第八讲电解质溶液中的常考问题.docx
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第八讲电解质溶液中的常考问题
第八讲 电解质溶液中的常考问题
(时间:
45分钟 分值:
100分)
一、选择题(本题包括7个小题,每小题6分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(教材改编题)MOH强碱溶液和等体积、等浓度的HA弱酸溶液混合后,溶液中有关离子的浓度应满足的关系是( )。
A.c(M+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+)
B.c(M+)>c(A-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
D.c(M+)>c(H+)>c(A-)>c(OH-)
2.(2012·宁夏银川一中模拟)下列关于电解质溶液的判断正确的是( )。
A.60℃时,NaCl溶液的pH<7,则溶液显酸性
B.将pH=4的CH3COOH溶液加水稀释,溶液中所有离子的浓度均减小
C.常温下,CH3COOH分子可能存在于pH>7的碱性溶液中
D.相同温度下,1mol·L-1氨水与0.5mol·L-1氨水中c(OH-)之比是2∶1
3.下列有关溶液中粒子浓度关系的比较中不正确的是( )。
A.醋酸溶液中离子浓度的关系满足:
c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-)
B.用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定未知浓度的CH3COOH溶液,应选用酚酞作指示剂,滴定终点时:
c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)
C.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液以任意比混合:
c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-)
D.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:
c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=c(Na+)
4.(2011·大纲全国理综,9)室温时,将浓度和体积分别为c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合,下列关于该混合溶液的叙述错误的是
( )。
A.若pH>7,则一定是c1V1=c2V2
B.在任何情况下都是c(Na+)+c(H+)===c(CH3COO-)+c(OH-)
C.当pH=7时,若V1=V2,则一定是c2>c1
D.若V1=V2,c1=c2,则c(CH3COO-)+c(CH3COOH)===c(Na+)
5.(2012·天津理综,5)下列电解质溶液的有关叙述正确的是( )。
A.同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7
B.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大
C.含1molKOH的溶液与1molCO2完全反应后,溶液中c(K+)=c(HCO
)
D.在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na+)=c(CH3COO-)
6.(2012·重庆理综,11)向10mL0.1mol·L-1NH4Al(SO4)2溶液中,滴加等浓度Ba(OH)2溶液xmL。
下列叙述正确的是( )。
A.x=10时,溶液中有NH
、Al3+、SO
,且c(NH
)>c(Al3+)
B.x=10时,溶液中有NH
、AlO
、SO
,且c(NH
)>c(SO
)
C.x=30时,溶液中有Ba2+、AlO
、OH-,且c(OH-)<c(AlO
)
D.x=30时,溶液中有Ba2+、Al3+、OH-,且c(OH-)=c(Ba2+)
7.(2012·福建四地六校高三联考)已知下表数据:
物质
Fe(OH)2
Cu(OH)2
Fe(OH)3
Ksp/25℃
8.0×10-16
2.2×10-20
4.0×10-38
完全沉淀
时的pH范围
≥9.6
≥6.4
3~4
对于含等物质的量的CuSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3的混合溶液下列说法不正确的是( )。
A.向该混合溶液中逐滴加入NaOH溶液,最先看到红褐色沉淀
B.该溶液中c(SO
)∶[c(Cu2+)+c(Fe2+)+c(Fe3+)]>5∶4
C.向该溶液中加入适量氯水,并调节pH至3~4后过滤,可获得纯净的CuSO4溶液
D.在pH等于5的溶液中Fe3+不能大量存在
二、非选择题(本题包括4小题,共58分)
8.(14分)碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关,试回答下列有关问题。
(1)NH3极易溶于水,其水溶液俗称氨水。
用水稀释0.1mol·L-1的氨水,溶液中随着水量的增加而减小的是________(填序号)。
A.
B.
C.c(H+)·c(OH-)D.
