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专题九 溶液中的电离平衡
弱电解质的电离平衡
1.(2021年福建理综,8,6分)室温下,对于0.10 mol·L-1的氨水,下列推断正确的是( )
A.与AlCl3溶液发生反应的离子方程式为Al3++3OH-Al(OH)3↓
B.加水稀释后,溶液中c(N)·c(OH-)变大
C.用HNO3溶液完全中和后,溶液不显中性
D.其溶液的pH=13
解析:NH3·H2O是弱电解质,在离子反应中应写化学式,A项错误;加水稀释后,c(N)、c(OH-)都减小,B项错误;用HNO3中和氨水生成NH4NO3,但其会水解而呈酸性,C项正确;0.10 mol·L-1的氨水中NH3·H2O不完全电离,因此其pH应小于13,D项错误。
答案:C
2.(2021年上海化学,11,3分)H2S水溶液中存在电离平衡H2SH++HS-和HS-H++S2-。若向H2S溶液中( )
A.加水,平衡向右移动,溶液中氢离子浓度增大
B.通入过量SO2气体,平衡向左移动,溶液pH增大
C.滴加新制氯水,平衡向左移动,溶液pH减小
D.加入少量硫酸铜固体(忽视体积变化),溶液中全部离子浓度都减小
解析:加水稀释促进电离,但氢离子浓度减小,A项错误;通入SO2,发生反应:2H2S+SO23S↓+2H2O,平衡左移,当SO2过量时,溶液显酸性,而且酸性比H2S强,pH减小,B项错误;滴加新制氯水,发生反应Cl2+H2S2HCl+S↓,平衡向左移动,溶液pH减小,C项正确;加入少量硫酸铜固体,发生反应S2-+Cu2+
CuS↓,上述平衡右移,氢离子浓度增大,D项错误。
答案:C
3.(双选题)(2021年江苏化学,11,4分)下列有关说法正确的是( )
A.反应NH3(g)+HCl(g)NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH<0
B.电解法精炼铜时,以粗铜作阴极,纯铜作阳极
C.CH3COOH 溶液加水稀释后,溶液中的值减小
D.Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2 固体,C水解程度减小,溶液的pH 减小
解析:已知反应的ΔS<0,在室温下反应能自发进行,依据ΔH-TΔS<0,则该反应的ΔH<0,A项正确;电解法精炼铜时,粗铜作阳极,纯铜作阴极,B项错误;醋酸溶液加水稀释时,电离程度增大,CH3COOH的物质的量减小,CH3COO-的物质的量增大,则: ==减小,C项正确;Na2CO3溶液中加入少量Ca(OH)2固体,c(OH-)增大,由于C+Ca2+CaCO3↓,则溶液中c(C)减小,水解平衡逆向移动,水解程度减小,但溶液的pH增大,D项错误。
答案:AC
4.(2022年浙江理综,12,6分)下列说法正确的是( )
A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4
B.为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。若pH>7,则H2A是弱酸;若pH<7,则H2A是强酸
C.用0.200 0 mol·L-1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1 mol·L-1),至中性时,溶液中的酸未被完全中和
D.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol·L-1盐酸、③0.1 mol·L-1氯化镁溶液、④0.1 mol·L-1硝酸银溶液中,Ag+浓度:①>④=②>③
解析:醋酸是弱酸,存在电离平衡,稀释平衡右移,pH<4,A错;pH>7可确定H2A是弱酸,但pH<7,只能说明HA-电离程度大于水解程度,不能说明H2A是强酸,B错;假定HCl、CH3COOH被完全中和生成NaCl、CH3COONa,CH3COONa发生水解显碱性,现为中性,少加了NaOH,即酸未被完全中和,C正确;AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq),增大c(Cl-),平衡左移,②、③中c(Cl-)分别为0.1 mol·L-1、0.2 mol·L-1,③中平衡左移程度大,①对平衡无影响,所以c(Ag+)大小:④>①>②>③,D错。
答案:C
5.(2022年上海化学,17,3分)将100 mL 1 mol/L的NaHCO3溶液等分为两份,其中一份加入少许冰醋酸,另外一份加入少许Ba(OH)2固体,忽视溶液体积变化。两份溶液中c(C)的变化分别是( )
A.减小、减小 B.减小、增大
C.增大、增大 D.增大、减小
解析:NaHCO3溶液中存在平衡:HCH++C,加入少许冰醋酸发生反应:HC+CH3COOH
CH3COO-+CO2↑+H2O,导致c(HC)削减,电离平衡HCH++C向左移动,溶液中c(C)减小;加入少量Ba(OH)2固体后,发生反应:2HC+Ba2++2OH-2H2O+BaCO3↓+C,溶液中c(C)增大。
答案:B
6.(2011年新课标全国理综,10,6分)将浓度为0.1 mol·L-1HF溶液加水不断稀释,下列各量始终保持增大的是( )
A.c(H+) B.Ka(HF) C. D.
