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2023年高考真题变式分类汇编:离子浓度大小的比较3

一、选择题

1.(2022·浙江6月选考)时,苯酚的,下列说法正确的是()

A.相同温度下,等的和溶液中,

B.将浓度均为的和溶液加热,两种溶液的均变大

C.时,溶液与溶液混合,测得,则此时溶液中

D.时,的溶液中加少量固体,水的电离程度变小

【答案】C

【知识点】影响盐类水解程度的主要因素;盐类水解的应用;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.醋酸的酸性大于苯酚,则醋酸根离子的水解程度小于C6H5O-,则相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中c(C6H5O-)1.0×10-4.3,故用氢氧化钠滴定的过程中,醋酸也参加了反应,则离子方程式为:H++OH-=H2O和CH3COOH+OH-=CH3COO-+H2O,B符合题意;

C.滴定前盐酸和醋酸的浓度相同,故滴定过程中,根据物料守恒可知:,C不符合题意;

D.向浓度均为的盐酸和醋酸的混合溶液中逐滴加入的溶液,当盐酸的体积为20mL时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠,当加入的NaOH溶液的体积为30mL时,溶液为NaCl和等浓度的CH3COONa、CH3COOH,根据Ka=1.8×10-5>Kh=可知,此时溶液仍然呈酸性,需继续滴加NaOH溶液,故有,D不符合题意;

故答案为:B。

【分析】A.醋酸根水解显碱性;

B.滴定过程中,盐酸和醋酸都参与反应;

C.根据物料守恒判断;

D.当盐酸的体积为20mL时,溶液为氯化钠和醋酸的混合溶液,显酸性,需要再滴加适量的氢氧化钠。

3.(2022·湖南)室温时,用的标准溶液滴定浓度相等的、和混合溶液,通过电位滴定法获得与的关系曲线如图所示(忽略沉淀对离子的吸附作用)。

若溶液中离子浓度小于时,认为该离子沉淀完全。,,)。

下列说法正确的是()

A.a点:有白色沉淀生成

B.原溶液中的浓度为

C.当沉淀完全时,已经有部分沉淀

D.b点:

【答案】C

【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.根据分析可知,Cl-、Br-、I-的沉淀顺序为I->Br->Cl-,I-先沉淀,AgI是黄色的,所以a点有黄色沉淀AgI生成,故A不符合题意;

B.根据分析可知,原溶液中I-的物质的量为1.5×10-4mol,则I-的浓度为=0.0100molL-1,故B不符合题意;

C.当Br-沉淀完全时(Br-浓度为1.0×10-5mol/L),溶液中的c(Ag+)==5.4×10-8mol/L,若Cl-已经开始沉淀,则此时溶液中的c(Cl-)==3.3×10-3mol/L,原溶液中的c(Cl-)=c(I-)=0.0100molL-1,则已经有部分Cl-沉淀,故C符合题意;

D.b点加入了过量的硝酸银溶液,Ag+浓度最大,Cl-、Br-和I-已沉淀完全,且Ksp(AgCl)>Ksp(AgBr)>Ksp(AgI),则b点各离子浓度为:,故D不符合题意;

故答案为:C。

【分析】Ksp小的先沉淀,则Cl-、Br-、I-的沉淀顺序为I->Br->Cl-,当滴入4.50mL硝酸银溶液时,Cl-恰好沉淀完全,此时硝酸银一共消耗了:4.50mL×10-3L/mL×0.100mol/L=4.5×10-4mol,即Cl-、Br-和I-均为1.5×10-4mol。

4.(2022·全国乙卷)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。

设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是()

A.溶液Ⅰ中

B.溶液Ⅱ中的的电离度为

C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等

D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为

【答案】B

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;电离平衡常数

【解析】【解答】A.由图可知常温下溶液I的pH=7.0,说明该溶液中c(H+)=c(OH-),所以c(H+)<c(OH-)+c(A-),A不符合题意;

B.根据题干信息可知,常温下溶液II的pH=1.0,即c(H+)=0.1mol/L,又Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B符合题意;

C.根据题干信息,未电离的可自由穿过隔膜,则溶液I和II中的c(HA)相等,C不符合题意;

D.由题干信息可知,常温下溶液I的c(H+)=1×10-7mol/L,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,根据Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-),可得到溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),而两溶液中c(HA)相等,则溶液I和II中c总(HA)之比为,D不符合题意;

故答案为:B。

【分析】A.注意常温下pH=7.0的溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),据此分析。

B.根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答。

C.物质的浓度不随体积多少而改变。

D.根据电离平衡常数表达式Ka=和c总(HA)=c(HA)+c(A-)进行解答,注意两溶液中c(HA)相等。

5.(2022·浙江选考)已知25℃时二元酸H2A的Ka1=1.3×10-7,Ka2=7.1×10-15。下列说法正确的是()

A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,水的电离程度前者小于后者

B.向0.1mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,则H2A的电离度为0.013%

C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,则c(A2-)>c(HA-)

D.取pH=a的H2A溶液10mL,加蒸馏水稀释至100mL,则该溶液pH=a+1

【答案】B

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;pH的简单计算;离子浓度大小的比较;电离平衡常数

【解析】【解答】A.在等浓度的Na2A、NaHA溶液中,A2-的水解程度大于HA-,水的电离程度前者大于后者,故A不符合题意;

B.向0.1mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3,,则H2A的电离度0.013%,故B符合题意;

C.向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH=11,,则c(A2-)c(NH3·H2O)+c(SO)

B.向氨水中通入SO2至pH=7;c(HSO)>c(NH)>c(H+)=c(OH-)

C.反应NH3·H2O+H2SO3=NH+HSO+H2O的平衡常数K=2.21×107

D.NO2被NH4HSO3吸收的离子方程式:2NO2+4SO=N2+4SO

【答案】C

【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数

【解析】【解答】A.向氨水中通入SO2恰好生成NH4HSO3,电子守恒c()+c(H+)=2c()+c()+c(OH-),物料守恒c()+c(NH3·H2O)=c()+c()+c(H2SO3),则c(H+)+c(H2SO3)=c()+c(OH-)+c(NH3·H2O),因为NH3·H2O的Kb=l.7x10-5小于H2SO3的Ka1=1.3x10-2,溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),故c(H2SO3)<()+c(NH3·H2O),A不符合题意;

B.向氨水中通入SO2至pH=7:c(H+)=c(OH-),电荷守恒c(H+)+c()=2c()+c()+c(OH-),c()>c(),B不符合题意;

C.反应NH3·H2O+H2SO3=++H2O的平衡常数K=,Kb=,Ka1=,Kw=c(H+)c(OH-),解得K==2.21×107,C符合题意;

D.NO2被NH4HSO3吸收的离子方程式:2NO2+4=N2+4+4H+,D不符合题意;

故答案为:C。

【分析】A.依据电子守恒、物料守恒分析;

