单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡(原卷版 解析版)2027届高中化学一轮复习单元检测卷

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单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡(原卷版 解析版)2027届高中化学一轮复习单元检测卷

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单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45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.下列关于电解质溶液的说法正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA一定为弱酸
B.等pH的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,c(Cl-)C.将pH=3的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.常温下,pH相同的盐酸和醋酸,将两溶液升温至80 ℃后溶液的 pH仍然相同
2.室温下,向3 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸中加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化钴溶液发生反应:
[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O
 粉红色       蓝色
ΔH>0
平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是(  )
A.加热,溶液会逐渐变成蓝色
B.向溶液中滴加AgNO3溶液,如果生成白色沉淀,说明该反应存在限度
C.加入少量水,平衡逆向移动
D.加入NaCl固体,平衡右移,但平衡常数不变
3.侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的,是生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。其原理为NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,下列说法正确的是(  )
A.氨水加水稀释过程中,逐渐减小
B.NH4Cl溶液中存在:c(N)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者大于后者
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3)
4.25 ℃时,有浓度均为0.1 mol·L-1的4种溶液:
①盐酸  ②HF溶液  ③NaOH溶液  ④氨水
已知:25℃时,电离平衡常数Ka(HF)=6.3×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5
下列说法不正确的是(  )
A.溶液pH:③>④>②>①
B.水电离出的H+浓度:①=③<②<④
C.②和④等体积混合后的溶液中:c()>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
D.Va mL ①和Vb mL ③混合后,溶液pH=2(溶液体积变化忽略不计),则Va∶Vb=11∶9
5.下列有关说法正确的是(  )
A.某温度下,弱酸的酸性:HA>HB,则等浓度的NaA和NaB溶液中离子总浓度前者小
B.常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,则NH3·H2O的电离常数Kb=(忽略溶液混合时体积的变化)
C.等浓度的①Na2C2O4溶液、②NaHC2O4溶液、③H2C2O4溶液中,c(C2)由大到小的顺序为①>③>②
D.等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,则溶液中>1
6.(2025·安徽池州二模)下列实验操作对应的现象或结论均正确的是(  )
选项 实验操作 实验现象或数据 结论
A 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液 溶液变蓝 Ka1·Ka2B 用pH计测得等浓度的2-氯丙酸与2-氟丙酸溶液的pH分别为pH1和pH2 pH1>pH2 2-氯丙酸中O—H的极性大于2-氟丙酸中O—H的极性
C 在物质M不同方向上使用电导率仪测定其电导率 若物质M在任意方向测定的电导率均相等 物质M为晶体
D 以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定0.1 mol·L-1草酸溶液 到达滴定终点时消耗NaOH溶液的体积为草酸溶液的2倍 草酸为二元弱酸
7.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(  )
酸 HX HY HZ
浓度/(mol·L-1) 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则变小,若加少量盐酸,则变大
C.含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(Z-)D.在相同温度下,Ka5>Ka4>Ka3
8.(2025·开封模拟)常温下,用0.2 mol·L-1盐酸滴定25.00 mL 0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液pH、和NH3·H2O的分布分数δ[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如的分布分数δ=]与滴加盐酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.曲线c代表δ
B.M点加入盐酸体积为12.5 mL
C.NH3·H2O的电离常数的数量级为10-5
D.应选酚酞作为指示剂,滴定终点溶液由红色变为无色
9.(2025·陕西渭南一模)T ℃下,三种碳酸盐MCO3(M表示Mg2+、Ca2+或Sr2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lgc(M),p(C)=),a点对应的横纵坐标数值相等。下列说法正确的是(  )
A.Ksp(SrCO3)>Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)
B.在任何条件下,三种物质之间都不可能相互转化
C.a点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,且c(Ca2+)=c(C)
