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專題強化練4　溶液中粒子濃度大小關系
1.NaClO溶液具有漂白能力,已知25 ℃時,Ka(HClO)=4.0×10-8。下列關于NaClO溶液說法正確的是(　　)
A.0.01 mol·L-1 NaClO溶液中,c(H+)=c(OH-)+c(HClO)
B.長期露置在空氣中,釋放Cl2,漂白能力減弱
C.通入過量SO2,反應的離子方程式為SO2+ClO-+H2O HS+HClO
D.25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO-)= c(Na+)
2.下列關于電解質溶液中離子濃度關系的說法正確的是(　　)
A.0.1 mol/L的Na2CO3溶液中離子濃度的關系:2c(Na+)=c(HC)+c(H2CO3)+c(C)
B.0.1 mol/L的NH4Cl溶液和0.1 mol/L的氨水[已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5]等體積混合后離子濃度的關系:c(Cl-)> c(N)>c(H+)>c(OH-)
C.常溫下,向醋酸鈉溶液中滴加少量醋酸使溶液的pH=7,則混合溶液中:c(Na+)=c(CH3COO-)
D.KHS溶液中存在等式關系:2c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(H2S)
3.常溫下:Ka(CH3COOH)=1.8×10-5、Ka1(H2SO3)=10-1.85、Ka2(H2SO3)=10-7.22、Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5。小組同學進行如下實驗:
實驗 實驗操作和現象
1 測定0.10 mol·L-1 NaHSO3溶液的pH≈a
2 向0.10 mol·L-1 CH3COONa溶液中通入少量SO2
3 向20 mL 0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中逐滴加入等濃度NaOH溶液10 mL
4 配制0.10 mol·L-1的①(NH4)2SO3溶液、②CH3COONH4溶液、③NH4HSO3溶液
下列所得結論正確的是(　　)
A.實驗1溶液中存在:c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)
B.實驗2反應的離子方程式:CH3COO-+SO2+H2O CH3COOH+S
C.實驗3反應后的溶液中存在:c(CH3COOH)-c(CH3COO-)=c(OH-)-c(H+)
D.實驗4中各溶液pH大小:③<②<①
4.通過滴加相同濃度的鹽酸或KOH溶液來調節0.01 mol·L-1 Na2HAsO3溶液的pH,實驗測得含砷的各物種的分布分數(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數)與溶液pH的關系如圖所示。
下列有關說法正確的是(　　)
A.Ka2(H3AsO3)為1×10-9.2
B.NaH2AsO3溶于水,所得溶液中H2As的水解程度小于其電離程度
C.水的電離程度:a點大于b點
D.Na2HAsO3溶液中存在:c(Na+)=2c(H2As)+2c(HAs)+2c(As)+ 2c(H3AsO3)
5.一種吸收SO2再經氧化得到硫酸鹽的過程如圖所示。室溫下,用0.1 mol·L-1 NaOH溶液吸收SO2,通入SO2所引起的溶液體積變化和H2O揮發可忽略,溶液中含硫物種的濃度c總= c(H2SO3)+c(HS)+c(S)。H2SO3的電離平衡常數Ka1=1.29×10-2、Ka2=6.24×10-8。下列說法正確的是(　　)
A.“吸收”應在較高的溫度下進行
B.“吸收”所得溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HS)+c(S)+c(OH-)
C.“吸收”所得c總=0.1 mol·L-1溶液中:c(H2SO3)>c(S)
D.“氧化”調節溶液pH約為5,主要發生反應2HS+O2 2S+2H+
6.常溫下,濃度為0.1 mol·L-1的四種溶液(用溶質表示)的pH如表,下列說法中正確的是(　　)
溶液 Na2CO3 NaHCO3 NaClO NaHSO3
pH 11.6 8.3 10.7 4.0
A.0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液加水稀釋,稀釋后溶液中所有離子的濃度均減小
B.NaHCO3溶液中:2c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+c(C)