B.依据电子守恒分析;

C.依据K=计算;

D.根据反应物和产物的化学式,利用电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒书写。

11.(2022·深圳模拟)常温下,乙二胺的水溶液中,、和的分布分数与pH的关系如图所示。已知:。

下列说法错误的是

A.溶液显酸性

B.曲线b可表示

C.的平衡常数

D.溶液中:

【答案】C

【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数

【解析】【解答】A.根据上述分析可知,存在水解平衡,水解显酸性,A不符合题意;

B.曲线b可表示,B不符合题意;

C.表示H2NCH2CH2NH2的第一步电离方程式,则其平衡常数为Kb1=,C符合题意;

D.根据上述分析可知,的水解平衡常数Kh2小于其电离平衡常数Kb2,所以电离平衡产物的浓度水解平衡产物的浓度,D不符合题意;

故答案为:C。

【分析】A.依据盐类水解规律分析;

B.依据微粒分布分数与pH的关系分析;

C.依据第一步电离方程式计算平衡常数;

D.根据水解平衡常数Kh2小于其电离平衡常数Kb2分析。

12.(2023·松江模拟)室温下,取溶液,逐滴加入溶液。已知:,。下列说法正确的是

A.溶液中有

B.当滴加至中性时,用去溶液的体积小于

C.当用去溶液时,此时溶液中有

D.当用去溶液时,此时溶液中有

【答案】C

【知识点】离子浓度大小的比较;化学方程式的有关计算

【解析】【解答】A.溶液中根据电荷守恒有c(H+)=c(OH)+2c(A2)+c(HA),则c(H+)-c(OH)-c(A2)=c(A2)+c(HA),故A不符合题意;

B.溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH)+2c(A2)+c(HA),至中性时c(H+)=c(OH),则c(Na+)=2c(A2)+c(HA),若用去10mLNaOH,反应得到NaHA溶液,溶液显酸性,因而滴加至中性时,用去溶液的体积大于,故B不符合题意;

C.当用去溶液时,得到NaHA溶液,根据质子守恒有c(H+)-c(A2)=c(OH),则,故C符合题意;

D.当用去溶液时,得到Na2A溶液,根据物料守恒有c(Na+)=2c(HA-)+2c(A2),故D不符合题意;

故答案为:C。

【分析】A.H2A为弱酸,根据电荷守恒进行分析。

B.滴加至中性,则c(H+)=c(OH),结合电荷守恒进行分析。

C.用去溶液时,得到NaHA溶液,结合质子守恒进行分析。

D.用去溶液时,得到Na2A溶液面结合物料守恒进行分析。

13.(2023·黄浦模拟)常温下,向10.00mL0.1000mol·L-1NaHCO3溶液中滴加0.1000mol·L-1的盐酸,溶液的pH随加入的盐酸体积V的变化如图所示,选项错误的是

A.a点溶液中,c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO)

B.b点溶液中,<

C.c点溶液中,共含有7种微粒。

D.d点溶液中,0.1000

【答案】C

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.a点溶液中只含有NaHCO3,NaHCO3溶液显碱性,说明的水解程度大于电离程度,水解和电离均是微弱的,则NaHCO3溶液中c(HCO)>c(H2CO3)>c(CO),A不符合题意;

B.b点溶液中含有Na+、H+、、、Cl-、OH-,根据电荷守恒得到=,此时pH=7,说明,则=,故<,B不符合题意;

C.c点为向10.00mL0.1000mol·L-1NaHCO3溶液中滴加0.1000mol·L-1的盐酸5mL,此时溶液中溶质为NaHCO3和NaCl,溶液中含有Na+、H+、、、Cl-、OH-、H2CO3、H2O,共含有8种微粒,C符合题意;

D.d点为向10.00mL0.1000mol·L-1NaHCO3溶液中滴加0.1000mol·L-1的盐酸10mL,恰好完全反应,溶液中溶质只有NaCl,Na+、Cl-浓度均为0.0500mol·L-1,则0.1000,D不符合题意;

故答案为:C。

【分析】A.依据水解和电离程度比较,水解和电离均是微弱的分析;

B.根据电荷守恒分析;

C.依据水解和电离分析;

D.依据最终产物和原子守恒分析。

14.(2022·温州模拟)25℃时,,下列说法错误的是

A.25℃时,电离程度:

B.25℃时,浓度为NaHA的pH>7

C.25℃时,溶液中加入与等体积混合后:

D.25℃时,pH相同的与NaB的溶液中水的电离程度相同

【答案】A

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.H2A是二元弱酸,HB是一元弱酸,不是一类酸,无法比较电离度,A符合题意;

B.HA-的水解常数Kh=,由于,则Kh>,,则Kh>Ka2,故溶液显碱性,则浓度为NaHA的pH>7,B不符合题意;

C.由于,则溶液中加入与等体积混合后的溶质是等浓度的NaB、NaHA和HB,B-的水解常数Kh=,由于,则Kh>,则水解为主,由于,故,由于HA-的水解,则,故,C不符合题意;

D.水解程度越大,水的电离程度越大,与NaB的溶液中,阴离子的水解会促进水的电离,由于两者的pH相同,故两种溶液中水的电离程度相同,D不符合题意;

故答案为:A。

【分析】A.不是一类酸,无法比较;

BC.比较电离和水解平衡常数;

D.水解程度越大,水的电离程度越大。

15.(2022·余姚模拟)在25℃时,将1.0Lxmol·L-1CH3COOH溶液与0.1molNaOH固体混合,使之充分反应。然后向该混合溶液中通入HCl气体或加入NaOH固体(忽略体积和温度变化),溶液pH随通入(或加入)物质的物质的量变化如图所示。下列叙述错误的是

A.水的电离程度:a>b>c

B.a点对应的混合溶液中:c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+)

C.b点对应的混合溶液中:c(CH3COOH)=mol·L-1

D.该温度下,CH3COOH的电离平衡常数均为Ka=

【答案】D

【知识点】水的电离;离子浓度大小的比较;电离平衡常数

【解析】【解答】A.酸或碱抑制水电离,弱离子促进水电离,且酸或碱浓度越大其抑制水电离程度越大,a、b、c溶液中都含有酸,且酸浓度c>b>a,所以水电离程度a>b>c,故A选项不符合题意。

B.a点加入0.1molNaOH,混合溶液呈中性,说明,根据电荷守恒得,故c(CH3COO-)=c(Na+)>c(OH-)=c(H+),故B选项不符合题意。

C.b点处醋酸过量,溶液呈酸性,由物料守恒可知,醋酸电离平衡常数为:,则,则则则,故C选项不符合题意。

D.a点溶液中pH=7,,,溶液中,该温度下醋酸电离平衡常数,故D选项符合题意。

故答案为:D

【分析】A.酸或碱抑制水电离,弱离子促进水电离,且酸或碱浓度越大其抑制水电离程度越大;

