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- 2021-07-05 发布
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专题综合测评(三) 溶液中的离子反应
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.下列事实中,能说明HNO2是弱电解质的是( )
A.HNO2溶液用水稀释后,H+浓度下降
B.HNO2溶液的导电性比盐酸弱
C.HNO2溶液不与氯化钠反应
D.0.1 mol·L-1的HNO2溶液的c(H+)=10-2mol·L-1
D [HNO2溶液用水稀释后,溶液体积增加,H+浓度下降不能说明HNO2是弱电解质,A项错误;不能确定HNO2和盐酸的浓度,则不能依据HNO2溶液的导电性比盐酸弱说明是弱电解质,B项错误;HNO2溶液不与氯化钠反应不能说明酸性强弱,C项错误;0.1 mol·L-1的HNO2溶液的c(H+)=10-2 mol·L-1<0.1 mol·L-1,说明电离不完全,存在电离平衡,D项正确。]
2.能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是( )
A.向水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2气体
D.向水中加食盐晶体
C [A项中加入Na,Na与H2O反应生成NaOH,使c(OH-)>c(H+);B项中c(H+)=c(OH-);C项中通入CO2:CO2+H2OH2CO3,故c(H+)>c(OH-);而D项中c(H+)=c(OH-),故选C。]
3.下列不能用平衡移动原理解释的是( )
A.新制氯水中加入CaCO3固体可增大HClO分子的浓度
B.钢铁在潮湿的空气中比在干燥空气中更容易生锈
C.通入过量的空气与SO2反应可以提高SO2的利用率
D.向含有少量Fe3+的MgCl2酸性溶液中加入MgCO3,可将Fe3+转化成Fe(OH)3除去
B [氯水中存在:Cl2+H2OH++Cl-+HClO,加入CaCO3与H+
反应,平衡正向移动,HClO浓度增大,能用平衡移动原理解释,A项错误;钢铁在潮湿空气中发生电化学腐蚀,与平衡移动原理无关,B项正确;空气过量,促进平衡正向移动,提高SO2的利用率,能用平衡移动原理解释,C项错误;Fe3+水解平衡;Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,加入MgCO3与H+反应,促进平衡正向移动,能用平衡移动原理解释,D项错误。]
4.当氢氧化镁固体在水中达到溶解平衡Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq)时,为使Mg(OH)2固体的量减少,需加入少量的( )
A.NH4NO3 B.NaOH
C.MgSO4 D.Na2SO4
A [要使Mg(OH)2固体的量减小,应使Mg(OH)2的溶解平衡右移,可减小c(Mg2+)或c(OH-)。NH4NO3电离出的NH能结合OH-,使平衡右移。]
5.下列说法正确的是( )
A.1 mol·L-1的稀硫酸中存在OH-
B.Kw随溶液c(H+)和c(OH-)的变化而改变
C.水的电离只受温度影响,酸碱性对其无影响
D.Kw=10-14适用于任何温度、任何溶液
A [任何水溶液中都存在水的电离,故1 mol·L-1的稀硫酸中存在OH-,A正确;水的离子积常数Kw只随温度变化而改变,不随c(H+)和c(OH-)的变化而改变,B错误;水的电离不仅受温度影响,还受酸碱性的影响,C错误;25 ℃时,Kw为1.0×10-14,改变温度,Kw也会发生变化,D错误。]
6.有关常温下pH为3的柠檬水溶液的说法不正确的是( )
A.溶液中,c(H+)为1×10-3 mol·L-1
B.溶液中,水电离出的c(H+)为1×10-3 mol·L-1
C.溶液中,c(OH-)为1×10-11 mol·L-1
D.加水稀释100倍后,水的电离程度增大
B [pH为3的柠檬水溶液中,酸电离出来的c(H+)=0.001 mol·L-1,根据c(OH-)=Kw/c(H+),溶液中的c(OH-)=mol·L-1=1×10-11mol·L-1,则水电离出来的H+浓度就是1×10-11mol·L-1,A、C正确,B错误;加水稀释100倍后,溶液中c(H+)减小,对水的电离抑制作用减小,故水的电离程度增大,D正确。]
7.为了使Na2S溶液中c(Na+)/c(S2-)的比值变小,可采取的措施是( )
