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人教版 (2019)选择性必修1第三章 水溶液中的离子反应与平衡第三节 盐类的水解优秀课后作业题
展开第三节 盐类的水解
第4课时 溶液中的离子浓度比较
课程学习目标
能综合运用电离平衡和水解平衡原理,判断溶液中粒子浓度大小关系。
学科核心素养
运用化学平衡原理分析分析比较溶液中的离子浓度,培养宏观辨识与微观探析能力。
【新知学习】
一.溶液中粒子浓度关系判断的理论基础
1.电离理论
(1)弱电解质的电离是微弱的,电离产生的微粒都非常少,同时还要考虑水的电离。如氨水中NH3·H2O、NHeq \\al(+,4)、OH-浓度的大小关系是c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(NHeq \\al(+,4))。
(2)多元弱酸的电离是分步进行的,其主要是第一步电离(第一步电离程度远大于第二步电离程度)。如H2S溶液中H2S、HS-、S2-、H+浓度的大小关系是c(H2S)>c(H+)>c(HS-)>c(S2-)。
2.水解理论
(1)弱电解质离子的水解损失是微量的(水解相互促进的离子除外),但由于水的电离,使水解后酸性溶液中c(H+)或碱性溶液中c(OH-)总是大于水解产生的弱电解质的浓度。如NH4Cl溶液中NHeq \\al(+,4)、Cl-、NH3·H2O、H+浓度的大小关系是c(Cl-)>c(NHeq \\al(+,4))>c(H+)>c(NH3·H2O)。
(2)多元弱酸酸根离子的水解是分步进行的,其主要是第一步水解。如Na2CO3溶液中COeq \\al(2-,3)、HCOeq \\al(-,3)、H2CO3浓度的大小关系是c(COeq \\al(2-,3))>c(HCOeq \\al(-,3))>c(H2CO3)。
二.把握三种守恒,明确等量关系
1.电荷守恒规律
电解质溶液中,无论存在多少种离子,溶液均呈电中性,即阴离子所带负电荷总数一定等于阳离子所带正电荷总数。如NaHCO3溶液中的离子有Na+、H+、HCOeq \\al(-,3)、COeq \\al(2-,3)、OH-,其存在如下关系:c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)+2c(COeq \\al(2-,3))。
2.物料守恒规律
电解质溶液中,由于某些离子能够水解,离子种类增多,但元素总是守恒的。如K2S溶液中S2-、HS-都能水解,故S元素以S2-、HS-、H2S三种形式存在,它们之间有如下守恒关系:c(K+)=2c(S2-)+2c(HS-)+2c(H2S)。
3.质子守恒规律
如Na2S水溶液中的质子转移情况如图所示:
由图可得Na2S水溶液中质子守恒式:c(OH-)=c(H+)+2c(H2S)+c(HS-)。
质子守恒式也可以由电荷守恒式与物料守恒式推导得到。Na2S水溶液中电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-),物料守恒式为c(Na+)=2[c(HS-)+c(S2-)+c(H2S)],以上两式通过变换,消去没有参与变化的Na+,即可得到质子守恒式。
三.溶液中离子浓度的比较应用
【问题探究】
1.Na2S溶液中电荷守恒和物料守恒关系式分别是什么?
电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HS-)+2c(S2-);物料守恒:c(Na+)=2c(H2S)+2c(HS-)+2c(S2-)。
2.0.1 ml·L-1NaCN和0.1 ml·L-1 HCN的混合液显碱性,则c(Na+)、c(CN-)、c(OH-)、c(H+)、c(HCN)的大小顺序如何?