B.根据电荷守恒分析;

C.根据物料守恒分析;

D.选择a点利用计算。

二、多选题

16.(2023·如东模拟)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.0.1molL﹣1某二元弱酸酸式盐NaHA溶液中:c(Na+)=c(A2﹣)+c(HA﹣)+c(H2A)

B.向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH形成的溶液中:c(Na+)=c(SO42﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣)

C.0.1molL﹣1的Na2CO3溶液中:c(OH﹣)=c(H+)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)

D.25℃时,pH=9.4、浓度相同的HCN与NaCN的混合溶液中:c(Na+)>c(CN﹣)>c(HCN)>c(OH﹣)

【答案】B

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】解:A、根据物料守恒,钠离子与A元素的所有存在形式相等,所以c(Na+)=c(A2﹣)+c(HA﹣)+c(H2A),故A正确;

B、向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH形成,等物质量的硫酸钠和硫酸铵,硫酸铵水解导致溶液呈酸性,所以c(Na+)=c(SO42﹣)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH﹣),故B正确;

C、根据质子守恒,可知c(OH﹣)=c(H+)+c(HCO3﹣)+2c(H2CO3),故C错误;

D、pH=9.4溶液呈碱性,以水解占主导,所以离子浓度大小为:c(Na+)>c(HCN)>c(CN﹣)>c(OH﹣)>c(H+),故D错误;

故选AB.

【分析】A、根据物料守恒分析解答;

B、向NH4HSO4溶液中加入等物质的量的NaOH形成,等物质量的硫酸钠和硫酸铵,硫酸铵水解导致溶液呈酸性;

C、根据质子守恒,分析解答;

D、pH=9.4溶液呈碱性,以水解占主导.

17.(2023·湛江模拟)下列溶液中微粒浓度关系一定正确的是()

A.室温下,氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中:c(Cl﹣)=c(NH4+)

B.向NaHCO3溶液中加入少量NaOH固体,可抑制HCO3﹣的水解,使c(HCO3﹣)增大

C.0.1molL﹣1的(NH4)2SO4溶液中:c(NH4+)>c(SO42﹣)>c(H+)>c(OH﹣)

D.常温下,等体积pH=a的醋酸与pH=b的NaOH溶液恰好中和时,a+b=14

【答案】C

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】解:A.室温下,氨水与氯化铵的pH=7的混合溶液中一定满足:c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒可得:c(Cl﹣)=c(NH4+),故A正确;

B.向NaHCO3溶液中加入少量NaOH固体,氢氧根离子与碳酸氢根离子反应,使c(HCO3﹣)减小,故B错误;

C.0.1molL﹣1的(NH4)2SO4溶液中,由于铵根离子部分水解,溶液显示酸性,则c(H+)>c(OH﹣),由于水解程度较小,则c(NH4+)>c(SO42﹣),溶液中离子浓度大小为:c(NH4+)>c(SO42﹣)>c(H+)>c(OH﹣),故C正确;

D.常温下,等体积pH=a的醋酸与pH=b的NaOH溶液恰好中和时,则酸和碱的物质的量浓度相等,即c(CH3COOH)==mol/L=10b﹣14mol/L(0<α<1),

所以α=1014﹣a﹣b(0<α<1),整理可得:a+b>14,故D错误;

故选AC.

【分析】A.常温下pH=7的溶液中c(H+)=c(OH﹣),根据电荷守恒可知c(Cl﹣)=c(NH4+);

B.氢氧化钠与碳酸氢根离子反应生成碳酸根离子和水,导致碳酸氢根离子浓度减小;

C.铵根离子部分水解,溶液显示酸性,则c(H+)>c(OH﹣),由于水解程度较小,则c(NH4+)>c(SO42﹣);

D.常温下,等体积pH=a的醋酸与pH=b的NaOH溶液恰好中和时,则酸和碱的物质的量浓度相等.

18.(2023高二上·嫩江期末)25℃时,向20mL0.1mol/LNaOH溶液中逐滴加入0.2mol/L醋酸溶液,曲线如图所示,有关粒子浓度关系的比较中,正确的是()

A.在A点:c(Na+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)

B.在B点:c(OH-)=c(H+),c(Na+)=c(CH3COO-)

C.在C点:c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)=c(OH-)

D.在C点:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)

【答案】B,D

【知识点】离子浓度大小的比较;中和滴定

【解析】【解答】A.由分析可知,A点为醋酸钠溶液,醋酸根离子在溶液中水解使溶液呈碱性,溶液中氢氧根离子浓度小于醋酸根离子浓度,故A不符合题意;

B.由分析可知,B点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈中性,溶液中c(OH-)=c(H+),由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)可知,溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),故B符合题意;

C.由分析可知,C点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈酸性,溶液中c(H+)>c(OH-),由电荷守恒关系c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)可知,溶液中c(CH3COO-)>c(Na+),则溶液中离子浓度的大小顺序为c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),故C不符合题意;

D.由分析可知,C点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液中存在物料守恒关系c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+),故D符合题意;

故答案为:BD。

【分析】A点为醋酸钠溶液,B点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,C点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,结合电荷守恒、物料守恒和质子守恒分析。

19.(2023高二上·益阳期末)25℃时,向的两种酸HX、HY中分别滴加溶液,测得两溶液pH随NaOH溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法不正确的是()

A.酸性:

B.a点溶液中微粒浓度:

C.滴加NaOH溶液至时,两溶液中

D.从开始滴加至溶液时,两溶液中的电离程度均逐渐增大

【答案】B,C

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;水的电离;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.HY的突变范围大,HY酸性强,酸性:,故A不符合题意;

B.a点溶液中NaX、HX的物质的量浓度相同,溶液呈酸性,说明HX的电离大于NaX的水解,微粒浓度:

,故B符合题意;

C.HX、HY的酸性强弱不相同,滴加NaOH溶液至

时,两溶液中

不同,HX中加NaOH少,X-浓度小,故C符合题意;

D.起点酸浓度最大,对水电离抑制程度大,到加入

溶液20mL时,溶液刚反应生成弱酸盐,促进水电离,从开始滴加至

溶液时,两溶液中

的电离程度均逐渐增大,故D不符合题意;

故答案为:BC。

【分析】A.等浓度的两种酸的酸性越弱,溶液中的c(H+)越小,根据pH=-lgc(H+),则pH越大。

B.HX与NaOH等浓度,且都为一元酸,a点时加入的V(NaOH)是V(HX)的一半,所以此时所得溶液是等浓度的NaX和HX,溶液呈酸性,说明HX的电离大于NaX的水解,所以c(X-)>c(Na+)>c(HX)。

C.HX的酸性比HY弱,所以要使溶液pH=7,则HX溶液中加入的NaOH溶液的体积较少,即混合后HX溶液中c(Na+)较小,根据电荷守恒,HX溶液中存在c(Na+)=c(X-),HY溶液中存在c(Na+)=c(Y-),进一步分析。