①加入适量盐酸 ②加入适量NaOH(s) ③加入适量KOH(s) ④加入适量KHS(s) ⑤加水 ⑥通H2S(g) ⑦加热
A.②③④ B.①②⑤⑥⑦
C.②③ D.③④
D [欲使溶液中c(Na+)/c(S2-)的比值变小,即:使c(S2-)增大,从S2-+H2OHS-+OH-的平衡角度分析,增加c(OH-)或c(HS-)可抑制S2-水解,使平衡向左移动,但不能加入Na+,显然③④可以,②不可以;①2H++S2-===H2S↑,使比值变大,⑤⑦促进Na2S水解,使比值变大;⑥通入H2S后,发生如下反应:H2S+S2-===2HS-,使比值变大。]
8.试根据水解反应离子方程式的书写原则及其注意的问题,判断下列选项正确的是( )
A.FeCl3+3H2O===Fe(OH)3↓+3HCl
B.Al2S3+6H2O2AlOH)3+3H2S
C.S2-+2H2OH2S+2OH-
D.HCO+H2OH2CO3+OH-
D [A中FeCl3水解的产物Fe(OH)3很少,不应标“↓”符号,且水解程度较小,不应用“===”,而应用“”,故A选项错误;B项中Al2S3中的Al3+和S2-发生强烈的双水解,生成Al(OH)3沉淀和H2S气体,应用“↓”及“↑”标出,且反应彻底,应用“===”,而不应用“”,故B选项错误;C项中多元弱酸根S2-的水解是分步进行的,一般第二步水解程度很小,往往可以忽略,更不能将这两步合并为S2-+2H2OH2S+2OH-,故C选项错误;D中由于HCO水解程度较小,应用“”,故正确。]
9.下列液体均处于25 ℃,有关叙述正确的是( )
A.某物质的溶液pH<7,则该物质一定是酸
B.pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=12
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
B [溶液pH<7,溶质为酸或强酸的酸式盐(如NaHSO4)等,A错误;pH=4.5的溶液中c(H+)=10-4.5mol·L-1,pH=6.5的溶液中c(H+)=10-6.5mol·L-1
,B正确;C项,0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时,c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=13;D项,NaOH是碱溶液,无论怎么稀释,pH在常温下不可能成为6,只能无限接近于7。]
10.已知:pH≥9.6时,Fe2+完全水解生成Fe(OH)2;pH≥6.4时,Cu2+完全水解生成Cu(OH)2;pH≥3.7时,Fe3+完全水解生成Fe(OH)3。下列除杂(括号内的物质为杂质)的方法不正确的是( )
A.NH4Cl(FeCl3),加入适量的氨水
B.CuCl2(FeCl3),加入NaOH溶液
C.MgCl2(FeCl2),向溶液中先通入Cl2水再加入MgO或MgCO3
D.H2O(FeCl3),加热煮沸
B [A项中,Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH;B项中,加入NaOH溶液,因NaOH是强碱,会使Cu2+、Fe3+都生成沉淀并且会引入新的杂质离子Na+,应该是加入CuO或CuCO3或Cu(OH)2来促进Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+水解,生成氢氧化铁而除去;C项中,应先加入氯水将Fe2+氧化成Fe3+,然后再加入MgO或MgCO3;D项中,加热促进Fe3+水解生成氢氧化铁沉淀,HCl逸出。]
11.H2S2O3是一种弱酸,实验室欲用0.01 mol·L-1的Na2S2O3溶液滴定I2溶液,发生的反应为I2+2Na2S2O3===2NaI+Na2S4O6,下列说法合理的是( )
A.该实验可用甲基橙作指示剂
B.Na2S2O3是该反应的还原剂
C.该滴定可选用如图所示装置
D.该反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移为4 mol
B [溶液中有单质碘,应加入淀粉溶液作指示剂,碘与硫代硫酸钠发生氧化还原反应,到反应终点时,单质碘消失,蓝色褪去,故A错误;Na2S2O3中S化合价升高,被氧化,作还原剂,故B正确;Na2S2O3溶液显碱性,应该用碱式滴定管,故C错误;反应中每消耗2 mol Na2S2O3,电子转移为2 mol,故D错误。]
12.已知t ℃时,Ksp(AgCl)=4×10-10,该温度下AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。下列说法不正确的是( )