解析:HF溶液中存在HFH++F-,加水稀释后,c(H+)会减小,A项错误;Ka(HF)是电离常数,只与温度有关,加水稀释后大小不变,B项错误;加水稀释后HF的浓度减小,对H2OH++OH-抑制变弱,所以不断稀释,c(F-)始终减小,但c(H+)最终会接近1×10-7 mol·L-1,故会变小,C项错误;依据K=,则=,由于c(F-)减小,所以会增大,D项正确。
答案:D
7.(2011年福建理综,10,6分)常温下0.1 mol·L-1醋酸溶液的pH=a,下列能使溶液pH=(a+1)的措施是( )
A.将溶液稀释到原体积的10倍
B.加入适量的醋酸钠固体
C.加入等体积0.2 mol·L-1盐酸
D.提高溶液的温度
解析:醋酸是弱酸,稀释到原体积的10倍,pH小于(a+1),A项不行;加入醋酸钠使CH3COOHCH3COO-+H+平衡左移,c(H+)减小,pH增大,B项可以;加入等体积0.2 mol·L-1盐酸,pH减小,C项不行;升温平衡右移,c(H+)增大,pH变小,pH<a,D项不行。
答案:B
8.(2011年山东理综,14,4分)室温下向10 mL pH=3的醋酸溶液中加水稀释后,下列说法正确的是( )
A.溶液中导电粒子的数目削减
B.溶液中不变
C.醋酸的电离程度增大,c(H+)亦增大
D.再加入10 mL pH=11的NaOH溶液,混合液pH=7
解析:醋酸溶液稀释,平衡向电离的方向移动,导电粒子物质的量增加,A错;由于温度不变,所以醋酸的Ka是不变的,也就是是不变的,而c(H+)=,则不变,所以不变,B正确;平衡向电离的方向移动,醋酸的电离程度增大,但溶液体积增大,c(H+)减小,C错;当加入10 mL pH=11的NaOH溶液,此时醋酸过量,溶液显酸性,pH<7,D错。
答案:B
9.(2010年大纲全国理综Ⅱ,9,6分)相同体积、相同pH的某一元强酸溶液①和某一元中强酸溶液②分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是( )
解析:pH相同的两种酸溶液中,开头时c(H+)相等,但c(中强酸)>c(强酸)。加入锌反应后,H+浓度减小,中强酸溶液中电离平衡右移,连续补充H+,所以生成H2的速率大于强酸溶液,最终产生H2的体积也大于强酸溶液。
答案:C
10.(2021年江苏化学,20,14分)磷是地壳中含量较为丰富的非金属元素,主要以难溶于水的磷酸盐如Ca3(PO4)2等形式存在。它的单质和化合物在工农业生产中有着重要的应用。
(1)白磷(P4)可由Ca3(PO4)2、焦炭和SiO2 在确定条件下反应获得。相关热化学方程式如下:
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)6CaO(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH1=+3 359.26 kJ·mol-1
CaO(s)+SiO2(s)CaSiO3(s)
ΔH2=-89.61 kJ·mol-1
2Ca3(PO4)2(s)+6SiO2(s)+10C(s)6CaSiO3(s)+P4(s)+10CO(g) ΔH3
则ΔH3= kJ·mol-1。
(2)白磷中毒后可用CuSO4溶液解毒,解毒原理可用下列化学方程式表示:
11P4+60CuSO4+96H2O20Cu3P+24H3PO4+60H2SO4
60 mol CuSO4能氧化白磷的物质的量是 。
(3)磷的重要化合物NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通过H3PO4与NaOH溶液反应获得,含磷各物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH 的关系如图所示。
①为获得尽可能纯的NaH2PO4,pH应把握在 ;pH=8时,溶液中主要含磷物种浓度大小关系为 。
②Na2HPO4 溶液显碱性,若向溶液中加入足量的CaCl2 溶液,溶液则显酸性,其缘由是 (用离子方程式表示)。
(4)磷的化合物三氯氧磷()与季戊四醇()以物质的量之比2∶1 反应时,可获得一种新型阻燃剂中间体X,并释放出一种酸性气体。季戊四醇与X 的核磁共振氢谱如图所示。
