(4)①加入少量NaOH固体
②加入少量Na2CO3固体
③加入Zn、Mg等金属(其他合理答案也可)
13.由已知电离常数判断,下列关于SO2与Na2CO3(aq)反应的离子方程式的书写中,不合理的是( )
酸
电离常数
碳酸
K1=4×10-7 K2=5.6×10-11
亚硫酸
K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7
A.SO2+H2O+2CO===2HCO+SO
B.SO2+H2O+CO===H2CO3+SO
C.2SO2+2H2O+CO===H2CO3+2HSO
D.SO2+H2O+CO===HCO+HSO
解析:
选B。
根据表中Ka的数值,其酸性:
H2SO3>H2CO3>HSO>HCO,结合复分解反应中强酸制弱酸的原理,H2SO3与CO反应不可能生成H2CO3和SO,故B不合理。
14.有下列物质的溶液
①CH3COOH ②HCl ③H2SO4 ④NaHSO4
(1)若四种溶液的物质的量浓度相同,其c(H+)的大小顺序为________________(用序号表示,下同)。
(2)若四种溶液的c(H+)相同,其物质的量浓度的大小顺序为________________。
(3)将6gCH3COOH溶于水制成1L溶液,此溶液的物质的量浓度为________,经测定溶液中c(CH3COO-)为1.4×10-3mol/L,此温度下醋酸的电离常数Ka=________________________。
温度升高,Ka将________(填“变大”、“不变”或“变小”,下同);加入少量CH3COONa后c(H+)________,Ka________。
解析:
(3)开始时c(CH3COOH)=0.1mol·L-1,由于CH3COOH电离的很少,平衡后可认为c(CH3COOH)仍为0.1mol·L-1。
由CH3COOHCH3COO-+H+,
Ka=
=
=1.96×10-5。
答案:
(1)③>②=④>①
(2)①>④=②>③
(3)0.1mol·L-1 1.96×10-5 变大 变小 不变
14.实验表明,纯硫酸液体的电离能力强于纯硝酸,纯硫酸的导电性强于纯水;又知液态电解质都能像水一样自身电离,而建立电离平衡(即像2H2OH3O++OH-),且在一定温度下都有各自的离子积常数。
据此回答下列问题:
(1)纯硫酸在液态时,自身电离的电离反应方程式是________________________________,它在25℃时的离子积常数K(H2SO4)比水的离子积常数K(H2O)________(填“大”、“小”或“相等”)。
(2)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合物中,存在的阴离子主要是________;这是因为混合液中不但存在两种电离平衡(即H2SO4和HNO3各自的电离平衡,且硫酸的酸性强于硝酸),又在无水的条件下,混合酸中发生________________________(写离子反应方程式)反应而造成的。
解析:
(1)根据H2O自身电离的电离反应方程式:
2H2OH3O++OH-,可写出H2SO4自身电离的电离反应方程式:
2H2SO4H3SO+HSO,因为纯硫酸的导电能力大于纯水的导电能力,所以纯硫酸比水更易电离,故K(H2SO4)比K(H2O)要大。
(2)因为纯硫酸的导电能力强于纯硝酸,说明H2SO4比HNO3更易电离,H2SO4中电离出的自由移动的离子的浓度更大,主要存在的阴离子应来源于H2SO4电离出的HSO;而且因为H2SO4的酸性强于HNO3,发生的反应就类似于强酸制弱酸,即H2SO4+HNO3H2NO+HSO。
答案:
(1)2H2SO4H3SO+HSO 大
(2)HSO H2SO4+HNO3H2NO+HSO
10.某温度(t℃)时,水的离子积Kw=1×10-12,则该温度(填“>”、“<”或“=”)________25℃,其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(1)将此温度下pH=11的NaOH溶液与pH=1的HCl溶液等体积混合,混合后溶液的pH=________。
(2)将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液bL混合:
①若所得混合液呈中性,则a∶b=________;
②若所得混合液的pH=2,则a∶b=________。
解析:
温度越高,水的电离程度越大,Kw越大,25℃时Kw=1×10-14。
(1)此温度下pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-1mol/L,pH=1的HCl溶液中c(H+)=10-1mol/L,所以两溶液等体积混合后应恰好完全反应,则混合后溶液的pH=6。
(2)①若所得混合液呈中性,则0.1mol/L×aL=0.1mol/L×bL,所以a∶b=1∶1;②若所得混合液的pH=2,则混合后c(H+)=0.01mol/L,则=0.01mol/L,即:
=0.01mol/L,得a∶b=9∶11。
答案:
> 水的电离过程是吸热过程,升高温度,能促进水的电离,水的离子积增大
(1)6
(2)①1∶1 ②9∶11
12.下列说法正确的是( )
