高中化学 2021届高考二轮精品专题七 电解质溶液中的平衡 学生版
展开这是一份高中化学 2021届高考二轮精品专题七 电解质溶液中的平衡 学生版,共24页。试卷主要包含了了解水的电离,离子积常数,了解难溶电解质的溶解平衡等内容,欢迎下载使用。
专题 七
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电解质溶液中的平衡
命题趋势
1.理解弱电解质在水溶液中的电离平衡,能利用电离平衡常数进行相关计算。
2.了解水的电离,离子积常数。
3.了解溶液pH的定义及测定方法,能进行pH的简单计算。
4.了解盐类水解的原理、影响盐类水解程度的主要因素、盐类水解的应用。
5.了解难溶电解质的溶解平衡。理解溶度积的定义,能进行相关计算。
Ⅰ.客观题
(1)以拼盘式选择题考查电解质溶液基本知识的辨析。
(2)以图像题考查强弱电解质的判断、微粒浓度的比较、溶度积常数的应用。
(3)与化工生产流程相结合以客观题形式呈现,考查盐类水解、溶解平衡知识的应用。
Ⅱ.主观题
(1)强弱电解质、溶液酸碱性与pH的关系、盐类水解等基本概念、理论的分析判断。
(2)电离平衡、水解平衡、溶解平衡的影响规律及应用。
(3)电离常数、水解常数、溶度积常数的表达式及应用。
考点清单
一、溶液中的“三大平衡”及影响因素
电离平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡。这三种平衡都遵循勒夏特列原理——当只改变体系的一个条件时,平衡向能够减弱这种改变的方向移动。
1.电离平衡、水解平衡与沉淀溶解平衡的比较
电离平衡CH3COOH CH3COO-+H+
水解平衡(如CH3COONa溶液)CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-
沉淀溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq)
研究
对象
弱电解质(包括弱酸、弱碱、水、多元弱酸的酸式酸根)
盐溶液(包括强酸弱碱盐、弱酸强碱盐、弱酸弱碱盐)
难溶电解质(如难溶的酸、碱、盐等)
影响因素
升高温度
促进电离,离子浓度增大,Ka增大
促进水解,Kh增大
Ksp可能增大,也可能减小
加水稀释
促进电离,离子浓度(除OH-外)减小,Ka不变
促进水解,离子浓度(除H+外)减小,Kh不变
促进溶解,Ksp不变
加入相应离子
加入CH3COONa固体或盐酸,抑制电离,Ka不变
加入CH3COOH或NaOH,抑制水解,Kh不变
加入AgNO3溶液或NaCl溶液抑制溶解,Ksp不变
加入反应离子
加入NaOH,促进电离,Ka不变
加入盐酸,促进水解,Kh不变
加入氨水,促进溶解,Ksp不变
2.“电离平衡”分析判断中的常见误区
(1)误认为电离平衡正向移动,弱电解质的电离程度一定增大。如向醋酸溶液中加入少量冰醋酸,平衡向电离方向移动,但醋酸的电离程度减小。
(2)误认为弱电解质在加水稀释的过程中,溶液中离子浓度都减小。如氨水加水稀释时,c(H+)增大。
(3)误认为由水电离出的c(H+)=1.0×10−13mol·L−1的溶液一定呈碱性。如25℃,0.1mol·L−1盐酸或氢氧化钠溶液中由水电离的c(H+)都为1.0×10−13mol·L−1。
(4)弱电解质溶液在加水稀释的过程中,判断某些微粒浓度的关系式是否发生变化时,首先要考虑该关系式是否是电离常数、离子积常数或者是它们的变形。
二、溶液中离子浓度关系判断
1.理解溶液中的“三个守恒”关系
(1)电荷守恒:电解质溶液中阴离子所带电荷总数等于阳离子所带电荷总数,根据电荷守恒可准确、快速地解决电解质溶液中许多复杂的离子浓度问题。
(2)物料守恒:物质发生变化前后,有关元素的存在形式不同,但元素的种类和原子数目在变化前后保持不变,根据物料守恒可准确、快速地解决电解质溶液中复杂离子、分子、物质的量浓度或物质的量的关系。
(3)质子守恒:在电离或水解过程中,会发生质子(H+)转移,但质子转移过程中其数量保持不变。
将混合溶液中的电荷守恒式和物料守恒式相联立,通过代数运算消去其中未参与平衡移动的离子,即可推出溶液中的质子守恒式。
2.三个守恒的综合应用
应用三种守恒关系解决电解质溶液中离子浓度关系时,要清楚电解质溶液中微粒存在的变化(水解或电离),抓住守恒的实质,将由守恒所得的关系结合起来使用。综合运用三种守恒关系,理清一条思路,掌握分析方法。如图所示:
三、结合图像判断溶液中粒子浓度的变化
结合图像分析电离平衡、水解平衡、溶解平衡,判断离子浓度的关系是全国卷考查的重点,常考图像类型总结如下:
1.一强一弱溶液的稀释图像
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大
加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH值的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大
加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
(3)pH与稀释倍数的线性关系
(1)HY为强酸、HX为弱酸
(2)a、b两点的溶液中:c(X−)=c(Y−)
(3)水的电离程度:d>c>a=b
(1)MOH为强碱、ROH为弱碱
(2)c(ROH)>c(MOH)
(3)水的电离程度:a>b
2.Kw和Ksp曲线
(1)双曲线型
不同温度下水溶液中c(H+)与c(OH−)的变化曲线
常温下,CaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲线[Ksp=9×10−6]