①酸性气体是 (填化学式)。
②X的结构简式为 。
解析:(1)依据盖斯定律,其次个热化学方程式×6+第一个热化学方程式,即得第三个热化学方程式,则ΔH3=ΔH1+ΔH2×6=3 359.26 kJ·mol-1+6×(-89.61 kJ·mol-1)=2 821.6 kJ·mol-1。
(2)该反应中,Cu2+转化为Cu+,则60 mol CuSO4得到60 mol e-,4,1 mol P4被CuSO4氧化时失去20 mol e-,所以60 mol CuSO4可以氧化3 mol P4。
(3)①依据图像可知要获得尽可能纯的NaH2PO4应把握pH在4～5.5之间。pH=8时溶质主要是Na2HPO4和NaH2PO4。由两者的物种分布分数可知此时c(HP)>c(H2P)。
②HP在溶液中主要存在以下两个平衡:
HP+H2OH2P+OH-(主)
HPH++P(次),显碱性是由于以其水解为主,当加入足量CaCl2时,由于发生:2P+3Ca2+Ca3(PO4)2↓,从而使上面第一个平衡左移,其次个平衡右移,最终相当于发生了如下反应:
2HP+3Ca2+Ca3(PO4)2↓+2H+;
(4)依据反应物所具有的元素种类及其性质(羟基氢较活泼)可以判定酸性气体应是HCl;由给出的X的核磁共振氢谱可知X分子中只含有一种化学环境的氢原子,再分析反应物季戊四醇的结构特点,可知羟基氢原子活性较大,故季戊四醇与三氯氧磷反应时,季戊四醇中的四个羟基氢原子被完全取代,则X的结构简式为
。
答案:(1)2 821.6
(2)3 mol
(3)①4～5.5(介于此区间内的任意值或区间均可) c(HP)>c(H2P)
②3Ca2++2HPCa3(PO4)2↓+2H+
(4)①HCl ②
水的电离平衡及影响因素
1.(2022年上海化学,7,3分)水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是( )
A.NaHSO4溶液 B.KF溶液
C.KAl(SO4)2溶液 D.NaI溶液
解析:H2OH++OH-,A项NaHSO4电离出H+,抑制了水的电离,A项错误;B项F-结合了水电离出的H+生成弱电解质HF,促进了水的电离,B项错误;C项Al3+结合水电离出的OH-促进水的电离,若为强碱性,Na+、Ba2+、Al、N可以大量存在,C项错;D项中Na+、I-均不与水电离出的H+和OH-反应,对水的电离无影响,D项正确。
答案:D
2.(2011年天津理综,5,6分)下列说法正确的是( )
A.25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW
B.SO2通入碘水中,反应的离子方程式为SO2+I2+2H2OS+2I-+4H+
C.加入铝粉能产生H2的溶液中,可能存在大量的Na+、Ba2+、Al、N
D.100 ℃时,将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合,溶液显中性
解析:水的离子积常数随温度上升而增大,A项错误;SO2通入碘水中,发生氧化还原反应:SO2+I2+2H2OH2SO4+2HI,改写成离子方程式为SO2+I2+2H2OS+2I-+4H+,B项错误;加入铝粉能产生H2的溶液,可能是酸性或强碱性溶液,若为强碱性,Na+、Ba2+、Al、N可以大量存在,C项正确;在100 ℃时KW增大,KW>1.0×10-14,pH=2的盐酸中c(H+)=10-2 mol/L,pH=12的NaOH溶液中c(OH-)>10-2 mol/L,二者等体积混合后溶液应显碱性,D项错误。
答案:C
3.(2011年四川理综,9,6分)25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol/L的Ba(OH)2溶液、
③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109 B.1∶5∶5×109∶5×108
C.1∶20∶1010∶109 D.1∶10∶104∶109