若不考虑HCN电离和CN-水解,c(Na+)=c(CN-)=c(HCN),混合液显碱性,说明水解程度大于电离程度,故只考虑CN-水解,则c(CN-)减小,c(HCN)增大,顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
【知识归纳总结】
1.判断粒子浓度关系的三个守恒规律:
2.溶液中离子浓度的大小比较:
(1)不同溶液中同一离子浓度的比较。
要看溶液中其他离子对其影响。
例如:在相同物质的量浓度的下列溶液中:a.NH4Cl、b.CH3COONH4、c.NH4HSO4,c(NHeq \\al(+,4))由大到小的顺序:c>a>b。
(2)同一溶液中不同离子浓度的大小比较。
(3)混合溶液中各离子浓度的比较。
根据电离程度、水解程度的相对大小分析。
①分子的电离大于相应离子的水解:
例如:等物质的量浓度的NH4Cl与NH3·H2O混合溶液中,c(NHeq \\al(+,4))>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)。
②分子的电离小于相应离子的水解:
例如:在0.1 ml·L-1的NaCN和0.1 ml·L-1的HCN溶液的混合液中,各离子浓度的大小顺序为c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)抓“四点”,突破酸碱中和滴定曲线中的粒子浓度关系:
①抓反应“一半”点,判断是什么溶质的等量混合。
②抓“恰好”反应点,生成的溶质是什么,判断溶液的酸碱性。
③抓溶液的“中性”点,生成什么溶质,哪种物质过量或不足。
④抓反应的“过量”点,溶液中的溶质是什么,判断哪种物质过量。
实例分析:向CH3COOH溶液中逐滴加入NaOH溶液,溶液pH与加入NaOH溶液的关系如图所示:
(注:a点为反应一半点,b点呈中性,c点恰好完全反应,d点NaOH过量一倍)
分析:
a点,溶质为CH3COONa CH3COOH
离子浓度关系:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
b点,溶质为CH3COONa CH3COOH
离子浓度关系:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(H+)=c(OH-)
c点,溶质为CH3COONa
离子浓度关系:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
d点,溶质为CH3COONa NaOH
离子浓度关系:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
【典例1】在0.1 ml·L-1的醋酸钠溶液中加入等体积的下列物质,溶液中离子浓度大小关系正确的是( )
A.水;c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
B.0.1 ml·L-1盐酸;c(Na+)=c(Cl-)>c(H+)>c(CH3COO-)>c(OH-)
C.0.1 ml·L-1醋酸;c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
D.0.1 ml·L-1氢氧化钠;c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
【答案】B
【解析】
A项,正确的离子浓度关系为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+);B项,加入0.1 ml·L-1盐酸后,生成等浓度的NaCl和醋酸混合液,故有c(Na+)=c(Cl-),考虑水的电离,故有c(H+)>c(CH3COO-),B正确;C项,电离程度大于水解程度,正确的离子浓度关系为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-);D项,正确的离子浓度关系为c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)。
【典例2】下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.在0.1 ml·L-1 Na2CO3溶液中:c(Na+)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(COeq \\al(2-,3))>c(OH-)>c(H+)
B.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中:c(OH-)+2c(A2-)=c(H+)+c(H2A)
C.向NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至恰好呈中性:c(Na+)>c(SOeq \\al(2-,4))=c(NHeq \\al(+,4))>c(OH-)=c(H+)
D.常温下,将50 mL 0.1 ml·L-1的盐酸与100 mL 0.1 ml·L-1的氨水混合,所得溶液中:c(NHeq \\al(+,4))>c(Cl-)>c(NH3·H2O)>c(OH-)>c(H+)