A.将pH=5的硫酸溶液稀释500倍后溶液中c(SO)∶c(H+)≈1∶10
B.常温下,将pH=5的醋酸溶液稀释100倍后溶液pH=7
C.常温下,将pH=9的氢氧化钠溶液稀释100倍后溶液pH=7
D.常温下,将0.01mol·L-1的硫酸溶液稀释100倍后溶液pH=4
解析:
选A。
pH=5的硫酸溶液稀释500倍后,c(SO)=1×10-5mol·L-1××=1×10-8mol·L-1,由于水的电离,c(H+)≈1×10-7mol·L-1,由c(SO)∶c(H+)=(1×10-8)∶(1×10-7)≈1∶10,故A正确;无论是酸还是碱的稀溶液,无限稀释时,溶液的pH只能接近于7,但不能等于7,故B、C错误;c(H+)=0.01mol·L-1×2×=2×10-4mol·L-1,pH=-lg(2×10-4)=3.7,故D错误。
16.温度t℃时,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,已知a+b=12,请回答下列问题:
(3)给该NaOH溶液加热,pH________(填“变大”、“变小”或“不变”)。
解析:
(3)温度升高时,Kw变大,而c(H+)=,所以c(H+)变大,pH变小。
7.0.1mol·L-1NaOH溶液滴定100mL0.1mol·L-1盐酸时,如果滴定误差在±0.1%以内,反应完毕后,溶液的pH范围为( )
A.6.9~7.1 B.3.3~10.7
C.4.3~9.7 D.6~8
解析:
选C。
本题考查中和滴定的计算。
理论上,当滴入的NaOH溶液体积恰好为100mL时,溶液的pH=7,实际操作中肯定有误差,如果多滴0.1mL,误差为+0.1%,少滴0.1mL,误差为-0.1%,总体积均以200mL计算。
(1)碱过量时:
c(OH-)=0.1mol·L-1×0.1mL÷200mL=5×10-5mol·L-1,则c(H+)=2×10-10mol·L-1,pH=10-lg2≈9.7;
(2)碱不足时:
c(H+)=0.1mol·L-1×0.1mL÷200mL=5×10-5mol·L-1,则pH=5-lg5≈4.3。
10.25℃时,pH=2的某酸HnA(An-为酸根)与pH=12的某碱B(OH)m等体积混合,混合液的pH=5。
(1)写出生成的正盐的化学式:
________________________________________________________________________。
(2)该盐中存在一定水解的离子,该离子主要的水解离子方程式为________________________________________________________________________。
(3)简述该混合液呈酸性的原因:
________________________________________________________________________
____________________。
(4)写出HnA的一级电离方程式:
________________________________________________________________________
____________________。
解析:
当酸中c(H+)等于碱中c(OH-)时,二者等体积混合后,溶液的酸碱性是由过量的酸或碱决定的。
(1)HnA中阴离子带n个单位的负电荷(An-),B(OH)m中阳离子带m个单位的正电荷(Bm+),则正盐的化学式为BnAm。
(2)pH=2的酸HnA中c(H+)=10-2mol/L,pH=12的B(OH)m中c(OH-)=10-2mol/L,当二者等体积混合后溶液pH=5,酸过量说明HnA一定为弱酸,故An-一定水解。
(3)由于酸一定为弱酸,当HnA与B(OH)m等体积混合后,酸有剩余导致溶液显酸性。
答案:
(1)BnAm
(2)An-+H2OHA(n-1)-+OH-
(3)由于酸一定为弱酸,当HnA与B(OH)m等体积混合后,酸有剩余 (4)HnAHn-1A-+H+
11.在下列给定条件的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.无色溶液:
Ca2+、H+、Cl-、HSO
B.能使pH试纸呈红色的溶液:
Na+、NH、I-、NO
C.FeCl2溶液:
K+、Na+、SO、AlO
D.常温下,=0.1mol·L-1的溶液:
Na+、K+、SiO、NO
解析:
选D。
本题考查限定条件下的离子共存。
A项错误,H+与HSO发生反应而不能大量共存;B项错误,使pH试纸呈红色的溶液显酸性,在酸性条件下,NO有强氧化性(相当于HNO3),可将I-氧化,而不能大量共存;C项错误,Fe2+与AlO发生双水解而不能大量共存;D项正确,=0.1mol·L-1,即c(H+)=10-13mol·L-1,是碱性溶液,四种离子均可大量共存。
14.已知H2O2,KMnO4、NaClO,K2Cr2O7均具有强氧化性,将溶液中的Fe2+、Cu2+、Fe3+完全沉淀为氢氧化物,需溶液的pH分别为:
9.6、6.4、3.7。
现有含有FeCl2杂质的CuCl2·2H2O,首先将其制成水溶液,然后按图示步骤进行提纯:
请回答下列问题:
(1)第一步除去Fe2+,能否直接调整pH=9.6将Fe2+沉淀除去?
