化学第三章水溶液中的离子平衡过关检测含解析新人教版选修4

化学第三章水溶液中的离子平衡过关检测含解析新人教版选修4

- 1 - 第三章 过关检测 本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分 100 分，考试时间 90 分钟。 第Ⅰ卷 (选择题，共 48 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题只有一个选项符合题意。每小题 3 分，共 48 分) 1．下列说法正确的是( ) A．氯水能导电，所以氯气是电解质 B．碳酸钙不溶于水，所以它是非电解质 C．固体磷酸是电解质，所以磷酸在熔融状态下和溶于水时都能导电 D．胆矾虽不能导电，但它属于电解质 答案 D 解析 氯水导电的原因是 Cl2 溶于水生成了盐酸和次氯酸，盐酸和次氯酸是电解质，溶于 水而导电，而不是氯气本身导电，且氯气是单质，它既不是电解质，也不是非电解质。碳酸 钙难溶于水，但其溶于水的部分完全电离，是强电解质；固体磷酸虽是电解质，但其是共价 化合物，熔融时只以分子形式存在，不能导电；胆矾不能导电，但溶于水完全电离，所以是 强电解质。 2． 用如图所示装置分别进行下列各组物质的导电性实验，小灯泡的亮度比反应前明显 减弱的是( ) A．向亚硫酸钠溶液中通入氯气 B．向硝酸银溶液中通入少量氯化氢 C．向氢碘酸饱和溶液中通入少量氧气 D．向氢氧化钠溶液中通入少量氯气 答案 C 解析 A 项中发生的反应为 Na2SO3＋Cl2＋H2O===Na2SO4＋2HCl，生成了两种强电解质，溶 液的导电能力增强，故灯泡变亮；B 项中发生的反应为 AgNO3＋HCl===AgCl↓＋HNO3，溶液的导 电能力没有明显变化；C 项中发生的反应为 4HI＋O2===2H2O＋2I2，溶液的导电能力下降，故灯 泡变暗；D 项中发生的反应为 2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O，溶液的导电能力没有明显变化， 故灯泡的亮度没有明显变化。 3．下列有关盐类水解的叙述正确的是( ) A．溶液呈中性的盐一定是强酸、强碱反应生成的盐 B．含有弱酸根离子的盐的水溶液一定呈碱性 - 2 - C．盐溶液的酸碱性主要取决于形成盐的酸和碱的相对强弱 D．强酸强碱盐的水溶液一定呈中性 答案 C 解析 如果弱酸、弱碱的电离程度相当，生成的盐的水溶液呈中性，如 CH3COONH4 溶液呈 中性；含有弱酸根离子的盐的水溶液不一定呈碱性，如 NaHSO3 溶液呈酸性；强酸强碱盐的水 溶液不一定呈中性，如 NaHSO4 溶液呈酸性。 4． 电离度是描述弱电解质电离程度的物理量，电离度＝(已电离的电解质的物质的量/ 原有电解质总的物质的量)×100%。现取 20 mL c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1 的 CH3COOH 溶液，加 入 0．2 mol·L－1 的氨水，测得溶液导电能力随加入的氨水体积变化的趋势如图所示，则加入 氨水前 CH3COOH 的电离度为( ) A．0．5% B．1．5% C．0．1% D．1% 答案 D 解析 由图可知当加入 10 mL 氨水时溶液的导电能力最强，即此时氨水与 CH3COOH 溶液 恰好完全反应生成 CH3COONH4，则有 20 mL×c(CH3COOH)＝0．2 mol·L－1×10 mL，得 c(CH3COOH) ＝0．1 mol·L－1，故加入氨水前 CH3COOH 的电离度为1×10－3 mol·L－1 0.1 mol·L－1 ×100%＝1%。 5．物质的量相等的下列物质形成的等体积溶液中，所含微粒种类最多的是( ) A．CaCl2 B．CH3COONa C．NH3 D．