)
解析 A选项可利用平衡常数表达式的变形式来推断,c(H+)/c(CH3COOH)=K/c(CH3COO-),加入少量氢氧化钠溶液之后,c(CH3COO-)增大,但平衡常数K不变,故c(H+)/c(CH3COOH)值减小,A选项错误;加入CH3COONa这种强碱弱酸盐,将促进水的电离,水的电离平衡正向移动,故B选项错误;硝酸钠溶液中Na+、NO
在滴加盐酸过程中始终以离子状态存在,不发生变化,故c(Na+)=c(NO
),D选项错误;起始时c(H+)相同的盐酸和醋酸,经稀释后醋酸中c(H+)相对较大,且在反应过程中未电离的醋酸分子还会持续电离出H+,故醋酸与锌的反应速率较大,C选项正确。
答案 C
二、非选择题
8.(2015·潍坊期末)2014年12月我国首艘新型磷酸铁锂电池动力船在上海顺利下水,我国的船舶动力已进入一个崭新的时代。
可见,研究化学反应原理有非常重要的意义。
(1)磷酸铁锂电池是以磷酸铁锂(LiFePO4)为正极材料的锂离子电池。
已知该锂离子电池的总反应为
Li1-xFePO4+LixC6
6C+LiFePO4
(Li1-xFePO4、LixC6中Li为单质状态)
则该电池放电时正极的电极反应式为____________________________________
____________________________________________________________________。
以该电池为电源,以铜为阳极,以石墨为阴极,用NaCl溶液作电解液进行电解,得到半导体材料Cu2O和一种清洁能源,则阳极反应式为____________________________________________________________________。
(2)25℃时,几种电解质的电离平衡常数如下表所示:
电解质
电离常数/(mol·L-1)
H3PO4
Ka1=7.1×10-3,Ka2=6.2×10-6、Ka3=4.5×10-13
HF
Kb=6.4×10-4
CH3COOH
Ka=1.7×10-5
NH3·H2O
Kb=1.7×10-5
①25℃,0.1mol·L-1HF溶液的H+浓度为________mol·L-1,100mL0.1mol·L-1NaF溶液中阴阳离子总数________(填“>”、“<”或“=”)100mL0.1mol·L-1CH3COONa溶液中阴阳离子总数。
②向10mL0.1mol·L-1CH3COOH溶液中逐滴滴加0.1mol·L-1的氨水,当消耗氨水10mL时溶液中各离子浓度的大小关系是____________________________________________________________________。
③已知NaH2PO4溶液显酸性而Na2HPO4溶液显碱性,25℃,浓度均为0.1mol·L-1NaH2PO4与Na2HPO4溶液中水的电离程度________(填“前者大”、“后者大”或“相等”)。
解析
(1)根据锂离子电池的总反应式,Fe的化合价降低,得电子,发生还原反应,则该电池放电时正极的电极反应式为Li1-xFePO4+xLi++xe-===LiFePO4;铜作阳极电解时,Cu失电子生成C
u2O,阳极反应式为2Cu+H2O-2e-===Cu2O+2H+;
(2)①25℃HF的电离常数Ka=6.4×10-4mol·L-1,0.1mol·L-1HF溶液的H+浓度为c(H+)=
mol·L-1=8×10-3mol·L-1;由于Ka(HF)>Ka(CH3COOH),相同浓度时酸性HF>CH3COOH,CH3COO-的水解程度大于F-,故100mL0.1mol·L-1NaF溶液中阴阳离子总数大于100mL0.1mol·L-1CH3COONa溶液中阴阳离子总数;②由于Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O),等量CH3COOH与NH3·H2O恰好完全反应,生成CH3COONH4和H2O,反应后为CH3COONH4溶液,呈中性,溶液中各离子浓度的大小关系为c(CH3COO-)=c(NH
)>c(OH-)=c(H+);③H2PO
显酸性,说明其电离程度大于水解程度,电离出的H+,抑制H2O的电离,HPO
显碱性,说明其水解程度大于电离程度,促进水的电离,故25℃浓度均为0.1mol·L-1NaH2PO4与Na2HPO4溶液中水的电离程度后者大。
答案
(1)FePO4+Li++e-===LiFePO4(或Li1-xFePO4+xLi++xe-===LiFePO4) 2Cu+H2O-2e-===Cu2O+2H+
(2)①8×10-3 >
②c(NH
)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
③后者大
B组 专项能力训练
一、选择题
1.(2015·岳阳质检,5)现有四种溶液:
①pH=3的CH3COOH溶液,②pH=3的盐酸,③pH=11的氨水,④pH=11的NaOH溶液。
相同条件下,下列有关上述溶液的叙述中,错误的是( )
A.①、④等体积混合后,溶液显碱性
B.将②、③溶液混合后,pH=7,消耗溶液的体积:
②>③
C.等体积的①、②、④溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量①最大
D.向溶液中加入100mL水后,溶液的pH:
③>④>②>①
解析 pH=3的CH3COOH溶液中,c(H+)=1×10-3mol·L-1,因弱电解质的电离是微弱的,所以c(CH3
