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专题突破练(九) 电解质溶液
1.[2017·全国卷Ⅰ,28(1)]下列事实中,不能比较氢硫酸与亚硫酸的酸性强弱的是( )
A.氢硫酸不能与碳酸氢钠溶液反应,而亚硫酸可以
B.氢硫酸的导电能力低于相同浓度的亚硫酸
C.0.10 mol·L-1的氢硫酸和亚硫酸的pH分别为4.5和2.1
D.氢硫酸的还原性强于亚硫酸
解析: A能:氢硫酸不能与NaHCO3溶液反应,说明酸性:H2S<H2CO3;而亚硫酸能,则说明酸性:H2SO3>H2CO3。
B能:相同浓度时导电能力越强,说明溶液中离子浓度越大,酸的电离程度越大,故可判断酸性:H2S<H2SO3。
C能:pH:H2S>H2SO3,则c(H+):H2S<H2SO3,故酸性:H2S<H2SO3。
D不能:还原性的强弱与酸的强弱无必然联系。
答案: D
2.(2017·河南信阳、三门峡联考)次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品,属于一元弱酸,具有较强的还原性。下列有关说法正确的是( )
A.H3PO2溶于水的电离方程式为:H3PO2H++H2PO
B.H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为:H3PO2+3OH-===PO+3H2O
C.将H3PO2溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中,H3PO2的还原产物为H3PO4
D.用惰性电极电解NaH2PO2溶液,其阳极反应式为:2H2O-4e-===O2↑+4H+
解析: H3PO2是一元弱酸,溶于水的电离方程式为H3PO2H++H2PO,故A正确;H3PO2与过量NaOH溶液反应的离子方程式为H3PO2+OH-===H2PO+H2O,故B错误;将H3PO2溶液加入到酸性高锰酸钾溶液中,H3PO2的氧化产物为H3PO4,故C错误;用惰性电极电解NaH2PO2溶液,其阳极反应式为2H2O+H2PO-4e-===H3PO4+3H+,故D错误。
答案: A
3.(2017·山西四校联考)常温下,某酸HA的电离常数K=1×10-5。下列说法中正确的是( )
A.HA溶液中加入NaA固体后,减小
B.常温下,0.1 mol/L HA溶液中水电离出的c(H+)为10-13 mol/L
C.NaA溶液中加入盐酸至恰好完全反应,存在关系:2c(Na+)=c(A)+c(Cl-)
D.常温下,0.1 mol/L NaA溶液的水解常数为10-9
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解析: HA溶液中加入NaA固体后抑制HA的电离,===Kh==10-9,故比值不变,A错误、D正确;常温下,0.1 mol/L的HA溶液中氢离子浓度约为(0.1×10-5)1/2 mol/L=0.001 mol/L,则水电离出的c(H+)为10-11 mol/L,B错误;NaA溶液中加入盐酸至恰好完全反应,根据物料守恒:2c(Na+)=c(A-)+c(HA)+c(Cl-),C错误。
答案: D
4.(2017·湖南长沙、长望、浏宁联考)常温下0.1 mol/L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: A项,稀释到原来的10倍,如果是强酸则溶液pH正好是a+1,但醋酸是弱酸,稀释后溶液pH小于a+1;B项,加入醋酸钠,醋酸根离子浓度增大,使醋酸的电离平衡左移,氢离子浓度减小,pH可能是a+1;C项,加入盐酸,pH减小;D项,提高温度,促进电离,pH减小。
答案: B
5.(2016·全国卷Ⅲ,13)下列有关电解质溶液的说法正确的是( )
A.向0.1 mol·L-1 CH3COOH溶液中加入少量水,溶液中减小
B.将CH3COONa溶液从20 ℃升温至30 ℃,溶液中增大
C.向盐酸中加入氨水至中性,溶液中>1
D.向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,溶液中不变
解析: A项,CH3COOHCH3COO-+H+,K=,则=,加水稀释,K不变,c(CH3COO-) 减小,故比值变大;B项,CH3COONa溶液中存在水解平衡:CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-,K=,升高温度,水解平衡正向移动,K增大,则(1/K)减小;C项,溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,c(Cl-)=c(NH);D项,向AgCl、AgBr的饱和溶液中加入少量AgNO3,沉淀溶解平衡逆向移动,由于==,Ksp仅与温度有关,故不变。
答案: D
6.(2017·安徽皖北协作区联考)25 ℃时,用0.100 0 mol/L BOH溶液滴定20 mL 0.100 0 mol/L一元酸HA溶液,其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是( )