K2S 答案 D 解析 CaCl2 不水解，其溶液中存在的微粒有 5 种：Ca2＋、Cl－、OH－、H＋、H2O；CH3COONa 发生水解，其溶液中存在的微粒有 6 种：Na＋、CH3COO－、CH3COOH、H＋、OH－、H2O；氨水中存在 的微粒有 6 种：NH3、NH3·H2O、NH＋ 4 、OH－、H＋、H2O; K2S 中 S2－发生两步水解，其溶液中存在 7 种微粒：K＋、S2－、HS－、H2S、OH－、H＋、H2O。 6．常温下，在 pH＝9 的 NaOH 溶液和 CH3COONa 溶液中，设由水电离出的 OH－浓度分别为 M 和 N，则 M 和 N 的关系为( ) A．M>N B．M＝10－4N C．N＝10－4M D．M＝N 答案 B 解析 pH＝9 的氢氧化钠溶液中的 H＋均是由水电离产生的，c 水(H＋)＝c 水(OH－)＝10－9 - 3 - mol·L－1，即 M＝10－9 mol·L－1；pH＝9 的 CH3COONa 溶液中 c(OH－)＝10－5 mol·L－1，OH－完全 由水电离产生，即 N＝10－5 mol·L－1，所以 M＝10－4N。 7．现有等 pH 或等物质的量浓度的盐酸和醋酸，取等体积的两种溶液分别加入足量铁， 产生 H2 的体积(同温同压下测定)的变化曲线如图所示： 其中正确的是( ) A．①③ B．②④ C．①②③④ D．都不对 答案 D 解析 ①③的错误是显而易见的，因为随着反应的进行 V(H2)只可能增大而不可能减小。 ②看起来好像是对的，但要注意等 pH 的醋酸和盐酸，醋酸的物质的量浓度要比盐酸大得多， 与足量的铁反应时，不仅产生的氢气体积更大，反应更快，而且反应的时间更长，不可能比 盐酸更早结束反应。④看起来好像也对，但要注意到一个细节，在物质的量浓度相同的情况 下，醋酸中 c(H＋)在反应结束之前都比盐酸小，因此醋酸中反应速率应该比盐酸小，即取相同 的时间点，盐酸所对应的 V(H2)应比醋酸大，因此④也是错的。 8．体积相同的盐酸和醋酸两种溶液，n(Cl－)＝n(CH3COO－)＝0．01 mol，下列叙述错误 的是( ) A．与 NaOH 完全中和时，醋酸所消耗的 NaOH 多 B．分别与足量 CaCO3 反应时，放出的 CO2 一样多 C．两种溶液的 pH 相等 D．分别用水稀释相同倍数时，n(Cl－)n(HCl)，故与 NaOH 完全中和时，醋酸消耗的 NaOH 多，分别与足量 CaCO3 反应时，醋酸参与的反应放出的 CO2 多，A 项正确，B 项错误；分别用水稀释相同倍数时，醋 酸的电离程度增大，n(CH3COO－)增大，而 n(Cl－)不变，D 项正确。 - 4 - 9．常温下，0．2 mol·L－1 的一元酸 HA 溶液与等浓度的 NaOH 溶液等体积混合后，所得 溶液中部分微粒组分及浓度如图所示，下列说法正确的是( ) A．HA 为强酸 B．该混合液的 pH＝7 C．该混合溶液中：c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋) D．图中 X 表示 HA，Y 表示 OH－，Z 表示 H＋ 答案 C 解析 题中所给的 HA 溶液与 NaOH 溶液反应生成 0．1 mol·L－1 的 NaA 溶液。由图知 A－ 的浓度小于 0．1 mol·L－1，说明 A－发生了水解，即 HA 是弱酸，A 项错误；A－发生了水解， 水解后溶液呈碱性，B 项错误；混合液中粒子浓度的大小关系为 c(Na ＋ )>c(A － )>c(OH －)>c(HA)>c(H＋)，因此 X 表示 OH－，Y 表示 HA，Z 表示 H＋，D 项错误；根据物料守恒可知，c(A －)＋c(HA)＝c(Na＋)，即 c(A－)＋c(Y)＝c(Na＋)，C 项正确。 10．已知某温度下 CH3COOH 和 NH3·H2O 的电离常数相等，现向 10 mL 0．1 mol·L－1 的 CH3COOH 溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中( ) A．