COOH)远大于1×10-3mol·L-1,pH=11的NaOH溶液,c(NaOH)=1×10-3mol·L-1,两者等体积混合,醋酸远过量,溶液呈酸性,A项错误;同理,若等体积的②、③混合,溶液呈碱性,现在混合溶液呈中性,说明碱的体积小,B项正确;同A项分析,CH3COO
H溶液浓度远大于NaOH溶液和盐酸,所以CH3COOH放出H2最多,C项正确;加等量水稀释,碱的pH变小,酸的pH变大,因一水合氨和醋酸是弱电解质,所以pH变化小,D项正确。
答案 A
2.(2015·山东日照联考,13)下列说法正确的是( )
A.中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的NaOH的物质的量相等
B.若NaHA溶液的pH<7,则H2A一定是强酸
C.将NaOH溶液加入到NH4Cl溶液至中性时,溶液中c(NH
)=c(Cl-)
D.常温下,将pH=11的Ba(OH)2溶液加水稀释10倍后,溶液的pH=12
解析 A项,由题意可知n(HCl)=n(CH3COOH),所以二者消耗的NaOH的物质的量相等,正确;B项,NaHA溶液的pH<7,只能说明HA-的电离程度大于水解程度,并不能说明H2A一定是强酸,例如NaHSO3溶液的pH<7,H2SO3不是强酸,错误;C项,将NaOH溶液加入到NH4Cl溶液至中性时,溶液中c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有c(Na+)+c(NH
)=c(Cl-),错误;D项,强碱溶液稀释10倍,pH应该减小1,错误。
答案 A
3.(2015·郑州质检,9)25℃时,下列溶液中,离子浓度关系正确的是( )
A.pH=a的氨水稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
B.浓度相同的①NH4Cl ②CH3COONH4
③NH4HSO4,三种溶液中的c(NH
):
①>③>②
C.将相同浓度的氨水与盐酸等体积混合,所得溶液中的离子浓度关系:
c(NH
)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
D.将amol·L-1CH3COOH与bmol·L-1NaOH溶液等体积混合,测得溶液pH为7,则a与b的关系:
a>b
解析 A项,因为氨水存在NH3·H2O的电离平衡:
NH3·H2ONH
+OH-,稀释促进电离平衡的正向移动,所以a
正常水解,CH3COONH4中CH3COO-水解呈碱性,促进NH
水解,NH4HSO4中H+抑制NH
水解,所以同浓度的三者c(NH
):
③>①>②;C项,混合后的溶液为NH4Cl溶液,由于NH
水解:
NH
+H2O
NH3·H2O+H+,所以c(Cl-)>c(NH
)>c(H+)>c(OH-);D项,若a=b,
则混合后为CH3COONa溶液,因CH3COO-水解使溶液呈碱性,现在溶液呈中性,说明CH3COOH过量即:
a>b,正确。
答案 D
4.(2015·德州质检,15)下列图示与对应的叙述相符的是( )
A.图1表示同温度下,pH=1的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释时pH的变化曲线,其中曲线Ⅱ为盐酸,且b点溶液的导电性比a点强
B.图2中纯水仅升高温度,就可以从a点变到c点
C.图2中在b点对应温度下,将pH=2的H2SO4与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液显中性
D.用0.0100mol/L硝酸银标准溶液,滴定浓度均为0.1000mol·L-1Cl-、Br-及I-的混合溶液,由图3曲线,可确定首先沉淀的是Cl-
解析 A项,同pH的醋酸和盐酸稀释相同的倍数,pH变化大的为强酸,曲线Ⅰ为盐酸,错误;B项,升高温度,促进水的电离,c(H+)、c(OH-)均增大,错误;C项,b点时,Kw=10
-12,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,pH=2的硫酸中c(H+)=10-2mol·L-1,等体积混合溶液显中性,此时pH=6,正确;D项,由图可知Ksp(AgI)最小,I-先沉淀,错误。
答案 C
5.(2014·湖南十三校联考,16)某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下的归纳总结(均在常温下),其中正确的是( )
①pH=1的强酸溶液加水稀释后,溶液中各离子浓度一定减小
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H+)之比为2∶1
③pH相等的四种溶液a.CH3COONa、b.C6H5ONa、c.NaHCO3、d.NaOH,其溶质物质的量浓度由小到大的顺序为d
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na+)=2c(SO
)
⑤已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh;水的离子积为KW;则三者关系为Ka·Kh=KW
⑥甲、乙两溶液都是强电解质溶液,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7
A.③⑤⑥B.③④⑥C.④⑤⑥D.①②④
解析 ①强酸稀释后,c(H+)减小,但KW不变,故c(OH-)应该增大;②pH=2的盐酸中c(H+)=10-2mol·L-1,pH=1的盐酸中c(H+)=10-1mol·L-1,故c(H+)之比为1∶10;④pH=7时溶液中还存在NH