(1)A、C、B三点均为中性,温度依次升高,Kw依次增大
(2)D点为酸性溶液,E点为碱性溶液,Kw=1×10−14
(3)AB直线的左上方均为碱性溶液,任意一点:c(H+)<c(OH−)
(1)a、c点在曲线上,a→c的变化为增大c(SO),如加入Na2SO4固体,但Ksp不变
(2)b点在曲线的上方,Qc>Ksp,将会有沉淀生成
(3)d点在曲线的下方,Qc<Ksp,则为不饱和溶液,还能继续溶解CaSO4
(2)直线型(pM-pR曲线)
pM为阳离子浓度的负对数,pR为阴离子浓度的负对数
①直线AB上的点:c(M2+)=c(R2−);
②溶度积:CaSO4>CaCO3>MnCO3;
③X点对CaSO4要析出沉淀,对CaCO3是不饱和溶液,能继续溶解CaCO3;
④Y点:c(SO)>c(Ca2+),二者的浓度积等10−5;Z点:c(CO)<c(Mn2+),二者的浓度积等10−10.6。
3.酸碱中和滴定
氢氧化钠滴定等浓度等体积
的盐酸、醋酸的滴定曲线
盐酸滴定等浓度等体积的氢氧化钠、
氨水的滴定曲线
曲线起点不同:强碱滴定强酸、弱酸的曲线,强酸起点低;强酸滴定强碱、弱碱的曲线,强碱起点高
突跃点变化范围不同:强碱与强酸反应(强酸与强碱反应)的突跃点变化范围大于强碱与弱酸反应(强酸与弱碱反应)
室温下pH=7不一定是终点:强碱与强酸反应时,终点是pH=7;强碱与弱酸(强酸与弱碱)反应时,终点不是pH=7(强碱与弱酸反应终点是pH>7,强酸与弱碱反应终点是pH<7)
精题集训
(70分钟)
经典训练题
1.已知:常温下,CN−的水解常数Kh=1.6×10−5。该温度下,将浓度均为0.1mol·L−1的HCN溶液和NaCN溶液等体积混合。下列说法正确的是( )
A.混合溶液的pH<7
B.混合液中水的电离程度小于纯水的
C.混合溶液中存在c(CN−)>c(Na+)>c(HCN)>c(OH−)>c(H+)
D.若c mol·L−1盐酸与0.6mol·L−1 NaCN溶液等体积混合后溶液呈中性,则c=
2.25℃时,H3A水溶液(一种酸溶液)中含A的各种粒子的分布分数[平衡时某种粒子的浓度占各种粒子浓度之和的分数(α)]与pH的关系如图所示。下列叙述正确的是( )
A.根据图,可得Ka1(H3A)≈10−7
B.将等物质的量的NaH2A和Na2HA混合物溶于水,所得的溶液中α(H2A−)=α(HA2−)
C.以酚酞为指示剂(变色范围pH=8.2~10.0),将NaOH溶液逐滴加入H3A溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加,则生成NaH2A
D.在上述含A的各种粒子的体系中,若溶液pH为11.5时,则c(H2A−)+5c(A3−)+c(OH−)=c(H+)
3.常温下,下列关于电解质溶液的说法不正确的是( )
A.若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,则溶液中减小
B.加水稀释Na2S溶液过程中,水电离出的c(H+)∙c(OH−)逐渐减小
C.已知H2A的Ka1=4.17×10−7,Ka2=4.9×10−11,则NaHA溶液呈碱性
D.物质的量浓度相同的下列溶液:①NH4Cl ②(NH4)2Fe(SO4)2 ③(NH4)2SO4 ④CH3COONH4 ⑤NH4Al(SO4)2中,c(NH)为②>③>⑤>①>④
4.室温下进行下列实验,根据实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选项
实验操作和现象
结论
A
向X溶液中滴加几滴新制氯水,振荡,再加入少量KSCN溶液,溶液变为红色
X溶液中一定含有Fe2+
B
向浓度均为0.05mol·L−1的NaI、NaCl混合溶液中滴加少量AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
C
向3mL KI溶液中滴加几滴溴水,振荡,再滴加1mL淀粉溶液,溶液显蓝色
Br2的还原性比I2的强
D
用pH试纸测得:CH3COONa溶液的pH约为9,NaNO2溶液的pH约为8
HNO2电离出H+的能力比CH3COOH的强
5.常温时,分别向20mL 0.1mol·L−1 CH3COOH溶液和20mL 0.1mol·L−1 HCl溶液中逐滴加入0.1mol·L−1 NaOH溶液,其pH变化曲线如图所示(忽略温度变化)。下列说法正确的是( )
A.CH3COOH滴定曲线上的a、b、c、d四点中水的电离程度最大的是d点
B.b点时溶液的pH近似等于CH3COOH的电离平衡常数的负对数
C.c点时溶液中c(Na+)>c(CH3COO−)
D.该实验中滴定时HCl溶液pH的突变范围(恰好中和时少滴或多滴1滴NaOH溶液的pH,1滴溶液体积约0.04mL)是4~10
高频易错题
1.常温下,下列叙述正确的是( )
A.pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
B.在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl的溶液恰好无色,则此时溶液的pH<7
C.向10mL pH=11的氨水中,加入10mL pH=3的H2SO4溶液,混合液pH=7
D.向10mL 0.1mol·L−1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中,c(NH)/c(NH3·H2O)将减小
2.将标准状况下1.68L CO2通入含有2g NaOH的水溶液中,完全反应并得到2L碱性溶液。则对于该溶液表述正确的是( )