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A.HA的电离平衡常数Ka为1×10-14
B.滴定时应选择甲基橙作指示剂
C.当滴入BOH溶液20 mL时,溶液中:c(B+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
D.当滴入BOH溶液10 mL时,溶液中:c(A-)>c(B+)>c(H+)>c(OH-)
解析: 0.100 0 mol/L HA溶液的pH=2,Ka==10-3,A错误;当酸碱恰好完全反应时,溶液呈碱性,不在甲基橙的变色范围内,故B错误;当滴入BOH溶液20 mL时,溶液呈碱性,故C错误;当滴入BOH溶液10 mL时,得BA和HA的等浓度混合溶液,且溶液呈酸性,HA的电离程度大于A-的水解程度,使c(A-)>c(B+),故D正确。
答案: D
7.在含有Ag+的酸性溶液中,以铁铵矾NH4Fe(SO4)2作指示剂,用KSCN的标准溶液滴定Ag+。已知:AgSCN(白色,s)Ag+(aq)+SCN-(aq),Ksp=1.0×10-12,Fe3++SCN- [Fe(SCN)]2+(血红色),K=138。下列说法不正确的是( )
A.边滴定,边摇动溶液,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀
B.当Ag+定量沉淀后,少许过量的SCN-与Fe3+生成血红色配合物,即为终点
C.上述实验可用KCl标准溶液代替KSCN的标准溶液滴定Ag+
D.滴定时,必须控制溶液一定的酸性,防止Fe3+水解,以免影响终点的观察
解析: 对比AgSCN的溶度积常数及Fe3+与SCN-反应的平衡常数可知,溶液中首先析出AgSCN白色沉淀,A项正确;Fe3+与SCN-形成的配合物为血红色,其颜色变化决定了这种配合物能否形成,可以作为滴定终点的判断依据,B项正确;Cl-与Fe3+不反应,没有明显的颜色变化,C项错误;Fe3+易水解生成红褐色Fe(OH)3沉淀而干扰对红色的观察,D项正确。
答案: C
8.
常温下,一些金属离子(用Mn+表示)形成M(OH)n沉淀与溶液pH平衡关系曲线如图。
已知:c(Mn+)≤1×10-5 mol·L-1时可认为金属离子沉淀完全;pM=-lgc(Mn+),pKsp=-lg Ksp。下列叙述正确的是( )
A.Mn+开始沉淀的pH与起始浓度c(Mn+)无关
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B.不同的金属沉淀完全时的pH相同
C.图中Y点与X点pKsp不相同
D.Y点:pM=pKsp+npH-14n
解析: A项,Mn+开始沉淀的pH与起始溶液c(Mn+)有关,c(Mn+)越大,沉淀所需pH值越小;B项,不同金属离子的Ksp不相同,所以金属沉淀完全时pH也不相同;C项,Ksp只与温度有关,所以Y点与X点pKsp相同;D项,c(Mn+)==,两边同时取负对数,
-lgc(Mn+)=-lgKsp+lg(10-14)n-lgcn(H+)
即:pM=pKsp+npH-14n。
答案: D
9.(2017·山东青岛质检)电解质溶液电导率越大导电能力越强。常温下用0.100 mol·L-1盐酸分别滴定10.00 mL浓度均为0.100 mol·L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH]溶液{二甲胺在水中电离与氨相似,常温Ksp[(CH3)2NH]=1.6×10-4}。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是( )
A.曲线①代表滴定二甲胺溶液的曲线
B.a点溶液中:c[(CH3)2NH]>c[(CH3)2NH·H2O]
C.d点溶液中:c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O]
D.b、c、e三点的溶液中,水的电离程度最大的是b点
解析: 二甲胺是弱电解质,溶液中离子浓度较小,与盐酸反应后溶液中离子浓度增大,溶液的导电能力增强,因此曲线②是滴定二甲胺溶液的曲线,A错误;曲线①是滴定NaOH溶液的曲线,a点溶液中没有(CH3)2NH和(CH3)2NH·H2O,B错误;把二甲胺看作是NH3,加入10 mL盐酸,两者恰好完全反应,根据质子守恒可得:c(H+)=c(OH-)+c[(CH3)2NH·H2O],C正确;c点恰好完全反应,溶质为NaCl,对水的电离无影响,b点溶液中的溶质为二甲胺、(CH3)2NH2Cl,溶液显碱性,二甲胺的电离抑制水的电离,e点盐酸过量,抑制水的电离,因此电离程度最大的是c点,D错误。
答案: C
10.40 ℃,在氨-水体系中不断通入CO2,各种离子的变化趋势如图所示。下列说法不正确的是( )
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A.在pH=9.0时,c(NH)>c(HCO)>c(NH2COO-)>c(CO)