水的电离程度始终增大 B． c NH＋ 4 c NH3·H2O 先增大再减小 C．c(CH3COOH)与 c(CH3COO－)之和始终保持不变 D．当加入氨水的体积为 10 mL 时，c(NH＋ 4 )＝ c(CH3COO－) 答案 D 解析 CH3COOH 溶液中水的电离被抑制，当 CH3COOH 与 NH3·H2O 恰好反应时生成 CH3COONH4， 此时水的电离程度最大，再加入氨水，水的电离程度又减小，A 项错误； c NH＋ 4 c NH3·H2O ＝ c NH＋ 4 · c H＋· c OH－ c NH3·H2O· c H＋· c OH－ ＝ c NH＋ 4 · c OH－ c NH3·H2O · c H＋ Kw ＝ K(NH3·H2O)·c H＋ Kw ，温度不变，NH3·H2O 的电离平衡常数及 Kw 均不变，随着氨水的滴加， c(H＋)减小，故 c NH＋ 4 c NH3·H2O 减小，B 项错误；未滴加氨水时，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0．1 - 5 - mol·L－1，滴加 10 mL 氨水时，c(CH3COOH)＋c(CH3COO－)＝0．05 mol·L－1，C 项错误；由于 CH3COOH 和 NH3·H2O 的电离常数相等，故当加入氨水的体积为 10 mL 时溶液呈中性，c(NH＋ 4 )＝ c(CH3COO－)，D 项正确。 11．常温下，下列溶液中的微粒浓度关系正确的是( ) A．新制氯水中加入固体 NaOH：c(Na＋)＝c(Cl－)＋c(ClO－)＋c(OH－) B．pH＝8．3 的 NaHCO3 溶液：c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(H2CO3) C．pH＝11 的氨水与 pH＝3 的盐酸等体积混合：c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )>c(OH－)＝c(H＋) D．0．2 mol·L－1 CH3COOH 溶液与 0．1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合：2c(H＋)－2c(OH －)＝c(CH3COO－)－c(CH3COOH) 答案 D 解析 根据溶液中的电荷守恒，则 c(Na＋)＋c(H＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，故 A 项 错误；NaHCO3 溶液的 pH＝8．3，说明其水解程度大于电离程度，则 c(H2CO3)>c(CO2－ 3 )，故 B 项 错误；pH＝11 的氨水与 pH＝3 的盐酸等体积混合时，氨水是过量的，溶液不显中性，故 C 项 错误；CH3COOH 溶液与 NaOH 溶液反应得到等浓度的 CH3COOH 和 CH3COONa 的混合溶液，由电荷 守恒得 c(CH3COO － )＋c(OH － )＝c(H ＋ )＋c(Na ＋ )，由物料守恒得 2c(Na ＋ )＝c(CH3COO － )＋ c(CH3COOH)，则 c(CH3COO－)＋2c(OH－)＝2c(H＋)＋c(CH3COOH)，移项得 2c(H＋)－2c(OH－)＝ c(CH3COO－)－c(CH3COOH)，故 D 项正确。 12．25 ℃时，5 种银盐的溶度积常数(Ksp)如表所示： 下列说法正确的是( ) A．氯化银、溴化银和碘化银的溶解度依次增大 B．将硫酸银溶解于水形成饱和溶液后，向其中加入少量硫化钠溶液，不可能得到黑色沉 淀 C．在 5 mL 1．8×10－5 mol·L－1 的 NaCl 溶液中加入 1 滴(1 mL 约 20 滴)0．1 mol·L－1 的 AgNO3 溶液(忽略溶液体积变化)，不能观察到白色沉淀 D．