A.2c(Na+)=3[c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3)]
B.c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH−)
C.HCO的电离程度大于HCO的水解程度
D.存在的平衡体系只有:HCO+H2OH2CO3+OH−,HCOH++CO
3.下列关于各图像的解释或得出的结论正确的是( )
A.图1表示0.10mol·L−1的NaOH溶液滴定20.00mL 0.10mol·L−1醋酸溶液的滴定曲线
B.图2表示向乙酸溶液中通入氨气至过量的过程中溶液导电性的变化
C.根据图3所示可知:N2(g)+NO2(g)=N2O(g)+NO(g) ΔH=+139 kJ·mol−1
D.图4表示向CH3COOH溶液中逐步加CH3COONa固体后,溶液pH的变化
4.常温下,将pH均为3,体积均为V0的HA溶液和HB溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列说法中错误的是( )
A.稀释相同倍数时:c(A−)>c(B−) B.水的电离程度:b=c>a
C.溶液中离子总物质的量:b>a>c D.溶液中离子总浓度:a>b=c
5.实验室用标准盐酸溶液测定某NaOH溶液的浓度,用甲基橙作指示剂,下列操作中可能使测定结果偏低的是( )
A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2~3次
B.开始实验时酸式滴定管尖嘴部分有气泡,在滴定过程中气泡消失
C.锥形瓶内溶液颜色变化由黄色变橙色,立即记下滴定管液面所在刻度
D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定前用NaOH溶液润洗2~3次
6.已知常温下碳酸、亚硫酸、次氯酸的电离平衡常数如下表:
H2CO3
H2SO3
HClO
K1=4.30×10−7
K1=1.54×10−2
K=2.95×10−8
K2=5.61×10−11
K2=1.02×10−7
下列说法正确的是( )
A.相同条件下,同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,后者更强
B.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,均可提高氯水中HClO的浓度
C.NaClO溶液中通入少量CO2:2ClO−+CO2+H2O=2HClO+CO
D.Na2CO3溶液中通入少量SO2:2CO+SO2+H2O=2HCO+SO
精准预测题
1.有关电解质溶液的叙述正确的是( )
A.向0.2mol·L−1 CH3COOH溶液中加入等体积0.1mol·L−1 NaOH溶液,测得溶液中c(CH3COO−)>c(Na+),则水的电离程度比纯水的大
B.向0.1mol·L−1氨水中滴加0.1mol·L−1盐酸,刚好完全中和时溶液pH=a,则由水电离产生的c(OH−)=10a−14 mol·L−1
C.将0.1mol·L−1 Na2CO3和0.1mol·L−1 NaHCO3溶液等体积混合,所得溶液有:c(CO)+2c(OH−)=2c(H+)+
c(HCO)+3c(H2CO3)
D. 对于难溶电解质:相同温度时,Ksp大的饱和溶液的物质的量浓度一定比Ksp小的饱和溶液物质的量浓度大
2.某些难溶性铅盐可用作涂料,如秦俑彩绘中使用的铅白(PbCO3)和黄金雨中黄色的PbI2。室温下,PbCO3和PbI2在不同的溶液中分别达到溶解平衡时-lgc(Pb2+)与-lgc(CO)或-lgc(I−)的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.相同条件下,水的电离程度q点大于p点
B.p点溶液中加入Na2CO3浓溶液,可得白色沉淀
C.L2对应的是-lgc(Pb2+)与-lgc(I−)的关系变化
D.Ksp(PbCO3)的数量级为10−14
3.已知常温下CH3COONa溶液与CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)相等,则下列叙述正确的是( )
A.c(Na+)=c(NH) B.两种溶液中水的电离程度相等
C.两种溶液的pH相等 D.c(CH3COONa)<c(CH3COONH4)
4.用0.1mol/L的NaOH滴定20mL 0.1mol/L HA溶液[Ka(HA)=10−5],滴定过程中消耗NaOH的体积为V,下列叙述错误的是( )
A.当V=10mL时,溶液呈碱性
B.当V=10mL时,溶液中各粒子的浓度关系为:c(HA)+2c(H+)=c(A−)+2c(OH−)
C.当V=20mL时,溶液中各粒子的浓度大小关系为:c(Na+)>c(A−)>c(OH−)>c(HA)
D.当V=40mL时,溶液中各粒子的浓度关系为:c(Na+)=2c(A−)+2c(HA)
5.下列说法不正确的是( )
A.Na2CO3溶液蒸干并灼烧可得无水Na2CO3
B.除去MgCl2溶液中混有的少量FeCl3,可向溶液中加入足量MgCO3,过滤
C.pH相同的①CH3COONa、②NaClO的两种溶液的c(Na+):①<②
D.任何温度下均能自发进行2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g),则该反应的ΔH<0,ΔS>0
6.常温下,保持体积不变,改变0.1mol/L一元酸HA溶液的pH,溶液中HA、A−的物质的量分数随pH的变化如图所示。下列叙述错误的是( )(已知)
A.
