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强化训练五 离子浓度大小比较
1.下列溶液中各种微粒的物质的量浓度大小顺序正确的是( )
A.0.1 mol·L-1的NaHA溶液,其pH=4:c(HA-)>c(H+)>c(H2A)>c(A2-)
B.pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液:c(NaOH)<c(CH3COONa)<c(Na2CO3)
C.物质的量浓度相等的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合:c(CH3COO-)+2c(H+)=2c(OH-)+c(CH3COOH)
D.室温下,向0.01 mol·L-1 NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至中性:c(Na+)>c(SO)>c(NH)>c(OH-)=c(H+)
答案 D
解析 0.1 mol/L NaHA溶液的pH=4,说明该溶液显酸性,即HA-的电离程度大于其水解程度,则c(A2-)>c(H2A),A选项错误;因为酸性:CH3COOH>HCO,所以相同条件下,Na2CO3的水解程度大于CH3COONa的水解程度,二者pH相同时c(CH3COONa)>c(Na2CO3),B选项错误;根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)、根据物料守恒得c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),两式联立得2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-),C选项错误。
2.T ℃时,某浓度醋酸钠溶液的pH =10,下列说法一定正确的是( )
A.溶液中由水电离出的c(OH-)=1×10-10 mol·L-1
B.溶液中存在:c(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
C.溶液中存在:c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(H+)>c(CH3COOH)
D.溶液中存在:c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=c(Na+)
答案 D
解析 醋酸钠溶液中水的电离平衡受到促进,A项错误;只有在25 ℃时,才有c(H+)·c(OH-)=1×10-14 mol2·L-2
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,B项错误;溶液中粒子浓度由大到小的顺序应为c(Na+)>c(CH3COO-)>c(OH-)>c(CH3COOH)>c(H+),C项错误;根据物料守恒知,D项正确。
3.实验室可用NaOH溶液吸收NO2,反应为2NO2+2NaOH===NaNO3+NaNO2+H2O。含0.2 mol NaOH的水溶液与0.2 mol NO2恰好完全反应得1 L溶液A,溶液B为0.1 mol·L-1的CH3COONa溶液,则两溶液中c(NO)、c(NO)和c(CH3COO-)由大到小的顺序为(已知HNO2的电离常数Ka=7.1×10-4 mol·L-1,CH3COOH的电离常数Ka=1.7×10-5 mol·L-1)( )
A.c(CH3COO-)>c(NO)>c(NO)
B.c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)
C.c(NO)>c(CH3COO-)>c(NO)
D.c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-)
答案 D
解析 溶液A中c(NaNO3)=c(NaNO2)=0.1 mol·L-1,溶液B中c(CH3COONa)=0.1 mol·L-1,NO不水解,NO浓度最大,由Ka(HNO2)>Ka(CH3COOH)可知,酸性:HNO2>CH3COOH,水解程度:CH3COO->NO,故离子浓度大小顺序为c(NO)>c(NO)>c(CH3COO-),D项正确。
4. 室温下,用0.1 mol/L HCl溶液滴定10 mL 0.1 mol/L Na2CO3溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
A.水电离程度由大到小的顺序为:a>b>c>d
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B.a点时:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)
C.b点时:3c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3)
D.d点时:c(H+)>c(HCO)=c(CO)
答案 A
解析 Na2CO3溶液中CO的水解促进水的电离,a→b的滴定过程中,CO的浓度逐渐减小,对水的电离的促进作用逐渐减弱,而c点时溶液呈中性,水的电离既不受到促进也没受到抑制,d点时溶液呈酸性,物质电离出的H+抑制了水的电离,故A项正确;a点为Na2CO3溶液,离子浓度关系应为c(Na+)>c(CO)>c(OH-)>c(HCO),B项错误;根据物料守恒得b点时c(Na+)=2c(CO)+2c(HCO)+2c(H2CO3),C项错误;由Na2CO3+2HCl===2NaCl+H2CO3、H2CO3H++HCO、HCOCO+H+,且H2CO3的一级电离程度大于二级电离程度可知,d点时c(HCO)>c(CO),D项错误。