________,理由是________________________________________________________________________。
(2)本实验最适合的氧化剂X是________(填序号)。
A.K2Cr2O7 B.NaClO
C.H2O2 D.KMnO4
加入氧化剂的目的是________________________________________________________________________。
(3)物质Y是________。
A.NaOH B.氨水 C.Cu2(OH)2CO3
D.Na2CO3 E.CuO F.Cu(OH)2
(4)除去Fe3+的有关离子方程式是________________________________________________________________________
________________,________________________________________________________________________。
(5)最后能不能直接蒸发结晶得到CuCl2·2H2O晶体?
________。
如何操作?
________________________________________________________________________。
解析:
设计的实验方案中,加入氧化剂能把Fe2+氧化为Fe3+,同时又不能引入新的杂质,上述提供的几种氧化剂中符合要求的只有H2O2。
当CuCl2溶液中混有Fe3+时,可利用Fe3+的水解:
Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入CuO、Cu(OH)2或Cu2(OH)2CO3与溶液中的H+作用,从而使平衡右移,把Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀而除去。
最后从CuCl2溶液中制取CuCl2·2H2O也不能直接加热蒸发,为抑制CuCl2水解,应在HCl气流中加热蒸发。
答案:
(1)否 pH=9.6时,Cu2+会完全沉淀
(2)C 将Fe2+氧化为Fe3+,便于生成沉淀而与Cu2+分离
(3)CEF
(4)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
Cu2(OH)2CO3+4H+===2Cu2++3H2O+CO2↑
或Cu(OH)2+2H+===Cu2++2H2O
或CuO+2H+===Cu2++H2O
(5)不能 应在HCl气流中加热浓缩后,冷却结晶。
12.常温下,向100mL0.01mol·L-1HA溶液中逐滴加入0.02mol·L-1MOH溶液,图中所示曲线表示混合溶液的pH变化情况(体积变化忽略不计)。
回答下列问题:
(1)由图中信息可知HA为________酸(填“强”或“弱”),理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)MA稀溶液的pH=a,则a________7(填“>”、“<”或“=”),用离子方程式表示其原因为________________________________________________________________________,
此时,溶液中由水电离出的c(OH-)=________。
(3)请写出K点所对应的溶液中离子浓度的大小关系:
________________。
(4)K点对应的溶液中,c(M+)+c(MOH)=________2c(A-)(填“>”、“<”或“=”);若此时溶液中pH=10,则c(MOH)+c(OH-)=________mol·L-1(用代数式表示)。
解析:
(1)由图像知,0.01mol·L-1HA溶液的pH=2,c(HA)=c(H+)=0.01mol·L-1,即HA完全电离。
(2)根据图像,pH=7时,MOH过量,即MA溶液的pH<7,为强酸弱碱盐,其水解离子方程式为M++H2OMOH+H+,此时由水电离出的c水(OH-)=c(H+)=1×10-amol·L-1。
(3)K点为等物质的量浓度的MA和MOH的混合溶液,由于MOH电离使pH>7,故c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)。
(4)根据物料守恒,K点时,c(M+)+c(MOH)=2c(A-),pH=10时,c(H+)=10-10mol·L-1,c(OH-)=10-4mol·L-1,则溶液中的c(M+)=(0.005+10-4)mol·L-1,混合溶液中,根据物料守恒得:
2c(A-)=c(M+)+c(MOH),根据电荷守恒得:
c(A-)+c(OH-)=c(M+)+c(H+),两式联立消除c(A-)得,c(MOH)+c(OH-)=c(M+)+2c(H+)-c(OH-)=(0.005+10-4)mol·L-1+2×10-10mol·L-1-10-4mol·L-1=0.005+2×10-10mol·L-1。