C.NaHSO3溶液中:c(Na+)>c(HS)>c(H2SO3)>c(S)>c(H+)>c(OH-)
D.向NaClO溶液中滴加H2SO4溶液至中性時,c(Na+)=2c(S)+c(ClO-)
7.常溫時,配制一組c(H2SO3)+c(HS)+ c(S)=0.10 mol·L-1的H2SO3和NaOH混合溶液,溶液中H2SO3、HS、S隨pH的分布如圖所示,下列指定溶液中微粒物質的量濃度關系正確的是(　　)
A.a點:由水電離出的c(H+)=1×10-1.8 mol·L-1
B.pH=4.4時:c(H2SO3)=c(S)
C.c(Na+)=0.10 mol·L-1時:c(H2SO3)>c(S)
D.b點:c(Na+)>0.10 mol·L-1+c(HS)
8.乙二酸(用H2A表示)為二元弱酸。25 ℃時,向0.1 mol·L-1的NH4HA溶液中滴加適量的鹽酸或NaOH溶液,溶液中各含N或含A微粒的分布分數δ與溶液pH的關系如圖所示(不考慮溶液中NH3分子)。例如,溶液中H2A的分布分數δ(H2A)= 。下列說法正確的是(　　)
A.NH4HA溶液中:c(HA-)>c(N)>c(H+)>c(OH-)
B.pH=8的溶液中:c(A2-)>c(N)>c(NH3·H2O)>c(HA-)
C.d點溶液中:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1
D.向NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液發生的主要離子反應為:N+ OH- NH3·H2O
答案與分層梯度式解析
專題強化練4　溶液中粒子濃度大小關系
1.D　由質子守恒得0.01 mol·L-1 NaClO溶液中c(H+)+c(HClO)=c(OH-),A錯誤;NaClO是強堿弱酸鹽,發生水解反應生成HClO和NaOH,溶液中HClO長期露置在空氣中發生分解反應生成O2,不可能釋放出氯氣,B錯誤;過量的SO2與NaClO溶液發生氧化還原反應生成H2SO4和NaCl,反應的離子方程式為SO2+ClO-+H2O Cl-+ S+2H+,C錯誤;25 ℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液呈中性,溶液中存在電荷守恒:c(ClO-)+c(OH-)=c(H+)+c(Na+),則溶液中c(ClO-)= c(Na+),由次氯酸的電離常數可知,ClO-的水解常數為Kh(ClO-)= ==>Ka(HClO),則等濃度的NaClO和HClO的混合溶液中,NaClO的水解程度大于HClO的電離程度,溶液呈堿性,所以中性溶液中HClO的濃度大于NaClO,溶液中微粒濃度:c(HClO)> c(ClO-)=c(Na+),D正確。
2.C　Na2CO3溶液中,根據物料守恒可得c(Na+)=2c(HC)+2c(H2CO3)+ 2c(C),A項錯誤;N的水解常數Kh=KW/Kbc(H+),離子濃度關系是c(N)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),B項錯誤;根據電荷守恒可知:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(CH3COO-),由于溶液的pH=7,則c(H+)= c(OH-),所以混合溶液中c(Na+)=c(CH3COO-),C項正確;KHS溶液中,根據電荷守恒可得c(HS-)+2c(S2-)+c(OH-)=c(H+)+c(K+),根據物料守恒可得c(K+)=c(HS-)+c(S2-)+c(H2S),所以整理可得c(S2-)+c(OH-)= c(H+)+c(H2S),D項錯誤。
3.D　NaHSO3溶液中,HS電離常數為Ka2(H2SO3)=10-7.22,水解常數Kh(HS)===10-12.15,故其電離程度大于水解程度,則c(S)>c(H2SO3),A項錯誤;酸性H2SO3>CH3COOH>HS,故向CH3COONa溶液中通入少量SO2時應該產生醋酸和HS:CH3COO-+SO2+H2O CH3COOH+HS,B項錯誤;逐滴加入等濃度NaOH溶液10 mL,得到等濃度的CH3COONa和CH3COOH的混合溶液,電荷守恒:c(CH3COO-)+c(OH-)= c(Na+)+c(H+),物料守恒:2c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH),聯立電荷守恒和物料守恒得c(CH3COOH)-c(CH3COO-)=2c(OH-)-2c(H+),C項錯誤; Ka(CH3COOH)=Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,故CH3COO-的水解程度和N的水解程度相等,CH3COONH4溶液顯中性,NH4HSO3溶液中,N水解使溶液顯酸性,HS電離程度>水解程度,也使溶液顯酸性,故NH4HSO3溶液顯酸性,而(NH4)2SO3溶液中,S水解程度比N大,溶液顯堿性,故pH大小:③<②<①,D項正確。