D.酸抑制水的电离,弱酸根或弱碱根离子能促进水的电离。

20.(2023高二上·金台期末)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,实验信息如下:

实验编号c(HA)/mol·L-1c(NaOH)/mol·L-1反应后溶液pH

甲0.10.1pH=9

乙c10.2pH=7

下列判断错误的是()

A.0.1mol·L-1的HA溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-13mol·L-1

B.c1一定大于0.2mol·L-1

C.甲反应后的溶液中:c(Na+)c(HA2-)>c(H2A-)>c(H+)>c(A3-)>c(OH-)

【答案】C,D

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.反应A3-+H2A-2HA2-的平衡常数的值为,A不符合题意;

B.由图知,将KOH溶液逐滴加入到H3A溶液中,反应H2A-+OH-=HA2-+H2O发生的pH范围是4.7~9.8,B不符合题意;

C.pH=7.2的缓冲溶液(KH2A和K2HA的混合溶液)中,δ(H2A-)=δ(HA2-)=0.5,若用H3A和K2HA按n(H3A):n(K2HA)=1:2配制,则按H3A+K2HA=2KH2A可知,所得溶液中KH2A和K2HA的物质的量之比为2:1,由,可知,、,KH2A和K2HA均水解大于电离呈碱性,且K2HA水解程度更大,则所得溶液中δ(H2A-)远大于δ(HA2-),C符合题意;

D.结合C分析可知,物质的量浓度均为0.1mol·L-1的KH2A、K2HA混合溶液呈碱性:c(H+)c(OH-),D符合题意;

故答案为:CD。

【分析】要充分利用图像中关键点进行计算,在pH2.2、7.2、12.4可以分别计算Ka1=10-2.2,Ka2=10-7.2,Ka3=10-12.4;D.物质的量浓度均为0.1mol·L-1的KH2A、K2HA混合溶液,首先根据Ka计算水解平衡常数,比较水解和电离的程度大小,从而进行判断。

22.(2023高二上·越秀期末)对于0.1mol·L-1NH4Cl溶液,正确的是()

A.升高温度,溶液pH升高

B.通入少量HCl气体,c(NH4+)和c(Cl-)均增大

C.c(NH4+)+c(OH-)=c(Cl-)+c(H+)

D.c(Cl-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-)

【答案】B,C

【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;溶液pH的定义;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.盐的水解反应是吸热反应,升高温度促进盐的水解;水解程度越大,NH4Cl溶液的酸性就越强,因此升高温度后NH4Cl溶液pH降低,A不符合题意。

B.通入少量HCl,会抑制盐的水解,c(NH4+)和c(Cl-)均增大,B符合题意。

C.根据电荷守恒可得,c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),C符合题意。

D.根据物料守恒可得,c(Cl-)=c(NH4+)+c(NH3·H2O),所以c(Cl-)>c(NH4+);铵根离子水解消耗水电离产生的OH-而使溶液显酸性,所以溶液中c(H+)>c(OH-);盐水解的程度是微弱的,所以c(NH4+)>c(H+),因此溶液中离子浓度的大小关系是c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),D不符合题意。

故答案为:BC。

【分析】A.氯化铵为强酸弱碱盐,水解显酸性,升温促进水解pH值降低;

B.通入氯化氢增加氯离子浓度抑制水解;

C电荷守恒;

D.铵根离子水解强度并不大,铵根应大于氢离子浓度。

23.(2023高二下·宿迁期末)25℃时,下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()

A.0.1molL-1Na2S溶液中:c(OH-)=c(H2S)+c(HS-)+c(H+)

B.0.1molL-1CH3COONH4溶液中:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)

C.0.1molL-1NH4HCO3溶液中:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)

D.0.1molL-1NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H2CO3)

【答案】B,C

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.质子守恒,正确的是c(OH-)=2c(H2S)+c(HS-)+c(H+),A不符合题意;

B.物料守恒,B符合题意;

C.电荷守恒,C符合题意;

D.0.1molL-1NaHCO3溶液中,HCO3-水解大于电离,故符合题意顺序为c(Na+)>c(HCO3-)>c(H2CO3)>c(CO32-),故D不符合题意。

【分析】A.根据质子守恒进行判断;

B.根据物料守恒进行分析;

C.根据电荷守恒进行判断;

D.碳酸氢离子的水解大于电离。

24.(2023高二下·盐城期末)H2C2O4为二元弱酸。常温下0.1mol·L-1NaHC2O4溶液(pH约为4)中指定微粒的物质的量浓度关系错误的是()

A.c(Na+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(H2C2O4)

B.c(HC2O4-)>c(H2C2O4)>c(C2O)

C.c(Na+)+c(H+)=c(HC2O)+c(C2O)+c(OH-)

D.c(H2C2O4)+c(H+)=c(C2O)+c(OH-)

【答案】B,C

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.根据物料守恒有

c(Na

+)=

c(HC

2)+

c(C

2)+

c(H

2C

2O

4),选项A不符合题意;

B.溶液pH约为4说明HC2的电离大于水解,故c(C2)>c(H2C2O4),选项B符合题意;

C.根据电荷守恒有c(Na+)+c(H+)=c(HC2)+2c(C2)+c(OH-),选项C符合题意;

D.根据质子守恒有c(H2C2O4)+c(H+)=c(C2)+c(OH-),选项D不符合题意。

故答案为:BC。

【分析】常温下0.1mol·L-1NaHC2O4溶液的pH约为4,说明HC2O4-的电离程度大于水解程度,结合电荷守恒、物料守恒进行分析即可。

25.(2023高二下·南京期末)室温下,下列指定溶液中微粒的浓度关系正确的是()

A.0.1mol·L-1Na2CO3溶液中:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+c(H2CO3)

B.0.1mol·L-1NH4Cl溶液中:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-)

C.0.2mol·L-1H2C2O4(弱酸)与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合的溶液中:2[c(H+)-c(OH-)]=3c(C2O42-)-c(H2C2O4)+c(HC2O4-)

D.0.1mol·L-1Na2CO3溶液与同浓度等体积盐酸混合的溶液中:c(Na+)>c(Cl-)>c(CO32-)>c(HCO3-)

【答案】B,C

【知识点】离子浓度大小的比较

【解析】【解答】A.根据0.1mol·L-1Na2CO3溶液中的质子守恒可得:c(OH-)=c(H+)+c(HCO3-)+2c(H2CO3),故A选项是不符合题意的;

B.0.1mol·L-1NH4Cl溶液中,铵根离子发生水解,溶液显示酸性,则c(H+)>c(OH-),溶液中离子浓度大小为:c(Cl-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-),所以B选项是符合题意的;