解析:①中c(H+)=1.0 mol/L,②中c(OH-)=0.1 mol/L,③中c(OH-)=10-4 mol/L,④中c(H+)=10-5 mol/L。由于①②分别是酸、碱溶液,抑制水的电离,③④是盐溶液,促进水的电离,故①中c(OH-)水===1.0×10-14 mol/L;②中c(H+)水=1.0×10-13 mol/L,③中c(OH-)水=c(OH-)溶液=10-4 mol/L,④中c(H+)水=c(H+)溶液=10-5 mol/L。所以等体积四种溶液中,发生电离的水的物质的量之比是10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,正确答案为A。
答案:A
溶液的酸碱性和pH
1.(2021年浙江理综,7,6分)下列说法不正确的是( )
A.多孔碳可用作氢氧燃料电池的电极材料
B.pH计不能用于酸碱中和滴定终点的推断
C.科学家发觉一种新细菌的DNA链中有砷(As)元素,该As元素最有可能取代了一般DNA链中的P元素
D.和CO2反应生成可降解聚合物,该反应符合绿色化学的原则
解析:由于氢氧燃料电池气体物质参与电极反应,所以要求电极必需多孔,具有很强的吸附力气,而多孔碳有很强的吸附力气,正好符合要求,A正确;能作为滴定终点推断的依据是确定酸碱尽可能接近恰好完全反应,一般可以选用能反映出滴定终点的指示剂,依据颜色变化确定滴定终点,二是能确定接近恰好完全反应的溶液的pH,而pH计则符合后一种状况,则B错误;As和P是位于同一主族的元素,其性质相像,所以最有可能取代了DNA链中的P原子,C正确;从反应前后的物质组成的化学式可看出,此反应前后原子没有削减且生成可降解的聚合物,所以符合原子利用率100%,D正确。
答案:B
2.(2022年福建理综,10,6分)下列说法正确的是( )
A.0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数确定相等
B.25 ℃与60 ℃时,水的pH相等
C.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等
D.2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)和4SO2(g)+2O2(g)4SO3(g)的ΔH相等
解析:11.2 L O2在不知状况的状况下,无法计算物质的量,A错误;H2O的电离为吸热过程,升温,c(H+)增大,pH减小,故60 ℃的水比25 ℃的水pH小,B错误;C中n(HCl)=n(CH3COOH),与NaOH均1∶1发生中和反应,C正确;ΔH与反应物和生成物的物质的量成正比,后者应为前者的2倍,D错误。
答案:C
3.(2022年重庆理综,10,6分)下列叙述正确的是( )
A.盐酸中滴加氨水至中性,溶液中溶质为氯化铵
B.稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,溶液的pH减小
C.饱和石灰水中加入少量CaO,恢复至室温后溶液的pH不变
D.沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液,形成带电的胶体,导电力气增加
解析:盐酸与氨水反应呈中性时氨水过量,所以A错。稀醋酸加水稀释,醋酸电离程度增大,同时pH也增大,B错。饱和石灰水中加入少量CaO,恢复到室温后仍为饱和溶液,所以pH不变,C正确。沸水中滴加适量饱和FeCl3溶液,形成的胶体不带电,而是胶粒带电,D错。
答案:C
4.(双选题)(2022年广东理综,23,6分)对于常温下pH为2的盐酸,叙述正确的是( )
A.c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性
C.由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12 mol·L-1
D.与等体积0.01 mol·L-1乙酸钠溶液混合后所得溶液中:c(Cl-)=c(CH3COO-)
解析:盐酸中存在的离子有:H+、Cl-、OH-,依据电荷守恒可知:c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),A对。pH=12的氨水,其物质的量浓度大于0.01 mol·L-1,所以和pH=2的盐酸等体积混合后,氨水过量,溶液呈碱性,B错。pH=2的盐酸中,c(H+)水=c(OH-)水== mol·L-1=1×10-12 mol·L-1,C正确。pH=2的盐酸与等体积0.01 mol·L-1乙酸钠溶液混合,CH3COO-被H+结合生成了CH3COOH,所以c(Cl-)>c(CH3COO-),D错。