【答案】D
【解析】
在Na2CO3溶液中,c(Na+)>c(COeq \\al(2-,3))>c(OH-)>c(HCOeq \\al(-,3))>c(H+),A项错误;根据质子守恒可知:c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A),B项错误;NHeq \\al(+,4)与SOeq \\al(2-,4)均来自NH4HSO4溶液,NHeq \\al(+,4)部分水解,所以c(SOeq \\al(2-,4))>c(NHeq \\al(+,4)),C项错误;混合溶液中NH4Cl和NH3·H2O的物质的量相等,NH3·H2O的电离程度大于NHeq \\al(+,4)的水解程度,溶液显碱性,D项正确。
【效果检测】
1.(2021·云南省楚雄天人中学高二阶段练习)4种混合溶液:分别由等体积0.1ml/L的两溶液混合而成:①NH4Cl与CH3COONa ②NH4Cl与HCl ③NH4Cl与NaCl ④NH4Cl与NH3·H2O(混合液呈碱性),下列各项排序正确的是
A.c(NH):①<③<②<④B.溶液中c(H+):①<③<②<④
C.pH:②<①<④<③D.c(NH3·H2O):①<③<④<②
【答案】A
【详解】A.四种溶液中,④NH4Cl与NH3•H2O的混合液显碱性,说明NH3▪H2O的电离大于NH4Cl中的的水解,c()>0.1ml•L-1;②NH4Cl与HCl的混合液中,由于HCl电离产生的H+抑制的水解,所以c()接近0.1ml•L-1;①NH4Cl与CH3COONa,发生了双水解,铵根离子浓度最小,所以正确排序为:①<③<②<④,故A正确;
B.四种混合物中,②NH4Cl与HCl的混合溶液中HCl完全电离,c(H+)最大;④NH4Cl与NH3•H2O的混合溶液显碱性,c(H+)最小;①NH4Cl与CH3COONa 的混合溶液显中性;③NH4Cl与NaCl 的混合溶液由于的水解显酸性,c(H+)没有②大,故正确c(H+)关系应该为:④<①<③<②,故B错误;
C.酸性越强,pH越小。c(H+)=10-pH,溶液中c(H+)越大,pH越小,借助上一选项可知,pH正确顺序为:②<③<①<④,故C错误;
D.由于④NH4Cl与NH3•H2O混合溶液中,NH3•H2O是弱电解质,部分电离,c(NH3•H2O)最大,其次是①NH4Cl与CH3COONa的混合溶液,发生了双水解,的水解程度稍大;NH3•H2O浓度最小的是②NH4Cl与HCl的混合溶液,几乎没有NH3•H2O存在,所以NH3•H2O浓度大小顺序为:②<③<①<④,故D错误;
故选A。
2.(2021·湖南·汨罗市楚雄中学高二期中)常温下向20mL0.1ml•L-1CH3COOH溶液中逐滴加入0.1ml•L-1NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法中错误的是
A.a点表示的溶液中c(CH3COO-)略小于10-3ml∙L-1
B.b、d点表示的溶液的值b=d
C.c点表示CH3COOH和NaOH恰好反应完全
D.b点表示的溶液中c(CH3COO−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【答案】C
【详解】A.a点表示的溶液中,依据质子守恒c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+)=10-3ml∙L-1,则c(CH3COO-)略小于10-3ml∙L-1,A正确;
B.Ka(CH3COOH)=,b、d点溶液的温度相同,Ka(CH3COOH)相同,则表示的溶液的值b=d,B正确;
C.若CH3COOH和NaOH恰好反应完全,则生成CH3COONa溶液呈碱性,而c点表示溶液的pH=7,则应为CH3COOH有剩余,C错误;
D.b点溶液pH<7,溶液中的溶质为CH3COOH和CH3COONa,且以CH3COOH的电离为主,所以溶液中c(CH3COO−)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D正确;
故选C。
3.(2021·吉林江城中学高二期中)某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液,若pH<7,则溶液中各离子浓度的关系不正确的是
A.c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
B.c(Na+)+c(H+)=c(HA-)+2c(A2-)+c(OH-)
C.c(H+)+c(A2-)=c(OH-)+c(H2A)
D.c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+2c(A2-)
【答案】D
【分析】二元弱酸的酸式盐NaHA溶液中既存在电离平衡HA-⇌H++A2-,又存在水解平衡HA-+H2O⇌H2A+OH-,因为溶液pH<7,即显酸性,所以电离程度大于水解程度。
【详解】A.因为电离和水解都较弱,所以溶液中离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。A项正确;