C.反应后溶质为等浓度的H2C2O4和NaHC2O4,根据电荷守恒可得:①c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HC2O4-)+2c(C2O42-),根据物料守恒可得:②2c(Na+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4-)+c(C2O42-),将①2-②可得:2c(H+)+c(H2C2O4)=3c(C2O42-)+c(HC2O4-)+2c(OH-),整理可得:2[c(H+)-c(OH-)]=3c(C2O42-)-c(H2C2O4)+c(HC2O4-),所以C选项是符合题意的;

D.0.1mol·L-1Na2CO3溶液与同浓度等体积盐酸混合,反应后溶质为等浓度的碳酸氢钠和NaCl,因为碳酸氢根离子的水解和电离程度都较小,则c(HCO3-)>c(CO32-),符合题意的离子浓度大小为:c(Na+)>c(Cl-)>c(HCO3-)>c(CO32-),故D选项是不符合题意的。

故答案为:BC

【分析】根据溶液中质子守恒进行判断;

B.铵根离子水解时溶液显酸性;

C.反应后的溶液是等浓度的草酸和草酸钠混合物,结合电荷守恒和物料守恒进行分析即可;

D.反应后为碳酸氢钠和氯化钠的混合溶液。

三、非选择题

26.(2023·兰州模拟)锌钡白是一种白色颜料,工业上由ZnSO4与BaS溶液混合而成,BaS+ZnSO4=ZnS↓+BaSO4↓。请根据以下工业生产流程回答有关问题。

Ⅰ.ZnSO4溶液的制备与提纯:

有关资料:

a.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等;

b.Zn(OH)2与Al(OH)3相似,能溶于过量的NaOH溶液生成Na2ZnO2;

(1)为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤(选填①、②、③或⑤)。

(2)若步骤②中加入的氧化剂为H2O2,写出反应的离子方程式。

(3)滤渣2中主要成分为(填化学式)。

(4)写出步骤④后产生滤渣3的反应的离子方程式。

(5)滤液3中含碳粒子的浓度大小顺序为。

(6)Ⅱ.BaS溶液的制备

写出“煅烧还原”反应的化学方程式。BaSO4和BaCO3的Ksp数值接近,用平衡原理解释为什么BaCO3可溶于盐酸,而BaSO4难溶:。

(7)Ⅲ.制取锌钡白

如果上述工业生产流程中步骤⑤硫酸过量,则ZnSO4与BaS溶液混合制取锌钡白产生的后果是。

【答案】(1)①

(2)2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O

(3)Fe(OH)3、Cu(OH)2

(4)ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-

(5)HCO3->H2CO3>CO32-

(6)BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO↑;BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少,促使溶解平衡正向移动,而SO42-不会被H+结合,所以BaSO4不会溶于强酸中

(7)过量的硫酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率

【知识点】化学平衡的影响因素;离子浓度大小的比较;物质的分离与提纯;离子方程式的书写

【解析】【解答】I.菱锌矿的主要成分是ZnCO3,含少量SiO2、FeCO3、Cu2(OH)2CO3等,加硫酸,只有SiO2不反应,经过过滤进行分离,则滤渣1为SiO2,滤液1含有硫酸铜、硫酸亚铁、硫酸锌、剩余的硫酸,②加氧化剂将亚铁离子氧化为铁离子,再加过量的NaOH,Zn2+转化ZnO22-,使Cu2+、Fe3+转化为沉淀,通过过滤从溶液中除去,则滤渣2为Fe(OH)3、Cu(OH)2,滤液2中含有Na2ZnO2及过量的NaOH,④通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,则滤渣3为Zn(OH)2,步骤⑤主要发生氢氧化锌与硫酸的反应,滤液3含有碳酸氢钠。(1)步骤①中FeCO3与硫酸反应生成二氧化碳,为了达到综合利用、节能减排的目的,上述流程步骤④中的CO2可以来自于步骤①,故答案为:①;

(2)若步骤②中加入的氧化剂为H2O2,双氧水将亚铁离子氧化,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O,故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;

(3)根据上述分析,滤渣2中主要成分为Fe(OH)3、Cu(OH)2,故答案为:Fe(OH)3、Cu(OH)2;

(4)步骤④中通二氧化碳将ZnO22-转化为沉淀,反应的离子方程式为ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-,故答案为:ZnO22-+2CO2+2H2O=Zn(OH)2↓+2HCO3-;

(5)滤液3是碳酸氢钠溶液,电离程度小于水解程度,溶液显碱性,其中含碳粒子的浓度大小顺序为HCO3->H2CO3>CO32-,故答案为:HCO3->H2CO3>CO32-;

(6)煅烧发生反应:BaSO4+4CBaS+4CO↑,BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少,促使溶解平衡正向移动,而SO42-不会被H+结合,所以BaSO4不会溶于强酸中,故答案为:BaSO4(s)+4C(s)BaS(s)+4CO↑。

BaCO3溶解生成的CO32-能被H+结合而减少,促使溶解平衡正向移动,而SO42-不会被H+结合,所以BaSO4不会溶于强酸中;

(7)步骤⑤中硫酸过量,过量的酸与BaS溶液混合会发生反应,产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率,故答案为:过量的酸与BaS溶液混合会产生有毒的H2S污染空气,而且会降低锌钡白的产率。

【分析】(1)根据各个步骤发生的反应进行分析;

(2)步骤②中加入H2O2的目的是将溶液中的Fe2+氧化成Fe3+,据此写出反应的离子方程式;

(3)根据步骤③中加入过量NaOH溶液发生的反应,确定所得滤渣2的成分;

(4)步骤④滤液2的溶质为NaZnO2,结合NaAlO2与CO2的反应,书写反应的离子方程式;

(5)滤液3的溶质为NaHCO3,结合溶液中HCO3-的电离水解程度大小分析溶液中离子浓度;

(6)煅烧过程中,BaSO4和C反应生成BaS和CO,据此写出反应的化学方程式;BaCO3在水中存在沉淀溶解平衡,H+能与CO32-反应,促使平衡向溶解方向进行;

(7)若硫酸过量,反应过程中易产生H2S,造成空气污染;

27.(2023·潍坊模拟)NaBiO3可作为测定锰的氧化剂,Bi2O3在电子行业有着广泛应用,可利用浮选过的辉铋矿(主要成分是Bi2S3,还含少量SiO2等杂质)来制备,工艺流程如下:

已知:NaBiO3难溶于水。

回答下列问题

(1)溶液Ⅰ中主要成分为BiCl3、FeCl2,则滤渣Ⅰ的主要成分是(写化学式)。

(2)海绵铋与盐酸、H2O2反应的化学方程式是

(3)向溶液Ⅲ中加入NaOH和NaClO发生反应的离于方程式是,从反应后的混合体系中获得纯净NaBiO3,操作Ⅱ包括。

(4)一定温度下,向氨水中通入CO2,得到(NH4)2CO3、NH4HCO3等物质,溶液中各种微粒的物质的量分数与pH的关系如图所示。随着CO2的通入,溶液中c(OH-)/c(NH3·H2O)将(填“增大”“减小”或“不变”)。pH=9时,溶液中c(NH4+)+c(H+)=(用离子浓度表示)。