4.D　c(H2As)=c(H3AsO3)時,pH=9.2,Ka1(H3AsO3)== 1×10-9.2,A錯誤;分析圖像可得出NaH2AsO3溶液顯堿性,即H2As的水解程度大于其電離程度,B錯誤;分析圖像可以得出a點H3AsO3對水的電離起到抑制作用,b點溶液顯堿性,水的電離受促進,則水的電離程度:a點小于b點,C錯誤;根據物料守恒得Na2HAsO3溶液中c(Na+)= 2c(H2As)+2c(HAs)+2c(As)+2c(H3AsO3),D正確。
5.D　溫度升高,SO2溶解度減小,不利于反應進行,A錯誤;“吸收”所得溶液中:c(Na+)+c(H+)=c(HS)+2c(S)+c(OH-),B錯誤;HS的水解平衡常數Kh(HS)==c(H2SO3),C錯誤;“氧化”調節溶液pH約為5,HS被氧化為S,主要發生反應2HS+O2 2S+2H+,D正確。
6.D　0.1 mol·L-1碳酸鈉溶液呈堿性,加水稀釋時,溶液中OH-濃度減小,水的離子積不變,則溶液中H+濃度增大,A錯誤;碳酸氫鈉溶液中存在電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(C)+c(HC)和物料守恒c(Na+)=c(H2CO3)+c(C)+c(HC),聯立可得c(H2CO3)+c(H+)=c(OH-)+ c(C),B錯誤;亞硫酸氫鈉溶液呈酸性,說明HS在溶液中的電離程度大于其水解程度,所以c(S)大于c(H2SO3),C錯誤;向次氯酸鈉溶液中滴加H2SO4溶液至中性時,溶液中c(H+)=c(OH-),由電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(S)+c(ClO-)可得c(Na+)=2c(S)+c(ClO-),D正確。
7.B　a點水的電離被抑制,則由水電離出的c(H+)<10-7 mol·L-1,A錯誤;a點c(HS)=c(H2SO3),則Ka1(H2SO3)==c(H+)=10-1.8,b點c(S)=c(HS),則Ka2(H2SO3)==c(H+)=10-7, Ka1(H2SO3)·Ka2(H2SO3)==10-1.8×10-7=10-8.8,當溶液的pH= 4.4時,c(H+)=10-4.4 mol·L-1,則c(H2SO3)=c(S),B正確;c(Na+)= 0.10 mol·L-1,c(H2SO3)+c(HS)+c(S)=0.10 mol·L-1,則c(Na+)= c(H2SO3)+c(HS)+c(S),說明此時溶質為NaHSO3,結合圖示可知,NaHSO3溶液呈酸性,說明HS的電離程度大于其水解程度,則c(S)>c(H2SO3),C錯誤;b點c(S)=c(HS)、pH=7,結合電荷守恒可知:c(Na+)=2c(S)+c(HS),結合c(H2SO3)+c(HS)+c(S)= 0.10 mol·L-1可知:c(Na+)=2c(S)+c(HS)=0.10 mol·L-1-c(H2SO3)+c(HS)<0.10 mol·L-1+c(HS),D錯誤。
8.B　向NH4HA溶液中滴加鹽酸,HA-濃度減小,H2A濃度增大,向NH4HA溶液中滴加NaOH溶液,HA-濃度減小,A2-濃度增大,N濃度減小, NH3·H2O濃度增大。
從圖中可以看出,d點c(H2A)=c(HA-),可知H2A的Ka1=10-1.3,e點 c(HA-)=c(A2-),可知H2A的Ka2=10-4.3,n點c(N)=c(NH3·H2O),可知NH3·H2O的Kb=10-4.7 。NH4HA溶液中,存在著N的水解、HA-的電離和水解,N的水解常數Kh===10-9.3,HA-的電離常數Ka2(H2A)= 10-4.3,Kh(HA-)===10-12.7,所以以HA-的電離為主,溶液顯酸性。綜上所述NH4HA溶液中c(N)>c(HA-)>c(H+)>c(OH-),A錯誤;由圖可知pH=8的溶液中:c(A2-)>c(N)>c(NH3·H2O)>c(HA-),B正確; NH4HA的濃度為0.1 mol·L-1,若沒有向溶液中加入酸或堿溶液,溶液中存在:c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)=0.1 mol·L-1,但加入鹽酸或NaOH溶液,c(H2A)+c(HA-)+c(A2-)<0.1 mol·L-1,d點不是0.1 mol·L-1的NH4HA溶液,C錯誤;向NH4HA溶液中滴加少量NaOH溶液,發生的主要離子反應為HA-+OH- A2-+H2O,D錯誤。
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