将足量浅黄色溴化银固体浸泡在饱和氯化钠溶液中，有少量白色固体生成 答案 D 解析 当难溶物组成类型相同时，可以利用 Ksp 直接比较难溶物的溶解度，Ksp 值越小越难 溶，所以氯化银、溴化银、碘化银的溶解度依次减小，A 项错误；硫酸银的 Ksp 远大于硫化银 - 6 - 的 Ksp，因此会有更难溶的黑色硫化银生成，B 项错误；c(Ag＋)＝ 0.1 mol·L－1× 1 20 mL 5 mL ＝0．001 mol·L－1，Qc＝0．001×1．8×10－5＝1．8×10－8，大于氯化银的 Ksp，故会有白色沉淀生成，C 项错误；足量溴化银固体浸泡在氯化钠的饱和溶液中，则溶液中氯离子与银离子的浓度积大 于氯化银的溶度积，所以会有少量白色固体生成，D 项正确。 13．已知 25 ℃时醋酸、次氯酸、碳酸、亚硫酸的电离平衡常数如表所示，下列叙述正 确的是( ) A．25 ℃时，等物质的量浓度的 CH3COONa、NaClO、Na2CO3 和 Na2SO3 四种溶液中，碱性最 强的是 Na2CO3 溶液 B．25 ℃时，将 0．1 mol·L－1 的稀醋酸不断加水稀释，所有离子的浓度均减小 C．少量 SO2 通入 Ca(ClO)2 溶液中反应的离子方程式为 SO2＋H2O＋Ca2＋＋2ClO－===CaSO3↓ ＋2HClO D．少量 CO2 通入 NaClO 溶液中反应的离子方程式为 CO2＋H2O＋2ClO－===CO2－ 3 ＋2HClO 答案 A 解析 根据表中数据可知，酸性：亚硫酸>醋酸>碳酸>亚硫酸氢根离子>次氯酸>碳酸氢根 离子。等物质的量浓度的含有弱酸根离子的钠盐溶液，对应酸的酸性越弱，酸根离子的水解 程度越大，溶液中氢氧根离子的浓度越大，pH 越大，水解程度：CH3COO－c(Cl－)>c(ClO－)>c(HClO) C．③点的溶液中：c(Na＋)＝2c(ClO－)＋c(HClO) D．④点的溶液中：c(Na＋)>c(ClO－)>c(Cl－)>c(HClO) 答案 C 解析 ①点表示 Cl2 缓慢通入水中但所得氯水未达到饱和，由电荷守恒知，c(H＋)＝c(Cl －)＋c(ClO－)＋c(OH－)，A 项错误；②点表示 Cl2 缓慢通入水中所得氯水刚好饱和，HClO 是弱 酸，部分电离，c(HClO)>c(ClO－)，则有 c(H＋)>c(Cl－)>c(HClO)>c(ClO－)，B 项错误；③点的 溶液 pH＝7，由电荷守恒知，c(H＋)＋c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)＋c(OH－)，则 c(Na＋)＝c(ClO －)＋c(Cl－)，由于溶液中 c(Cl－)＝c(ClO－)＋c(HClO)，所以 c(Na＋)＝c(ClO－)＋c(Cl－)＝c(ClO －)＋c(ClO－)＋c(HClO)＝2c(ClO－)＋c(HClO)，C 项正确；④点表示氯水与过量 NaOH 溶液反应， 所得溶液的溶质为 NaCl、NaClO、NaOH，ClO－部分水解，则 c(Cl－)>c(ClO－)，D 项错误。 15．海水中含有丰富的镁资源。某同学设计了从模拟海水中制备 MgO 的实验方案： 注：溶液中某种离子的浓度小于 1．0×10－5 mol·L－1，可认为该离子不存在。 实验过程中，假设溶液体积不变。已知：Ksp(CaCO3)＝4．96×10－9，Ksp(MgCO3)＝6．82×10 －6， Ksp[Ca(OH)2]＝4．68×10－6，Ksp[Mg(OH)2] ＝5．61×10－12。 下列说法正确的是( ) A．沉淀 X 为 CaCO3 B．滤液 M 中存在 Mg2＋，不存在 Ca2＋ C．滤液 N 中存在 Mg2＋、Ca2＋ D．步骤②中若改为加入 4．2 g NaOH 固体，沉淀 Y 为 Ca(OH)2 和 Mg(OH)2 的混合物 答案 A - 8 - 解析 步骤①中，从题给条件可知 n(NaOH)＝0．001 mol，即 n(OH－)＝0．001 mol，依 据离子反应“先中和、后沉淀、再其他”的反应规律，当 1．0 L 模拟海水中加入 0．