B.不同pH的溶液中存在关系:c(NH)+c(H+)=2c(CO)+c(HCO)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,不断增大
D.在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成
解析: 从图中可知,pH=9.0时c(NH)>c(HCO)>c(NH2COO-)>c(CO),A项正确;电解质溶液中,阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数,B项正确;溶液中对于NH3·H2O、NH、OH-体系而言,存在K=c(NH)·c(OH-)/c(NH3·H2O),即K/c(NH)=c(OH-)/c(NH3·H2O),温度不变K值不变,当不断通入CO2时,c(NH)增大,则c(OH-)/c(NH3·H2O)减小,C项错误;从图中可知,在通入CO2过程中有NH2COO-中间产物生成,D项正确。
答案: C
11.(2017·天津理综,9)用沉淀滴定法快速测定NaI等碘化物溶液中c(I-),实验过程包括准备标准溶液和滴定待测溶液。
Ⅰ.准备标准溶液
a.准确称取AgNO3基准物4.246 8 g(0.025 0 mol)后,配制成250 mL标准溶液,放在棕色试剂瓶中避光保存,备用。
b.配制并标定100 mL 0.100 0 mol·L-1 NH4SCN标准溶液,备用。
Ⅱ.滴定的主要步骤
a.取待测NaI溶液25.00 mL于锥形瓶中。
b.加入25.00 mL 0.100 0 mol·L-1 AgNO3溶液(过量),使I-完全转化为AgI沉淀。
c.加入NH4Fe(SO4)2溶液作指示剂。
d.用0.100 0 mol·L-1 NH4SCN溶液滴定过量的Ag+,使其恰好完全转化为AgSCN沉淀后,体系出现淡红色,停止滴定。
e.重复上述操作两次,三次测定数据如下表:
实验序号
1
2
3
消耗NH4SCN标准溶液体积/mL
10.24
10.02
9.98
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f.数据处理。
回答下列问题:
(1)将称得的AgNO3配制成标准溶液,所使用的仪器除烧杯和玻璃棒外还有__________________。
(2)AgNO3标准溶液放在棕色试剂瓶中避光保存的原因是__________________。
(3)滴定应在pHc(N2O)+c(HN2O)。(3)当白色沉淀和黄色沉淀共存时,溶液中连二次硝酸银和硫酸银均达到饱和,溶液中存在两个溶解平衡:Ag2N2O2(s) 2Ag+(aq)+N2O(aq)、Ag2SO4(s)2Ag+(aq)+SO(aq),溶液中====3.0×10-4。
答案: (1)+1
(2)①H2N2O2H++HN2O ②> ③>
(3)3.0×10-4
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13.25 ℃时,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:
实验
编号
HA物质的量
浓度/(mol·L-1)
NaOH物质的量
浓度/(mol·L-1)
混合溶液的pH
甲
0.2
0.2
pH=a
乙
c1
0.2
pH=7
丙
0.1
0.1
pH>7
丁
0.1
0.1
pH=9
请回答下列问题:
(1)不考虑其他组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸:________________________________________________________________________。
(2)不考虑其他组的实验结果,单从乙组情况分析,c1是否一定等于0.2?________(填“是”或“否”)。混合溶液中离子浓度c(A-)与c(Na+)的大小关系是________。
A.前者大 B.后者大
C.二者相等 D.无法判断
(3)从丙组实验结果分析,HA是________(填“强”或“弱”)酸。该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是________________________________________________________________________。
(4)丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c(OH-)=________ mol·L-1。
写出该混合溶液中下列算式的精确结果(不能做近似计算)。c(Na+)-c(A-)=________。
解析: (1)因为一元酸和一元碱的物质的量浓度相等,又是等体积混合,说明恰好完全反应,生成的产物是NaA,对NaA溶液分析,若a=7,说明HA是强酸,若a>7,说明溶液因A-的水解而显碱性,则HA是弱酸。