B.a,b两点的pH之和等于9.4
C.b点存在
D.物质的量之比为1∶1的HA,NaA的混合溶液呈酸性
7.常温下pH=2的两种酸溶液A和B,分别加水稀释1000倍,其pH与所加水的体积变化如图所示。下列结论不正确的是( )
A.酸B比酸A的电离度大 B.A为强酸,B为弱酸
C.酸B的物质的量浓度比A的大 D.A酸比B酸易电离
8.常温下,下列有关电解质溶液的说法不正确的是( )
A.相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,则Ka(HCOOH)>Ka(HF)
B.0.1mol·L−1 NaOH溶液从常温升温到60度,其pH变小
C.等体积、等pH的氨水、NaOH溶液加入足量的AlCl3溶液,产生沉淀的质量前者大
D.在1mol·L−1 Na2S溶液中,c(S2−)+c(HS−)+c(H2S)=1mol·L−1
9.轻质碳酸钙广泛用于橡胶、塑料、油漆等行业。以石灰石(主要成分CaCO3,含有少量SiO2、MgO等)为原料制备轻质碳酸钙的一种流程如图所示。下列说法错误的是( )
A.“煅烧”时生成CaSiO3的化学方程式为
B.“溶浸”生成的气体可用于“调pH”
C.相同温度下,Ksp[Mg(OH)2]>Ksp[Ca(OH)2]
D.“转化”时通入CO2过多会降低产品产率
10.常温下,0.1mol/L H2C2O4水溶液中存在H2C2O4、HC2O和C2O三种形态含碳粒子,用NaOH或HCl调节该溶液的pH,三种含碳粒子的分布系数δ随溶液pH变化的关系如下图[已知:a=1.35,b=4.17,Ksp(CaC2O4)=2.3×10−9,忽略溶液体积变化]。下列说法错误的是( )
A.pH=5时,溶液中主要含碳物种浓度大小关系为:c(C2O)>c(H2C2O4)>c(HC2O)
B.已知pKa=-lgKa,则pKa2(H2C2O4)=4.17
C.0.1mol/L NaHC2O4溶液中:c(H+)=c(OH−)+c(C2O)-c(H2C2O4)
D.一定温度下往CaC2O4饱和溶液中加入少量CaCl2固体,c(C2O)将减小,c(Ca2+)增大
11.A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含一种阴离子且互不重复)。
阳离子
Na+、Ba2+、NH
阴离子
CH3COO-、Cl-、OH-、SO
已知:①A、C溶液的pH均大于7,相同浓度A、B的溶液中水的电离程度相同;②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A是___________,B是___________。
(2)写出C与D反应的离子方程式_______________________________。
(3)25℃时,0.1mol·L−1 B溶液的pH=a,则B溶液中c(H+)-c(NH3·H2O)=_____________(用含有a的关系式表示)。
(4)将等体积、等物质的量浓度的B溶液和C溶液混合,反应后溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为___________。
(5)在一定体积的0.005mol·L−1的C溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L−1的盐酸时,混合溶液的pH=11,若反应后溶液的体积等于C溶液与盐酸的体积之和,则C溶液与盐酸的体积比是_________。
12.含铁化合物在生活生产中应用广泛。如高铁酸盐(FeO)被科学家们公认为绿色消毒剂,在强碱性溶液中比较稳定;聚合硫酸铁则是一种高效絮凝剂。
(1)KClO与Fe(NO3)3饱和溶液反应可制备K2FeO4,两种溶液的混合方式为____。
A.在搅拌下,将Fe(NO3)3饱和溶液缓慢滴加到KClO饱和溶液中
B.在搅拌下,将KClO饱和溶液缓慢滴加到Fe(NO3)3饱和溶液中
C.在搅拌下,将KClO饱和溶液和Fe(NO3)3饱和溶液一起加入
反应的离子方程式为______________________________。
(2)高铁酸盐有极强的氧化性,能迅速有效地去除淤泥中的臭味物质,自身被还原成新生态的Fe(OH)3。已知Ksp[Fe(OH)3]=1.0×10−38。若要使溶液中Fe3+沉淀完全(使其浓度小于10−5mol·L−1),需调节溶液的pH>____。
(3)聚合硫酸铁[Fex(OH)y(SO4)z]的组成可通过下列实验测定:
①称取一定质量的聚合硫酸铁配成100.00mL溶液A;
②准确量取20.00mL溶液A,加入盐酸酸化的BaCl2溶液至沉淀完全,过滤、洗涤、干燥至恒重,得到白色固体11.65g;
③准确量取20.00mL溶液A,加入足量铜粉,充分反应后过滤、洗涤,将滤液和洗液合并配成250.00mL溶液B;
④准确量取25.00mL溶液B,用0.1000mol·L−1酸性KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液8.00mL。
通过计算确定该聚合硫酸铁的化学式(写出计算过程)______________________。
参考答案
经典训练题
1.【答案】D