答案:AC
5.(2022年新课标全国理综,11,6分)已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA与b mol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
解析:推断溶液呈中性的依据是溶液中c(H+)=c(OH-)。混合溶液中c(H+)= mol·L-1,则c(H+)=c(OH-),可判定该溶液呈中性。
答案:C
6.(双选题)(2011年上海化学,19,4分)常温下用pH为3的某酸溶液分别与pH都为11的氨水、氢氧化钠溶液等体积混合得到a、b两种溶液,关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是( )
A.b不行能显碱性 B.a可能显酸性或碱性
C.a不行能显酸性 D.b可能显碱性或酸性
解析:pH=3的酸溶液既可能为强酸溶液,也可能为弱酸溶液,①当为强酸溶液时,与氨水、氢氧化钠溶液混合,a溶液是铵盐与氨水混合液显碱性,b溶液是强酸钠盐溶液为中性;②当为弱酸溶液时,a溶液是弱酸弱碱盐溶液与过量的酸或氨水的混合液,酸、碱性都有可能;b溶液是过量弱酸与弱酸的钠盐的混合液,溶液呈酸性。
答案:AB
7.(2021年江苏化学,18,12分)硫酸镍铵[(NH4)xNiy(SO4)m·nH2O]可用于电镀、印刷等领域。某同学为测定硫酸镍铵的组成,进行如下试验:①精确称取2.335 0 g 样品,配制成100.00 mL 溶液A;②精确量取25.00 mL 溶液A,用0.040 00 mol·L-1 的EDTA(Na2H2Y)标准溶液滴定其中的Ni2+(离子方程式为Ni2++H2Y2-NiY2-+2H+),消耗EDTA 标准溶液31.25 mL;③另取25.00 mL溶液A,加足量的NaOH 溶液并充分加热,生成NH3 56.00 mL(标准状况)。
(1)若滴定管在使用前未用EDTA标准溶液润洗,测得的Ni2+含量将 (填“偏高”、“偏低”或“不变”)。
(2)氨气常用 检验,现象是 。
(3)通过计算确定硫酸镍铵的化学式(写出计算过程)。
解析:(1)若滴定管未用EDTA标准溶液润洗,则EDTA标准溶液会被稀释,滴定过程中消耗标准溶液的体积增大,使滴定结果偏高。
(2)氨气是碱性气体,可用潮湿的红色石蕊试纸检验,现象变蓝。
(3)依据题目给出的数据,先计算Ni2+、N的物质的量,再由电荷守恒计算出S的物质的量,然后由Ni2+、N、S的物质的量确定结晶水的物质的量。
答案:(1)偏高
(2)潮湿的红色石蕊试纸 试纸颜色由红变蓝
(3)n(Ni2+)=0.040 00 mol·L-1×31.25 mL×10-3 L·mL-1=1.250×10-3 mol
n(N)==2.500×10-3 mol
n(S)=
=
=2.500×10-3 mol
m(Ni2+)=59 g·mol-1×1.250×10-3 mol=0.073 75 g
m(N)=18 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.045 00 g
m(S)=96 g·mol-1×2.500×10-3 mol=0.240 0 g
n(H2O)= =1.250×10-2 mol
x∶y∶m∶n=n(N)∶n(Ni2+)∶n(S)∶n(H2O)=2∶1∶2∶10
硫酸镍铵的化学式为(NH4)2Ni(SO4)2·10H2O
弱电解质的电离平衡
1.(2021浙江镇海中学质检)已知0.1 mol·L-1的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COO-+H+。欲使平衡发生如图变化,可以实行的措施是( )
A.加少量烧碱溶液 B.上升温度
C.加少量冰醋酸 D.加水
解析:由图转变条件后,v(电离)>v(生成),知平衡向电离方向移动,且在拐点处(即转变条件的瞬间),v(电离)和v(生成)都增大,符合该条件的只有B。