5.已知某弱酸的酸式盐NaH2XO4和Na2HXO4,其中NaH2XO4溶液呈弱酸性,Na2HXO4溶液呈弱碱性;在10 ℃ 时,浓度均为0.1 mol/L的NaH2XO4和Na2HXO4溶液中均存在的关系是( )
A.c(H+)·c(OH-)>1×10-14
B.c(H+)+2c(H3XO4)+c(H2XO)=c(XO)+c(OH-)
C.c(Na+)+c(H+)=c(H2XO)+c(OH-)+2c(HXO)+3c(XO)
D.c(H+)+c(H3XO4)=c(HXO)+2c(XO)+c(OH-)
答案 C
解析 常温时c(H+)·c(OH-)=1×10-14,水的电离过程为吸热过程,故10 ℃时,c(H+)·c(OH-)<1×10-14,A项错误;两溶液中的电荷守恒式均为c(Na+)+c(H+)=c(H2XO)+c(OH-)+2c(HXO)+3c(XO),C项正确;0.1 mol/L NaH2XO4溶液中的物料守恒式为c(Na+)=c(H2XO)+c(H3XO4)+c(HXO)+c(XO
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),故该溶液中的质子守恒式为c(H+)+c(H3XO4)=c(HXO)+2c(XO)+c(OH-),B项错误;0.1 mol/L Na2HXO4溶液中的物料守恒式为c(Na+)=2[c(H2XO)+c(H3XO4)+c(HXO)+c(XO)],故该溶液中的质子守恒式为c(H+)+2c(H3XO4)+c(H2XO)=c(XO)+c(OH-),D项错误,故本题选C。
6.常温下,有下列四种溶液:
①
②
③
④
pH=2的
CH3COOH溶液
0.01 mol·L-1
的HCl溶液
pH=12的
氨水
pH=12的
NaOH溶液
下列说法不正确的是( )
A.③与④中c(OH-)相同
B.①与④混合,若溶液显酸性,则所得溶液中离子浓度可能为c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-)
C.将体积相同的③和④分别加水稀释100倍后,③的pH较大
D.②与③混合,若混合溶液的pH=7,则所得溶液中c(NH)+c(NH3·H2O)=c(Cl-)
答案 D
解析 ③与④的pH相同,因此c(OH-)相同,A对;①与④混合,可得到CH3COOH和CH3COONa的混合溶液,溶液显酸性,离子浓度大小可能为c(CH3COO-)>c(H+)>c(Na+)>c(OH-),B对;等体积的③和④分别加水稀释100倍,稀释过程中NH3·H2O的电离程度增大,因此氨水中c(OH-)较大,其pH较大,C对;②与③混合,若混合溶液的pH=7,根据电荷守恒:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),可推知:c(NH)=c(Cl-),D错。
7.某酸性溶液中只含有NH、Cl-、H+、OH-4种离子,25 ℃时,下列说法不正确的是( )
A.可由pH=3的HCl溶液与pH=11的NH3·H2O溶液等体积混合而成
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B.该溶液中离子一定满足:c(NH)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)
C.加入适量NH3·H2O溶液,溶液中离子浓度可能为:c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
D.该溶液可能由等物质的量浓度、等体积的HCl溶液和NH3·H2O溶液混合而成
答案 A
解析 pH=3的HCl溶液与pH=11的NH3·H2O溶液等体积混合得到NH3·H2O和NH4Cl的混合溶液,溶液显碱性,A错误;根据电荷守恒得:c(H+)+c(NH)=c(OH-)+c(Cl-),B对;加入适量NH3·H2O溶液,使溶液呈碱性时,存在c(NH)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),C对;等物质的量浓度、等体积的HCl溶液和NH3·H2O溶液混合得到NH4Cl溶液,溶液显酸性,D对。
8.下列有关电解质溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是( )
A.0.1 mol·L-1 NaHCO3溶液中:c(H+)+2c(H2CO3)=2c(CO)+c(OH-)
B.0.1 mol·L-1 (NH4)2Fe(SO4)2溶液中:c(SO)=c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)
C.将醋酸钠、盐酸两溶液混合后,溶液呈中性,则混合后的溶液中:c(Na+)②>③>④
答案 D
解析 任何电解质溶液中都存在电荷守恒和物料守恒,根据物料守恒c(Na+)=c(HCO)+c(CO)+c(H2CO3),根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(HCO)+2c(CO)+c(OH-),所以得c( H2CO3)+c(H+)=c(CO)+c(OH-),故A错误;亚铁离子和铵根离子都水解导致溶液呈酸性,但水解程度较小,所以离子浓度大小顺序是c(SO)>c(NH)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-),故B错误;溶液呈中性,则c(H+)=
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c(OH-),根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-)+c(CH3COO-),所以c(Na+)>c(Cl-),故C错误;pH相等的四种溶液中,NaOH溶液的浓度最小,酸根离子水解程度CO>C6H5O->CH3COO-,所以pH相等的四种溶液浓度大小顺序是①>②>③>④,故D正确。
