为1.8×10-9 mol·L-1,所以Cl-先沉淀,D项符合题意。
6.(黑龙江省哈师大附中高三上学期期末)常温下,在10 mL 0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中逐滴加入0.1 mol·L-1HCl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,下列说法不正确的是( )
A.溶液的pH为7时,溶液的总体积大于20 mL
B.在B点所示的溶液中:c(Na+)+c(H+) =2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+c(Cl-)
C.在A点所示的溶液中: c(Na+)=c(CO)=c(HCO-3)>c(OH-)>c(H+)
D.已知CO水解常数为2×10-4,当溶液中c(HCO)=2c(CO)时,溶液的pH=10
答案 C
解析 当混合溶液体积为20 mL时,二者恰好反应生成NaHCO3,HCO的电离程度小于其水解程度,所以其溶液呈碱性,要使混合溶液呈中性,则酸稍微过量,所以混合溶液体积稍微大于20 mL,A正确;任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+
c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(OH-)+c(Cl-),B正确;根据图像分析,A点为碳酸钠和碳酸氢钠的混合溶液,且c(HCO)=c(CO),溶液呈碱性,则c(OH-)>c( H+),盐溶液水解程度较小,所以c(CO)>c(OH-),则离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO)=c(CO)>c(OH-)>c( H+),C错误;当溶液中c(HCO)∶c(CO)=2∶1时,根据Kh==2×10-4,可得c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,则c(H+)=1×10-10 mol·L-1,所以溶液pH=10,D正确。
7.(襄阳市高三第一次调研)为研究沉淀的生成及其转化,某小组进行如下实验。关于该实验的分析不正确的是( )
A.①浊液中存在平衡:Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq)
B.②中溶液变澄清的原因:AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O
C.③中颜色变化说明有AgCl生成
D.该实验可以证明AgCl比Ag2CrO4更难溶
答案 D
解析 络合反应为可逆反应,则①浊液中存在平衡Ag2CrO4(s)2Ag+(aq)+CrO(aq),故A正确;银离子与NH3·H2O结合生成络离子,则②中溶液澄清说明AgOH+2NH3·H2O===[Ag(NH3)2]OH+2H2O,故B正确;银离子与氯离子结合生成AgCl白色沉淀,则③中颜色变化说明有AgCl生成,故C正确;硝酸银过量,不发生沉淀的转化,余下的浊液中含银离子,与KCl反应生成白色沉淀,不能证明AgCl比Ag2CrO4更难溶,故D错误。
8.亚氯酸钠是一种高效氧化剂、漂白剂,主要用于棉纺、亚麻、纸浆等漂白,亚氯酸钠(NaClO2)在溶液中可生成ClO2、HClO2、ClO、Cl-等,其中HClO2和ClO2都具有漂白作用,但ClO2是有毒气体。经测定,25 ℃时各组分含量随pH变化情况如图所示(Cl-没有画出)。则下列分析不正确的是( )
A.亚氯酸钠在酸性条件下较稳定
B.25 ℃时,HClO2的电离平衡常数的数值Ka=10-6
C.使用该漂白剂的最佳pH范围为小于3
D.25 ℃时,同浓度的HClO2溶液和NaClO2溶液等体积混合(忽略ClO2和Cl-),则混合溶液中有c(HClO2)+2c(H+)=c(ClO)+2c(OH-)
答案 A
解析 由图可以得出:碱性条件下ClO浓度高,即在碱性条件下亚氯酸钠较稳定,而酸性条件下不稳定,故A错误;HClO2的电离平衡常数K=,结合图像,当c(ClO)=c(HClO2)时,pH=6,故此时K=c(H+)=10-6,故B正确;HClO2和ClO2都具有漂白作用,结合图中HClO2和ClO2的浓度越大即为使用该漂白剂的最佳pH,应该是小于3,故C正确;依据电中性原则得出:c(H+)+c(Na+)=c(ClO)+c(OH-) ①,依据物料守恒得出:2c(Na+)=c(ClO)+c(HClO2) ②,联立①②消去钠离子:c(HClO2)+2c(H+)=c(ClO)+2c(OH-),故D正确。
9.(长沙市高三上学期期末)在一定条件下,Na2S溶液存在水解平衡:S2-+H2OHS-+OH-。下列说法正确的是( )
A.稀释溶液,水解平衡常数增大
B.加入CuSO4固体,HS-浓度减小
C.升高温度,减小
D.加入NaOH固体,溶液pH减小
答案 B
解析 平衡常数仅与温度有关,温度不变,则稀释时平衡常数是不变的,A错误;加入CuSO4固体,生成CuS沉淀,平衡向逆反应方向进行,HS-浓度减小,B正确;水解反应是吸热反应,升温促进水解,平衡正向移动,c(S2-)减小,c(HS-)增大,所以增大,C错误;加入NaOH固体是一种强碱,溶液pH增大,D错误。
10.(湖南省岳阳县第一中学高三第一次理综能力测试)室温时,将0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴入20.00 mL未知浓度的某一元酸HA溶液中,溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化曲线如图所示。当V(NaOH)=20.00 mL,二者恰好完全反应。则下列有关说法不正确的是( )