D.当向1 L 0.001 mol·L-1MgCl2溶液中滴加1 mL 0.001 mol·L-1的Na2CO3溶液时,有MgCO3沉淀析出
10.(2026·河北邯郸高三阶段练习)常温下,向一定浓度邻苯二甲酸钠(用Na2A表示)溶液中通入HCl气体,溶液体积保持不变,测得-lg X与pOH[X为c(H2A)、c(A2-)、;pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.曲线L2表示-lg c(H2A)
B.Ka1(H2A)=1×10-2
C.水的电离程度:a>b>c
D.c点溶液中:c(Na+)=2[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]
11.氢硒酸是一种比醋酸略强的二元弱酸。室温下,通过调节0.1 mol·L-1 H2Se溶液的pH(假设溶液体积不变),测得溶液中lg X[X=或]随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.直线①对应的纵坐标中X为
B.m点对应溶液的pH=7.45
C.随着溶液pH的改变,溶液的导电能力也会改变
D.含有等物质的量Na2Se和NaHSe的溶液中:c(Na+)>c(Se2-)>c(HSe-)
12.(2025·湖南岳阳二模)常温下将NaOH溶液分别滴加到等浓度等体积的氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸溶液中,溶液pH与溶液中相关粒子浓度比值的负对数值X的关系如图(忽略溶液体积的变化)。下列说法错误的是(  )
A.三种酸的电离常数:KaB.常温下Ka的数量级为10-1
C.等浓度的三种酸溶液中,水的电离程度最大的是CH2ClCOOH
D.当三种溶液中c=c=c时,消耗n最少的为氯乙酸
13.常温下,向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X[X表示或]随pH变化如图,已知Ka(HF)=10-4.5,Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ线代表lg随pH变化关系
B.Ⅱ线和横轴交点坐标为(8.7,0)
C.NH4F溶液加水稀释过程中pH逐渐减小
D.NH4F溶液中存在:c(N)+c(OH-)+2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF)
14.某氨基酸衍生物AcryMet(简称H2L)的pKa1=1.47,pKa2=7.90。常温下构建Cu2+-H2L体系,其中c0(Cu2+) =0.012 5 mol·L-1,c0(Cu2+)∶c0(H2L)=1∶2.2,体系中含Cu物种分布系数与pH关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.Cu(HL)2[CuHL]++HL- K≈0.008
B.pH=4.5时c([CuHL]+)>c(HL-)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=11时,存在2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)
D.pH=12后继续增大pH,溶液中的c([CuL(OH)]-)一定继续增大
15.(2025·山东济宁模拟)常温下,有含M2A(s)的M2A饱和溶液、含MB(s)的MB饱和溶液,两份溶液中pc(M+)(pc=-lg c)和微粒的分布系数δ[δ(A2-)=]随pH的变化关系如图所示,M+不发生水解,MHA可溶。
下列说法正确的是(  )
A.p表示MB饱和溶液中pc(M+)随pH变化的图像
B.反应M2A(s)+2B-+H+2MB(s)+HA-的平衡常数约为5×1016
C.MHA与少量HB反应的离子方程式为HA-+H+H2A
D.pH=3时,M2A的饱和溶液中c(H+)+c(M+)<3c(HA-)+c(OH-)
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡都与日常生活、工农业生产等息息相关。回答下列问题:
(1)(3分)25 ℃时,FeCl3溶液呈酸性的原因是      (用离子方程式表示),把FeCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体产物是    (填化学式)。
(2)25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=    ,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的=    。
(3)25 ℃时,柠檬酸(用H3R表示)为三元弱酸,其电离常数:Ka1=7.4×10-4,Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7;电离常数的负对数:pKa1=3.13,pKa2=4.76,pKa3=6.40。
①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,c(H2R-)    (填“<”“>”或“=”) c(HR2-);c(H3R)+c(H2R-)+c(HR2-)+c(R3-)=    (填写准确数值,下同)。
②当c(H2R-)=c(R3-)时,溶液的pH=   。
17.(15分)(2025·山西高三模拟)石油、天然气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有H2S,对H2S回收处理并加以利用是人们普遍关心的问题。已知Ka1(H2S)=10-6.88、Ka2(H2S)=10-14.12。
回答下列问题:
(1)硫化氢可以用NaOH溶液吸收,也可以用ZnCl2溶液吸收。
①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体至完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,通入的H2S气体在标准状况下的体积约为    L。
②常温下,向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S气体至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成,计算溶液的pH=   [已知:Ksp(ZnS)=10-21.6]。
(2)活性炭氧化吸附脱除H2S的原理如图1所示,已知核心反应为HS-+OS↓+OH-。
图1
①(1分)其他条件不变时,增大水膜的厚度,H2S的去除率   (填“增大”或“降低”)。
图2
②研究发现,其他条件不变时,适当增大水膜的pH,H2S的去除率增大,其原因可能为   。
(3)我国在太阳能光电催化-化学耦合处理硫化氢研究中取得新进展,相关装置如图2所示。a极区依次发生的反应为   、   。