001 mol NaOH时，OH－恰好与HCO － 3 完全反应：OH－＋HCO－ 3 ===CO2－ 3 ＋H2O，生成0．001 mol CO2－ 3 。由于Ksp(CaCO3) ≪Ksp(MgCO3)，生成的 CO 2－ 3 与水中的 Ca2＋反应生成 CaCO3 沉淀：Ca2＋＋CO2－ 3 ===CaCO3↓，所以沉 淀 X 为 CaCO3，故 A 项正确。由于 CO 2－ 3 只有 0．001 mol，反应生成 CaCO3 所消耗的 Ca2＋为 0．001 mol，滤液中还剩余 c(Ca2＋)＝0．010 mol·L－1，则滤液 M 中同时存在 Ca2＋和 Mg2＋，故 B 项错 误。步骤②中，当滤液M中加入NaOH固体调至pH＝11．0 时，此时滤液中c(OH－)＝1×10－3 mol·L －1，则 Qc＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0．010×(10－3)2＝10－8Ksp[Mg(OH)2]，有 Mg(OH)2 沉淀生成；又由于 Ksp[Mg(OH)2]＝c(Mg2＋)·c2(OH－)＝5．61×10－12，c(Mg2＋)＝5．61×10－6 mol·L－1<1．0×10－5 mol·L－1，故滤液 N 中不存在 Mg2＋，C 项错误。步骤②中若改为加入 4．2 g NaOH 固体，则 n(NaOH) ＝0．105 mol，与 0．050 mol Mg2＋反应：Mg2＋＋2OH－===Mg(OH)2↓，生成 0．050 mol Mg(OH)2， 剩余 0．005 mol OH－。由于 Qc＝c(Ca2＋)·c2(OH－)＝0．010×(0．005)2＝2．5×10－7c(HS－)>c(OH－)>c(H＋) B．pH＝7 的溶液中：c(Cl－)>c(HS－)＋2c(H2S) C．c(HS－)＝c(S2－)的碱性溶液中：c(Cl－)＋c(HS－)>0．100 mol·L－1＋c(H2S) D．c(Cl－)＝0．100 mol·L－1 的溶液中：c(OH－)－c(H＋)＝c(H2S)－c(S2－) 答案 D 解析 通入 HCl 气体前，该溶液为 Na2S 溶液，分步水解且水解程度很小，则离子浓度大 小关系为 c(S2－)>c(OH－)>c(HS－)>c(H＋)，故 A 项错误；电荷守恒式为 c(Cl－)＋2c(S2－)＋c(HS －)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，物料守恒式为 c(Na＋)＝2c(S2－)＋2c(HS－)＋2c(H2S)，pH＝7 的 溶液中 c(OH－)＝c(H＋)，三等式联立可得 c(Cl－)＝c(HS－)＋2c(H2S)，故 B 项错误；c(Cl－)＋ c(OH－)＝c(H＋)＋c(HS－)＋2c(H2S)，两边同时加上 c(S2－)，得 c(Cl－)＋c(OH－)＋c(S2－)＝c(H ＋)＋c(HS－)＋c(S2－)＋2c(H2S)，因碱性溶液中 c(HS－)＝c(S2－)，所以 c(Cl－)＋c(HS－)”“<”或“＝”)1×10 －14。 (3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是________，这是因为混合酸 中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡，而且硫酸的电离能力强于硝酸，在此条件 下，混合酸中必然发生______________________________________(写离子方程式)反应。故 硫 酸 与 硝 酸 的 无 水 混 合 酸 中 存 在 的 化 学 平 衡 为 ________________________________________。 