A.该一元酸溶液浓度为0.10 mol·L-1
B.a、b、c点的水溶液导电性依次增强
C.室温时,HA的电离常数Ka≈1×10-5
D.a点和c点所示溶液中H2O的电离程度相同
答案 C
解析 根据信息,当V(NaOH)=20 mL时,二者恰好完全反应,NaOH+HA===NaA+H2O,因此c(HA)=0.1 mol·L-1,故A项正确;导电性与溶液中离子浓度以及所带电荷数有关,离子浓度越大,所带电荷数越多,导电能力越强,根据起点HA的pH=2,说明HA为弱酸,a点溶质为NaA和HA,HA物质的量较多,b点时溶质为NaA和HA,NaA较多,c点时溶质为NaA和NaOH,都是强电解质,因此导电能力c>b>a,故B项正确;HAH++A-,电离产生的c(H+)=c(A-)=10-2 mol·L-1,弱电解质电离程度微弱,即c(HA)约为0.1 mol·L-1,根据电离平衡常数的表达式K=≈=10-3,故C项错误;a点对应的pH=3,即溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,c点时pH=11,溶液中c(OH-)=10-3 mol·L-1,两点对水的电离抑制能力相同,故D项正确。
11.(湖南省怀化市高三上学期期末)向MnCl2溶液中加入过量难溶电解质MnS,可使溶液中含有的Cu2+、Pb2+、Cd2+等金属离子转化为硫化物沉淀,从而得到纯净的MnCl2。下列分析正确的是( )
A.MnS具有吸附性
B.MnS有还原性,可将Cu2+、Pb2+、Cd2+还原后除去
C.MnS溶解度大于CuS、PbS、CdS
D.MnS与Cu2+反应的离子方程式是Cu2++S===CuS↓
答案 C
解析 根据信息,Cu2+、Pb2+、Cd2+转化成硫化物沉淀,吸附是物理变化,故A项错误;只是生成硫化物沉淀,化合价并没有变化,故B项错误;根据化学反应向更难溶的方向进行,因此MnS的溶解度大于CuS、PbS、CdS的溶解度,故C项正确;MnS是难溶电解质,不能拆写成离子,故D项错误。
12.(湖南省怀化市高三上学期期末)25 ℃时,向20 mL 0.1 mol·L-1盐酸溶液中逐滴加入等浓度的氨水溶液,溶液中pH与pOH[pOH=-lgc(OH-)]的变化关系如图所示。下列说法正确的是( )
A.b点消耗氨水的体积为20 mL
B.pH>7时,溶液中都一定有:c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.a点和c点所示溶液中水所电离出的c(OH-)分别为10-9 mol·L-1和10-5 mol·L-1
D.ab段所示溶液中相关离子浓度关系可能为c(NH)>c(Cl-)>c(NH3·H2O)
答案 D
解析 如果b点消耗氨水的体积为20 mL,则溶质为NH4Cl,溶液显酸性,故A项错误;pH>7说明溶液显碱性,溶质为NH4Cl和NH3·H2O,离子浓度是c(NH+4)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),故B项错误;a点溶液显碱性,水电离出的c(OH-)=10-9 mol·L-1,c点溶液显酸性,溶质可能为NH4Cl和HCl,水电离出的c(OH-)=10-9 mol·L-1,故C项错误;ab段溶液显碱性,离子浓度可能是c(NH+4)>c(Cl-)>c(NH3·H2O),故D项正确。
13. 按要求回答下列问题
(1)将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,所得溶液呈________性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为___________________________________________,所得溶液中c(H+)-c(OH-)=________________(填写表达式)。(已知:H2SO3:Ka1=1.7×10-2,Ka2=6.0×10-8;NH3·H2O:Kb=1.8×10-5)
(2)氯化铜溶液中含铜粒子的分布分数与c(Cl-) 的关系如图所示。
①当c(Cl-)=9 mol·L-1时,溶液中主要的3种含铜微粒浓度大小关系为______________。
②在c(Cl-)=1 mol·L-1的氯化铜溶液中滴入AgNO3溶液,含铜微粒间转化的离子方程式为__________________________________(任写一个)。
(3)CoCl2·6H2O常用作多彩水泥的添加剂,以含钴废料(含少量Fe、Al等杂质)制取CoCl2·6H2O的一种工艺如下:
已知:
沉淀物
Fe(OH)3
Fe(OH)2
Co(OH)2
Al(OH)3
开始沉淀(pH)
2.3
7.5
7.6
3.4
完全沉淀(pH)
4.1
9.7
9.2
5.2
①净化除杂质时,加入H2O2 发生反应的离子方程式为________________________。
②加入CoCO3调pH为5.2~7.6,则操作Ⅰ获得的滤渣成分为________________。(填化学式)
③加盐酸调整pH为2~3的目的为________________。
(4)下表是25 ℃时某些弱酸的电离平衡常数。
化学式
CH3COOH
HClO
H2CO3
H2C2O4
Ka
Ka=1.8×10-5
Ka=3.0×10-8
Ka1=4.1×10-7
Ka2=5.6×10-11
Ka1=5.9×10-2
Ka2=6.4×10-5
