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專題突破練(九) 電解質(zhì)溶液
1.某種碳酸飲料中主要含檸檬酸、碳酸、白砂糖、苯甲酸鈉等成分,常溫下測得其pH約為3.5,下列說法不正確的是( )
A.檸檬酸的電離會抑制碳酸的電離
B.該碳酸飲料中水的電離受到抑制
C.常溫下,該碳酸飲料中KW的值大于純水中KW的值
D.打開瓶蓋冒出大量氣泡,是因為壓強減小,降低了CO2的溶解度
解析: H2CO3是弱酸,檸檬酸的電離會抑制碳酸的電離,A項正確;該碳酸飲料中含有檸檬酸、碳酸等酸,水的電離受到抑制,B項正確;KW只與溫度有關(guān),而與溶液的酸堿性無關(guān),C項錯誤;打開瓶蓋,壓強減小,H2CO3(aq)H2O(l)+CO2(g)平衡向右移動,生成CO2的量增多,冒出大量氣泡,D項正確。
答案: C
2.關(guān)于常溫下pH=2的醋酸,下列敘述正確的是( )
A.c(CH3COOH)=0.01 molL-1
B.c(H+)=c(CH3COO-)
C.加水稀釋100倍后,溶液pH=4
D.加入CH3COONa固體,可抑制CH3COOH的電離
解析: 常溫下pH=2則c(H+)=0.01 molL-1,因CH3COOH是弱酸,所以c(CH3COOH)>0.01 molL-1,A錯誤;醋酸中的電荷守恒表達式為c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),B錯誤;pH=2的溶液,加水稀釋100倍,若不存在電離平衡的移動,則溶液的pH=4,因CH3COOH是弱電解質(zhì),稀釋促進其電離,故2
c(H+)=c(OH-)
解析: 加入少量金屬Na,溶液中c(H+)減小,平衡②向右移,溶液中c(HSO)減小,A項錯誤;加入少量Na2SO3固體,根據(jù)電荷守恒有c(H+)+c(Na+)=c(HSO)+2c(SO)+c(OH-),B項錯誤;加入少量NaOH溶液,c(OH-)增大,平衡②向右移,、均增大,C項正確;加入氨水至中性,根據(jù)物料守恒c(Na+)=c(HSO)+c(SO)+c(H2SO3),則c(Na+)>c(SO),D項錯誤。
答案: C
5.(2016長春七校聯(lián)考)常用的無機酸25 ℃時在水溶液中的電離平衡常數(shù)如下表:
無機酸
氫氰酸(HCN)
碳酸(H2CO3)
氫氟酸(HF)
電離平衡常數(shù)K值(25 ℃)
6.210-10 (K)
4.210-7 (K1)
5.610-11 (K2)
6.6110-4 (K)
下列選項正確的是( )
A.NaF溶液中通入過量CO2:F-+H2O+CO2===HF+HCO
B.Na2CO3溶液中:2c(Na+)=c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3)
C.中和等體積、等pH的氫氰酸(HCN)和氫氟酸(HF)消耗NaOH的量前者大于后者
D.等濃度的NaCN和NaF溶液中pH前者小于后者
解析: 由表中數(shù)據(jù)可知,HF的酸性強于H2CO3,故A項反應(yīng)不可能發(fā)生,錯誤;Na2CO3溶液中存在物料守恒c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),B選項錯誤;因為HCN的酸性比HF弱,體積和pH都相同時,HCN的濃度大,HCN的物質(zhì)的量大,消耗NaOH的量多,C選項正確;同為鈉鹽,對應(yīng)的酸的酸性越弱,鈉鹽的水解程度越大,pH越大,HCN的酸性弱于HF,所以NaCN溶液的pH大,D選項錯誤。
答案: C
6.某溫度下,體積和pH都相同的鹽酸和氯化銨溶液加水稀釋時的pH變化曲線如圖所示。下列判斷正確的是( )
A.a(chǎn)、c兩點溶液的導(dǎo)電能力相同
B.a(chǎn)、b、c三點溶液中水的電離程度:a>b>c
C.b點溶液中:c(H+)+c(NH3H2O)=c(OH-)
D.用等濃度的NaOH溶液和等體積的b、c處溶液反應(yīng),消耗NaOH溶液體積Vb=Vc