B.根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),B项正确;
C.根据电荷守恒有:c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-),根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。消去两式中c(Na+)项,得c(H+)+c(H2A)=c(OH-)+c(A2-)。C项正确;
D.根据物料守恒有:c(Na+)=c(HA-)+c(A2-)+c(H2A)。D项错误;
答案选D。
4.(2021·广东·华中师大龙岗附中高二期中)现有常温下的四份溶液:①0.01ml/L CH3COOH ②0.01ml/L HCl ③pH=12的氨水 ④pH=12的NaOH溶液。下列说法正确的是
A.①中水的电离程度最小,③中水的电离程度最大
B.将②、③混合,若pH=7,则消耗溶液的体积:②=③
C.将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH③>④,①>②
D.将①、④混合,若有c(CH3COO-)>c(Na+),则合液一定呈碱性
【答案】C
【分析】①0.01ml/LCH3COOH,发生部分电离,溶液中的c(H+)<10-2ml/L;②0.01ml/LHCl,c(H+)=10-2ml/L;③pH=12的氨水,c(OH¯)=10-2ml/L;④pH=12的NaOH溶液,c(OH¯)=10-2ml/L。
【详解】A.①中c(H+)最小,对水电离的抑制作用最弱,水的电离程度最大,②中酸电离出的c(H+)与③、④中碱电离出的c(OH¯)相同,对水电离的抑制作用相同,水的电离程度一样大,故A错误;
B.将②③混合,所得溶液为NH4Cl、NH3·H2O的混合液,由于NH3·H2O为弱碱,氨水的起始浓度大于10-2ml/L,所以若pH=7时消耗溶液的体积:②>③,故B错误;
C.稀释促进弱电解质的电离,因此将四份溶液稀释相同倍数后,液的pH③>④,①>②,故C正确;
D.将①、④混合,当溶液中存在c(CH3COO-)>c(Na+)时,根据电荷守恒c(CH3COO-)+ c(OH¯)=c(Na+)+ c(H+)可知,c(H+)> c(OH¯),溶液一定显酸性,故D错误;
故答案选C。
5.(2021·重庆·巫山县官渡中学高二阶段练习)25℃时,在20mL0.1ml/LNaOH溶液中逐滴加入0.2ml/L醋酸溶液,pH曲线如图所示,有关粒子浓度关系的比较中,错误的是
A.A点,c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)
B.B点,c(H+)=c(OH-),c(Na+)=c(CH3COO-)
C.C点,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D.C点,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)
【答案】A
【分析】根据图像可以判断溶液的酸碱性,判断氢离子和氢氧根离子的浓度大小,根据电荷守恒可以判断其它两种离子的浓度大小,利用物料守恒可以判断离子浓度之间的关系;
【详解】A.A点时加入10mL醋酸溶液,与氢氧化钠恰好反应,生成醋酸钠,由于醋酸根离子发生水解导致溶液显碱性;故离子浓度大小关系为:c(Na+)> c(CH3COO-) >c(OH-)>c(H+),故A不正确;
B.B点溶液pH等于7,又因在常温下,说明溶液显中性,根据电荷守恒判断;c(H+)=c(OH-),c(Na+)=c(CH3COO-),故B正确;
C.根据C点加入20mL醋酸,根据物料守恒判断,C正确;
D.根据图像C点判断,溶液显酸性,c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+ c(OH-);判断c(CH3COO-)>c(Na+);
故选答案A;
【点睛】此题考查离子浓度的大小关系判断,注意在反应过程中原子的种类和个数保持不变。
6.(2022·辽宁·新民市第一高级中学高二期末)常温下,下列有关电解质溶液中相关微粒的物质的量浓度关系不正确的是
A.0.1ml·L-1CH3COONa溶液中:c(CH3COO-)<c(Na+)
B.0.1ml·L-1NH4Cl溶液中:c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
C.0.1ml·L-1NaClO溶液:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO)
D.浓度均为0.1ml·L-1NH4Cl、NH4HSO4溶液中,c()的大小顺序: NH4Cl>NH4HSO4
【答案】D
【详解】A.CH3COONa为强碱弱酸盐,在溶液中CH3COO-发生水解,从而使其浓度减小,所以:c(CH3COO-)<c(Na+),A正确;
B.0.1ml·L-1NH4Cl溶液中含有c()、c(H+)、c(Cl-)、c(OH-)等离子,溶液中存在电荷守恒:c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),B正确;