(4)富玛克斯法治理硫化氢的工艺流程如图所示,反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,反应Ⅱ生成RNHOH,反应Ⅲ生成RNO(R表示芳香烃基)。
①(2分)结合反应Ⅰ判断,四个电离常数Ka1(H2S)、Ka2(H2S)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)中最大的和最小的分别是   、   。
②写出反应Ⅱ中生成硫单质的化学方程式:    。
18.(13分)(2025·河南高三期中)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+、H+)为原料制备活性Zn·2H2O的实验流程如图所示:
已知:①常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示(当溶液中金属阳离子浓度为1.0×10-5 mol·L-1时恰好完全沉淀):
物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀的pH 1.9 6.8 6.2
完全沉淀的pH 2.8 8.3 8.2(注:pH≥10.5开始溶解)
②常温下,Kb=1.8×10-5、Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。
请回答下列问题:
(1)“除锰”阶段被氧化的元素有    (填元素名称)。
(2)“除铁”时需调节溶液的pH。
①(2分)溶液pH理论上的范围若为x≤pH②写出“除铁”时总反应的离子方程式:    。
③常温下,Ksp=   。
(3)NH4HCO3溶液显   (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)利用Zn与醋酸反应也能制备Zn。若Ksp、Ka、Kw分别用a、b、c表示,则Zn+2CH3COOHZn2++2CH3COO-+2H2O的化学平衡常数K=    (用含a、b、c的代数式表示)。
(5)(1分)“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、   (填操作名称)、洗涤、干燥等。
19.(14分)(2025·哈尔滨模拟预测)人们对于科学概念的认知是不断深化的,为了研究不同环境的化学反应,科学家提出了不同的酸碱概念。
(1)(3分)针对水溶液,1889年,S.Arrhenius提出:“凡在水溶液中能电离并释放出H+的物质叫酸”。醋酸在溶液中以CH3COOH和CH3COO-两种物种存在,设c为醋酸的总浓度,δ0和δ1分别为CH3COOH和CH3COO-的分布分数,其中δ0==,则δ1=   [用含c(H+)和Ka的式子表示]。
已知25 ℃,Ka(CH3COOH)=10-4.74,pH=5时,δ0   (填“大于”“小于”或“等于”)δ1。
(2)1923年,J.N.Br nsted等提出:“酸是质子的给予体”。同年,针对气相和无溶剂体系,G.N.Lewis提出:“酸是电子的接受体”。这些理论将酸碱的概念拓展到非水体系。
①(1分)下列物质中,既不属于Br nsted酸也不属于Lewis酸的是     (填字母)。
A.Cu2+  B.Cl-  C.He  D.  E.CH3CH(NH2)COOH
②某非水溶剂本身不电离,KIn在该溶剂中完全电离,向含n0 mol KIn的该溶剂中,加入n0 mol某一元弱酸HA,发生反应:HA+In-HIn+A-,达平衡时=3,已知Ka(HIn)=3.6×10-20,则Ka(HA)=    (计算结果保留两位有效数字)。
③乙二胺四乙酸(EDTA,用H4Y表示)广泛用于多种金属离子的配位滴定,其结构简式如图所示。根据以上酸碱理论,EDTA在pH很小的环境下可以看作    元酸。溶液中有多种含Y的物种,这些物种与金属离子为1∶1配位,其中Y4-与金属离子配位能力最强,当δ5(HY3-)=δ6(Y4-)时,pH=10.26。某溶液中含有Al3+、Zn2+,先在酸性溶液中加入过量的NH4F,再调pH=5~6,使Al3+转化为[AlF6]3-而被掩蔽,再加入EDTA准确滴定Zn2+。滴定时没有要求pH>10.26,而是选择酸性条件,结合配位平衡移动解释原因:    。
已知:Al3++6F-[AlF6]3-,K稳==6.92×1019,K稳{[AlY]-}=1.29×1016,结合以上数据,说明加入NH4F可以掩蔽Al3+的原因:    。
(3)类似纯水,溶剂N2O4也有以下的自耦电离:N2O4NO++,在N2O4溶剂中,把能提供NO+的物质称为酸,把反应NOCl+NaNO3NaCl+N2O4称为酸碱中和反应,那么,在液态SO2溶剂中,SOCl2与Na2SO3发生中和反应的化学方程式为    。
单元检测七 水溶液中的离子反应与平衡
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45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.下列关于电解质溶液的说法正确的是(  )
A.0.1 mol·L-1的KA溶液pH=6.5,则HA一定为弱酸
B.等pH的盐酸和醋酸溶液加水稀释10倍后,c(Cl-)C.将pH=3的醋酸溶液稀释后,溶液中所有离子的浓度均降低
D.常温下,pH相同的盐酸和醋酸,将两溶液升温至80 ℃后溶液的 pH仍然相同
答案 B
解析 温度未知,所以无法判断HA是强酸还是弱酸,A错误;等pH的盐酸和醋酸溶液的浓度:c(HCl)CH3COOH,D错误。
2.室温下,向3 mL 0.1 mol·L-1稀盐酸中加入1 mL 0.1 mol·L-1氯化钴溶液发生反应:
[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O
 粉红色       蓝色
ΔH>0
平衡时溶液呈浅紫色。下列说法不正确的是(  )
A.加热,溶液会逐渐变成蓝色
B.向溶液中滴加AgNO3溶液,如果生成白色沉淀,说明该反应存在限度
C.加入少量水,平衡逆向移动
D.加入NaCl固体,平衡右移,但平衡常数不变
答案 B
解析 正反应为吸热反应,加热,平衡正向移动,溶液逐渐变蓝色,故A正确;Cl-过量,所以向溶液中加入硝酸银溶液,会生成氯化银白色沉淀,不能说明该反应存在限度,故B错误;加水稀释,平衡逆向移动,故C正确;加入氯化钠,氯离子浓度增大,平衡向右移动,但平衡常数只受温度影响,故D正确。
3.侯氏制碱法是我国化学工程专家侯德榜于1943年创立的,是生产纯碱和氯化铵两种产品的方法。其原理为NaCl+H2O+NH3+CO2NaHCO3↓+NH4Cl,2NaHCO3Na2CO3+H2O+CO2↑,下列说法正确的是(  )
A.氨水加水稀释过程中,逐渐减小
B.NH4Cl溶液中存在:c(N)>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