A.图中a点对应的是t ℃时AgBr的不饱和溶液
B.向AgBr饱和溶液中加入NaBr固体,可使溶液由c点变为b点
C.t ℃时,AgBr的Ksp为4.9×10-13
D.t ℃时,AgCl(s)+Br-(aq)AgBr(s)+Cl-(aq)的平衡常数K≈816
B [由t ℃时AgBr在水中的沉淀溶解平衡曲线可知,a点对应的是AgBr的不饱和溶液,A项正确;在AgBr饱和溶液中加入NaBr固体时,可促使平衡:AgBr(s)Ag+(aq)+Br-(aq)逆向移动,c(Ag+)减小,B项错误;由图中数据确定AgBr的Ksp=7×10-7×7×10-7=4.9×10-13,C项正确;该反应的平衡常数K====≈816,D项正确。]
13.(双选)将0.2 mol·L-1HCN溶液和0.1 mol·L-1NaOH溶液等体积混合后,溶液显碱性,下列关系式中正确的是( )
A.c(HCN)c(CN-)
C.c(HCN)-c(CN-)=c(OH-)
D.c(HCN)+c(CN-)=0.1 mol·L-1
BD [两溶液混合,HCN与NaOH发生反应HCN+NaOH===NaCN+H2O,此时c(HCN)=c(CN-)=c(Na+)=0.05 mol·L-1。然后应考虑到下列变化:
CN-+H2OHCN+OH-,HCNCN-+H+,
H2OOH-+H+,混合溶液显碱性,这说明CN-的水解强于HCN的电离,故A错,B对。由HCN、CN-中“CN”原子团数守恒(属于物料守恒)得等式:
c(HCN)+c(CN-)=0.1 mol·L-1;故D对。]
14.常温下,将a L 0.1 mol·L-1的NaOH溶液与b L 0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液混合。下列有关混合溶液的说法一定不正确是( )
A.ac(Na+)>c(H+)>c(OH-)
B.a>b时,c(CH3COO-)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+)
C.a=b时,c(CH3COOH)+c(H+)=c(OH-)
D.无论a、b有何关系,均有c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-)
B [由电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(CH3COO-)+c(OH-),故D正确;若b>a,醋酸过量,溶液为CH3COONa与CH3COOH的混合溶液,当溶液呈酸性时A正确;若a=b,反应后的溶液为CH3COONa溶液,由于CH3COO-水解而显碱性,根据质子守恒可知,C正确;若a>b,说明碱过量,溶液为CH3COONa与NaOH的混合溶液,存在c(Na+)>c(CH3COO-),B错误。]
15.298 K时,向体积均为15.0 mL,浓度均为1.00 mol·L-1的氨水和NaHCO3溶液中分别滴加1.00 mol·L-1的盐酸,溶液的pH与所加盐酸体积的关系如图所示。下列有关叙述正确的是( )
A.曲线a是NaHCO3溶液的滴定曲线
B.当V(盐酸)=4.00 mL时,c(HCO)>c(NH)>c(CO)
C.当V(盐酸)=15.00 mL时,c(Na+)=c(NH)
D.两个滴定过程均可选择酚酞作指示剂
B [A.等浓度的氨水pH较大,故曲线a是氨水的滴定曲线,选项A错误;B.氨水的电离和碳酸氢根离子的电离和水解都是微弱的,氨水的电离略大些,当V(盐酸)=4.00 mL时,大概比例为c(HCO)∶c(NH)∶c(CO)=11∶4∶4,但c(NH)>c(CO),选项B正确;C.当V(盐酸)=15.00 mL时,两溶液体积增大一倍,与氨水反应得到氯化铵,铵根离子水解,c(NH)<0.5 mol·L-1,c(Na+)=0.5 mol·L-1,则c(Na+)>c(NH
),选项C错误;D.若选择酚酞作指示剂,滴定终点溶液变为无色时,溶液呈弱碱性,此时盐酸的用量不足,选项D错误。]
备选
下列关系的表述中,正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(OH-)
B.中和pH和体积都相同的盐酸和醋酸,消耗NaOH的物质的量之比为1∶1
C.pH=3的盐酸和pH=3的FeCl3溶液中,水电离的c(H+)不相等
D.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(H2CO3)