C.0.1ml·L-1NaClO溶液中,ClO-水解生成HClO和OH-,溶液中存在物料守恒:c(Na+)=c(ClO-)+c(HClO),C正确;
D.等浓度NH4Cl、NH4HSO4溶液中,NH4Cl中发生水解,从而使c()减小,而NH4HSO4中,虽然也发生水解,但水解受硫酸氢根电离产生H+的抑制,所以c()的大小顺序:NH4Cl<NH4HSO4,D不正确;
故选D。
7.(2021·广东·深圳实验学校高二阶段练习)下列各项关系中正确的是
A.已知NaHSO3溶液显酸性,则溶液中c()
C.常温下pH=2的稀硫酸与pH=12的氨水等体积混合后溶液呈碱性
D.等浓度的溶液①NH4Cl,②(NH4)2SO4,③NH4HSO4中c(NH4+)大小关系为②>①>③
【答案】C
【详解】A.既能发生电离:,也能发生水解:,已知NaHSO3溶液显酸性,说明电离大于水解,则溶液中c()>c(H2SO3),故A错误;
B.0.2ml·L-1CH3COOH溶液与0.1ml·L-1NaOH溶液等体积混合,溶质为等浓度的CH3COOH和CH3COONa,依据溶液液中电荷守恒和物料守恒得出:2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH),故B错误;
C.常温下pH=2的稀硫酸中c(H+)=0.01ml/L,一水合氨为弱碱,所以pH=12的氨水浓度远大于0.01ml/L,二者等体积混合,碱过量,溶液呈碱性,故C正确;
D.氯离子、硫酸根对铵根离子的水解没有影响,但硫酸铵可以电离生成2个铵根离子,硫酸氢根会电离出氢离子抑制铵根离子的水解,所以三种溶液c()大小关系为②>③>①,故D错误;
答案选C。
8.(2021·广东·深圳实验学校高二阶段练习)常温下,向20mL0.1ml·L-1氨水中滴加等浓度的稀盐酸,溶液中由水电离出的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法不正确的是
A.常温下,NH3·H2O的电离常数Kb约为1×10-5
B.c点所对应的盐酸体积为20mL
C.b、d两点溶液均为中性
D.b点后溶液中均存在c()
【详解】A.由图可知,0.1ml·L-1氨水中由水电离出的氢离子浓度为10-11 ml·L-1,氨水抑制水的电离,则溶液中的c()=c(OH-)=10-3 ml·L-1,Kb==1×10-5,故A正确;
B.c点水的电离程度最大,溶液中的溶质只有NH4Cl,说明氨水和盐酸恰好完全反应,则所对应的盐酸体积为20mL,故B正确;
C.b点溶液中有NH3·H2O和NH4Cl呈中性,d点溶液中有NH4Cl和HCl,呈酸性,故C错误;
D.b点溶液中有NH3·H2O和NH4Cl呈中性,根据溶液中电荷守恒:,溶液呈中性,则,b点后又滴入盐酸,c(Cl-)增大,则存在c()
9.(2021·北京市第四中学顺义分校高二期中)常温下,有0.1ml/L的四种溶液:①HCl②NH3•H2O③NaOH④Na2CO3
(1)用化学用语解释溶液①呈酸性的原因:_______。
(2)溶液③的pH=_______。
(3)溶液②、③分别与等量的溶液①恰好完全反应,消耗的体积:②________③(填“>”、“<”或“=”)。
(4)用广泛pH试纸测得④溶液的pH=11,用离子方程式解释Na2CO3溶液显碱性的原因:_______。溶液中由水电离出的c(OH−)为_______。
(5)常温下,下列关于溶液②的判断正确的是_______。
a.c()=0.1ml/L
b.溶液中c(OH−)>c()>c(H+)
c.加入NH4Cl(s),c(OH−)不变
d.滴入少量浓盐酸,溶液导电性增强
【答案】(1)HCl=H++Cl-
(2)13
(3)=
(4) 0.001ml/L
(5)bd
【解析】(1)盐酸为强酸,水溶液中电离出氢离子和氯离子,HCl=H++Cl-;
(2)氢氧化钠为强碱,水溶液中完全电离出钠离子、氢氧根离子,氢氧根离子浓度为0.1ml/L,pOH=1,则pH=13;
(3)氨水、氢氧化钠均为一元碱,则等浓度NH3•H2O、NaOH分别与等量的HCl恰好完全反应,消耗的体积相等;
(4)Na2CO3溶液中碳酸根离子水解生成氢氧根离子,导致溶液显碱性,,碳酸根离子水解促进水的电离,溶液的pH=11,则pOH=3,故溶液中由水电离出的c(OH−)为0.001ml/L。
(5)a.一水合氨为弱碱,在溶液中部分电离,故c()<0.1ml/L,a错误;
b.一水合氨溶液碱性,c(OH−)>c(H+),根据电荷守恒可知,c(OH−)=c()+c(H+),则溶液中c(OH−)>c()>c(H+),b正确;
c.加入NH4Cl(s)电离出铵根离子,导致平衡逆向移动,c(OH−)减小,c错误;
d.滴入少量浓盐酸,反应生成氯化铵,氯化铵为强电解质,溶液中离子浓度变大,导电性增强,d正确;
故选bd。
10.(2021·湖北·麻城市第二中学高二期中)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度的量。已知如表数据(25℃):
(1)25℃时,等浓度的三种溶液(溶液、溶液、溶液)的由大到小的顺序为 _______。(填写序号)
(2)25℃时,向溶液中通入少量,所发生反应的化学方程式为_______
(3)现有浓度为的与 等体积混合后,测得,下列关系正确的是 _______A.B.