C.等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者大于后者
D.0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中:c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3)
答案 D
解析 NH3·H2ON+OH-,Kb==,氨水加水稀释过程中,c(OH-) 减小,Kb不变,逐渐增大,A错误;NH4Cl是强酸弱碱盐,溶液中存在:c(Cl-)>c(N)>c(H+)>
c(OH-),B错误;盐的水解促进水的电离,等物质的量浓度的NaHCO3溶液和Na2CO3溶液中水的电离程度:前者小于后者,C错误;0.1 mol·L-1NaHCO3溶液中存在质子守恒,则c(H+)-c(OH-)=c(C)-c(H2CO3),D正确。
4.25 ℃时,有浓度均为0.1 mol·L-1的4种溶液:
①盐酸  ②HF溶液  ③NaOH溶液  ④氨水
已知:25℃时,电离平衡常数Ka(HF)=6.3×10-4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5
下列说法不正确的是(  )
A.溶液pH:③>④>②>①
B.水电离出的H+浓度:①=③<②<④
C.②和④等体积混合后的溶液中:c()>c(F-)>c(OH-)>c(H+)
D.Va mL ①和Vb mL ③混合后,溶液pH=2(溶液体积变化忽略不计),则Va∶Vb=11∶9
答案 C
解析 盐酸为强酸、HF为弱酸、NaOH是强碱、NH3·H2O是弱碱,因此等浓度的4种溶液的pH由大到小的顺序为NaOH溶液、氨水、HF溶液、盐酸,故A正确;4种溶液中水的电离都受到抑制,Ka(HF)=6.3 ×10-4>Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,NaOH是强碱、盐酸是强酸,因此抑制程度由大到小的顺序为①=③>②> ④,因此水电离出的氢离子浓度:①=③<②<④,故B正确;②和④等体积混合后溶质为NH4F,Ka(HF)= 6.3×10-4>Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,则铵根离子水解程度大于氟离子,溶液呈弱酸性,溶液中:c(F-)> c()>c(H+)>c(OH-),故C错误;Va mL盐酸和Vb mL NaOH溶液混合后,溶液pH=2,则=10-2 mol·L-1,求得Va∶Vb=11∶9,故D正确。
5.下列有关说法正确的是(  )
A.某温度下,弱酸的酸性:HA>HB,则等浓度的NaA和NaB溶液中离子总浓度前者小
B.常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,则NH3·H2O的电离常数Kb=(忽略溶液混合时体积的变化)
C.等浓度的①Na2C2O4溶液、②NaHC2O4溶液、③H2C2O4溶液中,c(C2)由大到小的顺序为①>③>②
D.等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,则溶液中>1
答案 B
解析 酸性:HA>HB,故水解程度:B->A-,则等浓度的NaB溶液的碱性强于NaA溶液的碱性,根据电荷守恒:c(OH-)+c(A-)=c(H+)+c(Na+),c(OH-)+c(B-)=c(H+)+c(Na+)等浓度时,NaA溶液中c(H+)更大,离子总浓度更大,A错误;常温下,将a mol·L-1氨水与b mol·L-1盐酸等体积混合,所得溶液pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),由电荷守恒可知,c(Cl-)=c(N)= mol·L-1,由元素守恒可知,c(NH3·H2O)+c(N)= mol·L-1,则NH3·H2O的电离常数Kb=,B正确;三种溶液中c(C2):①>②>③,C错误;等浓度的HCN和NaCN的混合溶液显碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,溶液中<1,D错误。
6.(2025·安徽池州二模)下列实验操作对应的现象或结论均正确的是(  )
选项 实验操作 实验现象或数据 结论
A 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液 溶液变蓝 Ka1·Ka2B 用pH计测得等浓度的2-氯丙酸与2-氟丙酸溶液的pH分别为pH1和pH2 pH1>pH2 2-氯丙酸中O—H的极性大于2-氟丙酸中O—H的极性
C 在物质M不同方向上使用电导率仪测定其电导率 若物质M在任意方向测定的电导率均相等 物质M为晶体
D 以酚酞为指示剂,用0.1 mol·L-1 NaOH标准溶液滴定0.1 mol·L-1草酸溶液 到达滴定终点时消耗NaOH溶液的体积为草酸溶液的2倍 草酸为二元弱酸
答案 A
解析 向NaHCO3溶液中滴加紫色石蕊溶液,溶液变蓝,说明的水解程度大于其电离程度,Ka2<,即Ka1·Ka2pH2,说明2-氯丙酸的酸性弱于2-氟丙酸,F的电负性强于Cl,则2-氯丙酸中O—H的极性小于2-氟丙酸中O—H的极性,B错误;一般情况下,晶体在物理性质上表现出各向异性,所以任意方向测定的电导率应不同,区分晶体和非晶体最可靠的方法是对固体进行X射线衍射实验,C错误;到达滴定终点时氢氧化钠溶液的体积是草酸溶液体积的2倍,可推断草酸是二元酸,无法判断草酸是否为二元弱酸,D错误。
7.下表是在相同温度下三种酸的一些数据,下列判断正确的是(  )
酸 HX HY HZ
浓度/(mol·L-1) 0.12 0.2 0.9 1 1
电离度 0.25 0.2 0.1 0.3 0.5
电离常数 Ka1 Ka2 Ka3 Ka4 Ka5
A.在相同温度,从HX的数据可以说明:弱电解质溶液,浓度越低,电离度越大,且Ka1>Ka2>Ka3=0.01
B.室温时,若在NaZ溶液中加水,则变小,若加少量盐酸,则变大
C.含等物质的量的NaX、NaY和NaZ的混合溶液:c(Z-)D.在相同温度下,Ka5>Ka4>Ka3
答案 D
解析 相同温度下电离度随溶液浓度的增大而减小,结合表中数据推断,当HX的浓度为1 mol·L-1时,HX的电离度小于0.1,故三种酸的酸性强弱顺序为HZ>HY>HX,D项正确;电离常数只与温度有关,温度相同,Ka1=Ka2=Ka3,A项错误;依据Z-+H2OHZ+OH-可知,是Z-水解常数的倒数,其只随温度的变化而变化,B项错误;依据“越弱越水解”可知,NaX的水解程度最大,c(X-)最小,C项错误。
8.(2025·开封模拟)常温下,用0.2 mol·L-1盐酸滴定25.00 mL 0.2 mol·L-1 NH3·H2O溶液,所得溶液pH、和NH3·H2O的分布分数δ[平衡时某含氮微粒的浓度占含氮微粒总浓度的分数,如的分布分数δ=]与滴加盐酸体积的关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.曲线c代表δ
B.M点加入盐酸体积为12.5 mL