【解析】CN−的水解常数Kh=1.6×10−5,则HCN的电离平衡常数为Ka==6.25´10−10,Kh>Ka,所以水解程度更大,溶液显碱性,pH>7,故A错误;B.CN−的水解促进水的电离,HCN电离抑制水的电离,而水解程度更大,所以水的电离受到促进,混合液中水的电离程度大于纯水的,故B错误;C.CN−的水解程度大于HCN的电离程度,所以c(HCN)>c(Na+)>c(CN−),故C错误;D.c mol·L−1盐酸与0.6mol·L−1 NaCN溶液等体积混合后溶液中存在电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH−)+c(CN−)+c(Cl−),溶液显中性,所以c(CN−)=c(Na+)-c(Cl−)=mol/L,溶液中还存在物料守恒c(HCN)+c(CN−)=c(Na+),所以c(HCN)=c(Na+)-c(CN−)
=mol/L,所以有Ka==6.25´10−10,解得c=,故D正确;故答案为D。
2.【答案】B
【解析】A.Kal(H3A)=,如果c(H2A−)=c(H3A),则Kal(H3A)=c(H+)=10−2.2,故A错误;B.将等物质的量的NaH2A和Na2HA混合物溶于水,初始时溶液中c(H2A−)=c(HA2−),由于H2A−存在电离和水解,HA2−也存在电离和水解,由于Ka2(H3A)=10−7,则H2A−的电离程度等于水解程度,溶液呈中性,根据图象反应的是平衡浓度的关系,则有α(H2A−)=α(HA2−),故B正确;C.将NaOH溶液逐滴加入到H3A溶液中,当溶液由无色变为浅红色时停止滴加,溶液的pH在8.2-10.0,若此时生成NaH2A,由于Ka2(H3A)=10−7,则H2A−的电离程度等于水解程度,溶液呈中性,不到酚酞变色范围,故C错误;D.溶液pH为11.5时,根据图象,溶液中c(HA2−)=c(A3−),由于溶液为碱性,则溶液中c(OH−)>c(H+),故D错误,故选:B。
3.【答案】A
【解析】A.若向NaHSO3溶液中加入少量的I2,生成硫酸氢钠和HI,溶液中酸性增强,则溶液中=,温度未变,平衡常数不变,则增大,A说法错误;B.Na2S为强碱弱酸盐,硫离子水解溶液显碱性,加水稀释Na2S溶液过程中,水电离出的c(OH−)减小,水电离出的氢离子与氢氧根离子相等,则水电离出的c(H+)∙c(OH−)逐渐减小,B说法正确;C.已知H2A的Ka1=4.17×10−7,Ka2=4.9×10−11,则NaHA的Kh=>Ka2,溶液呈碱性,C说法正确;D.物质的量浓度相同的下列溶液中物质含有的铵根离子个数越多,则铵根离子浓度越大,阳离子与铵根离子之间相互抑制水解,则铵根离子浓度较低,若相互促进水解,则铵根离子浓度较小,则①NH4Cl ②(NH4)2Fe(SO4)2 ③(NH4)2SO4 ④CH3COONH4 ⑤NH4Al(SO4)2中,c(NH)为②>③>⑤>①>④,D说法正确;答案为A。
4.【答案】B
【解析】A.先加氯水可氧化亚铁离子,不能排除铁离子的干扰,检验亚铁离子应先加KSCN,后加氯水,故A错误;B.溶解度小的先生成沉淀,先生成黄色沉淀,说明溶解度AgI<AgCl,则溶度积常数Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故B正确;C.溴水可与KI反应生成碘,由现象可知Br2的氧化性比I2的强,故C错误;D.盐溶液浓度未知,无法根据钠盐溶液pH定性判断其对应酸的酸性强弱,只有钠盐溶液浓度相同时,才能根据钠盐溶液的pH大小判断其对应酸的酸性强弱,故D错误;故选B。
5.【答案】C
【解析】A.酸或碱的电离都会抑制水的电离,盐的水解促进水的电离,d点加入20mL NaOH,完全中和,溶液中的溶质只有CH3COONa,而另外3点溶液中均含有CH3COOH,所以d点溶液中水的电离程度最大,故A正确;B.b点加入10mL NaOH,所以溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa和CH3COOH,c(CH3COOH)与c(CH3COO−)近似相等,所以K==c(H+),故B正确;C.c点溶液中存在电荷守恒c(CH3COO−)+c(OH−)=c(H+)+c(Na+),据图可知此时溶液显中性,所以c(OH−)=c(H+),则c(CH3COO−)=c(Na+),故C错误;D.当少滴1滴NaOH时溶液中c(H+)==10−4mol/L,pH为4,当多滴1滴NaOH时溶液中c(OH−)==10−4mol/L,pH为10,所以pH的突变范围是4~10,故D正确;综上所述答案为C。
高频易错题
1.【答案】D
【解析】A.加水稀释促进一水合氨电离,pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,溶液中的氢氧根离子浓度大于原来的1/10,若其pH=b,则a<b+1,故A错误;B.酚酞的变色范围为8-10,所以在滴有酚酞溶液的氨水中,加入NH4Cl至溶液恰好无色,此时溶液的pH<8,不一定小于7,故B错误;C.向10mL pH=11的氨水中加入10mL pH=3的H2SO4溶液,一水合氨为弱碱,则混合液中氨水过量,混合液呈碱性,则混合液的pH>7,故C错误;D.向CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,设一水合氨的电离平衡常数为Kb,根据一水合氨的电离平衡常数可知:c(NH)/c(NH3·H2O)=Kb/c(OH−),随着氨水的加入,溶液中氢氧根离子浓度逐渐增大,则c(NH)/c(NH3·H2O)的值逐渐减小,故D正确;答案为D。
2.【答案】B
【解析】将标准状况下1.68L CO2的物质的量是=0.075mol,2g NaOH的物质的量是=0.05mol,CO2的量过多,完全反应生成0.05mol的碳酸氢钠;A.根据物料守恒,c(Na+)=c(HCO)+