答案 (1)2H2SO4 H3SO＋ 4 ＋HSO － 4 或 H2SO4 H＋＋HSO－ 4 (2)> (3)HSO－ 4 H＋＋HNO3 H2NO＋ 3 HNO3＋H2SO4 H2NO＋ 3 ＋HSO－ 4 (每空 2 分，共 10 分) 解析 题干信息告诉我们纯硫酸存在电离平衡，且电离程度强于纯硝酸和纯水，仿照纯 水的电离方程式，可以推知纯硫酸的电离方程式为 2H2SO4 H3SO＋ 4 ＋HSO－ 4 。在纯硫酸和纯硝 酸的液态混合酸中 2H2SO4 H3SO＋ 4 ＋HSO － 4 为主要的电离方式，而纯硝酸电离受到纯硫酸电离 出的 H＋的抑制，因此在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中，存在的阴离子主要是 HSO－ 4 。同时， 无水条件下，混合酸中必然发生 H＋＋HNO3 H2NO ＋ 3 的反应。 18．(11 分)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 只含一种阴离子且互不重复) 提示：CH3COONH4 溶液为中性 阳离子 Na＋、Ba2＋、NH＋ 4 阴离子 CH3COO－、Cl－、OH－、SO2－ 4 已知：①A、C 溶液的 pH 均大于 7，同浓度 A、B 的溶液中水的电离程度相同； 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 是____________，B 是____________。 - 10 - (2)25 ℃ 时 ， 0 ． 1 mol/L B 溶 液 的 pH ＝ a ， 则 B 溶 液 中 c(H ＋ ) － c(NH3·H2O) ＝ __________________(用含 a 的关系式表示)。 (3)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______________________________________________。 (4)在一定体积 0．005 mol/L 的 C 溶液中，加入一定体积的 0．00125 mol/L 的盐酸时， 混合溶液的 pH＝11，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________。 答案 (1)CH3COONa(2 分) NH4Cl(2 分) (2)1×10(a－14) mol/L(2 分) (3)c(OH－)>c(Ba2＋)＝c(Cl－)>c(NH＋ 4 )>c(H＋)(3 分) (4)1∶4(2 分) 解析 (1)A、C 溶液的 pH 均大于 7，说明 A、C 的溶液中含有的阴离子为 CH3COO－或 OH－， 阳离子为 Na＋或 Ba2＋；C 溶液和 D 溶液相遇时只生成白色沉淀，说明 C、D 中存在 Ba2＋或 SO 2－ 4 中 的一种；B 溶液和 C 溶液相遇只生成刺激性气味的气体 NH3，说明 B、C 中存在 NH ＋ 4 或 OH－中的 一种，所以 C 为 Ba(OH)2，则 A 为 CH3COONa，A、B 的溶液中水的电离程度相同，则 B 为 NH4Cl， D 为 Na2SO4。 (2)0．1 mol/L NH4Cl 溶液中，根据电荷守恒有 c(H＋)＋c(NH＋ 4 )＝c(OH－)＋c(Cl－)，根据 物料守恒有 c(Cl－)＝c(NH＋ 4 )＋c(NH3·H2O)，联立两式可得 c(H＋)－c(NH3·H2O)＝c(OH－)＝10－14 10－a ＝1×10(a－14) mol/L。 (3)设 1 L 1 mol/L 的 NH4Cl 溶液与 1 L 1 mol/L Ba(OH)2 溶液混合，则所得溶液为 0．5 mol/L NH3·H2O、0．25 mol/L BaCl2 和 0．25 mol/L Ba(OH)2 的混合溶液，c(OH－)>0．5 mol/L，c(Cl －)＝c(Ba2＋)＝0．5 mol/L，c(NH＋ 4 )<0．5 mol/L，c(H＋)最小。 (4)设 Ba(OH)2 溶液的体积为 x L，盐酸的体积为 y L，则 x×0.005 mol/L×2－0.00125 mol/L×y x＋y ＝0．001 mol/L，解得 x∶y＝1∶4。 19．(11 分)乙二酸俗名草酸，下面是化学学习小组的同学对草酸晶体(H2C2O4·xH2O)进行 的探究性学习过程，请你参与并协助他们完成相关学习任务。该组同学的研究课题是测定草 酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的 x 值。通过查阅资料和查寻网络得，草酸易溶于水，其水溶液可以 用酸性 KMnO4 溶液进行滴定：2MnO－ 4 ＋5H2C2O4＋6H＋===2Mn2＋＋10CO2↑＋8H2O。学习小组的同学设 计了如下实验步骤测定 x 值： ①称取 1．260 g 纯草酸晶体，将其配成 100．00 mL 溶液作为待测液； ②取 25．00 mL 待测液放入锥形瓶中，再加入适量的稀 H2SO4； - 11 - ③用浓度为 0．1000 mol·L－1 的酸性 KMnO4 标准溶液进行滴定，达到终点时消耗标准液 10．00 mL。 请回答下列问题： (1)滴定时，将酸性 KMnO4 标准液装在图中的________(填“甲”或“乙”)滴定管中。 (2)本实验滴定达到终点的标志是___________________________________。 (3)通过上述数据，求得 x＝________。讨论： ①若滴定至终点时俯视滴定管读数，则由此测得的 x 值会________(填“偏大”“偏小” 或“不变”，下同)。 ②若滴定时所用的酸性KMnO4溶液因久置而导致浓度变小，则由此测得的x值会________。 答案 (1)甲(2 分) (2)当滴入最后一滴酸性 KMnO4 标准溶液时，溶液由无色变为紫红色，且半分钟内不褪色(2 分) (3)2(3 分) ①偏大(2 分) ②偏小(2 分) 解析 (1)因为酸性 KMnO4 溶液具有强氧化性，会腐蚀橡胶管，故应用酸式滴定管盛装。 (2)可利用 MnO－ 4 ～Mn2＋的颜色变化判断滴定终点，当达到滴定终点时，溶液将由无色变为 紫红色。 (3)由题给离子方程式及数据可知，1．260 g 纯草酸晶体中所含 H2C2O4 的物质的量为 0．1000 mol·L－1×10．00 mL×10－3 L·mL－1×5 2 ×100 mL 25 mL ＝0．0100 mol，则 1．260 g H2C2O4·xH2O 中 所含 H2O 的物质的量为1.260 g－0.0100 mol×90 g·mol－1 18 g·mol－1 ＝0．0200 mol，则 x＝2。①若滴 定至终点时俯视滴定管读数，则所得的消耗的酸性 KMnO4 标准溶液的体积偏小，测得的 n(H2C2O4) 偏小，则 n(H2O)偏大，x 值偏大。②若酸性 KMnO4 溶液浓度偏小，则消耗的体积偏大，测得的 x 值偏小。 20．(8 分)将 0．2 mol·L－1 HA 溶液与 0．1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合(体积变化 忽略不计)，测得混合溶液中 c(Na＋)>c(A－)，则(用“>”“<”或“＝”填写下列空白)： (1)混合溶液中，c(A－)________c(HA)。 (2)混合溶液中，c(HA)＋c(A－)________0．1 mol·L－1。 (3)混合溶液中，由水电离出的 c(OH－)________0．2 mol·L－1 HA 溶液中由水电离出的 - 12 - c(H＋)。 (4)25 ℃时，如果取 0．2 mol·L－1 HA 溶液与 0．1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，测 得混合溶液的 pH<7，则 HA 的电离程度________NaA 的水解程度。 