C.NH3·H2O的电离常数的数量级为10-5
D.应选酚酞作为指示剂,滴定终点溶液由红色变为无色
答案 C
解析 用盐酸滴定等浓度的氨水时,盐酸体积增大,溶液的pH减小、一水合氨的浓度减小、铵根离子浓度增大,则曲线a代表铵根离子分布分数与滴加盐酸体积的关系,曲线c代表一水合氨分布分数与滴加盐酸体积的关系,曲线b代表滴定过程中溶液pH与滴加盐酸体积的关系;由图可知,M点溶液中一水合氨的浓度与铵根离子的浓度相等时,溶液pH为9.26,则一水合氨的电离常数Kb==c(OH—)=10-4.74。
盐酸体积为12.5 mL时,盐酸与氨水反应得到等浓度的一水合氨和氯化铵的混合溶液,由电离常数可知,铵根离子的水解常数Kh==9.(2025·陕西渭南一模)T ℃下,三种碳酸盐MCO3(M表示Mg2+、Ca2+或Sr2+)的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:pM=-lgc(M),p(C)=),a点对应的横纵坐标数值相等。下列说法正确的是(  )
A.Ksp(SrCO3)>Ksp(MgCO3)>Ksp(CaCO3)
B.在任何条件下,三种物质之间都不可能相互转化
C.a点对应的CaCO3溶液为不饱和溶液,且c(Ca2+)=c(C)
D.当向1 L 0.001 mol·L-1MgCl2溶液中滴加1 mL 0.001 mol·L-1的Na2CO3溶液时,有MgCO3沉淀析出
答案 C
解析 由分析,Ksp(SrCO3)10.(2026·河北邯郸高三阶段练习)常温下,向一定浓度邻苯二甲酸钠(用Na2A表示)溶液中通入HCl气体,溶液体积保持不变,测得-lg X与pOH[X为c(H2A)、c(A2-)、;pOH=-lg c(OH-)]的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.曲线L2表示-lg c(H2A)
B.Ka1(H2A)=1×10-2
C.水的电离程度:a>b>c
D.c点溶液中:c(Na+)=2[c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)]
答案 B
解析 向一定浓度的邻苯二甲酸钠(用Na2A表示)溶液中通入HCl气体,发生反应:A2-+H+HA-、HA-+H+H2A,故c(A2-)逐渐减小,c(HA-)逐渐增大,在pOH达到一定程度后,生成H2A,c(HA-)又逐渐减小,c(H2A)逐渐增大,-lg c(H2A)逐渐减小,故L2表示-lg c(H2A),c(A2-)从开始通入HCl就逐渐减小,-lg c(A2-)逐渐增大,Na2A溶液中存在A2-+H2OHA-+OH-,Kh1(A2-)=,-lg Kh1(A2-)-lg=-lg c(OH-),变形为-lg =pOH+lg Kh1(A2-),其对应线性关系,故L1表示-lg c(A2-),L3表示-lg。
由分析结合图中数据,当pOH=9.8,pH=4.2时,c(A2-)=c(H2A),即Ka1·Ka2==c2(H+)=10-8.4,L3为-lg ,当pOH=8.6,pH=5.4时,-lg =0,即c(A2-)=c(HA-),则Ka2==c(H+)=10-5.4,所以Ka1==10-3,B错误;原溶液Na2A水解促进水电离,通入HCl后酸性增强(pOH增大),H+抑制水电离,pOH:ab>c,C正确;根据元素守恒,c(Na+)=2[c(H2A)+ c(HA-)+c(A2-)],D正确。
11.氢硒酸是一种比醋酸略强的二元弱酸。室温下,通过调节0.1 mol·L-1 H2Se溶液的pH(假设溶液体积不变),测得溶液中lg X[X=或]随pH的变化关系如图所示。下列叙述错误的是(  )
A.直线①对应的纵坐标中X为
B.m点对应溶液的pH=7.45
C.随着溶液pH的改变,溶液的导电能力也会改变
D.含有等物质的量Na2Se和NaHSe的溶液中:c(Na+)>c(Se2-)>c(HSe-)
答案 D
解析 ==,随pH增大,c(H+)减小,即lg 减小,lg 增大,即直线①代表lg与pH的关系,直线②代表lg 与pH的关系,A正确;依据图像信息及电离平衡常数表达式,可求出氢硒酸的电离平衡常数Ka1=10-3.9、Ka2=10-11,m点为两直线的交点,可得=,即c(H2Se)=c(Se2-),则m点存在c2(H+)=Ka1·Ka2=10-14.9即pH为7.45,B正确;改变溶液的pH,可能是通过加入酸或碱调节,故溶液的导电能力会改变,C正确;根据电离平衡常数,Na2Se是强碱弱酸盐,Se2-比HSe-更易水解,NaHSe的水解程度大于其电离程度,溶液呈碱性,溶液中c(HSe-)>c(Se2-),D错误。
12.(2025·湖南岳阳二模)常温下将NaOH溶液分别滴加到等浓度等体积的氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸溶液中,溶液pH与溶液中相关粒子浓度比值的负对数值X的关系如图(忽略溶液体积的变化)。下列说法错误的是(  )
A.三种酸的电离常数:KaB.常温下Ka的数量级为10-1
C.等浓度的三种酸溶液中,水的电离程度最大的是CH2ClCOOH
D.当三种溶液中c=c=c时,消耗n最少的为氯乙酸
答案 D
解析 氯原子具有较大的电负性,能够吸引电子,增加羧基中羟基的极性,故酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH,X(CCl3COOH)=-lg=-lg=-lg Ka-pH,同理,X(CHCl2COOH)=-lg Ka-pH,X(CH2ClCOOH)=-lg Ka-pH,当pH等于0时,X=-lg Ka,X越小Ka越大,故曲线Ⅰ代表-lg,曲线Ⅱ代表-lg,曲线Ⅲ代表-lg,据此分析。
由分析知,X(CCl3COOH)=-lg Ka-pH,当pH等于0时,X(CCl3COOH)≈0.6,Ka≈ 10-0.6,常温下Ka的数量级为10-1,B正确;等浓度的三种酸溶液中,酸性越强,氢离子浓度越大,对水的电离抑制程度越强,故酸性最弱的酸即CH2ClCOOH中水的电离程度最大,C正确;酸性:CH2ClCOOHc(CHCl2COO-)>c(CH2ClCOO-),所以当溶液中c(CCl3COO-)= c(CHCl2COO-)=c(CH2ClCOO-)时,消耗n(NaOH)最少的为CCl3COOH,D错误。
13.常温下,向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,混合溶液中lg X[X表示或]随pH变化如图,已知Ka(HF)=10-4.5,Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,下列说法错误的是(  )
A.Ⅰ线代表lg随pH变化关系
B.Ⅱ线和横轴交点坐标为(8.7,0)
C.NH4F溶液加水稀释过程中pH逐渐减小
D.NH4F溶液中存在:c(N)+c(OH-)+2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF)
答案 C