①H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后所得溶液呈酸性,该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为______________________________________________。
②pH相同的NaClO和CH3COOK溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是(填“>”“c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-) ②> = ③5 ④2CO+Cl2+H2O===Cl-+ClO-+2HCO
解析 (1)若将等物质的量的SO2与NH3溶于水充分反应,恰好生成NH4HSO3,溶液中存在NH+4、HSO的水解及HSO的电离,且HSO的电离大于HSO-3的水解,所得溶液呈酸性,c(OH-)<c(H+);该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为 c(NH+4)>c(HSO)>c(H+)>c(SO)>c(OH-) ;电解质溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(NH+4)=c(OH-)+c(HSO)+2c(SO)得到:c(H+)-c(OH-)=c(HSO)+2c(SO)-c(NH+4)。
(2)①当c(Cl-)=9 mol·L-1时,过这一点在图像中做垂线平行于纵轴,得出大小关系为c(CuCl2)>c(CuCl+)>c(CuCl-3)。②根据图像可以看出当在c(Cl-)=1 mol·L-1时存在含有氯离子的物质有氯化铜和其阴、阳离子,故反应方程式可以有:CuCl++Ag+===AgCl↓+Cu2+;CuCl2+Ag+===CuCl++AgCl↓;CuCl2+2Ag+===Cu2++2AgCl↓。
(3)①加入H2O2把二价铁离子氧化为三价铁离子,发生反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+2H+===2Fe3+ +2H2O。②操作Ⅰ是分离Fe(OH)3、Al(OH)3和液体的操作,是过滤,前面调节pH的目的是让三价铁离子和铝离子转化为沉淀,所以沉淀的成分是Fe(OH)3、Al(OH)3。③加盐酸调整pH为2~3的目的为抑制CoCl2的水解。
(4)①H2C2O4与含等物质的量的KOH的溶液反应后恰好得到草酸氢钾,所得溶液呈酸性,说明HC2O的电离程度大于水解程度,则该溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(K+)>c(HC2O)>c(H+)>c(C2O)>c(OH-)。②次氯酸的酸性弱于醋酸,次氯酸根离子的水解程度大于醋酸根的水解程度,因此pH相同的NaClO和CH3COOK溶液相比,醋酸钾的浓度大。根据物料守恒可知两溶液中[c(Na+)-c(ClO-)]=[c(K+)-c(CH3COO-)]。
③向0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH)∶c(CH3COO-)=5∶9,根据醋酸的电离常数可知c(H+)==10-5 mol·L-1,此时溶液pH=5。
14.硫的化合物在生产生活中有广泛应用。
(1)硫化钠主要用于皮革、毛纺、高档纸张、染料等行业。生产硫化钠大多采用无水芒硝(Na2SO4)—炭粉还原法,其流程示意图如下:
①上述流程中采用稀碱液比用热水更好,理由是_______________________________。
②取硫化钠晶体(含少量NaOH)加入到硫酸铜溶液中,充分搅拌。若反应后测得溶液的pH=4,则此时溶液中c( S2-)=____mol·L-1。(已知:常温时CuS、Cu(OH)2的Ksp分别为8.8×10-36、2.2×10-20)
(2)工业上常利用废碱渣(主要成分Na2CO3)吸收硫酸厂尾气中的SO2制备无水Na2SO3。KIO3滴定法可测定成品中Na2SO3的含量:室温下将0.126 0 g成品溶于水并加入淀粉作指示剂,再用0.010 00 mol·L-1KIO3酸性标准溶液滴定至终点,消耗KIO3溶液31.25 mL。
①滴定终点观察到的现象为________________________________________________。
②成品中Na2SO3的质量分数是________。
答案 (1)①热水会促进Na2S水解,而稀碱液能抑制Na2S水解 ②4.0×10-36
(2)①加入最后一滴KIO3标准液,烧杯中溶液由无色变为蓝色,且30 s内不变色 ②93.75%
解析 (1)①碱浸目的是溶解Na2S,用碱的稀溶液浸取可以防止Na2S水解,较少的碱也可以使以后分离更方便。而用热水虽然也可以溶解Na2S而分离出固体碳,但是Na2S的水解将造成产品的损失。
②基本计算流程为pH→c(OH-)→c(Cu2+)→c(S2-)。由溶液pH可得出c(OH-)= mol·L-1=10-10 mol·L-1,c(Cu2+)== mol·L-1=2.2 mol·L-1,c(S2-)== mol·L-1=4.0×10-36 mol·L-1。
(2)①Na2SO3与 KIO3反应原理:3SO+IO===3SO+I-,当Na2SO3完全反应后,6H++IO+5I-===3I2+3H2O,生成的I2遇淀粉使溶液变成蓝色。
② 3SO+IO===3SO+I-,所以n(Na2SO3)=3×0.010 00 mol·L-1×0.031 25 L=9.375×10-4 mol,Na2SO3质量分数=×100%=93.75%。
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