(5)取所得NaBiO3样品2.0g,加入稀硫酸和MnSO4溶液使其完全溶解,然后用新配制的0.5mol/LFeSO4溶液滴定生成的MnO4-,滴定完成后消耗22.00mLFeSO4溶液。则该样晶中NaBiO3纯度为。

【答案】(1)SiO2、S

(2)2Bi+3H2O2+6HCl=2BiCl3+6H2O

(3)Na++Bi3++ClO-+4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O;过滤、洗涤、干燥

(4)减小;2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)

(5)77%

【知识点】离子浓度大小的比较;制备实验方案的设计

【解析】【解答】(1)操作I中Fe3+可以将Bi2S3中的S氧化为S单质,SiO2性质比较稳定,不与酸反应,所以滤渣的主要成分为:SiO2、S。

(2)铋可以被H2O2氧化,发生的方程式为:2Bi+3H2O2+6HCl=2BiCl3+6H2O

(3)根据反应流程图可知操作Ⅱ中发生的反应为:Na++Bi3++ClO-+4OH-=NaBiO3↓+Cl-+2H2O,想要获得纯净NaBiO3,首先要将沉淀过滤出来,再进行洗涤、干燥才可以得到纯净的NaBiO3,所以操作Ⅱ为:过滤、洗涤、干燥。

(4),Kb不变,c(NH4+)不断增大,比值不断减小;根据电荷守恒定律,pH=9时,溶液中存在电荷守恒c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-);

(5)由5NaBiO3+2Mn2++14H+=2MnO4+5Na++5Bi3++7H2O、MnO4+5Fe2++8H+=5Fe3++Mn2++4H2O可知,

5NaBiO32MnO410Fe2+

510

n(NaBiO3)0.5mo1L1×0.0220L

n(NaBiO3)=0.0055mol

得到质量计算质量分数=0.0055mol×280g/mol/2.0g×100%=77%,故答案为:77%。

【分析】(1)主要成分是Bi2S3,还含少量SiO2等杂质,则不溶于盐酸的有二氧化硅,铁离子与硫离子会生成S单质

(2)氧化还原配平:先根据电子守恒配平氧化剂还原剂,氧化产物还原产物,再根据观察法配平其他物质,最后配不平可加水。

(3)沉淀需要过滤洗涤干燥才能得到纯净的物质

(4)平衡常数不变,铵根离子不断增大,比值不断减小;根据电荷守恒定律可求解

(5)根据转移电子式守恒可列出关系式求解。

28.(2023·临沂模拟)氮及其化合物与人类生产、生活密切相关。

(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。

已知:CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a>0)

2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1(b>0)

若用CO还原NO2至N2,当消耗标准状况下3.36LCO时,放出的热量为kJ(用含有a和b的代数式表示)。

(2)在373K时,向体积为2L的恒容真空容器中通入0.40molNO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g)△H=-57.0kJ·mol-1。测得NO2的体积分数[(NO2)]与反应时间(t)的关系如下表:

①0~20min内,v(N2O4)=mol·L-1·min-1。

②上述反应中,v(NO2)=k1·c2(NO2),v(N2O4)=k2·c(N2O4),其中k1、k2为速率常数,则373K时,k1、k2的数学关系式为。改变温度至T1时k1=k2,则T1373K(填“>”、“”、“

(3)>;恰好完全反应生成NaHN2O2,Kh(HN2O2-)=>Ka2=10-12,水解程度大于电离程度,因此溶液中c(H2N2O2)>c(N2O22-);c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)

【知识点】化学反应速率;化学平衡的计算;离子浓度大小的比较;有关反应热的计算

【解析】【解答】(1)①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-akJ·mol-1(a>0);②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-bkJ·mol-1(b>0);根据盖斯定律①②得4CO(g)+2NO2(g)=N2(g)+4CO2(g)△H=(-2a-b)kJ·mol-1,标准状况下3.36LCO的物质的量是0.15mol,消耗标准状况下3.36LCO时放出的热量kJ;

(2)①设0~20min内生成N2O4的物质的量是xmol,

2NO2(g)N2O4(g)

起始(mol/L)0.200

转化(mol/L)x

20min末(mol/L)0.2-x

X=0.08mol,v(N2O4)=mol/L=2.0×10-3。

②设平衡时N2O4的浓度xmol/L,

2NO2(g)N2O4(g)

起始(mol/L)0.200

转化(mol/L)2xx

平衡(mol/L)0.2-2xx

X=0.075mol/L,v(NO2):v(N2O4)=2:1即k1·c2(NO2):k2·c(N2O4)=2:1,k10.0025:k20.075=2:1,所以k1=60k2。若改变温度至T1时k1=k2,则正反应速率小于逆反应速率,平衡逆向移动,该反应的正反应放热,所以T1>373K;

(3)①若V=100,溶液中的溶质是NaHN2O2,HN2O2-的电离平衡常数是10-12,水解平衡常数是,水解大于电离,所以c(H2N2O2)>c(N2O22-);

②若V=200,溶液中的溶质是Na2N2O2,N2O22-发生两步水解反应,所以所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(N2O22-)>c(OH-)>c(HN2O2-)>c(H+)。

【分析】(1)根据公式计算消耗CO的物质的量,根据盖斯定律确定反应的热化学方程式,进而由n(CO)计算反应过程放出的热量;

(2)①根据三段式,结合公式计算反应速率;

②结合平衡三段式进行计算;结合温度对平衡移动的影响分析T1与373K的大小关系;

(3)①V=100mL时,所得溶液为NaHN2O2,结合溶液中电离、水解的程度大小分析;

②V=200mL时,所得溶液为Na2N2O2,结合溶液中N2O22-的水解和H2O的电离分析溶液中离子浓度大小;

29.(2023·静安模拟)I.人类能够有效利用氮气的主要途径是合成氨,生产化学肥料等。

完成下列填空:

(1)氮原子核外电子排布式为,其最外层有种运动状态不同的电子;氮气的电子式为;氨气分子的空间构型是。

(2)工业上常用醋酸亚铜氨溶液来吸收含有大量N2的高炉气体系中的CO,从而实现CO和N2的分离,反应的化学方程式如下:CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)+Q(Q>0),该反应的化学平衡常数表达式K=;欲使K值变大,可采取的措施是。

吸收CO后的溶液经过适当处理又可以重新生成醋酸亚铜氨,可采取的适当处理措施有

(选填序号)。

a.适当升高温度

b.适当降低温度

c.增大压强

d.减小压强

(3)消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH,这样能使NH3的脱除率增大,试用平衡移动原理解释其原因。