解析 向NH4F溶液中滴加NaOH溶液,随着pH增大,c(F-)增大,c(HF)减小,lg增大; c(N)减小,c(NH3·H2O)增大,lg减小,Ⅰ线代表lg随pH变化关系,A正确;Ⅰ线和Ⅱ线交点横坐标为6.6,可得====,Kb(NH3·H2O)=10-5.3,Ⅱ线与横轴交点说明=1,则=1,c(OH-)=10-5.3 mol·L-1,pH=8.7,B正确;Ka(HF)>Kb(NH3·H2O),NH4F溶液显酸性,加水稀释过程中水解程度增大,但氢离子浓度减小,pH逐渐增大,C错误;NH4F溶液中存在电荷守恒:c(N)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),元素守恒:c(N)+c(NH3·H2O)=c(F-)+c(HF),两式相减得c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(HF),与c(N)+c(NH3·H2O)=c(F-)+c(HF)相加得c(N)+c(OH-)+ 2c(NH3·H2O)=c(H+)+c(F-)+2c(HF),D正确。
14.某氨基酸衍生物AcryMet(简称H2L)的pKa1=1.47,pKa2=7.90。常温下构建Cu2+-H2L体系,其中c0(Cu2+) =0.012 5 mol·L-1,c0(Cu2+)∶c0(H2L)=1∶2.2,体系中含Cu物种分布系数与pH关系如图所示,下列说法正确的是(  )
A.Cu(HL)2[CuHL]++HL- K≈0.008
B.pH=4.5时c([CuHL]+)>c(HL-)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=11时,存在2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)
D.pH=12后继续增大pH,溶液中的c([CuL(OH)]-)一定继续增大
答案 A
解析 由图可知,溶液pH为6.90时,溶液中[CuHL]+的分布系数与Cu(HL)2的分布系数均为48%,由电离常数可知,H2L溶液中Ka1==1×10-1.47,pH=6.90,得到关系式c(HL-)=1×105.43×c(H2L)①,Ka2==1×10-7.9,得到10c(L2-)=c(HL-)②,部分HL-和L2-与铜离子结合,导致浓度减少,与Cu元素结合的L元素总浓度为0.012 5 mol·L-1×0.48+0.012 5 mol·L-1×0.48×2+0.012 5 mol·L-1×0.04=0.018 5 mol·L-1 ③,根据L元素守恒有关系式c(HL-)+c(H2L)+c(L2-)+c(与Cu结合的L元素)=0.012 5 mol·L-1× 2.2④,将①、②、③代入④中得到关系式c(HL-)++c(HL-)+0.018 5 mol·L-1=0.027 5 mol·L-1,则c(HL-)≈0.008 mol·L-1,由方程式可知,反应的平衡常数K==c(HL-)≈0.008,故A正确;溶液pH为4.5时,同理,由A项可知1×10-3.03×c(HL-)=c(H2L)①,103.4c(L2-)=c(HL-)②,溶液pH为4.5时,与Cu元素结合的L元素总浓度大约为0.012 5 mol·L-1,根据L元素守恒有关系式c(HL-)+c(H2L)+c(L2-)+c(与Cu结合的L元素)=0.012 5 mol·L-1×2.2,代入①和②得到c(HL-)+10-3.03×c(HL-)+10-3.4×c(HL-)+0.012 5 mol·L-1=0.027 5 mol·L-1,解得c(HL-)≈0.015 mol·L-1,溶液pH为4.5时,溶液中c([CuHL]+)小于0.012 5 mol·L-1,则溶液中c(HL-)大于c([CuHL]+),故B错误;由图可知,溶液pH为11时,溶液中外加碱调节pH,则溶液中电荷守恒,2c(L2-)+c([HL]-)+c([CuL(OH)]-)+c(OH-)=2c(Cu2+)+c([CuHL]+)+c(H+)中缺少了金属阳离子,故C错误;由图可知,溶液pH为12时,[CuL(OH)]-的分布系数接近最大,则继续增大pH,溶液中[CuL(OH)]-会转化为氢氧化铜,其浓度减小,故D错误。
15.(2025·山东济宁模拟)常温下,有含M2A(s)的M2A饱和溶液、含MB(s)的MB饱和溶液,两份溶液中pc(M+)(pc=-lg c)和微粒的分布系数δ[δ(A2-)=]随pH的变化关系如图所示,M+不发生水解,MHA可溶。
下列说法正确的是(  )
A.p表示MB饱和溶液中pc(M+)随pH变化的图像
B.反应M2A(s)+2B-+H+2MB(s)+HA-的平衡常数约为5×1016
C.MHA与少量HB反应的离子方程式为HA-+H+H2A
D.pH=3时,M2A的饱和溶液中c(H+)+c(M+)<3c(HA-)+c(OH-)
答案 B
解析 据图可知,δ(B-)=1.0,且含B微粒的分布系数曲线只有B-一条直线,则HB为强酸,B-不发生水解,M+浓度改变,MB溶液pH不变,而H2A第一步完全电离,第二步部分电离,A2-在水溶液中会发生水解,M+浓度改变,M2A溶液pH变化,因此p表示M2A饱和溶液中pc(M+)随pH变化的图像,故A错误;M+、B-均不发生水解,所以MB饱和溶液中pc(M+)不随pH变化,则q代表MB饱和溶液中pc(M+)随pH变化的图像,p代表M2A饱和溶液中pc(M+)随pH发生变化,据图可知,pH=6时,M2A饱和溶液中pc(M+)=2,c(M+)=0.01 mol·L-1,此时,溶液中只有A2-,则c(A2-)=c(M+)=0.005 mol·L-1,那么Ksp(M2A)= c2(M+)·c(A2-)=0.012×0.005=5×10-7,MB饱和溶液中pc(M+)=5,c(B-)=c(M+)=10-5 mol·L-1,Ksp(MB)= c(M+)·c(B-)=10-5×10-5=1×10-10,根据HA-和A2-二者浓度相等时pH=3,得出HA-电离常数Ka(HA-)=c(H+)= 10-3,因此反应M2A(s)+2B-+H+2MB(s)+HA-的平衡常数:K==··=
==5×1016,故B正确;MHA在水溶液中完全电离为M+和HA-,HB在水溶液中完全电离为H+和B-,由于Ksp(MB)=1×10-10,因此MB是难溶化合物,由于H2A第一步完全电离,因此HA-不与H+反应,则MHA与少量HB反应的离子方程式为M++B-MB↓,故C错误;当溶液pH=3时,δ(HA-)=δ(A2-),c(HA-)=c(A2-),溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(M+)=2c(A2-)+c(HA-)+c(OH-)=3c(HA-)+ c(OH-),故D错误。
二、非选择题(本题包括4小题,共55分)
16.(13分)水溶液广泛存在于生命体及其赖以生存的环境中。弱电解质的电离平衡、盐类的水解平衡和难溶电解质的沉淀溶解平衡都与日常生活、工农业生产等息息相关。回答下列问题:
(1)(3分)25 ℃时,FeCl3溶液呈酸性的原因是      (用离子方程式表示),把FeCl3溶液蒸干并灼烧得到的固体产物是    (填化学式)。
(2)25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,溶液中的c(OH-)=    ,将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的=    。
(3)25 ℃时,柠檬酸(用H3R表示)为三元弱酸,其电离常数:Ka1=7.4×10-4,Ka2=1.7×10-5,Ka3=4.0×10-7;电离常数的负对数:pKa1=3.13,pKa2=4.76,pKa3=6.40。
①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,c(H2R-)    (填“<”“>”或“=”) c(HR2-);c(H3R)+c(H2R-)+c(HR2-)+c(R3-)=    (填写准确数值,下同)。
②当c(H2R-)=c(R3-)时,溶液的pH=   。
答案 (1)Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+ Fe2O3 (2)6.0×10-3 mol·L-1 0.62 (3)①< 0.2 mol·L-1 ②5.58
解析 (2)NH3·H2ON+OH-,Kb===1.8×10-5,因电离微弱,氨水的浓度近似为2.0 mol·L-1,解得c(OH-)=6.0×10-3 mol·L-1;=,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,溶液中的=0.62。(3)①在浓度均为0.1 mol·L-1的NaH2R和Na2HR的混合液中,H2R-电离常数Ka2=10-4.76,水解常数Kh==≈10-10.87,H2R-以电离为主,同理HR2-也以电离为主,且H2R-的电离程度大于HR2-的电离程度,所以c(H2R-)17.(15分)(2025·山西高三模拟)石油、天然气开采、石油化工、煤化工等行业产生的废气中普遍含有H2S,对H2S回收处理并加以利用是人们普遍关心的问题。已知Ka1(H2S)=10-6.88、Ka2(H2S)=10-14.12。
回答下列问题:
(1)硫化氢可以用NaOH溶液吸收,也可以用ZnCl2溶液吸收。
①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体至完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,通入的H2S气体在标准状况下的体积约为    L。
②常温下,向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S气体至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成,计算溶液的pH=   [已知:Ksp(ZnS)=10-21.6]。
(2)活性炭氧化吸附脱除H2S的原理如图1所示,已知核心反应为HS-+OS↓+OH-。
图1
①(1分)其他条件不变时,增大水膜的厚度,H2S的去除率   (填“增大”或“降低”)。
图2
②研究发现,其他条件不变时,适当增大水膜的pH,H2S的去除率增大,其原因可能为   。
(3)我国在太阳能光电催化-化学耦合处理硫化氢研究中取得新进展,相关装置如图2所示。a极区依次发生的反应为   、   。
(4)富玛克斯法治理硫化氢的工艺流程如图所示,反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,反应Ⅱ生成RNHOH,反应Ⅲ生成RNO(R表示芳香烃基)。
①(2分)结合反应Ⅰ判断,四个电离常数Ka1(H2S)、Ka2(H2S)、Ka1(H2CO3)、Ka2(H2CO3)中最大的和最小的分别是   、   。
②写出反应Ⅱ中生成硫单质的化学方程式:    。
答案 (1)①0.448 ②1.2
(2)①降低 ②增大pH,促进H2S的电离,HS-浓度增大,促进反应HS-+OS↓+OH-的进行
(3)Fe2+-e-Fe3+ 2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+
(4)①Ka1(H2CO3) Ka2(H2S) ②NaHS+RNO+NaHCO3RNHOH+S↓+Na2CO3
解析 (1)①向100 mL 0.3 mol·L-1NaOH溶液中缓慢通入H2S气体至完全反应,当溶液中c(Na2S)与c(NaHS)相等时,发生反应的化学方程式为3NaOH+2H2SNa2S+NaHS+3H2O,NaOH的物质的量为0.03 mol,故消耗H2S的物质的量为0.02 mol,其标准状况下的体积为0.448 L。②向0.1 mol·L-1ZnCl2酸性溶液中通入H2S至c(H2S)=0.01 mol·L-1时,溶液中刚好有ZnS沉淀生成时,溶液中c(S2-)= mol·L-1=10-20.6 mol·L-1,H2S的Ka1=、Ka2=,则c2(H+)==10-2.4,c(H+)=10-1.2 mol·L-1,pH=1.2。(2)①氧气分子在活性炭表面变为活性氧原子,其他条件不变时,增大水膜的厚度,氧气分子变为活性氧原子的数量降低,H2S的去除率降低。(3)在a极上Fe2+失去电子变为Fe3+,Fe3+和H2S反应生成Fe2+、S和H+,故a极区发生的反应为Fe2+-e-Fe3+、2Fe3++H2S2Fe2++S↓+2H+。
(4)①反应Ⅰ中无论H2S是少量还是过量均只生成两种酸式盐,则反应Ⅰ中发生反应的化学方程式为H2S+Na2CO3NaHS+NaHCO3,且H2S不能和HC反应生成H2CO3,据此判断Ka1(H2CO3)>Ka1(H2S)> Ka2(H2CO3)>Ka2(H2S)。②由题意可知,反应Ⅱ的反应物为NaHS、RNO、NaHCO3,生成物有RNHOH、S和碳酸钠,其中发生反应的化学方程式为NaHS+RNO+NaHCO3RNHOH+S↓+Na2CO3。
18.(13分)(2025·河南高三期中)实验室以含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+、H+)为原料制备活性Zn·2H2O的实验流程如图所示:
已知:①常温下,溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示(当溶液中金属阳离子浓度为1.0×10-5 mol·L-1时恰好完全沉淀):
物质 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Zn(OH)2
开始沉淀的pH 1.9 6.8 6.2
完全沉淀的pH 2.8 8.3 8.2(注:pH≥10.5开始溶解)
②常温下,Kb=1.8×10-5、Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11。
请回答下列问题:
(1)“除锰”阶段被氧化的元素有    (填元素名称)。
(2)“除铁”时需调节溶液的pH。