答案:B
2.(2022广东韶关乳源高中质检)已知下面三个数据:7.2×10-4、4.6×10-4、4.9×10-10分别是下列有关的三种酸的电离常数,若已知下列反应可以发生:NaCN+HNO2HCN+NaNO2,NaCN+HFHCN+NaF,
NaNO2+HFHNO2+NaF
由此可推断下列叙述不正确的是( )
A.K(HF)=7.2×10-4
B.K(HNO2)=4.9×10-10
C.依据其中两个反应即可得出结论
D.K(HCN)<K(HNO2)<K(HF)
解析:相同温度下,弱电解质的电离常数是比较弱电解质相对强弱的条件之一;依据第一、第三两个反应可知三种一元弱酸的强弱挨次为:HF>HNO2>HCN。由此可推断K(HF)>K(HNO2)>K(HCN),其相对数据依次为K(HF)=7.2×10-4,K(HNO2)=4.6×10-4,K(HCN)=4.9×10-10。
答案:B
3.(2021沂南一中质检)将0.1 mol·L-1的氨水加水稀释至0.01 mol·L-1,稀释过程中温度不变,下列叙述正确的是( )
A.稀释后溶液中c(H+)和c(OH-)均减小
B.稀释后溶液中c(OH-)变为稀释前的1/10
C.稀释过程中氨水的电离平衡向左移动
D.稀释过程中溶液中增大
解析:氨水中存在电离平衡:NH3·H2ON+OH-,加水稀释平衡右移,c(OH-)减小,由于温度不变,水的离子积不变,故c(H+)增大,故A、B、C都错。Kb==,c(NH3·H2O)·c(H+)=,又稀释过程中c(N)减小,KW、Kb都不变,所以c(NH3·H2O)·c(H+)减小,又=
=,c(NH3·H2O)·c(H+)减小,所以增大,所以D对。
答案:D
水的电离平衡及影响因素
4.(2021河南长葛一模)25 ℃时,水中存在电离平衡:H2OH++OH-,下列关于水的说法,不正确的是( )
A.水的电离是吸热过程
B.向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,KW不变
C.含H+的溶液显酸性,含OH-的溶液显碱性
D.水是极弱的电解质,在50 ℃时水的pH小于7
解析:弱电解质的电离是吸热过程,A项正确;B项中依据勒夏特列原理,c(H+)增大,KW只与温度有关,B项正确;溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的相对大小有关,而不是单一的只看c(H+)或c(OH-)大小,C项错误;上升温度,促进水的电离,c(H+)增大,pH减小,D项正确。
答案:C
5.(双选题)(2021广东六校第一次联考)下列叙述正确的是( )
A.pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液中,c(H+)相等
B.Na2CO3溶液加水稀释后,恢复至原温度,pH和KW均减小
C.pH=12的Ba(OH)2溶液和pH=12的Na2CO3溶液中,水电离的c(H+)后者大
D.0.1 mol·L-1CH3COONa溶液中:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
解析:pH=5的CH3COOH溶液和pH=5的NH4Cl溶液,因pH相等,溶液中的c(H+)也应当相等,A正确;Na2CO3溶液加水稀释后,溶液的pH减小,但因温度不变,KW也不变,B错误;Ba(OH)2溶液中,OH-抑制水的电离,Na2CO3溶液中,Na2CO3水解促进水的电离,Na2CO3溶液中水的电离程度大,C正确;溶液中CH3COONa水解使得溶液呈碱性,D错误。
答案:AC
6.(2021广东六校教研协作体模拟)针对0.1 mol·L-1的醋酸溶液,下列分析推断正确的是( )
A.上升温度,溶液的pH会增大
B.加入少量固体NaOH,溶液中c(CH3COO-)+c(OH-)>c(Na+)+c(H+)
C.加入少量0.2 mol·L-1的硫酸溶液,水电离产生的c(H+)减小
D.与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(CH3COO-)=c(Na+)