答案 (1)< (2)＝ (3)> (4)>(每空 2 分，共 8 分) 解析 (1)将 0．2 mol·L－1 HA 溶液与 0．1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合时，溶质为 等物质的量的 HA 和 NaA，由于 c(Na＋)>c(A－)，说明 A－的水解能力大于 HA 的电离能力，使得 c(HA)>c(A－)。 (2)通过物料守恒及等体积混合后浓度减半可知，c(HA)＋c(A－)＝0．1 mol·L－1。 (3)混合溶液中由于 NaA 的存在，促进水的电离，而 0．2 mol·L－1 HA 溶液中水的电离 受到抑制，因此前者由水电离产生的 c(OH－)大于后者由水电离产生的 c(H＋)。 (4)25 ℃时，如果取 0．2 mol·L－1 HA 溶液与 0．1 mol·L－1 NaOH 溶液等体积混合，溶 质为等浓度的 HA 和 NaA，混合溶液的 pH<7，溶液呈酸性，说明 HA 的电离程度大于 NaA 的水 解程度。 21．(12 分)钠及其化合物具有广泛的用途。 (1)常温下，浓度均为 0．1 mol·L－1 的下列五种钠盐溶液的 pH 如表所示： 溶质 CH3COONa NaHCO3 Na2CO3 NaClO NaCN pH 8．8 9．7 11．6 10．3 11．1 上述几种钠盐的阴离子，结合氢离子能力最强的是________(填离子符号)，根据表中数 据判断，将浓度均为 0．01 mol·L－1 的下列四种酸的溶液分别稀释 100 倍，pH 变化最大的是 ________(填序号)。 A．HCN B．HClO C．CH3COOH D．H2CO3 (2)实验室中常用氢氧化钠溶液进行洗气和提纯。①用 150 mL 1 mol·L－1 的氢氧化钠溶 液吸收标准状况下的 2．24 L 二氧化碳，所得溶液中各离子的浓度由大到小的顺序为 ________________________________________。 ②已知几种离子开始沉淀时溶液的 pH 如下表所示： 离子 Fe2＋ Cu2＋ Mg2＋ pH 7．6 5．2 10．4 当向含有相同浓度的 Cu2＋、Mg2＋、Fe2＋的溶液中滴加氢氧化钠溶液时，________(填离子 符号)先沉淀；Ksp[Fe(OH)2]________(填“>”“＝”或“<”)Ksp[Mg(OH)2]；要使 0．2 mol·L - 13 - －1 的硫酸铜溶液中铜离子沉淀较为完全(使铜离子的浓度降至原来的千分之一)，则应向溶液中 加入氢氧化钠溶液使溶液 pH＝________。(Ksp[Cu(OH)2]＝2×10－20) 答案 (1)CO2－ 3 (2 分) C(2 分) (2)①c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(OH－)>c(H＋)(3 分) ②Cu2＋(2 分) <(1 分) 6(2 分) 解析 (1)越容易水解的盐，其阴离子越容易结合氢离子，相同浓度的钠盐溶液，pH 越 大，则盐的水解程度越大，其中最容易水解的盐是碳酸钠，所以结合氢离子能力最强的阴离 子为 CO2－ 3 ；浓度相同的酸液稀释相同倍数后，酸性越强的酸其溶液的 pH 变化越大，四种酸中 醋酸的酸性最强，其次为碳酸，然后为次氯酸，最弱的为 HCN，所以溶液 pH 变化最大的为醋 酸。 (2)①0．15 mol 氢氧化钠和 0．1 mol 二氧化碳反应生成等物质的量的碳酸氢钠和碳酸 钠，由于 CO 2－ 3 的第一步水解程度大于第二步水解程度，所以 HCO － 3 的浓度大于 CO 2－ 3 的浓度，溶 液显碱性，所得溶液中各离子的浓度关系为 c(Na＋)>c(HCO－ 3 )>c(CO2－ 3 )>c(OH－)>c(H＋)。②由表 中 数 据 可 知 ， Cu2 ＋ 先 沉 淀 ； 同 类 型 物 质 ， 溶 度 积 常 数 小 的 其 阳 离 子 先 沉 淀 ， Ksp[Fe(OH)2]

查看更多