C.D.
(4)已知水溶液显酸性,请写出该溶液中各离子浓度的大小 _______ ;
(5)H2C2O4溶液和酸性溶液可发生反应:,反应中每生成标况下气体,转移的电子的物质的量为 _______
【答案】(1)B>A>C
(2)
(3)BD
(4)
(5)0.2
【解析】(1)NaCN、Na2CO3、CH3COONa都属于强碱弱酸盐,它们的水溶液都呈碱性;由于电离平衡常数K(CH3COOH)>K(HCN)>K2(H2CO3),根据“越弱越水解”,等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度由大到小的顺序为>CN->CH3COO-,故pH由大到小的顺序为B>A>C;答案为:B>A>C。
(2)由于电离平衡常数K1(H2CO3)>K(HCN)>K2(H2CO3),根据“强酸制弱酸”的复分解反应规律,向NaCN溶液中通入少量CO2反应生成HCN和NaHCO3,反应的化学方程式为NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3;答案为:NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3。
(3)浓度为0.02ml/L的HCN与0.01ml/LNaOH等体积混合,充分反应后,得到物质的量浓度均为0.005ml/LNaCN和HCN的混合液;
A.溶液中c(Na+)>c(CN-),根据电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-)知,c(H+)<c(OH-),A项错误;
B.由A项解析知,B项正确;
C.溶液中的电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CN-)+c(OH-),物料守恒为2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN),两式整理得c(HCN)+2c(H+)=c(CN-)+2c(OH-),C项错误;
D.溶液中的物料守恒为2c(Na+)=c(CN-)+c(HCN)=0.01ml/L,D项正确;
答案选BD。
(4)在NaHC2O4溶液中既存在的电离平衡⇌H++、又存在的水解平衡+H2O⇌H2C2O4+OH-,由于溶液呈酸性,则电离程度大于水解程度,溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-);答案为:c(Na+)>c()>c(H+)>c()>c(OH-)。
(5)标准状况下4.48LCO2物质的量为=0.2ml,反应中碳元素的化合价由H2C2O4中的+3价升至CO2中的+4价,每生成1mlCO2转移1ml电子,生成0.2mlCO2转移0.2ml电子;答案为:0.2。
11.(2022·新疆·柯坪湖州国庆中学高二期末)某二元酸 H2A 的电离方程式是:H2A=H++HA,HA-A2-+H+。回答下列问题:
(1)H2A是_______(填“强电解质”或“弱电解质”或“非电解质”)
(2)Na2A 溶液显_______(填“酸性”、“碱性”或“中性”),理由是(用离子方程式表示)_______;
(3)NaHA 溶液显_______(填“酸性”、“碱性”或“中性”),理由是(用离子方程式表示)_______;
(4)若 0.1ml·L-1NaHA 溶液的 pH=2,则 0.1ml·L-1H2A溶液中氢离子的物质的量浓度可能_______0.11ml·L-1(填“<”、“>”或“=”),理由是:_______;
(5)0.1ml·L NaHA溶液中各离子浓度由大到小的顺序是_______。
【答案】(1)强电解质
(2) 碱性 A2-+H2OHA-+OH-
(3) 酸性 HA-H++ A2-
(4) < 因H2A第1步电离产生的H+抑制HA-的电离
(5)c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)
【解析】(1)H2A能完全电离出H+和HA-,所以H2A是强电解质;
(2)根据HA-A2-+H+,可知A2-能水解,所以Na2A溶液显碱性,水解原理是:H2O+A2-⇌HA-+OH-。
(3)H2A是强酸,HA-是弱酸,所以NaHA电离产生的HA-只电离不水解,HA-电离产生H+:HA- A2-+H+,溶液显酸性。