解析:上升温度,醋酸的电离程度增大,氢离子的浓度增大,溶液的pH减小,A错误;B选项不符合电荷守恒,错误;加入少量0.2 mol·L-1的硫酸溶液,氢离子的浓度增大,水的电离受到抑制,C正确;与0.1 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后,生成强碱弱酸盐,溶液呈碱性,依据电荷守恒知,溶液中c(CH3COO-)<c(Na+),D错误。
答案:C
溶液的酸碱性和pH
7.(2021广州一模)对于常温下pH=3的乙酸溶液,下列说法正确的是( )
A.c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
B.加水稀释到原体积的10倍后溶液pH变为4
C.加入少量乙酸钠固体,溶液pH降低
D.与等体积pH为11的NaOH溶液混合后所得溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
解析:依据电荷守恒知c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),A正确;pH=3的乙酸溶液加水稀释到原体积的10倍后,因在稀释过程中,乙酸连续电离,使得溶液稀释后的pH小于4,B错误;加入少量乙酸钠固体,电离出来的乙酸根离子抑制乙酸的电离,溶液pH增大,C错误;与等体积pH为11的NaOH溶液混合,由于乙酸大大过量,反应后溶液呈酸性,结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),可知c(Na+)<c(CH3COO-),D错误。
答案:A
8.(2021深圳高级中学模拟)常温下,下列溶液确定呈酸性的是( )
A.含H+的溶液 B.加酚酞显无色的溶液
C.pH<7的溶液 D.c(OH-)>c(H+)的溶液
解析:常温下,KW=1×10-14,当溶液中c(OH-)<c(H+)时溶液呈酸性,pH<7的溶液c(OH-)<c(H+),故C对,D错;由于酚酞的变色范围是8.2～10.0,在pH<8.2时,呈无色,故显无色的溶液可能显碱性,B错。
答案:C
9.(双选题)(2021揭阳二模)下列有关电解质溶液中微粒的关系不正确的是( )
A.25 ℃时,pH=4的氯化铵溶液中:c(N)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
B.25 ℃时,pH=3的氯化铵溶液中: c(OH-)=1.0×10-11 mol·L-1
C.将pH=5的醋酸溶液稀释后,恢复至原温度,pH和KW均增大
D.向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH形成的溶液中:c(Na+)=c(S)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
解析:pH=4的氯化铵溶液中N仅少量水解,有c(Cl-)>c(N)>c(H+)>c(OH-),A错误;25 ℃时,pH=3的氯化铵溶液中c(H+)=1.0×mol·L-1,c(OH-)则为1.0×10-11 mol·L-1,B正确;溶液稀释,温度不变,KW不发生变化,C错误;向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH,OH-优先与H+反应,反应后溶液中的溶质是(NH4)2SO4 与Na2SO4,且物质的量之比为1∶1,又因N水解呈酸性,各离子关系有c(Na+)=c(S)>c(N)>c(H+)>c(OH-),D正确。
答案:AC
10.(2022江南十校第一次联考)电导率可用于衡量电解质溶液导电力气大小。室温下,用0.100 mol·L-1 NH3·H2O溶液滴定10.00 mL浓度均为0.100 mol·L-1盐酸和CH3COOH溶液的混合溶液,所得曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.①点溶液中c(H+)为0.200 mol·L-1
B.溶液温度凹凸为①>③>②
C.③点溶液中有c(Cl-)>c(CH3COO-)
D.③点后因离子数目削减使溶液电导率略降低