c(CO)+c(H2CO3),A项错误;B.根据电荷守恒,c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH−),B项正确;C.碳酸氢钠溶液显碱性,则HCO的水解程度大于HCO的电离程度,C项错误;D.存在的平衡体系有:HCO+H2OH2CO3+OH−,HCOH++CO,H2OH++OH−,D项错误;答案选B。
3.【答案】C
【解析】由图象可知曲线起始点pH=1,醋酸为弱酸,0.1000mol/L的醋酸溶液pH应大于1,故A错误;B.乙酸是弱电解质,随通入氨气发生反应生成醋酸铵,CH3COOH+NH3=CH3COONH4,CH3COONH4是盐,水溶液中完全电离,溶液导电性应先增强,图象中导电性减弱,故B错误;C.根据图3,反应物能量大于生成物,有N2O(g)+NO(g)=N2(g)+NO2(g) ΔH=(209kJ·mol−1-248kJ·mol−1)=-139kJ·mol−1,反应物与生成物互换,反应热符合相反,故有:N2(g)+NO2(g)=N2O(g)+NO(g) ΔH=+139kJ·mol−1,故C正确;D.醋酸钠是强碱弱酸盐,其水溶液呈碱性,所以向醋酸溶液中加入醋酸钠固体抑制醋酸电离,溶液的pH应该增大,图象与实际不符,故D错误。答案选C。
4.【答案】A
【解析】A.根据题图可知,当lg=2即稀释100倍时,HA溶液的pH=5,HB溶液的3<pH<5,故HA为强酸,HB为弱酸。根据题图可知,稀释相同倍数时,溶液的pH:HA溶液>HB溶液,溶液中c(A−)<c(B−),A项错误;B.根据题图可知,溶液的pH:a<b=c,酸电离出的氢离子浓度越大,生的电离程度越小,水的电离程度:b=c>a,B项正确;C.a、c点溶液体积相同,c点pH大于a点,c点溶液中c(A−)<a点溶液中c(B−),溶液中离子总物质的量:a>c,b点相对于a点加水稀释,促进HB的电离,溶液中离子总物质的量:b>a,故溶液中离子总物质的量:b>a>c,C项正确;D.c点pH大于a点,c点溶液中c(A−)<a点溶液中c(B−),溶液中离子总浓度:a>c,b、c点溶液的pH相等,b、c点两溶液中的电荷守恒分别为c(H+)=c(B−)+c(OH−)、c(H+)=c(A−)+c(OH−),溶液中离子总浓度:b=c,故溶液中离子总浓度:a>b=c,D项正确。答案选A。
5.【答案】C
【解析】A.酸式滴定管在装酸液前未用标准盐酸溶液润洗2~3次,滴定时造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知c(待测)偏高,不符合题意,故A错误;B.酸式滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知c(待测)偏高,不符合题意,故B错误;C.滴定过程中,锥形瓶内溶液颜色由黄色变为橙色,立即记下滴定管内液面所在刻度,造成V(标准)偏小,根据c(待测)=可知c(待测)偏低,符合题意,故C正确;D.盛NaOH溶液的锥形瓶滴定用NaOH溶液润洗,滴定时造成V(标准)偏大,根据c(待测)=可知c(待测)偏高,不符合题意,故D错误。
【点评】酸碱中和滴定的实验中的误差分析,从标准液的体积变化误差来分析,无论是读数的误差还是操作的误差,标准液的体积偏大,则待测液的浓度也偏大。
6.【答案】D
【解析】A.相同条件下,H2SO3的K1大于H2CO3的,则同浓度的H2SO3溶液和H2CO3溶液的酸性,H2SO3更强,与题意不符,A错误;B.向氯水中分别加入等浓度的NaHCO3和NaHSO3溶液,NaHSO3消耗次氯酸,可减少氯水中HClO的浓度,与题意不符,B错误;C.HClO的K大于H2CO3的K2,NaClO溶液中通入少量CO2:2ClO−+CO2+H2O=HClO+HCO,与题意不符,C错误;D.H2SO3的K2大于H2CO3的K2,Na2CO3溶液中通入少量SO2:2CO+SO2+H2O=2HCO+SO,符合题意,D正确;答案为D。
精准预测题
1.【答案】C
【解析】A.向0.2mol·L−1 CH3COOH溶液中加入等体积0.lmol·L−1 NaOH溶液,反应后的溶液中存在等物质的量是乙酸和乙酸钠,测得溶液中c(CH3COO−)>c(Na+),说明以乙酸的电离为主,抑制水的电离,水的电离程度比纯水的小,故A错误;B.向0.1mol·L−1氨水中滴加0.1mol·L−1盐酸,刚好完全中和时生成氯化铵,由于水解,促进水的电离,则由水电离产生的c(OH−)=c(H+)=10−amol·L−1,故B错误;C.根据物料守恒得2c(Na+)=3c(CO)+3c(HCO)+3c(H2CO3);根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=2c(CO)+c(OH−)+c(HCO),所以存在质子守恒得c(HCO)+3c(H2CO3)+2c(H+)=c(CO)+2c(OH−),故C正确;D、只有具有相同结构的难溶物(如AgCl、AgBr、AgI)Ksp小的溶解度小,而不同结构的(如Ag2SO4和AgI)Ksp小的溶解度不一定小,故D错误;故选C。
【点评】本题考查溶液中存在的守恒,为高频考点,明确溶液中存在的微粒成分及各个浓度之间关系是解本题关键,任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒、质子守恒。
2.【答案】C
【解析】相同条件下,p点和q点的铅离子浓度相同,p点为碘化铅的饱和溶液,q点为碳酸铅的饱和溶液,因为碘离子不水解,碳酸根离子水解,其水解促进了水的电离,所以水的电离程度q点大于p点,A正确;B.Ksp(PbCO3)=c(Pb2+)c(CO)=10−13.1,Ksp(PbI2)=c(Pb2+)c2(I−) =10−8,Ksp(PbCO3)