解析: 體積和pH都相同的鹽酸和氯化銨溶液加水稀釋的過程中,鹽酸中c(H+)變化大,而氯化銨溶液中NH可繼續(xù)水解,溶液中的c(H+)變化小,所以含c點的曲線是鹽酸pH變化曲線,含a、b點的曲線是氯化銨溶液pH變化曲線。溶液的導(dǎo)電能力和溶液中自由移動的離子數(shù)目有關(guān),當(dāng)溶液的體積相等時,a、c兩點溶液中離子濃度不一樣,故導(dǎo)電能力不一樣,A項錯誤;HCl電離出的H+抑制了水的電離,所以c點溶液中水的電離程度最小,氯化銨溶液中NH的水解促進水的電離,氯化銨溶液中c(H+)越大,水的電離程度越大,綜上所述a、b、c三點溶液水的電離程度a>b>c,B項正確;b點溶液中,根據(jù)質(zhì)子守恒,得出c(OH-)+c(NH3H2O)=c(H+),C項錯誤;b、c處溶液的pH相等,c處HCl完全電離,而b處溶液中加入NaOH溶液后,NH的水解平衡正向移動,故消耗NaOH溶液體積Vb>Vc,D項錯誤。
答案: B
7.在含有Ag+的酸性溶液中,以鐵銨礬NH4Fe(SO4)2作指示劑,用KSCN的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+。已知:AgSCN(白色,s)Ag++SCN-,Ksp=1.010-12,F(xiàn)e3++SCN-[Fe(SCN)]2+(血紅色),K=138。下列說法不正確的是( )
A.邊滴定,邊搖動溶液,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀
B.當(dāng)Ag+定量沉淀后,少許過量的SCN-與Fe3+生成血紅色配合物,即為終點
C.上述實驗可用KCl標(biāo)準(zhǔn)溶液代替KSCN的標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ag+
D.滴定時,必須控制溶液一定的酸性,防止Fe3+水解,以免影響終點的觀察
解析: 對比AgSCN的溶度積常數(shù)及Fe3+與SCN-反應(yīng)的平衡常數(shù)可知,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀,A項正確;Fe3+與SCN-形成的配合物為血紅色,其顏色變化決定了這種配合物能否形成,可以作為滴定終點的判斷依據(jù),B項正確;Cl-與Fe3+不反應(yīng),沒有明顯的顏色變化,C項錯誤;Fe3+易水解生成紅褐色Fe(OH)3沉淀而干擾對紅色的觀察,D項正確。
答案: C
8.如圖所示,有T1、T2不同溫度下BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線,下列說法不正確的是( )
A.加入Na2SO4可使溶液由a點變?yōu)閎點
B.在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)任意一點時,均有BaSO4沉淀生成
C.蒸發(fā)溶劑可能使溶液由d點變?yōu)榍€上a,b之間的某一點(不含a,b)
D.升溫可使溶液由b點變?yōu)閐點
解析: A項正確,溫度不變Ksp不變,c(SO)增大,c(Ba2+)減??;B項正確,T1曲線上方區(qū)域,任意一點為過飽和溶液,有BaSO4沉淀生成;C項正確,蒸發(fā)溶劑,c(SO)、c(Ba2+)均增大,而由d點到a點c(SO)保持不變,由d點到b點c(Ba2+)保持不變;D項錯誤,升溫Ksp增大,c(Ba2+)、c(SO)均應(yīng)增大。
答案: D
9.(2016山東濟南模擬)常溫下,用0.100 molL-1的NaOH溶液分別滴定20.00 mL 0.100 molL-1的鹽酸和0.100 molL-1的醋酸,得到兩條滴定曲線,如圖所示:
下列說法正確的是 ( )
A.滴定鹽酸的曲線是圖2
B.兩次滴定均可選擇甲基橙或酚酞作指示劑
C.達到B、E點時,反應(yīng)消耗的n(CH3COOH)=n(HCl)
D.以HA表示酸,當(dāng)0 mLc(Na+)>c(H+)>c(OH-)