9.常温下,下列关系式正确的是( )
A.pH=4的氯化铵溶液中,c(H+)=c(NH3·H2O)=1×10-4 mol·L-1
B.pH=a的HCl溶液,稀释10倍后,其pH=b,则b=a+1
C.pH=2的HF溶液与pH=12的NaOH溶液按体积比1∶1混合:c(Na+)=c(F-)>c(H+)=c(OH-)
D.pH相同的①NaOH、②NaClO两种溶液中水的电离程度:①c(OH-),C错误;pH相同的①NaOH、②NaClO两种溶液,氢氧化钠抑制水的电离,而次氯酸钠因为水解而促进水的电离,所以水的电离程度是①c(OH-)=c(H+)
B.c(Na+)>c(K+)>c(S2-)>c(H+)>c(OH-)
C.c(Na+)=c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)+c(SO)
D.c(K+)+c(Na+)+c(H+)=c(SO)+c(S2-)+c(HS-)+c(OH-)
答案 C
解析 Na2S电离出的S2-与KHSO4电离出的H+结合为HS-,由于HS-的水解程度大于电离程度,所得溶液显碱性,A错、B错;反应前c(Na+)=c(S2-)+c(HSO),根据物料守恒得,c(Na+)=c(S2-)+c(H2S)+c(HS-)+c(SO),C对;根据电荷守恒得,c(K+)+c(Na+)+c(H+)=2c(SO)+2c(S2-)+c(HS-)+c(OH-),D错。
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12.已知NaHSO3溶液显酸性,NaHCO3溶液显碱性,现有浓度均为0.1 mol/L的NaHSO3和NaHCO3两种溶液,两种溶液中各粒子的物质的量浓度存在下列关系(R表示S元素或C元素),其中正确的一组是( )
A.c(Na+)>c(HRO)>c(H+)>c(RO)>c(OH-)
B.c(Na+)+c(H+)=c(HRO)+c(RO)+c(OH-)
C.c(H+)+c(H2RO3)=c(RO)+c(OH-)
D.c(Na+)=c(HRO)+c(H2RO3)=2c(RO)
答案 C
解析 A项,NaHCO3溶液显碱性,说明HCO的水解程度大于电离程度,离子浓度大小为c(Na+)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)>c(CO);B项,根据电荷守恒得,c(Na+)+c(H+)=c(HRO)+2c(RO)+c(OH-),B错;C项,根据质子守恒得(可联合电荷守恒和物料守恒得到),c(H+)+c(H2RO3)=c(OH-)+c(RO);D项,根据物料守恒得c(Na+)=c(RO)+c(HRO)+c(H2RO3)。
13.常温下,有①Na2CO3溶液;②CH3COONa溶液;③NaOH溶液各25 mL,物质的量浓度均为0.1 mol/L,下列说法正确的是( )
A.三种溶液pH的大小顺序是③>②>①
B.若将三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是②
C.若分别加入25 mL 0.1 mol/L盐酸后,pH最大的是①
D.若三种溶液的pH均为9,则物质的量浓度的大小顺序是③>①>②
答案 C
解析 等浓度时强碱的pH最大,强碱弱酸盐中对应的酸的酸性越强,水解程度越小,碳酸的酸性小于醋酸的,所以三种溶液pH的大小顺序是③>①>②,故A错误;稀释时强碱的pH变化程度最大,所以三种溶液稀释相同倍数,pH变化最大的是③,故B错误;等体积等浓度混合后,①中溶质为NaHCO3、NaCl,②
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中溶质为NaCl、CH3COOH,③中溶质为NaCl,HCO水解显碱性,所以pH最大的是①,故C正确;三种溶液的pH均为9,c(OH-)=10-5 mol/L,c(NaOH)=10-5 mol/L,但碳酸的酸性小于醋酸的酸性,所以c(CH3COONa)>c(Na2CO3)>10-5 mol/L,所以三种溶液的pH均为9时,物质的量浓度的大小顺序是②>①>③,故D错误。
14.常温下,下列各溶液的叙述中正确的是( )
A.等物质的量的NaHSO3与Na2SO3混合溶液中:3c(Na+)=c(HSO)+c(SO)
B.20 mL 0.1 mol/L的醋酸钠溶液与10 mL 0.1 mol/L盐酸混合后溶液显酸性:c(CH3COO-)>c(CH3COOH)>c(Cl-)>c(H+)
C.等物质的量浓度等体积的NH4HSO4和NaOH溶液混合:c(Na+)=c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-)
D.向1.00 L 0.3 mol/L NaOH溶液中缓慢通入0.2 mol CO2气体,溶液中:c(Na+)>c(CO)>c(HCO)>c(OH-)>c(H+)
答案 C
解析 任何电解质溶液中都存在物料守恒,根据物料守恒得2c(Na+)=3c(HSO)+3c(SO)+3c(H2SO3),故A错误;二者混合后,溶液中的溶质为等物质的量的CH3COONa、CH3COOH、NaCl,CH3COOH的电离程度大于CH3COO-的水解程度,溶液呈酸性,氯离子不水解,所以存在c(CH3COOH)c(NH),铵根离子水解程度较小,所以离子浓度大小顺序是c(Na+)=c(SO)>c(NH)>c(H+)>c(OH-),故C正确;n(NaOH)=0.3 mol/L×1 L=0.3 mol,n(CO2)=0.2 mol,n(NaOH)∶n(CO2)=0.3 mol∶0.2 mol=3∶2,二者恰好反应生成等物质的量浓度的NaHCO3、Na2CO3,CO水解程度大于HCO,所以c(CO)