①(2分)溶液pH理论上的范围若为x≤pH②写出“除铁”时总反应的离子方程式:    。
③常温下,Ksp=   。
(3)NH4HCO3溶液显   (填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(4)利用Zn与醋酸反应也能制备Zn。若Ksp、Ka、Kw分别用a、b、c表示,则Zn+2CH3COOHZn2++2CH3COO-+2H2O的化学平衡常数K=    (用含a、b、c的代数式表示)。
(5)(1分)“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、   (填操作名称)、洗涤、干燥等。
答案 (1)锰、铁 (2)①2.8 6.2 ②2Fe3++3Zn2Fe+3Zn2+ ③10-38.6 (3)碱性 (4) (5)过滤
解析 含锌废液(主要成分为ZnSO4,含少量的Fe2+、Mn2+、H+)中加入ClO2将锰离子氧化为二氧化锰沉淀除去,同时将亚铁离子氧化为铁离子,过滤,滤液中再加入氢氧化锌调节pH将铁离子转化为氢氧化铁沉淀除去,滤液加入碳酸氢铵将锌离子转化为ZnCO3·2Zn(OH)2沉淀,再通过醋酸溶解,经一系列操作得到醋酸锌晶体,据此分析答题。
(2)①“除铁”时需调节溶液的pH,应使得铁离子沉淀完全而锌离子不发生沉淀,溶液pH理论上的范围若为x≤pH(3)常温下,Kb=1.8×10-5、Ka1=4.5×10-7、Ka2=4.7×10-11,NH4HCO3溶液中N水解呈酸性,N水解常数==≈5.6×10-10,HC水解强于电离呈碱性,HC水解常数==≈2.2×10-8,N水解程度小于HC水解程度,则NH4HCO3溶液显碱性。
(4)若Ksp、Ka、Kw分别用a、b、c表示,则Zn+2CH3COOHZn2++2CH3COO-+2H2O的化学平衡常数K===。
(5)醋酸锌晶体是结晶水合物,则“一系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等。
19.(14分)(2025·哈尔滨模拟预测)人们对于科学概念的认知是不断深化的,为了研究不同环境的化学反应,科学家提出了不同的酸碱概念。
(1)(3分)针对水溶液,1889年,S.Arrhenius提出:“凡在水溶液中能电离并释放出H+的物质叫酸”。醋酸在溶液中以CH3COOH和CH3COO-两种物种存在,设c为醋酸的总浓度,δ0和δ1分别为CH3COOH和CH3COO-的分布分数,其中δ0==,则δ1=   [用含c(H+)和Ka的式子表示]。
已知25 ℃,Ka(CH3COOH)=10-4.74,pH=5时,δ0   (填“大于”“小于”或“等于”)δ1。
(2)1923年,J.N.Br nsted等提出:“酸是质子的给予体”。同年,针对气相和无溶剂体系,G.N.Lewis提出:“酸是电子的接受体”。这些理论将酸碱的概念拓展到非水体系。
①(1分)下列物质中,既不属于Br nsted酸也不属于Lewis酸的是     (填字母)。
A.Cu2+  B.Cl-  C.He  D.  E.CH3CH(NH2)COOH
②某非水溶剂本身不电离,KIn在该溶剂中完全电离,向含n0 mol KIn的该溶剂中,加入n0 mol某一元弱酸HA,发生反应:HA+In-HIn+A-,达平衡时=3,已知Ka(HIn)=3.6×10-20,则Ka(HA)=    (计算结果保留两位有效数字)。
③乙二胺四乙酸(EDTA,用H4Y表示)广泛用于多种金属离子的配位滴定,其结构简式如图所示。根据以上酸碱理论,EDTA在pH很小的环境下可以看作    元酸。溶液中有多种含Y的物种,这些物种与金属离子为1∶1配位,其中Y4-与金属离子配位能力最强,当δ5(HY3-)=δ6(Y4-)时,pH=10.26。某溶液中含有Al3+、Zn2+,先在酸性溶液中加入过量的NH4F,再调pH=5~6,使Al3+转化为[AlF6]3-而被掩蔽,再加入EDTA准确滴定Zn2+。滴定时没有要求pH>10.26,而是选择酸性条件,结合配位平衡移动解释原因:    。
已知:Al3++6F-[AlF6]3-,K稳==6.92×1019,K稳{[AlY]-}=1.29×1016,结合以上数据,说明加入NH4F可以掩蔽Al3+的原因:    。
(3)类似纯水,溶剂N2O4也有以下的自耦电离:N2O4NO++,在N2O4溶剂中,把能提供NO+的物质称为酸,把反应NOCl+NaNO3NaCl+N2O4称为酸碱中和反应,那么,在液态SO2溶剂中,SOCl2与Na2SO3发生中和反应的化学方程式为    。
答案 (1) 小于
(2)①BC ②4.0×10-21 ③六 碱性条件下容易水解生成氢氧化物沉淀,导致配位平衡逆向移动 在各种EDTA的物种中Al3+最易与Y4-配位,但Al3+与F-配位能力强于Y4-,更强于其他物种 (3)SOCl2+Na2SO32NaCl+2SO2
解析 (1)因为醋酸在溶液中以CH3COOH和CH3COO-两种物种存在,所以δ1==1-δ0=1-=;已知25 ℃,Ka(CH3COOH)=10-4.74,pH=5,则c(H+)=10-5mol·L-1,δ0== ,δ1==,因为10-4.74>10-5,所以δ0<δ1。(2)①Br nsted酸是质子的给予体,Lewis酸是电子的接受体,Cu2+有空轨道,能接受电子,所以属于Lewis酸,A不符合题意;Cl-有孤电子对,是电子给予体,既不属于Br nsted酸,也不属于Lewis酸,B符合题意;He是稀有气体,既不能给出质子,也不能接受电子,既不属于Br nsted酸,也不属于Lewis酸,C符合题意;能给出质子(NH3+H+),属于Br nsted酸,D不符合题意;CH3CH(NH2)COOH(氨基酸),羧基能给出质子,属于Br nsted酸,E不符合题意。②设初始c0(KIn)=c0 mol·L-1,初始c0(HA)=c0 mol·L-1,转化的物质的量浓度为x mol·L-1,结合三段式计算:
        HA + In-HIn+A-
初始/(mol·L-1)  c0    c0  0  0
转化/(mol·L-1)  x    x   x  x
平衡/(mol·L-1)  c0-x c0-x x   x
达平衡时=3,=3,x=0.25c0,该反应的平衡常数为K=====,Ka(HA)=4.0×10-21。③EDTA的结构中有4个羧基,在pH很小的环境下,羧基可以电离出氢离子,两个次氨基在pH很小的环境中也可以结合氢离子(表现为给出氢离子的逆过程),所以EDTA在pH很小的环境下可以看作六元酸。滴定时没有要求pH>10.26,而是选择酸性条件的原因是碱性条件下容易水解生成氢氧化物沉淀,导致配位平衡逆向移动。加入NH4F可以掩蔽Al3+的原因:由数据可知,K稳>K稳{[AlY]-},说明 Al3+与F-的配位能力强于Y4-,所以加入NH4F可以掩蔽Al3+。在各种EDTA的物种中,Al3+最易与Y4-配位,但Al3+与F-的配位能力强于Y4-,更强于其他物种。
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