(2)标准状况下,将1.12LCO2通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中,所得溶液中离子浓度由大到小的顺序:
____________________________;
用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式:
①c(OH-)=2c(H2CO3)+_____________________________________;
②c(H+)+c(Na+)=__________________________________________。
(3)甲烷燃料电池中发生的化学反应为:
CH4+2O2===CO2+2H2O,该电池的电解质溶液为H2SO4溶液,则原电池工作时电解质溶液中向正极移动的离子是________。
9.(14分)运用化学反应原理研究卤族元素性质具有重要意义。
(1)下列关于氯水的叙述正确的是________(填写符号)。
a.氯水中存在两种电离平衡
b.向氯水中通入SO2,其漂白性增强
c.向氯水中通入氯气,c(H+)/c(ClO-)减小
d.加水稀释氯水,溶液中的所有离子浓度均减小
e.加水稀释氯水,水的电离平衡向正反应方向移动
f.向氯水中加入少量固体NaOH,可能有c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)
(2)25℃时有关弱酸的电离平衡常数如下:
弱酸化学式
HClO
H2CO3
电离平衡常数
K=4.7×10-8
K1=4.3×10-7
K2=5.6×10-11
写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式:
__________________。
(3)电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液,常温下将浓度为c1的M溶液与0.1mol·L-1的一元酸HA等体积混合,所得溶液pH=7,则c1________0.1mol·L-1(选填“≥”、“=”或“≤”),溶液中离子浓度的大小关系为________若将上述“0.1mol·L-1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”,所得溶液pH仍为7,则c1________
0.1mol·L-1。
(4)牙釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石[Ca5(PO4)3OH],研究证实氟磷灰石[Ca5(PO4)3F]比它更能抵抗酸的侵蚀,故含氟牙膏已使全世界千百万人减少龋齿,请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式Ksp=________,氟离子与之反应转化的离子方程式为__________________。
10.(15分)(2012·试题调研)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:
(每种物质只含一种阳离子和一种阴离子且互不重复)
阳离子
K+、Na+、Ba2+、NH
阴离子
CH3COO-、Cl-、OH-、SO
已知:
①A、C溶液的pH均大于7,B溶液的pH小于7,A、B溶液中水的电离程度相同;D溶液焰色反应显黄色。
②C溶液和D溶液相遇时只生成白色沉淀,B溶液和C溶液相遇时只生成有刺激性气味的气体,A溶液和D溶液混合时无明显现象。
(1)A的名称是________。
(2)写出C溶液和D溶液反应的化学方程式:
______________________。
(3)25℃时,pH=9的A溶液和pH=9的C溶液中水的电离程度较小的是________(填写A或C的化学式)。
(4)25℃时用惰性电极电解D的水溶液,一段时间后溶液的pH________7(填“>”、“<”或“=”)。
(5)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________。
(6)室温时在一定体积0.2mol·L-1的C溶液中,加入一定体积的0.1mol·L-1的盐酸时,混合溶液的pH=13,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________。
11.(15分)(最新预测)环境中常见的重金属污染物有:
汞、铅、锰、铬、镉。
处理工业废水中含有的Cr2O
和CrO
,常用的方法有两种。
方法1 还原沉淀法
该法的工艺流程为CrO
Cr2O
Cr3+
Cr(OH)3↓。
其中第①步存在平衡2CrO
(黄色)+2H+
Cr2O
(橙色)+H2O。
(1)写出第①步反应的平衡常数表达式____________________________。
(2)关于第①步反应,下列说法正确的是________。
A.通过测定溶液的pH可以判断反应是否已达平衡状态
B.该反应为氧化还原反应
C.强酸性环境,溶液的颜色为橙色
(3)第②步中,还原0.1molCr2O
,需要________mol的FeSO4·7H2O。
(4)第③步除生成Cr(OH)3外,还可能生成的沉淀为________。
在溶液中存在以下沉淀溶解平衡:
Cr(OH)3(s)Cr3+(aq)+3OH-(aq),常温下,Cr(OH)3的溶度积Ksp=10-32,当c(Cr3+)降至10-5mol·L-1时,认为c(Cr3+)已经完全沉淀,现将第③步溶液的pH调至4,请通过计算说明Cr3+是否沉淀完全(请写出计算过程):
__________________________________。
方法2 电解法
(5)实验室利用如图装置模拟电解法处理含Cr2O
的废水,电解时阳极反应式为________,阴极反应式为________,得到的金属阳离子在阴极区可沉淀完全,从水的电离平衡角度解释其原因是_____________________________。
答案
1.C
2.C [60℃时,NaCl溶液的pH<7,但溶液仍呈中性,A不正确;CH3COOH溶液加水稀释,c(H+)减小,根据水的离子积常数可知c(OH-)增大,B不正确;在CH3COONa溶液中,CH3COO-发生水解产生CH3COOH分子,C正确;浓度越稀电离程度越大,所以0.5mol·L-1氨水电离程度大,溶液中c(OH-)之比小于2∶1,D不正确。
]
3.D [在醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO-+H+,由电荷守恒得c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),A正确;NaOH溶液滴定CH3COOH溶液,达到终点时溶液呈碱性,遇酚酞,溶液变浅红,此时溶液中的平衡有CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,H2OH++OH-,离子浓度大小顺序为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+),B正确;反应中HA与MOH无论哪种物质过量,或是两者恰好反应,溶液中的阳离子都只有H+、M+,阴离子都只有OH-、A-,所以电荷守恒式为c(H+)+c(M+)=c(OH-)+c(A-),C正确;从反应前的物质的量来看,n(CH3COOH)与n(CH3COO-)之和与n(Na+)之比为2∶1,则c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=2c(Na+),D错误。
]
4.A [A项,pH>7时,可以是c1V1=c2V2,也可以是c1V1>c2V2,错误;B项,符合电荷守恒,正确;C项,当pH=7时,醋酸一定过量,正确;D项,符合物料守恒,正确。
]
5.D [同浓度同体积的强酸、强碱混合,只有在c(H+)=c(OH-)时,pH=7,A错误;B中的沉淀溶解平衡为BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO
(aq),加入Na2SO4,平衡左移,c(Ba2+)减小,B错误;C中1molKOH和1molCO2反应生成1molKHCO3,HCO
既水解也电离,c(K+)>c(HCO
),C错误;CH3COONa为强碱弱酸盐,溶液显碱性,加入适量CH3COOH可调节pH=7,使c(H+)=c(OH-),依据电荷守恒:
c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-)可知,c(Na+)=c(CH3COO-),D正确。
]
6.A [当x=10时,NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2等物质的量反应,此时OH-量不足,OH-首先与Al3+反应,与NH
不反应,所以溶液中有未参加反应的NH
和部分剩余的Al3+存在,同时SO
也有剩余,但此时不会有AlO
生成,故A正确,B不正确;当x=30时,0.001mol的NH4Al(SO4)2与0.003molBa(OH)2反应,生成0.002molBaSO4、0.001molNaAlO2、0.001molNH3·H2O,且剩余0.001molBa2+和0.001molOH-,由于NH3·H2O也是一种碱,存在电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,使得溶液中c(OH-)大于0.001mol,故c(OH-)>c(AlO
),c(OH-)>c(Ba2+),故C、D项不正确。
]
7.C [根据溶度积常数可判断选项A正确;由于Cu2+、Fe2+和Fe3+在溶液中均发生水解反应使金属阳离子浓度减小,因此选项B正确;由选项C的操作可知溶液中还有氯离子,即溶液中还存在CuCl2,C错;由表中数据知Fe3+在pH>4的环境中已沉淀完全,因此选项D正确。
]
8.解析
(1)NH3·H2ONH
+OH-,加水促进氨水中一水合氨的电离,使生成的NH
和OH-的物质的量增大,但是c(NH
)、c(OH-)、c(NH3·H2O)都减小,水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-)不变,故C错误,D正确;A、B项中分子分母都乘以溶液体积,得到微粒的物质的量的关系,则A错误,B正确。
(2)标准状况下,n(CO2)=
=0.05mol,n(CO2)∶n(NaOH)=0.05∶0.1=1∶2,故溶液中的溶质为Na2CO3,离子浓度的大小关系:
c(Na+)>c(CO
)>c(OH-)>c(HCO
)>c(H+)。
根据质子守恒:
c(OH-)=2c(H2CO3)+c(H+)+c(HCO