C [A选项不正确,形式上是电荷守恒,但c(SO)前应该有电荷数2;B选项不正确,醋酸是弱酸,中和pH和体积都相同的盐酸和醋酸,醋酸消耗氢氧化钠的体积大;C选项正确,pH=3的盐酸中c(H+)H2O=10-11 mol·L-1,pH=3的FeCl3溶液中c(H+)=10-3 mol·L-1,显然两者不相等;D选项不正确,HCO的水解大于电离,正确关系是c(Na+)>c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)。]
16.下表是三种物质的溶解度(20 ℃),下列说法中正确的是( )
物质
MgCl2
Mg(OH)2
MgCO3
溶解度(g/100 g)
74
0.000 84
0.01
A.已知MgCO3的Ksp=6.82×10-6,则所有含有固体MgCO3的溶液中,都有c(Mg2+)=c(CO),且c(Mg2+)·c(CO)=6.82×10-6
B.将表中三种物质与水混合,加热、灼烧,最终的固体产物相同
C.除去粗盐中含有的MgCl2杂质,最佳除杂试剂为Na2CO3溶液
D.用石灰水处理含有Mg2+和HCO的硬水,发生的离子反应方程式为Mg2++2HCO+Ca2++2OH-===CaCO3↓+MgCO3↓+2H2O
B [A项,c(Mg2+)·c(CO)=6.82×10-6,但不一定都有c(Mg2+)=c(CO);B项,MgCl2+2H2OMg(OH)2+2HCl,加热MgCl2溶液,平衡向右移动,最后打破平衡,蒸干后得到Mg(OH)2,灼烧Mg(OH)2,分解得到MgO,MgCO3+2H2OMg(OH)2+H2CO3,加热MgCO3溶液,平衡向右移动,最后打破平衡,蒸干后得到Mg(OH)2,灼烧后也得到MgO,故最终的固体产物三者相同;C项,溶解度:Mg(OH)27,请分析NaHCO3溶液显碱性的原因:_______________________________________
____________________________________________________。
(3)C为FeCl3溶液,实验室中配制FeCl3溶液时通常需要向其中加入________,目的是________________;若把B和C溶液混合,将产生红褐色沉淀和无色气体,该反应的离子方程式为___________________________。
解析:(1)(NH4)2SO4===2NH+SO,NH微弱水解使溶液显酸性,故c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)。
(2)HCO发生水解反应HCO+H2OH2CO3+OH-,发生电离反应HCOH++CO,HCO的水解程度大于电离程度,因此溶液中c(OH-)>c(H+),溶液呈碱性。
(3)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+,为抑制Fe3+水解,应加入少量HCl;Fe3+与HCO因互相促进水解而产生Fe(OH)3沉淀和CO2气体。
答案:(1)c(NH)>c(SO)>c(H+)>c(OH-)
(2)HCO 的水解程度大于电离程度,使溶液中c(OH-)>c(H+)
(3)盐酸 抑制Fe3+水解
Fe3++3HCO===Fe(OH)3↓+3CO2↑
20.(8分)化学耗氧量(简称COD)是一个量度水体受污染程度的重要指标。废水中的还原性物质大部分是有机物,COD表示为氧化这些还原性物质所需消耗的O2的量(以mg/L记)。下面是用KMnO4法测定水样中COD的实验:
已知:步骤Ⅳ的离子反应为2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O。
(1)步骤Ⅱ滴定管中注入KMnO4标准溶液前,先用蒸馏水洗净。再________________________________________________________________
____________________________________________________。
(2)步骤Ⅳ实验过程中滴入第一滴Na2C2O4溶液时褪色较慢,之后的滴定中褪色较快,原因是________________________。
(3)若步骤Ⅳ所用Na2C2O4溶液为20.00 mL,根据相关数据计算该水样的化学耗氧量(以mg/L记)____________________________________________________。
(4)若实验测量结果(COD值)比实际值偏高,可从以下两个方面猜想:
猜想1:水样中Cl-影响;
猜想2:步骤Ⅳ其他操作都正确,滴定终点________(填“仰”或“俯”)视读数。
解析:(2)步骤Ⅳ实验过程中滴入第一滴Na2C2O4溶液时褪色较慢,之后的滴定中褪色较快,说明反应中生成的Mn2+对反应起到了催化作用。