,应该是c(NH
)+c(Na+
)=2c(SO
)。
答案 A
二、非选择题
6.(2014·山东滨州一模,18)
(1)为了证明一水合氨是弱碱,甲、乙、丙三位同学分别设计以下实验进行探究。
①甲同学用pH试纸测得室温下0.10mol·L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,理由是____________________________________________
__________________________________________________________________。
②乙同学取10mL0.10mol·L-1氨水,用pH试纸测出其pH为a,然后用蒸馏水稀释至1000mL,再用pH试纸测出其pH为b,若要确认一水合氨是弱电解质,则a、b应满足的关系是____________(用等式或不等式表示)。
③丙同学取出10mL0.10mol·L-1氨水,滴入2滴酚酞试液,显粉红色,再加入NH4Cl晶体少量,观察到的现象是____________________,则证明一水合氨是弱电解质。
(2)向25mL0.10mol·L-1的盐酸中滴加氨水至过量,该过程中离子浓度大小关系可能正确的是________。
a.c(Cl-)=c(NH
)>c(H+)=c(OH-)
b.c(Cl-)>c(NH
)=c(H+)>c(OH-)
c.c(NH
)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+)
d.c(OH-)>c(NH
)>c(H+)>c(Cl-)
(3)常温下,0.10mol·L-1的NH4Cl溶液pH为5,则一水合氨的电离常数Kb=________。
解析
(1)①甲同学用pH试纸测得室温下0.10mol·L-1氨水的pH为10,则认定一水合氨是弱电解质,理由是如果氨水是强碱,0.10mol·L-1氨水的pH为13,溶液的pH=10<13,所以一水合氨是弱碱;②若是强碱,稀释100倍,pH减小2个单位,由于一水合氨是弱碱,稀释的过程中,促进电离,c(OH-)变化的幅度变小,pH减小幅度小于2个单位,则有(a-2)
+OH-,向氨水中加入氯化铵后,c(NH
)增大,平衡逆向移动,溶液中c(OH-)降低,溶液的碱性减弱,则溶液的颜色变浅。
(2)a项,氨水稍过量,混合液呈中性,c(Cl-)=c(NH
)>c(H+)=c(OH-),正确;b项,盐酸过量,溶液为盐酸和氯化铵的混合液,溶液显酸性,c(Cl-)>c(NH
)=c(H+)>c(OH-),正确;c项,氨水远远过量,溶液为氨水和氯化铵的混合液,一水合氨的电离程度大于铵根离子的水解程度,溶液呈碱性,c(NH
)>c(OH-)>c(Cl-)>c(H+),正确。
答案
(1)①如果一水合氨是强碱,0.10mol·L-1氨水的pH为13,溶液的pH=10<13,所以一水合氨是弱碱
②(a-2)
(2)abc (3)1×10-5
7.(2013·北京石景山一模)
如图为向25mL0.1mol·L-1NaOH溶液中逐滴滴加0.2mol·L-1CH3COOH溶液过程中溶液pH的变化曲线。
请回答:
(1)B点溶液呈中性,有人据此认为,在B点时NaOH与CH3COOH恰好完全反应,这种看法是否正确?
______(填“是”或“否”)。
若不正确,则二者恰好完全反应的点是在AB区间还是BD区间内?
______区间(若正确,此问不答)。
(2)关于该滴定实验,从下列选项中选出最恰当的一项________(填字母)。
锥形瓶中溶液
滴定管中溶液
选用指示剂
选用滴定管
A
碱
酸
酚酞
(乙)
B
酸
碱
甲基橙
(甲)
C
碱
酸
酚酞
(甲)
D
酸
碱
酚酞
(乙)
(3)AB区间,c(OH-)>c(H+),则c(OH-)与c(CH3COO-)大小关系是________。
A.c(OH-)大于c(CH3COO-)
B.c(OH-)小于c(CH3COO-)
C.c(OH-)等于c(CH3COO-)
D.上述三种情况都可以
(4)在D点时,溶液中c(CH3COO-)+c(CH3COOH)________(填“>”“<”或“=”)2c(Na+)。
Ⅱ.t℃时,某稀硫
酸溶液中c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,已知a+b=13。
(5)该温度下水的离子积常数Kw的数值为________。
(6)该温度下(t℃),将100mL0.1mol·L-1的稀H2SO4与100mL0.4mol·L-1的NaOH溶液混合(溶液体积变化忽略不计),溶液的pH=________。
解析
(1)NaOH与CH3COOH溶液的反应中若二者恰好完全反应,所得CH3COONa为强碱弱酸盐,溶液的pH大于7。
当溶液的pH=7时。
还有部分酸未反应,故二者恰好完全反应的点应在AB区间。
(2)该滴定实验中锥形瓶中液体为NaOH溶液,随着CH3COOH溶液的不断滴入,溶液的pH逐渐减小,CH3COOH溶液应该盛放在酸式滴定管甲中,为了便于确定滴定终点。
可以向锥形瓶中加入酚酞做酸碱指示剂。
符合条件的为C项。
(3)在AB区间溶液显碱性。
当CH3COOH加入比较少时,c(OH-)大于c(CH3COO-);当CH3COOH加入比较多时,c(OH-)小于c(CH3COO-);还可能出现c(OH-)等于c(CH3COO-),即上述三种情况均可能出现。
(4)在D点时,溶液中n(CH3COO-)+n(CH3COOH)=0.2mol/L×25×10-3