(2)c1不一定等于0.2。当HA是强酸时c1等于0.2;当HA是弱酸时,c1大于0.2。因为pH=7,说明c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知,一定有c(Na+)=c(A-)。
(3)由丙组实验数据可知,两溶液等体积等物质的量浓度混合后pH>7,说明A-水解,得出HA是弱酸,其他易推知。
(4)丁组实验中所得混合液的pH=9,说明溶液中c(H+)=1.0×10-9 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=c(OH-)= mol·L-1=1.0×10-5 mol·L-1,由电荷守恒得:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(A-),则c(Na+)-c(A-)=c(OH-)-c(H+)=(1.0×10-5-1.0×10-9) mol·L-1。
答案: (1)若a=7,HA为强酸;若a>7,HA为弱酸
(2)否 C
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(3)弱 c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
(4)1.0×10-5 (1.0×10-5-1.0×10-9)mol·L-1
14.工厂中用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,除了含有大量硫酸外,还含有少量NH、Fe3+、AsO、Cl-。为除去杂质离子,部分操作流程如下:
请回答下列问题:
(1)用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中,硫酸的浓度为4.9 g·L-1,则该溶液中的pH约为__________。
(2)NH在用稀硫酸浸泡某矿石后的溶液中以(NH4)2SO4 和NH4Cl形式存在。 现有一份(NH4)2SO4溶液,一份NH4Cl溶液,(NH4)2SO4溶液中c(NH)恰好是NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,则c[(NH4)2SO4]________c(NH4Cl)(填“”)。
(3)随着向废液中投入生石灰(忽略溶液温度的变化),溶液中________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)投入生石灰调节pH 2~3时,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],提纯CaSO4·2H2O的主要操作步骤:向沉淀中加入过量__________,充分反应后,过滤、洗涤、________。
(5)25 ℃,H3AsO4电离常数为K1=5.6×10-3,K2=1.7×10-7,K3=4.0×10-12。 当调节pH 8~9时,沉淀主要成分为Ca3(AsO4)2。
①pH调节到8左右Ca3(AsO4)2才开始沉淀的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②Na3AsO4第一步水解的平衡常数数值为 ________________________________________________________________________。
解析: 硫酸废液中除了含有大量硫酸外,还含有少量NH、Fe3+、AsO、Cl-,加入生石灰,调节pH 2~3,大量沉淀主要成分为CaSO4·2H2O[含有少量Fe(OH)3],滤液加入生石灰调节pH 8~9,生成Ca3(AsO4)2沉淀,滤液主要含有(NH4)2SO4和NH4Cl。(1)硫酸的浓度为4.9 g·L-1,
c(H2SO4)==0.05 mol·L-1,
c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=-lg0.1=1。
(2)如c[(NH4)2SO4]=c(NH4Cl),则(NH4)2SO4溶液中c(NH)较大,因c(NH)越大,NH
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水解程度越小,则(NH4)2SO4溶液中c(NH)大于NH4Cl溶液中c(NH)的2倍,如等于2倍,则c(NH4Cl)应稍大。
(3)随着向废液中投入生石灰,c(OH-)增大,c(NH3·H2O)减小,则溶液中减小。
(4)提纯CaSO4·2H2O,可加入稀硫酸溶解Fe(OH)3,且防止CaSO4·2H2O的溶解,过滤后洗涤、干燥。
(5)①H3AsO4是弱酸,电离出来的AsO较少,所以酸性条件下不易形成Ca3(AsO4)2沉淀,当溶液中pH调节到8左右时AsO浓度增大,Ca3(AsO4)2开始沉淀。
②Na3AsO4的第一步水解的离子方程式为AsO+H2OHAsO+OH-,该步水解的平衡常数Kh=====2.5×10-3。
答案: (1)1 (2)