(3)设Na2C2O4消耗的KMnO4的物质的量为x,
2MnO+5C2O+16H+===2Mn2++10CO2↑+8H2O
2 5
x 0.005 000 mol·L-1×0.02 L
则x==4×10-5 mol,
所以与水样反应的KMnO4的物质的量为0.002 000 mol·L-1×25×10-3 L-4×10-5 mol=10-5 mol,MnO生成Mn2+得5e-,O2生成H2O得4e-,根据得失电子守恒,与水样反应的KMnO4转化成消耗氧气的量为10-5 mol×
=1.25×10-5 mol,则化学耗氧量COD==4 mg/L。
答案:(1)用KMnO4标准溶液润洗2~3次
(2)随着反应的进行,生成的Mn2+可作反应的催化剂
(3)4 mg/L
(4)俯
21.(10分)已知在25 ℃时,醋酸、次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分别为
醋酸K=1.75×10-5
次氯酸K=2.95×10-8
碳酸K1=4.30×10-7 K2=5.61×10-11
亚硫酸K1=1.54×10-2 K2=1.02×10-7
(1)写出碳酸的第一级电离平衡常数表达式
K1=____________________________________________________。
(2)在相同条件下,等浓度的CH3COONa、NaClO、Na2CO3和Na2SO3溶液中碱性最强的是________。
等浓度的Na2CO3和NaHCO3的混合溶液中各离子浓度大小顺序为____________________________________________________。
(3)若保持温度不变,在醋酸溶液中通入少量HCl,下列量会变小的是________(填字母,下同)。
a.c(CH3COO-) b.c(H+) c.醋酸的电离平衡常数
(4)下列离子方程式中错误的是________。
a.少量CO2通入次氯酸钠溶液中:CO2+H2O+ClO-===HCO+HClO
b.少量SO2通入次氯酸钙溶液中:Ca2++2ClO-+SO2+H2O===CaSO3↓+2HClO
c.过量CO2通入澄清石灰水中:CO2+OH-===HCO
解析:(2)由于Na2CO3对应的弱酸根离子“HCO”的电离平衡常数最小,根据水解规律“越弱越易水解”可知,Na2CO3溶液的碱性最强。 由于Na2CO3的水解程度大于NaHCO3的水解程度,因此溶液中c(HCO)>c(CO)。
(3)c(H+)增大,醋酸的电离平衡常数不会改变。
(4)由电离平衡常数知,酸性:H2CO3>HClO>HCO,故少量CO2与NaClO溶液反应生成HClO和NaHCO3,a正确;由于HClO有极强的氧化性,因此b中不可能有CaSO3生成,应生成CaSO4。
答案:(1)
(2)Na2CO3 c(Na+)>c(HCO)>c(CO)>c(OH-)>c(H+) (3)a (4)b
22.(12分)室温下,用0.10 mol·L-1KOH溶液滴定10.00 mL 0.10 mol·L-1H2C2O4(二元弱酸)溶液所得滴定曲线如图(混合溶液的体积可看成混合前溶液的体积之和)。请回答下列问题:
(1)点①所示溶液中,Kw=________。
(2)点②所示溶液中的电荷守恒式为________。
(3)点③所示溶液中存在________种平衡。
(4)点④所示溶液中的物料守恒式为0.10 mol·L-1=
____________________________________________________。
(5)点⑤所示溶液中各离子浓度的大小顺序为________。
(6)上述5点所示溶液中,水的电离程度最大的是________,最小的是________(用序号回答)。
解析:(1)室温下Kw为1.0×10-14。(3)点③时两者1∶1恰好完全反应生成KHC2O4,因此存在HC2O的电离平衡和水解平衡,但不要忘记还有水的电离平衡。(4)要注意到反应后溶液的体积为25 mL。 (5)点⑤溶液中的溶质只有K2C2O4,其水解显碱性。(6)H2C2O4的存在会抑制水的电离,而K2C2O4水解会促进水的电离。
答案:(1)1.0×10-14
(2)c(K+)+c(H+)=c(HC2O)+2c(C2O)+c(OH-) (3)3
(4)c(K+)+c(H2C2O4)+c(HC2O)+c(C2O)
(5)c(K+)>c(C2O)>c(OH-)>c(HC2O)>c(H+) (6)⑤ ①
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