解析: 0.100 molL-1鹽酸的pH=1,0.100 molL-1醋酸的pH>1,故A項錯誤;甲基橙的變色范圍是pH=3.1~4.4、酚酞的變色范圍是pH=8.2~10.0,由圖2中pH突變的范圍(>6)可知,當(dāng)氫氧化鈉溶液滴定醋酸時,只能選擇酚酞作指示劑,B項錯誤;B、E兩點對應(yīng)消耗氫氧化鈉溶液的體積均為a mL,所以反應(yīng)消耗的n(CH3COOH)=n(HCl),C項正確;0 mLc(H+)=c(OH-),D項錯誤。
答案: C
10.(2016河北唐山模擬)常溫下,一些金屬離子(用Mn+表示)形成M(OH)n沉淀與溶液pH平衡關(guān)系曲線如圖。
已知:c(Mn+)≤110-5 molL-1時可認為金屬離子沉淀完全;pM=-lgc(Mn+),pKsp=-lg Ksp。下列敘述正確的是( )
A.Mn+開始沉淀的pH與起始濃度c(Mn+)無關(guān)
B.不同的金屬沉淀完全時的pH相同
C.圖中Y點與X點pKsp不相同
D.Y點:pM=pKsp+npH-14n
解析: A項,Mn+開始沉淀的pH與起始溶液c(Mn+)有關(guān),c(Mn+)越大,沉淀所需pH值越?。籅項,不同金屬離子的Ksp不相同,所以金屬沉淀完全時pH也不相同;C項,Ksp只與溫度有關(guān),所以Y點與X點pKsp相同;D項,c(Mn+)==,兩邊同時取負對數(shù),
-lgc(Mn+)=-lgKsp+lg(10-14)n-lgcn(H+)
即:pM=pKsp+npH-14n。
答案: D
11.(2016海南七校聯(lián)盟聯(lián)考)連二次硝酸(H2N2O2)是一種二元酸,可用于制N2O氣體。
(1)連二次硝酸中氮元素的化合價為__________。
(2)常溫下,用0.01 molL-1的NaOH溶液滴定10 mL 0.01 molL-1的H2N2O2溶液,測得溶液pH與NaOH溶液體積的關(guān)系如圖所示。
①寫出H2N2O2在水溶液中的電離方程式:_____________________________________
________________________________________________________________________。
②b點時溶液中c(H2N2O2)______c(N2O)。(填“>”“<”或“=”,下同)
③a點時溶液中c(Na+)______c(HN2O)+c(N2O)。
(3)硝酸銀溶液和連二次硝酸鈉溶液混合,可以得到黃色的連二次硝酸銀沉淀,向該分散系中滴加硫酸鈉溶液,當(dāng)白色沉淀和黃色沉淀共存時,分散系中=________。[已知Ksp(Ag2N2O2)=4.210-9,Ksp(Ag2SO4)=1.410-5]
解析: (1)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0可求出H2N2O2中氮元素的化合價為+1。(2)①由題圖可以看出,未加入NaOH溶液時,0.01 molL-1 H2N2O2溶液的pH=4.3,這說明H2N2O2為弱酸,則其電離方程式為H2N2O2H++HN2O。②b點時溶液中的溶質(zhì)為NaHN2O2,溶液呈堿性,說明HN2O的水解程度大于其電離程度,H2N2O2為水解產(chǎn)物,N2O為電離產(chǎn)物,故c(H2N2O2)>c(N2O)。③a點時溶液中,根據(jù)電荷守恒可得:c(Na+)+c(H+)=2c(N2O)+c(HN2O)+c(OH-),而a點時溶液的pH=7,則c(H+)=c(OH-),故c(Na+)=2c(N2O)+c(HN2O),所以c(Na+)>c(N2O)+c(HN2O)。(3)當(dāng)白色沉淀和黃色沉淀共存時,溶液中連二次硝酸銀和硫酸銀均達到飽和,溶液中存在兩個溶解平衡:Ag2N2O2(s)2Ag+(aq)+N2O(aq)、Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO(aq),溶液中====3.010-4。
答案: (1)+1
(2)①H2N2O2H++HN2O?、??、?