答案:
(1)强 0.01mol·L-1HA溶液的pH为2,说明HA完全电离
(2)< M++H2OMOH+H+ 1×10-amol·L-1
(3)c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)= 0.005+2×10-10
4.下列有关溶度积常数(Ksp)的说法正确的是( )
A.常温下,向BaCO3饱和溶液中加入Na2CO3固体,BaCO3的Ksp减小
B.溶度积常数(Ksp)只受温度影响,温度升高Ksp减小
C.溶度积常数(Ksp)只受温度影响,温度升高Ksp增大
D.常温下,向Mg(OH)2饱和溶液中加入NaOH固体,Mg(OH)2的Ksp不变
答案:
D
6.把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:
Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH-(aq),下列叙述正确的是( )
A.给溶液加热,溶液的pH升高
B.恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高
C.向溶液中加入Na2CO3溶液,Ca(OH)2固体增多
D.向溶液中加入少量的NaOH固体,Ca(OH)2固体增多
解析:
选D。
A项,加热时Ca(OH)2溶解度减小,平衡逆向移动,c(OH-)减小,pH减小;B项,CaO+H2O===Ca(OH)2,由于保持恒温,Ca(OH)2溶解度不变,c(OH-)不变,因此pH不变;C项,CO+Ca2+===CaCO3↓,使平衡正向移动,Ca(OH)2固体减少;D项,加入NaOH固体时,c(OH-)增大,平衡逆向移动,因此Ca(OH)2固体增多。
10.某温度时,Ag2SO4在水溶液中的溶解平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )
A.b点对应的Ksp(Ag2SO4)等于c点对应的Ksp(Ag2SO4)
B.采取蒸发溶剂的方法可以使a点对应的溶液变为b点对应的溶液
C.该温度下,Ksp(Ag2SO4)=1.6×10-5
D.0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.2mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合不会生成沉淀
解析:
选B。
温度恒定时,曲线上任意点的Ksp都相等,A项正确;a点对应Ag2SO4的不饱和溶液,但蒸发可以使溶液中的c(Ag+)、c(SO)都变大,故不能实现由a点对应的溶液变到b点对应的溶液,B项错误;由Ag2SO4在水溶液中的沉淀溶解平衡曲线可知:
Ksp(Ag2SO4)=c2(Ag+)·c(SO)=(1×10-2)2×16×10-2=1.6×10-5,C项正确;0.02mol·L-1的AgNO3溶液与0.2mol·L-1的Na2SO4溶液等体积混合后,溶液中c2(Ag+)·c(SO)=0.012×0.1=1×10-5<Ksp,所以混合液不会有沉淀生成,D项正确。
9.一溶液中含有Fe3+和Fe2+,它们的浓度都是0.050mol·L-1。
如果要求Fe3+沉淀完全而Fe2+不生成沉淀Fe(OH)2,需控制pH在何范围?
已知:
Ksp[Fe(OH)3]=1.1×10-36
Ksp[Fe(OH)2]=1.64×10-14
(提示:
当某离子浓度小于10-5mol·L-1时可以认为该离子沉淀完全了)
解析:
Fe3+沉淀完全时,c(Fe3+)为1×10-5mol·L-1,则Fe3+沉淀完全时所需的氢氧根浓度为
c(OH-)==mol·L-1
≈4.8×10-11mol·L-1,
pH=14-pOH=14-10.3=3.7;
Fe2+开始沉淀时所需氢氧根浓度为c(OH-)==mol·L-1≈5.7×10-7mol·L-1,
pH=14-pOH=14-6.2=7.8,
因此,溶液的pH控制在3.7~7.8之间,可使Fe3+沉淀完全而Fe2+不沉淀。
答案:
溶液的pH需控制在3.7~7.8之间。
12.已知难溶电解质在水溶液中存在溶解平衡MmAn(s)mMn+(aq)+nAm-(aq),Ksp=cm(Mn+)·cn(Am-)称为溶度积。
某学习小组欲探究CaSO4沉淀转化为CaCO3沉淀的可能性,查得如下资料(25℃):
难溶
电解质
CaCO3
CaSO4
MgCO3
Mg(OH)2
Ksp
2.8×10-9
9.1×10-6
6.8×10-6
1.8×10-11
他们的实验步骤如下:
①往100mL0.1mol·L-1的CaCl2溶液中加入0.1mol·L-1的Na2SO4溶液100mL立即有白色沉淀生成。
②向上述悬浊液中加入固体Na2CO33g,搅拌,静置后弃去上层清液。
③再加入蒸馏水搅拌,静置后再弃去上层清液。
④__________________________________