【解析】A.CH3COONa溶液中电荷守恒为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),CH3COONH4溶液中电荷守恒为c(NH)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−),两种溶液中c(CH3COO−)相等,c(OH−)不同,c(Na+)与c(NH)不相等,故A错误;B.CH3COONH4的水解程度大于CH3COONa,CH3COONH4溶液中水的电离程度大于CH3COONa溶液,故B错误;C.CH3COONa溶液显碱性,CH3COONH4溶液显中性,则两种溶液的pH不相等,故C错误;D.常温下CH3COONa溶液与CH3COONH4溶液中c(CH3COO−)相等,由于CH3COONH4的水解程度大于CH3COONa,所以c(CH3COONa)<c(CH3COONH4),故D正确。选D。
4.【答案】A
【解析】A.当V=10mL时,生成NaA与剩余的HA的物质的量相等,因HA的电离常数为Ka(HA)=10−5,A−的水解常数与HA的电离常数之积等于水的离子积常数,Kh·Ka=Kw,Kh=10−14/10−5=10−9,则Ka>Kh,HA的电离大于A−的水解,所以溶液呈酸性,故A错误;B.当V=10mL时,生成NaA与剩余的HA的物质的量相等,在溶液中存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+) =c(A−)+c(OH−),物料守恒:2c(Na+)=c(A−)+c(HA),两个守恒消去c(Na+),得到质子守恒c(HA) +2c(H+)=c(A−)+2c(OH−),故B正确;C.当V=20mL时,恰好完全反应生成NaA,因为HA是弱酸,NaA水解呈碱性,则溶液中各粒子的浓度大小关系为:c(Na+)>c(A−)>c(OH−)>c(HA),故C正确;D.当V=40mL时,NaOH的物质的量是HA的物质的量的二倍,物料守恒为c(Na+)=2c(A−)+2c(HA),故D正确;故选A。
5.【答案】C
【解析】A.Na2CO3溶液在蒸干时不能彻底水解,最终蒸干灼烧后得到的就是碳酸钠本身,A正确;B.除去MgCl2溶液中混有的少量FeCl3,由于不能引入新杂质,所以可向溶液中加入足量MgCO3,使铁离子转化为氢氧化铁沉淀,然后过滤,B正确;C.醋酸的酸性强于次氯酸,因此次氯酸根离子的水解程度大于醋酸根离子的水解程度,则pH相同的①CH3COONa、②NaClO的两种溶液浓度是醋酸钠大于次氯酸钠,则溶液中c(Na+):①>②,C错误;D.任何温度下均能自发进行2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g),根据ΔG=ΔH-TΔS<0可知则该反应的ΔH<0,ΔS>0,D正确。答案选C。
6.【答案】C
【解析】A.当A−和HA的物质的量分数相同时,pH=4.7,此时,A项不符合题意;B.由图可知,a点pH约为3.4,b点pH为6,所以两点pH之和为9.4,B项不符合题意;C.b点时A−是主要存在形式,需要向HA溶液中加碱才能达到这个目的,加碱的同时会引入阳离子,所以根据电荷守恒,C项符合题意;D.,,HA的电离程度比A−的水解程度更大,溶液中H+浓度更高,所得溶液显酸性,D项不符合题目要求;故正确选项为C。
7.【答案】A
【解析】A.根据图示,稀释相同倍数,酸A的pH变化大于酸B,所以酸A比酸B的电离度大,故A错误;B.稀释1000倍,酸A的pH值增大了3,A为强酸,稀释1000倍,酸B的pH值变化小于3,B为弱酸,故B正确;C.A为强酸、B为弱酸,同pH的强酸和弱酸,弱酸的浓度大于强酸,所以酸B的物质的量浓度比A的大,故C正确;D.A是强酸,A完全电离;B是弱酸,部分电离,所以A酸比B酸易电离,故D正确;选A。
8.【答案】A
【解析】A.酸性越弱,其相应离子的水解程度越大;相同浓度的HCOONa和NaF两溶液,前者的pH较大,说明HCOO−的水解程度大于F−的水解程度,说明HCOOH的酸性弱于HF的酸性,酸性越弱,Ka越小,所以Ka(HCOOH)<Ka(HF),故A错误;B.0.1mol·L−1 NaOH溶液中氢氧根的浓度为0.1mol/L,而温度升高,Kw变大,故60℃时,溶液中氢离子浓度大于10−13mol/L,pH小于13,因此溶液的pH变小,故B正确;C.一水合氨是弱碱,不能完全电离,等pH的氨水和氢氧化钠溶液比较,氨水的浓度大于氢氧化钠溶液的浓度,故氨水的物质的量大于氢氧化钠的物质的量,则加入足量的AlCl3溶液,产生沉淀的质量前者大,故C正确;D.在1mol·L−1 Na2S溶液中,S2−+H2OHS−+OH−,HS−+H2OH2S+OH−,根据硫元素守恒,有c(S2−)+c(HS−)+c(H2S)=1mol·L−1,故D正确;故选A。
9.【答案】C
【解析】根据流程,石灰石经煅烧后可以形成CaSiO3、MgO、CaO等烧渣,烧渣中加入NH4Cl溶液,烧渣溶解,得到另一种不溶的浸渣和一种溶液,向溶液中通入氨气调节pH得到Mg(OH)2沉淀,向滤液1中先后通入氨气和二氧化碳可以得到CaCO3固体。A.根据分析,“煅烧”时生成CaSiO3的化学方程式为,A项正确;B.用NH4Cl溶液进行“溶浸”时生成的氨气可用于后续“调pH”,B项正确;C.“调pH”时生成Mg(OH)2,此时Mg(OH)2的溶解度更低,因此相同温度下,Ksp[Mg(OH)2]