(3)3.010-4
12.25 ℃時,將某一元酸HA和NaOH溶液等體積混合,兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表:
實驗
編號
HA物質(zhì)的量
濃度/(molL-1)
NaOH物質(zhì)的量
濃度/(molL-1)
混合溶液的pH
甲
0.2
0.2
pH=a
乙
c1
0.2
pH=7
丙
0.1
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=9
請回答下列問題:
(1)不考慮其他組的實驗結(jié)果,單從甲組情況分析,如何用a(混合溶液的pH)來說明HA是強酸還是弱酸: ______________________________________________________。
(2)不考慮其他組的實驗結(jié)果,單從乙組情況分析,c1是否一定等于0.2?________(填“是”或“否”)?;旌先芤褐须x子濃度c(A-)與c(Na+)的大小關(guān)系是________。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.無法判斷
(3)從丙組實驗結(jié)果分析,HA是________(填“強”或“弱”)酸。該混合溶液中離子濃度由大到小的順序是___________________________________________________。
(4)丁組實驗所得混合溶液中由水電離出的c(OH-)=________ molL-1。
寫出該混合溶液中下列算式的精確結(jié)果(不能做近似計算)。c(Na+)-c(A-)=______________。
解析: (1)因為一元酸和一元堿的物質(zhì)的量濃度相等,又是等體積混合,說明恰好完全反應(yīng),生成的產(chǎn)物是NaA,對NaA溶液分析,若a=7,說明HA是強酸,若a>7,說明溶液因A-的水解而顯堿性,則HA是弱酸。
(2)c1不一定等于0.2。當(dāng)HA是強酸時c1等于0.2;當(dāng)HA是弱酸時,c1大于0.2。因為pH=7,說明c(H+)=c(OH-),根據(jù)電荷守恒可知,一定有c(Na+)=c(A-)。
(3)由丙組實驗數(shù)據(jù)可知,兩溶液等體積等物質(zhì)的量濃度混合后pH>7,說明A-水解,得出HA是弱酸,其他易推知。
(4)丁組實驗中所得混合液的pH=9,說明溶液中c(H+)=1.010-9 molL-1,則由水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(OH-)= molL-1=1.010-5 molL-1,由電荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),則c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(1.010-5-1.010-9) molL-1。
答案: (1)若a=7,HA為強酸;若a>7,HA為弱酸
(2)否 C
(3)弱 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)1.010-5 (1.010-5-1.010-9)molL-1
13.(2016山東青島模擬)工廠中用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,還含有少量NH、Fe3+、AsO、Cl-。為除去雜質(zhì)離子,部分操作流程如下:
請回答下列問題:
(1)用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中,硫酸的濃度為4.9 gL-1,則該溶液中的pH約為__________。
(2)NH在用稀硫酸浸泡某礦石后的溶液中以(NH4)2SO4 和NH4Cl形式存在。 現(xiàn)有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH)恰好是NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,則c[(NH4)2SO4]________c(NH4Cl)(填“<”“=”或“>”)。
(3)隨著向廢液中投入生石灰(忽略溶液溫度的變化),溶液中________(填“增大”“減小”或“不變”)。
(4)投入生石灰調(diào)節(jié)pH 2~3時,大量沉淀主要成分為CaSO42H2O[含有少量Fe(OH)3],提純CaSO42H2O的主要操作步驟:向沉淀中加入過量__________,充分反應(yīng)后,過濾、洗滌、________。
(5)25 ℃,H3AsO4電離常數(shù)為K1=5.610-3,K2=1.710-7,K3=4.010-12。 當(dāng)調(diào)節(jié)pH 8~9時,沉淀主要成分為Ca3(AsO4)2。
①pH調(diào)節(jié)到8左右Ca3(AsO4)2才開始沉淀的原因是________________________________ ________________________________________________________________________。
②Na3AsO4第一步水解的平衡常數(shù)數(shù)值為 _____________________________。