);根据电荷守恒:
c(H+)+c(Na+)=2c(CO
)+c(HCO
)+c(OH-)。
(3)原电池的正极表面有电子,吸引带正电的阳离子,溶液中H+向正极移动。
答案
(1)BD
(2)c(Na+)>c(CO
)>c(OH-)>c(HCO
)>c(H+)
①c(H+)+c(HCO
)
②2c(CO
)+c(HCO
)+c(OH-)
(3)H+
9.解析
(1)氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种电离平衡;向氯水中通入SO2,两者反应生成硫酸和盐酸,其漂白性减弱;当氯水饱和时再通氯气,c(H+)/c(ClO-)不变,若氯水不饱和再通氯气,酸性增强会抑制次氯酸的电离,故比值增大;加水稀释氯水,溶液中的OH-浓度增大;加水稀释氯水,酸性减弱,对水的电离抑制作用减弱,故水的电离平衡向正反应方向移动;向氯水中加入少量固体NaOH,当溶液呈中性时,根据电荷守恒可推导出:
c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)。
(2)由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间,因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠。
(3)当HA为强酸时两者浓度相等,为弱酸时由于生成的盐因水解显碱性,则酸要稍过量。
离子浓度大小比较时可根据电荷守恒进行推导。
(4)沉淀转化的实质是由难溶物质转化为更难溶的物质。
答案
(1)aef
(2)ClO-+CO2+H2O===HClO+HCO
;2HClO
2H++2Cl-+O2↑
(3)≤ c(Na+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+) ≥
(4)c5(Ca2+)·c3(PO
)·c(OH-)
Ca5(PO4)3OH(s)+F-(aq)Ca5(PO4)3F(s)+OH-(aq)
10.解析
(1)根据题中信息推断出各物质分别为
A.CH3COOK,B.NH4Cl,C.Ba(OH)2,D.Na2SO4。
(3)CH3COOK水解促进水的电离,Ba(OH)2抑制水的电离,二者c(H+)=10-9mol·L-1,CH3COOK由水电离产生的c(OH-)=10-5mol·L-1,Ba(OH)2溶液中水电离产生的c(OH-)=c(H+)=10-9mol·L-1,故Ba(OH)2溶液中水电离程度小。
(4)用惰性电极电解Na2SO4溶液,实质是电解水。
(5)等体积、等物质的量浓度的NH4Cl溶液和Ba(OH)2溶液混合反应后,溶液中的溶质是等物质的量的BaCl2、Ba(OH)2、NH3·H2O,则c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH
)>c(H+)。
(6)设Ba(OH)2溶液和盐酸的体积分别为V1和V2,反应后pH=13,说明Ba(OH)2过量。
pH=13,则
c(H+)=10-13mol·L-1,c(OH-)=0.1mol·L-1。
由
=0.1mol·L-1,得V1∶V2=2∶3。
答案
(1)醋酸钾
(2)Ba(OH)2+Na2SO4===BaSO4↓+2NaOH
(3)Ba(OH)2 (4)=
(5)c(OH-)>c(Ba2+)=c(Cl-)>c(NH
)>c(H+)或c(OH-)>c(Cl-)=c(Ba2+)>c(NH
)>c(H+)
(6)2∶3
11.解析
(1)因H2O是纯液态物质,其浓度视为常数,故第①步反应的平衡常数表达式为K=c(Cr2O
)/[c2(CrO
)·c2(H+)]。
(2)利用反应①可知,反应正向进行时,溶液pH增大,故pH不变时说明反应达到平衡,A项正确;CrO
和Cr2O
中Cr均为+6价,该反应不是氧化还原反应,B项错误;在酸性环境中,溶液中c(Cr2O
)较大,溶液呈橙色,C项正确。
(3)在第②步反应中Cr2O
被还原为Cr3+,0.1molCr2O
被还原时转移电子的物质的量为0.1mol×2×(6-3)=0.6mol,而还原剂Fe2+被氧化为Fe3+,故需要消耗0.6molFeSO4·7H2O。
(4)在第②步反应中Fe2+被氧化为Fe3+,故第③步还有Fe(OH)3生成。
(5)电解池的阳极发生氧化反应,Fe作阳极,则Fe电极本身被氧化,故阳极反应式为Fe-2e-===Fe2+;阴极则是电解质溶液中的H+得电子,发生还原反应生成氢气,故阴极反应式为2H++2e-===H2↑;阳极生成的金属阳离子移向阴极,而阴极反应消耗了H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中的OH-浓度增大,溶液逐渐呈碱性,从而使金属阳离子在阴极区形成沉淀。
答案
(1)K=
(2)AC (3)0.6
(4)Fe(OH)3 当pH调至4时,c(OH-)=10-10mol·L-1,c(Cr3+)=10-32/c3(OH-)=10-2mol·L-1>10-5mol·L-1,因此Cr3+没有沉淀完全
(5)Fe-2e-===Fe2+ 2H++2e-===H2↑ 阴极反应消耗了H+,打破了水的电离平衡,促进了水的电离,使溶液中OH-的浓度增大,溶液逐渐呈碱性
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