解析:①点尚未开头滴定,由于CH3COOH是弱酸,存在电离平衡,此时c(H+)<0.200 mol·L-1,A选项错;由于中和反应为放热反应,随着反应进行溶液温度上升,B选项错;③点时加入20 mL NH3·H2O 溶液恰好把HCl、CH3COOH完全中和,生成等物质的量的NH4Cl与CH3COONH4,由于CH3COO-发生水解,导致其浓度降低,c(Cl-)>c(CH3COO-),C选项正确;③点后,连续滴加氨水,中和反应已进行完全,溶液体积增大造成离子浓度降低,电导率下降,D选项错。
答案:C
11.(双选题)(2021佛山一模)常温下,有关醋酸溶液的叙述中错误的是( )
A.pH=5.6的 CH3COOH与 CH3COONa混合溶液中:c(Na+)<c(CH3COO-)
B.将pH=3的醋酸溶液稀释为pH=4的过程中,c(CH3COOH)/c(H+)比值不变
C.浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH和 CH3COONa溶液等体积混合后:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)
D.a mL pH=3的醋酸溶液与b mL pH=11的NaOH溶液恰好完全中和时,a=b
解析:CH3COOH与 CH3COONa混合溶液pH=5.6,表明CH3COOH的电离强于CH3COO-的水解,使得c(CH3COO-)大于c(Na+),A正确;pH=3的醋酸溶液稀释为pH=4,稀释的过程中,CH3COOH的电离被促进,使得n(CH3COOH)变小,n(H+)变大,而溶液体积相同,就使得c(CH3COOH)/c(H+)比值变小,B错误;CH3COO-与CH3COOH是相互转化的,但c(CH3COO-)与c(CH3COOH)之和不变,始终等于2c(Na+),C正确;pH=3的醋酸溶液的浓度远大于 pH=11的NaOH溶液的浓度,完全中和时,b要远大于a才能满足,D错误。
答案:BD
12.(2021广州一模)亚磷酸(H3PO3)是二元酸,与足量NaOH溶液反应,生成Na2HPO3。
(1)PCl3水解能得到亚磷酸。PCl3+3H2OH3PO3+ 。
(2)H3PO3溶液存在电离平衡:H3PO3H++H2P。
①某温度下,0.100 0 mol·L-1的H3PO3溶液pH的读数为1.6,即此时溶液中c(H+)=2.5×10-2mol·L-1。求该温度下上述电离平衡的平衡常数K,写出计算过程。
(H3PO3其次步电离忽视不计,结果保留两位有效数字)。
②依据H3PO3的性质可推想NaH2PO3稀溶液的pH 7(填“>”、 “<” 或“=”)。
(3)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色,该反应的化学方程式为 。
(4)电解Na2HPO3溶液也可得到亚磷酸,装置示意图如下:
说明:阳膜只允许阳离子通过,阴膜只允许阴离子通过。
①阴极的电极反应式为 。
②产品室中反应的离子方程式为 。
解析:(1)依据质量守恒可知,PCl3与H2O反应的另一产物是HCl。
(3)亚磷酸具有强还原性,可使碘水褪色,亚磷酸中磷为+3价,氧化后只能为+5价,以磷酸的形式存在,碘单质也只能由0价还原到-1价,以HI形式存在,亚磷酸转化成磷酸所需要的氧来自于水,其反应方程式为:H3PO3+I2+H2O2HI+H3PO4。
(4)阴极氢离子放电,其电极方程式为2H++2e-H2↑。阳极为水电离出来的氢氧根离子放电,生成的氢离子通过阳膜到产品室与HP(原料室中的HP通过阴膜进入到产品室)反应生成H3PO3,离子方程式为HP+2H+H3PO3 或分两步:HP+H+H2P、H2P+H+H3PO3。
答案:(1)3HCl
(2)① H3PO3 H+ + H2P
0.100 0 0 0
2.5×10-2 2.5×10-2 2.5×10-2
0.100 0-2.5×10-2 2.5×10-2 2.5×10-2
K==≈8.3×10-3
②>
(3)H3PO3+I2+H2O2HI+H3PO4
(4)① 2H++2e-H2↑
② HP+2H+H3PO3(或HP+H+H2P、H2P+H+H3PO3)
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