(4)0.1ml•L-1H2A溶液,H2A═H++HA-,电离出0.1ml/LH+和0.1ml/LHA-,0.1ml•L-1NaHA溶液的pH=2,则由HA-⇌H++A2-可知,电离出0.01ml/LH+,但H2A第一步电离生成的H+抑制了HA-的电离,所以H2A溶液中氢离子的物质的量浓度小于0.1ml/L+0.01ml/L;
(5)NaHA溶液显酸性,存在HA-⇌H++A2-,则c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),结合水的电离H2O⇌H++OH-,所以c(H+)>c(A2-),OH-来自水的电离,且HA-抑制了水的电离,所以溶液中的OH-浓度最小,即NaHA溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(HA-)>c(H+)>c(A2-)>c(OH-)。
12.(2021·山东·高密三中高二阶段练习)H2CO3和H2C2O4都是二元弱酸,常温下,不同pH环境下它们不同形态的粒子的组成百分率如图所示。下列说法错误的是
(1)由图可知酸性比较:H2CO3____H2C2O4(填大于、小于、等于)。
(2)反应CO+H2OHCO+OH-的平衡常数为____。
(3)0.1ml/LNaHC2H4溶液中离子浓度大小关系____。
(4)Na2CO3溶液中加入少量草酸溶液,发生反应离子方程式为____。
【答案】(1)小于
(2)K==c(OH-)===1×10-3.75
(3)c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4)
(4)2CO+H2C2O4=2HCO+C2O
【解析】(1)根据图象,当溶液pH=1.30时,溶液中c(H2C2O4)=c(HC2O),则H2C2O4的一级电离常数为K1=10-1.30,当溶液pH=6.37时,溶液中c(H2CO3)=c(HCO),则H2CO3的一级电离常数为K1=10-6.37,所以H2C2O4的酸性强于H2CO3,故答案为:小于;
(2)pH=10.25时,溶液中c(HCO)=c(CO),所以反应CO+H2OHCO+OH-的平衡常数K==c(OH-)===1×10-3.75;
(3)当pH=4.27时,(C2O)=c(HC2O),HC2O的电离平衡常数为10-4.27,当pH=1.30时,c(H2C2O4)=c(HC2O),HC2O的水解平衡常数为10-12.7,所以HC2O电离大于水解,NaHC2H4溶液显酸性,离子浓度大小关系为:c(Na+)>c(HC2O)>c(C2O)>c(H2C2O4);
(4)根据图像,pH=1.30时,溶液中c(H2C2O4)=c(HC2O),则H2C2O4的一级电离常数为K1=10-1.30,所以H2C2O4的酸性强于H2CO3,也强于碳酸氢根离子的酸性,故向Na2CO3溶液中加入少量草酸溶液,可以发生反应,2CO+H2C2O4=2HCO+C2O。规律
内容
实例(Na2CO3和NaHCO3)
物料
守恒
在电解质溶液中,由于某些离子能够水解,粒子种类增多,但这些粒子所含某些原子的总数始终不变
Na2CO3:c(Na+)=2[c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)]
NaHCO3:c(Na+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)
电荷
守恒
在电解质溶液中,阳离子的电荷总数与阴离子的电荷总数相等,即溶液呈电中性
Na2CO3:c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)+2c(COeq \\al(2-,3))
NaHCO3:c(Na+)+c(H+)=c(HCOeq \\al(-,3))+c(OH-)+2c(COeq \\al(2-,3))
质子
守恒
电解质溶液中,分子(或离子)得失质子(H+)的物质的量应相等
Na2CO3:c(OH-)=c(H+)+c(HCOeq \\al(-,3))+2c(H2CO3)
NaHCO3:c(OH-)=c(H+)-c(COeq \\al(2-,3))+c(H2CO3)
化学式
电离平衡常数
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