(4)某研究小组用200mL1.5mol/LK2CO3溶液吸收了3.36L的CO2(标准状况)形成富液,碳酸钾溶液吸收CO2的离子反应方程式为,该富液中的溶质是(填化学式),各离子的浓度关系正确的是。

a.c(K+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)

b.3c(K+)=4c(CO32-)+4c(HCO3-)+4c(H2CO3)

c.c(K+)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(H+)

【答案】(1)1s22s22p3;5;;三角锥型

(2)[c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)];降低温度;ad

(3)氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除II.为实现CO2减排,合成氨工厂采用苯菲尔法脱碳。该方法是用碳酸钾溶液为吸收剂捕集混合气中的CO2得到富液,再高温加热富液使之分解释放出CO2,正常情况下再生的二氧化碳气体体积分数可达98.5%以上。

(4)CO32-+CO2+H2O→2HCO3-;KHCO3和K2CO3;ab

【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】(1)氮原子核外电子数为7,基态原子核外电子排布为1s22s22p3;其最外层有5种运动状态不同的电子;氮气的电子式为;氨气分子中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,其空间构型是三角锥型;

(2)反应CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)+Q(Q>0),的化学平衡常数表达式K=[c(CH3COOCu(NH3)2·CO)]/[c(CO)]·[c(CH3COOCu(NH3)2)];该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,K值变小,故欲使K值变大,可采取的措施是降低温度;反应CH3COOCu(NH3)2(aq)+CO(g)CH3COOCu(NH3)2·CO(aq)+Q(Q>0)是气体体积缩小的放热反应,a.适当升高温度平衡向吸热反应方向进行,则升温平衡逆向进行,可以重新生成醋酸亚铜氨,故符合题意;

b.适当降低温度平衡向放热反应方向进行,不能重新生成醋酸亚铜氨,故不符合题意;

c.增大压强平衡向气体体积减小的方向进行,不能重新生成醋酸亚铜氨,故不符合题意;

d.减小压强平衡向气体体积增大的方向进行,可以重新生成醋酸亚铜氨,故符合题意。

故答案为:ad;

(3)消除NH3对水体污染的重要方法是在一定条件下向水体中加入适量NaOH,氨气在水中存在如下平衡:NH3+H2ONH3H2ONH4++OH﹣,当加入NaOH后,c(OH﹣)浓度增大,平衡逆向移动,故有利于氨的脱除,使NH3的脱除率增大;

(4)碳酸钾溶液吸收CO2生成碳酸氢钾,反应的离子反应方程式为CO32-+CO2+H2O=2HCO3-,富液中的溶质是KHCO3和K2CO3,a.根据电荷守恒有c(K+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),故符合题意;

b.200mL1.5mol/LK2CO3溶液吸收了3.36L的CO2(标准状况),n(K+)=0.2L1.5mol/L2=0.6mol,c(C)=0.3mol+0.15mol=0.45mol,根据物料守恒有3c(K+)=4c(CO32-)+4c(HCO3-)+4c(H2CO3),故符合题意;

c.根据反应可知,溶质为KHCO3和K2CO3,水解是微弱的,则c(K+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故不符合题意。

故答案为:ab。

【分析】(2)根据化学平衡常数的定义书写表达式,根据反应方程式的特点分析影响化学平衡移动的条件即可。

30.(2023·辽宁模拟)某浅绿色晶体X[x(NH4)2SO4·yFeSO4·zH2O]在分析化学中常用作还原剂.为确定其组成,某小组同学进行如下实验.

(1)I.NH4+的测定

采用蒸馏法,蒸馏装置如图所示。

相关的实验步骤如下:

①准确称取58.80g晶体X,加水溶解后,将溶液注入三颈烧瓶中;

②准确量取50.00mL3.0300molL-1H2SO4溶液于锥形瓶中;

③向三颈烧瓶中加入足量NaOH溶液,通入氮气,加热,蒸氨结束后取下锥形瓶;

④用0.120molL-1NaOH标准溶液滴定锥形瓶中过量的硫酸,滴定终点时消耗25.00mLNaOH标准溶液.

仪器M的名称为。

(2)步骤③中,发生的氧化还原反应的化学方程式为。蒸氨结束后,为了减少实验误差,还需要对直形冷凝管进行“处理”,“处理”的操作方法是。

(3)步骤④中,若振荡时锥形瓶中有液体溅出,则所测得的n(NH4+)的值将(填“偏大”“偏小”或“不变”)。

(4)II.SO42-含量的测定

采用重量分析法,实验步骤如下:

①另准确称取58.80g晶体X于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的BaCl2溶液;

②将得到的溶液用无灰滤纸(灰分质量很小,可忽略)过滤,洗涤沉淀3~4次;

③用滤纸包裹好沉淀取出,灼烧滤纸包至滤纸完全灰化;

④继续灼烧沉淀至恒重、称量,得沉淀质量为69.90g。

步骤①中,判断BeCl溶液已过量的实验操作和现象是。

(5)步骤②中,采用冷水洗讓沉淀,其主要目的是。

(6)结合实验Ⅰ、Ⅱ通过计算得出晶体X的化学式为。实验I的步骤①中,溶液中离子溶度由大到小的顺序为。

【答案】(1)分液漏斗

(2)4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入锥形瓶中

(3)偏大

(4)待浊液分层后,取出上层清液少许于试管中,向试管中加入1~2滴BaCl2溶液,若无白色浑浊出现,则说明BaCl2溶液已过量(答滴加Na2SO4溶液,出现白色浑浊现象也给分)

(5)尽可能减少沉淀的溶解损失,减小实验误差

(6)(NH4)2SO4FeSO46H2O;c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)

【知识点】氧化还原反应;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】I.(1)仪器M的名称为分液漏斗;正确答案:分液漏斗。

(2)亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁沉淀,通入氧气后,被氧化为氢氧化铁;化学方程式为4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3;蒸氨结束后,直形冷凝管中会残留一些液氨,会对测定结果产生影响;因此为了减少实验误差,还需要对直形冷凝管进行“处理”,“处理”的操作方法是用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入锥形瓶中;正确答案:用蒸馏水冲洗冷凝管内通道2~3次,将洗涤液注入锥形瓶中。

(3)步骤④中,若振荡时锥形瓶中有液体溅出,消耗氢氧化钠的量减小,则测定锥形瓶内溶液中剩余的硫酸的量减小,与氨气反应的硫酸的量增多,造成所测n(NH4+)的量偏大;正确答案:偏大。

II.(4)判断氯化钡是否过量,可以在上层清液中继续滴加氯化钡,若没有新的沉淀生成则说明溶液中没有硫酸根离子,即氯化钡已经过量;正确答案:待浊液分层后,在上层清液中加入1~2滴BaCl2溶液,无白色浑浊出现,则BaCl2溶液已过量;