解析: 硫酸廢液中除了含有大量硫酸外,還含有少量NH、Fe3+、AsO、Cl-,加入生石灰,調(diào)節(jié)pH 2~3,大量沉淀主要成分為CaSO42H2O[含有少量Fe(OH)3],濾液加入生石灰調(diào)節(jié)pH 8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,濾液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl。(1)硫酸的濃度為4.9 gL-1,
c(H2SO4)==0.05 molL-1,
c(H+)=0.1 molL-1,pH=-lg0.1=1。
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),則(NH4)2SO4溶液中c(NH)較大,因c(NH)越大,NH水解程度越小,則(NH4)2SO4溶液中c(NH)大于NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,如等于2倍,則c(NH4Cl)應(yīng)稍大。
(3)隨著向廢液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3H2O)減小,則溶液中減小。
(4)提純CaSO42H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO42H2O的溶解,過濾后洗滌、干燥。
(5)①H3AsO4是弱酸,電離出來的AsO較少,所以酸性條件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右時AsO濃度增大,Ca3(AsO4)2開始沉淀。
②Na3AsO4的第一步水解的離子方程式為AsO+H2OHAsO+OH-,該步水解的平衡常數(shù)Kh=====2.510-3。
答案: (1)1 (2)<
(3)減小 (4)稀硫酸 晾干或干燥
(5)①H3AsO4是弱酸,當(dāng)溶液中pH調(diào)節(jié)到8左右,c(AsO)增大,Ca3(AsO4)2開始沉淀
②2.510-3
14.FeCl3具有凈水作用,但腐蝕設(shè)備,而聚合氯化鐵是一種新型的絮凝劑,處理污水比FeCl3高效,且腐蝕性小。請回答下列問題:
(1)FeCl3凈水的原理是__________________。FeCl3溶液腐蝕鋼鐵設(shè)備,除H+作用外,另一主要原因是(用離子方程式表示)__________________________________________。
(2)為節(jié)約成本,工業(yè)上用NaClO3氧化酸性FeCl2廢液得到FeCl3。
若酸性FeCl2廢液中c(Fe2+)=2.010-2 molL-1,c(Fe3+)=1.010-3 molL-1,c(Cl-)=5.310-2 molL-1,則該溶液的pH約為________。
(3)FeCl3在溶液中分三步水解:
Fe3++H2OFe(OH)2++H+ K1
Fe(OH)2++H2OFe(OH)+H+ K2
Fe(OH)+H2OFe(OH)3+H+ K3
以上水解反應(yīng)的平衡常數(shù)是K1、K2、K3由大到小的順序是________。
通過控制條件,使以上水解產(chǎn)物聚合,生成聚合氯化鐵,離子方程式為:xFe3++yH2OFex(OH)+yH+。
欲使平衡正向移動可采用的方法是(填序號)________。
a.降溫 b.加水稀釋 c.加入NH4Cl d.加入NaHCO3
室溫下,使氯化鐵溶液轉(zhuǎn)化為高濃度聚合氯化鐵的關(guān)鍵條件是_________________ _______________________________________________________。
(4)天津某污水處理廠用聚合氯化鐵凈化污水的結(jié)果如圖所示。由圖中數(shù)據(jù)得出每升污水中投放聚合氯化鐵[以Fe(mgL-1)表示]的最佳范圍約為________mgL-1。
解析: (1)氯化鐵水解生成的氫氧化鐵膠體,具有吸附作用,可吸附水中的雜質(zhì),起到凈水作用。氯化鐵溶液腐蝕鋼鐵,原因之一是Fe3+能與Fe反應(yīng),生成Fe2+。(2)酸性FeCl2廢液中,由電荷守恒:2c(Fe2+)+3c(Fe3+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)。忽略溶液中c(OH-),并將已知數(shù)據(jù)代入上式解得c(H+)=0.01 molL-1,故溶液的pH約為2。(3)鹽類的逐級水解程度依次減弱,故K1>K2>K3。鹽類的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),降溫,水解平衡逆向移動,a錯誤。加水稀釋促進水解,b正確。NH4Cl水解呈酸性,故加入NH4Cl,平衡逆向移動,而NaHCO3水解呈堿性可使平衡正向移動,故c錯誤,d正確。在室溫下,使上述平衡正向移動的關(guān)鍵條件是溶液的pH。(4)“渾濁度”的去除率越大,凈化效果越好,此時聚合氯化鐵的最佳濃度為18 mgL-1;“還原性物質(zhì)”的去除率越大,凈化效果越好,此時聚合氯化鐵的最佳濃度為20 mgL-1。綜合考慮,投放聚合氯化鐵的最佳范圍是18~20 mgL-1。
答案: (1)Fe3+水解產(chǎn)生的Fe(OH)3膠體粒子能吸附水中懸浮的雜質(zhì) 2Fe3++Fe===3Fe2+
(2)2 (3)K1>K2>K3 bd 調(diào)節(jié)溶液的pH (4)18~20
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