【解析】酸性越强,H2C2O4的浓度越大,碱性越强,C2O的浓度越大,根据图示可知,①代表的是H2C2O4、②代表的是HC2O、③代表的是C2O。A.根据图示可知,pH=5时,溶液中主要含碳物种浓度大小关系为:c(C2O)>c(HC2O)>c(H2C2O4),A错误;B.b点溶液的pH=4.17,此时c(C2O)=c(HC2O),Ka2(H2C2O4)==c(H+)=10−4.17,则pKa2(H2C2O4)=-lg10−4.17=4.17,B正确;C.NaHC2O4溶液中存在质子守恒:c(H+)+c(H2C2O4)=c(OH−)+c(C2O),则c(H+)=c(OH−)+c(C2O)-c(H2C2O4),C正确;D.一定温度下,往CaC2O4饱和溶液中,存在CaC2O4(s)C2O(aq)+Ca2+(aq)平衡,加入少量CaCl2固体,平衡逆向移动,c(C2O)将减小,c(Ca2+)不可抵消,所以c(Ca2+)增大,D正确;故答案为:A。
11.【答案】(1)CH3COONa NH4Cl
(2) Ba2++SO=BaSO4↓
(3) 10a−14
(4) c(OH−)>c(Ba2+)=c(Cl−)>c(NH)>c(H+)
(5) 1∶4
【解析】有A、B、C、D四种强电解质,它们在水中电离时可产生下列离子(每种物质只含有一种阴离子且互不重复)。①A、C溶液pH均大于7,说明一种是强碱,一种是弱酸强碱盐,弱酸强碱盐是醋酸钠;②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀,说明一种溶液含有钡离子,一种溶液含有硫酸根离子;B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体,说明一种溶液含有铵根离子,一种溶液含有氢氧根离子,A溶液和D溶液混合时无明显现象,且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同,所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠。(1)通过以上分析知,A是CH3COONa、B是NH4Cl,故答案为:CH3COONa;NH4Cl;(2)C是氢氧化钡、D是硫酸钠,钡离子和硫酸根离子反应生成硫酸钡沉淀,离子方程式为Ba2++SO=BaSO4↓,故答案为:Ba2++SO=BaSO4↓;(3)B是NH4Cl,0.1mol·L-1 B溶液的pH=a,根据溶液中电荷守恒得c(H+)+c(NH)=c(OH−)+c(Cl−),根据溶液中物料守恒得c(NH3·H2O)+c(NH)=c(Cl−),将两个等式相减得c(H+)-c(NH3·H2O)=c(OH−)=10a−14,故答案为:10a−14;(4)B是NH4Cl,C是氢氧化钡,根据题意知,氯化铵和氢氧化钡的物质的量相等,混合后,溶液中的溶质是氨水、氯化钡和氢氧化钡,氯化钡和氢氧化钡的浓度相等,氨水的浓度是氯化钡和氢氧化钡浓度的2倍,溶液中氢氧根离子浓度最大,钡离子和氯离子浓度相等,氨水是弱碱部分电离导致氯离子浓度大于铵根离子浓度,溶液呈碱性,氢离子浓度最小,所以溶液中离子浓度大小顺序是c(OH−)>c(Ba2+)=c(Cl−)>c(NH)>c(H+),故答案为:c(OH−)>c(Ba2+)=c(Cl−)>c(NH)>c(H+);(5)C是氢氧化钡,在一定体积的0.005mol·L−1的氢氧化钡溶液中,加入一定体积的0.00125mol·L−1的盐酸时,混合溶液的pH=11,溶液显碱性,则碱过量,过量c(OH−)=0.001mol/L,设氢氧化钡溶液的体积为x,盐酸的体积为y,由=0.001可知,=0.001,解得x∶y=1∶4,故答案为:1∶4。
【点评】明确物质的性质是解答本题的关键。本题的难点是(4)中判断溶液中离子浓度大小的比较,要注意根据物料守恒和电荷守恒分析判断。
12.【答案】(1)A 3ClO−+2Fe3++10OH−=2FeO+3Cl−+5H2O
(2)3 Fe4(OH)2(SO4)5
【解析】(1)制备K2FeO4时,KClO饱和溶液与Fe(NO3)3溶液的混合方式为:将Fe(NO3)3溶液慢慢滴入KClO溶液中,根据电荷守恒、电子守恒、原子守恒,可得该反应的离子方程式是3ClO−+2Fe3++10OH−=2FeO+3Cl−+
5H2O;(2)当Fe3+完全沉淀时,c(Fe3+)<1.0×10−5mol/L,则该溶液中c(OH−)==1.0×10−11
mol/L,则根据室温下水的离子积常数Kw=1.0×10−14mol2/L2可知溶液中c(H+)=mol/L=1.0×10−3mol/L,所以溶液的pH=3;(3)20.00mL溶液中:n(SO)=n(BaSO4)==0.0500mol,根据电子守恒可得关系式:5Fe3+~5Fe2+~MnO,n(Fe3+)=5n(MnO)=5×0.1000mol/L×8.00×10−3L×=0.0400mol,由电荷守恒:3n(Fe3+)=2n(SO)+n(OH−),n(OH−)=3n(Fe3+)-2n(SO)=3×0.0400mol-2×0.0500mol=0.0200mol,所以n(Fe3+)∶
n(OH−)∶n(SO)=0.0400mol∶0.0200mol∶0.0500mol=4∶2∶5,所以该聚合硫酸铁的化学式为Fe4(OH)2(SO4)5。
【点评】本题考查物质的制备以及化学组成的测定,注意合理分析、理解题中信息,结合电荷守恒、电子守恒、原子守恒的应用,侧重考查学生的分析能力和计算能力。
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