(5)用冷水洗涤可以减少固体的溶解,用硫酸洗涤会使沉淀上附着硫酸根离子,滤液中也含有硫酸根离子,所以不能用硫酸溶液洗涤沉淀,应该选用冷水洗涤,其主要目的是尽可能减少沉淀的溶解损失,减小实验误差;正确答案:尽可能减少沉淀的溶解损失,减小实验误差。

(6)与NaOH反应的硫酸的物质的量为n(H2SO4)=1/2n(NaOH)=1/2×0.04×0.025=0.0005mol;与氨气反应的硫酸的物质的量为:0.05×1.0100×1/2×0.0400×0.02500=0.05mol,则氨气的物质的量n(NH3)=2n(H2SO4)=0.1mol;19.60g晶体X于烧杯中,加水溶解,边搅拌边加入过量的BaCl2溶液,得到硫酸钡沉淀23.30g,则n(SO42-)=23.3/233=0.1mol,19.6×2x/(132x+152y+18z)=0.1,19.6×(x+y)/(132x+152y+18z)=0.1,则x+y=2x,即x=y,令x=1,则19.6×2/(132+152+18z)=0.1,则z=6,即x=1,y=1,z=6,则其化学式为(NH4)2SO4FeSO46H2O;令x=2,则19.6×4/(132×2+152×2+18z)=0.1,则z=1.21,不符合;所以晶体X的化学式为(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O;将晶体(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O加水溶解后,铵根离子、亚铁离子水解显酸性,相互抑制水解,但是铵根离子浓度起点大,所以c(NH4+)>c(Fe2+);又由于硫酸根离子不水解,所以c(SO42-)>c(NH4+);实验I的步骤①中,溶液中离子溶度由大到小的顺序c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-);正确答案:(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O;c(SO42-)>c(NH4+)>c(Fe2+)>c(H+)>c(OH-)。

【分析】(4)判断所加入试剂是否过量,应该选择检验过量试剂中的离子的方法进行设计。

31.(2023·江津模拟)CO、CO2是火力发电厂释放出的主要尾气,为减少对环境造成的影响,发电厂试图采用以下方法将其资源化利用,重新获得燃料或重要工业产品。

(1)用CO2来生产燃料甲醇的方法,可以将CO2变废为宝。

已知在常温常压下,甲醇、CO的燃烧热分别是726.5kJ·mol-1、110.5kJ·mol-1。写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:;

(2)CO与Cl2在催化剂的作用下合成光气(COCl2)。某温度下,向2L的密闭容器中投入一定量的CO和Cl2,在催化剂的作用下发生反应:CO(g)+Cl2(g)COCl2(g)ΔH=akJ/mol反应过程中测定的部分数据如下表:

t/minn(CO)/moln(Cl2)/mol

01.200.60

10.90

20.80

4

0.20

①反应0~2min末的平均速率v(COCl2)=mol/(L·min)。

②在2min~4min间,v(Cl2)正v(Cl2)逆(填“>”、“=”或“”,“=”,“c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)

【知识点】盖斯定律及其应用;化学反应速率;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】(1)由于甲醇、CO的燃烧热分别是726.5kJ·mol-1、110.5kJ·mol-1所以可知①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H=-1453kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-221kJ·mol-1,由①-②可得2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H=-1232kJ·mol-1,所以甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-616kJ·mol-1。答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-616kJ·mol-1

(2)①由表中数据,可知0~2min内△n(CO)=1.2mol-0.8mol=0.4mol,由方程式可知,所以v(COCl2)==0.1mol/(L·min);②4min内,反应的氯气为:0.6mol-0.2mol=0.4mol,由方程式可知参加反应的CO为0.4mol,故4min时CO为1.2mol-0.4mol=0.8mol,与2min时CO的物质的量相等,则2min、4min处于平衡状态,在2min~4min间,v(Cl2)正=v(Cl2)逆,由方程式可知,平衡时生成COCl2为0.4mol,该温度下平衡常数K===5③正反应为气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,CO转化率增大,而图中随X增大时,CO的平衡转化率降低,平衡逆向移动,则X为温度,正反应为放热反应.答案为:①0.1②=、5③温度、c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)答案为:c(K+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)。

【分析】(1)首先根据甲醇和一氧化碳的热烧热书写各自的热化学方程式,然后根据盖斯定律计算反应热,再写出目标热化学方程式即可。

32.(2023·曲靖模拟)降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,已引起了全世界的普遍重视。

(1)CO2加氢合成DME(二甲醚)是解决能源危机的研究方向之一。

①2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.4kJ·mol-1

某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时、改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质分数变化情况如图所示,则p1p2(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、P1,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3,则K1K3,T1、P1时H2的平衡转化率为。

②在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列能说明平衡一定向逆反应方向移动的是(填序号)。

A.反应物的浓度增大

B.混合气体的密度减小

C.正反应速率小于逆反应速率

D.氢气的转化率减小

(2)将一定量的CO2气体通入氢氧化钠的溶液中,向所得溶液中边滴加稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。请回答:通入1molHCl时,溶液中所含溶质的化学式,a点溶液中各离子浓度由大到小的关系式为。

(3)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为2×10-4mol·L-1,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为mol·L-1.

【答案】(1)>;<;57.1%;C

(2)Na2CO3、NaCl;c(Na+)>c(Cl-)>c(HC03-)>c(OH-)>c(H+)>c(CO32-)

(3)5.6×10-5

【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;离子浓度大小的比较

【解析】【解答】(1)①2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H=-122.4kJ·mol-1,该反应为气体分子数减少的放热反应,所以平衡时,二甲醚的百分含量随温度升高而减少、随压强增大而增大,该反应的平衡常数随温度升高而减小。由图可知,在相同温度、p1和p2两种不同压强下,p1对应的二甲醚的百分含量较高,所以p1>p2;在相同压强、T1和T3两种不同温度下,T3对应的二甲醚的百分含量较高,所以,T1>T3,由于化学平衡常数只与温度有关,所以,若T1、P1,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3,则K1<K3。T1、P1时,若H2的平衡转化率为为,则H2的变化量为6.0,CO2、CH3OCH3、H2O的变化量分别为2.0、1.0、3.0,因为二甲醚的体积分数为0.1,所以,解之得,H2的平衡转化率为57.1%。②在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状。当改变反应的某一个条件后,A.反应物的浓度增大,可能是增大了反应物的浓度(再加入少量的反应物)使平衡向正反应方向移动的结果,也可能是增大生成物浓度(或升高温度)使平衡向逆反应方向移动的结果;

B.混合气体的密度减小,有可能是减小反应物浓度使平衡逆向移动,也有可能是减小生成物浓度(如降低温度使部分水液化)使平衡正向移动的结果;

C.正反应速率小于逆反应速率,平衡一定向逆反应方向移动;

D.氢气的转化率减小,可能是增大氢气的浓度(再

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